DE102013224890A1 - Method for controlling an internal combustion engine of a drive train of a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine (3) eines Triebstrangs (2) eines Kraftfahrzeuges (1), wobei der Triebstrang (2) die Verbrennungskraftmaschine (3), ein Getriebe (6) und ein Schwingungsdämpfungsglied (4) aufweist, das zwischen der Verbrennungskraftmaschine (3) und dem Getriebe (6) gekoppelt ist, umfasst die Schritte: Ermitteln einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine (3); Analysieren der ermittelten Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine; Ermitteln auf Grundlage der Drehzahlanalyse, ob ein vorgegebener Lastbetriebszustand vorliegt, in dem eine unerwünschte Last vom Triebstrang (2) auf das Schwingungsdämpfungsglied (4) ausgeübt wird; und falls der vorgegebene Lastbetriebszustand vorliegt, Steuern der Verbrennungskraftmaschine (3) derart, dass das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine (3) rampenförmigen verändert wird.A method for controlling an internal combustion engine (3) of a drive train (2) of a motor vehicle (1), wherein the drive train (2) comprises the internal combustion engine (3), a transmission (6) and a vibration damping member (4) which is disposed between the internal combustion engine ( 3) and the transmission (6), comprises the steps of: determining a rotational speed of the internal combustion engine (3); Analyzing the determined rotational speed of the internal combustion engine; Determining, based on the speed analysis, whether there is a predetermined load operating condition in which an undesired load is applied from the driveline (2) to the vibration damping member (4); and if the predetermined load operating state is present, controlling the internal combustion engine (3) such that the torque of the internal combustion engine (3) is changed ramp-shaped.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine eines Triebstrangs eines Kraftfahrzeuges und ein Kraftfahrzeug mit einer Steuerung, die dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen. The invention relates to a method for controlling an internal combustion engine of a drive train of a motor vehicle and a motor vehicle having a controller that is configured to carry out the method.
Bei Kraftfahrzeugen ist es bekannt, im Triebstrang zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe des Kraftfahrzeugs ein Schwingungsdämpfungsglied vorzusehen, wie z.B. ein Schwungrad oder einen Torsionsdämpfer oder dergleichen, um Drehschwingungen aufzunehmen, die von der Verbrennungskraftmaschine erzeugt werden. Das Schwungrad ist typischerweise als Zweimassenschwungrad, auch ZMS genannt, ausgebildet. In motor vehicles it is known to provide in the driveline between an internal combustion engine and a transmission of the motor vehicle a vibration damping member, such as e.g. a flywheel or a torsional damper or the like to absorb torsional vibrations generated by the internal combustion engine. The flywheel is typically designed as a dual mass flywheel, also called ZMS.
Verbrennungskraftmaschinen die insbesondere nach dem Viertaktprinzip arbeiten, erzeugen Schwingungen aufgrund von Zünd- und Massenkräften, die zur Anregung von Getriebe- und Antriebswellen-Schwingungen führen können. Solche Schwingungen können durch das oben genannte Schwingungsdämpfungsglied, wie das Zweimassenschwungrad oder den Torsionsdämpfer oder dergleichen gedämpft werden. Internal combustion engines that operate in particular on the four-stroke principle, generate vibrations due to ignition and inertial forces that can lead to the excitation of gear and drive shaft vibrations. Such vibrations may be damped by the above-mentioned vibration damping member such as the twin-mass flywheel or the torsion damper or the like.
Das Zweimassenschwungrad hat typischerweise eine primäre Schwungmasse, die zur Verbrennungskraftmaschine hin angeordnet ist, und eine sekundäre Schwungmasse, die zum Getriebe hin angeordnet ist. Die primäre und die sekundäre Schwungmasse sind mit Feder-Dämpfereinheiten miteinander verbunden und dämpfen so entstehende Schwingungen im Triebstrang ab. The dual mass flywheel typically has a primary flywheel disposed toward the internal combustion engine and a secondary flywheel disposed toward the transmission. The primary and the secondary flywheel are connected to each other with spring-damper units and attenuate resulting vibrations in the drive train from.
Trotz vorsehen eines Zweimassenschwungrades kann es bei bestimmten Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine zu Resonanzen kommen, die typischerweise bei Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine auftreten, die unter ihrer Leerlaufdrehzahl liegt. Solche Resonanzen können allerdings zu hohen Lasten führen, die auf das Zweimassenschwungrad wirken und es entsprechend beanspruchen. Despite the provision of a dual-mass flywheel, resonances may occur at certain rotational speeds of the internal combustion engine which typically occur at speeds of the internal combustion engine which are below their idling speed. However, such resonances can lead to high loads acting on the dual mass flywheel and claim it accordingly.
