DE4432946A1 - Electronically controlling torque converter in automatic gear box of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Be einflussung des Moments einer drehmomentübertragenden An triebskomponente in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for loading Influence of the torque of a torque transmitting An Drive component in motor vehicles according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der noch nicht veröffentlichten DE 43 27 906 A bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Beeinflussung des Moments einer drehmomentübertragenden Antriebskomponente in Form einer Reduzierung des Brennkraftmaschinendrehmo ments während der Schaltdauer bei einem Gangwechsel vor genommen. Dabei wird die Reduzierung des Brennkraftma schinendrehmoments entsprechend eines für die Haltbarkeit des Getriebes optimalen Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl verlaufs geregelt. Der Soll-Brennkraftmaschinendrehzahl verlauf wird derart ausgelegt, daß der Kupplungsver schleiß durch eine möglichst kurze Schaltdauer, die durch den Beginn und das Ende eines Schaltvorganges während ei nes Gangwechsels bestimmt wird, vermindert wird. Der Schaltkomfort, der gegenüber der Haltbar keitsanforderungen gegenteilige Maßnahmen erfordert, wird dabei lediglich als zweitrangig erachtet. Bei der bekann ten Vorrichtung zur Reduzierung des Brennkraftmaschinen drehmoments bei Schaltvorgängen wird somit der Schaltkom fort lediglich als Kompromißgröße herangezogen.Such a device is for example from the not yet published DE 43 27 906 A. At this known device is influencing the Moments of a torque-transmitting drive component in the form of a reduction in engine torque during the gearshift period when changing gear taken. This will reduce the internal combustion engine line torque corresponding to one for durability of the transmission optimal target engine speed progressively regulated. The target engine speed course is designed so that the clutch ver wear due to the shortest possible switching time the beginning and end of a switching operation during egg nes gear change is determined, is reduced. Of the Shifting comfort that is durable opposite requirements, is required considered only secondary. With the known th device for reducing the internal combustion engine Torque in switching operations is thus the Schaltkom henceforth only used as a compromise.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Beein flussung des Moments einer drehmomentübertragenden An triebskomponente eingangs genannter Art derart zu verbes sern, daß unabhängig von Maßnahmen, die zur Haltbarkeits erhöhung beitragen, Maßnahmen zur Schaltkomforterhöhung ergriffen werden.It is an object of the invention to provide a leg device flow of the torque of a torque transmitting drive component of the type mentioned above to verbes that regardless of measures to durability Contribution increase, measures to increase shift comfort be taken.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.
Erfindungsgemäß wird im wesentlichen das Kupplungsmoment der für den entsprechenden Gangwechsel zuständigen Kupp lung bzw. Kupplungen während der Schaltdauer eines Gang wechsels in Abhängigkeit von einem Momenten-Sollverlauf geregelt. Somit wird erfindungsgemäß eine funktionale Trennung der Maßnahmen zur Schaltkomforterhöhung von den Maßnahmen zur Haltbarkeitserhöhung vorgenommen. Der Er findung liegt der Gedanke zugrunde, daß insbesondere die Beschleunigung des Fahrzeugs die auf den Fahrer physisch einwirkende Größe für Komfortempfindung darstellt. Bei gegebenem Fahrwiderstand ist die Beschleunigung direkt proportional zum Abtriebsmoment. Das Abtriebsmoment hängt wiederum von den Drehmomenten der ab- bzw. zuzuschalten den Kupplungen während eines Gangwechsels ab. Somit ist die Momentenregelung erfindungsgemäß Gegenstand der ent koppelten Maßnahme zur Schaltkomforterhöhung. Mit dieser erfindungsgemäßen Momentenregelung ist weiterhin eine entkoppelte Maßnahme zur Haltbarkeitserhöhung des Getrie bes, z. B. durch die aus der DE 43 27 906 A bekannte Brennkraftmaschinendrehzahlverlaufregelung, kombinierbar.According to the invention, the clutch torque is essentially the clutch responsible for the corresponding gear change tion or clutches during the shift duration of a gear changes depending on a target torque curve regulated. Thus, according to the invention, it becomes a functional one Separation of measures to increase shifting comfort from the Measures taken to increase durability. The he is based on the idea that in particular the Accelerating the vehicle physically on the driver acting size for comfort sensation. At given driving resistance, the acceleration is direct proportional to the output torque. The output torque depends turn off or on again from the torques the clutches during a gear change. So is the torque control according to the subject of ent coupled measure to increase shift comfort. With this Torque control according to the invention is still a decoupled measure to increase the durability of the transmission bes, z. B. by the known from DE 43 27 906 A. Engine speed control, combinable.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist der Ge genstand des Patentanspruchs 2.An advantageous development of the invention is the Ge Subject matter of claim 2.
