DE102022105669A1 - Method for controlling a drive torque during a load change process - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (26) zur Steuerung eines von einem Antriebselement (14) eines Antriebsstrangs (10) bereitgestellten Antriebsdrehmoments (28), das über ein Drehmomentübertragungselement (18) an ein Abtriebselement (20) übertragbar ist, wobei das Antriebsdrehmoment (28) bei einem Lastwechselvorgang (32), bei dem eine Umkehr einer Drehmomentübertragungsrichtung eines Übertragungsdrehmoments (30), das zwischen dem Antriebselement (14) und dem Abtriebselement (20) übertragbar ist und an dem Drehmomentübertragungselement (18) anliegt, erfolgt und der einen Lastwechselzeitpunkt als Nulldurchgang des Übertragungsdrehmoments (30) einschließt, gesteuert wird, indem das Antriebsdrehmoment (28) während des Lastwechselvorgangs (32) abhängig von einem die Abhängigkeit zwischen dem Antriebsdrehmoment (28) und dem Übertragungsdrehmoment (30) kennzeichnenden dynamischen Übertragungsverhalten der das Drehmomentübertragungselement (18) einbeziehenden Drehmomentübertragungsstrecke (17) zwischen dem Antriebselement (14) und dem Abtriebselement (20) eingestellt wird. The invention relates to a method (26) for controlling a drive torque (28) which is provided by a drive element (14) of a drive train (10) and can be transmitted to an output element (20) via a torque transmission element (18), the drive torque (28) during a load change process (32), in which a reversal of a torque transmission direction of a transmission torque (30), which can be transmitted between the drive element (14) and the driven element (20) and is applied to the torque transmission element (18), takes place and a load change time as a zero crossing of the transmission torque (30), is controlled by the drive torque (28) during the load change process (32) as a function of a dynamic transmission behavior of the torque transmission path that includes the torque transmission element (18), which characterizes the relationship between the drive torque (28) and the transmission torque (30). (17 ) is set between the drive element (14) and the driven element (20).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Antriebsdrehmoments bei einem Lastwechselvorgang.The invention relates to a method for controlling a drive torque during a load change process.
In
In
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, den Lastwechselvorgang schonender und weniger spürbar durchzuführen. Die durch die Drehmomentänderungen bei dem Lastwechselvorgang auftretenden Belastungen in dem Antriebsstrang sollen verringert werden.The object of the present invention is to carry out the load change process more gently and less noticeably. The loads in the drive train that occur as a result of the torque changes during the load change process are to be reduced.
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zur Steuerung eines von einem Antriebselement eines Antriebsstrangs bereitgestellten Antriebsdrehmoments mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann der Lastwechselvorgang schonender und weniger spürbar durchgeführt werden. Die durch die Drehmomentänderungen bei dem Lastwechselvorgang auftretenden Belastungen in dem Antriebsstrang können verringert werden. Das Abtriebselement kann zuverlässiger betrieben werden.At least one of these objects is achieved by a method for controlling a drive torque provided by a drive element of a drive train with the features of claim 1. As a result, the load change process can be carried out more gently and less noticeably. The loads in the drive train that occur as a result of the torque changes during the load change process can be reduced. The driven element can be operated more reliably.
Der Antriebsstrang kann in einem Fahrzeug angeordnet sein. Das Fahrzeug kann ein Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug sein. Das Antriebselement kann ein Elektromotor sein. Das Drehmomentübertragungselement kann ein Getriebe und/oder eine Kupplung sein. Das Abtriebselement kann eine Getriebeausgangswelle, ein Differenzialgetriebe, wenigstens eine Fahrzeugachse oder wenigstens ein Fahrzeugrad sein.The powertrain may be located in a vehicle. The vehicle may be a hybrid vehicle or an electric vehicle. The drive element can be an electric motor. The torque transmission element can be a transmission and/or a clutch. The output element can be a transmission output shaft, a differential gear, at least one vehicle axle or at least one vehicle wheel.
Bei dem Lastwechselzeitpunkt ist das Übertragungsdrehmoment bevorzugt Null. Der Lastwechselzeitpunkt kann von einem Nulldurchgang des Antriebsdrehmoments abweichen. Die Abweichung kann abhängig von dem dynamischen Übertragungsverhalten sein. Bei einem Lastwechselvorgang ausgehend von einem Zugbetrieb, bei dem das Antriebsdrehmoment zu dem Abtriebselement übertragen wird, zu einem Schubbetrieb mit umgekehrter Drehmomentübertragungsrichtung, kann der Lastwechselzeitpunkt zeitlich nach dem Nulldurchgang des Antriebsdrehmoments liegen.At the time of the load change, the transmission torque is preferably zero. The load change time can deviate from a zero crossing of the drive torque. The deviation can depend on the dynamic transmission behavior. In a load change process starting from a traction operation, in which the drive torque is transmitted to the output element, to a coasting operation with reverse torque transmission direction, the load change time can be after the zero crossing of the drive torque.