Um solche Lasten für ein Zweimassenschwungrad in einem Triebstrang eines Kraftfahrzeugs zu vermeiden, ist es zum Beispiel aus der deutschen Patentschrift
Ein ähnliches Verfahren zum Schutz eines Zweimassenschwungrades in einem Triebstrang eines Kraftfahrzeugs ist aus der europäischen Offenlegungsschrift
Diese Verfahren sind zwar geeignet, bei auftretenden Resonanzen entsprechende Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Allerdings sind Resonanzen nicht die einzigen Effekte, die eine hohe Last auf ein Schwingungsdämpfungsglied und insbesondere ein Zweimassenschwungrad hervorrufen können. Although these methods are suitable for taking appropriate countermeasures when resonances occur. However, resonances are not the only effects that can cause a high load on a vibration attenuator and in particular a dual mass flywheel.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Verfahren zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine eines Triebstrangs eines Kraftfahrzeuges und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden. The object of the present invention is to provide an improved method for the method for controlling an internal combustion engine of a drive train of a motor vehicle and a motor vehicle which at least partially overcome the abovementioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren Anspruch 1 und das Kraftfahrzeug nach Anspruch 10 gelöst. This object is achieved by the method according to the invention claim 1 and the motor vehicle according to
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine eines Triebstrangs eines Kraftfahrzeuges, wobei der Triebstrang die Verbrennungskraftmaschine, ein Getriebe und ein Schwingungsdämpfungsglied aufweist, das zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe gekoppelt ist, umfasst die Schritte:
Ermitteln einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine;
Analysieren der ermittelten Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine;
Ermitteln auf Grundlage der Drehzahlanalyse, ob ein vorgegebener Lastbetriebszustand vorliegt, in dem eine unerwünschte Last vom Triebstrang auf das Schwingungsdämpfungsglied ausgeübt wird; und
falls der vorgegebene Lastbetriebszustand vorliegt, Steuern der Verbrennungskraftmaschine derart, dass das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine rampenförmigen verändert wird. An inventive method for controlling an internal combustion engine of a drive train of a motor vehicle, wherein the drive train the Internal combustion engine, a transmission and a vibration damping member which is coupled between the internal combustion engine and the transmission comprises the steps:
Determining a speed of the internal combustion engine;
Analyzing the determined rotational speed of the internal combustion engine;
Determining, based on the speed analysis, whether there is a predetermined load operating condition in which an undesirable load is applied from the driveline to the vibration damping member; and
if the predetermined load operating state is present, controlling the internal combustion engine such that the torque of the internal combustion engine is changed ramp-shaped.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst einen Triebstrang, der eine Verbrennungskraftmaschine, ein Getriebe und ein Schwingungsdämpfungsglied aufweist, das zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe gekoppelt ist, und eine Steuerung, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, das oben genannte Verfahren auszuführen. A motor vehicle according to the invention comprises a power train having an internal combustion engine, a transmission and a vibration damping member coupled between the internal combustion engine and the transmission, and a controller, the controller configured to execute the above-mentioned method.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the subclaims and the following description of preferred embodiments of the present invention.
Wie oben bereits angedeutet, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, beim Auftreten von Resonanzen Gegenmaßnahmen einzuleiten, wie z.B. die Kraftstoffeinspritzung für die Verbrennungskraftmaschine abzuschalten und/oder auch eine Abstellklappe zu betätigen, die die Sauerstoffzufuhr zur Verbrennungskraftmaschine unterbindet. As already indicated above, it is known from the prior art to initiate countermeasures when resonances occur, e.g. to shut off the fuel injection for the internal combustion engine and / or also to actuate a parking flap, which prevents the supply of oxygen to the internal combustion engine.
Es wurde erkannt, dass auch andere Ereignisse oder Effekte eine hohe Last auf ein Schwingungsdämpfungslied im Triebstrang eines Kraftfahrzeuges hervorrufen können, das zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe des Triebstranges angeordnet ist. Das Schwingungsdämpfungsglied kann ein Torsionsdämpfer oder ein Schwungrad, insbesondere ein Zweimassenschwungrad wie oben beschrieben sein. It has been recognized that other events or effects may also create a high load on a vibration damping member in the driveline of a motor vehicle disposed between an internal combustion engine and a transmission of the drivetrain. The vibration damping member may be a torsional damper or a flywheel, in particular a dual mass flywheel as described above.
Es kann zum Beispiel beim „Abwürgen“ einer Verbrennungskraftmaschine durch Unterbremsen mit eingelegtem Gang und geschlossener Fahrkupplung eine hohe Last auf das Schwingungsdämpfungsglied wirken, die durch das abrupte Stoppen der Verbrennungskraftmaschine und das daraufhin auftretende Schleppen der Verbrennungskraftmaschine durch die Antriebsräder, die das Getriebe und damit über das Schwingungsdämpfungsglied die Verbrennungskraftmaschine antreiben, auftritt. Auch beim schlagartigen Einschalten oder Ausschalten einer Einspritzung von Kraftstoff in die Verbrennungskraftmaschine können hohe Lasten auftreten, da sich der Drehimpuls der Verbrennungskraftmaschine und der Drehimpuls des über die Antriebsräder angetriebenen Getriebes stark unterscheiden. Dementsprechend stark sind auch die Kräfte die auf der Seite der Verbrennungskraftmaschine und von der Seite des Getriebes auf das Schwingungsdämpfungsglied wirken. It may, for example, in the "stalling" of an internal combustion engine by under braking with gear engaged and clutch closed a high load on the vibration damping member act by the abrupt stopping of the internal combustion engine and the subsequent dragging of the internal combustion engine by the drive wheels, the transmission and thus over the vibration damping member driving the internal combustion engine occurs. Even when suddenly switching on or off an injection of fuel into the internal combustion engine, high loads can occur, since the angular momentum of the internal combustion engine and the angular momentum of the gear wheels driven by the drive differ greatly. Accordingly strong are the forces acting on the side of the internal combustion engine and from the side of the transmission to the vibration damping member.
Außerdem kommt es zu einem hohen Drehzahlgradienten zwischen der Verbrennungskraftmaschinenseite und der Getriebeseite des Schwingungsdämpfungsgliedes sowohl im Einschalt- als auch im Abschaltfall der Verbrennungskraftmaschine bspw. durch Ein- bzw. Ausschalten der Kraftstoffeinspritzung und damit einhergehendem Ein- bzw. Ausschalten der Verbrennung der Verbrennungskraftmaschine. In addition, there is a high speed gradient between the internal combustion engine side and the transmission side of the vibration damping both in the switch and in the Abschaltfall the internal combustion engine, for example. By switching on and off the fuel injection and concomitant on or off the combustion of the internal combustion engine.
