DE602005000830T2 - Anfahrkupplungsvorrichtung und Verfahren - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Anlasskupplungs-Steuersystem und ein Verfahren für ein Fahrzeug und bezieht sich insbesondere auf eine Technik, um das Auftreten von Schwingungen des Fahrzeugs zu verhindern.
  • Zu dem Zweck, die Erschütterungsschwingungen eines Antriebssystems in einem Fahrzeug zu verhindern, beantragt die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nummer 2.000–2.005.009 eine Motor-Drosselsteuerungsvorrichtung, die einen Phasenkompensator („Inversfilter" genannt) aufweist, um eine Phasenverzögerung des Motordrehmoments zu kompensieren, der durch eine Veränderung des Luft-Treibstoff-Verhältnisses verursacht werden kann, wenn die Motordrosselsteuerung in Reaktion auf die Bedienung des Gaspedals ausgeführt wird. Hierin wird der Inversfilter basierend auf mathematischen Ist- und Soll-Modellen des Fahrzeugs eingestellt. Die beantragte Drosselsteuervorrichtung bestimmt auf diese Weise ein Soll-Motordrehmoment Te in Bezug auf die gegenwärtige Ist-Drosselöffnung, führt eine Phasenvorschubkompensation für das Ist-Motordrehmoment Te in Abhängigkeit von einer Veränderung des Luft-Treibstoff-Verhältnisses durch, führt das phasenkompensierte Soll-Motordrehmoment Te' mit dem Inversfilter aus, berechnet eine Soll-Drosselöffnung, die dem invers gefilterten Soll-Motordrehmoment Te'' entspricht und steuert anschließend die Motordrosseln entsprechend der Soll-Drosselöffnung.
  • Veröffentlichung FR 2.828.659 zeigt ein Verfahren zum Steuern einer Kupplung, bei der das Kupplungsdrehmoment eine Funktion des Gaspedals ist und die Antriebscharakteristik-Kurve auf verschieden Betriebszustände angepasst werden kann.
  • Übersicht über die Erfindung
  • Die Schwingungen des Fahrzeugs können durch eine Einrichtung der obigen Drosselsteuerungsvorrichtung nicht wirksam verhindert werden. Deshalb wird die Verwendung eines Inversfilters neu beantragt, um das Übertragungsdrehmoment einer Anlasskupplung, die zwischen einem Motor und einem Getriebe in einem Fahrzeug angeordnet ist, zu steuern. In dieser neu beantragten Kupplungssteuerungstechnik ist jedoch das Ist- Fahrzeugmodell des Inversfilters festgelegt, auch wenn das Übertragungsverhältnis beim Anlassen und Wiederbeschleunigen des Fahrzeugs unterschiedlich ist.
  • Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein System zum Steuern einer Anlasskupplung bereitzustellen, die zwischen einem Motor und einem Getriebe in einem Fahrzeug angeordnet ist, wodurch das Auftreten von Erschütterungsschwingungen des Fahrzeugs, sogar beim Anlassen oder Wiederbeschleunigen des Fahrzeugs, wirksam verhindert wird.
  • Es ist außerdem ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern einer Anlasskupplung bereitzustellen, die zwischen einem Motor und einem Getriebe in einem Fahrzeug angeordnet ist. Dieses Ziel wird durch die Eigenschaften in den jeweiligen Ansprüchen 1, 5 und 10 erfüllt.
  • Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen festgelegt.