Der Momenten-Sollverlauf, insbesondere der der abzuschal tenden und der der zuzuschaltenden Kupplung wird vorzugs weise in Abhängigkeit von einem Abtriebsmomenten-Sollver lauf bestimmt. Die Bestimmung des Abtriebsmomenten-Soll verlaufs dient als Hilfssollverlauf zur Herstellung des Zusammenhangs zwischen der Fahrzeugbeschleunigung und der zu regelnden Kupplungsmomente. Hierdurch wird eine noch genauere komfortorientierte Regelung erreicht.The desired torque profile, in particular that of the formwork tendency and that of the clutch to be engaged is preferred as a function of an output torque setpoint run determined. The determination of the target output torque course serves as an auxiliary target course for the production of the Relationship between vehicle acceleration and clutch torques to be regulated. This will make one more more precise comfort-oriented control achieved.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 3.Another advantageous embodiment of the invention is the subject of claim 3.
Der Abtriebsmomenten-Sollverlauf wird in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebsparameter bestimmt und vorzugs weise während der Schaltdauer korrigiert. Dieser Weiter bildung liegt der Gedanke zugrunde, daß das Abtriebsmo ment von Parametern, wie z. B. der Turbinendrehzahl, der Brennkraftmaschinendrehzahl, des Brennkraftmaschinenmo ments und des neu einzulegenden Ganges, beeinflußt wird. Da derartige Betriebsparameter sich auch während der Schaltdauer ändern, wird erfindungsgemäß eine Korrektur des Abtriebsmomenten-Sollverlaufs während der Schaltdauer vorgenommen. Hierdurch wird eine weitere Erhöhung des Schaltkomforts durch Berücksichtigung der sich während der Schaltdauer ändernden Betriebsparameter erreicht.The target output torque curve is dependent on determined and preferred at least one operating parameter corrected during the switching period. This next education is based on the idea that the downforce mo ment of parameters such. B. the turbine speed, the Engine speed, the engine mo ment and the new gear to be engaged. Since such operating parameters also change during the Change switching time is a correction according to the invention of the output torque target curve during the switching period performed. This will further increase the Shifting comfort by taking into account the while of the operating time changing operating parameters reached.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 4.Another advantageous embodiment of the invention is the subject of claim 4.
Erfindungsgemäß wird die Regelung des Kupplungsmoments, insbesondere der zu- und/oder abzuschaltenden Kupplung, von einer Regelung des Brennkraftmaschinenmoments, wie sie beispielsweise aus der DE 43 27 906 A bekannt ist, beeinflußt.According to the invention, the regulation of the clutch torque, in particular the clutch to be engaged and / or disengaged, from a regulation of the engine torque, such as it is known for example from DE 43 27 906 A, influenced.
So ist es möglich, daß insbesondere bei Hochschaltungen, wenn die erforderliche Reduzierung des Brennkraftmaschi nenmoments größer als die maximal mögliche ist, die Kupp lungsmomentregelung die Schaltdauerregelung mitübernimmt und somit auch zur Erfüllung der Haltbarkeitsmaßnahmen beitragen kann. So it is possible that, especially with upshifts, if the required reduction in internal combustion engine torque is greater than the maximum possible, the dome torque control takes over the switching duration control and thus also to fulfill the shelf life measures can contribute.
Allgemein gilt für die erfindungsgemäße Regelung des Kupplungsmoments, daß das für die Regelung notwendige Ist-Kupplungsmoment, der zu- und/oder der abschaltenden Kupplung, entweder durch Drehmomentsensoren gemessen oder durch Erfassung von verschiedenen geeigneten Betriebs parametern in Verbindung mit einem physikalischen Modell berechnet wird.The following generally applies to the regulation of the Coupling torque that that necessary for the control Actual clutch torque, the engaging and / or disengaging Coupling, either measured by torque sensors or by capturing various suitable operations parameters in connection with a physical model is calculated.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt. Es zeigtIn the drawing is an embodiment of the Erfin shown. It shows
Fig. 1 ein Beispiel für einen Abtriebsmomenten-Soll verlauf, der nach einer vorgegebenen Zeit kor rigiert wird, Fig. 1 an example of an output torque command running, which is rigiert kor after a predetermined time,
Fig. 2 die aus dem Abtriebsmomenten-Sollverlauf resul tierenden Momenten-Sollverläufe für die Kupp lungsmomente der zu- und abzuschaltenden Kupp lungen und Fig. 2, the resulting from the output torque target curve resultant torque target curves for the coupling moments of the connections and disconnections and couplings
Fig. 3 ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Regel kreis zur Momentenregelung zumindest einer Kupplung, insbesondere der für den entsprechen den Gangwechsel zuzuschaltenden Kupplung. Fig. 3 shows an example of a control circuit according to the invention for torque control of at least one clutch, in particular the clutch to be engaged for the corresponding gear change.