Ist das Kraftfahrzeug bspw. in Bewegung, wenn der Abschaltfall eintritt, so ist der Triebstrang typischerweise durch den Antrieb durch die Verbrennungskraftmaschine vorgespannt. Wird die Verbrennungskraftmaschine abgeschaltet, z.B. durch eine Abschaltung der Einspritzung, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, oder durch „Abwürgen“ der Verbrennungskraftmaschine durch Abbremsen mit eingelegtem Gang und geschlossener Kupplung, führt der Übergang vom Zug- in den Schubzustand des Kraftfahrzeugs zu dem genannten hohen Drehzahlgradienten am Schwingungsdämpfungsglied, da sich die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine stark von der getriebeseitigen Drehzahl unterscheidet, die vom schiebenden Kraftfahrzeug über die Antriebsräder erzeugt wird. Je höher das Schleppmoment ist, das durch die Verbrennungskraftmaschine in diesem Fall erzeugt wird und je stärker die Vorspannung des Triebstranges ist, desto höher ist die Last, die beim Abschalten der Verbrennungskraftmaschine auf das Schwingungsdämpfungsglied wirkt. Analoges gilt für den Einschaltfall. If, for example, the motor vehicle is in motion when the switch-off event occurs, the drive train is typically biased by the drive through the internal combustion engine. If the internal combustion engine is switched off, e.g. by switching off the injection, as is known from the prior art, or by "stalling" the internal combustion engine by braking with gear and clutch engaged, the transition from the train to the pushing state of the motor vehicle leads to said high speed gradient at the vibration damping element because the rotational speed of the internal combustion engine differs greatly from the transmission-side rotational speed, which is generated by the sliding motor vehicle via the drive wheels. The higher the drag torque generated by the internal combustion engine in this case and the stronger the bias of the drive train, the higher the load that acts on the vibration damping member when the internal combustion engine is switched off. The same applies to the switch-on case.
Dementsprechend betreffen manche Ausführungsbeispiele ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungskraftmaschine eines Triebstrangs eines Kraftfahrzeuges, wobei der Triebstrang die Verbrennungskraftmaschine, ein Getriebe und ein Schwingungsdämpfungsglied aufweist, das zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe gekoppelt ist. Wie erwähnt, kann das Schwingungsdämpfungsglied ein Torsionsdämpfer oder ein Schwungrad, insbesondere ein Zweimassenschwungrad, oder dergleichen sein. Accordingly, some embodiments relate to a method of controlling an internal combustion engine of a powertrain of a motor vehicle, the powertrain having the internal combustion engine, a transmission, and a vibration damping member coupled between the internal combustion engine and the transmission. As mentioned, the vibration damping member may be a torsion damper or a flywheel, in particular a dual mass flywheel, or the like.
Typischerweise ist das Schwingungsdämpfungsglied an einer primären Seite mit einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine und an einer sekundären Seite mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes gekoppelt. Wie eingangs erwähnt hat das Zweimassenschwungrad typischerweise eine primäre Schwungmasse, die zur Verbrennungskraftmaschine hin angeordnet ist, und eine sekundäre Schwungmasse, die zum Getriebe hin angeordnet ist. Die primäre und die sekundäre Schwungmasse sind mit Feder-Dämpfereinheiten miteinander verbunden und dämpfen so entstehende Schwingungen im Triebstrang ab. Typically, the vibration damping member is coupled on a primary side to an output shaft of the internal combustion engine and on a secondary side to a transmission input shaft of the transmission. As mentioned earlier, the dual mass flywheel typically has a primary flywheel disposed toward the internal combustion engine and a secondary flywheel disposed toward the transmission. The primary and the secondary flywheel are connected to each other with spring-damper units and attenuate resulting vibrations in the drive train from.
Das Verfahren umfasst das Ermitteln einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine. Die Drehzahl kann z.B. an einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine über einen Kurbelwellensensor, der ein Geberrad umfasst, ermittelt werden. Je nach Ausführungsbeispiel kann der Kurbelwellensensor einen Kurbelwinkel der kleiner als 10° ist erfassen, wie z.B. 6°, ohne dass die vorliegende Erfindung auf diese beispielhaften Winkelwerte beschränkt ist. The method includes determining a speed of the internal combustion engine. The speed can e.g. at a crankshaft of the internal combustion engine via a crankshaft sensor, which includes a sensor wheel, are determined. Depending on the embodiment, the crankshaft sensor may detect a crank angle of less than 10 °, such as e.g. 6 °, without the present invention being limited to these exemplary angle values.
Das Ermitteln der Drehzahl kann dabei kontinuierlich erfolgen und/oder zu bestimmten vorgegebenen Zeitabständen. Dementsprechend werden bei manchen Ausführungsbeispielen mehrere Drehzahlwerte ermittelt, die bspw. einen Drehzahlverlauf repräsentieren. The determination of the rotational speed can take place continuously and / or at certain predetermined time intervals. Accordingly, in some embodiments, a plurality of rotational speed values are determined, which, for example, represent a rotational speed profile.
