Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Einheit, die zum Bestimmen eines Maximalmoments eines Kraftfahrzeug¬ motors vorgesehen ist .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemaße Vorrichtung bereitzustellen, die dazu geeignet ist, ein Maximalmoment eines Kraftfahrzeugmotors besonders flexibel zu bestimmen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelost. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen.

Aus der DE 40 21 520 Al ist eine Vorrichtung mit einer als Grenzdrehmomentrechner ausgestalteten Einheit bekannt, die dazu vorgesehen ist, ein Maximalmoment eines Kraftfahrzeug¬ motors abhangig von einem maximalen, an einem Umschlingungs- band eines stufenlos verstellbaren Kraftfahrzeuggetriebes angreifenden Drehmoment zu berechnen. Dabei berücksichtigt die Einheit einen durch ein Hydraulikelement auf das stufenlos verstellbare Kraftfahrzeuggetriebe ausgeübten Druck, der sich auf einen Anpressdruck des Umschlmgungsbands übertragt. Zudem ist aus der DE 698 10 715 T2 eine Vorrichtung mit einem Kraftfahrzeugmotor, einem Drehmomentwandler und einem stufenlos verstellbaren Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, die eine Einheit zum Bestimmen eines Maximalmoments des Motors umfasst. Es wird vorgeschlagen, das Maximalmoment abhängig von einem Drehmoment-Umwandlungsfaktor zu bestimmen, der einen relativen Drehmomentverlust am Wandler beschreibt und der seinerseits durch eine Drehzahl und ein Drehmoment des Kraftfahrzeugmotors bestimmt ist.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Einheit, die zum Bestimmen eines Maximalmoments eines Kraftfahrzeugmotors vorgesehen ist. Das Maximalmoment ist ein Drehmomentwert, auf den das abgegebene Drehmoment des Kraftfahrzeugmotors begrenzt wird.

Es wird vorgeschlagen, dass die Einheit dazu vorgesehen ist, zumindest in einer Betriebsphase das Maximalmoment gemäß eines vorbestimmten zeitlichen Verlaufs zu bestimmen. Dadurch kann erreicht werden, dass das Maximalmoment in bestimmten Betriebsphasen flexibel an einen erwarteten, typischen Momentenverlauf anpassbar ist. Beispielsweise können in bestimmten Betriebsphasen kurzzeitig große Drehmomente des Kraftfahrzeugmotors zugelassen werden, die auf Dauer zu einer Beschädigung eines mit dem Kraftfahrzeugmotor in Wirkverbindung stehenden Bauteils führen könnten, kurzzeitig aber tolerierbar sind.

Unter „vorgesehen" soll in diesem Zusammenhang auch „ausgelegt" und „ausgestattet" verstanden werden.

Ist die Vorrichtung dazu vorgesehen, eine Verzögerung in einer Übertragung eines Drehmoments des Kraftfahrzeugmotors auf ein Bauteil eines Antriebsstrangs zu berücksichtigen, kann das Maximalmoment vorteilhaft vorausschauend bestimmt werden und gezielt zur Beschrankung einer Belastung des Bauteils eingesetzt werden. Eine solche Verzögerung kann durch eine Trägheit des Antriebsstrangs oder durch ein dissipatives Element im Antriebsstrang bedingt sein. Zudem wird vorgeschlagen, dass die Einheit dazu vorgesehen ist, zu einem Maximalmoment eines Bauteils eines Antriebsstrangs wenigstens ein Verbrauchsmoment einer zwischen dem Bauteil und dem Kraftfahrzeugmotor am Antriebsstrang angreifenden Verbrauchseinheit zu addieren. Es kann erreicht werden, dass eine LeistungsVerzweigung zwischen dem Bauteil und der Verbrauchseinheit vorteilhaft berücksichtigt werden kann und dass ein am Bauteil angreifendes Moment stets durch das Maximalmoment des Bauteils beschrankt ist. Verschiedenartige, beispielsweise auch zeitabhängige Verbrauchsmomente können flexibel berücksichtigt werden, und es kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein maximales, am Bauteil angreifendes Moment unabhängig von solchen Verbrauchsmomenten ist.

