DE102005033965A1

DE102005033965A1 - Motor- und Antriebsstrang-Drehmomentübertragungsvorrichtungs-Steuerung

Info

Publication number: DE102005033965A1
Application number: DE102005033965A
Authority: DE
Inventors: Anthony L. Troy Smith; Patrick B. Troy Usoro; Chi-Kuan Troy Kao
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2025-07-21
Also published as: US20060020384A1; DE102005033965B4; US7222011B2

Abstract

Eine Startkupplung umfasst einen Motorsteuerungszustand und einen Schlupfsteuerungszustand. Der Motor- und der Schlupfsteuerungszustand umfassen Optimalwertsteuerungs- und Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdrücke. Der Motorsteuerungszustand kann ferner einen Motodrehzahlsteuerungsausdruck umfassen. Der Schlupfsteuerungszustand umfasst ferner einen Kupplungsschlupfsteuerungsausdruck. Änderungen der Kupplungseinrückbefehle werden nach Ereignissen des schnellen Gasgebens (trottle tip-in) eingefroren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Fahrzeug-Kraftübertragungsstränge. Insbesondere handelt die Erfindung von Fahrzeug-Kraftübertragungssträngen, bei denen das Motordrehmoment über eine leistungsgesteuerte Drehmomentübertragungsvorrichtung anstatt über einen hydrostatischen Drehmomentwandler mit dem Antriebsstrang gekoppelt ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei einem herkömmlichen Automatikgetriebe-Antriebsstrang ist zwischen der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und einem Mehrganggetriebe ein Drehmomentwandler angeordnet. Der Drehmomentwandler dient dazu, im Allgemeinen bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten (größeren Getriebe-Übersetzungsverhältnissen), eine fluidische Kopplung des Motorausgangs mit dem Antriebsstrangs herzustellen. Durch die Auswirkungen der Drehmomentvervielfachung des Drehmomentwandlers wird die Anfahrleistung des Fahrzeugs verbessert. Außerdem bewirkt die fluidische Kopplung des Drehmomentwandlers eine wirksame Entkopplung der Motordrehmomentpulsationen auf den Antriebsstrang und, was vielleicht noch wichtiger ist, eine Dämpfung der auf den Motor zurückwirkenden Torsionsstörungen des Antriebsstrangs. Im Allgemeinen kann die fluidische Kopplung des Drehmomentwandlers bei höheren Fahrgeschwindigkeiten (d. h. kleineren Getriebeübersetzungsverhältnissen) und leichtem Gasgeben durch die direkte mechanische Kopplung des Motors mit dem Antriebsstrang über eine Drehmomentwandlerkupplung (TCC, torque converter clutch) ersetzt werden. Die Ausgangsseite der TCC umfasst typischerweise Dämpfungsfedern, die die Auswirkungen der durch Zylinderereignisse der Brennkraftmaschine hervorgerufenen periodischen Motordrehmomentpulsationen auf den Antriebsstrang und jegliche auf den Motor zurückwirkende Antriebsstrangunruhen dämpfen.

Drehmomentwandler weisen inhärente Defizite im Wirksamkeitsgrad auf, da ein Teil der eingegebenen Energie an das Fluid verloren geht. Es ist bekannt, die TCC bei größeren Übersetzungsverhältnissen und an Punkten in einem Fahrzyklus zu steuern, die normalerweise für die fluidische Kopplung durch den Drehmomentwandler reserviert sind. Diese frühere Art der TCC-Steuerung unterscheidet sich von der herkömmlichen TCC-Sperrung jedoch darin, dass an der TCC ein Schlupf beibehalten wird, um eine gewisse Dämpfung und Trennung zwischen dem Motor und dem Antriebsstrang zu bewirken. Eine solche Steuerung kann allgemein als leistungsgesteuerte TCC-Steuerung bezeichnet werden.

Obwohl Drehmomentwandler die Ziele "hohe Fahrleistung" und "Trennung des Antriebsstrangs" fraglos erreichen, ist erkannt worden, dass die fluidischen Verluste solcher Vorrichtungen Gelegenheit geben, den Wirkungsgrad des Fahrzeugs zu erhöhen. Obwohl eine leistungsgesteuerte TCC die fluidischen Verluste des Drehmomentwandlers verringert, gibt es infolge der Metallteile und der beträchtlichen Masse – einschließlich der mit dem erforderlichen Kupplungsfluid verbundenen großen Fluidmasse – noch immer Fluidverluste, die mit einem Drehmomentwandler und seinem TCC-Komplement zusammenhängen.

Um Drehmomentwandler zu ersetzen, sind so genannte Startkupplungen vorgeschlagen worden. Im Kern sind Startkupplungen vorgeschlagen worden, um viele der Vorteile der Drehmomentwandlerkupplung während des Anfahrens des Fahrzeugs zu bieten, ohne durch die damit verbundenen fluidischen Verluste belastet zu sein. Außerdem wird angenommen, dass viele der Vorteile einer leistungsgesteuerten TCC durch Verwendung einer solchen Startkupplung realisierbar sind, und zwar größtenteils ohne die Nachteile infolge der Metallteile und der Masse, die mit einem Drehmomentwandler und seinem TCC-Komplement verbunden sind. Jedoch sind die Dämpfungseigenschaften (oder das Fehlen von solchen), die den Startkupplungen zu Eigen sind, nicht so ideal wie jene der fluidischen Kopplung des Drehmomentwandlers und stellen eine große Herausforderung für das Erreichen annehmbarer Antriebsstrangstörpegel in einem solchen System dar.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Fahrzeug-Startkupplungssteuerung bewirkt ein ansprechendes Fahrzeuganfahren und eine günstige Antriebsstrangdämpfung während des Anfahrens, der Fahrt und der Drehmomentumkehr. Eine Antriebsstrangdämpfungssteuerung ist während des Anfahrens und anschließend während der Schlupfsteuerung wirksam, um Antriebsstrangunruhen aktiv zu dämpfen. Ein Tip-in-Management (tip-in = schnelles Gasgeben) bewirkt, dass Änderungen der Kupplungsleistung verzögert werden, bis der Kupplungsschlupf seine Richtung gewechselt hat, und dadurch jegliche Antriebsstrangunruhen, die durch eine schnelle Drehmomentumkehr an der Startkupplung verursacht sein können, verringert werden.