Die ermittelte Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine bzw. z.B. ein Drehzahlverlauf wird analysiert. Die Analyse der Drehzahl wird weiter unten noch im Detail erläutert. Sie kann z.B. den Vergleich einer ermittelten Drehzahl mit einem Schwellwert umfassen und/oder z.B. die Analyse eines Drehzahlverlaufes und das Ermitteln von Drehzahlschwingungen und/oder Drehzahlamplituden bzw. Drehzahlschwingungsamplituden. The determined speed of the internal combustion engine or e.g. a speed curve is analyzed. The analysis of the speed will be explained in detail below. It can e.g. comprise the comparison of a determined speed with a threshold and / or e.g. the analysis of a speed curve and the determination of speed oscillations and / or speed amplitudes or speed oscillation amplitudes.
Auf Grundlage der Drehzahlanalyse wird ermittelt, ob ein vorgegebener Lastbetriebszustand vorliegt, in dem eine unerwünschte Last vom Triebstrang auf das Schwingungsdämpfungsglied ausgeübt wird. Wie oben ausgeführt, können zum Beispiel ein Ein- oder Abschalten der Verbrennungskraftmaschine oder auftretende Resonanzen Lasten hervorrufen, die auf das Schwingungsdämpfungsglied wirken und solche Betriebszustände können ein vorgegebener Lastbetriebszustand sein. Based on the speed analysis, it is determined whether there is a predetermined load operating condition in which an undesirable load is applied from the driveline to the vibration damping member. As stated above, for example, turning on or off the internal combustion engine or occurring resonances may cause loads acting on the vibration damping member and such operating conditions may be a predetermined load operating condition.
Falls der vorgegebene Lastbetriebszustand vorliegt, wird die Verbrennungskraftmaschine derart gesteuert, dass das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine rampenförmigen verändert wird. Das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine erzeugt die Verbrennungskraftmaschine durch die in ihr stattfindende Verbrennung von Kraftstoff. If the predetermined load operating state is present, the internal combustion engine is controlled such that the torque of the internal combustion engine is changed ramp-shaped. The torque of the internal combustion engine generates the internal combustion engine through the combustion of fuel taking place in it.
Durch die rampenförmige Veränderung des Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine können Lasten verringert oder sogar vermieden werden, die auf das Schwingungsdämpfungsglied im Lastbetriebszustand wirken. Wird z.B. während eines Ein- oder Abschaltvorgangs der Verbrennungskraftmaschine das Drehmoment rampenförmig verändert, so findet ein weicher Übergang von einem Zug- zu einem Schubbetrieb statt, da sich das von der Verbrennungskraftmaschine erzeuge Drehmoment langsam verändert und nicht schlagartig, wie es z.B. beim Abschalten der Kraftstoffzufuhr oder beim schlagartigen Verändern der Kraftstoffzufuhr passiert. Im Falle von vorliegenden Resonanzen kann durch eine rampenförmige Veränderung des Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine der Resonanzbereich verlassen werden und damit ebenfalls die Last auf das Schwingungsdämpfungsglied verringert werden. By ramping the torque of the internal combustion engine loads can be reduced or even avoided, which act on the vibration damping member in the load operating state. If e.g. During a switch-on or switch-off operation of the internal combustion engine changes the torque ramped, so there is a soft transition from a train to a pushing operation, since the torque generated by the internal combustion engine changes slowly and not abruptly, as e.g. when switching off the fuel supply or when suddenly changing the fuel supply happens. In the case of present resonances can be left by a ramp-shaped change in the torque of the internal combustion engine, the resonance range and thus also the load on the vibration damping member can be reduced.
Durch die rampenförmige Veränderung des Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine werden auch die oben angesprochenen hohen Drehzahlgradienten vermieden, da die Verbrennungskraftmaschine nicht schlagartig stoppt, sondern über eine längeren Zeitraum ihr Drehmoment verringert oder im umgekehrten des Einschaltens über einen längeren Zeitraum aufbaut. Due to the ramp-shaped change in the torque of the internal combustion engine and the above-mentioned high speed gradients are avoided because the internal combustion engine does not stop abruptly, but reduces its torque over a longer period of time or builds up in the reverse of switching over a longer period.
Die rampenförmige Veränderung kann dabei durch eine definierte Kennlinie, die vorgespeichert ist oder mathematisch ermittelt wird, vorgegeben sein. Die rampenförmige Veränderung kann linear sein oder aber auch einer Funktion höherer Ordnung, wie einer quadratischen oder exponentiellen Funktion folgen. Außerdem kann bei manchen Ausführungsbeispielen die rampenförmige Veränderung auch dynamisch erfolgen, in dem z.B. anhand eines Eingangsparameters die Drehmomentveränderung ermittelt wird. Die rampenförmige Veränderung kann z.B. auch davon abhängig sein, welcher Gang im Getriebe eingelegt ist. The ramp-shaped change can be predetermined by a defined characteristic curve, which is pre-stored or mathematically determined. The ramp-shaped change may be linear or else follow a higher-order function such as a quadratic or exponential function. In addition, in some embodiments, the ramping may also be dynamic, e.g. based on an input parameter, the torque change is determined. The ramp change may e.g. also be dependent on which gear is engaged in the transmission.
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird die rampenförmige Veränderung des Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine z.B. über eine entsprechende Änderung der Kraftstoffzufuhr für die Verbrennungskraftmaschine oder eine entsprechende Steuerung einer Einspritzung des Kraftstoffes oder durch andere geeignete Maßnahmen erzielt. In some embodiments, the ramp change of the torque of the internal combustion engine is e.g. achieved by a corresponding change in the fuel supply to the internal combustion engine or a corresponding control of an injection of the fuel or by other suitable means.
