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DE102021204832A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor Download PDF

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DE102021204832A1
DE102021204832A1 DE102021204832.3A DE102021204832A DE102021204832A1 DE 102021204832 A1 DE102021204832 A1 DE 102021204832A1 DE 102021204832 A DE102021204832 A DE 102021204832A DE 102021204832 A1 DE102021204832 A1 DE 102021204832A1
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DE
Germany
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clutch
speed
temperature
clutch temperature
slip
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Application number
DE102021204832.3A
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English (en)
Inventor
Frank Bast
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Kupplungstemperatur einer Kupplungseinrichtung (4) in einem Antriebssystem (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe (5), mit folgenden Schritten:- Bestimmen (S6) einer Kupplungstemperatur mithilfe eines Kupplungstemperaturmodells in aufeinanderfolgenden Zeitschritten basierend auf Betriebsgrößen des Antriebssystems (1), wobei das Kupplungstemperaturmodell Wärmeeinträge und Wärmeausträge in bzw. aus der Kupplungseinrichtung (4) akkumuliert;- Erfassen (S5) von Betriebsgrößen während eines Schlupfvorgangs,- Ermitteln (S9, S10) einer Kupplungstemperatur an einem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf dem Verlauf der Betriebsgrößen bis zu einem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf einer Fahrstufe, die sich als tatsächliche Fahrstufe am Ende des Schlupfvorgangs herausstellt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, insbesondere Kraftfahrzeuge mit einer Reibkupplung. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zum Bestimmen einer Kupplungstemperatur einer Reibkupplung ohne Temperatursensor.
  • Technischer Hintergrund
  • Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren benötigen neben einem Übersetzungsgetriebe auch eine Kupplung, die beispielsweise zum Anfahren und zum Gangwechsel verwendet wird. Die Kupplung ist in der Regel als Reibkupplung ausgeführt. Insbesondere bei manueller Bedienung der Kupplung kann es zu einem länger andauernden Reibvorgang kommen, der zu einer hohen Temperaturentwicklung an der Kupplungsfläche und den Komponenten der Reibkupplung führen kann. In Fahrsituationen mit hoher Kupplungsschlupfdrehzahl oder hoher Last, d. h. bei einem hohen Kupplungsmoment, steigt die Temperatur von Komponenten der Kupplung infolge der hohen Reibleistung schnell an und kann bereits nach sehr kurzen Zeiten für die Komponenten kritische Temperaturbereiche erreichen. Hohe Temperaturen führen zu einem erhöhten Verschleiß oder zu einer Zerstörung des Kupplungsbelags.
  • Aus Gründen des Komponentenschutzes ist für die Kupplungsflächen und Komponenten von Reibkupplungen eine maximale Kupplungstemperatur vorgegeben, die nicht überschritten werden darf, um die Kupplungskomponenten nicht zu beschädigen.
  • Zur Kontrolle und Vermeidung von zu hohen Kupplungstemperaturen ist ein Einsatz von Temperatursensoren konstruktiv nicht möglich. Daher werden Kupplungstemperaturmodelle verwendet, die eine Vielzahl unterschiedlicher Eingangsgrößen verwenden und mittels eines Wärmeflussmodells die aktuelle Kupplungstemperatur ermitteln. Eine wesentliche Eingangsgröße für derzeit verwendete Kupplungstemperaturmodelle stellt eine Schlupfdrehzahl dar, die einer Differenz aus Motordrehzahl und Getriebedrehzahl an der Kupplung entspricht. Die Modellierung der Schlupfdrehzahl benötigt jedoch die Information über die ausgewählte Fahrstufe (Gang) eines nachgeordneten Schaltgetriebes, um die in die Kupplung eingetragene Reibleistung zu ermitteln.
  • Jedoch steht nicht in allen Fahrzeugen die Information über die eingelegte Fahrstufe jederzeit zur Verfügung.