Eine Fahrzeug-Startkupplungssteuerung umfasst das Vorsehen eines Einrückbefehls, der einen Antriebsstrang-Rückkopplungsanteil mit einem Be schleunigungsausdruck und einem Überbeschleunigungsausdruck, die als Funktionen der Beschleunigung und der Überbeschleunigung eines Antriebsstrangelements bestimmt werden, enthält, und das Steuern des Einrückens der Drehmomentübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Einrückbefehl. Eine Optimalwertsteuerung spricht auf die Fahrpedalstellung an und liefert während des Fahrzeuganfahrens und bei der anschließenden Schlupfzustandssteuerung einen Steuerungsanteil. Eine Kupplungsschlupfsteuerung spricht auf den Schlupf an der Startkupplung an und liefert im Anschluss auf das Fahrzeuganfahren einen Regelungsanteil. Eine Motordrehzahlsteuerung spricht auf die Motordrehzahl an und liefert während des Fahrzeuganfahrens einen Regelungsanteil.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
1 ein Steuerungszustandsdiagramm ist, das bestimmte Steuerungszustände und Übergangspfade dazwischen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 Aufzeichnungen der Drehzahl über der Zeit eines mit einer Seite einer Startkupplung gekoppelten Brennkraftmaschinenausgangs und eines mit der anderen Seite der Startkupplung gekoppelten Antriebsstrangeingangs zeigt, die ein beispielhaftes Fahrzeuganfahren in einem Motordrehzahlsteuerungszustand und einen nachträglichen Übergang in einen Startkupplungsschlupfzustand veranschaulichen;
3 ein schematischer Blockschaltplan einer beispielhaften Hardware- und Steuerungsdarstellung eines bevorzugten Fahrzeug-Kraftübertragungssystems zum Implementieren der Steuerung der vorliegenden Erfindung ist;
4 ein ausführliches Steuerungsschema bestimmter bevorzugter Steuerungsausführungen der Verfahren der vorliegenden Erfindung ist, wobei
4A eine Motordrehzahlregelung ist,
4B eine Optimalwertsteuerung ist,
4C eine Schlupfregelung ist,
4D eine Dämpfungsregelung ist und
4E eine Steuerungssummation ist, die die Zustandsübergänge und das Einfrieren des schnellen Gasgebens (throttle tip-in) umfasst;
5 Aufzeichnungen eines Soll-Startkupplungsschlupfs über der Getriebe-Ausgangsdrehzahl für verschiedene Fahrpedalstellungen bei positiven und negativen Antriebsstrang-Drehmomenten zeigt, die beim Festlegen der Soll-Startkupplungs-Schlupfdrehzahl zur Verwendung bei der SCHLUPF-Zustandssteuerung der vorliegenden Erfindung nützlich sind;
6 ein Ablaufplan ist, der verschiedene beispielhafte Schritte einer Routine für das Management des schnellen Gasgebens bzw. des Durchdrückens des Fahrpedals (accelerator tip-in condition management) zur Verwendung mit der Steuerung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
die 7A–7D verschiedene Aufzeichnungen sind, die eine Ausführung einer Routine für die elektronische Drosselklappensteuerung, wie sie im Ablaufplan von 6 gezeigt ist, veranschaulichen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Wie zunächst in 3 gezeigt ist, umfasst ein Fahrzeug-Kraftübertragungssystem 30 eine Brennkraftmaschine 37, die mit einem Antriebsstrang 35 gekoppelt ist. Der Antriebsstrang umfasst ein Getriebe 39 wie etwa ein Mehrganggetriebe mit mehreren Vorwärtsgängen, die in Übereinstimmung mit Gangwechselsteuerungen, die das Steuern von elektrohydraulischen Kreisen bewirken, um die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse festzulegen und zwischen diesen zu wechseln, gesteuert werden. Der Antriebsstrang umfasst ferner einen Achsantrieb 38, der, wie er hier verwendet wird, alle anderen Antriebsstrangkomponenten umfasst, die sich nach dem Getriebeausgang befinden und Achsantriebs-Zahnradsätze, Differential-Zahnradsätze, Gelenkwellen, Halbwellen, Gleichlaufgelenke usw. umfassen. Der Motor 37 besitzt einen Ausgang, der mit einer Seite 32A einer Startkupplung 32 mechanisch gekoppelt ist. Die andere Seite 32B der Startkupplung 32 ist mit einem Eingangselement des Getriebes 39 mechanisch gekoppelt. Vorzugsweise umfasst die Startkupplung ein Komplement aus Federdämpfern 34, die vorwiegend das Dämpfen der Auswirkungen der periodischen Zündungsereignisse auf den Antriebsstrang 35 bewirken. Obwohl die Dämpfer 34 auf der Seite 32B gezeigt sind, können sie auf jeder Seite der Startkupplung 32 angeordnet sein.
Ein computerbasiertes Steuermodul für den Kraftübertragungsstrang (PCM) 36 herkömmlichen Entwurfs umfasst übliche Komponenten wie etwa einen Mikroprozessor, einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), eine sehr schnelle Takt- und Zeitgeber-Verarbeitungseinheit (TPU), eine Analog/Digital-(A/D)- und Digital/Analog-(A/D)-Schaltungsanordnung, eine Eingangs/Ausgangs-(I/O)-Schaltungsanordnung und Eingangs/Ausgangs-(I/O)-Vorrichtungen sowie eine ge eignete Signalaufbereitungs- und Signalpuffer-Schaltungsanordnung. Eine solche Steuereinrichtung kann einer Motorsteuerung und einer diagnostischen Funktionalität eigens zugewiesen sein oder eine Motor- und Getriebesteuerung und eine diagnostischen Funktionalität vereinigen. Daher sind in Standard-Speichervorrichtungen, z. B. einem ROM, mehrere Routinen zum Ausführen von Motor- und Getriebesteuerungs- und Diagnoseoperationen gespeichert. Jede Routine umfasst eine Folge von Befehlen, die durch den Mikroprozessor im Anschluss auf im Voraus festgesetzte Motorereignisse oder auf zeitgesteuerter Basis ausgeführt werden. Beispielhafte Routinen, die wiederholt im Anschluss auf aufeinander folgende Motorzylinderereignisse ausgeführt werden können, während der Motor läuft, umfassen Routinen für die Kraftstoffsteuerung und Zündzeitpunktseinstellung zum Erzeugen und Ausgeben eines Kraftstoffbefehls KRAFTSTOFF bzw. eines Befehls für die Zündzeitpunktseinstellung EST. Diese Befehle werden an jeweilige Kraftstoffsteuereinrichtungen und Zündungssteuereinrichtungen (nicht getrennt gezeigt) geschickt. Weitere Routinen, die die Routinen für die Startkupplungssteuerung der vorliegenden Erfindung umfassen, werden auf einer Zeitbasis, beispielsweise während regulären periodischen Steuerschleifen, ausgeführt.
