DE102009046243A1

DE102009046243A1 - Method for operation of drive with torsional vibration insulator, involves composing torsional vibration insulator by two rotors non-rigidly coupled over spring system

Info

Publication number: DE102009046243A1
Application number: DE200910046243
Authority: DE
Inventors: Marcus Schulz; Kay Hindorf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-19
Also published as: CN102052169B; CN102052169A

Abstract

The method involves composing torsional vibration insulator by two rotors (11,12) non-rigidly coupled over a spring system (13). The operating condition of the torsional vibration insulator is determined, in which turning distortion increased or decreased due to torsional vibration insulator is present. Independent claims are also included for the following: (1) a computer program for a digital computer; (2) a controller for internal-combustion engine, particularly for a motor vehicle; and (3) a storage medium for a controller of internal-combustion engine.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebs mit einem Drehschwingungsisolator nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.The invention relates to a method for operating a drive with a torsional vibration isolator according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, dass bei Hubkolbenmotoren Massenschwungräder zur Stabilisierung der Drehbewegung eingesetzt werden. Bei Hubkolbenmotoren durchlaufen die Kolben während eines Taktes mehrere Phasen. Diese Phasen sind gekennzeichnet durch unterschiedliche Krafteinwirkungen auf die Kolben, auf die Pleuel und damit auf die Kurbelwelle. Daher kommt es zu Drehungleichförmigkeiten an der Kurbelwelle, welche sich im Triebstrang fortsetzen und dort Geräusche und/oder Vibrationen hervorrufen. Des Weiteren bringen die Drehungleichförmigkeiten ein erhöhtes Verschleißrisiko mit sich. Zur Vermeidung dieser Nachteile sind Schwungräder vorgesehen. Ein derartiges Schwungrad speichert die stoßartige Anregung der Kurbelwelle und damit deren Bewegungsenergie und sorgt folglich für eine gleichmäßige Drehbewegung. Ebenso kann das Schwungrad bei einem Lastwechsel Bewegungsenergie abgeben.It is known that in reciprocating engines mass flywheels are used to stabilize the rotational movement. In reciprocating engines, the pistons go through several phases during a cycle. These phases are characterized by different forces acting on the pistons, on the connecting rods and thus on the crankshaft. Therefore, there are rotational irregularities on the crankshaft, which continue in the drive train and cause noise and / or vibration there. Furthermore, the rotational irregularities entail an increased risk of wear. To avoid these disadvantages flywheels are provided. Such a flywheel stores the jerky excitation of the crankshaft and thus their kinetic energy and thus ensures a uniform rotational movement. Likewise, the flywheel can give momentum during a load change.

Ebenso ist bekannt, dass zur weiteren Reduzierung von antriebsseitigen Drehungleichförmigkeiten Drehschwingungsisolatoren eingesetzt werden, die mindestens zwei Schwungmassen aufweisen. Durch einen derartigen Drehschwingungsisolator können Drehungleichförmigkeiten des Antriebsstrangs minimiert und damit die Lebensdauer desselben erhöht sowie störende Geräusche und/oder Vibrationen minimiert werden.Likewise, it is known that for further reduction of drive-side rotational nonuniformities torsional vibration isolators are used which have at least two flywheel masses. By means of such a torsional vibration isolator rotational irregularities of the drive train can be minimized and thus the service life of the same can be increased and disturbing noises and / or vibrations can be minimized.

Des Weiteren ist bekannt, dass zur Steuerung, Regelung und Diagnose des Hubkolbenmotors die an der Kurbelwelle gemessene Drehzahl verwendet wird. Dabei kann jedoch die Verwendung eines Drehschwingungsisolators zu Problemen in Zusammenhang mit der gemessenen Drehzahl führen. Bei der Interpretation der gemessenen Drehzahl wird üblicherweise ein lineares Rotationsverhalten der Kurbelwelle vorausgesetzt.Furthermore, it is known that the speed measured at the crankshaft is used to control, regulate and diagnose the reciprocating engine. However, the use of a torsional vibration isolator can lead to problems related to the measured speed. In the interpretation of the measured speed usually a linear rotation behavior of the crankshaft is assumed.