Die rampenförmige Veränderung des Drehmoments erfolgt dabei in einem deutlichen längeren Zeitintervall als z.B. ein Ein- oder Abschaltvorgang einer Kraftstoffeinspritzung dauert, der typischerweise in weniger als 10 Millisekunden stattfindet. Die rampenförmige Veränderung des Drehmoments geschieht dabei z.B. über einen Zeitraum von 100 Millisekunden oder mehr wie z.B. 200 Millisekunden. Die vorliegende Erfindung ist zwar nicht auf einen bestimmten Zeitraum eingeschränkt, allerdings ist die Zeitdauer der rampenförmigen Veränderung in den Ausführungsbeispielen deutlich länger als die für einen typischen Ein- oder Abschaltvorgang einer Kraftstoffeinspritzung benötigte. Zum Beispiel kann die Zeitdauer der rampenförmigen Veränderung das doppelte, dreifache, ..., zehnfache oder sonstige beliebige Vielfache der Zeitdauer einer Ein- bzw. Abschaltzeitdauer für eine Kraftstoffeinspritzung betragen. The ramp-like change of the torque takes place in a significantly longer time interval than e.g. takes a fuel injection on or off, which typically takes less than 10 milliseconds. The ramp-like change of the torque occurs in this case e.g. over a period of 100 milliseconds or more, e.g. 200 milliseconds. While the present invention is not limited to any particular time period, the duration of the ramp change in the embodiments is significantly longer than that required for a typical fuel injection on or off cycle. For example, the duration of the ramp change may be twice, three times, ..., ten times, or any other multiple of the duration of a fuel injection cutoff period.
Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der Schritt des Analysierens der ermittelten Drehzahl einen Vergleich der ermittelten Drehzahl mit einem vorgegebenen Drehzahlschwellwert. Der vorgegebene Drehzahlschwellwert kann dabei z.B. Null sein, sodass im Falle eines Startens, bei dem die Drehzahl ansteigt, die oben genannten Schritte ausgeführt werden. Der Drehzahlschwellwert kann aber auch z.B. eine Leerlaufdrehzahl sein und die obigen Schritte werden ausgeführt, wenn die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine unter die Leerlaufdrehzahl fällt. Bei manchen Ausführungsbeispielen berücksichtigt der Verbleich mit dem Drehzahlschwellwert auch eine Hysterese der ermittelten Drehzahl, sodass z.B. nicht jedesmal das Verfahren ausgeführt wird, wenn die ermittelte Drehzahl unter den Drehzahlschwellwert fällt, sondern nur, wenn die Drehzahl für eine gewisse Zeitdauer unter dem Drehzahlschwellwert ist. Dies ist bei manchen Ausführungsbeispielen hilfreich, da z.B. die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine schwanken kann und z.B. durch Einschalten eines Stromverbrauchers oder durch ein anderes Ereignis kurzzeitig unter die Leerlaufdrehzahl fallen kann. In einem solchen Fall ist es nicht notwendig, das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine zu reduzieren, was durch die Hysterese verhindert werden kann. In some embodiments, the step of analyzing the determined speed includes comparing the detected speed with a predetermined speed threshold. The predetermined speed threshold value may be zero, for example, so that in the case of starting, in which the speed increases, the above steps are performed. However, the speed threshold value can also be, for example, an idling speed, and the above steps are carried out when the speed of the internal combustion engine falls below the idling speed. In some embodiments, the comparison with the speed threshold also takes into account a hysteresis of the determined Speed, so that, for example, not every time the procedure is carried out when the determined speed falls below the speed threshold, but only if the speed for a certain period of time is below the speed threshold. This is helpful in some embodiments, since, for example, the idle speed of the internal combustion engine can fluctuate and, for example, by switching on a power consumer or by another event briefly fall below the idle speed. In such a case, it is not necessary to reduce the torque of the internal combustion engine, which can be prevented by the hysteresis.
Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der vorgegebene Lastbetriebszustand einen Einschaltvorgang der Verbrennungskraftmaschine, typischerweise einen Startvorgang oder einen Wiedereinsetzungsvorgang, und das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine wird rampenförmig vergrößert. Wie oben ausgeführt, kann der Einschaltvorgang durch Überschreiten einer ermittelten Drehzahl eines vorgegebenen Drehzahlschwellwerts, der z.B. gleich Null ist oder eine andere niedrige Drehzahl darstellt, ermittelt werden. Wie erwähnt kann durch die rampenförmiger Vergrößerung des Drehmoments bei einem Einschaltvorgang der Verbrennungskraftmaschine auftretende Lasten für das Schwingungsdämpferglied verringert werden. In some embodiments, the predetermined load operating condition includes a power-on operation of the internal combustion engine, typically a starting operation or a re-engagement operation, and the torque of the internal combustion engine is ramped up. As stated above, the turn-on operation can be achieved by exceeding a determined speed of a predetermined speed threshold, e.g. is equal to zero or another low speed. As mentioned, by the ramp-shaped increase in the torque at a switch-on of the internal combustion engine occurring loads for the vibration damper member can be reduced.
Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der vorgegebene Lastbetriebszustand einen Abschaltvorgang der Verbrennungskraftmaschine und das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine wird rampenförmig verringert. Wie oben ausgeführt, kann der Abschaltvorgang daran erkannt werden, dass eine ermittelte Drehzahl unter einen vorgegebenen Drehzahlschwellwert, z.B. der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine fällt. Dadurch, dass das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine rampenförmig verringert wird, können auch bei einem Abschaltvorgang der Verbrennungskraftmaschine auftretende Lasten für das Schwingungsdämpferglied verringert werden. In some embodiments, the predetermined load operating state comprises a shutdown operation of the internal combustion engine and the torque of the internal combustion engine is reduced in a ramp. As stated above, the turn-off operation can be recognized by the fact that a determined speed falls below a predetermined speed threshold value, e.g. the idling speed of the internal combustion engine falls. Characterized in that the torque of the internal combustion engine is ramped, occurring loads for the vibration damper member can be reduced even in a shutdown of the internal combustion engine.