Das Beispiel nach Fig. 1 und Fig. 2 ist für eine über schneidungs-Hochschaltung dargestellt. In Fig. 1 ist ein erster Abtriebsmomenten-Sollverlauf 1 (durchgezogene Li nie) und ein zweiter, nach einem Zeitraum t₁ korrigierter Abtriebsmomenten-Sollverlauf 2 (strichpunktierte Linie) dargestellt. Vor Beginn des Gangwechsels, d. h. vor Be ginn der Schaltdauer tS entspricht der Sollwert des Abtriebsmoments Mabsoll dem momentan vorliegenden Ab triebsmoment. Zu Beginn der Schaltdauer tS wird, z. B. in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern, wie z. B. vom Brennkraftmaschinenmoment Mm, der Brennkraft maschinendrehzahl nm, der Turbinendrehzahl nt des Wandlers und der Information über den neu einzulegenden Gang Gneu sowie über den aktuell eingelegten Gang Galt (Fig. 3), der Abtriebsmomenten-Sollverlauf für die Schaltdauer tS bestimmt.The example of Fig. 1 and Fig. 2 is shown for an upshift over-cut. In Fig. 1, a first output torque target curve 1 (solid Li never) and a second, after a period corrected t₁ output torque curve 2 (dash-dotted line) is shown. Before the start of the gear change, ie before the start of the switching period t S , the target value of the output torque M absoll corresponds to the current output torque. At the beginning of the switching period t S , z. B. depending on various operating parameters, such as. B. from the engine torque M m , the engine speed n m , the turbine speed n t of the converter and the information about the new gear G new and the currently engaged gear G old ( Fig. 3), the output torque target curve for the switching duration t S determined.
Vorzugsweise wird zunächst der Sollwert des Ab triebsmoments Mabsoll, der nach dem Gangwechsel, d. h. nach der Schaltdauer tS, zu erwarten ist, vorausberech net. Die Sollwerte des Abtriebsmoments Mabsoll während der Schaltdauer tS können beispielsweise durch Interpola tion zwischen den Sollwerten Mabsoll vor und nach der Schaltdauer tS berechnet werden. Der so ermittelte erste Abtriebsmomenten-Sollverlauf 1 kann beispielsweise nach einer vorgegebenen Zeit t₁, die z. B. die Programmlaufzeit sein kann, korrigiert werden, wenn der zum Zeitpunkt t₁ für den Zeitpunkt tS neu vorausberechnete Sollwert Mabsoll des Abtriebsmoments von dem zuvor für den Zeit punkt tS vorausberechneten Sollwert Mabsoll abweicht. Durch erneute Interpolation zwischen dem zum Zeitpunkt t₁ vorliegenden Sollwert Mabsoll und dem vorausberechneten, korrigierten Sollwert Mabsoll nach Ablauf der Zeit tS er gibt sich der zweite, korrigierte Abtriebsmomenten-Soll verlauf 2.Preferably, the setpoint of the output torque M absoll , which is to be expected after the gear change, ie after the shift duration t S , is first calculated in advance. The target values of the output torque M absoll during the switching period t S can be calculated, for example, by interpolation between the target values M absoll before and after the switching period t S. The thus determined first output torque target curve 1 can, for example, after a predetermined time t₁, the z. For example, the cycle may be corrected if the time t₁ to the time t S new predicted set value M absoll of the output torque from the previously for the time point t S pre-calculated target value M deviates absoll. By renewed interpolation between the setpoint M absoll present at the time t 1 and the pre-calculated, corrected set value M absoll after the time t S has elapsed, the second, corrected output torque set course 2 .