  • Die Druckschrift DE 10 155 459 A1 offenbart Vorrichtung zur Berechnung einer Temperatur einer automatisierten Kupplung und/oder eines automatisierten Getriebes eines Kraftfahrzeuges, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit umfasst, welche mittels Drehmomentwerten und Drehzahlwerten einen Energieeintrag oder eine Leistung berechnet und daraus eine Temperatur der Kupplung und/oder des Getriebes bestimmt. Zur Temperaturberechnung wird weiterhin die Temperatur eines Antriebsmotors oder die Kühlmitteltemperatur oder die Motoröltemperatur herangezogen. Die Temperatur eines Antriebsmotors oder die Kühlmitteltemperatur oder die Motoröltemperatur wird bei der Initialisierung der Temperaturbestimmung von Kupplung und/oder Getriebe verwendet. Die Temperatur eines Antriebsmotors oder die Kühlmitteltemperatur oder die Motoröltemperatur wird zur Bestimmung eines Anfangswertes für die Temperaturbestimmung von Kupplung und/oder Getriebe verwendet, wobei die Temperatur der Kupplung und/oder des Getriebes nach einer Initialisierung der Vorrichtung basierend auf einer Motortemperatur ermittelt wird.
  • Die Druckschrift DE 196 02 006 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Drehmomentübertragungssystems, wie Kupplung, das im Kraftfluß zwischen einer Antriebsmaschine, wie Motor, und einer übersetzungsveränderlichen Einrichtung, wie Getriebe, eines Fahrzeuges angeordnet ist, mit einem Stellglied zur gesteuerten Einstellung des von dem Drehmomentübertragungssystem übertragbaren Drehmoment, mit einer mit Sensoren und gegebenenfalls anderen Elektronikeinheiten, wie Betriebszustandsbestimmungseinheit, Drehmomentbestimmungseinheit, und Schlupfbestimmungseinheit, in Signalverbindung stehenden Steuereinheit, wie Computereinheit, welche das Stellglied ansteuert, wobei die Steuereinheit anhand der Daten der Drehmomentbestimmungseinheit und der Schlupfbestimmungseinheit und der Betriebszustandsbestimmungseinheit den Reibenergieeintrag in die Reibflächen der Kupplung als Funktion der Zeit ermittelt und zumindest eine Temperatur der Kupplung als Funktion der Zeit ermittelt, und diese zumindest eine Temperatur mit zumindest einem Grenzwert vergleicht und bei Überschreiten des Grenzwertes die Steuereinheit die hohe thermische Belastung der Kupplung signalisiert und/oder Schutzmaßnahmen einleitet.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Bestimmen einer Kupplungstemperatur einer Kupplungseinrichtung und zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe gemäß Anspruch 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung und ein Antriebsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
  • Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Bestimmen einer Kupplungstemperatur einer Kupplungseinrichtung in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe vorgesehen, mit folgenden Schritten:
    • - Bestimmen einer Kupplungstemperatur mithilfe eines Kupplungstemperaturmodells in aufeinanderfolgenden Zeitschritten basierend auf Betriebsgrößen des Antriebssystems, wobei das Kupplungstemperaturmodell Wärmeeinträge und Wärmeausträge in bzw. aus der Kupplungseinrichtung akkumuliert oder integriert;
    • - Erfassen von Betriebsgrößen während eines Schlupfvorgangs,
    • - Ermitteln einer Kupplungstemperatur an einem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf dem Verlauf der Betriebsgrößen bis zu einem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf einer Fahrstufe, die sich als tatsächliche Fahrstufe am Ende des Schlupfvorgangs herausstellt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die tatsächliche Fahrstufe sich aus einem Übersetzungsverhältnis des Schaltgetriebes bei dem Ende des Schlupfvorgangs abhängig von einer Raddrehzahl und einer Getriebedrehzahl ergibt.