  • Die weiteren Ziele und Eigenschaften der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A ist ein schematisches Diagramm eines Anlasskupplungs-Steuersystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
  • 1B ist ein schematisches Diagramm einer Anlasskupplung nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinheit des Anlasskupplungs-Steuersystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 ist ein Flussdiagramm der Einkupplungssteuerung des Anlasskupplungs-Steuersystems nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
  • 4 ist ein Kennfeld, das ein Verhältnis zwischen Drosselöffnung und Soll-Kupplungsdrehmoment nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 5 ist ein Kennfeld, das ein Verhältnis zwischen Stromversorgung und Kupplungsdrehmoment nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 6 ist ein Kennfeld, das Kupplungsdrehmoment-Übertragungscharakteristiken nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 7 ist ein Zeitdiagramm, das Veränderungen der Beschleunigung in einem Fahrzeuganlasszustand nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 8 ist ein Zeitdiagramm, das Veränderungen der Beschleunigung in einem Zustand der Fahrzeug-Wiederbeschleunigung nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung wird unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Mit Bezug auf 1A ist dort ein Fahrzeug bereitgestellt, in dem die vorliegende Erfindung enthalten ist, einschließlich eines Motors 1, eines automatischen Getriebes (AT) 3, einer elektromagnetische Mehrscheibenkupplung (EMC) 2 als eine Anlasskupplung, die zwischen dem Motor 1 und dem automatischen Getriebe 3 angeordnet ist, und einer Kupplungssteuervorrichtung (EMCCU) 5.
  • Die elektromagnetische Mehrscheibenkupplung 2 kann einen bekannten elektromagnetischen Mehrscheibenkupplungs-Mechanismus verwenden. Ein Beispiel eines elektromagnetischen Mehrscheibenkupplungs-Mechanismus wird in US-Patent Nummer 6.676.563 besprochen, das hierin als Bezug aufgenommen ist. Und zwar kann die elektromagnetische Mehrscheibenkupplung 2 eine Hauptkupplungseinheit und eine Pilot-Kupplungseinheit mit einem Elektromagneten 2a und eine Vielzahl an Kupplungsscheiben 2b aufweisen, wie in 1B gezeigt. Der Elektromagnet 2a erzeugt bei seiner Einschaltung ein elektromagnetisches Feld. Die Kupplungsscheiben 2b werden an den Elektromagnet 2b angezogen und in dem elektromagnetischen Feld so aneinander gehalten, dass die Pilot-Kupplung eingekuppelt und Motorleistung an eine Trommel der Hauptkupplung durch einen Kurvenantriebsmechanismus ausgegeben wird. Die Kupplungstrommel verlagert sich nach Empfang der Motorleistung, um dadurch die Hauptkupplung zum Einkuppeln zu bewegen. In diesem Zustand wird die in einen Eingangszy linder eingegebene Motorleistung durch einen Torsionsdämpfer durch eine Kupplungsnabe an das Getriebe 3 übertragen. Der eingekuppelte Zustand der elektromagnetischen Mehrscheibenkupplung 2 wird auf diese Weise variiert, abhängig von der Menge eines elektrischen Stroms, der dem Elektromagnet 2a der Kupplung 2 zugeführt wird.
  • Das automatische Getriebe 3 ist ein stufenloses Getriebe, das eine Primärscheibe aufweist und eine Sekundärscheibe, die beweglich mit der Primärscheibe verbunden ist, um so deren Übersetzungsverhältnis zu verändern, indem ein Drehzahlverhältnis zwischen der Primärscheibe und der Sekundärscheibe gesteuert wird. Alternativ kann das Getriebe 3 ein Stufengetriebe sein.
  • Das Fahrzeug umfasst des Weiteren eine Fahrzeugbedingungs-Erfassungseinrichtung, die mit einem Drosselsensor 11, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 und einem Übersetzungsverhältnissensor 13 ausgerüstet ist, um jeweils den Umfang der Drosselöffnung TVO des Motors 1, eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und ein Übersetzungsverhältnis GR des automatischen Getriebes 3 zu erfassen und um Signale als Reaktion auf die erfassten Werte TVO, VSP und GR an die Kupplungs-Steuervorrichtung 5 auszugeben. Hierin misst der Übersetzungsverhältnissensor 13 die Drehzahlen der Primär- und der Sekundärscheibe und berechnet das Übersetzungsverhältnis GR aus den gemessenen Drehzahlen der Primär- und Sekundärscheiben.
