DE102023201180A1 - Method for controlling a drive train of a motor vehicle with a continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs (20) eines Kraftfahrzeugs mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe (24). In einem ersten Schritt erfolgt ein Bestimmen (50) einer an dem Getriebe (24) anliegenden Last. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Bestimmen (52) einer maximalen Änderungsrate einer Getriebeübersetzung in Abhängigkeit von der bestimmten an dem Getriebe (24) anliegenden Last. In einem dritten Schritt erfolgt ein Begrenzen (54) einer Verstellgeschwindigkeit einer Übersetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes (24) auf die bestimmte maximale Änderungsrate. Zudem betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang (20) eines Kraftfahrzeugs mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe (24). The present invention relates to a method for controlling a drive train (20) of a motor vehicle with a continuously variable transmission (24). In a first step, a load applied to the transmission (24) is determined (50). In a further step, a maximum rate of change of a transmission ratio is determined (52) depending on the determined load applied to the transmission (24). In a third step, an adjustment speed of a transmission ratio of the continuously variable transmission (24) is limited (54) to the determined maximum rate of change. The invention also relates to a drive train (20) of a motor vehicle with a continuously variable transmission (24).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe. Zudem bezieht sich die Erfindung auf einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.The present invention relates to a method for controlling a drive train of a motor vehicle with a continuously variable transmission. The invention also relates to a drive train of a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Ein stufenlos verstellbares Getriebe eines Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs erlaubt es, eine Übersetzung bei einem Fahren mit einem Kraftfahrzeug individuell an die jeweilige Fahrsituation anzupassen. Beispielsweise kann so mit einer konstanten Drehzahl eines Traktionsmotors beschleunigt werden, wodurch ein Beschleunigen besonders effizient sein kann. Ein maximal durch das stufenlos verstellbare Getriebe übertragbares Drehmoment kann jedoch begrenzt sein. Gleichzeitig kann das Getriebe unterschiedlich und auch unvorhergesehen belastet werden, beispielsweise je nach Fahrsituation und je nach Nutzung des Kraftfahrzeugs. Beispielsweise kann ein Traktor dazu genutzt werden, einen schweren Anhänger zu ziehen. Dadurch kann es gegenüber einem ohne Anhänger betriebenen Traktor bei einer gleichen Beschleunigung zu einer wesentlich größeren Belastung des Getriebes kommen. Je nach Auslastungssituation des Getriebes kann es dadurch beispielsweise im Bereich kleiner Fahrgeschwindigkeiten durch eine zu hoch gewählte Änderungsrate einer Getriebeübersetzung zu einer Überlastung des Getriebes kommen. Dadurch kann einer Beschleunigungsanforderung an das Fahrzeug nicht mehr in jedem Fahrzustand durch den Antriebsstrang gefolgt werden. Beispielsweise kann es bei einer Überlastung des stufenlos verstellbaren Getriebes zu einem Öffnen von Sicherheitsventilen eines Hydrostaten kommen. Zudem kann es so zu einem Aufschwingen des Antriebsstrangs kommen, wodurch beispielsweise ein erhöhter Verschleiß auftreten kann. In einem Extremfall kann es sogar zu einer plötzlichen Neutralschaltung des Getriebes durch eine vorhandene Überwachung kommen. Ein solches Verhalten des Antriebsstrangs ist unerwünscht.A continuously variable transmission in a motor vehicle drive train allows a gear ratio to be individually adapted to the respective driving situation when driving a motor vehicle. For example, this makes it possible to accelerate at a constant speed of a traction motor, which can make acceleration particularly efficient. However, the maximum torque that can be transmitted by the continuously variable transmission can be limited. At the same time, the transmission can be loaded in different and unpredictable ways, for example depending on the driving situation and how the motor vehicle is used. For example, a tractor can be used to pull a heavy trailer. This can lead to a much greater load on the transmission compared to a tractor operated without a trailer with the same acceleration. Depending on the load situation of the transmission, this can lead to an overload of the transmission, for example in the range of low driving speeds, if the change rate of a transmission ratio is too high. This means that an acceleration request to the vehicle can no longer be followed by the drive train in every driving condition. For example, if the continuously variable transmission is overloaded, safety valves on a hydrostatic drive can open. This can also cause the drive train to oscillate, which can lead to increased wear, for example. In extreme cases, the existing monitoring system can even cause the transmission to suddenly switch to neutral. This type of drive train behavior is undesirable.
