DE19636629A1 - Vehicle automatic gearbox control system with hydraulic torque converter - Google Patents
Vehicle automatic gearbox control system with hydraulic torque converterInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Steuerung für ein Automatikgetriebe mit einem hydraulischen Drehmomentwandler, mit einer Pumpenwelle, die von einer Kraftmaschine mit einem Dreh moment beaufschlagt wird, und einer ein Abtriebsmoment liefernden Abtriebswelle, und mit ei nem ein Stellsignal generierenden Betätigungsorgan zum Einstellen eines gewünschten Ab triebsmomentes durch Einstellen des von der Kraftmaschine generierten Drehmoments.The invention relates to a control for an automatic transmission with a hydraulic Torque converter, with a pump shaft driven by an engine with a turn torque is applied, and an output shaft delivering an output torque, and with egg nem an actuating signal generating actuator for setting a desired Ab driving torque by adjusting the torque generated by the engine.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Steuern eines Automatikgetriebes mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.The invention further relates to a method for controlling an automatic transmission with the further features of the preamble of claim 8.
Automatikgetriebe der gattungsgemäßen Art werden häufig als Kennungswandler in Kraftfahr zeugen eingesetzt, um den an sich ungünstigen Drehmomentverlauf einer Verbrennungskraft maschine an die Bedürfnisse im Fahrzeugbetrieb anzupassen.Automatic transmissions of the generic type are often used as identification converters in motor vehicles testify to the inherently unfavorable torque curve of a combustion engine adapt the machine to the needs of vehicle operation.
In einem hydraulischen Drehmomentwandler wird die mechanische Eingangsleistung über die Schaufeln einer Kreiselpumpe auf den Massenstrom eines flüssigen Mediums (meist Öl) über tragen und in den Schaufeln des Turbinenrades wieder in mechanische Leistung zurückge wandelt. Solche Strömungsgetriebe sind durch zwei dimensionslose Größen gekennzeichnet: Leistungszahl λ und Wandlung µ, die beide eine Funktion des Drehzahlverhältnisses ν Turbine zur Pumpe sind.In a hydraulic torque converter, the mechanical input power is via the Scoop a centrifugal pump onto the mass flow of a liquid medium (usually oil) wear and in the blades of the turbine wheel back in mechanical power changes. Such flow gears are characterized by two dimensionless quantities: Coefficient of performance λ and conversion µ, both a function of the speed ratio ν turbine to the pump.
ν = ωT/ωP.ν = ω T / ω P.
Die Wandlung µ bestimmt bei gegebenen Pumpmoment MP die Größe des Turbinenmoments MT.The conversion µ determines the size of the turbine torque M T for a given pump torque M P.
Aus dieser Beziehung resultiert, daß das Ausgangsdrehmoment des Wandlers (Turbinenmoment) und damit auch das Antriebsmoment des Fahrzeugs verzögert auf eine Änderung des Eingangsdrehmoments (Pumpenmoment, beim Kraftfahrzeug = dem Motor drehmoment) reagiert, da das Ausgangsdrehmoment wesentlich vom Wandlerschlupf (d. h. von der Wandlung µ) abhängt und weniger direkt vom Eingangsdrehmoment. Dieses Verhal niedrigen Wandlerausgangsdrehzahlen zu einem schlechten Ansprechverhalten des Antriebs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, auf einen Laständerungswunsch.This relationship results in the output torque of the converter (Turbine torque) and thus also the drive torque of the vehicle decelerates to one Change in the input torque (pump torque, in the motor vehicle = the engine torque) responds because the output torque is significantly from the torque converter slip (i.e. depends on the conversion µ) and less directly on the input torque. This behavior low converter output speeds lead to poor drive response, especially of a motor vehicle, to a load change request.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für ein Automatikgetriebe so zu verbessern, daß das Ansprechverhalten, d. h. das Befolgen eines vom Benutzer, insbeson dere einem Autofahrer, indizierten Lastwunsches verbessert wird. Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Steuerung für ein Automatikgetriebe dadurch gekennzeichnet, daß einer das Stellsignal führenden Leitung ein Zweig parallel geschaltet ist, in dem Übertra gungsglieder angeordnet sind, von denen zumindest eins differenzierende und zumindest eins verzögernde Übertragungscharakteristik hat.The invention is therefore based on the object of a controller for an automatic transmission to improve that responsiveness, i.e. H. following one by the user, in particular a motorist, indicated load request is improved. The solution to this task is characterized in a generic control for an automatic transmission, that a line carrying the control signal is connected in parallel to a branch in the transmission are arranged, of which at least one differentiating and at least one has delaying transmission characteristics.