  • Die Kupplungs-Steuervorrichtung 5 steuert das Einkuppeln und Auskuppeln der elektromagnetischen Mehrscheibenkupplung 2 durch Regulierung des Stroms entsprechend den erfassten Fahrzeug-Fahrtbedingungen TVO, VSP und GR. Wieder mit Bezug auf 1A umfasst die Kupplungs-Steuervorrichtung 5 eine erste Steuereinheit 10, um die elektromagnetische Mehrscheibenkupplung 2 zu steuern, wenn sich das Fahrzeug in einem normalen Fahrtbetrieb befindet, und eine zweite Steuereinheit 20, um die elektromagnetische Mehrscheibenkupplung 2 zu steuern, wenn sich das Fahrzeug in einem Anlass-/Wiederbeschleunigungsmodus befindet.
  • Wenn sich das Fahrzeug in dem normalen Fahrtmodus befindet, bestimmt die erste Steuereinheit 10 eine maximale Obergrenze des Drehmoments, der durch die elektromagnetische Mehrscheibenkupplung 2 basierend auf der ermittelten Drosselöffnung TVO übertragen wird, und erzeugt ein Kupplungssteuersignal, um die Stromzuführung zu der Kupplung 2 zu regulieren und dadurch das Einkuppeln und Auskuppeln der Kupp lung 2 entsprechend der maximalen Drehmomentübertragung ohne Schlupfregelung zu steuern.
  • Wenn sich das Fahrzeug in dem Anlass-/Wiederbeschleunigungsmodus befindet, bestimmt die zweite Steuereinheit 20 ein Soll-Übertragungsdrehmoment T* der elektromagnetischen Mehrscheibenkupplung 2 basierend auf den erfassten Fahrzeug-Fahrtbedingungen einschließlich der Drosselöffnung TVO, legt eine Übertragungscharakteristik FT*(t) des Soll-Kupplungsdrehmoments T* entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP fest, kompensiert eine Phasenverzögerung in der Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t) und erzeugt anschließend ein Kupplungssteuersignal, um die Stromzuführung zur Kupplung 2 zu regulieren und dadurch das Einkuppeln und Auskuppeln der Kupplung 2 entsprechend der auf diese Weise erzielten phasenkompensierten Drehmomentübertragungscharakteristik fkT*(t) zu erzielen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t) unterschiedlich eingestellt, abhängig davon, ob sich das Fahrzeug in einem Anlasszustand befindet, in dem die Fahrzeugmasseträgheit hoch ist (das heißt, die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP ist sehr niedrig, so dass das Fahrzeug nahezu geparkt ist), oder in einem Wiederbeschleunigungszustand, in dem die Fahrzeugmasseträgheit gering ist.
  • Wie in 2 gezeigt, umfasst die zweite Steuereinheit 20 einen Soll-Drehmoment-Bestimmungsabschnitt 201, einen Einstellabschnitt für die Drehmomentübertragungscharakteristik, die mit einem normalen Soll-Filtermodul 202 und einem variablen Soll-Filtermodul 203 ausgestattet ist, einen Umschaltabschnitt 204, einen Phasenkompensationsabschnitt, der mit einem variablen Inversfiltermodul 205 ausgestattet ist, einen Auswahlabschnitt 207, einen Tiefpassfilter 208 und einen Kupplungssteuerabschnitt 209.
  • In dem Soll-Drehmoment-Bestimmungsabschnitt 201 wird eine Soll-Drehmomentcharakteristik-Übersicht gespeichert, die ein Verhältnis zwischen Drosselöffnung TVO und Soll-Übertragungsdrehmoment T* definiert, wie in 4 gezeigt, und bestimmt einen Soll-Übertragungswert T* der Kupplung 2 entsprechend der ermittelten Drosselöffnung TVO mit Bezug auf die Soll-Drehmomentcharakteristik-Übersicht.
  • Das normale Soll-Filtermodul 202 hat einen normalen Soll-Filter NTF, um eine Übertragungscharakteristik FNT*(t) des Soll-Drehmoments T* zur Fahrzeug-Wiederbeschleunigung festzusetzen. Hierin ist die Drehmomentübertragungscharakteristik FNT*(t) als eine Zeitfunktion vorgegeben.