Bei dem Lastwechselvorgang kann eine Absichtsänderung auftreten, durch die die zuvor gewünschte Umkehr der Drehmomentübertragungsrichtung wieder rückgängig gemacht oder unterbrochen wird. Beispielsweise kann eine solche Absichtsänderung auftreten, wenn das Fahrpedal von einer betätigten in eine unbetätigte Stellung und kurz darauf wieder in eine betätigte Stellung wechselt.During the load change process, a change of intention can occur, which reverses or interrupts the previously desired reversal of the torque transmission direction. For example, such a change of mind may occur when the accelerator pedal changes from an actuated to an unactuated position and shortly thereafter back to an actuated position.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Antriebsdrehmoment bei dem Lastwechselvorgang vor dem Lastwechselzeitpunkt in Drehmomentschaltstufen stufenweise verändert wird, indem das Antriebsdrehmoment von einem ersten Drehmomentwert ausgehend wenigstens auf einen zweiten Drehmomentwert und davon ausgehend auf einen dritten Drehmomentwert verändert wird. Die Drehmomentdifferenz zwischen dem ersten Drehmomentwert und dem zweiten Drehmomentwert und/oder zwischen dem zweiten Drehmomentwert und dem dritten Drehmomentwert kann betragsmäßig die Hälfte des ersten Drehmomentwerts sein.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if the drive torque is changed in stages during the load change process before the load change time in torque switching stages, in that the drive torque is changed from a first torque value to at least a second torque value and from there to a third torque value. The absolute value of the torque difference between the first torque value and the second torque value and/or between the second torque value and the third torque value can be half the first torque value.
Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebsdrehmoment bei dem Lastwechselvorgang nach dem Lastwechselzeitpunkt stufenweise verändert wird, indem das Antriebsdrehmoment in Drehmomentschaltstufen von einem vierten Drehmomentwert ausgehend wenigstens auf einen fünften Drehmomentwert und davon ausgehend auf einen sechsten Drehmomentwert verändert wird. Die Drehmomentdifferenz zwischen dem fünften Drehmomentwert und dem vierten Drehmomentwert und/oder zwischen dem sechsten Drehmomentwert und dem fünften Drehmomentwert kann betragsmäßig die Hälfte des sechsten Drehmomentwerts sein.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the drive torque is changed step by step during the load change process after the load change time by changing the drive torque in torque switching stages, starting from a fourth torque value to at least a fifth torque value and starting from there to a sixth torque value. The absolute value of the torque difference between the fifth torque value and the fourth torque value and/or between the sixth torque value and the fifth torque value can be half the sixth torque value.
Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Änderung des Antriebsdrehmoments in mehr als zwei Drehmomentschaltstufen durchgeführt wird. Die Anzahl an Drehmomentschaltstufen kann von einem anfänglichen Antriebsdrehmoment abhängen.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the drive torque is changed in more than two torque switching stages. The number of torque shift stages may depend on an initial drive torque.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der ein Zeitabstand zwischen wenigstens zwei Drehmomentschaltstufen abhängig von dem dynamischen Übertragungsverhalten eingestellt wird. Dadurch kann der Nulldurchgang des Antriebsdrehmoments dem Lastwechselzeitpunkt des Übertragungsdrehmoments angenähert werden.A preferred embodiment of the invention is advantageous in which a time interval between at least two torque switching stages is set as a function of the dynamic transmission behavior. As a result, the zero crossing of the drive torque can be brought closer to the load change time of the transmission torque.
Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das dynamische Übertragungsverhalten durch eine Periodendauer beschreibbar ist und der Zeitabstand abhängig von der Periodendauer eingestellt wird. Dadurch kann die bei dem Übertragungsdrehmoment gegenüber dem Antriebsdrehmoment auftretende Zeitverzögerung bei einer dynamischen Änderung des Antriebsdrehmoments berücksichtigt werden. Die Periodendauer kann von Massenträgheiten und Drehsteifigkeiten in der Drehmomentübertragungsstrecke abhängen.In a special embodiment of the invention, it is advantageous if the dynamic transmission behavior can be described by a period and the time interval is set as a function of the period. As a result, the time delay occurring in the transmission torque compared to the drive torque with a dynamic change in the Drive torque are taken into account. The period can depend on mass inertia and torsional rigidity in the torque transmission path.
Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn der Zeitabstand als halbe Periodendauer eingestellt wird. Dadurch kann der Nulldurchgang des Antriebsdrehmoments dem Lastwechselzeitpunkt des Übertragungsdrehmoments angeglichen werden.In a specific embodiment of the invention, it is advantageous if the time interval is set as half a period. As a result, the zero crossing of the drive torque can be adjusted to the load change time of the transmission torque.
Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Antriebsdrehmoment bei dem Lastwechselvorgang in einem den Lastwechselzeitpunkt einschließenden Umschaltzeitfenster mit einem festgelegten Drehmomentgradienten verändert wird. Der Drehmomentgradient kann innerhalb eines vorgegebenen Bereichs während dem Umschaltzeitfenster veränderlich sein. Auch kann der Drehmomentgradient während dem Umschaltzeitfenster konstant sein.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the drive torque during the load change process is changed with a fixed torque gradient in a changeover time window that includes the time of the load change. The torque gradient may vary within a predetermined range during the switching time window. The torque gradient can also be constant during the switching time window.
Anstelle des Umschaltzeitfensters kann auch ein den Nulldurchgang des Übertragungsdrehmoments einschließendes Drehmomentfenster angenommen werden, das durch wenigstens zwei vorgegebene Drehmomentwerte des Antriebsdrehmoments festgelegt ist. Sobald das Antriebsdrehmoment innerhalb des Drehmomentfensters liegt, kann das Antriebsdrehmoment mit einem festgelegten Drehmomentgradienten verändert werden. Der Drehmomentgradient kann konstant eingestellt sein. Das Drehmomentfenster kann durch das Umschaltzeitfenster vorgegeben sein und umgekehrt.Instead of the switching time window, a torque window including the zero crossing of the transmission torque can also be assumed, which is defined by at least two predefined torque values of the drive torque. Once the drive torque is within the torque window, the drive torque can be varied with a specified torque gradient. The torque gradient can be set constant. The torque window can be specified by the switching time window and vice versa.
Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn ab Beginn des Umschaltzeitfensters innerhalb einer Wartezeit oder/oder nach Ende des Umschaltzeitfensters innerhalb einer Wartezeit das Antriebsdrehmoment konstant eingestellt wird. Dadurch kann der Lastwechselvorgang zu dem Lastwechselzeitpunkt schonend durchgeführt werden.In a specific embodiment of the invention, it is advantageous if the drive torque is set constant from the start of the changeover time window within a waiting time and/or after the end of the changeover time window within a waiting time. As a result, the load change process can be carried out gently at the time of the load change.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Lastwechselzeitpunkt abhängig von einer Drehzahländerung des Antriebselements erfasst wird. Auch kann ein Beginn des Umschaltzeitfensters über die Drehzahländerung erfasst werden. Auch kann ein Ende des Umschaltzeitfensters über die Drehzahländerung erfasst werden.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the load change time is detected as a function of a speed change of the drive element. The start of the switchover time window can also be detected via the change in speed. An end of the switching time window can also be detected via the speed change.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.Further advantages and advantageous configurations of the invention result from the description of the figures and the illustrations.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
-
1 : Einen Antriebsstrang zur Anwendung eines Verfahrens zur Steuerung eines Antriebsdrehmoments in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. -
2 : Ein Diagramm bei Anwendung eines Verfahrens zur Steuerung eines Antriebsdrehmoments in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. -
3 : Einen Teilablauf eines Verfahrens zur Steuerung eines Antriebsdrehmoments in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
-
1 : A power train for applying a method for controlling a driving torque in a specific embodiment of the invention. -
2 : A diagram when applying a method for controlling a driving torque in another specific embodiment of the invention. -
3 : A partial flow of a method for controlling a driving torque in a further specific embodiment of the invention.