Hinsichtlich des Verfahrens zum Steuern eines Automatikgetriebes ist die Lösung dadurch charakterisiert, daß bis zum Erreichen des für einen neuen Lastwunsch benötigten Wandler schlupfes bei einer Lastanhebung ein größeres, bei einer Lastabsenkung ein kleineres Ein gangsdrehmoment eingestellt wird, als dem neuen Lastwunsch entspricht.With regard to the method for controlling an automatic transmission, this is the solution characterizes that until the converter required for a new load request is reached slip a larger one when the load is raised and a smaller one when the load is lowered gear torque is set as corresponds to the new load request.
Der der eigentlichen, das Stellsignal führenden Leitung parallel geschaltete Zweig enthält vor zugsweise ein Glied mit einer Übertragungscharakteristik, die eine Kettenschaltung eines Dif ferenziergliedes und eines Verzögerungsgliedes erster Ordnung darstellt, mithin ein sogenann tes D-T₁-Glied. Hierdurch wird ein zusätzliches Signal, d. h. ein Lastvorhalt, generiert, der aus einem Anteil besteht, der proportional zu einem Änderungswunsch ist, d. h. proportional zu dem Gradienten der gewünschten Laständerung. Dieser Anteil wird durch das Differenzierglied erzeugt. Der Anteil des Verzögerungsgliedes erster Ordnung führt dazu, daß das zusätzlich generierte Signal, der sogenannte Lastvorhalt, mit der Zeit abklingt.The branch connected in parallel with the actual line carrying the control signal contains preferably a link with a transmission characteristic that a chain circuit of a Dif represents and a first-order delay element, thus a so-called tes D-T₁ link. As a result, an additional signal, i. H. a load balance that is generated from there is a proportion that is proportional to a change request, d. H. proportional to the gradient of the desired load change. This part is determined by the differentiator generated. The proportion of the delay element of the first order leads to that in addition generated signal, the so-called load provision, decays with time.
Der parallele Zweig reagiert also nur auf geänderte Lastvorgaben bzw. Lastwunschänderun gen. Bei gleichbleibendem Lastwunsch, mithin gleichbleibender Stellung des Betätigungsor gans, insbesondere des Fahrpedals eines Kraftfahrzeuges, erzeugt der parallel geschaltete Zweig kein zusätzliches Signal, d. h. keinen Lastvorhalt.The parallel branch only reacts to changed load specifications or load request changes If the desired load remains the same, the actuator position remains the same Goose, in particular the accelerator pedal of a motor vehicle, generates the parallel Branch no additional signal, i. H. no load provision.
Bevorzugt sind dabei in dem parallel angeordneten Zweig ein D-Glied und ein T₁-Glied in Reihe geschaltet, so daß ein D-T₁-Glied gebildet wird. Es hat sich herausgestellt, daß ein D-T₁-Glied eine besonders vorteilhafte Charakteristik für die Zwecke der Erfindung aufweist.Preferred are a D-link and a T₁-link in the parallel arranged branch Series connected so that a D-T₁ element is formed. It has been found that a D-T₁ link has a particularly advantageous characteristic for the purposes of the invention.