  • Das variable Soll-Filtermodul 203 weist variable Soll-Filter VTF1 und VTF2 auf, um jeweils Übertragungscharakteristiken FV1T*(t) und FV2T*(t) des Soll-Drehmoments T* für das Anlassen des Fahrzeugs abhängig von der ermittelten Drosselöffnung TVO einzustellen. Jede der Drehmomentübertragungscharakteristiken FV1T*(t) und FV2T*(t) ist auch als eine Zeitfunktion vorgegeben.
  • Der Umschaltabschnitt 204 schaltet zwischen den Filtermodulen 202 und 203 um, um aus den Soll-Filtern NTF, VTF1 und VTF2 einen passenden entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP auszuwählen, und erzeugt anschließend eine Ausgabe von dem ausgewählten Soll-Filter NTF, VTF1 oder VTF2 als die Soll-Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t).
  • Das variable Inversfiltermodul 205 weist eine Vielzahl an Inversfiltern 205a, 205b und 205c auf. Jeder dieser Inversfilter 205a, 205b und 205c wird basierend auf mathematischen Ist- und Soll-Modellen des Fahrzeugs eingestellt, um eine Phasenkompensation für die Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t) durchzuführen, indem das Soll-Fahrzeugmodell umgekehrt zu dem Ist-Fahrzeugmodell betrieben wird. Die Ist-Fahrzeugmodelle der Inversfilter 205a, 205b und 205c werden unterschiedlich eingestellt, entsprechend den unterschiedlichen Übersetzungsverhältniswerten a, b und c. Nach Empfang des Ausgangssignals FT*(t), konvertieren die Inversfilter 205a, 205b und 205c das Signal FT*(t) in der Weise, dass die dadurch erzielte Drehmomentübertragungscharakteristiken faT*(t), fbT*(t) und fcT*(t) den Soll-Fahrzeugmodellen entsprechen, um so die gewünschten Fahrzeugeigenschaften unabhängig von den Ist-Fahrzeugeigenschaften zu erzielen. Die Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t) wird gleichzeitig durch die Inversfilter 205a, 205b und 205c geleitet, um drei unterschiedliche phasenkompensierte Drehmomentübertragungscharakteristiken faT*(t), fbT*(t) und fcT*(t) auszugeben. Es ist zu beachten, dass, obgleich das Inversfiltermodul 205 drei Inversfilter 205a, 205b und 205c aufweist, es keine besondere Beschränkung bei der Anzahl an Inversfiltern in dem Modul 205 gibt. Einer oder mehrere zusätzliche Inversfilter können alternativ in dem Modul 205 bereitgestellt werden.
  • Der Auswahlabschnitt 207 wählt einen der Inversfilter 205a, 205b und 205c, dessen mathematisches Fahrzeugmodell entsprechend dem Übersetzungsverhältnis festgelegt ist, dessen Wert dem erfassten gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis GR am nächsten kommt, und erzeugt eine Ausgabe von dem ausgewählten Inversfilter 205a, 205b oder 205c als die invers gefilterte Drehmomentübertragungscharakteristik fkT*(t).
  • Der Tiefpassfilter 208 gleicht die Inversfilterausgabe fkT*(t) durch seine „Verzögerung erster Ordnung"-Charakteristiken aus, um eine plötzliche Veränderung der Filterausgabe zu verhindern.
  • In dem Kupplungssteuerabschnitt 209 wird eine Stromzufuhr-Regulierübersicht gespeichert, die ein Verhältnis zwischen Kupplungsdrehmoment und Stromzufuhr wie in 5 gezeigt reguliert, und reguliert die Menge an elektrischem Strom, der der Kupplung 2 zugeführt wird, entsprechend der auf diese Weise mit Bezug auf die Stromzufuhr-Regulierübersicht erzielten Drehmomentübertragungscharakteristik f(t).
  • Insbesondere wird das Einkuppeln der elektromagnetischen Mehrscheibenkupplung 2 durch die Ausführung eines Kupplungssteuerprogramms gesteuert, indem die Kupplungssteuervorrichtung 5 ein Kupplungssteuerprogramm wie in 3 gezeigt ausführt.