Wegen einer hohen Momentenempfindlichkeit solcher Kraftfahrzeuggetriebe können die Vorteile der Erfindung insbesondere dann zum Tragen kommen, wenn die Einheit dazu vorgesehen ist, ein Getriebemoment eines stufenlos verstellbaren Kraftfahrzeuggetriebes zu beschranken. Ist das Kraftfahrzeuggetriebe als Umschlingungsgetriebe ausgebildet, kann durch eine Beschrankung des Getriebemoments ein Durchrutschen eines Umschlingungsbands verhindert werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Einheit dazu vorgesehen ist, eine an einem stufenlos verstellbaren Kraftfahrzeug¬ getriebe anliegende Übersetzung zu erfassen und das Maximalmoment abhangig von der erfassten Übersetzung zu bestimmen. Dadurch kann erreicht werden, dass ein an einer Ausgangswelle bzw. an einem abtriebsseitigen Bauteil des Antriebsstrangs angreifendes Drehmoment, das durch das Motormoment und die Übersetzung bestimmt ist, vorteilhaft beschränkt werden kann. Eine flexible Anpassung des Maximalmoments des Kraftfahrzeugmotors ist erreichbar.

Ist die Einheit dazu vorgesehen, das Maximalmoment abhängig von einem maximalen Getriebemoment eines Kraftfahrzeug¬ getriebes zu bestimmen, kann eine Beschädigung des Kraftfahrzeuggetriebes durch zu hohe Momente vorteilhaft verhindert werden. Prinzipiell sind jedoch auch Ausgestaltungen der Erfindung denkbar, in denen die Einheit das Maximalmoment abhängig von einem Maximalmoment eines anderen Bauteils des Antriebsstrangs, beispielsweise einer Kupplung, bestimmt.

Ist die Einheit dazu vorgesehen, zumindest in einer Betriebs¬ phase einen Rohwert des Maximalmoments mit einem Offset zu beaufschlagen, kann eine besonders flexible und sichere Anpassung des Maximalmoments an äußere Gegebenheiten erreicht werden. Dabei kann der Offset bei gleich bleibendem Rohwert des Maximalmoments eine Zeitabhängigkeit des Maximalmoments erzeugen und vorteilhaft sowohl an kurzfristige Momenten¬ anforderungen als auch an langfristige Veränderungen, wie beispielsweise einen Verschleiß und/oder eine Temperatur¬ entwicklung anpassbar sein. Der Rohwert kann seinerseits von weiteren Kenngrößen, wie beispielsweise Drehmomenten und/oder Drehzahlen im Antriebsstrang, oder auch von einem Getriebe- und/oder Kupplungs- und/oder Motortyp abhängen.

Dabei kann ein besonders komfortables Fahrgefühl eines die Vorrichtung umfassenden Kraftfahrzeugs erreichbar sein, wenn die Betriebsphase eine Anfahrphase umfasst, da in Anfahr¬ phasen typischerweise kurzfristig hohe Momentenanforderungen auftreten können, denen durch eine kurzfristige Beaufschlagung des Maximalmoments mit einem Offset vorteilhaft flexibel Rechnung getragen werden kann. Dabei kann ein zeitlicher Verlauf des Offsets bzw. des Maximalmoments von einer Art des Anfahrvorgangs abhängen. Beispielsweise kann die Einheit zwischen einem Knallstart, einem Anfahren in einem Rückwärtsgang und einem Anfahren in einem Vorwärtsgang unterscheiden.

