DE102013208858B4 - Method of commanding a synchronous gear shift in a vehicle powertrain - Google Patents

Method of commanding a synchronous gear shift in a vehicle powertrain Download PDF

Info

Publication number
DE102013208858B4
DE102013208858B4 DE102013208858.2A DE102013208858A DE102013208858B4 DE 102013208858 B4 DE102013208858 B4 DE 102013208858B4 DE 102013208858 A DE102013208858 A DE 102013208858A DE 102013208858 B4 DE102013208858 B4 DE 102013208858B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
torque
engine
gear
transmission
request
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102013208858.2A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102013208858A1 (en
Inventor
Christopher E. Whitney
Christopher Harold Knieper
Ronald W. Van Diepen
Ning Jin
Matthew D. Whitton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/742,722 external-priority patent/US8900095B2/en
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102013208858A1 publication Critical patent/DE102013208858A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102013208858B4 publication Critical patent/DE102013208858B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/50Signals to an engine or motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/68Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings
    • F16H61/682Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings with interruption of drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04Smoothing ratio shift
    • F16H2061/0444Smoothing ratio shift during fast shifting over two gearsteps, e.g. jumping from fourth to second gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2306/00Shifting
    • F16H2306/40Shifting activities
    • F16H2306/54Synchronizing engine speed to transmission input speed

Abstract

Verfahren zum Anweisen einer synchronen Gangschaltung in einem Fahrzeugantriebsstrang, der eine Kraftmaschine (12) und ein Getriebe (16), das mehrere geordnete Gänge aufweist, enthält, wobei das Verfahren umfasst:Empfangen einer Anforderung zum Schalten aus einem dritten Gang in einen ersten Gang und zum Überspringen eines zweiten Gangs, der ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Übersetzungsverhältnis des ersten Gangs und dem Übersetzungsverhältnis des dritten Gangs aufweist;Verringern eines Drehmomentbefehls auf einen vorgegebenen Wert;Öffnen einer an der Eingangswelle (18) des Getriebes (16) angeordneten Kupplung (74, 76), um das Getriebe (16) von der Kraftmaschine (12) zu entkoppeln;Überführen der Kraftmaschine (12) aus einem Drehmomentsteuerungsmodus in einen Drehzahlsteuerungsmodus;Anweisen, dass sich die Kraftmaschine (12), während sie in dem Drehzahlsteuerungsmodus ist, mit einer durch die Bewegung des Fahrzeugs und durch das Übersetzungsverhältnis des ersten Gangs vorgeschriebenen Drehzahl dreht;Schließen der Kupplung, um das Getriebe (16) und die Kraftmaschine (12) zu koppeln; undÜberführen der Kraftmaschine (12) zurück in den Drehmomentsteuerungsmodus.A method for commanding a synchronous gear shift in a vehicle powertrain including an engine (12) and a transmission (16) having a plurality of ordered gears, the method comprising:receiving a request to shift from a third gear to a first gear and for skipping a second gear having a gear ratio between the gear ratio of the first gear and the gear ratio of the third gear;reducing a torque command to a predetermined value;opening a clutch (74, 76) arranged on the input shaft (18) of the transmission (16). ) to decouple the transmission (16) from the engine (12); transitioning the engine (12) from a torque control mode to a speed control mode; commanding the engine (12) while in the speed control mode to be at a through the movement of the vehicle and dictated by the gear ratio of the first gear rotates at that speed;closing the clutch to couple the transmission (16) and the engine (12); and transitioning the engine (12) back to the torque control mode.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Drehmomentsteuerverfahren, um in einem Fahrzeug, das eine Kraftmaschine und ein Getriebe, das über eine Eingangskupplung mit der Kraftmaschine gekoppelt ist, aufweist, eine synchrone Gangschaltung zu erreichen.The present invention relates generally to torque control methods for achieving synchronous gear shifting in a vehicle having an engine and a transmission coupled to the engine via an input clutch.

Grundsätzlich sind Sprunggangrückschaltungsverläufe ohne Zwischengangstufe in Verbindung mit einer Motor-Drehmomentverringerungssteuerung bekannt, siehe hierzu beispielsweise die DE 101 55 603 A1 . Ebenfalls sind Sprungherunterschaltungen im Bereich von Doppelkupplungsgetrieben bekannt, die sich innerhalb eines Teilgetriebes vollziehen, siehe hierzu beispielsweise die DE 10 2010 011 241 A1 und die DE 10 2006 000 380 A1 . Ferner sind Sprungrückschaltungen bekannt, deren Schaltverfahren mit einer Drehmomentreduktion beginnt, siehe hierzu die DE 692 13 813 T2 .In principle, jump gear downshifts without an intermediate gear stage in connection with an engine torque reduction control are known, see, for example, FIG DE 101 55 603 A1 . Skip downshifts are also known in the area of dual clutch transmissions, which take place within a sub-transmission, see, for example, DE 10 2010 011 241 A1 and the DE 10 2006 000 380 A1 . Jump downshifts are also known, the shifting method of which begins with a torque reduction, see the DE 692 13 813 T2 .

HINTERGRUNDBACKGROUND

Moderne Fahrzeuge sind häufig als Teil des Antriebsstrangs des jeweiligen Fahrzeugs mit Mehrgang-Doppelkupplungsgetrieben (Mehrgang-DCTs) ausgestattet. Solche DCTs werden wegen ihrer erhöhten mechanischen Effizienz im Vergleich zu typischen mit einem Drehmomentwandler ausgestatteten Automatikgetrieben bevorzugt. Außerdem sind DCTs häufig wegen der Fähigkeit von DCTs, höherwertige Gangschaltungen bereitzustellen, gegenüber typischen automatisierten Schaltgetrieben bevorzugt.Modern vehicles are often equipped with multi-speed dual clutch transmissions (multi-speed DCTs) as part of the vehicle's powertrain. Such DCTs are preferred because of their increased mechanical efficiency compared to typical torque converter equipped automatic transmissions. Additionally, DCTs are often preferred over typical automated manual transmissions because of the ability of DCTs to provide higher quality gear shifts.

Ein typisches DCT nutzt zwei Reibungskupplungen, um zwischen seinen Vorwärtsübersetzungsverhältnissen zu schalten, und erreicht diese Schaltungen durch alternatives Einrücken zwischen einer und der anderen der zwei Reibungskupplungen. Ein solches Mehrgang-Doppelkupplungsgetriebe kann in einem Hybridfahrzeug, d. h. in einem Fahrzeug, das zwei oder mehr verschiedene Leistungsquellen wie etwa eine Kraftmaschine und einen Elektromotor zum Übertragen von Vortriebsenergie zu den angetriebenen Rädern des jeweiligen Fahrzeugs nutzt, genutzt werden.A typical DCT uses two friction clutches to shift between its forward speed ratios and achieves these shifts by alternately engaging one and the other of the two friction clutches. Such a multi-speed dual clutch transmission can be used in a hybrid vehicle, i. H. in a vehicle that uses two or more different power sources, such as an engine and an electric motor to transmit propulsion energy to the driven wheels of the respective vehicle.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Ein Verfahren zum Anweisen einer synchronen Gangschaltung beginnt durch Empfangen einer Anforderung zum Schalten aus einem dritten Gang in einen ersten Gang und zum Überspringen eines zweiten Gangs, der ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Übersetzungsverhältnis des ersten Gangs und dem Übersetzungsverhältnis des dritten Gangs aufweist. Wie gewürdigt werden wird, können der erste, der zweite und der dritte Gang irgendwelche Gänge innerhalb eines Automatikgetriebezahnradsatzes sein, so dass sie unterschiedliche Gänge sind. Ferner kann das Verfahren enthalten: Verringern eines Drehmomentbefehls auf einen vorgegebenen Wert; Öffnen einer an der Eingangswelle des Getriebes angeordneten Kupplung, um das Getriebe von der Kraftmaschine zu entkoppeln; Überführen der Kraftmaschine aus einem Drehmomentsteuerungsmodus in einen Drehzahlsteuerungsmodus; Anweisen, dass sich die Kraftmaschine mit einer durch die Bewegung des Fahrzeugs und durch das Übersetzungsverhältnis des ersten Gangs vorgeschriebenen Drehzahl dreht; Schließen der Kupplung zum Koppeln des Getriebes und der Kraftmaschine; und Überführen der Kraftmaschine zurück in den Drehmomentsteuerungsmodus.A method of commanding a synchronous gear shift begins by receiving a request to shift from a third gear to a first gear and to skip a second gear having a gear ratio between the gear ratio of the first gear and the gear ratio of the third gear. As will be appreciated, first, second, and third gears can be any gears within an automatic transmission gear set such that they are distinct gears. The method may further include: reducing a torque command to a predetermined value; opening a clutch disposed on the input shaft of the transmission to decouple the transmission from the engine; transitioning the engine from a torque control mode to a speed control mode; commanding the engine to rotate at a speed dictated by movement of the vehicle and by the gear ratio of the first gear; closing the clutch to couple the transmission and the engine; and transitioning the engine back to the torque control mode.

In einer Konfiguration kann das Verringern eines Drehmomentbefehls auf einen vorgegebenen Wert das Verringern des Kraftmaschinendrehmoments über eine Sofortdrehmomentanforderung enthalten. Die Sofortdrehmomentanforderung kann eine Änderung einer Zündfunkenzeiteinstellung und/oder einer Menge des einem Zylinder zugeführten Kraftstoffs bewirken. Während dieser Steuerung können der Drehmomentbefehl und die Kraftmaschinendrehzahl durch die Einstellung einer Zündfunkenzeiteinstellung, einer Kraftstoffzufuhr und ferner durch eine Änderung einer Luftströmungszufuhr unabhängig steuerbar sein.In one configuration, reducing a torque command to a predetermined value may include reducing engine torque via an immediate torque request. The immediate torque request may cause a change in spark timing and/or an amount of fuel delivered to a cylinder. During this control, the torque command and engine speed may be independently controllable through adjustment of spark timing, fueling, and further by changing airflow delivery.

Der Drehmomentbefehl kann so konfiguriert sein, dass er sich bei einem Sofortdrehmomentmaximum während des Drehzahlsteuerungsmodus sättigt. Das Sofortdrehmomentmaximum kann gleichfalls einen maximalen Betrag des Drehmoments enthalten, das durch eine Kraftmaschine bei einer festen Luftströmung (d. h. über die Sofortdrehmomentanforderung) erzeugt werden kann.The torque command may be configured to saturate at an immediate torque maximum during speed control mode. Likewise, the immediate torque maximum may include a maximum amount of torque that can be produced by an engine at a fixed airflow (i.e., above the immediate torque request).

Vor dem Schließen der Kupplung zum Koppeln des Getriebes und der Kraftmaschine kann sich der Drehmomentbefehl null annähern, um einen gleichmäßigen Übergang sicherzustellen. Außerdem kann der Kraftmaschinencontroller während des Drehzahlsteuerungsmodus irgendeine durch den Fahrer gelieferte Achsdrehmomentanforderung ignorieren. Wenn die Schaltfolge abgeschlossen ist, kann der Controller die Kraftmaschine allmählich über eine Zeitdauer in den Drehmomentsteuerungsmodus zurück überführen. Wie gewürdigt werden kann, kann der Drehmomentbefehl größtenteils eine Funktion einer Fahrerbeschleunigungsanforderung sein, wenn die Kraftmaschine in einem Drehmomentsteuerungsmodus ist.Before closing the clutch to couple the transmission and the engine, the torque command may approach zero to ensure a smooth transition. Additionally, during speed control mode, the engine controller may ignore any driver-supplied axle torque request. When the shift sequence is complete, the controller may gradually transition the engine back into torque control mode over a period of time. As can be appreciated, when the engine is in a torque control mode, the torque command may be largely a function of a driver acceleration request.

Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.The above features and advantages and other features and advantages of the present invention are readily apparent from the following detailed description of the best modes for carrying out the invention when taken in connection with the accompanying drawings.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugantriebsstrangs in Verbindung mit einem Kraftmaschinensteuermodul und mit einem Getriebesteuermodul. 1 1 is a schematic diagram of a vehicle powertrain in conjunction with an engine control module and with a transmission control module.
  • 2 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht eines Doppelkupplungsgetriebes. 2 12 is a schematic, partial cross-sectional view of a dual clutch transmission.
  • 3 ist ein schematisches Funktionsdiagramm einer Ausführungsform eines Kraftmaschinensteuermoduls in Verbindung mit einem Getriebesteuermodul. 3 1 is a functional schematic diagram of an embodiment of an engine control module in conjunction with a transmission control module.
  • 4 ist ein schematischer Graph eines synchronen Getriebeschaltens in einem Doppelkupplungsgetriebe, das durch ein Getriebesteuermodul nach der Anforderung einer starken Beschleunigung initiiert wird. 4 12 is a schematic graph of a synchronous transmission shift in a dual clutch transmission initiated by a transmission control module after a hard acceleration request.
  • 5 ist ein schematischer Graph einer synchronen Getriebeschaltung in einen niedrigeren Gang in einem Doppelkupplungsgetriebe, wobei die Schaltung durch einen Fahrer durch eine elektronisch gesteuerte Handschaltungs-Auswahleinrichtung initiiert wird. 5 Figure 12 is a schematic graph of a synchronous transmission shift to a lower gear in a dual clutch transmission, the shift being initiated by a driver through an electronically controlled manual shift selector.
  • 6 ist ein schematischer Graph einer synchronen Getriebeschaltung in einen höheren Gang in einem Doppelkupplungsgetriebe, wobei die Schaltung durch einen Fahrer über eine elektronisch gesteuerte Handschaltungs-Auswahleinrichtung initiiert wird. 6 Figure 12 is a schematic graph of a synchronous transmission shift to a higher gear in a dual clutch transmission where the shift is initiated by a driver via an electronically controlled manual shift selector.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zum Anweisen einer synchronen Gangschaltung in einem Fahrzeugantriebsstrang, der eine Kraftmaschine und ein Getriebe enthält. 7 1 is a schematic diagram of a method for commanding a synchronous gear shift in a vehicle powertrain including an engine and a transmission.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen überall in den mehreren Ansichten auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 ein Fahrzeug 10, das einen Antriebsstrang aufweist, der eine Kraftmaschine 12 und ein Getriebe 16 enthält. Die Kraftmaschine 12 ist eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung. In einer anderen Ausführungsform kann die Kraftmaschine 12 eine Dieselkraftmaschine ohne die hier diskutierte Zündfunkenbetätigung sein. Das Getriebe 16 kann ein Automatikgetriebe sein, das mehrere miteinander kämmende Zahnräder und wahlweise einrückbare Kupplungen, die zwischen einem Getriebeeingangsglied 18 und einem Getriebeausgangsglied 20 verschiedene Drehzahlverhältnisse festsetzen, aufweist. Eine Kurbelwelle 22 der Kraftmaschine 12 kann zur Drehung mit dem Getriebeeingangsglied 18 verbunden werden, um ein Drehmoment von dem Eingangsglied 18 mit einem durch das Getriebe 16 festgesetzten Übersetzungsverhältnis für das Ausgangsglied 20 bereitzustellen. Das Drehmoment von dem Ausgangsglied 20 wird über einen Achsantriebsmechanismus 24 an Fahrzeugräder 26 geliefert. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 ein Hybridfahrzeug sein, das einen oder mehrere Elektromotoren/-generatoren aufweist. Zum Beispiel kann ein Motor/Generator 28 durch eine Riemen- und Riemenscheibenanordnung oder auf andere Weise mit der Kurbelwelle 22 verbunden werden und zum Liefern eines Drehmoments zum Erhöhen des Drehmoments bei der Kurbelwelle 22 oder zum Verringern des Drehmoments bei der Kurbelwelle 22 wie etwa, wenn er in einem Modus zum regenerativen Bremsen als ein Generator betrieben wird, steuerbar sein.In the drawings, wherein like reference characters refer to like components throughout the several views 1 a vehicle 10 having a powertrain including an engine 12 and a transmission 16 . The engine 12 is a spark-ignition internal combustion engine. In another embodiment, engine 12 may be a diesel engine without the spark actuation discussed herein. The transmission 16 may be an automatic transmission having a plurality of intermeshing gears and selectively engageable clutches that establish various speed ratios between a transmission input member 18 and a transmission output member 20 . A crankshaft 22 of the engine 12 is rotatably connectable to the transmission input member 18 to provide torque from the input member 18 to the output member 20 at a gear ratio established by the transmission 16 . Torque from the output member 20 is delivered to vehicle wheels 26 via a final drive mechanism 24 . In some embodiments, vehicle 10 may be a hybrid vehicle that includes one or more electric motors/generators. For example, a motor/generator 28 may be coupled to the crankshaft 22 by a belt and pulley arrangement or otherwise and for providing torque to increase torque at the crankshaft 22 or decrease torque at the crankshaft 22, such as when operating as a generator in a regenerative braking mode.

Das Fahrzeug 10 weist ein Steuersystem 30 auf, das wenigstens ein Kraftmaschinensteuermodul (ECM) 32 und ein Getriebesteuermodul (TCM) 34 enthält. Das ECM 32 kann als ein erster Controller bezeichnet werden und das TCM 34 kann als ein zweiter Controller bezeichnet werden. Das ECM 32 und das TCM 34 sind funktional miteinander verbunden, um die Steuerung der Kraftmaschine 12 und des Getriebes 16 zu koordinieren. Alternativ können das ECM 32 und das TCM 34 als ein einzelnes Antriebsstrangsteuermodul konfiguriert sein, das die Funktionalität sowohl des ECM 32 als auch des TCM 34 aufweist.The vehicle 10 includes a control system 30 that includes at least an engine control module (ECM) 32 and a transmission control module (TCM) 34 . The ECM 32 may be referred to as a first controller and the TCM 34 may be referred to as a second controller. The ECM 32 and TCM 34 are operatively connected to coordinate control of the engine 12 and transmission 16 . Alternatively, the ECM 32 and the TCM 34 may be configured as a single powertrain control module having the functionality of both the ECM 32 and the TCM 34 .

Wie im Folgenden weiter beschrieben ist, können das ECM 32 und das TCM 34 so konfiguriert sein, dass sie zum Steuern des gleichmäßigen Betriebs des Fahrzeugantriebsstrangs zusammenarbeiten. Zum Beispiel kann das TCM 34 mit dem ECM 32 kommunizieren, um das Schalten der Gänge innerhalb des Getriebes 16 durch vorübergehendes Verringern des Drehmoments an der Kurbelwelle 22 (d. h. des Kurbelwellendrehmoments) während der Schaltung zu koordinieren. Gleichfalls kann das TCM 34 dafür konfiguriert sein, das maximale durch die Kraftmaschine gelieferte Drehmoment zu begrenzen, um die Getriebekomponenten zu schützen.As described further below, the ECM 32 and the TCM 34 may be configured to work together to control smooth operation of the vehicle powertrain. For example, the TCM 34 may communicate with the ECM 32 to coordinate shifting of gears within the transmission 16 by temporarily reducing torque at the crankshaft 22 (i.e., crankshaft torque) during the shift. Likewise, the TCM 34 may be configured to limit the maximum torque provided by the engine to protect transmission components.

Das ECM 32 enthält einen Prozessor 36, der zum Steuern von Kraftmaschinenfunktionen konfiguriert ist. Der Prozessor 36 kann z. B. einen gespeicherten Algorithmus aufweisen, der das durch das ECM 32 bei der Kurbelwelle 22 angewiesene Drehmoment auf der Grundlage von Fahrzeugbetriebsbedingungen, einer Fahrereingabe und, wie hier beschrieben ist, Anforderungen von dem TCM 34 für das Drehmomentmanagement vor und während Getriebeschaltungen bestimmt. Wie im Folgenden weiter beschrieben ist, kann der Algorithmus außerdem verschiedene Drehmomentkapazitäten bei der Kurbelwelle 22 bestimmen, die verfügbar sind, wenn verschiedene Drehmomentaktuatoren in der Weise gesteuert werden, dass sie in unterschiedlichen Zuständen sind. Wie es hier verwendet ist, ist ein „Drehmomentaktuator“ ein System, das einen Kraftmaschinenparameter ändert, um das Kurbelwellendrehmoment zu beeinflussen. Einige der Drehmomentaktuatoren, die durch das ECM 32 steuerbar sein können, um das Drehmoment bei der Kurbelwelle 22 zu ändern, enthalten z. B. einen Luftströmungsaktuator oder ein Luftströmungsaktuatormodul 50, der bzw. das die Luftströmung zu den Kraftmaschinenzylindern 46 steuert, einen Zündfunkenaktuator oder ein Zündfunkenaktuatormodul 52, der bzw. das die Zündfunkenzündungs-Zeiteinstellung steuert, und einen Kraftstoffaktuator oder ein Kraftstoffaktuatormodul 56, der bzw. das den Kraftstoff zu den Kraftmaschinenzylindern 46 steuert.The ECM 32 includes a processor 36 configured to control engine functions. The processor 36 can e.g. B. may have a stored algorithm that the torque commanded by the ECM 32 at the crankshaft 22 based on vehicle operating conditions, driver input and, as described herein, requests from the TCM 34 for torque management before and during Transmission shifts determined. As further described below, the algorithm may also determine different torque capacities at the crankshaft 22 that are available when different torque actuators are controlled to be in different states. As used herein, a “torque actuator” is a system that changes an engine parameter to affect crankshaft torque. For example, some of the torque actuators that may be controllable by the ECM 32 to change the torque at the crankshaft 22 include: B. an airflow actuator or module 50 that controls airflow to engine cylinders 46, a spark actuator or module 52 that controls spark ignition timing, and a fuel actuator or module 56 that controls controls fuel to the engine cylinders 46 .

Das TCM 34 kann gleichfalls einen Prozessor 38 mit einem Algorithmus, der zum Steuern der Zeiteinstellung und Dauer von Getriebeschaltungen betreibbar ist, enthalten. Der TCM-Prozessor 38 kann ebenfalls zum Bestimmen eines Bereichs der Drehmomentverringerung bei der Kurbelwelle 22, die von den ECM 32 während einer Schaltung des Getriebes 16 wie etwa während einer Heraufschaltung angefordert wird, konfiguriert sein. Der Bereich der angeforderten Drehmomentverringerung beruht wenigstens teilweise auf den durch das ECM 32 bestimmten Drehmomentkapazitäten.The TCM 34 may also include a processor 38 having an algorithm operable to control the timing and duration of transmission shifts. The TCM processor 38 may also be configured to determine a range of crankshaft 22 torque reduction requested by the ECM 32 during a transmission 16 shift, such as during an upshift. The range of requested torque reduction is based at least in part on the torque capacities determined by the ECM 32 .

Eine Anforderung für Drehmoment oder für einen Betrag der Drehmomentverringerung oder für eine Entfernung der Drehmomentverringerung über Steuerung des Zündfunkens, des Kraftstoffs oder des Elektromotors/-generators wird als eine Sofortdrehmomentanforderung oder als eine Anforderung für Sofortdrehmoment bezeichnet, während eine Anforderung für Drehmoment oder für einen Betrag der Drehmomentverringerung während der Steuerung des Luftflusses als vorhergesagte Drehmomentanforderung oder als eine Anforderung für vorhergesagtes Drehmoment bezeichnet wird. Änderungen der Zündfunkenzeiteinstellung und Änderungen der Kraftstofflieferung wie etwa Kraftstoffabschaltung (auch als Kraftstoffzufuhrunterbrechnung bezeichnet), treten im Vergleich zu einer Änderung der Luftströmung verhältnismäßig schnell auf. Somit wird die Luftströmung als ein verhältnismäßig langsamer Drehmomentaktuator bezeichnet, während die Zündfunkenzeiteinstellung und die Kraftstoffabschaltung als verhältnismäßig schnelle Drehmomentaktuatoren bezeichnet werden.A request for torque, or for an amount of torque reduction, or for removal of the torque reduction via spark, fuel, or electric motor/generator control is referred to as an immediate torque request, or an immediate torque request, while a torque or amount request of torque reduction during airflow control is referred to as a predicted torque request or a predicted torque request. Changes in spark timing and changes in fuel delivery such as fuel cut (also referred to as fuel cut) occur relatively quickly compared to a change in airflow. Thus, airflow is referred to as a relatively slow torque actuator, while spark timing and fuel cut-off are referred to as relatively fast torque actuators.

Der durch die Kraftmaschine 12 bereitgestellte Luftströmungsaktuator beeinflusst das Drehmoment bei der Kurbelwelle 22 wegen der Steuerung der Luftströmung durch die Drossel 40 wie etwa durch Öffnen oder Schließen der Drossel 40 auf einen höheren oder geringeren Grad, wegen der Steuerung der Luftströmung durch Turbobooster oder Lader 42, um den Luftdruck in der Kraftmaschine 12 zu beeinflussen, und wegen der Steuerung der Luftströmung durch Nockenphasensteller 44, die die Zeiteinstellung der Einlassventile und der Auslassventile für die Kraftmaschinenzylinder 46 steuern. Der Luftströmungsaktuator kann Teil des Luftströmungsaktuatormoduls 50, das Betätigungssignale an die Drossel 40 sendet, des Turboladers und/oder Laders 42 und der Phasensteller 44 sein. Die Steuerung des Drehmoments durch Änderungen des Luftflusses weist eine inhärente Verzögerung zwischen Betätigung oder Implementierung der Luftströmungsdrehmomentanforderung und der Wirkung der Anforderung auf das Kurbelwellendrehmoment auf. Somit wird eine solche Anforderung als eine vorhergesagte Anforderung bezeichnet, da sie eine Wirkung eines Kurbelwellendrehmoments betrifft, von dem vorhergesagt wird, dass es nach einiger Verzögerung, nachdem die Betätigung auftritt, auftritt. Zum Beispiel hat eine Änderung der Drosselposition erst eine volle Wirkung auf das Kurbelwellendrehmoment, wenn Luft, die gegenwärtig in dem Krümmer und in den Zylindern 46 ist, durch die Kraftmaschine 12 geschoben wird. Das zeitliche Ansprechen des Kurbelwellendrehmoments auf eine vorhergesagte Drehmomentanforderung kann wegen des Wesens der Luftströmungssteuerung auf der Grundlage vieler Faktoren variieren. Ein solcher Faktor ist die Kraftmaschinendrehzahl. Das Ausführen von Schaltungen mit einer vorhergesagten Drehmomentverringerung und mit einer Sofortdrehmomentverringerung kann mehr Gesamtverringerung als die Sofortdrehmomentverringerung allein liefern. Allerdings kann wegen des Wesens des Ansprechens auf vorhergesagte Drehmomentanforderungen an Benzinkraftmaschinen mit Fremdzündung mehr Koordination der Zeiteinstellung der Drehmomentanforderungen notwendig sein.The airflow actuator provided by the engine 12 affects torque at the crankshaft 22 because of the control of airflow through the throttle 40, such as by opening or closing the throttle 40 to a greater or lesser degree, because of the control of the airflow through turbo booster or supercharger 42, to affect the air pressure in the engine 12, and because of the control of air flow by cam phasers 44, which control the timing of the intake valves and the exhaust valves for the engine cylinders 46. The airflow actuator may be part of the airflow actuator module 50 that sends actuation signals to the throttle 40, the turbocharger and/or supercharger 42, and the phaser 44. Controlling torque through changes in airflow has an inherent lag between actuation or implementation of the airflow torque request and the effect of the request on crankshaft torque. Thus, such a request is referred to as a predicted request because it relates to an effect of crankshaft torque that is predicted to occur some delay after the actuation occurs. For example, a change in throttle position does not have a full effect on crankshaft torque until air currently in the manifold and cylinders 46 is pushed through the engine 12 . The timing response of crankshaft torque to a predicted torque request can vary based on many factors due to the nature of air flow control. One such factor is engine speed. Executing shifts with a predicted torque reduction and with an immediate torque reduction may provide more overall reduction than the immediate torque reduction alone. However, due to the nature of the response to predicted torque requests on spark-ignition gasoline engines, more coordination of the timing of the torque requests may be necessary.