  • Weiterhin können bei Feststellen eines Beginns eines Schlupfvorgangs Verläufe der Betriebsgrößen aufgezeichnet werden, und die Kupplungstemperatur basierend auf einer angenommenen Zielfahrstufe kontinuierlich berechnet wird, wobei, wenn am Ende des Schlupfvorgangs festgestellt wird, dass die angenommene Zielfahrstufe nicht der tatsächlichen Fahrstufe entspricht, das Ermitteln der Kupplungstemperatur an dem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf dem Verlauf der Betriebsgrößen basierend auf der tatsächlichen Fahrstufe durchgeführt wird.
  • Die Betriebsgrößen können eine oder mehrere der folgenden Größen umfassen: ein Motormoment, eine Motordrehzahl, eine Getriebedrehzahl, eine Raddrehzahl, eine Motoröltemperatur, eine Kühlwassertemperatur und eine Umgebungstemperatur.
  • Die Kupplungstemperatur kann basierend auf dem Verlauf einer Schlupfdrehzahl bestimmt werden, die einen Unterschied zwischen einer Motordrehzahl und einer Getriebedrehzahl angibt.
  • Bei Fahrzeugen mit manuell betätigten Kupplungssystemen kann die Kupplungstemperatur mittels allgemein verfügbarer Betriebsgrößen, wie beispielsweise einem Motormoment, einer Motordrehzahl, Getriebe- und Raddrehzahlen, Motoröl- und/oder Kühlwassertemperatur, Umgebungstemperatur und dergleichen mittels Wärmeflussmodellen modelliert werden. Eine wesentliche Eingangsgröße für die Kupplungstemperaturmodelle ist die Schlupfdrehzahl, von der die in die Kupplungskomponenten eingetragene Reibleistung erheblich abhängt.
  • Wärmeflussmodelle stellen Modelle dar, die Wärmeeinträge und Wärmeausträge von verschiedenen Wärmequellen bzw. Wärmesenken in und aus einer Komponente akkumulieren bzw. integrieren und so laufend bzw. kontinuierlich die aktuelle Temperatur der Komponente angeben können. Dazu ist das kontinuierliche Bereitstellen der Betriebsgrößen in kurzen Zeitschritten, z.B. zwischen 1ms -100ms, notwendig, aus denen mithilfe geeigneter Wärmemodelle die erzeugte und abgeführte Wärmeenergie der Wärmequellen bzw. -senken ermittelt werden kann.
  • Die Schlupfdrehzahl entspricht einer Differenz aus Motordrehzahl und Getriebedrehzahl an der Kupplung. Die Getriebedrehzahl wird in der Regel basierend auf der Raddrehzahl und dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes ermittelt und nicht direkt gemessen. Die Getriebedrehzahl hängt jedoch von der eingelegten Fahrstufe ab, sodass die Schlupfdrehzahl nur dann hinreichend genau ermittelt werden kann, wenn die im Schaltgetriebe eingelegte Fahrstufe bekannt ist. Die in die Kupplungskomponenten eingetragene Reibleistung hängt somit erheblich davon ab, basierend auf welcher Fahrstufeninformation die Getriebedrehzahl ermittelt wird.
  • Die Information über die ausgewählte Fahrstufe kann gemäß dem Stand der Technik durch eine geeignete Fahrstufensensorik am Schaltgetriebe oder am Schalthebel bestimmt werden. Derartige Fahrstufensensoren sind jedoch aus Kostengründen oft nur bei höherwertigen Fahrzeugen verfügbar, so dass bei Fahrzeugen ohne Fahrstufensensorik zunächst keine Fahrstufeninformation zur Verfügung steht und somit die Genauigkeit der modellbasierten Ermittlung der Kupplungstemperatur nicht ohne Weiteres gewährleistet werden kann.