Ist die Einheit dazu vorgesehen, eine Motormomentbegrenzung zu deaktivieren, kann vorteilhaft ein gezielter Einsatz der Motormomentbegrenzung in solchen Situationen erreichbar sein, in denen eine solche Motormomentbegrenzung von Vorteil ist. Die Einheit könnte beispielsweise dazu vorgesehen sein, eine Motormomentbegrenzung zu deaktivieren, wenn ein Schubbetrieb vorliegt und von der Einheit erkannt worden ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Figurenbeschreibung. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Die Ansprüche, die Zeichnung und die Beschreibung enthalten mehrere Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird diese auch einzeln betrachten und zu zweckmäßigen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung mit einer Einheit, die zum Bestimmen eines Maximalmoments eines Kraftfahrzeugmotors vorgesehen ist, den Kraftfahrzeugmotor und ein stufenlos verstellbares Kraftfahrzeuggetriebe,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm einer in der Einheit implementierten Momentenbegrenzungsfunktion, Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Berechnung des Maximalmoments,

Fig. 4 einen zeitlichen Verlauf des Maximalmoments während eines Anfahrvorgangs,

Fig. 5 eine Abhängigkeit des Maximalmoments von einer Übersetzung des Kraftfahrzeuggetriebes für einen Diesel-Kraftfahrzeugmotor und

Fig. 6 eine Abhängigkeit des Maximalmoments von einer Übersetzung des Kraftfahrzeuggetriebes für einen Otto-Kraftfahrzeugmotor.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung mit einer Einheit 10, die zum Betätigen eines als Umschlingungsgetriebe mit Umschlingungs- band 16 ausgebildeten, stufenlos verstellbaren Kraftfahrzeug¬ getriebes 15 vorgesehen ist. Das Kraftfahrzeuggetriebe 15 verbindet einen Kraftfahrzeugmotor 11 mit einer Abtriebswelle 17, wobei dem Kraftfahrzeuggetriebe 15 ein mittels einer Wandlerüberbrückungskupplung 18 überbrückbarer hydro¬ dynamischer Drehmomentwandler 19 vorgeschaltet ist, der ein Turbinenrad 20 umfasst, welches an einer mit dem Kraft¬ fahrzeugmotor 11 verbundenen Motorwelle 21 befestigt ist.

Die Motorwelle 21 treibt über ein Getriebe 22 mit fester Übersetzung eine Pumpe 23 an, die bei laufendem Kraft¬ fahrzeugmotor 11 einen Arbeitsdruck eines hydraulischen Systems erzeugt, aus dem über Regelventile 24, 25 Drücke in einem Aktuator 26 zum Schließen der Wandlerüberbrückungs¬ kupplung 18 sowie in einer ersten Druckkammer 27 und in einer zweiten Druckkammer 28 ableitbar sind. Ein Verhältnis der Drücke in den Druckkammern 27, 28 bestimmt in einer bekannten Weise einen Anlageradius des Umschlingungsbands 16 an Kegelscheibenpaaren des Kraftfahrzeuggetriebes 15 und damit eine Übersetzung Ivar des stufenlos verstellbaren Kraftfahrzeuggetriebes 15, während Absolutwerte der Drücke in den Druckkammern 27, 28 eine Anpresskraft des Umschlingungs- bands 16 an den Kegelschiebenpaaren und damit ein maximales Getriebemoment M9 bestimmen. Das maximale Getriebemoment M9 ist das größtmögliche Drehmoment, das vom Kraftfahrzeug¬ getriebe 15 ohne einen Schlupf des Umschlingungsbands 16 übertragen werden kann. Neben den Drücken bestimmt die anliegende Übersetzung Ivar das maximale Getriebemoment M9. Die Einheit 10 weist nicht dargestellte Steuerleitungen zum Betätigen der Regelventile 24, 25 und weiterer, nicht dargestellter Regelventile auf und ist daher dazu ausgestattet, die Übersetzung Ivar und das maximale Getriebemoment M9 des Kraftfahrzeuggetriebes 15 zu bestimmen sowie die Wandlerüberbrückungskupplung 18 zu betätigen. Ferner weist die Einheit 10 eine Schnittstelle 29 zum Anschluss an einen CAN-Bus 30 eines die Vorrichtung umfassenden Kraftfahrzeugs auf, über welche die Einheit 10 mit allen anderen Einheiten des Kraftfahrzeugs kommunizieren kann und alle im Kraftfahrzeug erfassten Daten abfragen kann, insbesondere Drehzahlen der Motorwelle 21, einer Eingangswelle 43 des Kraftfahrzeuggetriebes 15 und der Abtriebswelle 17. Zudem kann die Einheit 10 über den CAN-Bus 30 Steuersignale an eine Motorsteuerungseinheit 31 übermitteln, die ein Drehmoment M des Kraftfahrzeugmotors 11 durch eine Veränderung eines Drosselklappenwinkels, eines Zündzeitpunkts oder eines anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Parameters einstellen kann.