  • Bei Schritt S100 stellt die Steuervorrichtung 5 fest, ob die Drosselöffnung TVO von „0" erhöht wurde (das heißt, ob die Drossel des Motors 1 aus der vollkommen geschlossenen Position eingeschaltet wurde). Bei Ja an Schritt S100 bestimmt die Steuervorrichtung 5, dass das Fahrzeug sich in dem Anlass-/Wiederbeschleunigungsmodus befindet. Anschließend geht das Programm zu Schritt S101 weiter, so dass die Steuervorrichtung 5 die zweite Steuereinheit 20 einschaltet. Bei Nein an Schritt S100 bestimmt die Steuervorrichtung 5, dass das Fahrzeug in seinem normalen Fahrtmodus ist und schaltet die erste Steuereinheit 10 ein, um die normale Einkuppelsteuerung der Kupplung bei Schritt S200 auszuführen.
  • Bei Schritt S101 erlaubt die Steuereinheit 20 dem Soll-Drehmoment-Bestimmungsabschnitt 201, ein Soll-Übertragungsdrehmoment T* der Kupplung 2 entsprechend der ermittelten gegenwärtigen Drosselöffnung TVO mit Bezug auf die Soll-Drehmoment-Charakteristikübersicht zu bestimmen.
  • Bei Schritt S102 erlaubt die Steuereinheit 20 den Filtermodulen 202 und 203, das Soll-Übertragungsdrehmoment T* durch die jeweiligen Soll-Filter NFT, VTF1 und VTF2 zu leiten.
  • Bei Schritt S103 erlaubt die Steuereinheit 20 dem Umschaltabschnitt 204, festzustellen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP höher ist als oder gleich ist wie ein vorgegebener Wert VSP1 (zum Beispiel 8 km/Stunde). Bei Ja an Schritt S103 wird festgestellt, dass sich das Fahrzeug in Fahrt befindet und nach der Betätigung des Gaspedals in den Wiederbeschleunigungszustand gebracht wurde. Anschließend geht das Programm zu Schritt S107 weiter. Bei Nein an Schritt S103 wird festgestellt, dass das Fahrzeug geparkt war und nach der Betätigung des Gaspedals in den Anlasszustand gebracht wurde. Das Programm geht dann weiter zu Schritt S104.
  • Bei Schritt S104 erlaubt die Steuereinheit 20 dem Umschaltabschnitt 204 festzustellen, ob die Drosselöffnung TVO größer ist als oder gleich ist wie ein vorgegebener Wert TVO1 (zum Beispiel 6/8). Bei Ja an Schritt S104 wird festgestellt, dass das Fahrzeug mit Vollgas beschleunigt wird. Anschließend geht das Programm weiter zu Schritt S106. Bei Nein an Schritt S104 wird festgestellt, dass das Fahrzeug nicht mit Vollgas beschleunigt wurde. Das Programm geht dann weiter zu Schritt S105.
  • Bei Schritt S105 ermöglicht die Steuereinheit 20 dem Umschaltabschnitt 204, die Ausgabe FV1T*(t) des variablen Soll-Filters VTF1 als die Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t) zu wählen.
  • Bei Schritt S106 ermöglicht die Steuereinheit 20 dem Umschaltabschnitt 204, die Ausgabe FV2T*(t) des variablen Soll-Filters VTF2 als die Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t) zu wählen.
  • Bei Schritt S107 ermöglicht die Steuereinheit 20 dem Umschaltabschnitt 204, die Ausgabe FNT*(t) des normalen Soll-Filters NTF als die Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t) zu wählen.
  • Bei Schritt S108 erlaubt die Steuereinheit 20 dem Inversfiltermodul 108, die Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t) durch die jeweiligen Inversfilter 205a, 205b und 205c zu leiten.
  • Bei Schritt S109 erlaubt die Steuereinheit 20 dem Auswahlabschnitt 207, festzustellen, ob der Übersetzungsverhältnissensor 13 normal funktioniert. Bei Ja an Schritt S109 geht das Programm weiter zu Schritt S111. Bei Nein an Schritt S109 geht das Programm zu Schritt S110 weiter.