In Fig. 2 ist mit dem Momenten-Sollverlauf 3 (strichpunktierte Linie) der Sollverlauf des Kupplungsmo ments MKabsoll der abzuschaltenden Kupplung und mit dem Momenten-Sollverlauf 4 (durchgezogene Linie) der Sollver lauf des Kupplungsmoments MKzusoll der zuzuschaltenden Kupplung exemplarisch für eine Überschneidungs-Hochschal tung dargestellt. Vor der Schaltdauer tS bzw. vor dem Gangwechsel ist das Kupplungsmoment MKzusoll 0, während das Kupplungsmoment MKabsoll alleinbestimmend für das wirksame Abtriebsmoment ist. Zu Beginn der Schaltdauer tS bis zum Zeitpunkt ta fällt das Kupplungsmoment MKabsoll der abzuschaltenden Kupplung auf 0 ab. Zeitgleich wird das Kupplungsmoment MKzusoll der zuzuschaltenden Kupplung erhöht (Überschneidung). Zwischen dem Beginn der Schalt dauer tS und dem Zeitpunkt ta tragen beide Momenten-Soll verläufe 3 und 4 zum Erreichen des in Fig. 1 vorgegebenen Abtriebsmomenten-Sollverlaufs 1 bei. Ab dem Zeitpunkt ta wird während der verbleibenden Schaltdauer tS lediglich das Kupplungsmoment MKzusoll der zuzuschaltenden Kupplung derart geregelt, daß vorzugsweise der korrigierte Ab triebsmomenten-Sollverlauf 2 (Fig. 1) erreicht wird. So mit wird insbesondere nach dem Zeitpunkt ta bzw. nach dem Zeitraum t₁ eine sehr genaue Komfortregelung ermöglicht. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, weitere Korrekturen des Abtriebsmomenten-Sollverlaufs innerhalb der Schalt dauer tS vorzunehmen.In Fig. 2 with the target torque curve 3 (dash-dotted line) the target curve of the clutch torque M Kabsoll of the clutch to be disengaged and with the torque target curve 4 (solid line) the target curve of the clutch torque M Kzusoll of the clutch to be engaged as an example of an overlap - Upshift shown. Before the shift duration t S or before the gear change, the clutch torque M Kzusoll is 0, while the clutch torque M Kabsoll is the sole determining factor for the effective output torque. At the beginning of the switching period t S up to the time t a , the clutch torque M Kabsoll of the clutch to be deactivated drops to 0. At the same time, the clutch torque M Ksoll of the clutch to be engaged is increased (overlap). Between the beginning of the switching period t S and the time t a , both desired torque profiles 3 and 4 contribute to reaching the desired output torque profile 1 given in FIG. 1. From the point in time t a , only the clutch torque M Kzusoll of the clutch to be engaged is regulated during the remaining switching period t S such that the corrected desired torque curve 2 ( FIG. 1) is preferably achieved. So with a very precise comfort control is made possible in particular after the time t a or after the period t 1. According to the invention, it is also possible to make further corrections to the output torque target curve within the switching duration t S.
Fig. 3 zeigt einen Regelkreis für lediglich eine Kupp lung, in diesem Beispiel für die Regelung des Kupplungs moments MKzusoll der zuzuschaltenden Kupplung. In einem Block 9 wird zunächst in Abhängigkeit von den Betriebs parametern Brennkraftmaschinen(dreh)moment Mm, Brenn kraftmaschinendrehzahl nm, Turbinendrehzahl nt, neu ein zulegender Gang Gneu und aktuell eingelegter Gang Galt, z. B. unter Zuhilfenahme von Kennfeldern bzw. von physi kalischen Rechenmodellen, ein momentaner Sollverlauf des Abtriebsmoments Mabsoll, wie z. B. in Fig. 1 dargestellt, bestimmt. In Block 7 wird in Abhängigkeit von diesem Sollverlauf des Abtriebsmoments Mabsoll, weiteren Be triebsparametern und konstruktionsabhängigen Gangwech selarten, wie z. B. mittels Freilauf, Überschneidung oder Momententeilung, der Momenten-Sollverlauf des Kupplungs moments MKzusoll der zuzuschaltenden Kupplung ermittelt. Block 5 ermittelt einen Ansteuerstrom I für die zuzu schaltende Kupplung 8, um an der zuzuschaltenden Kupplung 8 das momentane Soll-Kupplungsmoment MKzusoll einzustel len. Weiterhin wird das an der zuzuschaltenden Kupplung 8 momentan vorherrschende Ist-Kupplungsmoment MKzuist er mittelt und von dem momentan vorgegebenen Soll-Kupplungs moment MKzusoll abgezogen, wonach Block 5 jeweils die vorliegende Differenz ermittelt und wiederum in einen An steuerstrom I umsetzt. Fig. 3 shows a control circuit for only a clutch development, in this example for the control of the clutch torque M Kzusoll of the clutch to be engaged . In a block 9 , depending on the operating parameters, internal combustion engine (torque) M m , internal combustion engine speed n m , turbine speed n t , new an increasing gear G new and currently engaged gear G old , e.g. B. with the aid of maps or of physi cal calculation models, a current target course of the output torque M absoll , such as. B. shown in Fig. 1 determined. In block 7 , depending on this target course of the output torque M absoll , other operating parameters and construction-dependent gear change selarten such. B. by means of freewheeling, overlapping or torque sharing, the desired torque profile of the clutch torque M Kzusoll of the clutch to be engaged is determined. Block 5 determines a drive current I for the clutch 8 to be engaged in order to set the current desired clutch torque M Kzusoll on the clutch 8 to be engaged . Furthermore, the actual clutch torque M Kzuist currently prevailing on the clutch 8 to be engaged is averaged and subtracted from the currently specified desired clutch torque M Kzuoll , after which block 5 determines the difference in each case and in turn converts it to a control current I.