Darstellung der ErfindungDescription of the invention
Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise als Arbeitsmaschine, Landmaschine, Baumaschine oder auch Personenkraftwagen ausgebildet sein. Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kann beispielsweise einen Traktionsmotor, das stufenlos verstellbare Getriebe und eine Antriebssteuerung aufweisen. Die Antriebssteuerung kann den Traktionsmotor und das Getriebe steuern, beispielsweise aufeinander abgestimmt. Das stufenlos verstellbare Getriebe kann dazu ausgebildet sein, eine Antriebsleistung von dem Traktionsmotor an einen Abtrieb des Kraftfahrzeugs zu übertragen. Der Abtrieb des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise als angetriebene Achse oder als eine Antriebskette ausgebildet sein. Das stufenlos verstellbare Getriebe kann unterschiedliche Übersetzung zwischen dem Traktionsmotor und dem Abtrieb bereitstellen. Eine Übersetzung kann dabei stufenfrei, also beispielsweise kontinuierlich, variiert werden. Das stufenlos verstellbare Getriebe kann beispielsweise als CVT-Getriebe ausgebildet sein. Das stufenlos verstellbare Getriebe kann beispielsweise als hydraulisch stufenlos leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet sein. Beispielsweise kann durch ein Verschwenken einer Verstellpumpe eines Hydrostaten des hydraulisch stufenlos leistungsverzweigten Getriebes eine Übersetzung des Getriebes stufenlos variiert werden. Das stufenlos verstellbare Getriebe kann beispielsweise auch als elektrisch leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet sein. Das stufenlos verstellbare Getriebe kann beispielsweise auch eine Schubgliederkette aufweisen.In a first aspect, the invention relates to a method for controlling a drive train of a motor vehicle with a continuously variable transmission. The motor vehicle can be designed, for example, as a work machine, agricultural machine, construction machine or even a passenger car. A drive train of a motor vehicle can, for example, have a traction motor, the continuously variable transmission and a drive control. The drive control can control the traction motor and the transmission, for example coordinated with one another. The continuously variable transmission can be designed to transmit drive power from the traction motor to an output of the motor vehicle. The output of the motor vehicle can, for example, be designed as a driven axle or as a drive chain. The continuously variable transmission can provide different gear ratios between the traction motor and the output. A gear ratio can be varied steplessly, i.e. continuously, for example. The continuously variable transmission can, for example, be designed as a CVT transmission. The continuously variable transmission can, for example, be designed as a hydraulically continuously variable power-split transmission. For example, by pivoting a variable displacement pump of a hydrostatic drive of the hydraulically continuously variable power-split transmission, a gear ratio of the transmission can be continuously varied. The continuously variable transmission can also be designed as an electrically variable power-split transmission, for example. The continuously variable transmission can also have a push link chain, for example.
Das Verfahren weist einen Schritt eines Bestimmens einer an dem Getriebe anliegenden Last auf. Die anliegende Last an dem Getriebe kann beispielsweise ein derzeit durch das Getriebe übertragenes Drehmoment sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Last auch zu einer Änderungsrate einer Getriebeübersetzung des Getriebes korrespondieren. Insofern kann das Getriebe mit einer statischen Last und einer dynamischen Last beaufschlagt sein. Die dynamische Last kann zu einer Änderungsrate einer Getriebeübersetzung korrespondieren. Die an dem Getriebe anliegende Last kann beispielsweise direkt gemessen werden. Eine Last kann beispielsweise auch unmittelbar bestimmt werden, etwa aus einer zu der Last korrespondierenden Messgröße. Eine Last kann auch durch einen Abgleich von Kennwerten mit einer hinterlegten Tabelle geschätzt und damit bestimmt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von einem Fahrzustand und einer Beladung des Kraftfahrzeugs.The method has a step of determining a load applied to the transmission. The load applied to the transmission can, for example, be a torque currently transmitted by the transmission. Alternatively or additionally, the load can also correspond to a rate of change of a gear ratio of the transmission. In this respect, the transmission can be subjected to a static load and a dynamic load. The dynamic load can correspond to a rate of change of a gear ratio. The load applied to the transmission can, for example, be measured directly. A load can, for example, also be determined directly, for example from a measured variable corresponding to the load. A load can also be estimated and thus determined by comparing characteristic values with a stored table, for example depending on a driving condition and a load of the motor vehicle.