Eine bekannte Ausführung eines Drehschwingungsisolators ist ein sogenanntes Zweimassenschwungrad, fortlaufend als ZMS bezeichnet. Ein an die Kurbelwelle angeschlossenes ZMS besitzt aufgrund von zwei in nicht-starrer Weise gekoppelter Schwungmassen in Verbindung mit Reibung die Eigenschaft, ein stark nicht lineares Verhalten in Rückwirkung auf die Kurbelwelle und damit auf die gemessene Drehzahl aufzuweisen. Entsprechend kann eine durch eine derartige Drehmomentrückwirkung auf die Kurbelwelle behaftete, gemessene Drehzahl im Steuergerät zu einem fehlerhaften Funktionsverhalten führen, welches negative Eigenschaften bezüglich des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine zur Folge haben kann. Beispiele für derartige drehzahlbasierte Funktionen sind die Zylinderausgleichsregelung oder Zündaussetzererkennung.A known embodiment of a torsional vibration isolator is a so-called dual-mass flywheel, continuously referred to as ZMS. A connected to the crankshaft ZMS has due to two coupled in a non-rigid manner flywheels in conjunction with friction the property of having a highly non-linear behavior in response to the crankshaft and thus to the measured speed. Correspondingly, a measured rotational speed in the control unit that is affected by such a torque effect on the crankshaft can lead to an erroneous functional behavior, which can result in negative properties with regard to the operating behavior of an internal combustion engine. Examples of such speed-based functions are cylinder balancing control or misfire detection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die beim Stand der Technik vorhandenen Probleme werden durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst.The existing in the prior art problems are solved by a method according to claim 1.

Befindet sich der Drehschwingungsisolator in einem Betriebszustand, in dem erhöhte oder verminderte Drehungleichförmigkeiten, die von dem Drehschwingungsisolator herrühren, auftreten, so wird dieser Betriebszustand erkannt. Beispielsweise kann eine drehzahlbasierte Zündaussetzererkennung eine vom Drehschwingungsisolator hervorgerufene, verminderte Drehungleichförmigkeit nicht als motorseitigen Zündaussetzer identifizieren. Durch die Erkennung des Betriebszustandes mit erhöhten oder verminderten Drehungleichförmigkeiten, die vom Drehschwingungsisolator ausgehen, werden derartige Fehlinterpretationen verhindert.If the torsional vibration isolator is in an operating state in which increased or reduced rotational irregularities resulting from the torsional vibration isolator occur, this operating state is detected. For example, speed-based misfire detection can not identify reduced rotational irregularity caused by the torsional vibration isolator as an engine-side misfire. By detecting the operating condition with increased or decreased rotational nonuniformities emanating from the torsional vibration isolator, such misinterpretations are prevented.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Betriebszustand erkannt, bei dem ein Spiel zwischen Federsystem und den Mitnehmereinrichtungen der Schwungmassen vorhanden ist. Dieses Spiel führt dazu, dass die Mitnehmereinrichtungen der Schwungmassen auf das Federsystem prallen und somit starke, erhöhte Drehungleichförmigkeiten erzeugen. Ebenso kann ein Durchlaufen des Spiels eine Drehungleichförmigkeit, die nicht vom ZMS herrührt, vermindern oder gar auslöschen. Dieses mögliche Verhalten kann erkannt und damit eine Fehlinterpretation verhindert werden.In an advantageous embodiment of the method, the operating state is detected, in which a game between the spring system and the entrainment means of the flywheel masses is present. This game causes the driver devices of the flywheels to bounce on the spring system and thus produce strong, increased rotational irregularities. Likewise, running through the game can reduce or even cancel out rotational nonuniformity that does not originate from the DMF. This possible behavior can be detected and thus a misinterpretation prevented.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Betriebszustand mittels Bedingungen ermittelt, die keine Messungen innerhalb des Zweimassenschwungrades benötigen. Hierbei sind lediglich Konstruktions- und Funktionsmerkmale des Zweimassenschwungrades sowie externe Messgrößen notwendig.In a further advantageous embodiment of the method, the operating state is determined by means of conditions which do not require measurements within the dual-mass flywheel. In this case, only design and functional features of the dual-mass flywheel and external measured variables are necessary.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird das Erkennen des Betriebszustandes dazu genutzt, um eine Steuerung, Regelung oder Diagnose von an den Drehschwingungsisolator angeschlossenen Komponenten insbesondere einer Brennkraftmaschine entsprechend dem Verhalten des Drehschwingungsisolators anzupassen.In an advantageous embodiment of the method, the recognition of the operating state is used to adapt a control, regulation or diagnosis of connected to the torsional vibration isolator components, in particular an internal combustion engine according to the behavior of the torsional vibration isolator.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All form described or illustrated features alone or in any combination, the subject matter of the invention, regardless of their combination in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.

1a zeigt den Halbschnitt einer schematischen Draufsicht auf ein Zweimassenschwungrad (ZMS) in einem entspannten Zustand. 1a shows the half-section of a schematic plan view of a dual mass flywheel (DMF) in a relaxed state.