Ein fahrergesteuertes Fahrpedal 33, anderweitig bekannt als Gaspedal, wird durch eine Fahrzeug-Bedienungsperson niedergedrückt, um einen Soll-Motorbetriebspegel anzugeben. Der Grad der Niederdrückung des Pedals aus einer Ruhe- oder Flachwinkelstellung heraus wird durch einen herkömmlichen Potentiometer-Positionssensor 31 in ein Fahrpedalstellungssignal PPS umgewandelt, das zur Angabe eines Soll-Motorbetriebspegels als Steuereingabe an das PCM 36 geschickt wird. Die Betätigung des Ansaugluft-Drosselventils und das Erfassen der Drosselklappenstellung erfolgen vorzugsweise durch eine herkömmliche Drosselklappenbetätigungs- und Drosselklappenstellungs-Hardware (nicht separat gezeigt) gemäß eines herkömmlichen Systems für elektronische Drosselklappensteuerung (ETC), das eine ETC-Steuerung im PCM 36 umfasst. Grundlegend schickt das PCM einen Drosselklappenstellungsbefehl (TPC) an die Drosselklappenbetätigungs-Hardware, z. B. einen Schrittmotor mit Getriebe, die das Drosselventil im Wesentlichen wie befohlen positioniert. Die Hardware zur Erfassung der Drosselventilstellung, z. B. ein Potentiometer-Positionssensor, schickt ein Drosselklappenstellungssignal (TP), das in Verbindung mit dem PPS in einer ETC-Regelung verwendet wird, zurück an das PCM 36.
Das PCM 36 umfasst eine Startkupplungssteuerung 42, um Startkupplungssteuerungs- und Diagnosefunktionen zu erfüllen, die die Steuerung und Verfahren der vorliegenden Erfindung umfassen, die weiter unten näher beschrieben werden. Die Startkupplungssteuerung 42 umfasst eine PPS-Eingabe, eine Fahrzeug-Bremszustandseingabe (BREMSE) und mehrere Kraftübertragungsstrang-Drehzahlmaße, die die Motor-Ausgangsdrehzahl (Ne), die Startkupplungs-Ausgangsdrehzahl (Nsc) und die Getriebe-Ausgangsdrehzahl No) umfassen. Es sei hier angemerkt, dass die Motor-Ausgangsdrehzahl Ne im Wesentlichen gleich der Startkupplungs-Eingangsdrehzahl ist, während die Startkupplungs-Ausgangsdrehzahl Nsc im Allgemeinen gleich der Getriebe-Eingangsdrehzahl ist. Die Startkupplungssteuerung liefert einen Einrückbefehl (Psc), um eine variable Einrückkraft der Startkupplung zu bewirken, die ihrerseits die Drehmomentleistung der Kupplung festlegt. In Übereinstimmung mit bestimmten alternativen Ausführungsformen kann die Startkupplungssteuerung auch die ETC beeinflussen, wie weiter unten näher beschrieben wird.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Startkupplung eine hydraulisch gesteuerte Nasskupplung mit einer Kupplungspackung, die steuerbar, in Übereinstimmung mit mit Druck beaufschlagtem Fluid, das an eine Betä tigungskammer (nicht gezeigt) geliefert wird und auf einen Kolben einwirkt, um die Einrückkraft an den Kupplungselementen zu verändern, einrückbar ist. Die Kolben-Einrückkraft infolge des Betätigungskammerdrucks wird außerdem entgegen einer Rückstellfederlast ausgeübt. Bei einer solchen Anordnung würde der Einrückbefehl Psc einen Drucksteuerungs-Elektromagneten so steuern, dass der Hydraulikdruck, der der Betätigungskammer zugeführt wird, moduliert wird, wie es auf dem Fachgebiet der Getriebesteuerungen wohlbekannt ist. Alternativ kommt bei der Umsetzung der Erfindung in die Praxis in Betracht, irgendeine von verschiedenen Drehmomentübertragungsvorrichtungen einschließlich magnetorheologischer und elektrorheologischer fluidbasierter Kupplungen zu verwenden.
Die Startkupplungssteuerung 42 ist vorzugsweise als Teil einer Startkupplungs-Zustandssteuerung implementiert, wovon der für die vorliegende Erfindung relevanteste Abschnitt in 1 gezeigt ist. Darin zeigt das Zustandssteuerdiagramm 10 einen Motordrehzahl-Steuerungszustand (MOTOR) 15 für das Fahrzeuganfahren, einen Startkupplungsschlupf-Steuerungszustand (SCHLUPF) 13 für die meisten anderen Fahrzeug-Fahrbetriebsbedingungen und einen Aggregat-Steuerungszustand (ANDERE) 11, der mehrere solcher anderen Steuerungszustände repräsentiert, die bei einer kompletten Fahrzeuganwendung erforderlich sind, z. B. das Fahrzeugkriechen, das entkoppelte Drehmoment (Neutral/Parken) usw. Die MOTOR- und SCHLUPF-Zustände sind für die Steuerung der vorliegenden Erfindung am relevantesten. Gültige Übergänge zwischen den gezeigten verschiedenen Zuständen sind durch richtungsbezogene Linien dazwischen dargestellt, einschließlich des Beibehaltens eines Zustands, wie durch die jeweiligen richtungsbezogenen Linien, die von demselben Zustand ausgehen und zu diesem zurückkehren, dargestellt ist.
Der Einrückbefehl Psc wird in Übereinstimmung mit der Startkupplungs-Zustandssteuerung bestimmt. Psc umfasst einige beitragende Einrückausdrücke, die kalibriert sind, um die vorgegebene Funktionalität bereitzustellen und Ziele zu erreichen. Jeder Startkupplungszustand umfasst eine einmalige Kombination aus verschiedenen beitragenden Einrückausdrücken, wobei die zu Psc beitragenden Einrückausdrücke in Übereinstimmung mit dem Startkupplungszustand bestimmt werden. Diese beitragenden Einrückausdrücke können ihrem Wesen nach Steuerungs- oder Regelungsausdrücke sein.
In 2 ist nun durch MOTOR-Zustand und Übergang ein bezeichnenderweise typischer Fahrzeuganfahrvorgang und durch SCHLUPF-Zustand ein fortgesetzter Vorgang hinsichtlich der Drehzahlen auf entgegengesetzten Seiten der Startkupplung gezeigt. Die mit 17 bezeichnete Startkupplungs-Eingangsdrehzahl (d. h. die Motordrehzahl) Ne und die mit 19 bezeichnete Startkupplungs-Ausgangsdrehzahl Nsc werden über dem Zeitverlauf aufgezeichnet. Die Trenngröße zwischen Ne und Nsc ist der Startkupplungsschlupf (Ns). Ein in 2 mit 21 bezeichneter beispielhafter Schlupf ist zum Zeitpunkt Tt, der einem Übergang von der MOTOR-Zustandssteuerung zur SCHLUPF-Zustandssteuerung entspricht, gezeigt. Tatsächlich wird ein Übergang von der MOTOR-Zustandssteuerung zur SCHLUPF-Zustandssteuerung vorzugsweise ausgelöst oder freigegeben, wenn die Getriebe-Eingangsdrehzahl und die Motordrehzahl sich einander annähern und der Startkupplungsschlupf Ns unter einen vorgegebenen minimalen Schlupf fällt. Während des MOTOR-Zustands legt die Steuerung mit dem Hauptziel, die Motordrehzahl Ne zu steuern, Psc fest. Während des SCHLUPF-Zustands legt die Steuerung mit dem Hauptziel, den Startkupplungsschlupf Ns zu steuern, Psc fest.
Der Einrückbefehl Psc wird im MOTOR-Zustand nach der folgenden Beziehung festgelegt: Psc = Pb + Pff_filt + Pe + Paj, (1)wobei