Wird das Fahrzeug 12 durch das Antriebselement 14 angetrieben, wird das Antriebsdrehmoment als Zugmoment ausgehend von dem Antriebselement 14 über das Drehmomentübertragungselement 18 als Übertragungsdrehmoment zu dem Abtriebselement 20 übertragen. Bei einem Lastwechselvorgang erfolgt eine Umschaltung ausgehend von dem Zugmoment in ein Schubmoment, das ausgehend von dem Abtriebselement 20 über das Drehmomentübertragungselement 18 als Übertragungsdrehmoment 30 zu dem Antriebselement 14 übertragen wird. Auch ein Lastwechsel in die umgekehrte Richtung, also von einem Schubmoment zu einem Zugmoment ist möglich.If the
Bei dem Lastwechselvorgang erfolgt somit eine Umkehr einer Drehmomentübertragungsrichtung des Übertragungsdrehmoments, das an dem Drehmomentübertragungselement 18 anliegt.During the load change process, a torque transmission direction of the transmission torque that is applied to the
Wird ab Beginn des Lastwechselvorgangs 32 zu dem Zeitpunkt t1 das Antriebsdrehmoment 28 verringert, beispielsweise durch eine Änderung der Beschleunigungsvorgabe 34, die beispielsweise einer Fahrpedalstellung des Fahrzeugs entspricht, veranlasst, folgt das Übertragungsdrehmoment 30 dieser Verringerung zeitverzögert aufgrund der Dynamik des sich ändernden Antriebsdrehmoments 28 und dem dynamischen Übertragungsverhalten der Drehmomentübertragungsstrecke zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement, die das Drehmomentübertragungselement einschließt.If the
Bei dem Verfahren 26 wird zu Beginn des Lastwechselvorgangs 32 bei dem Zeitpunkt t1 das Antriebsdrehmoment 28 abhängig von dem dynamischen Übertragungsverhalten der Drehmomentübertragungsstrecke eingestellt. Dadurch kann der Lastwechselvorgang 32 schonender und leiser durchgeführt werden. Das Antriebsdrehmoment 28 wird bei beginnendem Lastwechselvorgang 32 zu dem Zeitpunkt t1 in Drehmomentschaltstufen 36 stufenweise verändert, indem das Antriebsdrehmoment 28 von einem ersten Drehmomentwert M1 ausgehend auf einen zweiten Drehmomentwert M2 zu dem Zeitpunkt t1 und davon ausgehend zu dem Zeitpunkt t2 auf einen dritten Drehmomentwert M3, der nach wie vor ein Zugmoment ist, verändert wird.In
Das Antriebsdrehmoment 28 wird anschließend ab dem Zeitpunkt t2 bei dem Lastwechselvorgang 32 in einem den Lastwechselzeitpunkt t3 einschließenden Umschaltzeitfenster 38 mit einem festgelegten Drehmomentgradienten 40 verändert, um die Umschaltung der Drehmomentübertragungsrichtung zu dem Lastwechselzeitpunkt t3 möglichst schonend durchzuführen. Diese Veränderung kann zeitabhängig in Bezug auf das Umschaltzeitfenster 38 und/oder drehmomentabhängig in Bezug auf ein das Umschaltzeitfenster 38 bildendes Drehmomentfenster 42 durchgeführt werden.The
Der Drehmomentgradient 40 ist innerhalb des Umschaltzeitfensters 38 zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t4, zwischen denen der Lastwechselzeitpunkt t3 eingebunden ist, konstant eingestellt. Entsprechend ist der Drehmomentgradient 40 innerhalb des Drehmomentfensters 42 zwischen dem dritten Drehmomentwert M3 und dem vierten Drehmomentwert M4 konstant eingestellt. Nach dem Ende des Umschaltzeitfensters 38 zu dem Zeitpunkt t4 wird das Antriebsdrehmoment 28 innerhalb einer Wartezeit 44, die von dem Zeitpunkt t4 ausgehend bis zu dem Zeitpunkt t5 reicht, konstant auf einen vierten Drehmomentwert M4 eingestellt.The
Das Antriebsdrehmoment 28 wird anschließend bei dem Lastwechselvorgang 32 nach dem Lastwechselzeitpunkt t3, hier speziell nach dem Zeitpunkt t5 stufenweise verändert, indem das Antriebsdrehmoment 28 in Drehmomentschaltstufen 36 ab dem Zeitpunkt t5 von dem vierten Drehmomentwert M4 ausgehend auf einen fünften Drehmomentwert M5 und davon ausgehend zu dem Zeitpunkt t6 auf einen sechsten Drehmomentwert M6 verändert wird.The