1b zeigt den Halbschnitt einer schematischen Draufsicht auf das ZMS der 1a in einem komprimierten Zustand. 1b shows the half-section of a schematic plan view of the ZMS of 1a in a compressed state.

1c zeigt den Halbschnitt einer schematischen Draufsicht auf das ZMS der 1a in einem verklemmten Zustand. 1c shows the half-section of a schematic plan view of the ZMS of 1a in a jammed condition.

2 zeigt schematisch zwei aneinander gepresste Körper sowie ein Kräftediagramm. 2 schematically shows two bodies pressed together and a force diagram.

3 zeigt einen Zustandsautomaten zur Erkennung des Betriebszustandes des ZMS abgeleitet aus den Zuständen nach den 1a, 1b und 1c. 3 shows a state machine for detecting the operating state of the ZMS derived from the states after 1a . 1b and 1c ,

Das schematisch dargestellte ZMS 10 der 1a weist eine äußere Schwungmasse 11 sowie eine innere Schwungmasse 12 auf. Dabei ist die innere Schwungmasse 12 üblicherweise mit einer (nicht dargestellten) Kupplung und weiterführend mit einer (nicht dargestellten) Getriebeeingangswelle, die äußere Schwungmasse 11 mit einer (nicht dargestellten) Kurbelwelle und weiterführend mit einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine verbunden. Beide Schwungmassen 11 und 12 sind drehbar und koaxial zueinander gelagert, was eine im Wesentlichen gemeinsame Rotationsbewegung erlaubt, die etwa der Drehzahl, beispielsweise der angeschlossenen Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, entspricht.The schematically represented ZMS 10 of the 1a has an external flywheel 11 as well as an internal flywheel 12 on. Here is the inner flywheel 12 usually with a (not shown) coupling and continuing with a (not shown) transmission input shaft, the outer flywheel 11 with a (not shown) crankshaft and further connected to a (not shown) internal combustion engine. Both momentum 11 and 12 are rotatable and coaxial with each other, which allows a substantially common rotational movement, which corresponds approximately to the speed, for example, the connected crankshaft of the internal combustion engine.

Des Weiteren sind die beiden Schwungmassen 11 und 12 über ein Federsystem 13, üblicherweise als Schraubenfeder ausgeführt, nicht-starr gekoppelt. Das Federsystem ist gleitend gelagert. Die schematisch gezeigte Lagerung an der äußeren Schwungmasse 11 ist nur beispielhaft. Ebenso kann das Federsystem nach außen hin auf andere Art und Weise an der inneren Schwungmasse 12 gelagert sein. Mittels Mitnehmereinrichtungen 14, 15, 16 und 17 wird dabei Kraft von einer Schwungmasse über das Federsystem 13 auf die andere Schwungmasse und umgekehrt übertragen. Durch Kraftveränderungen kann sich die Winkelstellung der beiden Schwungmassen 11 und 12 zueinander während der gemeinsamen Rotationsbewegung verändern.Furthermore, the two flywheels 11 and 12 via a spring system 13 , usually designed as a helical spring, non-rigidly coupled. The spring system is slidably mounted. The schematically shown bearing on the outer flywheel 11 is only an example. Likewise, the spring system can outwardly in other ways on the inner flywheel 12 be stored. By means of driver devices fourteen . 15 . 16 and 17 In the process, power is generated by a flywheel via the spring system 13 transferred to the other flywheel and vice versa. By force changes, the angular position of the two flywheel masses 11 and 12 to change each other during the common rotational movement.

Der entspannte Zustand des ZMS 10 in 1a ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federsystem 13 in Längsrichtung in seiner, begrenzt durch die Mitnehmereinrichtungen 14, 15, 16 und 17, maximal möglichen Ausdehnung befindet. Unter Längsrichtung wird dabei der durch die beiden Schwungmassen 11 und 12 vorgegeben, gekrümmt Verlauf des Federsystems 13 verstanden.The relaxed state of the ZMS 10 in 1a is characterized in that the spring system 13 in the longitudinal direction in his, limited by the entrainment devices fourteen . 15 . 16 and 17 , maximum possible extent. The longitudinal direction is the one by the two flywheel masses 11 and 12 given, curved course of the spring system 13 Understood.