Der Zündfunkenaktuator kann ein Teil des Zündfunkenbetätigungsmoduls 52 sein, das Betätigungssignale zum Steuern der Zeiteinstellung des durch Zündkerzen 54 (wobei eine gezeigt ist) erzeugten Zündfunkens relativ zum oberen Totpunkt (TDC) der Kolben innerhalb der Zylinder 46 sendet. Für ein gegebenes Kraftmaschinenverbrennungsgemisch gibt es eine optimale Zündfunkenzeiteinstellung, die eine Funktion der Kraftmaschinendrehzahl, der Menge verbrennbarer Luft in dem Gemisch, der Ladungstemperatur und anderer Faktoren ist. Die Zeiteinstellung des Zündfunkens später als diese optimale Zündfunkenzeiteinstellung wird als Zündfunkenverringerung bezeichnet, da sie veranlasst, dass die Verbrennung innerhalb des Zylinders 46 bei der Kurbelwelle 22 weniger Drehmoment erzeugt.The spark actuator may be part of the spark actuation module 52 that sends actuation signals to control the timing of the spark produced by spark plugs 54 (one shown) relative to the top dead center (TDC) of the pistons within the cylinders 46 . For a given engine combustion mixture, there is an optimal spark timing setting that is a function of engine speed, amount of combustible air in the mixture, charge temperature, and other factors. Timing the spark later than this optimal spark timing is referred to as spark retardation because it causes combustion within the cylinder 46 generated at the crankshaft 22 less torque.

Der Zündfunkenaktuator kann Teil eines Kraftstoffbetätigungsmoduls 56 sein, das Betätigungssignale zum Steuern der Kraftstoffströmung wie etwa durch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 58 für jeden der Zylinder 46 (wobei einer gezeigt ist) sendet. Wenn das Kraftstoff-Drehmomentbetätigungssignal dazu dient, dass eine Kraftstoffabschaltung auftritt, findet in den Zylindern 46 keine Verbrennung statt und ist das Kurbelwellendrehmoment erheblich verringert.The spark actuator may be part of a fuel actuation module 56 that sends actuation signals to control fuel flow, such as through a fuel injector 58 for each of the cylinders 46 (one shown). When the fuel torque command signal is used to cause fuel cutoff to occur, no combustion occurs in the cylinders 46 and crankshaft torque is significantly reduced.

Das bei dem Getriebeausgangsglied 20 bereitgestellte Achsdrehmoment ist grundlegend teilweise anhand eines vom Betreiber angeforderten Achsdrehmoments und anhand von von anderen Fahrzeugsystemen empfangenen Drehmomenteingriffsanforderungen bestimmt, wobei die Drehmomenteingriffsanforderungen Beschränkungen unterliegen, die durch das TCM 34 und durch das ECM 32, das einen Vortrieb in einer Bewegungsrichtung entgegengesetzt zu der beabsichtigten Bewegungsrichtung steuert und zum größten Teil verhindert und das außerdem eine übermäßige Verzögerung des Fahrzeugs 10 verhindert, auferlegt werden. Der Betreiber kann ein Fahrer sein, wobei das vom Betreiber angeforderte Achsdrehmoment in diesem Fall das von dem Fahrer gewünschte Achsdrehmoment ist. In einer Konfiguration können die von dem TCM 34 und/oder von dem ECM 32 ausgeführten Steueralgorithmen entweder auf einem gewünschten Kurbelwellendrehmoment oder auf dem Achsdrehmoment beruhen.The axle torque provided at the transmission output member 20 is fundamentally determined in part based on an operator requested axle torque and on torque intervention requests received from other vehicle systems, the torque intervention requests being subject to limitations imposed by the TCM 34 and by the ECM 32 which opposes propulsion in one direction of motion to the intended direction of movement and for the most part prevented, and which also prevents excessive deceleration of the vehicle 10. The operator may be a driver, in which case the axle torque requested by the operator is the axle torque desired by the driver. In one configuration, the control algorithms executed by the TCM 34 and/or the ECM 32 may be based on either a desired crankshaft torque or axle torque.

Eine durch den Fahrer betriebene Fahrpedalvorrichtung 60 wie etwa ein Fahrpedal ist dafür betreibbar, ein vom Fahrer angefordertes Achsdrehmomentsignal 62 für das ECM 32 bereitzustellen. Das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmomentsignal 62 kann ein elektrisches Signal sein, das die Position der Fahrpedalvorrichtung 60, die mit einem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment bei dem Getriebeausgangsglied 20 korreliert sein kann, repräsentiert. Die Achsdrehmomentanforderung ist die Summe des Drehmoments bei allen Achsen. In einer Allradantriebsanwendung kann mit 200 Nm an beiden Achsen oder kann mit 300 Nm an einer Achse und mit 100 Nm an der anderen Achse eine Anforderung von 400 Nm erzielt werden.A driver operated accelerator pedal device 60 , such as an accelerator pedal, is operable to provide a driver requested axle torque signal 62 to the ECM 32 . The driver-demanded axle torque signal 62 may be an electrical signal representing the position of the accelerator pedal assembly 60 , which may be correlated to a driver-demanded axle torque at the transmission output member 20 . The axle torque request is the sum of the torque on all axles. In an all-wheel drive application, a 400 Nm requirement can be achieved with 200 Nm on both axles, or with 300 Nm on one axle and 100 Nm on the other axle.

Eine vom Fahrer betriebene Bremsvorrichtung 64 wie etwa ein Bremspedal ist dafür betreibbar, ein vom Fahrer angefordertes Bremsdrehmomentsignal 66 für das TCM 34 bereitzustellen. Das vom Fahrer angeforderte Bremsdrehmomentsignal 66 repräsentiert die Position der Bremsvorrichtung 64, die mit einem vom Fahrer angeforderten Bremsdrehmoment, das über ein Bremssystem an eines oder mehrere der Fahrzeugräder 26 angelegt wird, korreliert sein kann. Das Bremsdrehmoment ist ein Achsdrehmoment in einer Richtung, die zu der des der Fahrpedalvorrichtung 60 zugeordneten vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoments entgegengesetzt ist.A driver operated braking device 64 , such as a brake pedal, is operable to provide a driver requested braking torque signal 66 to the TCM 34 . The driver-demanded braking torque signal 66 represents the position of the braking device 64, which may be correlated to a driver-demanded braking torque applied to one or more of the vehicle wheels 26 via a braking system. The braking torque is an axle torque in a direction opposite to that of the driver-requested axle torque associated with the accelerator pedal device 60 .

2 veranschaulicht eine schematische Querschnittsansicht des in 1 gebotenen Getriebes 16. Wie gezeigt ist, kann das Getriebe 16 ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) sein und kann es ein Kupplungsteilsystem 70 enthalten, das sich innerhalb eines Kupplungsgehäuses 72 befindet, und enthält es Trockenkupplungen 74 und 76. Wie gezeigt ist, ist die Kupplung 74 eine Kupplung für gerade Übersetzungsverhältnisse und ist die Kupplung 76 eine Kupplung für ungerade Übersetzungsverhältnisse. Die Kupplungen 74, 76 sind dafür konfiguriert, das besondere Antriebsübersetzungsverhältnis in dem DCT 16 auszuwählen. Genauer enthält die Kupplung 74 eine Kupplungsscheibe 80 mit Reibbelägen 80-1, während die Kupplung 76 eine Kupplungsscheibe 82 mit Reibbelägen 82-1 enthält. Außerdem enthält das DCT 16 einen Kupplungsdeckel 84, der einen Abschnitt 86, der über eine Feder 88 zum Betätigen der Kupplung 74 genutzt wird, und einen Abschnitt 90, der über eine Feder 92 zum Betätigen der Kupplung 76 genutzt wird, aufweist. Außerdem enthält die Kupplung 74 eine Druckplatte 94, während die Kupplung 76 eine Druckplatte 96 enthält. 2 illustrates a schematic cross-sectional view of in 1 offered transmission 16. As shown, the transmission 16 may be a dual clutch transmission (DCT) and may include a clutch subsystem 70 located within a clutch housing 72 and includes dry clutches 74 and 76. As shown, the clutch 74 is an even ratio clutch and clutch 76 is an odd ratio clutch. The clutches 74, 76 are configured to select the particular drive ratio in the DCT 16. Specifically, clutch 74 includes clutch disc 80 with friction facings 80-1, while clutch 76 includes clutch disc 82 with friction facings 82-1. The DCT 16 also includes a clutch cover 84 having a portion 86 utilized to actuate the clutch 74 via a spring 88 and a portion 90 utilized to actuate the clutch 76 via a spring 92 . In addition, clutch 74 includes a pressure plate 94 while clutch 76 includes a pressure plate 96 .

Außerdem nutzen die Kupplungen 74 und 76 eine Mittelplatte 98 gemeinsam, wobei jede der Druckplatten 94 und 96 die jeweiligen Reibbeläge 80-1 und 82-1 durch die Wirkung der Federn 88 und 92 mit einer vorgegebenen Rate gegen die Mittelplatte 98 klemmt, um die jeweilige Kupplung einzurücken. Wenn während des normalen Betriebs des DCT 16 eine der Kupplungen 74, 76 Kraftmaschinendrehmoment in irgendeinem bestimmten Übersetzungsverhältnis überträgt, können die anderen der zwei Kupplungen eine geeignete Synchroneinrichtung des ankommenden Übersetzungsverhältnisses vorwählen. Ein Ventilgehäuse kann das wahlweise Einrücken der Kupplungen 74, 76 dadurch steuern, dass Steuerfluid zu verschiedenen Solenoiden (nicht gezeigt) geleitet wird, die wiederum die Strömung des Steuerfluids zu der geeigneten Kupplung regulieren.In addition, clutches 74 and 76 share a center plate 98, with each of pressure plates 94 and 96 clamping respective friction pads 80-1 and 82-1 at a predetermined rate against center plate 98 by the action of springs 88 and 92 to secure the respective engage the clutch. During normal operation of the DCT 16, when one of the clutches 74, 76 is transferring engine torque in any particular gear ratio, the other of the two clutches may preselect an appropriate oncoming gear ratio synchronizer. A valve body can control the selective engagement of the clutches 74, 76 by directing control fluid to various solenoids (not shown), which in turn regulate the flow of control fluid to the appropriate clutch.

Nun in 3 ist ein Funktionsblockschaltplan eines beispielhaften Kraftmaschinensteuersystems dargestellt. Eine beispielhafte Implementierung eines ECM 32 enthält ein Achsdrehmoment-Entscheidungsmodul 104. Das Achsdrehmoment-Entscheidungsmodul 104 entscheidet zwischen einer Fahrereingabe 62 von einem Fahrereingabemodul (z. B. von der Fahrpedalvorrichtung 60) und anderen Achsdrehmomentanforderungen 105. Die Fahrereingabe 62 kann z. B. auf einer Position eines Fahrpedals beruhen. Die Fahrereingabe 62 kann ebenfalls auf einem Tempomat beruhen, der eine adaptive Geschwindigkeitsregelung sein kann, die einen vorgegebenen Folgeabstand aufrechterhält.well in 3 A functional block diagram of an example engine control system is presented. An example implementation of an ECM 32 includes an axle torque arbitration module 104. The axle torque arbitration module 104 arbitrates between a driver input 62 from a driver input module (eg, from the accelerator pedal device 60) and other axle torque requests 105. The drivers gift 62 can e.g. B. based on a position of an accelerator pedal. Driver input 62 may also be based on cruise control, which may be adaptive cruise control that maintains a predetermined following distance.

Drehmomentanforderungen können Drehmomentzielwerte sowie Anstiegs/Abfall-Anforderungen wie etwa eine Anforderung für den Drehmomentabfall auf ein minimales Drehmoment bei abgeschalteter Kraftmaschine oder für den Anstieg des Drehmoments von dem minimalen Drehmoment bei abgeschalteter Kraftmaschine enthalten. Achsdrehmomentanforderungen 105 können eine Drehmomentverringerung enthalten, die während Radschlupfs durch ein Traktionssteuersystem angefordert wird. Außerdem können Achsdrehmomentanforderungen 105 Drehmomentanforderungszunahmen enthalten, um einem negativen Radschlupf, bei dem ein Reifen des Fahrzeugs in Bezug auf die Straßenoberfläche gleitet, da das Achsdrehmoment negativ ist, entgegenzuwirken.Torque requests may include torque target values as well as increase/decrease requests, such as a request for torque to decrease to a minimum engine off torque or for torque to increase from the minimum engine off torque. Axle torque requests 105 may include a torque reduction requested by a traction control system during wheel slip. Additionally, axle torque requests 105 may include torque request increases to counteract negative wheel slip, where a tire of the vehicle is slipping relative to the road surface because the axle torque is negative.