  • Bei Schritt S110 ermöglicht die Steuereinheit 20 dem Auswahlabschnitt 207 eine Inversfilterausgabe fk0T*(t) entsprechend der niedrigsten Übersetzung GRk0 zu wählen. Hierin ist das Maß an Schwingungen am höchsten bei der niedrigsten Übersetzung GR. Die Drehmomentübertragungscharakteristik fk0T*(t) wird auf diese Weise festgelegt, um so solch große Schwingungen zu verhindern.
  • Bei Schritt S111 ermöglicht die Steuereinheit 20 dem Auswahlabschnitt 207, wobei eine invers gefilterte Drehmomentübertragungscharakteristik fkT*(t) ist, eine der Ausgaben faT*(t), fbT*(t) und fcT*(t) der Inversfilter 205a, 205b und 205c entsprechend dem Übersetzungsverhältniswert, der dem ermittelten gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis GR entspricht, zu wählen.
  • Bei Schritt S112 bietet der Tiefpassfilter 208 eine Verzögerungsfunktion erster Ordnung f(t) der invers gefilterten Drehmomentübertragungscharakteristik fkT*(t).
  • Bei Schritt S113 gibt der Kupplungssteuerabschnitt 208 einen Befehl aus, um die Zufuhr von elektrischem Strom an die elektromagnetische Mehrscheibenkupplung 2 entsprechend der Ausgabe f(t) des Tiefpassfilters 208 mit Bezug auf die Stromzufuhr-Regulierübersicht zu regulieren.
  • In dem obigen Steuerablauf zum Einkuppeln der Kupplung wird die Drehmomentübertragungscharakteristik FV1T*(t) oder FV2T*(t) ausgewählt, wenn das Fahrzeug aus einem Stillstands-Zustand (VSP < VSP1) angelassen wird. Des Weiteren wird die Drehmomentübertragungscharakteristik FV1T*(t) gewählt, wenn das Fahrzeug allmählich angelassen wird (TVO < TVO1), und die Drehmomentübertragungscharakteristik FV2T*(t) wird gewählt, wenn das Fahrzeug mit Vollgas (TVO ≥ TVO1) angelassen wird. Jede der Drehmomentübertragungscharakteristiken FV1T*(t) und FV2T*(t) weist einen Überschwingungsbereich auf, in dem die Drehmomentübertragungscharakteristiken FV1T*(t), FV2T*(t) die normale Drehmomentübertragungscharakteristik FNT*(t) überschwingt, wie in 6 gezeigt, so dass die Anstiegszeit der Drehmomentübertragungscharakteristiken FV1T*(t), FV2T*(t) länger gemacht wurde als die der Drehmomentübertragungscharakteristik FNT*(t). Dies ermöglicht es, die Motorlast zu reduzieren, die Motorgeschwindigkeit zu erhöhen und dabei das Motor-Masseträgheits-Drehmoment zu sichern. Die Anlassleistung des Fahrzeugs kann durch die Wirksamkeit eines solchen Motor-Masseträgheits-Drehmoments sichergestellt werden. Es ist wünschenswert, ein größeres Motor-Masseträgheits-Drehmoment sicherzustellen, besonders, wenn das Fahrzeug mit Vollgas startet. Die Anstiegszeit der Drehmomentübertragungscharakteristik FV2T*(t) ist des halb länger gemacht als die der Drehmomentübertragungscharakteristik FV1T*(t), um so eine größere Drehmomentübertragungscharakteristik-Überschwingung zu ergeben.
  • Es ist nicht notwendig, das Motor-Masseträgheits-Drehmoment zu sichern, wenn sich das Fahrzeug bereits in Fahrt befindet, weil die Fahrzeug-Antriebsrad-Masseträgheit relativ klein ist. Die Drehmomentübertragungscharakteristik FNT*(t) wird auf diese Weise gewählt, wenn das Fahrzeug wieder beschleunigt (VSP ≥ VSP1) wird. Wie in 6 gezeigt, steigt die Drehmomentübertragungscharakteristik FNT*(t) gleichmäßig ohne Überschwingung an.