  • Um auch in Kraftfahrzeugen ohne Fahrstufensensor mit den bestehenden Kupplungstemperaturmodellen aussagekräftige Kupplungstemperaturen modellbasiert berechnen zu können, kann entsprechend dem obigen Verfahren die Kupplungstemperatur durch nachträgliche Auswertung von Betriebsgrößenverläufen während eines Schlupfereignisses ermittelt werden. Dies ist möglich, da die eingelegte Fahrstufe am Ende des Schlupfereignisses aufgrund der festen Übersetzungsverhältnisse des Schaltgetriebes in einfacher Weise festgestellt werden kann.
  • Insbesondere kann zum Zeitpunkt des Beginns eines Kupplungsschlupfereignisses, wie beispielsweise bei einem Anfahren oder einem anstehenden Schaltvorgang, das Kupplungstemperaturmodell basierend auf den Verläufen der Betriebsgrößen unter der Annahme einer Zielfahrstufe berechnet werden. Das heißt, das Kupplungstemperaturmodell wird kontinuierlich in Zeitschritten berechnet und ermittelt so basierend auf Wärmeflussmodellen die Kupplungstemperatur unter der Voraussetzung einer angenommenen Zielfahrstufe, d. h. einem angenommenen Übersetzungsverhältnis des Schaltgetriebes.
  • Am Ende des Schlupfereignisses lässt sich über das Verhältnis der Motordrehzahl und der Raddrehzahl die tatsächlich eingelegte Fahrstufe anhand des festgestellten Übersetzungsverhältnisses des Schaltgetriebes erkennen, z.B. durch Abfrage einer Zuordnungsfunktion. Entspricht die eingelegte Fahrstufe der zuvor angenommenen Zielfahrstufe, so kann das kontinuierlich berechnete Kupplungstemperaturmodell weiter angewendet werden. Bestätigt sich die angenommene Zielfahrstufe im Nachhinein nicht, da das Übersetzungsverhältnis der Zielfahrstufe von dem tatsächlichen Übersetzungsverhältnis abweicht, so kann das Kupplungstemperaturmodell auf Basis der tatsächlich eingelegten Fahrstufe korrigiert werden. Das heißt, die Verläufe der Betriebsgrößen ab dem Beginn des Schlupfereignisses werden mithilfe der tatsächlich eingelegten Fahrstufe, die sich nachträglich aus dem Übersetzungsverhältnis am Ende des Schlupfereignisses ergibt, und des Kupplungstemperaturmodells neu berechnet, so dass sich daraus eine aktuelle Temperatur der Kupplungskomponenten am Ende des Schlupfereignisses ergibt.
  • Die angenommene Zielfahrstufe kann als die tatsächlich eingelegte Fahrstufe bestätigt werden, indem bei geschlossener Kupplung am Ende des Schlupfereignisses das Verhältnis aus Motordrehzahl und Getriebedrehzahl gebildet wird und dem Verhältnis aus einer vorgegebenen Übersetzungsverhältnistabelle des Getriebes die tatsächliche Fahrstufe bestimmt wird.
  • Die angenommene Zielfahrstufe, welche zu Beginn eines Schlupfereignisses für die dadurch eingeleitete Schlupfphase angenommen wird, kann abhängig von einer Lookup-Tabelle abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der aktuellen Motordrehzahl, angenommen werden. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass ein Hochschalten zu einer nächsthöheren Fahrstufe bei hohen Motordrehzahlen und ein Herunterschalten zu einer nächstniedrigeren Fahrstufe bei niedrigen Motordrehzahlen erfolgt.