Pb: ein Vorbelastungs-Steuerungsausdruck ist;
Pe: ein Motordrehzahl-Regelungsausdruck ist;
Pff_filt: ein Optimalwertsteuerungsausdruck ist; und
Paj: ein Dämpfungsregelungsausdruck ist.

Der Einrückbefehl Psc wird im SCHLUPF-Zustand nach der folgenden Beziehung festgelegt: Psc = Pb + Pff_filt + Ps + Paj, (2)wobei

Pb: ein Vorbelastungs-Steuerungsausdruck ist;
Pff_filt: ein Optimalwertsteuerungsausdruck ist;
Ps: ein Schlupfregelungsausdruck ist; und
Paj: ein Dämpfungsregelungsausdruck ist.

Der Vorbelastungs-Steuerungsausdruck, der oben sowohl in der MOTOR- als auch in der SCHLUPF-Zustandssteuerungsbeziehung (1) bzw. (2) vorkommt, steuert bei der vorliegenden beispielhaften Hydraulikkupplungsausführung einen Betätigungskammerdruck bei, der ausreicht, um der Rückstellfederkraft, die gegen das Einrücken der Kupplungselemente wirkt und für die Kupplungselemente eine kleine Vorbelastung darstellt, entgegenzuwirken. Außerdem kann die gespeicherte Datenmenge adaptiv so modifiziert werden, dass zeitlich langsam vor sich gehende Änderungen der Kupplungs-Vorbelastung, beispielsweise infolge der mit der Zeit voranschreitenden Kompression von Reibungselementen, kompensiert wer den. Der Vorbelastungsdruck-Ausdruck liefert keinen wesentlichen Beitrag zur Drehmomentübertragungsleistung an der Startkupplung. Ein solcher Vorbelastungsdruck ist für die Steuerung der vorliegenden Erfindung nicht besonders kritisch; jedoch überträgt sich der Ausdruck in ANDERE-Zustände nach Übergängen aus den MOTOR- und SCHLUPF-Zuständen heraus und ist in dieser Beschreibung für das richtige, kontextbezogene Verständnis der Zustandssteuerung vorgesehen. Das Hauptziel des Vorbelastungsausdrucks ist, ein ansprechendes Anfahren des Fahrzeugs nach einem Übergang von ANDERE-Zustände in den MOTOR-Zustand sicherzustellen.
In 4A, die vor allem für den MOTOR-Zustand relevant ist, ist eine Motordrehzahlsteuerung 40 gezeigt, bei der der Motordrehzahlsteuerungsausdruck Pe in Übereinstimmung mit einer Motordrehzahlregelung 46 wie folgt festgelegt wird. Die Fahrpedalstellung PPS wird verwendet, um eine Soll-Motordrehzahl (Ne_des) festzulegen. Vorzugsweise erfolgt diese Festlegung in Übereinstimmung mit einer Menge von Kalibrierungsdaten, die in einem Tabellenformat in der Speicherstruktur, typischerweise im EPROM, des PCM gespeichert ist. Solche Kalibrierungsdaten können durch herkömmliche dynamometrische Versuche festgelegt werden, die so entworfen sind, dass sie die Motordrehzahlantwort (wie sie etwa in 2 gezeigt ist) während des MOTOR-Zustands in Übereinstimmung mit verschiedenen Zielen, die die Ziele "Maximieren der Motordrehmomentabgabe", "Minimieren des bremsspezifischen Kraftstoffverbrauchs oder der vom Motor abgegebenen Emissionen und der kombinierten Leistung (blended performance) des Motors", "Kraftstoffersparnis" und "Emission" umfassen, festlegen. Es kommt auch in Betracht, den Leistungscharakteristiktyp durch Fahrerwahl wie etwa durch einen Wahlschalter für Leistung, für Sparsamkeit oder für einen Modus für Fahren im Winter bei niedrigem Drehmoment zuzuschneiden. Außerdem kann die Leistungscharakteristik in der gespeicherten Datenmenge in Reaktion auf gelernte Fahrgewohnheiten der Fahrzeugbedienungsperson, langsam vor sich gehende Parameteränderungen und Differenzen, die mit normalen Kupplungs- und Motor-Fertigungsabweichungen zusammenhängen, adaptiv modifiziert werden. Vorzugsweise erfährt die Soll-Motordrehzahl Ne_des eine herkömmliche Tiefpassfilterung F0 unter Verwendung der momentanen Motordrehzahl Ne als Anfangswert, um eine gefilterte Soll-Motordrehzahl (Ne_des_filt) zu liefern. Das Filtern erbringt hier eine Steuerung für sanftes Einrücken, die das Vermeiden einer unerwünschten Antriebsstrangerregung und unerwünschter Drehschwingungen bewirkt. Die Motordrehzahl Ne und die gefilterte Soll-Motordrehzahl Ne_des_filt werden kombiniert, um einen Motordrehzahlfehler (Ee) einzuführen. Der Fehler Ee wird an einen herkömmlichen Proportional-Integral-Differential-Regler (PID) geschickt, um den Motordrehzahlregelungsausdruck Pe einzuführen. Durch entwicklungsbezogenes Testen ist ermittelt worden, dass die PID-Verstärkungen, die eine stabile Steuerung der Motordrehzahl bewirken, im Allgemeinen sehr klein sind und bei bestimmten Systemen auf null eingestellt werden, was zu einem Motordrehzahlregelungsausdruck Pe führt, der ebenfalls nach null strebt.
In 4B ist eine Optimalwertsteuerung 41 gezeigt, wobei der Optimalwertsteuerungsausdruck Pff auf die Fahrpedalstellung eingeht, die durch PPS repräsentiert ist. Pff wird vorzugsweise in Übereinstimmung mit einer Menge von Kalibrierungsdaten festgelegt, die in einem Tabellenformat in der Speicherstruktur typischerweise im EPROM, des PCM gespeichert ist. Solche Kalibrierungsdaten können durch herkömmliche dynamometrische Versuche festgelegt werden, die so entworfen sind, dass sie die Motordrehzahlantwort (wie sie etwa in 2 gezeigt ist) während des MOTOR-Zustands in Übereinstimmung mit verschiedenen Zielen, die die Ziele "Maximieren der Motordrehmomentabgabe", "Minimieren des bremsspezifi schen Kraftstoffverbrauchs oder der vom Motor abgegebenen Emissionen und der gemischten Leistung (blended performance) des Motors", "Kraftstoffersparnis" und "Emission" umfassen, festlegen. Es kommt auch in Betracht, den Leistungscharakteristiktyp durch Fahrerwahl wie etwa durch einen Wahlschalter für Leistung, für Sparsamkeit oder für einen Modus für Fahren im Winter bei niedrigem Drehmoment zuzuschneiden. Außerdem kann die Leistungscharakteristik der gespeicherten Datenmenge in Reaktion auf gelernte Fahrgewohnheiten der Fahrzeugbedienungsperson adaptiv modifiziert werden. Vorzugsweise erfährt der Optimalwertsteuerungsausdruck Pff eine herkömmliche Tiefpassfilterung F1 unter Verwendung von null als Anfangswert, da der Eintritt in den MOTOR-Zustand von einem der ANDERE-Zustände aus, der keinen äquivalenten Optimalwertsteuerungsausdruck enthält, erfolgt. Das Filtern ist vorzugsweise auch eine Funktion der Fahrpedalstellung, wobei die Zeitkonstante in Übereinstimmung mit der Fahrpedalstellung und dem Trend, d. h. dem Zunehmen oder dem Abnehmen, von Pff eingestellt werden kann.