Das Verfahren weist einen Schritt eines Bestimmens einer maximalen Änderungsrate einer Getriebeübersetzung in Abhängigkeit von der bestimmten an dem Getriebe anliegenden Last auf. Die Änderungsrate einer Getriebeübersetzung kann die erste Ableitung der Getriebeübersetzung sein. Die Änderungsrate der Getriebeübersetzung kann eine Geschwindigkeit sein, mit welcher die Getriebeübersetzung derzeit verändert wird. Die Änderungsrate der Getriebeübersetzung kann beispielsweise einer Verstellgeschwindigkeit einer Verstellpumpe des Hydrostaten entsprechen. Durch die Änderungsrate der Getriebeübersetzung ergibt sich eine zusätzliche Belastung des Getriebes. Die maximale Änderungsrate der Getriebeübersetzung kann eine Änderungsrate sein, bei welcher eine an dem Getriebe anliegende Last gleich zu einer maximalen Last des Getriebes ist. Die maximale Last kann zu einer maximalen Drehmomentübertragung des Getriebes korrespondieren. Die maximale Last kann einer maximalen Belastung des Getriebes mit einem statischen und einem dynamischen Anteil entsprechen. Das Getriebe hat ein maximal übertragbares Drehmoment, welches abhängig von der derzeitigen Übersetzung sein kann und alternativ oder zusätzlich auch einer Zielübersetzung sowie von einer Änderungsrate der Getriebeübersetzung. Dies kann als Kennlinienfeld hinterlegt sein, beispielsweise in der Antriebssteuerung.The method comprises a step of determining a maximum rate of change of a transmission ratio as a function of the specific load applied to the transmission. The rate of change of a transmission ratio can be the first derivative of the transmission ratio. The rate of change of the transmission ratio can be a speed at which the transmission ratio is currently being changed. The rate of change of the transmission ratio can correspond, for example, to an adjustment speed of a variable displacement pump of the hydrostatic drive. By changing rate of the gear ratio results in an additional load on the gear. The maximum rate of change of the gear ratio can be a rate of change at which a load applied to the gear is equal to a maximum load of the gear. The maximum load can correspond to a maximum torque transmission of the gear. The maximum load can correspond to a maximum load on the gear with a static and a dynamic component. The gear has a maximum transferable torque, which can be dependent on the current gear ratio and alternatively or additionally also on a target gear ratio and a rate of change of the gear ratio. This can be stored as a characteristic field, for example in the drive control.
Das Verfahren weist einen Schritt eines Begrenzens einer Verstellgeschwindigkeit einer Übersetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes auf die bestimmte maximale Änderungsrate auf. Dadurch kann verhindert werden, dass es bei hohen Lasten an dem Kraftfahrzeug und geringen Fahrgeschwindigkeiten durch eine zu große Anforderung an die Änderungsrate der Getriebeübersetzung zu einer Überlastung des stufenlos verstellbaren Getriebes kommt. Beispielsweise kann so berücksichtigt werden, ob das Kraftfahrzeug stark beladen oder wenig beladen ist. Beispielsweise kann so bei einem Betreiben eines Traktors mit einem schweren Anhänger die Verstellgeschwindigkeit der Getriebeübersetzung auf eine geringere Rate begrenzt werden als bei einem Traktor, welcher keinen Anhänger zieht. In einer Fahrstrategielogik kann so ein Limit der Änderungsrate der Getriebeübersetzung belastungsabhängig bestimmt werden. Dadurch wird die Überlastung des stufenlos verstellbaren Getriebes zuverlässig vermieden. So kann unabhängig von einer Beladung des Kraftfahrzeugs ein Anfahrvorgang ohne Ruckeln, Aufschaukeln und Überlastung des Antriebsstrangs erreicht werden. Bei geringer Beladung kann dagegen eine große Fahrleistung realisiert werden, ohne dass dadurch bei einer großen Beladung ein Risiko einer Überlastung des Getriebes erhöht wird.The method has a step of limiting an adjustment speed of a gear ratio of the continuously variable transmission to the determined maximum change rate. This can prevent the continuously variable transmission from becoming overloaded when the motor vehicle is subject to high loads and the driving speed is low due to an excessive requirement for the change rate of the gear ratio. For example, it can be taken into account whether the motor vehicle is heavily or lightly loaded. For example, when operating a tractor with a heavy trailer, the adjustment speed of the gear ratio can be limited to a lower rate than for a tractor that is not towing a trailer. In a driving strategy logic, a limit on the change rate of the gear ratio can be determined depending on the load. This reliably prevents overloading of the continuously variable transmission. This means that regardless of the load on the motor vehicle, a start-up process can be achieved without jerking, rocking, and overloading of the drive train. With a low load, however, a high mileage can be achieved without increasing the risk of overloading the transmission with a large load.