  • Weiterhin kann der Beginn des Schlupfereignisses festgestellt werden, wenn die Schlupfdrehzahl von 0 zu ungleich 0 wird. Auch kann das Ende des Schlupfereignisses festgestellt werden, wenn die Schlupfdrehzahl von ungleich 0 zu 0 wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass ein Überschreiten einer vorgegebenen maximalen Kupplungstemperatur durch die Kupplungstemperatur signalisiert wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Kupplungstemperatur einer Kupplungseinrichtung in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum:
    • - Bestimmen einer Kupplungstemperatur mithilfe eines Kupplungstemperaturmodells in aufeinanderfolgenden Zeitschritten basierend auf Betriebsgrößen des Antriebssystems, wobei das Kupplungstemperaturmodell Wärmeeinträge und Wärmeausträge in bzw. aus der Kupplungseinrichtung akkumuliert;
    • - Erfassen von Betriebsgrößen während eines Schlupfvorgangs, und
    • - Ermitteln einer Kupplungstemperatur an einem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf dem Verlauf der Betriebsgrößen bis zu einem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf einer Fahrstufe, die sich als tatsächliche Fahrstufe am Ende des Schlupfvorgangs herausstellt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend:
    • - einen Antriebsmotor,
    • - eine Kupplungseinrichtung;
    • - einem Schaltgetriebe;
    • - Sensoren zur Erfassung von Betriebsgrößen;
    • - die obige Vorrichtung.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Schaltgetriebe; und
    • 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben des Antriebsstrangs.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsmotor (z.B. einem Verbrennungsmotor) 2 mit einer Abtriebswelle 3, die mechanisch zur Momentenübertragung über eine manuelle Kupplungseinrichtung 4 mit einem Schaltgetriebe 5 verbunden ist. Die Kupplungseinrichtung kann manuell bedient werden z.B. über ein Kupplungspedal und die Fahrstufe des Schaltgetriebes kann manuell über einen Fahrstufenwahlschalter/Gangwahlschalter ausgewählt werden.
  • Das Schaltgetriebe 5 steht über eine Getriebewelle 6 des Antriebssystems 1 mit angetriebenen Rädern 7 des Kraftfahrzeugs in fest gekoppelter Verbindung. Das Schaltgetriebe 5 ist zum Schalten zwischen mehreren Fahrstufen, denen jeweils ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis zugeordnet ist, ausgebildet. Das Antriebssystem 1 ist mit einer Reihe von Sensoren 8 versehen, um Betriebsgrößen zu erfassen.
  • Beim Betrieb des Antriebssystems 1 wird in einer Steuereinheit 10 die Kupplungstemperatur überwacht, um zu gewährleisten, dass aus Gründen des Komponentenschutzes eine maximale Kupplungstemperatur nicht überschritten wird. Da die Kupplungstemperatur nicht direkt gemessen wird, wird diese mithilfe eines Kupplungstemperaturmodells ermittelt. Das Kupplungstemperaturmodell ist aus dem Stand der Technik bekannt und basiert auf einem Wärmeflussmodell, das die eingetragene Reibleistung zwischen Kupplungsflächen und in Komponenten der Kupplungseinrichtung 4 während einer Schlupfphase der Kupplungseinrichtung 4 berücksichtigt.
  • Das Antriebssystem 1 ist dazu mit einer Reihe von Sensoren 8 versehen, um Betriebsgrößen zu erfassen und/oder erhält Betriebsgrößen von anderen Fahrzeugsystemen. Die Betriebsgrößen werden an die Steuereinheit 10 kommuniziert. Üblicherweise werden für das Kupplungstemperaturmodell als Betriebsgrößen des Motormoments, der Motordrehzahl des Antriebsmotors 2, der Getriebedrehzahl (Drehzahl an der Eingangsseite des Schaltgetriebes 5) und/oder der Raddrehzahl der angetriebenen Räder 7, der Motoröl- und/oder Kühlwassertemperatur sowie der Umgebungstemperatur kontinuierlich, d.h. in kurzen Zeitschritten von zwischen 1ms und 100ms, bereitgestellt. Die ermöglicht, die Wärmeflussbilanz kontinuierlich aufzustellen und daraus eine aktuelle Kupplungstemperatur zu modellieren. Dazu werden die Wärmeeinträge und - Austräge kontinuierlich akkumuliert bzw. integriert.
