DE102018130051B4 - Control device for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Steuervorrichtung (12) für ein Fahrzeug (10) mit mindestens einem Motor (30) zum Antrieb von Rädern (44), welcher Steuervorrichtung (12) ein erstes Signal (M_D) und ein zweites Signal (ω') zuführbar ist, welches erste Signal (M_D) ein Wunsch-Drehmoment charakterisiert und welches zweite Signal (ω') die Winkelbeschleunigung der Räder charakterisiert, welche Steuervorrichtung (12) dazu eingerichtet ist, ein drittes Signal (M_S) auszugeben, welches ein Sollwert für ein Drehmoment des mindestens einen Motors (30) ist, welche Steuervorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, einen Transient-Bereich (85; 85A, 85B, 85C) in Abhängigkeit vom zweiten Signal (ω') zu bestimmen, in welchem Transient-Bereich (85; 85A, 85B, 85C) ein Wechsel von einem Zugbetrieb (83) zu einem Schubbetrieb (81) oder ein Wechsel von einem Schubbetrieb (81) zu einem Zugbetrieb (83) erwartet wird, welche Steuervorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, das dritte Signal (M_S) zu beeinflussen, wenn das dem dritten Signal (M_S) entsprechende Drehmoment in den Transient-Bereich (85; 85A, 85B, 85C) gelangt, um das Ruckeln bei einem solchen Wechsel im Transient-Bereich (85; 85A, 85B, 85C) zu verringern, welche Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, den Transient-Bereich (85; 85A, 85B, 85C) mit einer unteren Grenze (TA_LOW) und einer oberen Grenze (TA_HIGH) vorzusehen, und welche Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, sowohl die untere Grenze (TA_LOW) als auch die obere Grenze (TA_HIGH) des Transient-Bereichs (85; 85A, 85B, 85C) in Abhängigkeit vom zweiten Signal (ω') zu verändern.Control device (12) for a vehicle (10) with at least one motor (30) for driving wheels (44), to which control device (12) a first signal (M_D) and a second signal (ω ') can be fed, which first signal (M_D) characterizes a desired torque and which second signal (ω ') characterizes the angular acceleration of the wheels, which control device (12) is set up to output a third signal (M_S) which is a setpoint value for a torque of the at least one motor ( 30), which control device (12) is designed to determine a transient area (85; 85A, 85B, 85C) as a function of the second signal (ω ') in which transient area (85; 85A, 85B, 85C) a change from a pulling mode (83) to a pushing mode (81) or a change from a pushing mode (81) to a pulling mode (83) is expected, which control device (12) is designed to send the third signal (M_S) influence if that corresponds to the third signal (M_S) prechende torque in the transient area (85; 85A, 85B, 85C) to reduce the jerking during such a change in the transient area (85; 85A, 85B, 85C), which control device is designed to control the transient area (85; 85A, 85B, 85C) with a lower limit (TA_LOW) and an upper limit (TA_HIGH), and which control device is set up to set both the lower limit (TA_LOW) and the upper limit (TA_HIGH) of the transient range (85; 85A, 85B, 85C ) to change depending on the second signal (ω ').
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Fahrzeug mit mindestens einem Motor zum Antrieb von Rädern.The invention relates to a control device for a vehicle, in particular for a vehicle with at least one motor for driving wheels.
In modernen Motorsteuergeräten wird die Fahrpedalstellung als Fahrerwunschmoment betrachtet und als Führungsgröße verwendet. Neben dem Fahrerwunschmoment werden weitere Anforderungen von Getriebe, Nebenverbrauchern, Fahrgeschwindigkeitsregler, Fahrassistenzsystemen oder Betriebszuständen wie Leerlauf und Katalysatortemperatur an die Motorsteuerung gestellt. Alle Anforderungen werden in der Drehmomentanforderung gebündelt und als Eingangsgröße zur Drehmomentenstruktur geführt. Die Drehmomentenstruktur koordiniert und priorisiert die verschiedenen Anforderungen je nach Betriebszustand des Verbrennungsmotors und rechnet diese in Solldrehmomente um. Diese Solldrehmomente werden in der Momentenumsetzung beispielsweise als Führungsgröße für die relative Luftmasse, das Verbrennungsluftverhältnis Lambda, den Zündwinkel und die Zylinderausblendung umgesetzt. Auch bei Elektromotoren oder Hybridantrieben kann ein Fahrerwunschmoment als Basis für die Motorsteuerung dienen.In modern engine control units, the accelerator pedal position is viewed as the torque requested by the driver and used as a reference variable. In addition to the torque requested by the driver, further requirements are placed on the engine management system by the transmission, auxiliary consumers, cruise control, driver assistance systems or operating conditions such as idling and catalyst temperature. All requirements are bundled in the torque requirement and used as an input variable for the torque structure. The torque structure coordinates and prioritizes the various requirements depending on the operating state of the combustion engine and converts them into target torques. In the torque conversion, these setpoint torques are converted, for example, as a reference variable for the relative air mass, the combustion air ratio lambda, the ignition angle and the cylinder suppression. In the case of electric motors or hybrid drives, too, a torque requested by the driver can serve as the basis for engine control.
