專利名稱：用于確定機(jī)動(dòng)車中變速器的載荷譜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的用于確定機(jī)動(dòng)車中變速器的載荷譜的方法。
背景技術(shù)：
例如由DE10212530A1中已知這樣的方法。基本上，在機(jī)械部件的使用強(qiáng)度方面公知確定所謂的載荷譜、即隨著時(shí)間而變化的負(fù)荷，大多是以振動(dòng)的形式。一般地，基于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩或者基于借助于轉(zhuǎn)矩傳感器所測(cè)得的變速器轉(zhuǎn)矩來(lái)確定變速器的載荷譜。在使用發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩時(shí)不采集變速器負(fù)荷的交變轉(zhuǎn)矩分量和慣性矩分量。轉(zhuǎn)矩傳感器的裝配是復(fù)雜且昂貴的，并且因此不適合于在地區(qū)范圍內(nèi)使用在車隊(duì)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于以一種方式改進(jìn)開(kāi)頭所提到的類型的方法，使得可以準(zhǔn)確地確定載荷譜。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1的主題來(lái)實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的有利擴(kuò)展方案。根據(jù)本發(fā)明，為了確定載荷譜，持續(xù)地由預(yù)給定的工作參數(shù)計(jì)算變速器輸入端處的變速器扭矩。由連續(xù)計(jì)算得到的變速器扭矩值生成矩陣，在該矩陣中，對(duì)于每個(gè)擋位記錄并保存變速器扭矩在一定義的變速器扭矩等級(jí)中出現(xiàn)的頻率。有利地，該矩陣的相應(yīng)保存的值在機(jī)動(dòng)車工作的每個(gè)空擋過(guò)程中被存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。在根據(jù)本發(fā)明的另一有利實(shí)施方式中，該矩陣的所保存的值在進(jìn)入車間時(shí)從非易失性存儲(chǔ)器讀出以進(jìn)行車輛外部的分析。這個(gè)分析優(yōu)選可以用作為有針對(duì)性的變速器新開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。


附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中圖1示意性地示出了可能用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的組件的相互作用；圖2示意性地示出了一矩陣，在該矩陣中，對(duì)于每個(gè)擋位保存變速器扭矩在一定義的變速器扭矩等級(jí)中出現(xiàn)的頻率；圖3示出了在以手動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行換擋時(shí)用于確定載荷譜的迄今所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩和根據(jù)本發(fā)明所計(jì)算的變速器扭矩的比較；并且圖4示出了在以自動(dòng)變速器和變矩器進(jìn)行換擋時(shí)用于確定載荷譜的迄今所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩和根據(jù)本發(fā)明所計(jì)算的變速器扭矩的比較。
具體實(shí)施方式
在圖1中，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)功能框1中采集或確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nMot和發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩MMot。由驅(qū)動(dòng)輪2上的傳感器確定驅(qū)動(dòng)輪(在這里是后輪)的轉(zhuǎn)速nHA。驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速ηΗΑ與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nMot —起在擋位確定框3中計(jì)算以確定相應(yīng)的當(dāng)前擋位。在變速器扭矩確定框4中，根據(jù)工作參數(shù)MMot、nMot和下面還會(huì)進(jìn)一步詳細(xì)討論的其他工作參數(shù)計(jì)算變速器扭矩Md。在分級(jí)框5中，為了確定載荷譜，由連續(xù)計(jì)算的變速器扭矩值Md生成一矩陣，在該矩陣中，對(duì)于每個(gè)擋位，變速器扭矩Md在一定義的變速器扭矩等級(jí)(Md i ；i = 1,2,3...) 中出現(xiàn)的頻率被記錄并且例如首先被保存在RAM 6中。在圖2中示意性地示出了該矩陣的一種可能的形式。相應(yīng)保存在RAM 6中的該矩陣的值在機(jī)動(dòng)車工作的每次空擋過(guò)程(例如“KI. 15 關(guān)斷”)時(shí)被存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器7中。所存儲(chǔ)的該矩陣的值例如在進(jìn)入車間時(shí)被從非易失性存儲(chǔ)器7中讀出用于例如借助于診斷測(cè)試器8來(lái)進(jìn)行車輛外部的分析。