Bevorzugt ist insbesondere vorgesehen, daß die Übertragungscharakteristik oder Übertra gungscharakteristiken der in dem parallelen Zweig angeordneten Übertragungsglieder in Ab hängigkeit vom Betriebszustand des Automatikgetriebes veränderbar sind. Hiermit wird insbe sondere in einem Kraftfahrzeug den spezifischen Gegebenheiten verschiedener Fahrge schwindigkeiten, eingelegter Gänge etc. Rechnung getragen. Insbesondere kann bei einem Automatikgetriebe, das eine Wandlerüberbrückungskupplung aufweist, vorgesehen sein, daß die erfindungsgemäße Steuerung abgeschaltet wird, wenn der hydraulische Drehmoment wandler des Automatikgetriebes durch die Wandlerüberbrückungskupplung mechanisch über brückt ist. Bei einem solchen Betriebszustand ist der durch den hydraulischen Drehmoment wandler gegebene Nachteil der verzögerten Reaktion auf einem Laständerungswunsch nicht gegeben, so daß sich die erfindungsgemäße Steuerung negativ auswirken würde.It is preferably provided in particular that the transmission characteristic or transmission gung characteristics of the transmission elements arranged in the parallel branch in Ab Depending on the operating state of the automatic transmission are changeable. Hereby is esp especially in a motor vehicle, the specific circumstances of various vehicles speed, gears etc. taken into account. In particular, with one Automatic transmission, which has a lockup clutch, be provided that the control according to the invention is switched off when the hydraulic torque converter of the automatic transmission mechanically through the lockup clutch is bridged. In such an operating state it is due to the hydraulic torque converter given disadvantage of the delayed reaction to a load change request given, so that the control according to the invention would have a negative effect.
Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Steuerung insbesondere in ein Aggregate-Manage ment-System (AMS) eines Kraftfahrzeuges integriert.The control according to the invention is preferred in particular in an aggregate management ment system (AMS) of a motor vehicle integrated.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß zum Einstellen eines ge wünschten Abtriebsmomentes (Lastwunsch) bei Änderung des Lastwunsches bis zum Errei chen des für den neuen Lastwunsch benötigten Wandlerschlupfes bei einer Lastanhebung ein größeres, bei einer Lastabsenkung ein kleineres Drehmoment der Kraftmaschine eingestellt wird, als dem neuen Lastwunsch entspricht. Im Rahmen dieser Anmeldung wird die Differenz zwischen tatsächlichem Lastwunsch und eingestelltem Lastwunsch als Lastüberhöhung, Last vorhalt oder auch als Zusatzlast bezeichnet.The inventive method is characterized in that for setting a ge Desired output torque (load request) when changing the load request until Errei the converter slip required for the new load request when increasing the load greater, a smaller torque of the engine set at a load reduction will correspond to the new load request. In the context of this registration, the difference between actual load request and set load request as load increase, load reserve or also known as additional load.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann insbesondere vorge sehen sein, daß einem Lastwunsch mittels eines Wandlerkennfeldes ein hierfür benötigter Sollschlupf zugeordnet wird, daß der Istschlupf des hydraulischen Drehmomentwandlers ge messen und mit dem Sollschlupf verglichen wird, und daß eine Zusatzlast als Stellgröße gene riert wird, um die Differenz zwischen Sollschlupf und Istschlupf zu verringern. Eine solche Schlupfregelung löst die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besonders exakt und ele gant.In a particularly preferred embodiment of the method, in particular, can be seen that a load request by means of a converter map is required for this Desired slip is assigned that the actual slip of the hydraulic torque converter ge measure and compared with the target slip, and that an additional load gene as a manipulated variable is reduced to reduce the difference between the target slip and the actual slip. Such Slip control solves the problem underlying the invention particularly precisely and ele gant.
