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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Steuern (z.B. zum Regeln) eines Kriechfahrens (z.B. eines Langsamfahrens, z.B. eines Schrittgeschwindigkeitsfahrens) eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs), und insbesondere ein Verfahren zum Umsetzen eines Kriechfahrens eines Fahrzeugs, welches mit einem automatisierten Handschaltgetriebe (AMT) oder einem Doppelkupplungsgetriebe ausgestattet ist, die eingerichtet sind, um eine Antriebskraft auf eine Eingabewelle des Getriebes durch eine Trockenkupplung aufzubringen.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Wie es dem Fachmann wohl bekannt ist, ist ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT) oder ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT), welche eine Trockenkupplung verwenden, eingerichtet, um eine Antriebskraft von einem Motor (z.B. einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor, etc.) einer Eingabewelle des Getriebes mittels der Trockenkupplung ohne einen Drehmomentwandler zuzuführen, sodass ein Steuerverhalten (z.B. Regelverhalten) der Trockenkupplung einen bedeutenden Einfluss auf ein Anfahr- und Getriebeverhalten des Fahrzeugs hat.
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Beim Kriechfahren steuert ein Fahrer die Trockenkupplung, um einer bestimmten Zielkriechgeschwindigkeit zu folgen, ohne ein Gaspedal zu betätigen, wobei in diesem Fall das Steuerverhalten der Trockenkupplung immer noch einen großen Einfluss auf ein Kriechfahrgefühl und ein Beschleunigungsgefühl hat, wenn das Fahrzeug genau nach einem Kriechfahren beschleunigt wird.
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Im Allgemeinen wird eine Proportional-Integral-Steuerungsvorrichtung (PI-Steuerungsvorrichtung) verwendet, um das Kriechfahren zu steuern, und wird ein simples Verfahren, welches ein Berechnen von Proportional- und Integralsteuerkomponenten und ein Kombinieren der Komponenten aufweist, um ein neues Kriechsteuersignal auszugeben, für einen Unterschied zwischen einer Zielkriechgeschwindigkeit und einer gegenwärtigen Geschwindigkeit (z.B. des Fahrzeugs) verwendet.
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Jedoch beschleunigt das Fahrzeug aufgrund der Schwerkraft in dem Fall, in welchem die simple PI-Steuerungsvorrichtung verwendet wird, um das Kriechfahren zu steuern, wenn das Fahrzeug bergab fährt, und es kann passieren, dass die Zielkriechgeschwindigkeit überschritten wird. Zu diesem Zeitpunkt, sogar in einer Situation, in welcher die Trockenkupplung vollständig außer Eingriff gegangen ist und deshalb das Übertragungsdrehmoment letztendlich null geworden ist, akkumuliert die PI-Steuerungsvorrichtung weiterhin die Integralsteuerkomponente in einem Negativbereich / einer Negativrichtung, da die Fahrzeuggeschwindigkeit die Zielkriechgeschwindigkeit überschreitet. In dieser Situation, in welcher die Integralsteuerkomponente im Negativbereich akkumuliert worden ist, falls das Fahrzeug das Ende der Neigung erreicht hat und wieder beschleunigt werden muss, um bergauf zu fahren, wird eine korrekte Integralsteuerkomponente in den Kriechsteuersignalen nicht reflektiert, bis die Integralsteuerkomponente, welche bisher im Negativbereich akkumuliert worden ist, wieder zu null akkumuliert ist, wodurch eine Wiederbeschleunigungsleistung / ein Wiederbeschleunigungsverhalten des Fahrzeugs aufgrund von Verzögerungen beim Steigern des Kriechdrehmoments verringert/verschlechtert wird.
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Darüber hinaus, während das Fahrzeug in einem Verkehrsstau wiederholt stoppt und (an)fährt, wird ein Vorgang wiederholt, in welchem die Integralsteuerkomponente, welche bisher akkumuliert worden ist, beibehalten wird, falls der Fahrer das Fahrzeug durch Treten der Bremse stoppt, und wieder akkumuliert wird, falls der Fahrer das Fahrzeug wieder mit dem Kriechfahren (an)fährt. Falls die Integralsteuerkomponente zu sehr ansteigt, sollte das Übertragungsdrehmoment der Trockenkupplung exzessiv gesteuert werden, wenn das Kriechfahren wieder aufgenommen werden soll, was einen Stoß/Schlag auf die Trockenkupplung bedingt und einen (z.B. Anfahr-)Ruck des Fahrzeugs bedingt.