用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的功能框1至8可以實(shí)現(xiàn)為總歸一般存在的電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制器或電子變速器控制器中的新程序模塊。詞語(yǔ)“發(fā)動(dòng)機(jī)”在這里是指機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，例如內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)。優(yōu)選地，基于發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩MMot、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nMot和曲軸慣性矩按照以下算法來(lái)計(jì)算用于手動(dòng)開(kāi)關(guān)的變速器扭矩Md (=變速器輸入端上的轉(zhuǎn)矩)變速器扭矩[Nm]=發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩[Nm]-曲軸慣性矩Rgm2] X d(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)/ dt [轉(zhuǎn)/s2]。這個(gè)算法適合于具有頻率范圍< IOHz的雙慣量飛輪的傳動(dòng)系。這個(gè)極限一方面是由于當(dāng)前所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的現(xiàn)有CPU功率而由100Hz的采樣極限規(guī)定的，并且另一方面由雙慣量飛輪ZMS的傳輸特性而規(guī)定的，因?yàn)橹挥性诖闻R界的ZMS工作的情況下才保證該方法的功能。圖3為利用傳統(tǒng)手動(dòng)變速器進(jìn)行的換擋示出了迄今所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩MMot與根據(jù)本發(fā)明所計(jì)算的變速器扭矩Md的比較，根據(jù)本發(fā)明所計(jì)算的變速器扭矩Md幾乎等于實(shí)際的變速器扭矩。基于發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩、曲軸慣性矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變矩器接合矩(WK矩)、變矩器放大能力、渦輪慣性矩和渦輪轉(zhuǎn)速按照以下算法為具有變矩器的自動(dòng)變速器計(jì)算變速器扭矩變速器扭矩[Nm]=(發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩[Nm]-曲軸慣性矩Dcgm2]Xd(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)/dt[轉(zhuǎn)/82]-11(_矩[Nm])X變矩器放大能力[_]+11(_矩[Nm]-渦輪慣性矩 Dcgm2] Xd (渦輪轉(zhuǎn)速)/dt [轉(zhuǎn)/s2]。在實(shí)現(xiàn)在目前最新的發(fā)動(dòng)機(jī)或變速器控制器中時(shí)，該算法使得能夠在由于前面提到的因目前使用的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器已有的CPU功率產(chǎn)生的采樣極限100Hz而決定的頻率范圍彡IOHz中采集渦輪后面變速器輸入端處的變速器扭矩Md。圖4為具有斷開(kāi)和閉合的變矩器接合的自動(dòng)變速器在其閉合過(guò)程期間示出了純發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩MMot與根據(jù)本發(fā)明所計(jì)算的變速器扭矩Md的比較，根據(jù)本發(fā)明計(jì)算的變速器扭矩幾乎等于實(shí)際變速器扭矩。其中公式結(jié)果的質(zhì)量很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中作為基礎(chǔ)的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)的品質(zhì)和預(yù)處理。在根據(jù)本發(fā)明以引入到變速器中的轉(zhuǎn)矩的形式計(jì)算變速器扭矩時(shí)考慮用于曲軸(包括飛輪和離合器在內(nèi))加速的慣性分量。此外，變速器負(fù)荷的交變分量由于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)周期性的扭矩輸出以及由于傳動(dòng)系的本質(zhì)形式(如向前撞動(dòng)等)而被采集。通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的算法，可以基于來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制的已有信號(hào)在不需要附加的轉(zhuǎn)矩傳感器的情況下高質(zhì)量地在地區(qū)范圍內(nèi)確定實(shí)際車輛中變速器的轉(zhuǎn)矩負(fù)荷。