Außerdem können Achsdrehmomentanforderungen 105 Bremsmanagementanforderungen, Fahrzeugübergeschwindigkeits-Drehmomentanforderungen und/oder Fahrzeugniedergeschwindigkeits-Kriechanforderungen enthalten. Bremsmanagementanforderungen können das Kraftmaschinendrehmoment verringern, um sicherzustellen, dass die Kraftmaschinendrehmomentausgabe die Fähigkeit der Bremsen, das Fahrzeug zu halten, wenn das Fahrzeug angehalten wird, nicht übersteigt. Fahrzeugübergeschwindigkeits-Drehmomentanforderungen können die Kraftmaschinendrehmomentausgabe verringern, um zu verhindern, dass das Fahrzeug eine vorgegebene Geschwindigkeit übersteigt. Achsdrehmomentanforderungen 105 können außerdem durch Karosseriestabilitätssteuersysteme erzeugt werden. Ferner können Achsdrehmomentanforderungen Kraftmaschinen-Abschaltanforderungen enthalten, wie sie etwa erzeugt werden können, wenn ein kritischer Defekt detektiert wird.Additionally, axle torque requests 105 may include brake management requests, vehicle overspeed torque requests, and/or low speed vehicle creep requests. Brake management requests may reduce engine torque to ensure engine torque output does not exceed the ability of the brakes to hold the vehicle when the vehicle is stopped. Vehicle overspeed torque requests may reduce engine torque output to prevent the vehicle from exceeding a predetermined speed. Axle torque requests 105 may also be generated by body stability control systems. Further, axle torque requests may include engine shutdown requests, such as may be generated when a critical failure is detected.

Das Achsdrehmoment-Entscheidungsmodul 104 gibt auf der Grundlage der Ergebnisse der Entscheidung zwischen den empfangenden Drehmomentanforderungen ein vorhergesagtes Drehmoment und ein Sofortdrehmoment aus. Das vorhergesagte Drehmoment ist der Betrag des Drehmoments, auf dessen Erzeugung sich das ECM 32 vorbereitet, und kann häufig auf der Drehmomentanforderung des Fahrers beruhen. Das Sofortdrehmoment ist der Betrag des gegenwärtig gewünschten Drehmoments, das kleiner als das vorhergesagte Drehmoment sein kann.The axle torque decision module 104 outputs a predicted torque and an immediate torque based on the results of the decision between the received torque requests. The predicted torque is the amount of torque that the ECM 32 prepares to produce, and may often be based on the driver's torque request. The immediate torque is the amount of currently desired torque, which may be less than the predicted torque.

Um, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben ist, Drehmomentreserven bereitzustellen und um gegenwärtige Drehmomentverringerungen zu erfüllen, kann das Sofortdrehmoment kleiner als das vorhergesagte Drehmoment sein. Nur beispielhaft können vorübergehende Drehmomentverringerungen angefordert werden, wenn sich eine Fahrzeuggeschwindigkeit einem Übergeschwindigkeitsschwellenwert annähert, wenn das Traktionssteuersystem einen Radschlupf erfasst.To provide torque reserves and to meet current torque reductions, as described in more detail below, the immediate torque may be less than the predicted torque. For example only, temporary torque reductions may be requested as a vehicle speed approaches an overspeed threshold when the traction control system detects wheel slip.

Das Sofortdrehmoment kann dadurch erzielt werden, dass Kraftmaschinenaktuatoren geändert werden, die schnell ansprechen, während langsamere Kraftmaschinenaktuatoren verwendet werden können, um auf das vorhergesagte Drehmoment vorzubereiten. Wie oben beschrieben wurde, kann z. B. die Verstellung des Zündfunkens nach früh schnell eingestellt werden, während die Nockenphasenstellerposition und die Luftströmung wegen der mechanischen Verzögerungszeit langsamer ansprechen können. Ferner unterliegen Änderungen des Luftflusses Lufttransportverzögerungen in dem Einlasskrümmer. Außerdem erscheinen Änderungen der Luftströmung erst als Drehmomentänderungen, wenn Luft in einen Zylinder angesaugt, in ihm verdichtet und verbrannt worden ist.The immediate torque may be achieved by changing engine actuators that respond quickly while using slower engine actuators to prepare for the predicted torque. As described above, z. For example, spark advance may be adjusted quickly, while cam phaser position and airflow may respond more slowly because of the mechanical lag time. Furthermore, changes in air flow are subject to air transport delays in the intake manifold. In addition, changes in airflow do not appear as changes in torque until air has been drawn into a cylinder, compressed within it, and combusted.

Durch Einstellen langsamerer Kraftmaschinenaktuatoren, um ein vorhergesagtes Drehmoment zu erzeugen, während schnellere Kraftmaschinenaktuatoren zum Erzeugen eines Sofortdrehmoments eingestellt werden, das kleiner als das vorhergesagte Drehmoment ist, kann eine Drehmomentreserve erzeugt werden. Zum Beispiel kann eine Drosselklappe geöffnet werden, wodurch die Luftströmung erhöht wird und auf die Erzeugung des vorhergesagten Drehmoments vorbereitet wird. Währenddessen kann die Verstellung des Zündfunkens nach früh verringert werden (mit anderen Worten, kann die Zündfunkeneinstellung nach spät verstellt werden), wodurch die tatsächliche Kraftmaschinendrehmomentausgabe auf das Sofortdrehmoment verringert wird.By adjusting slower engine actuators to produce a predicted torque while adjusting faster engine actuators to produce an immediate torque that is less than the predicted torque, a torque reserve may be created. For example, a throttle may be opened, thereby increasing airflow and preparing for generation of the predicted torque. Meanwhile, the spark advance may be reduced (in other words, the spark timing may be retarded), thereby reducing the actual engine torque output to the immediate torque.

Die Differenz zwischen dem vorhergesagten Drehmoment und dem Sofortdrehmoment kann die Drehmomentreserve genannt werden. Wenn eine Drehmomentreserve vorhanden ist, kann das Kraftmaschinendrehmoment durch Ändern eines schnelleren Aktuators schnell von dem Sofortdrehmoment auf das vorhergesagte Drehmoment erhöht werden. Dadurch wird das vorhergesagte Drehmoment erzielt, ohne dass darauf gewartet wird, dass sich aus einer Einstellung eines der langsameren Aktuatoren eine Änderung des Drehmoments ergibt.The difference between the predicted torque and the immediate torque can be called the torque reserve. When there is a torque reserve, the engine torque may be quickly increased from the immediate torque to the predicted torque by changing a faster actuator. This achieves the predicted torque without waiting for a change in torque to result from an adjustment to one of the slower actuators.

Das Achsdrehmoment-Entscheidungsmodul 104 gibt das vorhergesagte Drehmoment und das Sofortdrehmoment an ein Vortriebsdrehmoment-Entscheidungsmodul 106 aus. In verschiedenen Hybridimplementierungen (d. h. solchen, die einen Motor/Generator 28 enthalten) kann das Achsdrehmoment-Entscheidungsmodul 104 das vorhergesagte Drehmoment und das Sofortdrehmoment an ein Hybridoptimierungsmodul 108 ausgeben. Das Hybridoptimierungsmodul 108 bestimmt, wie viel Drehmoment durch eine Kraftmaschine erzeugt werden sollte und wie viel Drehmoment durch einen Motor/Generator 28 erzeugt werden sollte. Daraufhin gibt das Hybridoptimierungsmodul 108 an das Vortriebsdrehmoment-Entscheidungsmodul 106 geänderte Werte des vorhergesagten Drehmoments und des Sofortdrehmoments aus.The axle torque decision module 104 outputs the predicted torque and the immediate torque to a propulsion torque decision module 106 . In various hybrid implementations (ie, those that include a motor/generator 28), axle rotation torque decision module 104 output the predicted torque and the immediate torque to a hybrid optimization module 108 . The hybrid optimization module 108 determines how much torque should be produced by an engine and how much torque should be produced by a motor/generator 28 . The hybrid optimization module 108 then outputs to the propulsion torque decision module 106 modified values of the predicted torque and the immediate torque.

Das vorhergesagte Drehmoment und das Sofortdrehmoment, die von dem Vortriebsdrehmoment-Entscheidungsmodul 106 empfangen werden, können aus einem Achsdrehmomentbereich (Drehmoment bei den Rädern) in einen Vortriebsdrehmomentbereich (Drehmoment bei der Kurbelwelle) umgesetzt werden. Diese Umsetzung kann vor dem, nach dem, als Teil des oder anstelle des Hybridoptimierungsmoduls 108 stattfinden.The predicted torque and immediate torque received from the propulsion torque decision module 106 may be converted from an axle torque range (torque at the wheels) to a propulsion torque range (torque at the crankshaft). This conversion may occur before, after, as part of, or in place of the hybrid optimization module 108 .

Das Vortriebsdrehmoment-Entscheidungmodul 106 kann zwischen Vortriebsdrehmomentanforderungen einschließlich des umgesetzten vorhergesagten Drehmoments und des umgesetzten Sofortdrehmoments entscheiden. Das Vortriebsdrehmoment-Entscheidungsmodul 106 kann ein entschiedenes vorhergesagtes Drehmoment und ein entschiedenes Sofortdrehmoment erzeugen. Die entschiedenen Drehmomente können durch Auswählen der siegreichen Anforderung unter den empfangenen Anforderungen erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich können die entschiedenen Drehmomente durch Ändern einer der empfangenen Anforderungen auf der Grundlage einer anderen einen oder mehreren der empfangenen Anforderungen erzeugt werden.The propulsion torque arbitration module 106 may arbitrate between propulsion torque requests including the implicit predicted torque and the implicit implicit torque. The propulsion torque arbitration module 106 may generate an arbitrated predicted torque and an arbitrated immediate torque. The arbitrated torques can be generated by selecting the winning request from among the received requests. Alternatively or additionally, the arbitrated torques may be generated by changing one of the received requests based on another one or more of the received requests.

Andere Vortriebsdrehmomentanforderungen 109 können Drehmomentverringerungen für den Kraftmaschinenüberdrehzahlschutz, Drehmomenterhöhungen zur Verhinderung des Stehenbleibens und Drehmomentverringerungen, die von dem TCM 34 angefordert werden, um an Gangschaltungen anzupassen, enthalten. Außerdem können sich Vortriebsdrehmomentanforderungen 109 aus der Kupplungskraftstoffabschaltung ergeben, die die Kraftmaschinendrehmomentausgabe verringern kann, wenn der Fahrer das Kupplungspedal in einem Handschaltgetriebefahrzeug niederdrückt.Other propulsion torque requests 109 may include torque reductions for engine overspeed protection, torque increases for stall prevention, and torque reductions requested by the TCM 34 to accommodate gear shifts. In addition, propulsion torque requests 109 may result from clutch fuel cutoff, which may reduce engine torque output when the driver depresses the clutch pedal in a manual transmission vehicle.

Außerdem können Vortriebsdrehmomentanforderungen 109 eine Kraftmaschinenabschaltanforderung enthalten, die initiiert werden kann, wenn ein kritischer Defekt detektiert wird. Nur beispielhaft können kritische Defekte die Detektierung eines Fahrzeugdiebstahls, einen festgefahrenen Startermotor, Probleme mit der Steuerung der elektronischen Drossel und unerwartete Drehmomentzunahmen enthalten. Nur beispielhaft können Kraftmaschinen-Abschaltanforderungen die Entscheidung immer gewinnen und dabei als die entschiedenen Drehmomente ausgegeben werden oder die Entscheidung überhaupt umgehen, wobei die Kraftmaschine ungeachtet des Drehmoments einfach abgeschaltet wird. Das Vortriebsdrehmoment-Entscheidungsmodul 106 kann diese Abschaltanforderungen weiter empfangen, so dass z. B. geeignete Daten an andere Drehmomentanforderungseinrichtungen rückgekoppelt werden können. Zum Beispiel können alle anderen Drehmomentanforderungseinrichtungen darüber informiert werden, dass sie die Entscheidung verloren haben.Additionally, propulsion torque requests 109 may include an engine shutdown request, which may be initiated when a critical failure is detected. For example only, critical faults may include detection of vehicle theft, a stuck starter motor, problems with electronic throttle control, and unexpected torque increases. For example only, engine shutdown requests may always win the arbitration and thereby be output as the arbitrated torques, or bypass the arbitration altogether, simply shutting down the engine regardless of the torque. The propulsion torque decision module 106 may continue to receive these shutdown requests such that e.g. B. suitable data can be fed back to other torque request devices. For example, all other torque request devices may be informed that they have lost arbitration.

Ein auch als Fahrzeugleerlaufmodul 110 bezeichnetes RPM-Steuermodul 110 kann außerdem vorhergesagte Drehmomentanforderungen und Sofortdrehmomentanforderungen an das Vortriebsdrehmoment-Entscheidungsmodul 106 ausgeben. Wenn das ECM 32 im RPM-Modus ist, können die Drehmomentanforderungen von dem RPM-Steuermodul 110 bei der Entscheidung siegen. Der RPM-Modus kann ausgewählt werden, wenn der Fahrer seine Füße von dem Fahrpedal nimmt, wie etwa, wenn das Fahrzeug im Leerlauf ist oder von einer höheren Geschwindigkeit ausrollt. Alternativ oder zusätzlich kann der RPM-Modus ausgewählt werden, wenn das durch das Achsdrehmoment-Entscheidungsmodul 104 angeforderte vorhergesagte Drehmoment kleiner als ein kalibrierbarer Drehmomentwert ist.An RPM control module 110 , also referred to as a vehicle idle module 110 , may also output predicted torque requests and immediate torque requests to the propulsion torque decision module 106 . When the ECM 32 is in RPM mode, the torque requests from the RPM control module 110 may prevail in the arbitration. RPM mode may be selected when the driver takes their feet off the accelerator pedal, such as when the vehicle is idling or coasting from a higher speed. Alternatively or additionally, the RPM mode may be selected when the predicted torque requested by the axle torque decision module 104 is less than a calibratable torque value.