Die
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Steuervorrichtung für ein Fahrzeug bereit zu stellen.It is an object of the invention to provide a new control device for a vehicle.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1.This object is achieved by the subject matter of claim 1.
Einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens einem Motor zum Antrieb von Rädern ist ein erstes Signal
Durch die Bestimmung des Transient-Bereichs in Abhängigkeit von der Winkelbeschleunigung kann der Wechsel zwischen dem Schubbetrieb und Zugbetrieb besser vorausgesagt werden. Dies ermöglicht zum einen eine bessere Verringerung des Ruckelns im Transient-Bereich, und eine fälschliche Annahme, dass sich das Fahrzeug im Transient-Bereich befindet, kann vermieden werden. Dies ermöglicht eine größere Dynamik außerhalb des Transient-Bereichs.By determining the transient range as a function of the angular acceleration, the change between pushing operation and pulling operation can be better predicted. On the one hand, this enables a better reduction of the jerking in the transient area, and a false assumption that the vehicle is in the transient area can be avoided. This enables greater dynamics outside the transient area.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, den Transient-Bereich relativ zu einem ersten Transient-Bereich, der einer Winkelbeschleunigung von Null zugeordnet ist, abhängig vom Vorzeichen der Winkelbeschleunigung in unterschiedliche Richtungen zu verschieben. Wenn die Winkelbeschleunigung positiv ist, wird der Transient-Bereich also in eine andere Richtung verschoben, als wenn die Winkelbeschleunigung negativ ist. Hierdurch kann der Transient-Bereich abhängig vom Drehmomentgleichgewicht vorgegeben werden.According to a preferred embodiment, the control device is designed to shift the transient area relative to a first transient area, which is assigned to an angular acceleration of zero, depending on the sign of the angular acceleration in different directions. If the angular acceleration is positive, the transient area is shifted in a different direction than if the angular acceleration is negative. This allows the transient range to be specified as a function of the torque balance.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, den Transient-Bereich bei gleichem Vorzeichen des zweiten Signals ω' umso stärker zu verschieben, je größer der Betrag der Winkelbeschleunigung ist. Der Transient-Bereich folgt somit dem Betrag der Winkelbeschleunigung. Dies ermöglicht eine qualitativ gute Vorhersage des Transient-Bereichs.According to a preferred embodiment, the control device is set up to shift the transient range with the same sign of the second signal ω ′, the greater the shift The amount of angular acceleration. The transient area thus follows the amount of the angular acceleration. This enables a qualitatively good prediction of the transient area.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, das dritte Signal
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Maximalgradient abhängig vom ersten Signal
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, den Gradienten des dritten Signals außerhalb des Transient-Bereichs auf einen außerhalb des Transient-Bereichs geltenden zweiten Maximalgradienten zu begrenzen, welcher zweite Maximalgradient zumindest bereichsweise größer ist als der erste Maximalgradient, um außerhalb des Transient-Bereichs eine größere Beschleunigung zu ermöglichen als im Transient-Bereich. Auch außerhalb des Transient-Bereichs ist eine Begrenzung des Solldrehmomentgradienten vorteilhaft, um Schwingungen zu unterdrücken. Diese Begrenzung kann aber deutlich großzügiger sein als innerhalb des Transient-Bereichs, es ist also eine höhere Dynamik möglich.According to a preferred embodiment, the control device is designed to limit the gradient of the third signal outside of the transient area to a second maximum gradient that applies outside of the transient area, which second maximum gradient is at least in areas greater than the first maximum gradient in order to To enable greater acceleration than in the transient area. It is also advantageous to limit the target torque gradient outside the transient range in order to suppress vibrations. However, this limitation can be significantly more generous than within the transient range, so a higher dynamic is possible.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, in Abhängigkeit vom ersten Signal in einem ersten Schritt einen Sollwert für das Drehmoment zu bestimmen, und in Abhängigkeit vom Transient-Bereich den Sollwert zumindest bereichsweise zu verändern, insbesondere dessen Änderung zu verringern.According to a preferred embodiment, the control device is designed to determine a setpoint value for the torque as a function of the first signal in a first step, and to change the setpoint value at least regionally as a function of the transient range, in particular to reduce its change.
Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, einen Transient-Bereich mit einer unteren Grenze und einer oberen Grenze vorzusehen. Durch das Vorsehen der beiden Grenzen kann der Transient-Bereich klar definiert werden. Die Grenzen können beispielsweise als entsprechende Werte angegeben werden, oder es kann ein erster Punkt des Transient-Bereichs definiert werden, und die untere und obere Grenze können als Abstand von diesem ersten Punkt definiert werden.The control device is designed to provide a transient range with a lower limit and an upper limit. By providing the two limits, the transient range can be clearly defined. For example, the limits can be specified as corresponding values, or a first point of the transient region can be defined and the lower and upper limits can be defined as the distance from this first point.