Auch bei einer Schlupfregelung kann wiederum vorgesehen sein, daß die Parameter der Re gelung, d. h. die Übertragungscharakteristik zumindest eines Übertragungsgliedes und/oder die Regelungscharakteristik des Schlupfreglers in Abhängigkeit vom Betriebspunkt des Auto matikgetriebes angepaßt werden.In the case of a slip control, too, it can again be provided that the parameters of the success, d. H. the transmission characteristic of at least one transmission element and / or the control characteristic of the slip controller depending on the operating point of the car matik gear are adjusted.
Insbesondere wenn das zu regelnde Automatikgetriebe in einem Kraftfahrzeug eingebaut und von einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, wird verschiedenen Fahrzuständen des Kraftfahrzeuges Rechnung getragen, so daß der subjektive Eindruck des Fahrers verbes sert und sein Fahrvergnügen erhöht wird.Especially when the automatic transmission to be controlled is installed in a motor vehicle and is driven by an internal combustion engine, different driving conditions of the motor vehicle taken into account so that the subjective impression of the driver verbs sert and his driving pleasure is increased.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zei gen:The invention is explained below with reference to the drawing. Zei in the drawing gene:
Fig. 1 einen Graphen zweier Funktionen, repräsentierend den Lastwunsch und den Wandlerschlupf, Fig. 1 is a graph of two functions representing the desired load and the converter slip,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des vom Fahrpedal eines elektronisch ge steuerten Kraftfahrzeuges zum Motor führenden Signalstrangs, und Fig. 2 is a schematic representation of the accelerator pedal of an electronically ge controlled motor vehicle leading to the engine signal train, and
Fig. 3 eine alternative Ausführungsform einer Steuerungseinrichtung für ein Auto matikgetriebe mit integrierter Schlupfregelung. Fig. 3 shows an alternative embodiment of a control device for a car mat transmission with integrated slip control.
Fig. 1 zeigt im oberen Teil des Koordinatensystems eine Funktion, die den Lastwunsch re präsentiert, den ein Autofahrer beispielsweise bei einem Überholvorgang hat. Der Graph 10 des Lastwunsches ist in einem ersten Bereich 12 konstant. Dieser Bereich entspricht der Sta tionärfahrt, d. h. das vom Getriebeausgang zu den Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges gelie ferte Abtriebsdrehmoment ist gerade ausreichend, um die Fahrzeugwiderstände bei Stationär fahrt zu überwinden. Zum Beschleunigen tritt der Fahrer des Kraftfahrzeuges das Fahrpedal nieder, gleichbedeutend einer Lastwunschänderung 14 auf ein höheres Niveau 16, gefolgt von einem Zurücknehmen des Fahrpedals in einer Phase 18 nach Beendigen des Überholvorgan ges, um mit der ursprünglichen Geschwindigkeit und einem daher zurückgesetzten Last wunsch 20 weiterzufahren. Fig. 1 shows in the upper part of the coordinate system a function that re presents the load request that a driver has, for example, when overtaking. The graph 10 of the load request is constant in a first area 12 . This area corresponds to stationary driving, ie the output torque delivered from the gearbox output to the drive wheels of the motor vehicle is just sufficient to overcome the vehicle resistance during stationary driving. To accelerate, the driver of the motor vehicle depresses the accelerator pedal, equivalent to a change in load request 14 to a higher level 16 , followed by a withdrawal of the accelerator pedal in a phase 18 after completion of the overtaking process in order to continue with the original speed and therefore a reset load request 20 .
Damit der Lastwunsch konkret realisiert wird und damit das Fahrzeug auf den Fahrer einen agilen Eindruck macht, müßte der in Fig. 1 ebenfalls dargestellte Schlupf zwischen Pumpen rad und Wandlerrad eine geometrisch ähnliche Form aufweisen wie die Lastwunschkurve.So that the load request is realized and the vehicle makes an agile impression on the driver, the slip between the pump wheel and converter wheel also shown in FIG. 1 should have a geometrically similar shape to the load request curve.
Fig. 1 zeigt als durchgezogene Linie 22 den in der Praxis tatsächlich eintretenden Schlupfver lauf, dessen Verlauf vom angestrebten Verlauf erheblich abweicht. Fig. 1 shows as a solid line 22 the actually occurring Schlupfver run, the course of which deviates significantly from the desired course.