In 4C ist eine Kupplungsschlupfsteuerung 43 gezeigt, wobei der Schlupfsteuerungsausdruck Ps in Übereinstimmung mit einer Schlupfregelung 45 wie folgt festgelegt wird. Die Motordrehzahl Ne und die Startkupplungs-Ausgangsdrehzahl Nsc werden kombiniert, um die Kupplungsschlupf-Drehzahl Ns einzuführen. Innerhalb der Regelung 45 wird eine Soll-Kupplungsschlupfdrehzahl (Ns_des) vorzugsweise als Funktion der Getriebe-Ausgangsdrehzahl No festgelegt, die eine ins Verhältnis gesetzte Angabe der Fahrgeschwindigkeit und der Fahrpedalstellung PPS ist. Ne_des wird daher vorzugsweise in Übereinstimmung mit eine Menge von Kalibrierungsdaten, die in einem Tabellenformat in der Speicherstruktur, typischerweise im EPROM, des PCM gespeichert ist, festgelegt. Die allgemeine Charakteristik solcher Kalibrierungsdaten ist in 5 dargestellt, die eine extrem hohe und eine tiefe Fahrpedalstellungskurve 57 bzw. 59 für positive Schlupfdrehzahlen, d. h. ein positives Antriebsstrang-Ausgangsdrehmoment, zeigt. Eine dritte, mit 55 bezeichnete Kurve entspricht einem im Wesentlichen vollständig zurückgenommenen Fahrpedal und zeigt die allgemeine Charakteristik von Kalibrierungsdaten für negative Soll-Schlupfdrehzahlen, d. h. Motorbremsung. Die Daten für negative Soll-Schlupfdrehzahl wurden basierend auf Daten für ein mit einem Drehmomentwandler ausgestattetes Fahrzeug hergeleitet und emulieren daher im Wesentlichen das charakteristische Empfinden bei einem Drehmomentwandler. Ns_des wird ebenfalls vorzugsweise durch ein herkömmliches Tiefpassfilter F2 gefiltert, um unter Verwendung des momentanen Startkupplungsschlupfs als Anfangswert eine Schlupfdrehzahlreferenz (Ns_ref) zu bilden. Die Schlupfdrehzahl-Kalibrierungsdaten können unter Berücksichtung von Faktoren wie etwa des Wirksamkeitsgrads der Trennung des Motors, wobei erwartete Motordrehzahl-Schwingungspegel berücksichtigt werden, und der gewünschten Motorbremsungspegel festgelegt werden. Die Motorbremsungspegel können so kalibriert werden, dass das Empfinden bei einem Drehmomentwandler-Kraftübertragungsstrang nachgeahmt wird. Das Motorbremsungsgefühl kann auch durch den Fahrer nach Präferenzen für das Leistungsabgabegefühl, d. h. aggressivere Motorbremsung, oder für ein Langstreckenfahrgefühl, d. h. weniger aggressive Motorbremsung, eingestellt werden. Das Filtern F2 kann auch in Reaktion auf ein schnelles Gasgeben zurückgesetzt werden, wie weiter unten beschrieben wird.
Die Kupplungsschlupfdrehzahl Ns und die Referenz-Kupplungsschlupfdrehzahl Ns_ref werden kombiniert, um einen Kupplungsschlupfdrehzahlfehler (Es) einzuführen. Der Fehler Es wird an einen herkömmlichen Proportional-Integral-Differential-Regler (PID) geschickt, um den Schlupfregelungsausdruck Ps einzuführen. Der Kupplungsschlupfdrehzahlfehler Es wird durch den Schalter 48 in Reaktion auf das PPS-Signal im Vorzeichen umgekehrt. Zurückgenommenes Gas, das zu einem Motorbremsmoment und, wie zuvor mit Bezug auf 5 beschrieben worden ist, zu negativen Soll-Schlupfdrehzahlen Ns_des führt, erfordert diese Vorzeichenumkehr. Bei Fehlen der Vorzeichenumkehr wäre ein negativer Referenzschlupf nicht erreichbar, da die Kupplung die Drehmomentleistung bis zur Sperrung erhöhen würde und gesperrt bleiben würde. PID ist vorzugsweise in Reaktion auf Steuerungszustandsübergänge, insbesondere auf Übergänge in den SCHLUPF-Zustand, rücksetzbar. Beispielsweise wird Ps, um unerwünschte Unstetigkeiten der Startkupplungs-Drehmomentleistung zu minimieren, auf einen Wert initialisiert, der der Ist-Schlupfdrehzahl Ns entspricht. Eine ähnliche Initialisierung kann auch in Reaktion auf ein schnelles Gasgeben erfolgen, wie weiter unten beschrieben wird.
In 4D ist eine Antriebsstrang-Regelung 53 gezeigt, bei der der Dämpfungsregelungsausdruck Paj in Übereinstimmung mit einer Beschleunigungssteuerung 49 und einer Überbeschleunigungssteuerung 51 wie folgt festgelegt wird, Ein Antriebsstrangelement, in dieser Ausführungsform ein Startkupplungsausgang (Getriebeeingang) wird nach der Drehzahl Nsc überwacht. Zum Herleiten der Startkupplungs-Ausgangsbeschleunigung (Nsc_dot) aus der Startkupplungs-Ausgangsdrehzahl Nsc werden herkömmliche Techniken wie etwa eine Kalman-Schätzfunktion angewandt. Ein Wert für die Soll-Startkupplungs-Ausgangsbeschleunigung (Nsc_dot_des) wird vorzugsweise als Funktion der Getriebe-Ausgangsdrehzahl No, die eine ins Verhältnis gesetzte Angabe der Fahrgeschwindigkeit und der Fahrpedalstellung PPS ist, und des gegenwärtigen Getriebe-Übersetzungsverhältnisses (G) bestimmt. Diese Bestimmung erfolgt vorzugsweise in Übereinstimmung mit einer Menge von Kalibrierungsdaten, die in einem Tabellenformat in der Speicherstruktur typischerweise im EPROM, des PCM gespeichert ist. Solche Kalibrierungsdaten können durch herkömmliche dynamometrische Versuche festgelegt werden. Nsc_dot_des wird vorzugsweise ebenfalls durch ein herkömmliches Tiefpassfilter F3 gefiltert, um unter Verwendung der momentanen Startkupplungs-Ausgangsbeschleunigung als Anfangswert eine Startkupplungs-Ausgangsbeschleunigungsreferenz (Nsc_dot_ref) zu bilden. Nsc_dot und Nsc_dot_ref werden kombiniert, um einen Beschleunigungsfehler (Ea) einzuführen. Auf den Fehler Ea wird dann eine Verstärkung (Ka) angewandt, um einen Antriebsstrang-Beschleunigungssteuerungsausdruck (Pa) einzuführen. Die Verstärkung Ka wird vorzugsweise als Funktion des gegenwärtigen Getriebe-Übersetzungsverhältnisses G und der Fahrpedalstellung PPS festgelegt. Ka kann in Übereinstimmung mit einer Menge von Kalibrierungsdaten, die in einem Tabellenformat in der Speicherstruktur typischerweise im EPROM, des PCM gespeichert ist, festgelegt werden.
Eine Verarbeitung von Nsc_dot nach Art einer Ableitung durch die Überbeschleunigungssteuerung 51 ergibt durch Berechnen der Differenz zwischen den Werten für Nsc_dot aus einer früheren und der momentanen Periode die Startkupplungs-Ausgangselement-Überbeschleunigung (Nsc_ddot). Nsc_dot_des, das wie oben beschrieben hinsichtlich einer Verwendung bei der Beschleunigungssteuerung 49 bestimmt worden ist, erfährt ebenfalls eine Verarbeitung durch Ableitung, um durch Berechnen der Differenz zwischen den Werten für Nsc_dot_des aus einer früheren und der momentanen Periode die Soll-Startkupplungs-Ausgangselement-Überbeschleunigung (Nsc_ddot_des) zu bilden. Nsc_ddot_des wird ebenfalls durch ein herkömmliches Tiefpassfilter F4 gefiltert, um unter Verwendung der momentanen Startkupplungsausgangselement-Überbeschleunigung als Anfangswert eine Startkupplungsausgangs-Überbeschleunigungsreferenz (Nsc_ddot_ref) zu bilden. Nsc_ddot und Nsc_ddot_ref werden kombiniert, um einen Überbeschleunigungsfehler (Ej) einzuführen. Auf Ej wird dann eine Verstärkung Kj angewandt, um einen Antriebsstrang-Überbeschleunigungssteuerungsausdruck (Pj) einzuführen. Die Verstärkung Kj wird vorzugsweise als Funktion des gegenwärtigen Getriebe-Übersetzungsverhältnisses G und der Fahrpedalstellung PPS festgelegt. Kj kann in Übereinstimmung mit einer Menge von Kalibrierungsdaten, die in einem Tabellenformat in der Speicherstruktur typischerweise im EPROM, des PCM gespeichert ist, festgelegt werden. Der Antriebsstrang-Überbeschleunigungssteuerungsausdruck Pj stellt einen dem Antriebsstrang-Beschleunigungssteuerungsausdruck Pa vorausgehenden Ausdruck erster Ordnung dar, der bewirkt, dass eine Verzögerung erster Ordnung im Kalman-Schätzfunktionssignal und die Stellglieddynamik aufgehoben werden.