Bei manchen Ausführungsbeispielen umfasst der vorgegebene Lastbetriebszustand einen Zustand, bei dem Drehzahlschwingungsamplituden (auch Drehzahlamplituden genannt) bei den Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine auftreten, die oberhalb eines vorgegebenen Amplitudenschwellwerts liegen. Solche Drehzahlschwingungsamplituden treten typischerweise auf, wenn eine Resonanz im Triebstrang auftritt, die eine hohe Last für das Schwingungsdämpferglied bewirken kann. Um einen solchen Lastbetriebszustand zu erkennen, kann das Analysieren der ermittelten Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine das Analysieren eines Verlaufes aus mehreren ermittelten Drehzahlen umfassen, wobei aus dem Verlauf der Drehzahlen Drehzahlschwingungsamplituden ermittelt werden und das Vorliegen des vorgegebenen Lastzustands ermittelt wird, wenn eine Drehzahlschwingungsamplitude oberhalb des vorgegebenen Amplitudenschwellwerts liegt. In some embodiments, the predetermined load operating state includes a state in which speed vibration amplitudes (also called speed amplitudes) occur at the speeds of the internal combustion engine, which are above a predetermined amplitude threshold. Such speed vibration amplitudes typically occur when resonance occurs in the driveline, which can cause a high load on the vibration damper member. In order to detect such a load operating state, the analysis of the determined rotational speed of the internal combustion engine may comprise analyzing a curve of a plurality of determined rotational speeds, wherein the course of the rotational speeds determines rotational vibration amplitudes and the presence of the predetermined load state is determined, if a rotational speed amplitude above the predetermined amplitude threshold lies.
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird eine Steigung der rampenförmigen Veränderung des Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine auf Grundlage eines aktuellen Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine ermittelt. Dabei kann z.B. je höher das aktuelle Drehmoment ist, desto größer die Steigung der rampenförmigen Veränderung sein und umgekehrt. Damit kann je nach aktuellem Drehmoment die Drehmomentveränderung angepasst werden, sodass z.B. bei einem hohen aktuellen Drehmoment das Drehmoment schneller verändert wird und damit die Last auf das Schwingungsdämpferglied schneller verringert wird, als bei einem niedrigen aktuellen Drehmoment. Bei einem niedrigen Drehmoment ist auch die Last auf das Schwingungsdämpferglied geringer, sodass in solchen Fällen eine rampenförmige Veränderung mit einer niedrigeren Steigung vorgenommen werden kann. In some embodiments, a slope of the ramp change of the torque of the internal combustion engine is determined based on a current torque of the internal combustion engine. In this case, e.g. the higher the actual torque, the greater the slope of the ramp change, and vice versa. Thus, depending on the current torque, the torque change can be adjusted so that e.g. at a high current torque, the torque is changed faster and thus the load on the vibration damper member is reduced faster than at a low current torque. At a low torque and the load on the vibration damper member is lower, so that in such cases, a ramp-like change can be made with a lower pitch.
Bei manchen Ausführungsbeispielen wird das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine um einen vorgegebenen Drehmomentwert verändert. Dadurch kann bei einem Lastbetriebszustand, bei dem einen Resonanz auftritt, der Resonanzbereich durch Verringern des Drehmoments um den vorgegebenen Drehmomentwert verlassen werden. Das Drehmoment wird dabei rampenförmig verändert, bis das Drehmoment um den vorgegebenen Drehmomentwert abgesenkt ist. Wird z.B. nach Absenkung des Drehmoments um den vorgegebenen Drehmomentwert weiter festgellt, dass eine ermittelte Drehzahlamplitude weiterhin oberhalb des vorgegebenen Drehzahlamplitudenschwellwertes liegt, so kann das Drehmoment um einen weiteren vorgegebenen Drehmomentwert abgesenkt werden. Wenn hingegen festgestellt wird, dass eine ermittelte Drehzahlamplitude unterhalb des vorgegebenen Drehzahlamplitudenschwellwertes liegt, so kann das Drehmoment bei dem um den vorgegebenen Drehmomentwert reduzierten Wert gehalten werden. Bringt die Reduzierung des Drehmoments keinen Erfolg in dem Sinne, dass z.B. die Drehzahlamplitude unter dem Drehzahlamplitudenschwellwert sinkt, so kann bei Unterschreiten der ermittelten Drehzahl eines weiteren Drehzahlschwellwertes z.B. ein Abschaltvorgang der Verbrennungskraftmaschine initiiert werden, bei dem das Drehmoment, wie oben ausgeführt, rampenförmig verringert wird. Dieser Drehzahlschwellwert kann unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegen, z.B. bei 400 Umdrehungen pro Minute, ohne dass die vorliegende Erfindung darauf beschränkt ist. In some embodiments, the torque of the internal combustion engine is changed by a predetermined torque value. Thereby, in a load operation state in which resonance occurs, the resonance range can be exited by decreasing the torque by the predetermined torque value. The torque is changed ramped until the torque is lowered by the predetermined torque value. If e.g. after lowering the torque by the predetermined torque value further determines that a determined speed amplitude is still above the predetermined speed amplitude threshold, the torque can be lowered by a further predetermined torque value. If, on the other hand, it is determined that a determined speed amplitude is below the predetermined speed amplitude threshold value, the torque can be maintained at the value reduced by the predetermined torque value. If the reduction of the torque does not bring success in the sense that e.g. If the speed amplitude drops below the speed amplitude threshold value, it is possible, for example, to fall short of the ascertained speed of a further speed threshold value, e.g. initiated a shutdown of the internal combustion engine, wherein the torque, as stated above, is ramped down. This speed threshold may be below the idle speed, e.g. at 400 revolutions per minute, without the present invention being limited thereto.