Das Verfahren kann einen weiteren Schritt eines Steuerns des Antriebsstrangs aufweisen. Beispielsweise kann das Getriebe und alternativ oder zusätzlich der Traktionsmotor so gesteuert werden, dass die maximale Änderungsrate der Getriebeübersetzung durch die Verstellgeschwindigkeit der Übersetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes nicht überschritten wird. Das Begrenzen der Verstellgeschwindigkeit der Übersetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes auf die bestimmte maximale Änderungsrate kann mit einer zeitlichen Limitierung erfolgen. Beispielsweise kann nach einem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer die Begrenzung aufgehoben werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Begrenzung auch in Abhängigkeit von einem Fahrzustand aufgehoben werden.The method can have a further step of controlling the drive train. For example, the transmission and alternatively or additionally the traction motor can be controlled in such a way that the maximum rate of change of the transmission ratio is not exceeded by the adjustment speed of the ratio of the continuously variable transmission. Limiting the adjustment speed of the ratio of the continuously variable transmission to the specific maximum rate of change can be done with a time limit. For example, the limitation can be lifted after a predetermined period of time has elapsed. Alternatively or additionally, the limitation can also be lifted depending on a driving condition.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Bestimmen der anliegenden Last, das Bestimmen der maximalen Änderungsrate und das Begrenzen der Verstellgeschwindigkeit der Übersetzung bei einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs erfolgt. Beispielsweise können diese Schritte des Verfahrens nur bei einem Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs oder nur bei einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs aus einer Geschwindigkeit unterhalb einer Schwellwertgeschwindigkeit erfolgen. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass üblicherweise eine Überlastung des Getriebes nur bei einem Anfahrvorgang oder einer Beschleunigung aus einer geringen Fahrgeschwindigkeit zu erwarten ist. Dadurch kann ein unerwünschtes Begrenzen der Verstellgeschwindigkeit einer Übersetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes in anderen Fahrzuständen vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich können diese Schritte des Verfahrens auch bei einem Bremsvorgang vorgenommen werden, beispielsweise wenn der Bremsvorgang durch eine Veränderung der Getriebeübersetzung unterstützt wird und es so auch dabei zu einer Getriebeüberlastung kommen kann.In one embodiment of the method, it is provided that the determination of the applied load, the determination of the maximum rate of change and the limitation of the adjustment speed of the gear ratio take place when the motor vehicle accelerates. For example, these steps of the method can only take place when the motor vehicle is starting up or only when the motor vehicle is accelerating from a speed below a threshold speed. This makes it possible to take into account that an overload of the transmission is usually only to be expected when starting up or accelerating from a low driving speed. This can avoid undesirable limitation of the adjustment speed of a gear ratio of the continuously variable transmission in other driving conditions. Alternatively or additionally, these steps of the method can also be carried out during a braking process, for example when the braking process is supported by a change in the gear ratio and this can also lead to a transmission overload.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verfahren einen Schritt eines Bestimmens von in dem Antriebsstrang wirkenden Massenträgheitsmomenten aufweist. Massenträgheitsmomente des Antriebsstrangs kann eine Trägheit des Antriebsstrangs gegenüber einer Änderung seiner Winkelgeschwindigkeit um eine gegebene Achse sein. Beispielsweise können die Massenträgheitsmomente eine Trägheit bei einer Beschleunigung des Abtriebs des Antriebsstrangs entsprechen. Jeweilige Massenträgheitsmomente kann je nach Nutzung des Kraftfahrzeugs unterschiedlich sein. Im Wesentlichen konstante Anteile können durch Reibung in dem Antriebsstrang und die jeweiligen Massen und Geometrie jeweiliger beim Fahren bewegter Teile vorgegeben sein. Ein veränderlicher Anteil kann sich durch jeweilige Zuladung und Anbaugeräte ergeben. Beispielsweise kann insgesamt die Massenträgheit größer sein, wenn an dem Kraftfahrzeug ein schwer beladener Anhänger angekoppelt ist. Die Massenträgheit des Antriebsstrangs kann dabei ein maßgeblicher Faktor dafür sein, inwiefern eine Änderungsrate der Getriebeübersetzung zu einer Überlastung des Getriebes führen kann. Das Bestimmen der maximalen Änderungsrate kann in Abhängigkeit von den bestimmten in dem Antriebsstrang wirkenden Massenträgheitsmomenten erfolgen. Die Massenträgheitsmomente können beispielsweise anhand von Sensordaten bestimmt werden, beispielsweise als eine Gesamtgröße. Die Massenträgheitsmomente können teilweise auch als konstante Größen in einem Steuerungsgerät hinterlegt sein. Jeweilige variable Massenträgheitsmomente können individuell eingegeben oder mittelbar anhand von jeweiligen Sensordaten erfasst werden.In one embodiment of the method, it is provided that the method has a step of determining mass moments of inertia acting in the drive train. Mass moments of inertia of the drive train can be an inertia of the drive train with respect to a change in its angular velocity about a given axis. For example, the mass moments of inertia can correspond to an inertia when the output of the drive train accelerates. Respective mass moments of inertia can vary depending on the use of the motor