Ausgehend von dem entspannten Zustand des ZMS 10 in 1a zeigt 1b das ZMS in komprimiertem Zustand. Die Schwungmassen sind nun mit rotativ, entsprechend den Pfeilen 21, 22, entgegengesetzt wirkenden Drehmomenten beaufschlagt. Die äußere Schwungmasse 11 befindet sich in 1b an der gleichen Position wie in 1a. Die innere Schwungmasse 12 dagegen befindet sich im Vergleich zu 1a in einer um 90 Grad im Uhrzeigersinn gedrehten Position. Durch die entgegengesetzt wirkenden Drehmomente und eine entsprechende Änderung der Winkelstellung der beiden Schwungmassen 11 und 12 zueinander wird erreicht, dass über die Mitnehmereinrichtungen 15 und 17 das Federsystem 13 in seiner Längsrichtung komprimiert wird.Based on the relaxed state of the DMF 10 in 1a shows 1b the ZMS in compressed state. The flywheels are now rotative, according to the arrows 21 . 22 , opposing acting torques applied. The external flywheel 11 is located in 1b at the same position as in 1a , The inner flywheel 12 on the other hand, compared to 1a in a 90 degree clockwise position. By the oppositely acting torques and a corresponding change in the angular position of the two flywheel masses 11 and 12 to each other is achieved that on the driver devices 15 and 17 the spring system 13 is compressed in its longitudinal direction.

Die Zustände des ZMS, die mittels 1a und 1b beschrieben wurden, sowie alle Zustände dazwischen, werden einer gewöhnlichen Betriebsweise zugeordnet, da sie das gewünschte Verhalten des ZMS 10 darstellen.The states of the DMF using 1a and 1b as well as all states in between, are assigned to a normal mode of operation since they provide the desired behavior of the DMZ 10 represent.

In 1c befinden sich die äußere Schwungmasse 11 und die innere Schwungmasse 12 in der gleichen Position wie in 1a. Das ZMS 10 befindet sich dagegen hier in 1c in einem verklemmten Zustand. Dieser Effekt der Verklemmung wird dadurch hervorgerufen, dass das Federsystem 13 zuerst gemäß 1b durch entgegengesetzte Drehmomente, entsprechend den Pfeilen 21, 22, sowie zwei der Mitnehmereinrichtungen 14, 15, 16 und 17 komprimiert wird, und danach, beispielsweise aufgrund einer erhöhten gemeinsamen Drehzahl der beiden Schwungmassen 11 und 12, eine derart große maximale Haftkraft innerhalb einer Anpressfläche 33 zwischen dem Federsystem 13 und der äußeren Schwungmasse 11 entsteht, dass die beiden letztgenannten Elemente daran gehindert werden, sich hinsichtlich ihrer Winkelstellung gegeneinander zu bewegen. Die maximale Haftkraft zwischen zwei Körpern stellt dabei eine Kraft dar, die durch eine andere Kraft überwunden werden muss, damit sich die zwei Körper gegeneinander bewegen. Es entsteht ein Freiraum 31, in den sich das Federsystem 13 an sich ausdehnen könnte, es aber aufgrund der maximalen Haftkraft, die nicht überwunden wird, nicht tut. Das bedeutet, dass sich das Federsystem 13 im verklemmten Zustand aufgrund einer entsprechend großen Haftkraft zwischen dem Federsystem 13 und der äußeren Schwungmasse 11 nicht entspannen und damit in Längsrichtung ausdehnen kann und an einer festen Position bezüglich der äußeren Schwungmasse 11 verharrt.In 1c are the external flywheel 11 and the inner flywheel 12 in the same position as in 1a , The ZMS 10 is located here in contrast 1c in a jammed condition. This effect of jamming is caused by the fact that the spring system 13 first according to 1b by opposite torques, according to the arrows 21 . 22 , as well as two of the entrainment devices fourteen . 15 . 16 and 17 is compressed, and thereafter, for example, due to an increased common speed of the two flywheel masses 11 and 12 , Such a large maximum adhesive force within a contact surface 33 between the spring system 13 and the outer flywheel 11 arises that the latter two elements are prevented from moving with respect to their angular position against each other. The maximum adhesive force between two bodies represents a force that must be overcome by another force, so that the two bodies move against each other. It creates a space 31 , in which the spring system 13 but it does not because of the maximum adhesive force that is not overcome. That means the spring system 13 in the jammed condition due to a correspondingly large adhesive force between the spring system 13 and the outer flywheel 11 can not relax and thus extend in the longitudinal direction and at one fixed position with respect to the external flywheel 11 remains.