Das RPM-Steuermodul 110 kann eine gewünschte RPM von einem RPM-Trajektorienmodul 112 empfangen und kann die Anforderungen für das vorhergesagte Drehmoment und für das Sofortdrehmoment so steuern, dass die Differenz zwischen der gewünschten RPM und der tatsächlichen RPM verringert wird. Nur beispielhaft kann das RPM-Trajektorienmodul 112 eine linear abnehmende gewünschte RPM für das Fahrzeugausrollen ausgeben, bis die Kraftmaschinen-RPM eine Leerlauf-RPM erreicht. Daraufhin kann das RPM-Trajektorienmodul 112 weiter die Leerlauf-RPM als die gewünschte RPM ausgeben. Alternativ kann das RPM-Steuermodul 110 auf Anweisung des TCM 34 in Bedingungen niedriger Drehzahl arbeiten. Außer dem RPM-Steuermodul kann das ECM 32 ein Drehzahlsteuermodul 111 enthalten, das einen Drehzahlbefehl von dem TCM 34 empfangen kann und das nach Art eines Regelkreises arbeiten kann, um die Kraftmaschinenausgangsdrehzahl in einem Nicht-Leerlauf-Szenarium in der Weise zu regeln, dass sie mit einer Anforderung übereinstimmt.The RPM control module 110 may receive a desired RPM from an RPM trajectory module 112 and may control the predicted torque and immediate torque requests to reduce the difference between the desired RPM and the actual RPM. For example only, the RPM trajectory module 112 may output a linearly decreasing desired RPM for vehicle coasting until engine RPM reaches an idle RPM. The RPM trajectory module 112 may then continue to output the idle RPM as the desired RPM. Alternatively, the RPM control module 110 may operate in low speed conditions as directed by the TCM 34 . In addition to the RPM control module, the ECM 32 may include a speed control module 111 that may receive a speed command from the TCM 34 and that may operate in a closed loop manner to regulate engine output speed in a non-idle scenario such that it matches a requirement.

Ein Reserven/Belastungen-Modul 120 kann von dem Vortriebsdrehmoment-Entscheidungsmodul 106 die entschiedenen vorhergesagten Drehmomentanforderungen und Sofortdrehmomentanforderungen empfangen. Verschiedene Kraftmaschinenbetriebsbedingungen können die Kraftmaschinendrehmomentausgabe beeinflussen. Das Reserven/Belastungen-Modul 120 kann in Ansprechen auf diese Bedingungen durch Erhöhen der vorhergesagten Drehmomentanforderung eine Drehmomentreserve erzeugen.A reserves/loads module 120 may receive the arbitrated predicted torque requests and immediate torque requests from the propulsion torque decision module 106 received. Various engine operating conditions may affect engine torque output. The reserves/loads module 120 may generate a torque reserve in response to these conditions by increasing the predicted torque request.

Nur beispielhaft können ein Katalysatoranspringprozess oder ein Kaltstartemissions-Verringerungsprozess die Zündfunkenverstellung nach früh für eine Kraftmaschine direkt ändern. Somit kann das Reserven/Belastungen-Modul 120 die vorhergesagte Drehmomentanforderung erhöhen, um der Wirkung dieser Zündfunkenverstellung nach früh auf die Kraftmaschinendrehmomentausgabe entgegenzuwirken. In einem anderen Beispiel können das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Kraftmaschine und/oder die Massenluftströmung wie etwa durch diagnostische betriebsunterbrechende Tests des Äquivalenzverhältnisses [engl.: „diagnostic intrusive equivalence ratio testing“] und/oder durch Spülung einer neuen Kraftmaschine direkt geändert werden. Entsprechende vorhergesagte Drehmomenterhöhungen können vorgenommen werden, um Änderungen der Kraftmaschinendrehmomentausgabe während dieser Prozesse auszugleichen.For example only, a catalyst light off process or a cold start emissions reduction process may directly alter spark advance for an engine. Thus, the reserves/stresses module 120 may increase the predicted torque request to counteract the effect of this spark advance on the engine torque output. In another example, engine air/fuel ratio and/or mass airflow may be altered directly, such as through diagnostic intrusive equivalence ratio testing and/or by purging a new engine. Corresponding predicted torque increases may be made to compensate for changes in engine torque output during these processes.

Das Reserven/Belastungen-Modul 120 kann in Erwartung einer künftigen Belastung wie etwa des Einrückens der Klimaanlagen-Kompressorkupplung oder des Servolenkungs-Pumpenbetriebs ebenfalls eine Reserve erzeugen. Die Reserve für das A/C-Kupplungs-Einrücken kann erzeugt werden, wenn der Fahrer die Klimatisierung erstmals anfordert. Wenn die A/C-Kupplung daraufhin eingerückt wird, kann das Reserven/Belastungen-Modul 120 die erwartete Belastung der A/C-Kupplung zu der Sofortdrehmomentanforderung addieren.The reserves/loads module 120 may also generate a reserve in anticipation of a future load such as air conditioning compressor clutch engagement or power steering pump operation. The reserve for A/C clutch engagement may be created when the driver initially requests air conditioning. When the A/C clutch is then engaged, the reserves/loads module 120 may add the expected load on the A/C clutch to the immediate torque request.

Ein Betätigungsmodul 124 empfängt die Anforderungen des vorhergesagten Drehmoments und des Sofortdrehmoments als Ausgabe durch das Reserven/Belastungen-Modul 120. Das Betätigungsmodul 124 kann bestimmen, wie die vorhergesagten Drehmomentanforderungen und die Sofortdrehmomentanforderungen erzielt werden. Das Betätigungsmodul 124 kann kraftmaschinentypspezifisch mit unterschiedlichen Steuerschemata für Benzinkraftmaschinen gegenüber Dieselkraftmaschinen sein. In verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 124 die Grenze zwischen Modulen vor dem Betätigungsmodul 124, die von der Kraftmaschine unabhängig sind, und Modulen, die von der Kraftmaschine abhängig sind, definieren.An actuation module 124 receives the predicted torque and immediate torque requests as an output by the reserves/loads module 120. The actuation module 124 may determine how to achieve the predicted torque requests and the immediate torque requests. The actuation module 124 may be engine type specific with different control schemes for gasoline engines versus diesel engines. In various implementations, the actuation module 124 may define the boundary between modules upstream of the actuation module 124 that are engine independent and modules that are engine dependent.

Zum Beispiel kann das Betätigungsmodul 124 in einer Benzinkraftmaschine die Öffnung der Drossel 40 ändern, was einen weiten Bereich der Drehmomentsteuerung zulässt. Allerdings kann das Öffnen und Schließen der Drossel 40 zu einer verhältnismäßig langsamen Änderung des Drehmoments führen. Das Abschalten von Zylindern bietet ebenfalls einen weiten Bereich der Drehmomentsteuerung, kann aber verhältnismäßig langsam sein und zusätzlich Fahreigenschafts- und Emissionsbedenken umfassen. Das Ändern der Zündfunkenverstellung nach früh ist verhältnismäßig schnell, bietet aber keinen großen Bereich der Drehmomentsteuerung. Außerdem ändert sich der Betrag der mit dem Zündfunken möglichen Drehmomentsteuerung (als Zündfunkenkapazität bezeichnet), während sich die Luft pro Zylinder ändert.For example, in a gasoline engine, the actuation module 124 may change the opening of the throttle 40, allowing for a wide range of torque control. However, opening and closing the throttle 40 can result in a relatively slow change in torque. Cylinder deactivation also offers a wide range of torque control, but may be relatively slow and may present additional driveability and emissions concerns. Changing the spark advance is relatively quick but does not offer a large range of torque control. Also, the amount of torque control possible with the spark (referred to as spark capacity) changes as the air per cylinder changes.

In verschiedenen Implementierungen kann das Betätigungsmodul 124 auf der Grundlage der vorhergesagten Drehmomentanforderung eine Luftdrehmomentanforderung 125 erzeugen. Die Luftdrehmomentanforderung kann gleich der vorhergesagten Drehmomentanforderung sein, was veranlasst, dass die Luftströmung so eingestellt wird, dass die vorhergesagte Drehmomentanforderung einfach durch Änderungen an anderen Aktuatoren erzielt werden kann.In various implementations, the actuation module 124 may generate an air torque request 125 based on the predicted torque request. The air torque request may be equal to the predicted torque request, causing the airflow to be adjusted so that the predicted torque request can be achieved simply through changes to other actuators.

Ein Luftsteuermodul 128 kann gewünschte Aktuatorwerte für langsame Aktuatoren auf der Grundlage der Luftdrehmomentanforderung bestimmen. Das Luftsteuermodul 128 kann z. B. den gewünschten Krümmerabsolutdruck (MAP), die gewünschte Drosselöffnungsfläche und/oder die gewünschte Luft pro Zylinder (APC) steuern. Der gewünschte MAP kann verwendet werden, um den gewünschten Ladedruck zu bestimmen, und die gewünschte APC kann verwendet werden, um gewünschte Nockenphasenstellerpositionen zu bestimmen.An air control module 128 may determine desired actuator values for slow actuators based on the air torque request. The air control module 128 can z. B. control the desired manifold absolute pressure (MAP), the desired throttle area and/or the desired air per cylinder (APC). Desired MAP may be used to determine desired boost pressure and desired APC may be used to determine desired cam phaser positions.

In Benzinsystemen kann das Betätigungsmodul 124 außerdem eine Zündfunken-Drehmomentanforderung 129, eine Zylinderabschaltungs-Drehmomentanforderung 130 und eine Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung 131 erzeugen. Die Zündfunken-Drehmomentanforderung kann von einem Zündfunkensteuermodul 132 verwendet werden, um zu bestimmen, wie stark der Zündfunken gegenüber einer kalibrierten Verstellung des Zündfunkens nach früh nach spät verstellt werden soll (was die Kraftmaschinendrehmomentausgabe verringert). Das Zündfunkensteuermodul 132 steuert das Zündfunkenaktuatormodul 52. In Dieselsystemen kann die Kraftstoffmasse der primäre Aktuator zum Steuern der Kraftmaschinendrehmomentausgabe sein.In gasoline systems, the actuation module 124 may also generate a spark torque request 129 , a cylinder deactivation torque request 130 , and a fuel mass torque request 131 . The spark torque request may be used by a spark control module 132 to determine how much to retard spark from a calibrated spark advance (which reduces engine torque output). The spark control module 132 controls the spark actuator module 52. In diesel systems, fuel mass may be the primary actuator for controlling engine torque output.

Die Zylinderabschaltungs-Drehmomentanforderung kann von einem Zylindersteuermodul 136 verwendet werden, um zu bestimmen, wie viele Zylinder abgeschaltet werden sollen. Das Zylindersteuermodul 136 kann ein Kraftstoffsteuermodul 138 anweisen, die Bereitstellung von Kraftstoff für abgeschaltete Zylinder anzuhalten, und kann das Zündfunkensteuermodul 132 anweisen, die Bereitstellung des Zündfunkens für die abgeschalteten Zylinder anzuhalten.The cylinder deactivation torque request may be used by a cylinder control module 136 to determine how many cylinders to deactivate. The cylinder control module 136 may be a fuel control module 138 to stop providing fuel to deactivated cylinders and may command the spark control module 132 to stop providing spark to deactivated cylinders.

Die Kraftstoffmassen-Drehmomentanforderung 131 kann von dem Kraftstoffsteuermodul 138 verwendet werden, um die Menge des für jeden Zylinder 46 bereitgestellten Kraftstoffs zu ändern. Nur beispielhaft kann das Kraftstoffsteuermodul 138 eine Kraftstoffmasse bestimmen, die, wenn sie mit dem gegenwärtigen Betrag der Luft pro Zylinder 46 kombiniert wird, eine stöchiometrische Verbrennung liefert. Das Kraftstoffsteuermodul 138 kann das Kraftstoffaktuatormodul 56 anweisen, diese Kraftstoffmasse für jeden aktivierten Zylinder 46 einzuspritzen. Während des normalen Kraftmaschinenbetriebs kann das Kraftstoffsteuermodul 138 ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufrechtzuerhalten versuchen.The fuel mass torque request 131 may be used by the fuel control module 138 to change the amount of fuel provided to each cylinder 46 . For example only, the fuel control module 138 may determine a fuel mass that, when combined with the current amount of air per cylinder 46, provides stoichiometric combustion. The fuel control module 138 may command the fuel actuator module 56 to inject this mass of fuel for each activated cylinder 46 . During normal engine operation, the fuel control module 138 may attempt to maintain a stoichiometric air/fuel ratio.

Das Kraftstoffsteuermodul 138 kann die Kraftstoffmasse über den stöchiometrischen Wert erhöhen, um die Kraftmaschinendrehmomentausgabe zu erhöhen, und kann die Kraftstoffmasse verringern, um die Kraftmaschinendrehmomentausgabe zu verringern. In verschiedenen Implementierungen kann das Kraftstoffsteuermodul 138 ein gewünschtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis empfangen, das sich von der Stöchiometrie unterscheidet. Daraufhin kann das Kraftstoffsteuermodul 138 für jeden Zylinder 46 eine Kraftstoffmasse bestimmen, die das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis erzielt.The fuel control module 138 may increase fuel mass above stoichiometric to increase engine torque output and may decrease fuel mass to decrease engine torque output. In various implementations, the fuel control module 138 may receive a desired air/fuel ratio that differs from stoichiometry. The fuel control module 138 may then determine a fuel mass for each cylinder 46 that achieves the desired air/fuel ratio.