vehicle. Essentially constant components can be predetermined by friction in the drive train and the respective masses and geometry of respective parts moved during driving. A variable component can result from the respective payload and attachments. For example, the overall mass inertia can be greater if a heavily loaded trailer is coupled to the motor vehicle. The mass inertia of the drive train can be a decisive factor in the extent to which a rate of change in the gear ratio can lead to an overload of the transmission. The maximum rate of change can be determined depending on the specific mass moments of inertia acting in the drive train. The mass moments of inertia can be determined, for example, based on sensor data, for example as an overall value. The mass moments of inertia can be partially may also be stored as constant values in a control device. The respective variable mass moments of inertia can be entered individually or recorded indirectly using the respective sensor data.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verfahren einen Schritt eines Bestimmens einer aktuellen Auslastung des Getriebes aufweist. Die aktuelle Auslastung des Getriebes kann beispielsweise ein Kennwert für einen aktuellen Anteil einer Übertragung an einer maximalen Übertragungskapazität des Getriebes sein. Die aktuelle Auslastung kann beispielsweise ein aktuell an dem Getriebe übertragenes Drehmoment geteilt durch ein maximal durch das Getriebe übertragbares Drehmoment sein. Die dann zu diesem Zeitpunkt nicht genutzte Übertragungskapazität kann zur Änderung der Getriebeübersetzung genutzt werden, ohne dass es zu einer Überlastung des Getriebes kommt. Das Bestimmen der maximalen Änderungsrate kann in Abhängigkeit von der bestimmten aktuellen Auslastung des Getriebes erfolgen. In one embodiment of the method, it is provided that the method has a step of determining a current load of the transmission. The current load of the transmission can, for example, be a characteristic value for a current share of a transmission in a maximum transmission capacity of the transmission. The current load can, for example, be a torque currently transmitted to the transmission divided by a maximum torque that can be transmitted by the transmission. The transmission capacity not used at this time can then be used to change the transmission ratio without overloading the transmission. The maximum rate of change can be determined depending on the determined current load of the transmission.
Beispielsweise kann die maximale Änderungsrate der Getriebeübersetzung in Abhängigkeit von den bestimmten in dem Antriebsstrang wirkenden Massenträgheitsmomenten und der bestimmten aktuellen Auslastung des Getriebes erfolgen. Dadurch kann einfach sowohl berücksichtigt werden, wie viel freie Übertragungskapazität derzeit noch bei dem Getriebe vorhanden ist, als auch in welchem Ausmaß diese Übertragungskapazität durch eine Änderungsrate der Getriebeübersetzung genutzt wird. Dadurch kann besonders zuverlässig eine Überlastung des stufenlos verstellbaren Getriebes vermieden werden.For example, the maximum rate of change of the gear ratio can be determined depending on the specific moments of inertia acting in the drive train and the specific current load of the gear. This makes it easy to take into account both how much free transmission capacity is currently available in the gear and to what extent this transmission capacity is used by a rate of change of the gear ratio. This makes it particularly reliable to avoid overloading the continuously variable transmission.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Bestimmen der an dem Getriebe anliegenden Last in Abhängigkeit von einem Differenzdruck an einem Hydrostaten des stufenlos verstellbaren Getriebes erfolgt. Das stufenlos verstellbare Getriebe kann in diesem Fall zum Variieren der Getriebeübersetzung einen Hydrostaten aufweisen. Ein Hydrostat kann beispielsweise eine Konstantpumpe und eine Verstellpumpe aufweisen. Der Differenzdruck an dem Hydrostaten kann die Differenz zwischen einem Hydraulikdruck an einem Zufluss des Hydrostaten und einem Abfluss des Hydrostaten sein. Das Verfahren kann dazu einen Schritt eines Bestimmens dieses Differenzdruck an dem Hydrostaten aufweisen. Der Differenzdruck an dem Hydrostaten kann beispielsweise eine Messgröße sein, welche üblicherweise bereits bei dem Antriebsstrang genutzt wird, um das Getriebe zu steuern. Insofern werden keine weiteren Sensoren benötigt, um die an dem Getriebe anliegende Last zu bestimmen. Beispielsweise können in Abhängigkeit von dem Differenzdruck an dem Hydrostaten auch die jeweiligen Massenträgheitsmomente des Antriebsstrangs bestimmt werden, beispielsweise durch eine tabellarische Schätzung. So kann das Verfahren besonders einfach in einem Antriebsstrang implementiert werden. Zudem kann so mit einer einzigen Größe sowohl der jeweilige Fahrzustand als auch die jeweilige Nutzung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise durch Zuladung, bei der Begrenzung der Änderungsrate der Getriebeübersetzung einfach berücksichtigt werden.In one embodiment of the method, it is provided that the load applied to the transmission is determined as a function of a differential pressure on a hydrostat of the continuously variable transmission. In this case, the continuously variable transmission can have a hydrostat for varying the transmission ratio. A hydrostat can, for example, have a constant pump and a variable pump. The differential pressure on the hydrostat can be the difference between a hydraulic pressure at an inlet of the hydrostat and an outlet of the hydrostat. The method can have a step of determining this differential pressure on the hydrostat. The differential pressure on the hydrostat can, for example, be a measured variable that is usually already used in the drive train to control the transmission. In this respect, no further sensors are required to determine the load applied to the transmission. For example, the respective mass moments of inertia of the drive train can also be determined as a function of the differential pressure on the hydrostat, for example by means of a tabular estimate. The method can thus be implemented particularly easily in a drive train. In addition, both the respective driving condition and the respective use of the vehicle, for example due to payload, can be easily taken into account with a single value when limiting the rate of change of the gear ratio.