Durch diese im Betriebsverlauf auftretende Verklemmung des Federsystems 13 und den daraus entstehenden Freiraum 31 ergibt sich ein Spiel zwischen den Schwungmassen 11 und 12. Das Federsystem 13 verweilt im komprimierten Zustand an der festen Position der äußeren Schwungmasse 11. Damit greift das Federsystem 12 nicht mehrzwangsweise an einer der beiden Mitnehmereinrichtungen 15 und 16 der inneren Schwungmasse 12 an. Die innere Schwungmasse 12 kann sich damit frei bewegen, und zwar um einen Winkel, der dem Freiraum 31 entspricht. Nach einem Durchlaufen dieses Spiels schlägt die innere Schwungmasse 12 mit ihrer Mitnehmereinrichtung 15 an dem Federsystem 13 an. Danach kann sich die innere Schwungmasse 12 weiterhin frei in umgekehrter Richtung bewegen und entsprechend mit ihrer Mitnehmereinrichtung 16 auf das Federsystem 13 schlagen. Dieses Aufprallen führt zu Stoßimpulsen, die zu starken Änderungen der Drehbewegung führen. Diese Stoßimpulse wirken auf die Schwungmassen 11 und 12 und damit auch auf deren angeschlossene Komponenten wie beispielsweise die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine.Due to this occurring in the course of operation deadlock of the spring system 13 and the resulting free space 31 This results in a game between the momentum masses 11 and 12 , The spring system 13 dwells in the compressed state at the fixed position of the outer flywheel 11 , This takes the spring system 12 not necessarily at one of the two entrainment facilities 15 and 16 the inner flywheel 12 at. The inner flywheel 12 can thus move freely, and indeed at an angle, the free space 31 equivalent. After going through this game, the inner flywheel beats 12 with her entrainment device 15 on the spring system 13 at. After that, the inner flywheel can 12 continue to move freely in the opposite direction and accordingly with their entrainment device 16 on the spring system 13 beat. This impact leads to shock pulses, which lead to strong changes in the rotational movement. These shock pulses act on the flywheel masses 11 and 12 and thus also on their connected components such as the crankshaft of an internal combustion engine.

Bei einer Verringerung der Drehzahl aus dem verklemmten Zustand heraus, wird die Haftkraft zwischen der äußeren Schwungmasse 11 und dem Federsystem 13 geringer und das Federsystem 13 kann in den Freiraum 31 eintauchen. Das Federsystem 13 trifft hierbei auf eine der Mitnehmereinrichtungen 14 oder 16 und kann erneut einen Stoßimpuls auf eine der beiden Schwungmassen 11 oder 12 auslösen.With a reduction in the speed out of the jammed condition, the adhesive force between the outer flywheel 11 and the spring system 13 lower and the spring system 13 can in the free space 31 plunge. The spring system 13 This applies to one of the driver devices fourteen or 16 and can again a shock pulse to one of the two masses 11 or 12 trigger.

Übt eine der Mitnehmereinrichtungen 14, 15, 16 oder 17 im verklemmten Zustand derart eine Kraft auf das Federsystem 13 aus, dass die Haftkraft überwunden werden kann, so tritt zwischen Federsystem 13 und der äußeren Schwungmasse 11 an Stelle der Haftkraft eine Gleitkraft. Da die Gleitkraft üblicherweise geringer ist als die Haftkraft, kann sich das Federsystem in Längsrichtung ausdehnen, auf die Mitnehmereinrichtungen 14, 15, 16 oder 17 treffen und so einen Stoßimpuls auslösen.Exercises one of the entrainment facilities fourteen . 15 . 16 or 17 in the jammed state such a force on the spring system 13 From that the adhesive force can be overcome, so occurs between spring system 13 and the outer flywheel 11 in place of the adhesive force a sliding force. Since the sliding force is usually less than the adhesive force, the spring system can extend in the longitudinal direction, on the driver devices fourteen . 15 . 16 or 17 meet and trigger a shock pulse.

Neben den angeführten Zuständen sind weitere Zustände und Zwischenzustände möglich, die ebenfalls erhöhte oder verminderte Drehungleichförmigkeiten zur Folge haben können.In addition to the states mentioned, further states and intermediate states are possible, which may likewise result in increased or reduced rotational nonuniformities.

Die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine kann ebenso Drehungleichförmigkeiten aufweisen, die nicht von dem angeschlossenen ZMS 10 herrühren. Die Arbeitstakte eines Hubkolbenmotors beispielsweise sind durch unterschiedlich starke Anregungen der Kurbelwelle gekennzeichnet. Dies verhindert eine gleichförmige Drehbewegung der Kurbelwelle. Die Kurbelwelle ist somit mit Drehungleichförmigkeiten beaufschlagt.The crankshaft of the internal combustion engine may also have rotational irregularities that are not dependent on the associated DMF 10 originate. The working cycles of a reciprocating engine, for example, are characterized by different degrees of excitation of the crankshaft. This prevents a uniform rotational movement of the crankshaft. The crankshaft is thus subjected to rotational irregularities.