Ein Drehmomentschätzmodul 140 kann die Drehmomentausgabe der Kraftmaschine schätzen. Dieses geschätzte Drehmoment kann von dem Luftsteuermodul 128 verwendet werden, um eine Regelung von Kraftmaschinen-Luftströmungsparametern wie etwa MAP, Drosselöffnungsfläche und Phasenstellerpositionen auszuführen. Nur beispielhaft kann eine Drehmomentbeziehung wie etwa die definiert werden, bei der das Drehmoment (T) eine Funktion der Luft pro Zylinder (APC), der Verstellung des Zündfunkens nach früh (S), der Einlassnocken-Phasenstellerposition (I), der Auslassnocken-Phasenstellerposition (E), des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses (AF), der Öltemperatur (OT) und der Anzahl aktivierter Zylinder (#) ist. Es können zusätzliche Variablen wie etwa der Grad der Öffnung eines Abgasrückführungsventils (AGR-Ventils) berücksichtigt werden.A torque estimation module 140 may estimate the torque output of the engine. This estimated torque may be used by the air control module 128 to perform closed-loop control of engine airflow parameters such as MAP, throttle area, and phaser positions. For example only, a torque relationship such as that where torque (T) is a function of air per cylinder (APC), spark advance (S), intake cam phaser position (I), exhaust cam phaser position may be defined (E), air/fuel ratio (AF), oil temperature (OT) and number of activated cylinders (#). Additional variables, such as the degree of opening of an exhaust gas recirculation (EGR) valve, may be considered.

Diese Beziehung kann durch eine Gleichung modelliert werden und/oder kann als eine Nachschlagetabelle gespeichert werden. Das Drehmomentschätzmodul 140 kann die APC auf der Grundlage der gemessenen Luftmassenströmung (MAF) und der gegenwärtigen RPM bestimmen, wodurch eine Luftregelung auf der Grundlage der tatsächlichen Luftströmung ermöglicht wird. Die verwendeten Einlass- und Auslassnocken-Phasenstellerpositionen können auf tatsächlichen Positionen beruhen, während sich die Phasensteller in Richtung der gewünschten Positionen bewegen können. Außerdem kann ein kalibrierter Wert der Verstellung des Zündfunkens nach früh verwendet werden. Dieses geschätzte Drehmoment kann als ein Luftdrehmoment bezeichnet werden, - d. h. als ein Schätzwert dafür, wie viel Drehmoment bei der gegenwärtigen Luftströmung unabhängig von der tatsächlichen Kraftmaschinendrehmomentausgabe, die sich auf der Grundlage der Verstellung des Zündfunkens nach früh ändert, erzeugt werden könnte.This relationship can be modeled by an equation and/or can be stored as a look-up table. The torque estimation module 140 may determine the APC based on the measured mass air flow (MAF) and the current RPM, thereby facilitating air control based on the actual air flow. The intake and exhaust cam phaser positions used may be based on actual positions, while the phasers may move toward the desired positions. In addition, a calibrated spark advance value may be used. This estimated torque can be referred to as an air torque - i.e. H. as an estimate of how much torque could be produced at the current airflow regardless of actual engine torque output changing based on spark advance.

Das Luftsteuermodul 128 kann ein gewünschtes Krümmerabsolutdrucksignal (MAP-Signal) erzeugen, das an ein Ladedruckplanungsmodul 142 ausgegeben wird. Das Ladedruckplanungsmodul 142 kann das gewünschte MAP-Signal zum Steuern des einen oder der mehreren Turbolader und/oder Lader 42 verwenden.The air control module 128 may generate a desired manifold absolute pressure (MAP) signal that is output to a boost scheduling module 142 . The boost scheduling module 142 may use the desired MAP signal to control the one or more turbochargers and/or superchargers 42 .

Das Luftsteuermodul 128 kann ein Signal der gewünschten Fläche erzeugen, das dafür verwendet wird, die Drosselklappe 40 zum Erzeugen der gewünschten Drosselöffnungsfläche zu regulieren. Das Luftsteuermodul 128 kann das geschätzte Drehmoment und/oder das MAF-Signal verwenden, um eine Regelung auszuführen. Zum Beispiel kann das Signal der gewünschten Fläche auf der Grundlage eines Vergleichs des geschätzten Drehmoments und der Luftdrehmomentanforderung gesteuert werden.The air control module 128 may generate a desired area signal that is used to regulate the throttle plate 40 to generate the desired throttle opening area. The air control module 128 may use the estimated torque and/or the MAF signal to perform feedback control. For example, the desired area signal may be controlled based on a comparison of the estimated torque and the air torque request.

Das Luftsteuermodul 128 kann außerdem ein Signal der gewünschten Luft pro Zylinder (APC-Signal) erzeugen, das an ein Phasenstellerplanungsmodul 144 ausgegeben wird. Das Phasenstellerplanungsmodul 144 kann Positionen der Einlass- und/oder Auslassnockenphasensteller 44 auf der Grundlage des gewünschten APC-Signals und des gewünschten RPM-Signals steuern.The air control module 128 may also generate a desired air per cylinder (APC) signal that is output to a phaser scheduling module 144 . The phaser scheduling module 144 may control positions of the intake and/or exhaust cam phasers 44 based on the desired APC signal and the desired RPM signal.

Wieder anhand von 2 kann das DCT 16 wie diskutiert während des normalen Betriebs Gangschaltungen unter Verwendung einer sogenannten asynchronen Schaltung ausführen. Während einer asynchronen Schaltung beginnt das DCT 16, eine Kupplung für den nächsten Gang (d. h. die herankommende Kupplung) anzuwenden, während die Kupplung für den gegenwärtigen Gang (d. h. die weggehende Kupplung) immer noch etwas Drehmomentübertragungsfähigkeit hält, obwohl sie abfällt. Dies erfolgt in der Weise, dass während der gesamten Schaltung Drehmoment von der Kraftmaschine an die Achsen übermittelt werden kann. Eine asynchrone Schaltung minimiert die Wahrnehmung des Verlusts an Beschleunigung (d. h. eines Durchhangs) während einer Schaltung. Allerdings kann die Getriebeeingangsdrehzahl wegen der sich ändernden Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Getriebezahnräder nicht gleichzeitig auf der Drehzahl sein, die sowohl für den gegenwärtigen als auch für den nächsten Gang notwendig ist, daher die Bezeichnung „asynchron“.Again based on 2 For example, as discussed, the DCT 16 can perform gear shifts during normal operation using a so-called asynchronous shift. During an asynchronous shift, the DCT 16 begins to apply a next-gear clutch (ie, the on-coming clutch) while the present-gear clutch (ie, the off-going clutch) still retains some torque-carrying capability, albeit dropping. This is done in such a way that torque can be transmitted from the engine to the axles throughout the shift. An asynchronous shift minimizes the perception of loss of acceleration (ie, sag) during a shift. However, can the transmission input speed cannot simultaneously be at the speed required for both the current and next gears due to the changing gear ratios of the various transmission gears, hence the term "asynchronous".

Allerdings kann in bestimmten Szenarien keine asynchrone Schaltung ausgeführt werden. Falls der Fahrer die Fahrpedalvorrichtung 60 z. B. recht energisch einrückt, kann ein Herunterschalten mehrerer Gänge erforderlich sein. In diesem Fall hat das TCM 34 die Option, auf asynchrone Weise in einen oder mehrere Zwischengänge zu schalten, bevor es bei dem endgültigen Zielgang ankommt. Allerdings kann dies eine unerwünschte Zeit dauern. Eine weitere Option kann das Lösen der Kraftmaschine 14 von dem Getriebe 16 durch Öffnen der Eingangskupplung, während daraufhin das Zahnradgetriebe auf den gewünschten Gang vorbereitet wird, sein. Dies kann weniger Zeit dauern, könnte aber zu einem vorübergehenden Verlust an Beschleunigung führen. Eine solche Gangschaltung kann als eine „synchrone“ Schaltung bezeichnet werden, da die Drehzahl der Kraftmaschine in der Weise gesteuert würde, dass sie mit der Drehzahl der Getriebeeingangswelle für den gewünschten Gang übereinstimmt. Eine synchrone Schaltung kann gleichfalls erforderlich sein, falls der Fahrer wie etwa unter Verwendung einer elektronischen Gangwahleinrichtung (üblicherweise als „Schaltwippen“ bezeichnet) manuell über mehrere Gänge antippen sollte.However, in certain scenarios, an asynchronous shift cannot be performed. If the driver uses the accelerator pedal device 60 e.g. B. engages quite vigorously, downshifting several gears may be necessary. In this case, the TCM 34 has the option to shift into one or more intermediate gears in an asynchronous manner before arriving at the final target gear. However, this can take an undesirable amount of time. Another option may be disengaging the engine 14 from the transmission 16 by opening the input clutch while then preparing the gear train for the desired gear. This may take less time but could result in a temporary loss of acceleration. Such a gear shift may be referred to as a "synchronous" shift because the engine speed would be controlled to match the transmission input shaft speed for the desired gear. Synchronous shifting may also be required should the driver manually tap through multiple gears, such as using an electronic gear selector (commonly referred to as "paddle shifters").

4-6 stellen schematisch drei Typen synchroner Schaltungen dar. Wie gezeigt ist, repräsentiert 4 eine synchrone Schaltung, die durch das TCM 34 initiiert wird, wenn der Fahrer die Fahrpedalvorrichtung 60 auf energische Weise einrückt. 5 repräsentiert eine synchrone Schaltung, die initiiert wird, wenn der Fahrer manuell über mehrere Gänge abwärts antippt, und 6 repräsentiert eine synchrone Schaltung, die initiiert wird, wenn der Fahrer manuell über mehrere Gänge aufwärts antippt. Es sollte erkannt werden, dass andere potentielle Szenarien möglich sind. 4-6 schematically represent three types of synchronous circuits. As shown, represents 4 a synchronous shift initiated by the TCM 34 when the driver energetically engages the accelerator pedal device 60 . 5 represents a synchronous shift initiated when the driver manually taps down through multiple gears, and 6 represents a synchronous shift initiated when the driver manually taps up through multiple gears. It should be recognized that other potential scenarios are possible.

4 veranschaulicht mehrere Graphen, die alle in der Zeit 200 koordiniert sind. Von oben nach unten repräsentieren die Graphen: das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmomentsignal 62 (d. h. von einem Fahrpedal 60); eine KraftmaschinenDrehzahl/Winkelgeschwindigkeit 202 und eine Getriebeeingangswellen-Winkelgeschwindigkeit 204; einen Eingangskupplungs-Einrückdruck 206 (d. h. eine Drehmomentübertragungskapazität); und ein Kraftmaschinendrehmoment (allgemein bei 208). 4 Figure 12 illustrates several graphs all coordinated in time 200. From top to bottom, the graphs represent: the driver requested axle torque signal 62 (ie, from an accelerator pedal 60); an engine speed/angular rate 202 and a transmission input shaft angular rate 204; an input clutch engagement pressure 206 (ie, torque-carrying capacity); and an engine torque (generally at 208).

Wie gezeigt ist, kann ein Fahrer die Fahrpedalvorrichtung 60 zu einem ersten Zeitpunkt 210 einrücken. Innerhalb einer kurzen Zeitdauer nach dem Anfangseinsetzen kann das TCM 34 erkennen, dass eine Mehrgangschaltung erforderlich ist. Eine solche Entscheidung kann auf dem Grad oder auf dem Anstieg der Einstellung des Drehmomentsignals 62 beruhen. Das TCM 34 kann in Erwartung eines Kupplungsausrückens eine Drehmomentverringerungsanforderung 212 an das Achsdrehmoment-Entscheidungsmodul 104 senden, um die Drehmomentausgabe der Kraftmaschine 12 schnell zu verringern. Wenn sich das vorhergesagte Kraftmaschinenausgangsdrehmoment 214 einem vorgegebenen Wert annähert, um eine Störung zu minimieren, wenn die Eingangskupplung geöffnet wird (allgemein bei 216), kann das TCM 34 die Eingangskupplung des Getriebes 16 (d. h. bei dem Zeitpunkt 218), wie durch den Kupplungseinrückzustand 206 bei 220 zu sehen ist, ausrücken. Der vorgegebene Wert kann ein Wert sein, der niedriger als das zuvor angewendete Drehmoment ist. Dieser niedrigere Wert kann anstelle eines Rucks, wie wenn die Kupplung plötzlich gelöst würde, eine allmählichere Änderung der Beschleunigung bereitstellen.As shown, a driver may engage the accelerator pedal device 60 at a first time 210 . Within a short period of time after initial onset, the TCM 34 may recognize that a multi-speed shift is required. Such a decision may be based on the degree or on the slope of the torque signal 62 adjustment. The TCM 34 may send a torque reduction request 212 to the axle torque decision module 104 in anticipation of clutch disengagement to rapidly reduce the torque output of the engine 12 . When the predicted engine output torque 214 approaches a predetermined value to minimize disturbance when the input clutch is opened (generally at 216), the TCM 34 may the input clutch of the transmission 16 (ie, at time 218), as indicated by the clutch engagement state 206 seen at 220, disengage. The predetermined value may be a value lower than the previously applied torque. This lower value can provide a more gradual change in acceleration rather than a jerk like the clutch suddenly releasing.