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Bestimmen der an dem Getriebe anliegenden Last in Abhängigkeit von einem Stromdurchfluss einer Elektromaschine des stufenlos verstellbaren Getriebes erfolgt. Die Elektromaschine kann beispielsweise eine Elektromaschine eines elektrisch leistungsverzweigten Getriebes sein, mittels welcher eine Getriebeübersetzung variiert wird. Die Elektromaschine kann beispielsweise als Synchronmaschine oder Asynchronmaschine ausgebildet sein. Die Elektromaschine kann dazu ausgebildet sein, eine elektrische Leistung in eine mechanische Leistung zu wandeln. Optional kann die Elektromaschine auch dazu ausgebildet sein, eine mechanische Leistung in eine elektrische Leistung zu wandeln. Ein solches Wandeln wird auch als Rekuperation bezeichnet. Analog zu der Bestimmung anhand des Differenzdrucks an dem Hydrostaten kann so einfach auf eine derzeitige Last und alternativ oder zusätzlich auf jeweilige Massenträgheitsmomente in dem Antriebsstrang geschlossen werden. Der Stromdurchfluss der Elektromaschine des stufenlos verstellbaren Getriebes ist üblicherweise eine bereits erfasste Größe, welche beispielsweise in einem Inverter erfasst wird, und zur Steuerung des Antriebsstrangs genutzt wird. So kann gegebenenfalls ebenfalls auf zusätzliche Sensoren verzichtet werden. Das Verfahren kann zusätzlich einen Schritt eines Bestimmens des Stromdurchfluss der Elektromaschine des stufenlos verstellbaren Getriebes aufweisen.In one embodiment of the method, it is provided that the load applied to the transmission is determined as a function of a current flow of an electric machine of the continuously variable transmission. The electric machine can be, for example, an electric machine of an electrically power-split transmission, by means of which a transmission ratio is varied. The electric machine can be designed, for example, as a synchronous machine or asynchronous machine. The electric machine can be designed to convert electrical power into mechanical power. Optionally, the electric machine can also be designed to convert mechanical power into electrical power. Such conversion is also referred to as recuperation. Analogous to the determination based on the differential pressure on the hydrostatic drive, it is easy to conclude on a current load and, alternatively or additionally, on respective mass moments of inertia in the drive train. The current flow of the electric machine of the continuously variable transmission is usually an already recorded variable, which is recorded, for example, in an inverter, and is used to control the drive train. This also means that additional sensors can be dispensed with if necessary. The method may additionally comprise a step of determining the current flow of the electric machine of the continuously variable transmission.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Bestimmen der an dem Getriebe anliegenden Last in Abhängigkeit von einem gemessenen Drehmoment erfolgt. Beispielsweise kann das Drehmoment an dem Abtrieb des Antriebsstrangs gemessen werden. Beispielsweise kann das Drehmoment auch an einer Ausgangswelle des stufenlos verstellbaren Getriebes gemessen werden. Dadurch kann eine direkte Messung der Last des Getriebes erfolgen. Dadurch kann beispielsweise auf eine zusätzliche Bestimmung von jeweiligen Massenträgheitsmomenten in dem Antriebsstrang verzichtet werden und dennoch zuverlässig eine Überlastung des Getriebes durch eine entsprechende Begrenzung der Änderungsrate der Getriebeübersetzung vermieden werden. Das Verfahren kann einen Schritt eines Messens des Drehmoments aufweisen.In one embodiment of the method, it is provided that the determination of the load applied to the transmission is carried out as a function of a measured torque. For example, the torque can be measured at the output of the drive train. For example, the torque can also be measured at an output shaft of the continuously variable transmission. This allows a direct measurement of the load of the transmission. This means that, for example, an additional determination of the respective mass moments of inertia in the drive train can be dispensed with and yet overloading of the transmission can be reliably avoided by appropriately limiting the rate of change of the transmission ratio. The The method may comprise a step of measuring the torque.