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann eine Reduzierung des Drehmoments wieder rückgängig gemacht werden, wenn ein bestimmtes Ereignis vorliegt. Dieses Ereignis kann z.B. sein, dass die ermittelte Drehzahl wieder einen Drehzahlschwellwert, z.B. die Leerlaufdrehzahl, übersteigt, der vorher unterschritten wurde und zur Reduktion des Drehmoments geführt hat. Alternativ kann ein solches Ereignis auch sein, dass ermittelt wird, dass der Triebstrang offen ist. Der offenen Triebstrang kann z.B. durch ein Signal eines Kupplungsschalters ermittelt werden, der ein Signal abgibt, wenn die Kupplung betätigt wird/ist. Bei einem offenen Triebstrang wirken typischerweise die oben geschriebenen Lasten nicht (mehr) auf dem Schwingungsdämpferglied. In solchen Fällen kann das Drehmoment wieder rampenförmig auf den Ausgangswert, den es vor der vorherigen Reduktion hatte, erhöht werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann für die Erhöhung des Drehmoments die gleiche Funktion oder Kennlinie verwendet werden, wie für die Erniedrigung. In some embodiments, a reduction in torque may be reversed if a particular one Event is present. This event may be, for example, that the determined speed again exceeds a speed threshold, for example, the idle speed, which was previously exceeded and has led to the reduction of torque. Alternatively, such an event may be that it is determined that the driveline is open. The open driveline can be determined, for example, by a signal from a clutch switch, which emits a signal when the clutch is actuated / is. In an open driveline, the loads described above typically do not act on the vibration damper member. In such cases, the torque may be ramped up again to the initial value it had before the previous reduction. In some embodiments, the same function or characteristic may be used for increasing the torque as for the reduction.
Für die Ermittlung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine kann auch eine modellierte Drehzahl verwendet werden, die nicht von Schwingungen des Triebstranges beeinflusst ist und/oder bei der solche Schwingungseinflüsse reduziert sind. Zum Beispiel kann aus einer Radgeschwindigkeit und der Kenntnis eines eingelegten Ganges eine Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine ermittelt werden, wobei die Radgeschwindigkeit typischerweise nicht oder wenn nur in sehr geringem Einfluss durch Schwingungen des Triebstranges beeinflusst ist. Alternativ kann auch die bspw. durch einen Kurbelwellensensor oder dergleichen ermittelte Drehzahl durch einen Filter geglättet werden, sodass auch bei einer solchen Drehzahl Einflüsse von Schwingungen des Triebstranges zumindest verringert sind. For the determination of the speed of the internal combustion engine, a modeled speed can also be used that is not influenced by vibrations of the drive train and / or in which such vibration influences are reduced. For example, from a wheel speed and the knowledge of an engaged gear, a speed of the internal combustion engine can be determined, the wheel speed is typically not or if only very slightly influenced by vibrations of the drive train. Alternatively, the speed determined, for example, by a crankshaft sensor or the like can also be smoothed by a filter so that influences of vibrations of the drive train are at least reduced even at such a rotational speed.
Außerdem kann bei manchen Ausführungsbeispielen zur Unterstützung des Abschaltvorgangs des Verbrennungskraftmaschine eine oder mehrere Maßnahmen erfolgen, wie z.B. das Öffnen eines Dekompressionsventils, das eine Dekompression in einem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine bewirkt, oder andere zylinderselektive Abschaltmechanismen. In addition, in some embodiments, one or more measures may be taken to assist the shutdown process of the internal combustion engine, such as e.g. opening a decompression valve that causes decompression in a cylinder of the internal combustion engine or other cylinder-selective shutdown mechanisms.
Manche Ausführungsbeispiele betreffen ein Kraftfahrzeug mit einem Triebstrang, der eine Verbrennungskraftmaschine, ein Getriebe und ein Schwingungsdämpfungsglied aufweist, das zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe gekoppelt ist, wie oben ausgeführt wurde. Das Kraftfahrzeug umfasst weiter eine Steuerung, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren wenigstens teilweise auszuführen. Some embodiments relate to a motor vehicle having a driveline having an internal combustion engine, a transmission, and a vibration damping member coupled between the internal combustion engine and the transmission, as set forth above. The motor vehicle further comprises a controller, wherein the controller is adapted to at least partially carry out the method described above.
Die Steuerung kann andere Steuerungen oder Steuerungselemente umfassen, wie z.B. ein Steuerungselement für die Motorsteuerung (Einspritzung), Steuerelemente zur Steuerung der Fahrkupplung, des Getriebes usw. Da die Steuerung der einzelnen Komponenten eines Kraftfahrzeugs grundsätzlich bekannt ist, ist eine detaillierte Beschreibung der Steuerung und ihrer Komponenten nicht erforderlich. The controller may include other controllers or controls, such as those shown in FIG. a control element for the engine control (injection), controls for controlling the clutch, the transmission, etc. Since the control of the individual components of a motor vehicle is basically known, a detailed description of the control and its components is not required.