Über ein zweites Getriebe 32 treibt die Motorwelle 21 einen Generator 33 an, der elektrischen Strom erzeugt und eine Klimaanlage des die Vorrichtung umfassenden Kraftfahrzeugs antreibt. Der Generator 33 und die Pumpe 23 sind Verbrauchseinheiten, die Verbrauchsmomente von einem Antriebsstrang 14 abgreifen, der von der Motorwelle 21 über eine Eingangswelle 43 und das Kraftfahrzeuggetriebe 15 zur Abtriebswelle 17 verläuft. Erzeugt der Kraftfahrzeugmotor 11 ein konstantes Drehmoment M, so ist bei geschlossener Wandlerüberberbrückungskupplung 18 ein am Kraftfahrzeug¬ getriebe 15 angreifendes Drehmoment um die Verbrauchsmomente reduziert. Ist die Wandlerüberbrückungskupplung 18 zumindest teilweise geöffnet, reduziert sich das am Kraftfahrzeug¬ getriebe angreifende Drehmoment weiter um Verluste am Drehmomentwandler 19.

Die Einheit 10 umfasst einen programmierbaren Mikroprozessor und einen Zeitgeber 34 sowie eine Speichereinheit 44 zum Speichern von Betriebsparametern.

Figur 2 zeigt schematisch den Ablauf eines in der Einheit 10 implementierten Programms zur Bestimmung des Maximalmoments Mmax des Kraftfahrzeugmotors 11. In einem ersten Schritt 35 liest die Einheit 10 über die Schnittstele 29 aus dem CAN-Bus 30 alle benötigten Kengrδßen ein und macht diese Kenngrößen für insgesamt sechs Module 36 - 41 verfügbar.

In einem ersten Modul 36 ermittelt die Einheit 10 aus einer in der Speichereinheit 44 gespeicherten und in den Figuren 4 bzw. 5 dargestellten Kennlinie abhängig von der am Kraftfahrzeuggetriebe 15 eingestellten Übersetzung ein maximales Motormoment als Rohmoment. Die gespeicherten Kennlinien sind applizierbar und können an einen Motortyp und an einen Getriebetyp angepasst werden. Die in Figur 4 dargestellte Kennlinie ist auf einen Diesel-Kraftfahrzeug¬ motor 11 mit einem maximalen Drehmoment M von 270 Nm zusammen mit einem Kraftfahrzeuggetriebe 15 mit einer maximalen Übersetzung Ivar von etwa 2,8 abgestimmt. Figur 5 zeigt eine alternative Kennlinie, die auf einen Otto-Motor mit einem maximalen Drehmoment M von 270 Nm zusammen mit einem Kraftfahrzeuggetriebe 15 mit einer maximalen Übersetzung Ivar von etwa 2,8 abgestimmt ist. Die Einheit 10 multipliziert das Rohmoment mit einem Faktor, der bei geschlossener bzw. schlupfgeregelter Wandlerüberbrückungskupplung 18 einen Wert nahe eins annimmt und der bei geöffneter Wandler¬ überbrückungskupplung 18 drehzahlabhängig ist und Drehmomentverlusten sowie einer Verzögerung einer Momenten¬ übertragung am Drehmomentwandler 19 Rechnung trägt. Zu dem erfassten und mit dem Faktor multiplizierten Rohmoment addiert die Einheit 10 die Verbrauchsmomente der Pumpe 23 und des Generators 33 und erhält als Ergebnis ein Maximalmoment Mmax des Motors, das die Einheit 10 an ein Vergleichsmodul 42 weitergibt .