Nach dem Ausrücken der Kupplung zum Zeitpunkt 218 kann das TCM 34 über das Drehzahlsteuermodul 111 einen Drehzahlsteuerungsmodus für das ECM 32 anweisen. In dem Drehzahlsteuermodul wird die Kraftmaschinendrehzahl 202 unter der Drehzahlsteuerung des ECM 32 auf einen höheren Pegel erhöht, so dass sie mit einem niedrigeren Gang übereinstimmt. Während dieser Phase kann das ECM 32 das Drehmoment bis auf ein gesättigtes Maximum erhöhen (allgemein bei 222). Das ECM 32 kann in Ansprechen auf die Drehzahlsteuerungsanforderung von dem TCM 34 das vorhergesagte erzeugte Drehmoment 214, allerdings mit einer geringfügigen Zeitverzögerung, erhöhen. Während sich die Drehzahl der Kraftmaschine erhöht, kann innerhalb des Getriebes 16 ein Gangwechsel auftreten, wobei der Gangwechsel in 4 durch die Erhöhung der Getriebeeingangswellen-Winkelgeschwindigkeit 204 (allgemein bei 224) sichtbar ist.After disengaging the clutch at time 218 , the TCM 34 may command a speed control mode for the ECM 32 via the speed control module 111 . In the speed control module, under speed control of the ECM 32, the engine speed 202 is increased to a higher level to match a lower gear. During this phase, the ECM 32 may increase torque up to a saturated maximum (generally at 222). The ECM 32 may increase the predicted torque produced 214 in response to the speed control request from the TCM 34, albeit with a slight time delay. As the engine speed increases, a gear change may occur within the transmission 16, with the gear change in 4 by the increase in transmission input shaft angular velocity 204 (generally at 224).

Während sich die Kraftmaschinendrehzahl 202 der gewünschten Ausgangsdrehzahl 226 annähert, kann das erforderliche Drehmoment wieder auf einen niedrigeren Wert zurück abnehmen (allgemein bei 228). Zu diesem Zeitpunkt kann der Drehzahlcontroller des ECM zusammen mit der vorhergesagten Anforderung eine Sofortanforderung stellen, um eine Drehmomentreserve festzusetzen. Diese Anforderung stellt für den Drehzahlcontroller die Fähigkeit bereit, das Drehmoment schnell zu erhöhen, um die Zieldrehzahl eng zu steuern. Wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl dem Zielwert annähert, kann er dann unter Verwendung der durch die Sofortaktuatoren bereitgestellten Drehmomentreserve das Überschießen und Unterschießen eng steuern.As the engine speed 202 approaches the desired output speed 226, the required torque may decrease back to a lower value (generally at 228). At this point, the ECM speed controller may make an immediate request along with the predicted request to establish a torque reserve. This requirement provides the speed controller with the ability to rapidly increase torque to tightly control the target speed. As engine speed approaches target, it can then tightly control overshoot and undershoot using the torque reserve provided by the instantaneous actuators.

Während des Drehzahlsteuerungsmodus zwischen dem Zeitpunkt 218 und dem Zeitpunkt 228 kann das ECM 32 irgendwelche durch das TCM 34 gestellten Drehmomentanforderungen (wie etwa über das Achsdrehmoment-Entscheidungsmodul 104 laufende Anforderungen) ignorieren. Vor 228 stellt das TCM 34 eine Drehmomentanforderung, die gleich dem geschätzten Drehmoment des ECM für einen Initialisierungspunkt beim Austritt aus dem Geschwindigkeitssteuerungsmodus ist. Wenn die Kupplung erneut eingerückt wird, sperren die Getriebesteuerungen den Drehzahlsteuerungsmodus und verwenden diese anstehende Drehmomentanforderung zum Ansteuern des ECM 32. Die Drehmomentverringerungsanforderung 212 des TCM kann erhöht werden (weniger Verringerung vom Fahrer) und allmählich an die Fahrersteuerung zurückgegeben werden (allgemein bei 230). 4 veranschaulicht ferner das ideale stationäre Drehmomentprofil 232, das zusammen mit der Kraftmaschinendrehzahl 202 keine wahrnehmbaren Kraftdurchhänge/-anschwellungen an den Fahrer erzeugen würde. Allerdings kann ein solches Profil wegen der Notwendigkeit eines niedrigen Ausgangsdrehmoments oder des Ausgangsdrehmoments null während der Schaltung unerreichbar sein. Trotzdem kann es als die Basislinie dienen, die das TCM 34 vor und nach der Schaltung erzielt.During the speed control mode between time 218 and time 228, the ECM 32 may ignore any torque requests made by the TCM 34 (such as requests passing through the axle torque decision module 104). Prior to 228, the TCM 34 provides a torque request equal to the ECM's estimated torque for an initialization point upon exiting cruise control mode. When the clutch is re-engaged, the transmission controls disable speed control mode and use this pending torque request to command the ECM 32. The TCM torque reduction request 212 may be increased (less reduction from driver) and gradually returned to driver control (generally at 230). 4 further illustrates the ideal steady-state torque profile 232 that, along with the engine speed 202, would not produce noticeable power sags/swells to the driver. However, such a profile may be unattainable due to the need for low or zero output torque during the shift. Nonetheless, it can serve as the baseline that the TCM 34 achieves before and after the shift.

Während der gesamten Zeitdauer, in der die Kupplung ausgerückt ist (d. h. während der Zeitdauer 234), soll das ECM 32 in einem Modus mit gesteuerter Drehzahl sein, wo es versucht, die Kraftmaschinendrehzahl so schnell wie möglich auf einen neuen Zielwert zu ändern, während bestimmte vorgegebene Grenzwerte nicht überschritten werden.During the entire period that the clutch is disengaged (ie, during period 234), the ECM 32 is intended to be in a controlled speed mode where it attempts to change the engine speed to a new target value as quickly as possible while certain specified limit values are not exceeded.

5 und 6 veranschaulichen die entsprechenden Graphen für ein manuelles Antippen nach unten durch die Gänge (5) und für ein manuelles Antippen nach oben durch die Gänge (6). 5 and 6 illustrate the corresponding graphs for a manual tap down through the gears ( 5 ) and for a manual tap up through the gears ( 6 ).

Wie aus 4-6 und aus der obigen Diskussion ersichtlich ist, sollte das TCM 34 die Eingangskupplungsbelastung auf 0 Nm (offene Kupplung) steuern, während die Drehzahlanforderung aktiv ist (d. h., wenn die Kraftmaschine nach oben oder unten geändert wird, um sie an die Drehzahl des neuen Gangs anzupassen). Somit kann es notwendig sein, dass das TCM 34 von dem stationären Drehmoment 232 auf einen gewünschten Wert geändert wird, bevor die Drehzahlsteuerungsanforderung an das ECM 32 ermöglicht wird. Am Ende des Drehzahlsteuerungsereignisses (d. h. des Anstiegs oder des Abfalls) ist das erzeugte Kraftmaschinendrehmoment üblicherweise in der Nähe von 0 Nm, da es keine Belastung von dem Getriebe 16 an der Kraftmaschine 14 gibt und die Kraftmaschinendrehzahl 202 auf den Zielwert beschleunigt. Allerdings steuert die Fahreranforderung (oder das Ergebnis der Entscheidung mit vom Getriebe verschiedenen Eingriffsanforderungseinrichtungen) das gewünschte Drehmoment (z. B. das gewünschte stationäre Drehmoment 232) üblicherweise in der Weise an, dass es von dem durch die Drehzahl gesteuerten Drehmoment verschieden ist. Somit soll das TCM 34 eine Änderung von dem Drehmoment, das sich aus dem Geschwindigkeitssteuerungsmodus ergibt, zurück zu dem gewünschten stationären Drehmoment 232 liefern.How out 4-6 and as can be seen from the discussion above, the TCM 34 should control the input clutch load to 0 Nm (open clutch) while the speed request is active (i.e. when the engine is changed up or down to match the speed of the new gear ). As such, the TCM 34 may need to be changed from the steady state torque 232 to a desired value before the speed control request to the ECM 32 is enabled. At the end of the speed control event (ie, ramp up or ramp down), the engine torque produced is typically near 0 Nm since there is no load from the transmission 16 on the engine 14 and the engine speed 202 is accelerating to the target value. However, the driver demand (or the result of arbitration with intervention demand devices other than the transmission) typically commands the desired torque (e.g., desired steady-state torque 232) to be different than speed controlled torque. Thus, the TCM 34 is to provide a change from the torque resulting from the cruise control mode back to the desired steady-state torque 232 .

Falls eine synchrone Schaltung nicht verfügbar ist, kann das TCM 34 zu einem Modus, in dem asynchrone Schaltungen ausgeführt werden, zurückkehren, um durch die verschiedenen Gänge zyklisch weiterzuschalten, bis der gewünschte Gang erreicht ist.If a synchronous shift is not available, the TCM 34 may revert to a mode in which asynchronous shifts are performed to cycle through the various gears until the desired gear is reached.

Wenn das TCM 34 eine synchrone Schaltung anfordert, wird das ECM 32 vom Standpunkt des ECM aus bei dem Drehzahlsteuermodul 111 in einen Drehzahlsteuerungsmodus angewiesen. Um sicherzustellen, dass die Kraftmaschinendrehzahl 202 nicht unter die Kraftmaschinenleerlaufdrehzahl fällt, kann ein minimaler RPM-Grenzwert eingestellt werden. In einer Konfiguration kann die Kraftmaschinendrehzahl durch einen bestimmten Versatz über der Kraftmaschinenleerlaufdrehzahl gehalten werden. Falls eine Kraftmaschinendrehzahlanforderung von dem TCM 34 verursachen würde, dass die Kraftmaschinendrehzahl über den Versatz hinaus überschießt und sich der Leerlaufdrehzahl annähert, kann das ECM 32 das Ansprechen auf die Anforderung künstlich verzögern, um irgendein solches Überschießen zu minimieren. Gleichfalls kann die RPM durch ein Maximum begrenzt sein, um irgendwelche übermäßigen Kraftmaschinendrehzahlen, die eine Beschädigung an der Kraftmaschinenkomponentenhardware verursachen können, zu verhindern.When the TCM 34 requests a synchronous shift, the ECM 32 is commanded into a speed control mode from the ECM standpoint at the speed control module 111 . To ensure engine speed 202 does not drop below engine idle speed, a minimum RPM limit may be set. In one configuration, engine speed may be maintained above engine idle speed by a certain offset. If an engine speed request from the TCM 34 would cause the engine speed to overshoot past the offset and approach idle speed, the ECM 32 may artificially delay the response to the request to minimize any such overshoot. Likewise, the RPM may be limited by a maximum to prevent any excessive engine speeds that may cause damage to engine component hardware.

Somit kann das TCM 34 zum Öffnen der Eingangskupplung zu dem Getriebe, zum Ermöglichen des Drehzahlsteuerungsmodus innerhalb des ECM 32 und zum Senden einer Anforderung der gewünschten Kraftmaschinendrehzahl an das ECM 32 in der Weise, dass die Kraftmaschinendrehzahl bei dem Zielgang mit der Eingangskupplungsdrehzahl übereinstimmt, konfiguriert sein.Thus, the TCM 34 may be configured to open the input clutch to the transmission, enable the speed control mode within the ECM 32, and send a request of the desired engine speed to the ECM 32 such that the engine speed at the target gear matches the input clutch speed .

Das ECM 32 kann ein Kraftmaschinen-RPM-Steuermodul 110 enthalten, das von dem zum Steuern der Systemminimalgrenzwerte und des Drehmoments beim Pedal null verwendeten Leerlaufdrehzahlsteuersystem verschieden sein kann. Die Verwendung zweier Steuermodule kann nützlich sein, so dass das Fahreranforderungssystem eine Anforderung erzeugen kann, wie wenn die Schaltung nicht im Gang wäre, und die Drehmomenteingriffsanforderungseinrichtungen ihr gewünschtes Achsdrehmoment über das nicht transregulierte Drehmoment [engl.: „non-trans regulated torque“] an das TCM 34 übermitteln können.The ECM 32 may include an engine RPM control module 110 that may be distinct from the idle speed control system used to control system minimum limits and zero pedal torque. The use of two control modules can be useful so that the driver demand system can generate a demand as if the shift were not in progress and apply torque intervention requesting devices can transmit their desired axle torque to the TCM 34 via the non-trans regulated torque.

Vor der Drehzahlanpassungsanforderung kann das TCM 34 eine Drehmomentanforderung an das ECM 32 derart stellen, dass es das Drehmoment zu einem neutraleren Punkt, der das Achsdrehmomentgefühl optimieren kann, während die Kupplung öffnet, übergehen lässt. Während der Drehzahlanpassungsanforderung stellt das TCM 34 eine Drehmomentanforderung gleich dem vom ECM berichteten Kraftmaschinendrehmoment und lässt dieses Drehmoment, wenn es daraufhin von der Drehzahlanpassung übergeht, zu dem nicht durch das Getriebe regulierten stationären Drehmoment übergehen. Während des Drehzahlanpassungsbetriebs kann das ECM 32 die Drehmomentanforderungen des TCM ignorieren, um die Schaltung am Ende des Ereignisses ausführen zu können.Prior to the speed adjustment request, the TCM 34 may make a torque request to the ECM 32 such that it transitions the torque to a more neutral point that may optimize axle torque feel while the clutch opens. During the speed adjust request, the TCM 34 sets a torque request equal to the engine torque reported by the ECM and, when subsequently transitioning from the speed adjust, transitions that torque to the non-transmission regulated steady-state torque. During the speed adapt operation, the ECM 32 may ignore the torque requests of the TCM in order to complete the shift at the end of the event.

Das ECM 32 kann auf das Drehmoment des eingreifenden Drehzahlcontrollers, das angefordert werden kann, einen Richtungsgrenzwert anwenden. Gleichfalls kann das TCM 34, wenn es über einem Drehmomentzielbetrag liegt, einen Begrenzer des maximalen Drehmoments anwenden.The ECM 32 may apply a directional limit to the intervening speed controller torque that may be requested. Likewise, if above a target torque amount, the TCM 34 may apply a maximum torque limiter.