  • Zum Bestimmen der in die Kupplungseinrichtung 4 eingetragenen Reibleistung ist die Schlupfdrehzahl eine wichtige Größe. Die Schlupfdrehzahl entspricht einer Differenz aus der Motordrehzahl, d.h. der durch den Antriebsmotor 2 bereitgestellten Drehzahl der Abtriebswelle, und der Getriebedrehzahl, die der Getriebeeingangsdrehzahl entspricht. Die Getriebedrehzahl ergibt sich aus dem Übersetzungsverhältnis der eingelegten Fahrstufe des Schaltgetriebes 5 und der Raddrehzahl des angetriebenen Rades 7. Das Übersetzungsverhältnis des Schaltgetriebes 5 wird durch die ausgewählte Fahrstufe bestimmt.
  • Das Kupplungstemperaturmodell kann in der Steuereinheit 10 ausgeführt bzw. berechnet werden, indem das Wärmeflussmodell kontinuierlich in aufeinanderfolgenden Zeitschritten basierend auf den Betriebsgrößen des aktuellen Zeitschritts integrativ bestimmt wird. Insbesondere wird die Kupplungstemperatur in an sich bekannter Weise durch Integration von Wärmeaustrags- und Wärmeeintragsinkremente kontinuierlich bestimmt. Da während eines Schlupfereignisses eine Information über die zu Beginn des Schlupfereignisses ausgewählte Fahrstufe ohne eine entsprechende Fahrstufensensorik zunächst nicht vorliegt, ist die Ermittlung der Schlupfdrehzahl und die folgende Ermittlung der Reibleistung nicht ohne weiteres möglich. Diesbezüglich ist ein Verfahren vorgesehen, das in der Steuereinheit 10 ausgeführt wird, um die Kupplungstemperatur auch bei Antriebssystemen 1 ohne Fahrstufensensor genau zu ermitteln.
  • Das Verfahren wird in der Steuereinheit 10 ausgeführt und anhand des Flussdiagramms der 2 näher beschrieben.
  • Das Verfahren geht aus von einem eingekuppelten Betrieb des Antriebssystems 1, bei dem die Motordrehzahl der Getriebedrehzahl entspricht.
  • Entsprechend werden in Schritt S1 für den aktuellen Zeitschritt die Betriebsgrößen des Antriebssystems 1, die zur Ermittlung der Kupplungstemperatur benötigt werden, erfasst, und in Schritt S2 die Kupplungstemperatur entsprechend für den aktuellen Zeitschritt durch Integration von Wärmeaustrags- und Wärmeeintragsinkremente modelliert.
  • In Schritt S3 wird überprüft, ob eine Abweichung zwischen der Motordrehzahl und Getriebedrehzahl festgestellt wird. Wird eine Abweichung zwischen der Motordrehzahl und der Getriebedrehzahl festgestellt (Alternative: Ja), so wird auf den Beginn eines Schlupfereignisses geschlossen. Das heißt, es wird angenommen, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Kupplung betätigt hat, um einen Fahrstufenwechsel vorzunehmen. Wird eine Abweichung zwischen Motordrehzahl und Getriebedrehzahl erkannt (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S4 fortgesetzt, anderenfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
  • In Schritt S4 wird zunächst eine Annahme über die künftige Zielfahrstufe getroffen. Die angenommene Zielfahrstufe kann sich gemäß einer vorgegebenen Lookup-Tabelle aus einer Motordrehzahl, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und den bisher ausgewählten Fahrstufen ergeben. Beispielsweise kann bei einer relativ niedrigen Motordrehzahl ein Herunterschalten auf die nächstniedrigere Fahrstufe und bei einer relativ hohen Motordrehzahl ein Hochschalten zu einer nächsthöheren Fahrstufe angenommen werden. Der Bereich der Fahrzeuggeschwindigkeit, in dem sich die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit befindet, kann die angenommene Zielfahrstufe weiterhin angeben.