Um den Schlupfverlauf und damit das Abtriebsmoment mehr an den Lastwunsch anzunähern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Lastwunsch in Bereichen, wo sich der Lastwunsch än dert, zu überhöhen. Dies ist in Fig. 1 durch die gestrichelten Linien 24 und 26 angedeutet.In order to bring the slip course and thus the output torque closer to the load request, the invention provides for the load request to be increased in areas where the load request changes. This is indicated in Fig. 1 by the dashed lines 24 and 26 .
Fig. 2 zeigt eine Schaltung zur Realisierung einer solchen Lastüberhöhung oder eines sol chen Lastvorhaltes. Das von einem Fahrpedal generierte Stellsignal wird über eine Leitung 28 geleitet. In einem parallel geschalteten Zweig 30 ist ein D-T₁-Glied 32 angeordnet. Kommt es zu einer Änderung des Lastwunsches, wie beispielsweise im Bereich 14 in Fig. 1, so erzeugt das D-T₁-Glied 32 ein Zusatzsignal, dessen Höhe proportional zum Gradienten, d. h. propor tional zur Steigung des Bereichs 14 des Graphen 10 ist. Der Verzögerungsanteil der Übertra gungscharakteristik des D-T₁-Gliedes 32 sorgt dafür, daß das Zusatzsignal im Laufe der Zeit wieder abklingt. Das Zusatzsignal wird dem ursprünglich generierten Stellsignal in der Leitung 28 zugemischt, so daß die in Fig. 1 oben dargestellte Lastüberhöhung oder Zusatzlast gene riert wird. Ein Schalter 33 erlaubt eine Unterbrechung des Zweigs 30, beispielsweise wenn der hydraulische Drehmomentwandler, dessen Trägheit korrigiert werden soll, durch eine Wandle rüberbrückungskupplung überbrückt ist. Fig. 2 shows a circuit for realizing such a load increase or sol load provision. The control signal generated by an accelerator pedal is conducted via a line 28 . In a branch 30 connected in parallel, a D-T₁ member 32 is arranged. If there is a change in the load request, such as in area 14 in Fig. 1, the D-T₁ element 32 generates an additional signal, the height of which is proportional to the gradient, ie proportional to the slope of the area 14 of the graph 10 . The delay portion of the transmission characteristic of the D-T₁ element 32 ensures that the additional signal subsides over time. The additional signal is mixed with the originally generated control signal in line 28 , so that the load increase or additional load shown in FIG. 1 is generated. A switch 33 allows the branch 30 to be interrupted, for example if the hydraulic torque converter, whose inertia is to be corrected, is bridged by a converter lockup clutch.