Der Antriebsstrang-Beschleunigungssteuerungsausdruck Pa und der Antriebsstrang-Überbeschleunigungssteuerungsausdruck Pj werden dann kombiniert, um einen einzigen konsolidierten Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdruck (Paj) einzuführen. Auf Paj wird dann eine Verstärkung (Kaj) angewandt, die bewirkt, dass der Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdruck Paj im Anschluss an ein vorübergehendes Antriebsstrangereignis, d. h. Antriebsstrangkomponenten mit einer übermäßigen Beschleunigung oder Überbeschleunigung, abnimmt. Solche Antriebsstrangereignisse können beispielsweise durch Störquellen wie etwa ein vorübergehender Radschlupf oder eine vorübergehende Sperrung, eine Antriebsstrangerregung bei Eigenresonanzfrequenzen, schnelle Wechsel beim Gasgeben oder eine Antriebsstrang-Drehmomentumkehr verursacht sein. Die bevorzugte Verstärkung Kaj ist eine Einheitsverstärkung, die exponentiell auf null abnimmt. Die Verstärkung Kaj spricht vorzugsweise auf ein schnelles Gasgeben an, wie weiter unten beschrieben wird.
Wie in 4E gezeigt ist, bestimmen Zustandsübergänge durch die Schalter 44A und 44B, ob ein Schlupfregelungsausdruck Ps und ein Motordrehzahlregelungsausdruck Pe als Teil des Einrückbefehls Psc ausgewählt werden. Um auf die Beziehungen (1) und (2) zurückzuverweisen, enthält der Einrückbefehl den Schlupfregelungsausdruck Ps im SCHLUPF-Zustand, jedoch nicht im MOTOR-Zustand, während er den Motordrehzahlregelungsausdruck Pe im MOTOR-Zustand, jedoch nicht im SCHLUPF-Zustand enthält.
Der Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdruck Paj wird dann bei der MOTOR-Zustandssteuerung mit dem Optimalwertsteuerungsausdruck Pff_filt und dem Motordrehzahlregelungsausdruck Pe und bei der SCHLUPF-Zustandssteuerung mit dem Optimalwertsteuerungsausdruck Pff_filt und dem Schlupfregelungsausdruck Ps kombiniert, um den jeweiligen Startkupplungs-Einrückbefehl Psc zu bilden. Nach Bedarf können zusätzliche Steuerungsausdrücke, z. B. der Vorbelastungs-Steuerungsausdruck Pb, hinzugefügt werden, jedoch sind diese zur Veranschaulichung der Erfindung nicht kritisch.
Wie früher darauf hingewiesen worden ist, kommt es ohne weiteres vor, dass ein Fahrzeug-Antriebsstrang durch einen plötzlichen Anstieg des Motordrehmoments erregt wird. Außerdem folgt im Allgemeinen auf ein schnelles Erhöhen der Fahrpedalstellung, das gewöhnlich auch als schnelles Gasgeben (throttle tip-in oder just tip-in) bezeichnet wird, eine schnelle Änderung des Motordrehmoments. Schnelles Gasgeben (tip-in) ist eine Bedingung, die beim Fahrzeuganfahren (d. h. während der MOTOR-Zustandssteuerung) und während der SCHLUPF-Zustandssteuerung üblich ist. Außerdem ist eine Drehmomentumkehr wie etwa dann, wenn ein Fahrzeug, das unter Motorbremsung antriebslos rollt (d. h. negatives Antriebsstrang-Drehmoment), einer Tip-in-Bedingung unterworfen wird, be sonders unerwünscht, da sie infolge des Getriebespiels eine hohe Überbeschleunigung im Antriebsstrang mit sich bringt.
Mit weiterem Bezug auf 4A–4E sowie zusätzlich auf 6 wird im Folgenden das Management von Tip-in-Bedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Drosselklappenstellung bzw. die Fahrpedalstellung PPS wird ständig überwacht und aktualisiert, wie es herkömmlicherweise praktiziert wird. Änderungen des Gasgebens werden gemäß der Ableitung oder der zeitlichen Rate der Änderung der Fahrpedalstellung bestimmt. Änderungen des Gasgebens, die eine vorgegebene Schwelle überschreiten, werden im Allgemeinen als Tip-in betrachtet. Im Sinne der vorliegenden Steuerung erfordert das Setzen eines Tip-in-Flags, dass das Fahrpedal bei einer im Wesentlichen zurückgenommenen Stellung, z. B. bei weniger als etwa 15 % PPS, beginnt und der Kupplungsschlupf kleiner als ein vorgegebener Betrag ist. Der Fahrpedalstellungstest stellt sicher, dass gewünschte Überholmanöver durch die vorliegende Steuerung nicht unerwünschterweise begrenzt werden, während die Schlupfprüfung sicherstellt, dass dann, wenn bereits ein ausreichender Schlupf vorhanden ist, die zusätzlichen Aktionen des Tip-in-Managements, die noch beschrieben werden, nicht unnötigerweise zur vorliegenden Steuerung hinzukommen. Außerdem sollte das Setzen des Tip-in-Flags nur dann begrenzt werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit über einem vorgegebenen Minimum und unter einem vorgegebenen Maximum, z. B. 11 km/h bzw. 200 km/h, liegt. Dies hält sowohl die Integrität eines Fahrzeuganfahrens als auch von Fahrmanövern wie etwa des Überholens aufrecht. Das Tip-in-Flag im Sinne der vorliegenden Steuerung wird unter zusätzlichen Bedingungen, die weiter unten beschrieben werden, zurückgesetzt.
Der Ablaufplan von 6 zeigt verschiedene softwarecodierte Schritte, die als Teil des Gesamtcodes im PCM zum Ausführen der Steuerung der vor liegenden Erfindung ausgeführt werden. Beginnend mit dem Schritt 102 wird ermittelt, ob das Tip-in-Management gemäß der vorliegenden Erfindung in Gang ist, indem der Status des Tip-in-Flags geprüft wird. Wenn das Tip-in-Flag angibt, dass das Tip-in-Management nicht in Gang ist, d. h. nicht gesetzt oder nicht im Hochpegelzustand ist, ermittelt der Schritt 110 als Nächstes, ob eine Tip-in-Bedingung erfasst worden ist. Wenn im Schritt 110 keine Tip-in-Bedingung erfasst worden ist, repräsentiert der Schritt 114 die Zustandssteuerung in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Steuerungen nach den 4A–4E und ein Tip-in-Flag in einem ungesetzten Zustand oder Tiefpegelzustand, wie weiter unten näher beschrieben wird. Jedoch führt eine erfasst Tip-in-Bedingung im Schritt 110 dazu, dass im Schritt 112 eine Initialisierung des Fahrpedalstellungsbefehls TPC zur Verwendung beim Tip-in-Management der vorliegenden Erfindung und eine Initialisierung oder Speicherung von Steuervariablen, die beim anschließenden Tip-in-Management benötigt werden, beispielsweise die Motordrehzahl zu Beginn des Tip-in-Managements, wie weiter