  • In Schritt S5 werden für den nächsten Zeitschritt die Betriebsgrößen erfasst und zwischengespeichert.
  • In Schritt S6 wird entsprechend die Kupplungstemperatur basierend auf dem Kupplungstemperaturmodell und der angenommenen Zielfahrstufe ermittelt. Für die Ermittlung der Kupplungstemperatur wird dabei die jeweils aktuelle Schlupfdrehzahl als Differenz zwischen der Getriebedrehzahl und der Motordrehzahl bestimmt und daraus der Wärmeeintrag in die Kupplungseinrichtung 4 entsprechend ermittelt.
  • In Schritt S7 wird abhängig von der so modellierten Kupplungstemperatur eine Überwachung der Kupplungstemperatur vorgenommen und gegebenenfalls bei Überschreiten einer maximalen Kupplungstemperatur durch die modellierte Kupplungstemperatur ein Warnsignal generiert. Das Warnsignal kann dann z.B. eine entsprechende Warnung an den Fahrer auslösen und/oder z.B. auch die Leistung des Antriebsmotors begrenzen, um die Schlupfdrehzahl an der Kupplung zu reduzieren.
  • In Schritt S8 wird überprüft, ob ein Ende des Schlupfereignisses erreicht worden ist. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Sensorik an der Kupplung festgestellt werden. Alternativ kann ein Ende des Schlupfereignisses durch Erreichen einer Schlupfdrehzahl von null erkannt werden. Wird das Ende des Schlupfereignisses erkannt (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S9 fortgesetzt, anderenfalls wird zu Schritt S4 zurückgesprungen.
  • Im Schritt S9 wird nun überprüft, ob das Verhältnis zwischen der Getriebedrehzahl und der Raddrehzahl einem Übersetzungsverhältnis entspricht, das durch die zuvor angenommene Zielfahrstufe vorgegeben ist. Dazu wird das aktuelle Übersetzungsverhältnis als Verhältnis zwischen der Getriebedrehzahl und der Raddrehzahl ermittelt.
  • Entspricht die angenommene Zielfahrstufe der nach dem Ende der Schlupfphase erreichten Fahrstufe (Alternative: Ja), so kann die Ermittlung der Kupplungstemperatur fortgesetzt werden und das Verfahren mit Schritt S1 fortgesetzt, anderenfalls (Alternative: Nein) wird das Verfahren mit Schritt S10 fortgesetzt.
  • In Schritt S10 wird die tatsächliche Fahrstufe, die basierend auf einer Zuordnung des Übersetzungsverhältnis aus der Getriebedrehzahl und der Raddrehzahl ermittelbar ist, bestimmt und eine Neuberechnung der aktuellen Kupplungstemperatur mithilfe des Kupplungstemperaturmodells auf Grundlage der ermittelten tatsächlichen Fahrstufe vorgenommen. Dazu werden die seit Erkennen des Beginns der Schlupfphase gespeicherten Betriebsgrößen verwendet, um schrittweise die aktuelle Kupplungstemperatur durch Neuberechnung des Kupplungstemperaturmodells während der Schlupfphase bis zu dem aktuellen Zeitpunkt zu ermitteln.