Die Ermittlung des momentanen Ist-Kupplungsmoments MKzuist kann beispielsweise entweder in Block 6 mittels eines physikalischen Modells und verschiedenen Be triebsparametern, wie z. B. der Getriebeöltemperatur T, der Turbinendrehzahl nt, der Abtriebsdrehzahl nab und dem momentanen Ansteuerstrom I, berechnet werden. Es ist je doch auch möglich, jedoch kostenintensiver, das momentane Ist-Kupplungsmoment MKzuist mittels eines Sensors zu mes sen (gestrichelte Linie). Die Berechnung mittels eines im Block 6 vorhandenen Modells wird jedoch aus Kostengründen bevorzugt, zumal die Größen der genannten Betriebsparame ter ohnehin auch für andere Funktionen als Information im Steuergerät des elektronisch gesteuerten Automatikgetrie bes vorliegen.The determination of the current actual clutch torque M Kzuist can, for example, either in block 6 using a physical model and various operating parameters, such as. B. the transmission oil temperature T, the turbine speed n t , the output speed n ab and the current drive current I can be calculated. However, it is also possible, but more expensive, to measure the current actual clutch torque M Kzuist by means of a sensor (dashed line). The calculation by means of a model available in block 6 is preferred for cost reasons, especially since the sizes of the above-mentioned operating parameters are also available for functions other than information in the control unit of the electronically controlled automatic transmission.
Der in Fig. 3 dargestellte Regelkreis wird vorzugsweise unabhängig von einer Haltbarkeitsregelung ausschließlich für eine Komfortregelung eingesetzt. Er kann beispiels weise mit einem Regelkreis zur Haltbarkeitsregelung, wie z. B. aus der DE 43 27 906 A bekannt ist, kombiniert wer den. Ist beispielsweise eine optimale Haltbarkeitsrege lung z. B. durch die Reduzierung des Brennkraftmaschinen moments Mm nicht möglich, kann beispielsweise der Block 9 eine entsprechende Information erhalten, wodurch eine Mo mentenregelung ausgelöst werden kann, die die Haltbar keitsregelung zeitweise mitübernimmt. Dazu sind bei spielsweise eigene Momenten-Sollverläufe vorgebbar, die kurzzeitig nicht komfortoptimierend sondern schaltdauer verkürzend sind. The control circuit shown in FIG. 3 is preferably used exclusively for comfort control, independently of a durability control. He can, for example, with a control circuit for durability control, such as. B. is known from DE 43 27 906 A, who combined the. For example, is an optimal durability regulation z. B. not possible by reducing the internal combustion engine torque M m , for example block 9 can receive corresponding information, whereby a moment control can be triggered which temporarily takes over the durability control. For this purpose, for example, you can specify your own target torque curves that are not short-term in terms of comfort, but shorten the switching time.
Mit dieser Erfindung ist eine Gangwechselsteuerung ge schaffen, die durch entkoppelte Regelkreise sowohl die Haltbarkeit als auch den Komfort ohne Kompromißlösungen in nahezu allen Betriebsweisen optimiert.With this invention, a gear change control is ge create through decoupled control loops both the Durability as well as comfort without compromise solutions optimized in almost all operating modes.
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