unten näher beschrieben wird, ausgeführt wird. Vom Schritt 112 ausgehend setzt der Schritt 108 als Nächstes das Tip-in-Flag in einen Hochpegelzustand. Der Schritt 108 führt zum Schritt 114 und dort zur Steuerung in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Steuerungen nach den 4A–4E und ferner mit einem Tip-in-Flag in einem gesetzten Zustand oder Hochpegelzustand, wie weiter unten näher beschrieben wird. Wenn im Schritt 102 das Tip-in-Flag angibt, dass ein Tip-in-Management in Gang ist, d. h. gesetzt oder im Hochpegelzustand ist, ermittelt der Schritt 104, ob das Tip-in-Management in Übereinstimmung mit vorgegebenen Bedingungen abgeschlossen ist. Beispielsweise kann nach Erfassung einer momentanen Motordrehzahl, die die Motordrehzahl, wie sie zu Beginn des Tip-in-Managements aufgezeichnet worden ist, zuzüglich einer vorgegebenen Differenz von z. B. 50 min^–1 überschreitet, im Anschluss an ein schnelles Gasgeben im Schritt 112 das Tip- in-Management abgeschlossen werden. Alternativ kann das Tip-in-Management, sobald der Startkupplungsschlupf Nsc eine vorgegebene Schlupfeinstellung, z. B. 200 min^–1 überschreitet, abgeschlossen werden. Wenn das Tip-in-Management nicht abgeschlossen ist, hält der Schritt 108 das Tip-in-Flag in einem gesetzten Zustand. Der Schritt 108 führt zum Schritt 114 und dort zur Steuerung in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Steuerungen nach 4 und ferner mit einem Tip-in-Flag in einem gesetzten Zustand oder Hochpegelzustand, wie weiter unten näher beschrieben wird. Ein im Schritt 104 als abgeschlossen ermitteltes Tip-in-Management führt zum Schritt 106, in dem das Tip-in-Flag in einen Tiefpegelzustand zurückgesetzt wird. Der Schritt 106 führt zum Schritt 114 und dort zur Steuerung in Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Steuerungen nach den 4A–4E und ferner mit einem Tip-in-Flag in einem gelöschten Zustand oder Tiefpegelzustand, wie als Nächstes beschrieben wird.
Die Startkupplungssteuerung 42 nach den 4A–4E spricht auf die Tip-in-Flag-Einstellungen, die sich aus dem soeben in Verbindung mit dem Ablaufplan von 6 beschriebenen Tip-in-Management ergeben, an. Der Wechsel des Tip-in-Flags vom Tiefpegelzustand in den Hochpegelzustand, der die Notwendigkeit eines Tip-in-Managements angibt, führt zum Verriegeln des gegenwärtigen Werts des Einrückbefehls Psc, was ein Einfrieren der Startkupplungs-Drehmomentleistung auf die Leistung zu Beginn der Tip-in-Bedingung bewirkt (4E). Der Wechsel des Tip-in-Flags vom Hochpegelzustand in den Tiefpegelzustand, der einen Abschluss des Tip-in-Managements angibt, führt zum Entriegeln des Einrückbefehls Psc, was das Zulassen von Änderungen der Startkupplungs-Drehmomentleistung in Übereinstimmung mit der aktiven unter den MOTOR- und SCHLUPF-Zustandssteuerungen bewirkt. Die Kupplungsschlupfsteuerung 43 reagiert ebenfalls auf den Wechsel des Tip-in-Flags vom Hochpegelzu stand in den Tiefpegelzustand, indem sie den PID zurücksetzt, um einen Schlupfsteuerungsausdruck Ps bereitzustellen, der für die gegenwärtigen Schlupfbedingungen, z. B. das Übertragen des alten PID-Werts in den Integrator zum Bewahren der Kontinuität, wirksam ist (4C). Mit anderen Worten, um unerwünschte Unstetigkeiten der Startkupplungs-Drehmomentleistung zu minimieren, wird Ps auf einen Wert initialisiert, der der momentanen Schlupfdrehzahl Ns entspricht. Außerdem spricht die Filterung F2 auf den Wechsel des Tip-in-Flags auf Tiefpegel an, um die Referenz-Kupplungsschlupfdrehzahl auf die gegenwärtige Ist-Kupplungsschlupfdrehzahl Ns zurückzusetzen.
Die Antriebsstrang-Regelung 53 nach 4D reagiert ähnlich auf die sich aus dem Tip-in-Management ergebenden Tip-in-Flag-Einstellungen. Ein Wechsel des Tip-in-Flags vom Hochpegelzustand in den Tiefegelzustand, der den Abschluss des Tip-in-Managements angibt, führt zur Initialisierung der Verstärkung Kaj, so dass der Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdruck Paj nach Abschluss des Tip-in-Managements vollständig auf den Einrückbefehl Psc angewandt wird.
Die 7A–7D sind alle über einer gemeinsamen Zeitverlaufsachse aufgezeichnet und zeigen ein beispielhaftes Tip-in-Management für elektronische Drosselklappensteuerung. 7D zeigt einen Tip-in-Flag-Zustand, der den Beginn des Tip-in-Managements zum Zeitpunkt T1 und den Abschluss des Tip-in-Managements zum Zeitpunkt T2 angibt. 7B zeigt das Fahrpedalstellungssignal PPS, das im Wesentlichen der Fahrpedalstellung entspricht. Ohne das ETC-Tip-in-Management der vorliegenden Erfindung würde der Fahrpedalstellungsbefehl TPC im Wesentlichen entsprechend der Rate und der relativen Größe des Pedalstellungssignals PPS erzeugt werden, wie durch die gestrichelte Linie 75 in 7C gezeigt ist, die im Wesentlichen eine herkömmliche gefilterte Drosselklappenantwort erster Ordnung ist. Außerdem würde die Motordrehzahl im Wesentlichen entsprechend dem Drosselklappenstellungsbefehl TPC reagieren, wie durch die gestrichelte Linie 73 in 7A gezeigt ist. Gemäß dem ETC-Tip-in-Management der vorliegenden Erfindung wird der TPC zuerst auf einem vorgegebenen Wert gehalten und anschließend in Übereinstimmung mit einer Tiefpassfilterantwort festgelegt. Der vorgegebene Haltewert ist vorzugsweise kalibriert, um dadurch das Auftreten eines Aufflackerns der Motordrehzahl zu verringern und gleichzeitig keine von der Fahrzeugbedienungsperson wahrnehmbare Motorreaktionsverzögerung entstehen zu lassen. Die Zeitkonstante der Tiefpassfilterantwort kann, wie oben beschrieben worden ist, eine Funktion der Drosselklappenstellung sein. Der gehaltene und gefilterte TPC ist in 7C durch die fette Linie 77 gezeigt, während die entsprechende Motordrehzahlantwort durch die fette Linie 71 in 7A gezeigt ist. Eine solche Motorreaktion würde die vorübergehende Erregung des Antriebsstrangs und das Motoraufflackern wesentlich verringern. Obwohl dies nicht im Einzelnen gezeigt ist, kann bei einem Zündungseinstellungssystem in Reaktion auf das Setzen des Tip-in-Flags eine Spätzündung als Möglichkeit, schnell eine Drehmomentherabsetzung auszuführen, um einer vorübergehenden Erregung des Antriebsstrangs und dem Motoraufflackern zu begegnen, eingeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist anhand von bestimmten bevorzugten und alternativen Ausführungsformen beschrieben worden, die als nicht begrenzende Beispiele aufzufassen sind. Fachleuten werden verschiedene andere alternative Ausführungen zum Umsetzen der Erfindung in die Praxis deutlich, die im Umfang der folgenden Ansprüche liegen.