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Die in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der dem Fachmann schon bekannt ist.
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Ein exemplarisches Steuerverfahren zum Berechnen von Drehmoment einer Getriebekupplung ist aus
DE 10 2014 113 905 A1 bekannt, wobei ein Übertragungsdrehmoment einer Trockenkupplung ermittelt wird.
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Weiter ist aus
DE 10 2013 209 784 A1 eine Echtzeitkompensation von sich ändernden Reibungseigenschaften einer Kupplung in einem Getriebe bekannt.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Verfahren zum Steuern (z.B. zum Regeln) eines Kriechfahrens (z.B. eines Langsamfahrens, z.B. eines Schrittgeschwindigkeitsfahrens) eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs) bereitzustellen, welches mit einem automatisierten Handschaltgetriebe (AMT) oder einem Doppelkupplungsgetriebe(DCT) ausgestattet ist, die eine Trockenkupplung aufweisen, um Verzögerungen bei einem Wiederbeschleunigungsgefühl und das Auftreten eines (z.B. Anfahr-)Rucks zu verhindern, während das Fahrzeug kriecht, durch Reduzieren oder Verhindern von Einflüssen auf ein Kriechsteuern aufgrund einer unangemessenen Integralsteuerkomponente (z.B. eines Integralanteils einer Stellgröße/Steuergröße, z.B. einer Kupplungsstellung-Stellgröße), wenn das Kriechfahren im Fahrzeug gesteuert wird.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Kriechfahrens eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren weist auf: Ermitteln, durch eine Steuerungsvorrichtung (z.B. eine Regelungsvorrichtung) zum Steuern (z.B. Regeln) einer Trockenkupplung, ob ein Übertragungsdrehmoment der Trockenkupplung null oder weniger ist und ob ein Steuerfehler (z.B. eine Regelabweichung), welcher aus einer Subtraktion einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit von einer Zielkriechgeschwindigkeit resultiert, null oder weniger ist, was als ein Bedingungsermittlungsschritt bezeichnet wird, und Stoppen, durch die Steuerungsvorrichtung, eines Akkumulierens einer Integralsteuerkomponente zum Kriechsteuern, falls die Bedingung im Bedingungsermittlungsschritt erfüllt ist, was als Akkumulierungsstoppschritt bezeichnet wird.
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Die Steuerungsvorrichtung kann Informationen über das Übertragungsdrehmoment, welche die Steuerungsvorrichtung selbst hat, und kann Informationen über eine Fahrzeuggeschwindigkeit verwenden, welche von außerhalb empfangen werden, um den Bedingungsermittlungsschritt und den Akkumulierungsstoppschritt auszuführen, und kann die Trockenkupplung durch Erzeugen eines Kriechsteuersignals Regeln, um einen Kupplungsaktuator anzuweisen, die Trockenkupplung zu betreiben/betätigen.
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Nachdem der Akkumulierungsstoppschritt beginnt, kann die Steuerungsvorrichtung weiter eingerichtet sein, um eine Integralsteuerkomponente eines (z.B. Zeit-)Punktes genau vor dem Beginn des Akkumulierungsstoppschritts mit einem bestimmten (z.B. vorbestimmten) Verhältnis zu reduzieren, so wie die Zeit vergeht, solange die Bedingung im Bedingungsermittlungsschritt erfüllt wird, was als Integrationsgradreduktionsschritt bezeichnet wird.
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Die Steuerungsvorrichtung kann eingerichtet sein, um ein Kriechsteuersignal (z.B. ein Kriechregelsignal) zu erzeugen, um die Trockenkupplung zu steuern (z.B. zu regeln) durch Addieren einer Proportionalsteuerkomponente zu einer Integralsteuerkomponente, welche ausgegeben wird, während der Integrationsgradreduktionsschritt ausgeführt wird.