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verfahren ferner einen Schritt eines Bestimmens einer maximalen Änderungsrate einer Antriebsleistung eines Traktionsmotors des Antriebsstrangs aufweist. Die Änderungsrate der Antriebsleistung des Traktionsmotors kann einer ersten Ableitung der Antriebsleistung des Traktionsmotors entsprechen. Die Änderungsrate der Antriebsleistung des Traktionsmotors kann einer Geschwindigkeit entsprechen, mit welcher sich die Antriebsleistung des Traktionsmotors verändert. Der Traktionsmotor kann ein Motor des Antriebsstrangs sein, welcher primär für einen Fahrantrieb des Kraftfahrzeugs genutzt wird. Beispielsweise kann es sich um einen leistungsfähigsten Motor des Antriebsstrangs handeln. Der Traktionsmotor kann beispielsweise als Elektromaschine oder auch Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein. Das Bestimmen der maximalen Änderungsrate der Antriebsleistung des Traktionsmotors des Antriebsstrangs kann analog zu dem Bestimmen der maximalen Änderungsrate der Getriebeübersetzung erfolgen, beispielsweise in Abhängigkeit von der bestimmten an dem Getriebe anliegenden Last, und alternativ oder zusätzlich einer derzeitigen Antriebsleistung des Traktionsmotors. Dabei können auch jeweilige in dem Antriebsstrang wirkende Massenträgheitsmomente berücksichtigt werden. Das Verfahren weist weiter einen Schritt eines Begrenzens der Änderungsrate der Antriebsleistung auf die bestimmte maximale Änderungsrate auf. Dadurch kann verhindert werden, dass der Traktionsmotor überlastet wird. Beispielsweise kann bei einer Begrenzung der Änderungsrate der Getriebeübersetzung so verhindert werden, dass dies durch die Fahrsteuerung durch eine übermäßige Erhöhung der Antriebsleistung des Traktionsmotors in unzulässiger oder zumindest unerwünschter Weise kompensiert wird. Beispielsweise kann der Traktionsmotor durch eine Maximaltemperatur in seiner Leistungsabgabe begrenzt sein, welche andernfalls überschritten werden kann. Zudem kann so eine Regelung vermieden werden, bei welcher zwar die maximale Änderungsrate der Getriebeübersetzung begrenzt wird, es durch eine übermäßige Änderungsrate der Antriebsleistung dann aber doch zu einer Überlastung des Getriebes kommt.In one embodiment of the method, it is provided that the method further comprises a step of determining a maximum rate of change of a drive power of a traction motor of the drive train. The rate of change of the drive power of the traction motor can correspond to a first derivative of the drive power of the traction motor. The rate of change of the drive power of the traction motor can correspond to a speed at which the drive power of the traction motor changes. The traction motor can be a motor of the drive train that is primarily used for driving the motor vehicle. For example, it can be a most powerful motor of the drive train. The traction motor can be designed, for example, as an electric machine or an internal combustion engine. The maximum rate of change of the drive power of the traction motor of the drive train can be determined analogously to the determination of the maximum rate of change of the transmission ratio, for example depending on the specific load applied to the transmission, and alternatively or additionally on a current drive power of the traction motor. In this case, respective mass moments of inertia acting in the drive train can also be taken into account. The method further comprises a step of limiting the rate of change of the drive power to the specific maximum rate of change. This can prevent the traction motor from being overloaded. For example, if the rate of change of the gear ratio is limited, this can be prevented from being compensated for by the drive control by an excessive increase in the drive power of the traction motor in an impermissible or at least undesirable manner. For example, the traction motor can be limited in its power output by a maximum temperature, which can otherwise be exceeded. In addition, this can avoid a control in which the maximum rate of change of the gear ratio is limited, but an excessive rate of change of the drive power then leads to an overload of the transmission.
Ein zweiter Aspekt betrifft einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang kann dazu ausgebildet sein, mit einem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt gesteuert zu werden. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen. Umgekehrt stellen auch Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des zweiten Aspekts Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des ersten Aspekts dar.A second aspect relates to a drive train of a motor vehicle. The drive train can be designed to be controlled using a method according to the first aspect. Further features, embodiments and advantages can be found in the descriptions of the first aspect. Conversely, features, embodiments and advantages of the second aspect also represent features, embodiments and advantages of the first aspect.
Der Antriebsstrang gemäß dem zweiten Aspekt weist einen Traktionsmotor, ein stufenlos verstellbares Getriebe, eine Bestimmungsvorrichtung und eine Begrenzungsvorrichtung auf. Die Bestimmungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, eine an dem Getriebe anliegende Last und eine maximale Änderungsrate einer Getriebeübersetzung in Abhängigkeit von der bestimmten an dem Getriebe anliegenden Last zu bestimmen. Die Bestimmungsvorrichtung kann dazu jeweilige Sensoren aufweisen oder mit jeweiligen Sensoren und alternativ oder zusätzlich einer Datenleitung des Kraftfahrzeugs verbunden sein. Die Bestimmungsvorrichtung und die Begrenzungsvorrichtung können beispielsweise als jeweilige Module einer Antriebssteuerung ausgebildet sein. Die Bestimmungsvorrichtung und die Begrenzungsvorrichtung können beispielsweise einen oder mehrere Mikrocontroller aufweisen.The drive train according to the second aspect has a traction motor, a continuously variable transmission, a determination device and a limiting device. The determination device is designed to determine a load applied to the transmission and a maximum rate of change of a transmission ratio depending on the determined load applied to the transmission. The determination device can have respective sensors for this purpose or be connected to respective sensors and alternatively or additionally to a data line of the motor vehicle. The determination device and the limiting device can be designed, for example, as respective modules of a drive control. The determination device and the limiting device can, for example, have one or more microcontrollers.