Durch die Drehmomentschaltstufen 36 wird das Antriebsdrehmoment 28 eingestellt, um möglichst zu dem Lastwechselzeitpunkt, bei dem das Übertragungsdrehmoment 30 Null ist, ebenfalls einen Nulldurchgang aufzuweisen. Dabei wird das Antriebsdrehmoment 28 abhängig von dem dynamischen Übertragungsverhalten der Drehmomentübertragungsstrecke eingestellt, indem eine das dynamische Übertragungsverhalten beschreibende Periodendauer T, die den Zeitverlauf des Übertragungsdrehmoments 30 als Sprungantwort auf eine Verringerung 48 des Antriebsdrehmoments 28 kennzeichnet, berücksichtigt wird.The
Während des Lastwechselvorgangs 32 werden vor dem Lastwechselzeitpunkt t3 bevorzugt zwei Drehmomentschaltstufen 36 und nach dem Lastwechselzeitpunkt t3 auch zwei Drehmomentschaltstufen 36 eingestellt. Der Zeitabstand zwischen der Drehmomentschaltstufe 36 zu dem Zeitpunkt t1 und der Drehmomentschaltstufe 36 zu dem Zeitpunkt t2 beträgt bevorzugt eine halbe Periodendauer T/2. Dadurch können der Nulldurchgang des Antriebsdrehmoments 28 und des Übertragungsdrehmoments 30 übereinstimmen.During the
Auch nach dem Lastwechselvorgang 32 wird ein Zeitabstand zwischen der Drehmomentschaltstufe 36 zu dem Zeitpunkt t5 und der Drehmomentschaltstufe 36 zu dem Zeitpunkt t6 bevorzugt auf eine halbe Periodendauer T/2 eingestellt.Even after the
Der zweite Drehmomentwert M2 entspricht betragsmäßig insbesondere der Hälfte des ersten Drehmomentwerts M1. Der fünfte Drehmomentwert M5 entspricht betragsmäßig insbesondere der Hälfte des sechsten Drehmomentwerts M6. Diese Einstellung des Antriebsdrehmoments 28 ermöglicht eine zweistufige Anpassung des Antriebsdrehmoments 28 abhängig von dem dynamischen Übertragungsverhalten der Drehmomentübertragungsstrecke.The amount of the second torque value M2 corresponds in particular to half of the first torque value M1. The absolute value of the fifth torque value M5 corresponds in particular to half of the sixth torque value M6. This setting of the
Liegt das Antriebsdrehmoment hingegen in dem Drehmomentfenster, beispielsweise zwischen dem dritten und vierten Drehmomentwert, erfolgt eine Abfrage 50 über einen vorliegenden Beginn oder ein Ende des Umschaltzeitfensters. Ist das Umschaltzeitfenster bereits wirksam, dann wird eine Begrenzung 52 des Drehmomentgradienten des Antriebsdrehmoments durchgeführt und das Antriebsdrehmoment bevorzugt konstant eingestellt.If, on the other hand, the drive torque is in the torque window, for example between the third and fourth torque value, a
Wird das Umschaltzeitfenster hingegen begonnen oder beendet, erfolgt eine Überprüfung 54, ob eine Wartezeit anzuwenden ist. Ist die Wartezeit wirksam, dann erfolgt eine Einstellung 56 des Antriebsdrehmoments, bei der das Antriebsdrehmoment konstant eingestellt wird. Ist die Wartezeit beendet, dann erfolgt eine Aufhebung 58 der Begrenzung des Antriebsdrehmoments.If, on the other hand, the switchover time window begins or ends, a
Bezugszeichenlistereference list
- 1010
- Antriebsstrangpowertrain
- 1212
- Fahrzeugvehicle
- 1414
- Antriebselementdrive element
- 1616
- Elektromotorelectric motor
- 1717
- Drehmomentübertragungsstrecketorque transmission line
- 1818
- Drehmomentübertragungselementtorque transmission element
- 2020
- Abtriebselementoutput element
- 2222
- Getriebetransmission
- 2424
- Fahrzeugradvehicle wheel
- 2626
- Verfahrenprocedure
- 2828
- Antriebsdrehmomentdrive torque
- 3030
- Übertragungsdrehmomenttransmission torque
- 3232
- Lastwechselvorgangload change process
- 3434
- BeschleunigungsvorgabeAcceleration target
- 3636
- Drehmomentschaltstufetorque switching stage
- 3838
- Umschaltzeitfensterswitching time window
- 4040
- Drehmomentgradienttorque gradient
- 4242
- Drehmomentfenstertorque window
- 4444
- Wartezeitwaiting period
- 4646
- SchrittStep
- 4848
- Verringerungreduction
- 5050
- Abfragequery
- 5252
- Begrenzunglimitation
- 5454
- Überprüfungexamination
- 5656
- EinstellungAttitude
- 5858
- Aufhebungcancellation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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