Um den verklemmten Zustand des Federsystems 13 gemäß 1c zu detektieren und gegebenenfalls entsprechende Maßnahmen zur Steuerung, Regelung und Diagnose beispielsweise einer angeschlossenen Brennkraftmaschine einzuleiten, werden Messgrößen des ZMS 10 sowie Kennzahlen des ZMS 10 herangezogen. Die Kennzahlen sind entweder bekannt oder werden durch geeignete Verfahren im Betrieb ermittelt und adaptiert.To the jammed condition of the spring system 13 according to 1c to detect and optionally initiate appropriate measures for control, regulation and diagnosis, for example, a connected internal combustion engine, are measured variables of the ZMS 10 as well as key figures of the ZMS 10 used. The key figures are either known or are determined and adapted by suitable procedures in the company.

Für die weiteren Ausführungen werden die folgenden variablen Größen verwendet:

• T: Ermitteltes Antriebsdrehmoment
• n: Drehzahl
• F_Feder: Längskraft des Federsystems 13
• F_Z: Zentrifugalkraft wirkend auf das Federsystem 13
• F_N: Normalkraftkomponente
• F_Q: Querkraftkomponente
• F_R: Tangential wirkende Haftkraft zwischen dem Federsystem 13 und der äußeren Schwungmasse 11
• F_Rmax Tangential maximal wirkende Haftkraft zwischen dem Federsystem 13 und der äußeren Schwungmasse 11

For the further embodiments, the following variable sizes are used:

• T: determined drive torque
• n: speed
• F _spring : longitudinal force of the spring system 13
• F _Z : Centrifugal force acting on the spring system 13
• F _N : normal force component
• F _Q : lateral force component
• F _R : tangential force between the spring system 13 and the outer flywheel 11
• F _Rmax Tangential maximum acting force between the spring system 13 and the outer flywheel 11

Des Weiteren werden die folgenden konstanten Größen verwendet:

• m_Feder: Masse des Federsystems 13
• r: Wirksamer Radius des Federsystems 13
• μ_H: Haftreibungskoeffizient
• T_Schwelle: Schwellwert für das ermittelte Antriebsdrehmoment

Furthermore, the following constant sizes are used:

• m _spring : mass of spring system 13
• r: Effective radius of the spring system 13
• μ _H : static friction coefficient
• T _threshold : Threshold for the determined drive torque

In 2 sind zwei Körper 201 und 202 gezeigt, wobei der Körper 202 an den Körper 201 mittels einer Kraft F angepresst wird. Die Körper 201 und 202 berühren sich in der Anpressfläche 203. Der Körper 201 kann beispielsweise als die äußere Schwungmasse 11 und der Körper 202 als das Federsystem 13 jeweils aus 1a angesehen werden.In 2 are two bodies 201 and 202 shown, the body 202 to the body 201 is pressed by means of a force F. The body 201 and 202 touch each other in the contact surface 203 , The body 201 For example, as the outer flywheel 11 and the body 202 as the spring system 13 each out 1a be considered.

Eine Kraft F kann in ihre Komponenten aufgeteilt werden: Die senkrecht zu der Anpressfläche 203 wirkende Normalkraftkomponente F_N sowie die zu der Anpressfläche 203 parallel wirkende Querkraftkomponente F_Q.A force F can be divided into its components: The perpendicular to the contact surface 203 acting normal force component F _N as well as to the contact surface 203 parallel-acting lateral force component F _Q.

Wird das ZMS 10 in einem hohen Drehzahlbereich betrieben, so ist die Zentrifugalkraft F_Z, die das Federsystem 13 aufgrund der Kreisbewegung wahrnimmt, der dominante Anteil der Normalkraftkomponente F_N. Die Zentrifugalkraft F_Z ergibt sich nach F_Z = m_Federr(2πn)² (F1). Will the ZMS 10 operated in a high speed range, so is the centrifugal force F _Z , which is the spring system 13 due to the circular motion, the dominant part of the normal force component F _N. The centrifugal force F _Z results after F _Z = m _spring r (2πn) ² (F1).