Die Steuervorrichtung ist dazu eingerichtet, sowohl die untere Grenze als auch die obere Grenze des Transient-Bereichs in Abhängigkeit vom zweiten Signal ω' zu verändern. Dies ermöglicht eine genaue Definition des Transient-Bereichs.The control device is set up to change both the lower limit and the upper limit of the transient range as a function of the second signal ω '. This enables a precise definition of the transient area.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, den Abstand zwischen der unteren Grenze und der oberen Grenze des Transient-Bereichs bei einer Verschiebung nicht zu verändern. Dies erleichtert die Berechnungen innerhalb des Transient-Bereichs. Wenn sich allerdings physikalisch bei bestimmten Winkelbeschleunigungen eine Aufweitung des benötigten Abstands ergibt, kann diese auch abgebildet werden.According to a preferred embodiment, the control device is designed not to change the distance between the lower limit and the upper limit of the transient range in the event of a shift. This facilitates the calculations within the transient area. However, if the required distance is physically widened at certain angular accelerations, this can also be mapped.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, zur Beeinflussung des dritten Signals in einem ersten Schritt abhängig vom ersten Signal
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es zeigt:
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1 in schematischer Darstellung ein Fahrzeug mit einer Drehmomentübertragungsvorrichtung zwischen einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite,
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1 a schematic representation of a vehicle with a torque transmission device between a drive side and an output side,
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2 ein Diagramm mit Kurven für das Soll-Drehmoment, die Abtriebsdrehzahl, die Antriebsdrehzahl und die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs,2 a diagram with curves for the target torque, the output speed, the input speed and the longitudinal acceleration of the vehicle, -
3 ein Diagramm mit drei Transient-Bereichen für drei Fahrzeugzuständen,3 a diagram with three transient areas for three vehicle states, -
4 in schematischer Darstellung eine Steuervorrichtung für das Fahrzeug von1 ,4th in a schematic representation a control device for the vehicle of1 , -
5 ein Flussdiagramm für eine Verschiebung des Transient-Bereichs in Abhängigkeit von der Winkelbeschleunigung,5 a flow chart for a shift of the Transient range as a function of the angular acceleration, -
6 ein Flussdiagramm mit einem weiteren Ausführungsbeispiel für eine Verschiebung des Transient-Bereichs in Abhängigkeit von der Winkelbeschleunigung, und6th a flowchart with a further exemplary embodiment for a shift of the transient region as a function of the angular acceleration, and -
7 ein Flussdiagramm mit einer allgemeinen Soll-Drehmoment-Gradienten-Begrenzung und einer zusätzlichen Soll-Drehmoment-Gradienten-Begrenzung im Transient-Bereich.7th a flowchart with a general target torque gradient limitation and an additional target torque gradient limitation in the transient area.
Eine Antriebsseite
Die Drehmomentübertragungsvorrichtung
Antriebsseitig wird das Drehmoment insbesondere durch den Motor
- - Steigung der Fahrbahn
- - Luftwiderstand
- - Bremsmoment
- - slope of the road
- - air resistance
- - braking torque
Die Drehrichtung des Zahnrads
Wenn der Fahrer nun das Fahrpedal loslässt, sinkt das Drehmoment des Motors
Ob ein Fahrzeug
Der Transient-Bereich
Die Abtriebsdrehzahl
Im Zustand
Im Bereich
Im Zustand
Die Berücksichtigung der Verschiebung des Transient-Bereichs in Abhängigkeit vom Zustand des Fahrzeugs
Im Ausführungsbeispiel haben die Transient-Bereiche
Der Steuervorrichtung
Der Steuervorrichtung
Die Steuervorrichtung
Im Ausführungsbeispiel werden sowohl der obere Wert TA_HIGH als auch der untere Wert TA_LOW verschoben. Es ist gleichwirkend möglich, den Transient-Bereich
Der physikalische Zusammenhang zwischen der Winkelbeschleunigung und dem Drehmoment ergibt sich für einen drehbar gelagerten Körper aus der Formel
- M:
- auf den Körper einwirkendes Drehmoment
- J:
- Trägheitsmoment des Körpers
- α:
- Winkelbeschleunigung des Körpers
- M:
- torque acting on the body
- J:
- Moment of inertia of the body
- α:
- Angular acceleration of the body
Unabhängig davon, ob ein Drehmoment durch eine Steigung der Fahrbahn oder durch einen Bremsvorgang oder eine andere mechanische Einwirkung bewirkt wird, führt dies zu einer Änderung der Winkelbeschleunigung des Körpers. Die auf den Abtriebsstrang und auf den Antriebsstrang einwirkenden Drehmomente können somit aus der Änderung der Winkelbeschleunigung ermittelt werden.Regardless of whether a torque is caused by an incline in the roadway or by braking or some other mechanical action, this leads to a change in the angular acceleration of the body. The torques acting on the drive train and on the drive train can thus be determined from the change in the angular acceleration.
Die Routine wird in S128 beendet.The routine ends in S128.
In
In
In
In
In
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.A wide variety of variations and modifications are of course possible within the scope of the present invention.
Im Transient-Bereich kann beispielsweise an Stelle einer Begrenzung der Steigung in einem ersten Schritt die dem Wunschdrehmoment
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