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Das vorbestimmte Verhältnis, um die Integralsteuerkomponente beim Integrationsgradreduktionsschritt zu verringern, kann implementiert sein durch Multiplizieren eines Vergessensfaktors (z.B. eines Gewichtungsfaktors) (z.B. mit der Integralsteuerkomponente) bei jedem Abtastpunkt der Steuerungsvorrichtung, und der Vergessensfaktor kann als ein Wert in einem Bereich zwischen null und eins festgelegt sein.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Konzeptansicht eines Fahrzeugs, das eine Trockenkupplung hat, auf welches/welche die vorliegende Erfindung angewendet werden kann,
- 2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern eines Kriechfahrens eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
- 3 ist eine Konzeptansicht einer Steuerungsvorrichtung zum Implementieren eines Steuerverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Merkmalen darstellen, welche die Grundprinzipien der Erfindung aufzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, unter anderem z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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Durchgehend in den zahlreichen Figuren der Zeichnung bezeichnen Bezugszeichen in den Figuren die gleichen oder wesensgleichen Teile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Nachfolgend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
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1 ist eine Konzeptansicht eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs), welches eine Trockenkupplung hat, auf welches/welche die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, wobei das Fahrzeug aufweist: eine Trockenkupplung CL, welche sich zwischen einem Motor (z. B. einem Verbrennungsmotor) E und einem Getriebe TM befindet, wobei das Getriebe TM in einem Zustand, in welchem dem Getriebe TM eine Antriebskraft des Motors E zugeführt wird, diese überträgt/wandelt (z.B. übersetzt/untersetzt), und einen Kupplungsaktuator CA zum Betätigen/Betreiben der Trockenkupplung CL unter Gesteuert-werden durch eine Steuerungsvorrichtung C, welche Informationen über eine Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor S empfängt.
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Die Steuerungsvorrichtung C kann eingerichtet sein, um die Informationen über eine Fahrzeuggeschwindigkeit nicht nur direkt vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor S zu empfangen, sondern auch von einer CAN-Kommunikation (z.B. einem CAN-Netzwerk), und kann ebenfalls eingerichtet sein, um andere, zahlreiche Informationen vom Motor E, vom Getriebe TM und von der Trockenkupplung CL zu empfangen.
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Das Getriebe TM kann irgend eine Art von Getriebe sein, welches die Antriebskraft vom Motor E durch die Trockenkupplung CL empfangen kann, zum Beispiel ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT), ein automatisiertes Handschaltgetriebe (AMT), etc.
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Bezugnehmend auf die 2 weist in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Kriechfahrens eines Fahrzeugs auf: Ermitteln, durch die Steuerungsvorrichtung C zum Steuern der Trockenkupplung CL, ob ein Übertragungsdrehmoment der Trockenkupplung CL null oder weniger ist und ob ein Steuerfehler, welcher aus einer Subtraktion einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit von einer Zielkriechgeschwindigkeit resultiert, null oder weniger ist, was als ein Bedingungsermittlungsschritt S10 bezeichnet wird, und Stoppen, durch die Steuerungsvorrichtung C, eines Akkumulierens einer Integralsteuerkomponente (z.B. eines Integralanteils einer Stellgröße/Steuergröße) zum Kriechsteuern, falls die Bedingung im Bedingungsermittlungsschritt S10 erfüllt wird, was als ein Akkumulierungsstoppschritt S20 bezeichnet wird.
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Insbesondere dient die vorliegende Erfindung, um ein Verzögerungsgefühl beim Beschleunigen des Fahrzeugs zu verhindern durch (Auf-)Lösen einer unnötig akkumulierten Integralsteuerkomponente in einem nachfolgenden Kriechsteuervorgang (z.B. Kriechregelungsvorgang) mittels Vermeidens eines weitergehenden Akkumulierens der Integralsteuerkomponente durch Steuerfehler / aufgrund von Steuerfehlern (z.B. Regelabweichungen) in einem Negativbereich / einer Negativrichtung beim Akkumulierungsstoppschritt S20, falls das Fahrzeug die Zielkriechgeschwindigkeit überschreitet und deshalb der Steuerfehler weniger als null ist, sogar in einer Situation, in welcher das Übertragungsdrehmoment der Trockenkupplung CL null oder weniger geworden ist, was tatsächlich heißt, dass die Trockenkupplung CL bereits vollständig außer Eingriff gegangen ist und keine Antriebskraft an das Getriebe übertragen wird, während die Steuerungsvorrichtung C das Kriechfahren steuert.
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Die Steuerungsvorrichtung C verwendet Informationen über das Übertragungsdrehmoment, welche die Steuerungsvorrichtung C selbst hat, und verwendet Informationen über eine Fahrzeuggeschwindigkeit, welche von außerhalb empfangen werden, um den Bedingungsermittlungsschritt S10 und den Akkumulierungsstoppschritt S20 auszuführen, und regelt die Trockenkupplung CL durch Erzeugen eines Kriechsteuersignals (z.B. einer Kriechstellgröße), um den Kupplungsaktuator CA anzuweisen, die Trockenkupplung CL zu betätigen/betreiben.