Fig. 1 zeigt in ihrem unteren Bereich durch die gestrichelt dargestellten Linien des Graphen 22, wie sich der Wandlerschlupf dem gewünschten Verlauf besser annähert. Fig. 1 shows in its lower area by the dashed lines of graph 22 how the converter slip approaches the desired course better.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der im parallel angeordneten Zweig 30 an stelle des D-T₁-Gliedes ein Schlupfregler 34 angeordnet ist. Der aus der Leitung 28 ausge koppelte Lastwunsch bzw. das entsprechende Signal wird in einer entsprechenden Vorrich tung 36, in der das Wandlerkennfeld abgespeichert ist, einem Sollschlupf zugeordnet, bei dem das gewünschte Abtriebsmoment erzeugt wird. Der Sollschlupf wird als Sollgröße dem Schlupfregler 34 zugeordnet. Das Automatikgetriebe selbst wird hierbei als Regelstrecke 38 aufgefaßt. Die Drehzahl der Pumpenwelle ist entweder gleich oder proportional der Drehzahl der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeuges, während die Drehzahl der Turbinenwelle direkt gemessen ober bei bekanntem Übersetzungsverhältnis aus der ge messenen Getriebeausgangsdrehzahl berechnet werden kann. Hieraus läßt sich der Istschlupf berechnen. Der Istschlupf wird als Istgröße dem Schlupfregler 34 zugeführt. Der Schlupfregler 34 erzeugt eine Stellgröße, die wiederum einer Zusatzlast oder Lastüberhöhung entspricht und dem auf der eigentlichen Stellsignalleitung 28 geführten Signal zugemischt wird. Die in Fig. 3 nicht dargestellte Verbrennungskraftmaschine wird entsprechend anders eingestellt. Liegt eine Erhöhung als Lastwunsch vor, so wird beispielsweise beim Otto-Motor die Drosselklappe um ein entsprechend größeres Maß geöffnet oder bei einem Dieselmotor die Einspritzmenge ent sprechend größer eingestellt, als dem eigentlichen Lastwunsch entsprechen würde. Fig. 3 shows an alternative embodiment in which a slip controller 34 is arranged in place of the D-T 1 member in the branch 30 arranged in parallel. The out of line 28 coupled load request or the corresponding signal is in a corresponding Vorrich device 36 , in which the converter map is stored, assigned to a target slip, in which the desired output torque is generated. The target slip is assigned to the slip controller 34 as the target variable. The automatic transmission itself is interpreted as a controlled system 38 . The speed of the pump shaft is either the same or proportional to the speed of the crankshaft of the internal combustion engine of the motor vehicle, while the speed of the turbine shaft measured directly can be calculated from a known gear ratio from the measured transmission output speed. The actual slip can be calculated from this. The actual slip is fed to the slip controller 34 as the actual variable. The slip controller 34 generates a manipulated variable, which in turn corresponds to an additional load or excessive load and is mixed with the signal carried on the actual actuating signal line 28 . The internal combustion engine, not shown in FIG. 3, is accordingly set differently. If there is an increase as a load request, the throttle valve is opened by a correspondingly larger amount, for example in the Otto engine, or the injection quantity is set accordingly larger in a diesel engine than would correspond to the actual load request.
Vorteilhafterweise kann das Lastsignal nach der Summationsstelle, also der Stelle, in die Lei tungen 28, 30 der Fig. 2, 3 zusammengeführt werden, auf eine Maximal- oder Minimallast wert begrenzt werden.Advantageously, the load signal can be limited to a maximum or minimum load value after the summation point, ie the point into which lines 28 , 30 of FIGS . 2, 3 are merged.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Schaltungsprinzipien lassen sich im Rahmen der Steuer- und Regelungselektronik eines modernen Kraftfahrzeuges problemlos unterbringen, insbesondere in einem sogenannten AMS, einem Aggregate-Management-System.The circuit principles shown in FIGS. 2 and 3 can easily be accommodated in the control and regulation electronics of a modern motor vehicle, in particular in a so-called AMS, an aggregate management system.
BezugszeichenlisteReference list
10 Lastwunschverlauf
12 Lastwunsch bei Stationärfahrt
14 Lastwunsch beim Beschleunigen
16 Lastwunsch beim Überholen, stationär
18 Lastwunsch beim Abbremsen
20 Lastwunsch bei Stationärfahrt
22 Wandlerschlupfverlauf
24 Lastüberhöhung durch Zusatzlast
26 negative Lastüberhöhung
28 Stellsignalleitung
30 paralleler Zweig (zu 28)
32 D-T₁-Glied
33 Schalter
34 Schlupfregler
36 Wandlerkennfeld
38 Regelstrecke 10 Load request history
12 Desired load for stationary travel
14 Desired load when accelerating
16 Load request when overtaking, stationary
18 Desired load when braking
20 Desired load for stationary travel
22 converter slip course
24 Excess load due to additional load
26 negative load increase
28 control signal line
30 parallel branch (to 28 )
32 D-T₁ link
33 switches
34 slip regulator
36 converter map
38 controlled system
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