Anschließend vergleicht die Einheit 10 im ersten Modul 36 das berechnete Maximalmoment Mmax mit einem aktuell anliegenden, über den CAN - Bus 30 erfassten Drehmoment M des Kraft¬ fahrzeugmotors 11. Ist das Maximalmoment Mmax kleiner als das Drehmoment M und ist ein Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Motorwelle 21 und der Eingangswelle 43 nicht größer als eins, aktiviert die Einheit 10 eine Motormoment¬ begrenzung, indem sie ein entsprechendes Drehmoment- begrenzungsbit auf den Wert eins setzt. Ein Wert des Dreh¬ zahlverhältnisses, der größer als eins ist, deutet auf einen Schubbetrieb hin. Zudem erfasst die Einheit 10 mit Hilfe des Zeitgebers 34 ein Zeitintervall, während dessen das Dreh¬ momentbegrenzungsbit den Wert eins hat und während dessen entweder das Drehzahlverhältnis größer als eins ist oder das Maximalmoment Mmax größer als das Drehmoment M ist. Die Einheit 10 vergleicht dieses Zeitintervall mit einem in der Speichereinheit 44 gespeicherten und applizierbaren Wert und deaktiviert die Motormomentbegrenzung, indem sie das Drehmomentbegrenzungsbit auf null setzt, wenn eine Dauer des Zeitintervalls den gespeicherten und applizierbaren Wert übertrifft.

Im zweiten Modul 37 überprüft die Einheit 10 durch Einlesen eines Notlauf-Bits, ob ein Getriebe-Notlauf des Kraft¬ fahrzeuggetriebes 15 aktiviert ist. Die Einheit 10 kann den Getriebe-Notlauf aktivieren, wenn eine Plausibilitäts- überprüfung ergibt, dass beispielsweise wegen eines defekten Drucksensors ein Anpressdruck des Umschlingungsbands 16 nicht auf einen Verbrauchs- und verschleißoptimalen Wert geregelt werden kann. Liegt ein Getriebe-Notlauf vor, setzt die Einheit 10 das Maximalmoment Mmax auf einen in der Speichereinheit 44 gespeicherten Wert von beispielsweise 100 Nm, der an einen Getriebetyp anpassbar ist.

In einem dritten Modul 38 stellt die Einheit 10 durch Einlesen einer entsprechenden Variablen fest, ob ein Anfahrprogramm beginnt . Schaltet ein Fahrer des Kraftfahrzeugs in einen Vorwärtsgang, hat die Variable einen ersten Wert und schaltet der Fahrer in einen Rückwärtsgang, hat die Variable einen zweiten Wert. Liegt ein Knallstart vor, bei dem der Fahrer bei eingelegtem Gang und betätigtem Gaspedal ein Bremspedal plötzlich loslässt, hat die Variable einen dritten Wert. Beginnt ein Anfahrprogramm liest die Einheit 10 einen vom Wert der Variablen abhängigen Wert aus der Speichereinheit 44 aus und speichert diesen Wert als ein Offset δM, mit dem die Einheit 10 einen Rohwert 13 des Maximalmoments Mmax während einer mit dem Anfangsprogramm beginnenden Betriebsphase 12 beaufschlagt (Figur 3) . Während der Betriebsphase 12 verringert die Einheit 10 über eine in der Speichereinheit 44 gespeicherte Dauer von im vorliegenden Ausführungsbeispiel 1,2 Sekunden den Offset δM linear bis zum Wert null. Hat der Offset δM den Wert null erreicht, endet die Betriebsphase 12, in der die Einheit 10 das Maximalmoment Mmax gemäß eines vorbestimmten zeitlichen Verlaufs bestimmt.

In einem Modul 39 überprüft die Einheit 10, ob eine ständig erfasste und kumulierte Verlustleistung an der Wandlerüberbrückungskupplung 18 einen in der Speichereinheit 44 gespeicherten applizierbaren Wert überschreitet, was auf ein mögliches Überhitzen der Wandlerüberbrückungskupplung 18 hindeuten würde. Ist dies der Fall, reduziert die Einheit 10 das Maximalmoment Mmax um einem in der Speiehereinheit 44 gespeicherten, applizierbaren Faktor, der einen günstigen Wertebereich zwischen 0,4 und 0,8 aufweist.