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Für das Übertragungsdrehmoment der Trockenkupplung CL kann die Steuerungsvorrichtung verwenden, was im Voraus berechnet und als ein zu steuernder (z.B. regelnder) Zielsteuerwert (z.B. Zielregelwert) gespeichert wird, oder kann verwenden, was unter Verwendung von Informationen, welche von der Trockenkupplung CL oder dem Kupplungsaktuator CA zurückgeführt werden, berechnet und erhalten wird.
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Nach dem Beginn des Akkumulierungsstoppschritts S20 ist die Steuerungsvorrichtung C weiter eingerichtet, um die Integralsteuerkomponente eines (z.B. Zeit-)Punktes genau vor dem Beginn des Akkumulierungsstoppschritts S20 mit einem bestimmten (z.B. vorbestimmten) Verhältnis zu reduzieren, so wie die Zeit vergeht, solange die Bedingung im Bedingungsermittlungsschritt S10 erfüllt wird, was als ein Integrationsgradreduktionsschritt S30 bezeichnet wird.
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Dementsprechend wird die Integralsteuerkomponente, welche akkumuliert wird, wenn das Fahrzeug in einem Verkehrsstau wiederholt stoppt und (an)fährt, beim Integrationsgradreduktionsschritt S30 freigegeben, wodurch ein Stoß/Schlag und einen Ruck verhindert werden, welche auftreten können, wenn das Fahrzeug nach einem Stopp das Kriechfahren wieder aufnimmt.
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Insbesondere ist in einer Situation, in welcher das Fahrzeug bereits die Zielkriechgeschwindigkeit erreicht hat und eine konstante Geschwindigkeit beibehält, sogar während das Fahrzeug in einem Verkehrsstau wiederholt stoppt und (an)fährt, das Kupplungsübertragungsdrehmoment, welches mittels der Trockenkupplung übertragen wird, tatsächlich null und ist der Steuerfehler null, was die Bedingung im Bedingungsermittlungsschritt S10 erfüllt. Der Integrationsgradreduktionsschritt S30 kann dann nach dem Beginn des Akkumulierungsstoppschritts S20 ausgeführt werden, um die akkumulierte Integralsteuerkomponente zu eliminieren, wodurch das Auftreten des Stoßes/Schlags und des Rucks aufgrund der Anwendung einer exzessiven Integralsteuerkomponente verhindert wird, wenn das Fahrzeug nach dem Stoppen das Kriechfahren wieder aufnimmt.
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In der beispielhaften Ausführungsform ist das bestimmte Verhältnis, um die Integralsteuerkomponente beim Integrationsgradreduktionsschritt S30 zu reduzieren, durch Multiplizieren eines Vergessensfaktors (z.B. mit der Integralsteuerkomponente) bei jedem Abtastpunkt der Steuerungsvorrichtung C implementiert. Der Vergessensfaktor kann als ein Wert festgelegt sein, welcher größer als null und kleiner als eins ist.
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Zum Beispiel, unter der Annahme, dass die Integralsteuerkomponente eines Punktes genau vor dem Beginn des Akkumulierungsstoppschritts S20 gleich zehn ist und der Vergessensfaktor als 0,9 festgelegt ist, wird die Integralsteuerkomponente, welche verwendet wird, um die Trockenkupplung CL am ersten Abtastpunkt nach dem Beginn des Akkumulierungsstoppschritts S20 zu steuern, als 10 * 0,9 = 9 berechnet, und wird die Integralsteuerkomponente, welche verwendet wird, um die Trockenkupplung CL beim zweiten Abtastpunkt zu steuern, als 9 * 0,9 = 8,1 berechnet.
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Als solches, solang beim Bedingungsermittlungsschritt S10 die Bedingung konstant erfüllt wird, wenn die Abtastzeit der Steuerungsvorrichtung C fortschreitet, konvergiert die akkumulierte Integralsteuerkomponente durch wiederholte Multiplikationen der Integralsteuerkomponente durch den / mit dem Vergessensfaktor allmählich zu null, wodurch das Auftreten des Stoßes/Schlags aufgrund plötzlicher Änderungen der Integralsteuerkomponente verhindert werden.
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Die Steuerungsvorrichtung C kann grundsätzlich dieselben Merkmale einer PI-Steuerungsvorrichtung (z.B. einer PI-Regelvorrichtung) haben, um ein Kriechsteuersignal (z.B. ein Kriechregelsignal, z.B. ein Kupplungsstellung-Stellsignal) zu erzeugen, um die Trockenkupplung CL durch Addieren einer Proportionalsteuerkomponente zu der Integralsteuerkomponente, welche ausgegeben wird, während der Integrationsgradreduktionsschritt S30 ausgeführt wird, zu steuern.