  • Auf diese Weise ist die Kupplungssteuervorrichtung 5 in der Lage, das Einkuppeln der elektromagnetischen Mehrscheibenkupplung 2 in geeigneter Weise entsprechend den Fahrzeug-Fahrtbedingungen zu steuern, während das Auftreten von Fahrzeugschwingungen sogar beim Anlassen oder Wiederbeschleunigen des Fahrzeugs sicher verhindert wird.
  • Die Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t) wird mit den Inversfiltern 205a, 205b und 205c gleichzeitig ausgeführt, und anschließend wird eine passende der invers gefilterten Drehmomentübertragungscharakteristiken faT*(t), fbT*(t) und fcT*(t) abhängig von dem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis GR gewählt. Und zwar erfolgt die Phasenkompensation für die Drehmomentübertragungscharakteristik FT*(t) parallel zum Ablesen des Echtzeit-Übersetzungsverhältnisses GR. Die Steuervorrichtung 5 ist auf diese Weise in der Lage, den Kupplungssteuervorgang (einschließlich des inversen Filterns und der Messung des Übersetzungsverhältnisses) wirksam ohne Zeitverluste auszuführen und eine Verschlechterung der Steuerrückmeldung zu vermeiden.
  • Die invers gefilterte Drehmomentübertragungscharakteristik fkT*(t) wird mit dem Tiefpassfilter 208 ausgeführt, um so die inverse Filterausgabe fkT*(t) durch die Verzögerungscharakteristik erster Ordnung des Tiefpassfilters 208 auszugleichen und eine plötzliche Veränderung der Beschleunigung zu verhindern, wenn die Fahrzeugbedingungen VSP, TVO und GR sich unvermittelt verändern.
  • Das Verhalten des Fahrzeugs beim Anlassen mit Vollgas wird nun unten mit Bezug auf 7 beschrieben. In 7 kennzeichnen dicke und feine Linien Veränderungen bei der Beschleunigung G, die durch die jeweilige Verwendung des variablen Soll-Filters VTF2 und des normalen Soll-Filters NTF für das Einstellen von Drehmomentübertragungscharakteristik verursacht werden.
  • Es wird nun angenommen, dass das Fahrzeug nach Betätigung des Gaspedals bei Zeit t1 mit Vollgas angelassen wird. In dem Fall, in dem die Ausgabe FNT*(t) des normalen Soll-Filters NTF als die Drehmomentübertragungscharakteristik beim Anlassen mit Vollgas verwendet wird, steigt die Beschleunigung G rasch in das Anfangsstadium, aber die Steigerung der Beschleunigung G wird bei Zeit t2 träge auf Grund von unzureichender Motormasseträgheit. In dem Fall, in dem die Ausgabe FV2T*(t) des variablen Soll-Filters VTF2 als die Drehmomentübertragungscharakteristik beim Anlassen mit Vollgas verwendet wird, ist es möglich, eine ausreichende Höhe der Beschleunigung G bei Zeit t3 zu erzielen, obwohl der Anstieg der Beschleunigung G ein bisschen langsam ist.
  • Das Verhalten des Fahrzeugs bei Wiederbeschleunigung mit Vollgas wird nun unten mit Bezug auf 8 beschrieben. In 8 kennzeichnen fette und feine Linien Veränderungen der Beschleunigung G, verursacht durch die jeweilige Verwendung eines der passenden Inversfilter 205a, 205b und 205c und durch die Verwendung eines Inversfilters (bei dem das Ist-Fahrzeugmodell entsprechend einem festgelegten Übersetzungsverhältnis eingestellt ist) für die Phasenkompensation der Drehmomentübertragungscharakteristik.