In einer weiteren Ausführungsform des Antriebsstrangs kann der Antriebsstrang eine Steuervorrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, das stufenlos verstellbare Getriebe und den Traktionsmotor zu steuern. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise ebenfalls ein Modul der Antriebssteuerung sein. Die Steuervorrichtung kann dazu ausgebildet sein, das stufenlos verstellbare Getriebe und den Traktionsmotor unter der Berücksichtigung jeweiliger bestimmter Begrenzungen zu steuern.In a further embodiment of the drive train, the drive train can have a control device which is designed to control the continuously variable transmission and the traction motor. The control device can also be a module of the drive control, for example. The control device can be designed to control the continuously variable transmission and the traction motor, taking into account respective specific limitations.
Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters
-
1 veranschaulicht in einer schematischen Ansicht einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.1 illustrates a schematic view of a drive train of a motor vehicle. -
2 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zum Steuern des Antriebsstrangs gemäß1 .2 schematically illustrates a method for controlling the drive train according to1 .
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments
Der Antriebsstrang 20 wird mit dem in
In einem Schritt 54 erfolgt ein Begrenzen einer Verstellgeschwindigkeit einer Übersetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes 24 auf die bestimmte maximale Änderungsrate. Zu diesem Zweck weist der Antriebsstrang 20 eine Begrenzungsvorrichtung 30 auf, welche dazu ausgebildet ist, die Verstellgeschwindigkeit der Übersetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes 24 auf die bestimmte maximale Änderungsrate zu begrenzen. Die Begrenzungsvorrichtung 30 und die Bestimmungsvorrichtung 28 bilden zusammen eine Getriebesteuerung 32 aus, welche eine Fahrstrategie für das Kraftfahrzeugs vorgibt. Die Getriebesteuerung 32 ist in der gezeigten beispielhaften Ausführungsform als Rechenvorrichtung ausgebildet sein.In a
Die Getriebesteuerung 32 steuert in einem Schritt 56 das Getriebe 24 so, dass die maximale Änderungsrate der Getriebeübersetzung des Getriebes 24 nicht überschritten wird. Dafür gibt die Getriebesteuerung 32 entsprechende Steuersignale an das Getriebe 24 aus.In a
In einer weiteren Ausführungsform bestimmt die Getriebesteuerung 32 auch eine maximalen Änderungsrate einer Antriebsleistung des Traktionsmotors 22 des Antriebsstrangs 20. Diese maximale Änderungsrate der Antriebsleistung wird so bestimmt, dass bei hohen Beschleunigungsanforderungen aus dem Stillstand oder nahezu dem Stillstand die Antriebsleistung nicht zur Kompensation der Dynamikbegrenzung des Getriebes 24 so schnell erhöht wird, dass es trotz der Begrenzung der Änderungsrate der Getriebeübersetzung zu einer Getriebeüberlastung kommt. Dafür gibt die Getriebesteuerung 32 die bestimmte maximalen Änderungsrate der Antriebsleistung des Traktionsmotors 22 an eine Motorsteuerung 34 aus. Die Motorsteuerung 34 steuert dann den Traktionsmotor 22 so, dass die maximale Änderungsrate der Antriebsleistung nicht überschritten wird. Die Motorsteuerung 34 ist in der gezeigten beispielhaften Ausführungsform als Inverter ausgebildet.In a further embodiment, the
BezugszeichenReference symbols
- 2020
- AntriebsstrangDrivetrain
- 2222
- TraktionsmotorTraction motor
- 2424
- GetriebeGearbox
- 2626
- AbtriebDownforce
- 2828
- BestimmungsvorrichtungDetermination device
- 3030
- BegrenzungsvorrichtungLimiting device
- 3232
- GetriebesteuerungTransmission control
- 3434
- MotorsteuerungEngine control
- 5050
- Schritt: Bestimmung einer LastStep: Determining a load
- 5252
- Schritt: Bestimmung einer maximalen ÄnderungsrateStep: Determining a maximum rate of change
- 5454
- Schritt: Begrenzen einer VerstellgeschwindigkeitStep: Limiting an adjustment speed
- 5656
- Schritt: Steuerung des GetriebesStep: Controlling the transmission
Claims (10)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE102023201180.8A DE102023201180A1 (en) | 2023-02-14 | 2023-02-14 | Method for controlling a drive train of a motor vehicle with a continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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-
2023
- 2023-02-14 DE DE102023201180.8A patent/DE102023201180A1/en active Pending
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