Das TCM 34 kann ein Abbruchsystem enthalten, wenn die Kraftmaschinendrehzahl nicht in einer geeigneten Zeitdauer zu dem Zielwert konvergiert und das Drehmoment zu dem Fahrer mit seiner Drehmomentanforderung steuert und die Eingangskupplung langsamer anwendet.The TCM 34 may include an abort system if the engine speed does not converge to the target value in an appropriate amount of time and controls the torque to the driver with his torque request and applies the input clutch more slowly.

7 veranschaulicht in der oben beschriebenen Art und Weise ein Verfahren 300 zum Anweisen einer synchronen Gangschaltung in einem Fahrzeugantriebsstrang. Wie gezeigt ist, beginnt das Verfahren 300 beim Empfang einer Anforderung zum Schalten aus einem dritten Gang in einen ersten Gang (Schritt 302). Wie gewürdigt werden wird, sind die Begriffe „dritter“ und „erster“ als generische numerische Bezeichnungen verwendet, die sich auf zwei beliebige Gänge innerhalb des Antriebsstrangs, die durch wenigstens einen Zwischengang getrennt sind, der ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem des ersten und dem des dritten Gangs aufweist, beziehen können. Nach der Anforderung in Schritt 302 kann das TCM 34 ein angewiesenes Drehmoment in Vorbereitung auf eine Schaltung auf einen vorgegebenen Wert verringern (Schritt 304). Das TCM 34 kann eine an der Eingangswelle des Getriebes 16 angeordnete Kupplung öffnen, um das Getriebe 16 von der Kraftmaschine 12 zu entkoppeln (in Schritt 306). Daraufhin kann das TCM 34 die Kraftmaschine 12 unter Angabe dessen an das Drehzahlsteuermodul 111 des ECM 32 aus einem Drehmomentsteuerungsmodus in einen Drehzahlsteuerungsmodus überführen (Schritt 308). Das TCM 34 kann anweisen, dass sich die Kraftmaschine 12 mit einer durch die Bewegung des Fahrzeugs und durch das Übersetzungsverhältnis des ersten Gangs vorgeschriebenen Drehzahl dreht, so dass die Drehzahl der Kraftmaschine daraufhin zu der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes 16 in dem ersten Gang passen würde (Schritt 310). Daraufhin kann das TCM 34 die Kupplung schließen, um das Getriebe 16 mit der Kraftmaschine 12 zu koppeln (Schritt 312). Schließlich kann das TCM 34 die Kraftmaschine 12 in den Drehmomentsteuerungsmodus zurück überführen (Schritt 314) und den Drehmomenteingriff allmählich zu dem vom Fahrer angeforderten Pedaldrehmoment übergeben. 7 FIG. 3 illustrates a method 300 for commanding a synchronous gear shift in a vehicle powertrain, in the manner described above. As shown, the method 300 begins upon receipt of a request to shift from a third gear to a first gear (step 302). As will be appreciated, the terms "third" and "first" are used as generic numeric designations referring to any two gears within the powertrain that are separated by at least one intermediate gear having a gear ratio between that of first and third Has gangs can relate. After the request in step 302, the TCM 34 may reduce a commanded torque to a predetermined value in preparation for a shift (step 304). The TCM 34 may open a clutch disposed on the input shaft of the transmission 16 to decouple the transmission 16 from the engine 12 (in step 306). The TCM 34 may then transition the engine 12 from a torque control mode to a speed control mode indicating this to the speed control module 111 of the ECM 32 (step 308). The TCM 34 may command the engine 12 to rotate at a speed dictated by vehicle motion and the first gear ratio, such that the engine speed would then match the input shaft speed of the transmission 16 in first gear (Step 310). The TCM 34 may then close the clutch to couple the transmission 16 to the engine 12 (step 312). Finally, the TCM 34 may transition the engine 12 back into torque control mode (step 314) and gradually transition the torque intervention to the driver requested pedal torque.

Obwohl die vorliegend offenbarten Techniken und Methodiken allgemein mit Bezug auf ein Doppelkupplungsgetriebe beschrieben worden sind, sind sie gleichfalls mit irgendeinem Handschaltgetriebe (MTA) oder mit einem anderen ähnlich konfigurierten Getriebe, das sich auf die synchrone Drehzahl anpassende Gangschaltungen stützen kann, anwendbar und können sie mit diesen verwendet werden.Although the techniques and methodologies disclosed herein have been described generally with reference to a dual clutch transmission, they are equally applicable and can be used with any manual transmission (MTA) or other similarly configured transmission that may rely on synchronous speed-adapting gear shifts these are used.

Claims (9)

Verfahren zum Anweisen einer synchronen Gangschaltung in einem Fahrzeugantriebsstrang, der eine Kraftmaschine (12) und ein Getriebe (16), das mehrere geordnete Gänge aufweist, enthält, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen einer Anforderung zum Schalten aus einem dritten Gang in einen ersten Gang und zum Überspringen eines zweiten Gangs, der ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Übersetzungsverhältnis des ersten Gangs und dem Übersetzungsverhältnis des dritten Gangs aufweist; Verringern eines Drehmomentbefehls auf einen vorgegebenen Wert; Öffnen einer an der Eingangswelle (18) des Getriebes (16) angeordneten Kupplung (74, 76), um das Getriebe (16) von der Kraftmaschine (12) zu entkoppeln; Überführen der Kraftmaschine (12) aus einem Drehmomentsteuerungsmodus in einen Drehzahlsteuerungsmodus; Anweisen, dass sich die Kraftmaschine (12), während sie in dem Drehzahlsteuerungsmodus ist, mit einer durch die Bewegung des Fahrzeugs und durch das Übersetzungsverhältnis des ersten Gangs vorgeschriebenen Drehzahl dreht; Schließen der Kupplung, um das Getriebe (16) und die Kraftmaschine (12) zu koppeln; und Überführen der Kraftmaschine (12) zurück in den Drehmomentsteuerungsmodus. A method of commanding a synchronous gear shift in a vehicle powertrain including an engine (12) and a transmission (16) having a plurality of ordered gears, the method comprising: receiving a request to shift from a third gear to a first gear and to skip a second gear having a gear ratio between the gear ratio of the first gear and the gear ratio of the third gear; reducing a torque command to a predetermined value; opening a clutch (74,76) disposed on the input shaft (18) of the transmission (16) to decouple the transmission (16) from the engine (12); transitioning the engine (12) from a torque control mode to a speed control mode; commanding the engine (12), while in the speed control mode, to rotate at a speed dictated by movement of the vehicle and by the first gear ratio; closing the clutch to couple the transmission (16) and the engine (12); and transitioning the engine (12) back to torque control mode. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kraftmaschine (12), während sie in dem Drehmomentsteuerungsmodus ist, in Ansprechen auf eine Fahrerdrehmomentanforderung arbeitet; und wobei das Schließen der Kupplung zum Koppeln des Getriebes (16) und der Kraftmaschine (12) das Schließen der Kupplung über eine Zeitdauer in der Weise enthält, dass ein Drehmoment der Eingangswelle (18) des Getriebes (16) in ein Drehmoment übergeht, das mit der Fahrerdrehmomentanforderung übereinstimmt.procedure after claim 1 , wherein the prime mover (12) while in the torque control mode operates in response to a driver torque request; and wherein closing the clutch to couple the transmission (16) and the engine (12) includes closing the clutch for a period of time such that a torque of the input shaft (18) of the transmission (16) transitions to a torque that matches the driver torque request. Verfahren nach Anspruch 2, das ferner das ständige Empfangen der Fahrerdrehmomentanforderung während der gesamten synchronen Gangschaltung umfasst.procedure after claim 2 further comprising receiving the driver torque request continuously throughout the synchronous gear shift. Verfahren nach Anspruch 3, das ferner das Entscheiden zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung und einer Getriebeeingangswellen-Drehzahlanforderung umfasst.procedure after claim 3 , further comprising arbitrating between the driver torque request and a transmission input shaft speed request. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich der Drehmomentbefehl bei einem Zwischendrehmomentmaximum während des Drehzahlsteuerungsmodus auf ein gesättigtes Zwischendrehmomentmaximum erhöht und wobei das Zwischendrehmomentmaximum einen Maximalbetrag des Drehmoments enthält, das durch eine Kraftmaschine (12) bei einer festen Luftströmung erzeugt werden kann.procedure after claim 1 wherein the torque command increases to a saturated intermediate torque maximum at an intermediate torque maximum during the speed control mode, and wherein the intermediate torque maximum includes a maximum amount of torque that can be produced by an engine (12) at a fixed airflow. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich der Drehmomentbefehl vor dem Schließen der Kupplung zum Koppeln des Getriebes (16) und der Kraftmaschine (12) null annähert.procedure after claim 1 , wherein the torque command approaches zero prior to closing the clutch to couple the transmission (16) and the engine (12). Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Ignorieren einer Achsdrehmomentanforderung während des Drehzahlsteuerungsmodus umfasst.procedure after claim 1 , further comprising ignoring an axle torque request during speed control mode. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Überführen der Kraftmaschine (12) zurück in den Drehmomentsteuerungsmodus das allmähliche Überführen der Kraftmaschine (12) über eine Zeitdauer zurück in den Drehmomentsteuerungsmodus enthält.procedure after claim 1 wherein transitioning the engine (12) back into the torque control mode includes gradually transitioning the engine (12) back into the torque control mode over a period of time. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Drehmomentbefehl eine Funktion einer Fahrerbeschleunigungsanforderung ist, wenn die Kraftmaschine (12) in dem Drehmomentsteuerungsmodus ist.procedure after claim 1 , wherein the torque command is a function of a driver acceleration request when the engine (12) is in the torque control mode.
DE102013208858.2A 2012-05-21 2013-05-14 Method of commanding a synchronous gear shift in a vehicle powertrain Active DE102013208858B4 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261649529P 2012-05-21 2012-05-21
US61/649,529 2012-05-21
US13/742,722 US8900095B2 (en) 2012-05-21 2013-01-16 Automatic transmission synchronous gear shift
US13/742,722 2013-01-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013208858A1 DE102013208858A1 (en) 2013-11-21
DE102013208858B4 true DE102013208858B4 (en) 2022-02-03

Family

ID=49511144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013208858.2A Active DE102013208858B4 (en) 2012-05-21 2013-05-14 Method of commanding a synchronous gear shift in a vehicle powertrain

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013208858B4 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69213813T2 (en) 1991-05-09 1997-04-17 Eaton Corp Composite downshifting method and system with kickdown
DE10155603A1 (en) 2000-12-06 2002-06-27 Hyundai Motor Co Ltd Method and system for shift control of an automatic transmission
DE102006000380A1 (en) 2005-08-01 2007-02-08 Toyota Jidosha K.K., Toyota Apparatus and method for controlling the switching of an automatic transmission of a vehicle
DE102010011241A1 (en) 2010-03-12 2011-09-15 GM Global Technology Operations LLC , (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Shifting method for a dual-clutch transmission for vehicles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69213813T2 (en) 1991-05-09 1997-04-17 Eaton Corp Composite downshifting method and system with kickdown
DE10155603A1 (en) 2000-12-06 2002-06-27 Hyundai Motor Co Ltd Method and system for shift control of an automatic transmission
DE102006000380A1 (en) 2005-08-01 2007-02-08 Toyota Jidosha K.K., Toyota Apparatus and method for controlling the switching of an automatic transmission of a vehicle
DE102010011241A1 (en) 2010-03-12 2011-09-15 GM Global Technology Operations LLC , (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Shifting method for a dual-clutch transmission for vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013208858A1 (en) 2013-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012214596B4 (en) A system and method for controlling crankshaft torque during a transmission shift with a torque reduction range selection based on a torque capacity
DE102011008493B4 (en) Systems for accelerator torque request
DE102011017414B4 (en) Systems for the optimal value control of a camshaft phaser
DE102009020536B4 (en) Manage transitions to lean air / fuel in a tuned torque control
DE102012000417B4 (en) METHOD FOR CONTROLLING A TURBOCHARGER LOAD PRESSURE FOR GEAR CHANGE
DE102010054276B4 (en) Engine control system for internal combustion engines
DE102011016794B4 (en) Engine control system for a driver torque request
DE102012214600B4 (en) A method of modifying crankshaft torque during gearbox shifts using a plurality of torque actuators and control system therefor
DE102010053562B4 (en) Method for regulating a drive train
DE10025586C2 (en) Drive train for a motor vehicle
DE102012203438B4 (en) Systems and methods for relaxing the rigidity of a final drive for a DFCO operation
DE102014222482A1 (en) HIGH SPEED MOTOR MODIFICATION SYSTEM AND METHOD USING A COUPLING PROVIDED IN A HYBRID VEHICLE
DE102011100170B4 (en) System for reducing driveline noise based on system energy
DE102008030519B4 (en) Machine control system and method
DE102014118732B4 (en) METHOD OF CONTROLLING AN ENGINE DURING A COMBUSTION TRANSITION
DE102010048785A1 (en) System and method for controlling torque during engine startup operations in hybrid vehicles
DE102009037191A1 (en) Systems and methods for autostarting hybrid vehicles
DE102018103299B4 (en) Control method for selecting an optimal multi-stage operating mode for a multi-cylinder, variable-stroke automotive engine system
DE102007047917A1 (en) Control device and control method for a vehicle drive device
US8900095B2 (en) Automatic transmission synchronous gear shift
DE102014111478B4 (en) METHOD FOR CONTROLLING A MOTOR FOR LOSING A GAS PEDAL
DE102010054271B4 (en) control system
DE102015109516A1 (en) Method for controlling vehicle torque
DE102013207437B4 (en) Method of controlling engine torque to prevent driveline jerking during a downshift when a throttle valve is closed
DE112012007086T5 (en) Vehicle running control device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final