  • Wird in Schritt S11 festgestellt, dass die maximale Kupplungstemperatur überschritten wird (Alternative: Ja), wird dies entsprechend in Schritt S12 signalisiert, d. h. eine Warnung ausgegeben. Andernfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10155459 A1 [0006]
    • DE 19602006 A1 [0007]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Bestimmen einer Kupplungstemperatur einer Kupplungseinrichtung (4) in einem Antriebssystem (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe (5), mit folgenden Schritten: - Bestimmen (S6) einer Kupplungstemperatur mithilfe eines Kupplungstemperaturmodells in aufeinanderfolgenden Zeitschritten basierend auf Betriebsgrößen des Antriebssystems (1), wobei das Kupplungstemperaturmodell Wärmeeinträge und Wärmeausträge in bzw. aus der Kupplungseinrichtung (4) akkumuliert; - Erfassen (S5) von Betriebsgrößen während eines Schlupfvorgangs, - Ermitteln (S9, S10) einer Kupplungstemperatur an einem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf dem Verlauf der Betriebsgrößen bis zu einem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf einer Fahrstufe, die sich als tatsächliche Fahrstufe am Ende des Schlupfvorgangs herausstellt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die tatsächliche Fahrstufe sich aus einem Übersetzungsverhältnis des Schaltgetriebes (5) bei dem Ende des Schlupfvorgangs abhängig von einer Raddrehzahl und einer Getriebedrehzahl ergibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei Feststellen eines Beginns eines Schlupfvorgangs Verläufe der Betriebsgrößen aufgezeichnet werden, und die Kupplungstemperatur basierend auf einer angenommenen Zielfahrstufe kontinuierlich berechnet wird, wobei, wenn am Ende des Schlupfvorgangs festgestellt wird, dass die angenommene Zielfahrstufe nicht der tatsächlichen Fahrstufe entspricht, das Ermitteln der Kupplungstemperatur an dem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf dem Verlauf der Betriebsgrößen basierend auf der tatsächlichen Fahrstufe durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Betriebsgrößen eine oder mehrere der folgenden Größen umfassen: ein Motormoment, eine Motordrehzahl, eine Getriebedrehzahl, eine Raddrehzahl, eine Motoröltemperatur, eine Kühlwassertemperatur und eine Umgebungstemperatur.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kupplungstemperatur basierend auf dem Verlauf einer Schlupfdrehzahl bestimmt wird, die einen Unterschied zwischen einer Motordrehzahl und einer Getriebedrehzahl angibt, bestimmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Beginn des Schlupfereignisses festgestellt wird, wenn die Schlupfdrehzahl von 0 zu ungleich 0 wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Ende des Schlupfereignisses festgestellt wird, wenn die Schlupfdrehzahl von ungleich 0 zu 0 wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Überschreiten einer vorgegebenen maximalen Kupplungstemperatur durch die Kupplungstemperatur signalisiert wird.
  9. Vorrichtung zum Bestimmen einer Kupplungstemperatur einer Kupplungseinrichtung (4) in einem Antriebssystem (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe (5), wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum: - Bestimmen einer Kupplungstemperatur mithilfe eines Kupplungstemperaturmodells in aufeinanderfolgenden Zeitschritten basierend auf Betriebsgrößen des Antriebssystems (1), wobei das Kupplungstemperaturmodell Wärmeeinträge und Wärmeausträge in bzw. aus der Kupplungseinrichtung (4) akkumuliert; - Erfassen von Betriebsgrößen während eines Schlupfvorgangs, - Ermitteln einer Kupplungstemperatur an einem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf dem Verlauf der Betriebsgrößen bis zu einem Ende des Schlupfvorgangs basierend auf einer Fahrstufe, die sich als tatsächliche Fahrstufe am Ende des Schlupfvorgangs herausstellt.
  10. Antriebssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend: - einen Antriebsmotor (2), - eine Kupplungseinrichtung (4); - einem Schaltgetriebe (5); - Sensoren (8) zur Erfassung von Betriebsgrößen; - eine Vorrichtung nach Anspruch 9.
  11. Computerprogrammprodukt umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung diese veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
  12. Maschinenlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch mindestens eine Datenverarbeitungseinrichtung diese veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19602006A1 (de) 1995-01-28 1996-08-01 Luk Getriebe Systeme Gmbh Vorrichtung und ein Verfahren zur Ansteuerung eines Drehmomentübertragungssystems
DE10155459A1 (de) 2000-11-27 2002-05-29 Luk Lamellen & Kupplungsbau Kraftfahrzeug

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