In einem Modul 40 überprüft die Einheit 10 eine ständig von einem nicht dargestellten Temperatursensor erfasste Temperatur des Kraftfahrzeuggetriebes 15. Übersteigt die Temperatur einen in der Speichereinheit 44 gespeicherten Wert, multipliziert die Einheit 10 das Maximalmoment Mmax analog zum Modul 39 mit einem in der Speichereinheit 44 gespeicherten, applizierbaren Faktor.

In einem Modul 41 stellt die Einheit 10 fest, ob über den CAN-Bus 30 ein Schaltvorgang angefordert wurde, bei dem eine schlagartige Änderung der Übersetzung Ivar des Kraftfahrzeuggetriebes 15 erfolgt. Um einen stetigen Verlauf eines Drehmoments der Abtriebswelle 17 zu erreichen, steuert die Einheit 10 mittels einer hier nicht näher dargestellten Funktion das Drehmoment M des Kraftfahrzeugmotors 11 derart, dass das Drehmoment M ausgehend von einem SoIl- Drehmomentverlauf bestimmt wird, zu dem ein Offset addiert wird, der einer Trägheit des Antriebsstrangs 14 und einer Verzögerung einer Übertragung das Drehmoments M auf die Abtriebswelle 17 Rechnung trägt. Die Einheit 10 berechnet ein auf das Kraftfahrzeuggetriebe 15 wirkendes Drehmoment unter Berücksichtigung der Verzögerung und unter Verwendung eines Tiefpassfilters, der ein Verhalten des Drehmomentwandlers 19 und der Wandlerüberbrückungskupplung 18 modelliert. Die Einheit 10 vergleicht das so ermittelte, voraussichtlich am Kraftfahrzeuggetriebe 15 angreifende Drehmoment mit dem Getriebemoment M9 und beschränkt das Drehmoment unter Berücksichtigung der Verzögerung nur dann, wenn das voraussichtlich angreifende Drehmoment das maximale Getriebemoment M9 übertreffen würde.

Das Modul 41 leitet das ermittelte Maximalmoment Mmax an das Vergleichsmodul 42 weiter, in dem die Einheit 10 die in den Modulen 36 und 41 ermittelten Maximalmomente Mmax mit einem eventell aus dem CAN-Bus 30 erfassbaren externen Maximalmoment vergleicht, das minimale Maximalmoment Mmax auswählt und an die Motorsteuerungseinheit 31 weitergibt, wenn das Drehmomentbegrenzungsbit den Wert eins hat .

In einem anschließenden Fehleranalysemodul 45 aktualisiert die Einheit 10 einen Fehlerspeicher der Speichereinheit 44. Unter anderem überprüft die Einheit 10, ob die Motorsteuerungseinheit 31 das Maximalmoment Mmax korrekt empfangen und berücksichtigt hat. Ist ein Fehler aufgetreten, vermerkt die Einheit 10 dies mit Hilfe eines Fehlercodes im Fehlerspeicher. Bezugszeichen

10 Einheit 35 Schritt 11 Kraftfahrzeugmotor 36 Modul 12 Betriebsphase 37 Modul 13 Rohwert 38 Modul 14 Antriebsstrang 39 Modul 15 Kraftfahrzeuggetriebe 40 Modul 16 Umschlingungsband 41 Modul 17 Abtriebswelle 42 Vergleichsmodul 18 Wandlerüberbrückungskup 43 Eingangswelle plung 44 Speiehereinheit 19 Drehmomentwandler 45 Fehleranalysemodul 20 Turbinenrad Mmax Maximalmoment 21 Motorwelle Ivar Übersetzung 22 Getriebe Mg Getriebemoment 23 Pumpe M Drehmoment 24 Regelventil δM Offset 25 Regelventil 26 Aktuator 27 Druckkammer 28 Druckkammer 29 Schnittstelle 30 CAN-Bus 31 MotorSteuerungseinheit 32 Getriebe 33 Generator 34 Zeitgeber