Die Haftkraft F_R, die den Körper 202 bis zu einer maximalen Haftkraft F_Rmax daran hindert sich zu bewegen, ist proportional zur angreifenden Normalkraftkomponente F_N. Mittels eines durch die Anpressfläche 203 definierten Haftreibungskoeffizienten μ_H ergibt sich die maximale Haftkraft F_Rmax nach F_Rmax = μ_HF_N und für hohe Drehzahlen zu F_Rmax = μ_HF_Z (F2). The adhesive force F _R , which is the body 202 up to a maximum adhesion force F _Rmax prevents it from moving, is proportional to the attacking normal force component F _N. By means of a by the contact surface 203 defined adhesion coefficient μ _H results in the maximum adhesion force F _Rmax to F _Rmax = μ _H F _N and for high speeds F R _max = μ _H F _Z (F2).

Die Querkraftkomponente F_Q zwischen dem Federsystem 13 und der äußeren Schwungmasse 11 setzt sich im Wesentlichen aus der Längskraft F_Feder des Federsystems 13 sowie der in einem Haftzustand der Längskraft F_Feder entgegenwirkenden Haftkraft F_R zusammen. Der Haftzustand ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Winkelstellung des Federsystem 13 und der äußeren Schwungmasse 11 zueinander nicht verändert und das Federsystem 13 ebenso keine Größenveränderungen in Längsrichtung vollzieht. Die Haftkraft F_R wirkt der Längskraft F_Feder bis bis zu einer maximalen Haftkraft F_Rmax entgegen. Überschreitet der Betrag der Längskraft F_Feder den Betrag der maximalen entgegenwirkenden Haftkraft F_Rmax, so kann sich die Winkelstellung des Federsystems 13 und der äußeren Schwungmasse 11 zueinander verändern. Des Weiteren sind Größenveränderungen des Federsystems 13 in Längsrichtung möglich.The lateral force component F _Q between the spring system 13 and the outer flywheel 11 essentially consists of the longitudinal force F _{spring of} the spring system 13 as well as in a state of adhesion of the longitudinal force F _spring counteracting adhesive force F _R together. The adhesive state is characterized in that the angular position of the spring system 13 and the outer flywheel 11 not changed to each other and the spring system 13 also no size changes in the longitudinal direction. The adhesive force F _R counteracts the longitudinal force F _spring up to a maximum adhesive force F _Rmax . Exceeds the amount of the longitudinal force F _spring the amount of the maximum counteracting adhesive force F _Rmax , so the angular position of the spring system 13 and the outer flywheel 11 change each other. Furthermore, size changes of the spring system 13 in the longitudinal direction possible.

Für ein Verklemmen des ZMS nach 1c ergibt sich mit den vorangegangenen Betrachtungen die folgende Bedingung: F_Feder ≤ F_Rmax (B1). For a jamming of the ZMS after 1c the following condition arises with the preceding considerations: F _spring ≤ F _Rmax (B1).

Ein gewöhnlicher Betrieb des ZMS, d. h. eine mögliche Veränderung der Winkelstellung des Federsystems 13 und der äußeren Schwungmasse 11 zueinander sowie eine mögliche Größenveränderung des Federsystems 13 in Längsrichtung, wird mittels der folgenden Bedingung identifiziert: F_Feder > F_Rmax (B2). An ordinary operation of the ZMS, ie a possible change in the angular position of the spring system 13 and the outer flywheel 11 to each other and a possible change in size of the spring system 13 longitudinally, is identified by the following condition: F _spring > F _Rmax (B2).

Das ZMS ist kritisch verklemmt, wenn ein Schwellwert T_Schwelle für das ermittelte Antriebsdrehmoment T überschritten wird. Die Bedingung für ein kritisches Verklemmen ergibt sich somit zu T > T_Schwelle (B3). The DMF is critically jammed when a threshold T _threshold for the detected drive torque T is exceeded. The condition for critical jamming thus arises T> T _threshold (B3).

Die Längskraft F_Feder des Federsystems 13 bestimmt sich nach F_Feder = T / r. Dadurch ergeben sich analog zu B1 und B2 mit F1 und F2 folgende Bedingungen:The longitudinal force F _{spring of} the spring system 13 determines itself after F _spring = T / r. This results in the following conditions analogous to B1 and B2 with F1 and F2:

Mit Hilfe der vorangegangen ausgeführten Zustände des ZMS werden zwei Betriebszustände definiert: Betriebszustand A: „ZMS nicht kritisch verklemmt” und Betriebszustand B: „ZMS kritisch verklemmt Zur Unterscheidung zwischen den beiden Betriebszuständen ist ein Verfahren in Form eines Zustandsautomaten 40 nach 3 vorgesehen. Dieser Zustandsautomat wird nach einem Start laufend ausgeführt und befindet sich somit entweder im Betriebszustand A oder im Betriebszustand B. Zum Wechsel zwischen den beiden Betriebszuständen A und B sind Zustandsübergänge AB sowie BA vorgesehen. Befindet sich das Verfahren im Betriebszustand A und tritt eine den Zustandsübergang AB auslösende Bedingung, bestehend aus der logischen Konjunktion „B1a und B3 ein, so wird in den Betriebszustand B gewechselt. Tritt im Betriebszustand B eine Bedingung B2a ein, die den Zustandsübergang BA auslöst, so wird in den Betriebszustand A gewechselt. Die Bedingungen B1a und B2a sind bei Verfügbarkeit der in den Formeln enthaltenen Größen in vorliegender Form auf einem Steuergerät ermittelbar.Two operating states are defined with the aid of the previously executed states of the DMF: Operating state A: "ZMS not critically jammed" and operating state B: "DMF critically jammed In order to distinguish between the two operating states, a procedure is in the form of a state machine 40 to 3 intended. This state machine is executed continuously after a start and is thus either in the operating state A or in the operating state B. For changing between the two operating states A and B state transitions AB and BA are provided. If the method is in the operating state A and if a condition triggering the state transition AB, consisting of the logic conjunction "B1a and B3, occurs, the operating state B is changed over. Occurs in the operating state B a condition B2a, which triggers the state transition BA, it is changed to the operating state A. The conditions B1a and B2a can be determined on the availability of the variables contained in the formulas in the present form on a control unit.

Das Steuergerät ist üblicherweise als Mikrocontroller ausgeführt und entsprechend den beschriebenen Verfahren programmiert. Des Weiteren wird ein dementsprechendes Computerprogramm auf einem Speichermedium abgespeichert.The control unit is usually designed as a microcontroller and programmed according to the described method. Furthermore, a corresponding computer program is stored on a storage medium.

Claims

Method for operating a drive with a torsional vibration isolator, wherein the torsional vibration isolator consists of at least two via a spring system ( 13 ) non-rigidly coupled flywheel masses ( 11 . 12 ), characterized in that an operating state of the torsional vibration isolator is determined, in which there is an increased or reduced rotational nonuniformity resulting from the torsional vibration isolator.

Method according to claim 1, wherein the increased or reduced non-uniformity of rotation resulting from the torsional vibration isolator arises from the fact that between the longitudinally compressed spring system ( 13 ) and one of the two flywheels ( 11 ) a force is present so that the spring system ( 13 ), although it could expand, and that the non-expanding spring system ( 13 ) a free space ( 31 ), which leads to a game between the two momentum masses ( 11 . 12 ) leads.

Method according to claim 2, wherein the two momentum masses ( 11 . 12 ) Entrainment facilities ( fourteen . 15 . 16 . 17 ) for the spring system ( 13 ), and wherein after passing through the play of the two flywheels ( 11 . 12 ) the entrainment facilities ( fourteen . 15 . 16 . 17 ) on the spring system ( 13 ) and vice versa.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the operating state is determined by means of a condition (B1), which is that a longitudinal force (F _spring ) of the spring system ( 13 ) is less than or equal to a maximum adhesive force (F _Rmax ) applied by one to the spring system ( 13 ) acting centrifugal force (F _Z ) is determined.

Method according to claim 4, wherein the operating state is determined by means of a condition (B1a) which is:

where T is a determined driving torque, n is a rotational speed, μ _{H is} a static friction coefficient, m _{spring is} a mass of the spring system ( 13 ) and r is an effective radius of the spring system ( 13 ).

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the operating condition with the aid of a condition (B3) is determined, which is that a determined driving torque (T) is greater than a threshold value (T _threshold ).

Method according to one of claims 1 to 3, wherein a further operating state is determined, in which there is no increased or reduced rotational nonuniformity resulting from the torsional vibration isolator, this being determined by means of a condition (B2a) which reads:

where n is a speed, T _{threshold is} a threshold value for a determined drive torque, μ _{H is} a static friction coefficient, m _{spring is} a mass of the spring system ( 13 ) and r is an effective radius of the spring system ( 13 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein a control, regulation or diagnosis of a directly or indirectly connected to the torsional vibration isolator component is performed in dependence on the determined operating condition.

Method according to the preceding claim, wherein the component connected to the torsional vibration isolator is an internal combustion engine.

Method according to one of the preceding claims, wherein the torsional vibration isolator a dual-mass flywheel ( 10 ).

Computer program for a digital computing device adapted to carry out the method according to one of the preceding claims.

Control unit for an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, which is provided with a digital computing device, in particular a microprocessor, on which a computer program according to claim 11 is executable.

Storage medium for a control unit of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, according to claim 12, on which a computer program according to claim 11 is stored.