Claims

Verfahren zum aktiven Dämpfen eines Antriebsstrangs in einem Fahrzeug-Kraftübertragungsstrang, der eine Brennkraftmaschine umfasst, die auf eine Gaspedalstellung anspricht und mit dem Antriebsstrang über eine Drehmomentübertragungsvorrichtung steuerbar gekoppelt ist, umfassend: Vorsehen eines Einrückbefehls, der einen Antriebsstrang-Rückkopplungsanteil mit einem Beschleunigungsausdruck und einem Überbeschleunigungsausdruck enthält, wobei der Beschleunigungsausdruck als Funktion der Beschleunigung eines Antriebsstrangelements bestimmt wird und der Überbeschleunigungsausdruck als Funktion der Überbeschleunigung des Antriebsstrangelements bestimmt wird; und Steuern des Einrückens der Drehmomentübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Einrückbefehl.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Einrückbefehl ferner einen Optimalwertsteuerungsanteil umfasst, der als Funktion der Drosselklappenstellung bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Einrückbefehl ferner einen Schlupfregelungsanteil umfasst, der als Funktion des Schlupfs an der Drehmomentübertragungsvorrichtung und eines Soll-Schlupfs bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Einrückbefehl ferner einen Motordrehzahlregelungsanteil umfasst, der als Funktion der Motordrehzahl und der Motor-Soll-Drehzahl bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Antriebsstrang ein Mehrganggetriebe umfasst und die Beschleunigungs- und Überbeschleunigungsausdrücke ferner als Funktion des momentan aktiven unter den mehreren Übersetzungsverhältnissen bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Beschleunigungs- und Überbeschleunigungsausdrücke ferner als Funktionen der Gaspedalstellung und der Fahrgeschwindigkeit bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Einrückbefehl ferner einen Schlupfregelungsanteil umfasst, der als Funktion des Schlupfs an der Drehmomentübertragungsvorrichtung und eines Soll-Schlupfs bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: Erfassen eines schnellen Gasgebens und nach der Erfassung Verzögern von Änderungen des Einrückbefehls, bis das Motordrehmoment die Drehmomentübertragungsvorrichtung antreibt.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: Erfassen eines schnellen Gasgebens und nach der Erfassung Verzögern von Änderungen des Einrückbefehls, bis das Motordrehmoment die Drehmomentübertragungsvorrichtung antreibt.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Erfassen eines schnellen Gasgebens und nach der Erfassung Verzögern von Änderungen des Einrückbefehls, bis das Motordrehmoment die Drehmomentübertragungsvorrichtung antreibt.
Verfahren zum aktiven Dämpfen eines Antriebsstrangs in einem Fahrzeug-Kraftübertragungsstrang, der eine Brennkraftmaschine umfasst, die auf eine Gaspedalstellung anspricht und mit dem Antriebsstrang über eine Drehmomentübertragungsvorrichtung steuerbar gekoppelt ist, umfassend: Vorsehen eines Optimalwertsteuerungsausdrucks als Funktion der Gaspedalstellung; Berechnen eines ersten Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdrucks als Funktion der Beschleunigung eines Antriebsstrangelements; Berechnen eines zweiten Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdrucks als Funktion der Überbeschleunigung des Antriebsstrangelements; Summieren des Optimalwertsteuerungsausdrucks und des ersten und des zweiten Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdrucks zu einem Drehmomentübertragungsvorrichtungs-Einrückbefehl; und Steuern des Einrückens der Drehmomentübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Einrückbefehl.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner das Vorsehen eines Schlupfregelungsausdrucks als Funktion des Schlupfs an der Drehmomentübertragungsvorrichtung und eines Soll-Schlupfs und das zusätzliche Summieren des Schlupfregelungsausdrucks zu dem Drehmomentübertragungsvorrichtungs-Einrückbefehl umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Antriebsstrang ein Mehrganggetriebe umfasst und die Beschleunigungs- und Überbeschleunigungsausdrücke ferner als Funktion des momentan aktiven unter den mehreren Übersetzungsverhältnissen bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Beschleunigungs- und Überbeschleunigungsausdrücke ferner als Funktionen der Gaspedalstellung und der Fahrgeschwindigkeit bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: Erfassen eines schnellen Gasgebens und nach der Erfassung Verzögern von Änderungen des Einrückbefehls, bis das Motordrehmoment die Drehmomentübertragungsvorrichtung antreibt.
Verfahren zum Betreiben einer Drehmomentübertragungsvorrichtung, die in Übereinstimmung mit einem Einrückbefehl gesteuert wird, wobei die Drehmomentübertragungsvorrichtung zwischen dem Ausgang einer Brennkraftmaschine, die auf eine Gaspedalstellung reagiert, und dem Eingang eines Antriebsstrangs angeordnet ist, umfassend: Überwachen der Gaspedalstellungsänderung; Berechnen eines Optimalwertsteuerungsausdrucks als Funktion der Gaspedalstellung; Berechnen eines Schlupfregelungsausdrucks als Funktion des Schlupfs an der Drehmomentübertragungsvorrichtung und eines Soll-Schlupfs; Berechnen der Beschleunigung und der Überbeschleunigung eines Antriebsstrangelements; Berechnen eines Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdrucks als Funktion der Beschleunigung und der Überbeschleunigung des Antriebsstrangelements zur Addition zum Einrückbefehl, wobei der Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdruck das Dämpfen der Beschleunigung und der Überbeschleunigung am Antriebsstrangelement bewirkt; Berechnen des Einrückbefehls als Summation der Optimalwertsteuerungs-, Schlupfregelungs- und Antriebsstrang-Dämpfungsregelungsausdrücke; und Erfassen, wann die Gaspedalstellung über eine vorgegebene Rate hinaus zunimmt, und in Reaktion darauf Verzögern von Änderungen des Einrückbefehls, bis das Motordrehmoment die Drehmomentübertragungsvorrichtung antreibt.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Antriebsstrang ein Mehrganggetriebe umfasst und der Antriebsstrang-Dämpfungssteuerungsausdruck ferner als Funktion der Gaspedalstellung und des momentan aktiven unter den mehreren Übersetzungsverhältnissen berechnet wird.