Außerdem kann die Steuerung mit unterschiedlichen Sensoren gekoppelt sein, wie z.B. einem Drehzahlsensor, der als Kurbelwellensensor ausgebildet ist, und/oder einem Radgeschwindigkeitssensor, der die Radgeschwindigkeit eines Antriebsrades misst, usw. Die Steuerung kann Signale von dem Drehzahlsensor empfangen und daraus eine entsprechende Drehzahl für die Verbrennungskraftmaschine ermitteln, wie auch oben ausgeführt wurde. In addition, the controller may be coupled to different sensors, e.g. a speed sensor which is designed as a crankshaft sensor, and / or a wheel speed sensor which measures the wheel speed of a drive wheel, etc. The controller can receive signals from the speed sensor and determine therefrom a corresponding speed for the internal combustion engine, as also stated above.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der: Embodiments of the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:
Ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeuges
Das Kraftfahrzeug
Die Verbrennungskraftmaschine
Das Zweimassenschwungrad
Das Primärschwungrad
Zur Messung der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine
Alternativ oder zusätzlich kann ein Radgeschwindigkeitssensor
Außerdem ist an der Kupplung
Die Steuerung
Vor einem Zeitpunkt t0 befindet sich das Kraftfahrzeug in einem normalen Betriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine
Zu einem Zeitpunkt t0 ermittelt die Steuerung
Dementsprechend steuert die Steuerung
Vor einem Zeitpunkt t0 befindet sich das Kraftfahrzeug in einem abgeschalteten Betriebszustand, bei dem die Verbrennungskraftmaschine
Die Verbrennungskraftmaschine
Dementsprechend steuert die Steuerung
der im vorliegenden Beispiel bei der Leerlaufdrehzahl von 900 1/min liegt, ohne, dass die vorliegende Erfindung darauf beschränkt ist. which is in the present example at the idling speed of 900 1 / min, without that the present invention is limited thereto.
Bei Erreichen des oberen Drehzahlschwellwertes Dmax1 zum Zeitpunkt t1 endet die Steuerung
Der zeitliche Abstand zwischen t0 und t1 beträgt hier bspw. 150 Millisekunden und das Drehmoment ist zwischen t0 und t1 um einen Drehmomentbetrag von ΔM2 erhöht worden. The time interval between t0 and t1 is here, for example, 150 milliseconds and the torque has been increased between t0 and t1 by a torque amount of ΔM2.
Die Steuerung
Zunächst ist das Kraftfahrzeug
Zu einem Zeitpunkt t0 stellt die Steuerung fest, dass die Drehzahl eine Schwingungsamplitude
Dementsprechend endet zum Zeitpunkt t1 die Änderung des Drehmoments M der Verbrennungskraftmaschine. Accordingly, at the time t1, the change of the torque M of the internal combustion engine ends.
Sollte die Steuerung
Wie auch schon weiter oben ausgeführt, kann es nach der Verringerung des Drehmoments M auch vorkommen, dass die Schwingungsamplitude
Bei den obigen Ausführungsbeispielen ist für die rampenförmige Änderung des Drehmoments eine lineare Kennlinie verwendet worden, die bspw. in der Steuerung
Die obigen Ausführungsbeispiele können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. The above embodiments may be implemented individually or in any combination.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 2 2
- Triebstrang drive train
- 3 3
- Verbrennungskraftmaschine Internal combustion engine
- 4 4
- Zweimassenschwungrad (Schwingungsdämpfungsglied) Dual mass flywheel (vibration damping element)
- 4a 4a
- Primärschwungrad primary flywheel
- 4b 4b
- Sekundärschwungrad secondary flywheel
- 4c 4c
- Federelement spring element
- 5 5
- Kupplung clutch
- 6 6
- Getriebe transmission
- 7 7
- Drehzahlsensor Speed sensor
- 8 8th
- Kurbelwelle crankshaft
- 9 9
- Getriebewelle gear shaft
- 10 10
- Antriebswelle drive shaft
- 11a, b 11a, b
- Antriebsräder drive wheels
- 12 12
- Steuerung control
- 13 13
- Kupplungsschalter clutch switch
- 14 14
- Radgeschwindigkeitssensor wheel speed sensor
- 20 20
- Drehzahlkurve beim Abschalten Speed curve when switching off
- 21 21
- rampenförmige Drehmomentänderung beim Abschalten ramped torque change at shutdown
- 22 22
- Drehzahlkurve beim Einschalten Speed curve when switching on
- 23 23
- rampenförmige Drehmomentänderung beim Einschalten ramped torque change at power up
- 24 24
- Drehzahlschwingung Speed vibration
- 25 25
- rampenförmige Drehmomentänderung um einen vorgegebenen Betrag ramped torque change by a predetermined amount
- AmaxAmax
- Amplitudenschwellwert amplitude threshold
- D D
- Drehzahl rotation speed
- Dmin1Dmin1
- Drehzahlschwellwert (Leerlaufdrehzahl) für Abschaltfall Speed threshold (idle speed) for shutdown case
-
Dmin2d
min 2 - Drehzahlschwellwert (Leerlaufdrehzahl) für Einschaltfall Speed threshold (idling speed) for switch-on event
- Dmax1Dmax1
- Drehzahlschwellwert (Leerlaufdrehzahl) für Einschaltfall Speed threshold (idling speed) for switch-on event
- ΔM1 ΔM1
- Drehmomentänderung Abschaltfall Torque change shutdown case
- ΔM2 ΔM2
- Drehmomentänderung Einschaltfall Torque change switch-on case
- ΔM3 ΔM3
- Drehmomentänderung vorgegebener Betrag Torque change preset amount
- M M
- Drehmomenttorque
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- EP 2071163 A2 [0007] EP 2071163 A2 [0007]
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