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Die 3 ist eine Konzeptansicht einer PI-Steuerungsvorrichtung, welche das oben beschriebene Steuerverfahren implementiert, in welchem eine Integralsteuerkomponente und eine Proportionalsteuerkomponente von einem Steuerfehler / aufgrund eines Steuerfehlers (z.B. einer Regelabweichung) erhalten werden, welcher ein Unterschied zwischen einer Zielkriechgeschwindigkeit und einer gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und die Integralsteuerkomponente wird zur vorhergehenden Integralsteuerkomponente des vorhergehenden Abtastpunkts, welche durch eine Einheitenverzögerung (z.B. ein Verzögerungsglied) UD bereitgestellt wird, addiert, solange die Bedingung beim Bedingungsermittlungsschritt S10 nicht erfüllt wird, und wird dann mit der Proportionalsteuerkomponente kombiniert, um ein finales Kriechsteuersignal zu erzeugen.
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Falls die Bedingung beim Bedingungsermittlungsschritt S10 erfüllt wird, wird die Integralsteuerkomponente, welche ausgehend vom Steuerfehler erzeugt wird, ignoriert und wird der Wert null zur Integralsteuerkomponente des vorhergehenden Abtastpunkts, welche durch die Einheitenverzögerung (z.B. das Verzögerungsglied) UD bereitgestellt wird, addiert, welche dann mit der Proportionalsteuerkomponente kombiniert wird, um ein finales Kriechsteuersignal zu erzeugen. Deshalb wird ein Akkumulieren einer neuen Integralsteuerkomponente gestoppt und wird der Akkumulierungsstoppschritt S20 implementiert.
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Da die Integralsteuerkomponente des vorhergehenden Abtastpunkts, welche durch die Einheitenverzögerung (z.B. das Verzögerungsglied) UD bereitgestellt wird, die Bedingung im Bedingungsermittlungsschritt S10 erfüllt, wird sie verwendet, nachdem sie mit dem Vergessensfaktor multipliziert wird, welcher ermittelt wird, um einen Wert zwischen null und eins zu haben. Folglich, wenn das Abtasten wiederholt wird, konvergiert die Integralsteuerkomponente allmählich zu null, wodurch der Integrationsgradreduktionsschritt S30 implementiert wird.
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Als Hinweis, falls der Vergessensfaktor als ein Wert nahe eins festgelegt ist, verringert sich die Integralsteuerkomponente relativ langsam, oder, falls der Vergessensfaktor als ein Wert nahe null festgelegt ist, verringert sich die Integralsteuerkomponente schneller. Deshalb kann der Vergessensfaktor gemäß zahlreichen Experimenten oder anhand anderer Grundlagen angemessen ausgewählt werden.
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Darüber hinaus, nachdem die Integralsteuerkomponente, welche vom Steuerfehler / aufgrund des Steuerfehlers (z.B. der Regelabweichung) erzeugt wird, und die Integralsteuerkomponente des vorhergehenden Abtastpunkts, welche durch die Einheitenverzögerung (z.B. das Verzögerungsglied) UD bereitgestellt wird, kombiniert worden sind, kann ein Ratenbegrenzer RL verwendet werden, wie es in der 3 gezeigt ist, um eine schnelle Änderung der kombinierten Integralsteuerkomponenten über ein vorbestimmtes Verhältnis hinaus zu verhindern, wodurch die Steuerungsstabilität (z.B. Regelungsstabilität) sichergestellt wird.
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Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Verzögerungen in einem Wiederbeschleunigungsgefühl und ein Auftreten eines Rucks verhindert werden, während ein Fahrzeug kriecht (z.B. mit Kriechgeschwindigkeit fährt), welches mit einem AMT oder einem DCT, die eine Trockenkupplung aufweisen, ausgestattet ist, durch Reduzieren oder Verhindern von Einflüssen auf ein Kriechsteuern (z.B. Kriechregeln) aufgrund einer unangemessenen Integralsteuerkomponente, wenn das Kriechfahren im Fahrzeug gesteuert wird.
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Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Darstellung offenbart worden sind, wird es der Fachmann anerkennen, dass zahlreiche Modifikationen, Zusätze und Substitutionen möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung, wie sie in den anhängigen Ansprüchen offenbart sind, abzuweichen.