因此可以準(zhǔn)確地對(duì)變速器進(jìn)行尺寸確定和設(shè)計(jì)，這在可能的情況下導(dǎo)致重量降低和成本節(jié)省，而不損失功能和強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種用于在機(jī)動(dòng)車工作期間確定機(jī)動(dòng)車中變速器的載荷譜的方法，其中采集用于確定所述載荷譜的負(fù)荷相關(guān)的工作參數(shù)，其特征在于，為了確定所述載荷譜，連續(xù)地由預(yù)給定的工作參數(shù)(MMot，nMot,...)計(jì)算變速器輸入端處的變速器扭矩(Md)，并且由此生成矩陣，在所述矩陣中為每個(gè)擋位保存變速器扭矩(Md)在一定義的變速器扭矩等級(jí)(Md i ；i = 1，2，3，…)中出現(xiàn)的頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，相應(yīng)保存的所述矩陣的值在所述機(jī)動(dòng)車工作的每次空擋過(guò)程時(shí)被存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器(7)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所保存的所述矩陣的值被從所述非易失性存儲(chǔ)器(7)中讀出以進(jìn)行機(jī)動(dòng)車外部的分析。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，用于計(jì)算所述變速器扭矩(Md)的所述預(yù)給定的工作參數(shù)至少是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩(MMot)、曲軸慣性矩和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(nMot)。
5.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在具有簡(jiǎn)單接合的手動(dòng)開(kāi)關(guān)的情況下用于計(jì)算所述變速器扭矩的所述預(yù)給定的工作參數(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩(MMot)、曲軸慣性矩和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(nMot)，并且借助于以下公式計(jì)算所述變速器扭矩(Md)變速器扭矩[Nm]=發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩[Nm]-曲軸慣性矩Rgm2] Xd(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)/ dt [轉(zhuǎn)/s2]。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在具有變矩器的自動(dòng)變速器的情況下用于計(jì)算所述變速器扭矩的所述預(yù)給定的工作參數(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩、曲軸慣性矩、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變矩器接合矩、變矩器放大能力、渦輪慣性矩和渦輪轉(zhuǎn)速，并且借助于以下公式計(jì)算所述變速器扭矩(Md)變速器扭矩[Nm]=(發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩[Nm]-曲軸慣性矩Rgm2] Xd(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)/ dt [轉(zhuǎn)/s2]-變矩器接合矩[Nm]) X變矩器放大能力[_] +變矩器接合矩[Nm]-渦輪慣性矩 Dcgm2] Xd (渦輪轉(zhuǎn)速)/dt [轉(zhuǎn)/s2]。
7.如前述權(quán)利要求之一所述的方法的一種用途，所述方法用作為通過(guò)在變速器或機(jī)動(dòng)車的整個(gè)使用壽命上確定并分析載荷譜來(lái)在考慮成本降低和可能的重量降低的情況下對(duì)要新開(kāi)發(fā)的變速器進(jìn)行準(zhǔn)確尺寸確定和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并且因此用作為減少C02的基礎(chǔ)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，為了確定機(jī)動(dòng)車變速器的載荷譜，連續(xù)地由預(yù)給定的工作參數(shù)計(jì)算變速器輸入端處的變速器扭矩。由連續(xù)計(jì)算得到的變速器扭矩值生成矩陣，在所述矩陣中為每個(gè)擋位記錄并保存變速器扭矩在一定義的變速器扭矩等級(jí)中出現(xiàn)的頻率。有利地，相應(yīng)保存的所述矩陣的值在機(jī)動(dòng)車工作的每次空擋過(guò)程時(shí)被存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中并且被車輛外部地分析以進(jìn)行變速器新開(kāi)發(fā)。
文檔編號(hào)G07C5/08GK102326186SQ201080008603
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2010年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者G·龍納, W·瓦斯特爾 申請(qǐng)人:寶馬股份公司