  • Es wird nun angenommen, dass der Motor 1 bei Zeit t21 (t23) unter Vollgas steht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP 10 km/Stunde beträgt, und anschließend die Drossel bei Zeit t22 (t24) vollkommen geschlossen ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP 20 km/Stunde erreicht. In dem Fall, in dem der Inversfilter mit festgelegtem Übersetzungsverhältnis unabhängig von dem Ist-Übersetzungsverhältnis verwendet wird, stimmt die auf diese Weise erzielte Drehmomentübertragungscharakteristik fkT*(t) nicht gut mit dem Soll-Fahrzeugmodell überein. Als Ergebnis entstehen starke Beschleunigungsveränderungen, die Fahrzeug-Erschütterungsschwingungen verursachen. In dem Fall, in dem eine passende der Inversfilterausgaben faT*(t), fbT*(t) und fcT*(t) entsprechend dem Ist-Übersetzungsverhältnis GR als phasenkompensierte Drehmomentübertragungscharakteristik fkT*(t) gewählt bzw. verwendet wird, können solche starken Beschleunigungsveränderungen vermieden werden, wodurch das Auftreten von Fahrzeug-Erschütterungsschwingungen sogar bei der Wiederbeschleunigung verhindert wird.
  • Wie oben beschrieben, ist die Steuervorrichtung 5 gestaltet, um ein durch die Kupplung 2 zu übertragendes Soll-Drehmoment zu bestimmen, eine Übertragungscharakteristik des Soll-Drehmoments unterschiedlich, abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen, eine Phasenkompensation für die Drehmomentübertragungscharakteristik auszuführen, basierend auf mathematischen Ist- und Soll-Modellen des Fahrzeugs, und anschließend die Kupplung 2 entsprechend der phasenkompensierten Drehmomentübertragungscharakteristik zu steuern. Es wird daher in der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Auftreten von Fahrzeugschwingungen sogar beim Anlassen oder Wiederbeschleunigen des Fahrzeugs sicher zu verhindern, während eine gute Fahrzeug-Anlassleistung sichergestellt wird.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt. Verschiedene Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsform werden für Kenner der Technik angesichts der obigen Erläuterungen offensichtlich. Die Bandbreite der Erfindung ist mit Bezug auf die folgenden Ansprüche definiert.

Claims (11)

  1. Anlasskupplungs-Steuersystem für ein Fahrzeug, das umfasst: eine Anlasskupplung (2), die zwischen einem Motor (1) und einem Getriebe (3) in dem Fahrzeug angeordnet ist; eine Erfassungseinheit (11, 12, 13), die Fahrzeug-Fahrtbedingungen erfasst, die wenigstens eine Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) einschließen; und eine Kupplungs-Steuervorrichtung (5), die eine erste Steuereinheit (10), die die Anlasskupplung (2) steuert, wenn sich das Fahrzeug in einem normalen Fahrtmodus befindet, und eine zweite Steuereinheit (20) enthält, die die Anlasskupplung (2) steuert, wenn sich das Fahrzeug in einem Anlass-/Wiederbeschleunigungsmodus befindet; wobei die zweite Steuereinheit (20) Einkuppeln und Auskuppeln der Anlasskupplung (2) entsprechend der erfassten Fahrzeug-Fahrtbedingungen steuert und die zweite Steuereinheit (20) enthält: einen Soll-Drehmoment-Bestimmungsabschnitt (201), der ein Soll-Drehmoment (T*), das durch die Anlasskupplung (2) übertragen wird, unter Bezugnahme auf die Fahrzeug-Fahrtbedingungen bestimmt; einen Drehmomentübertragungscharakteristik-Einstellabschnitt (202, 203), der eine Drehmomentcharakteristik des Soll-Drehmomentes (T*) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) unterschiedlich einstellt; einen Phasenkompensationsabschnitt (205), der eine Phasenkompensation für die Drehmomentübertragungscharakteristik (FT*(t)) auf Basis mathematischer Ist- und Sollmodelle des Fahrzeugs durchführt; und einen Kupplungs-Steuerabschnitt (209), der die Anlasskupplung (2) entsprechend der phasenkompensierten Drehmomentübertragungscharakteristik (faT*(t), fbT*(t), fcT*(t)) steuert.
  2. Anlasskupplungs-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasskupplung (2) eine elektromagnetische Mehrscheibenkupplung ist, die einen Elektromagneten (2a), der bei Erregung desselben ein elektromagnetisches Feld erzeugt, und eine Vielzahl von Kupplungsscheibenplatten (2b) aufweist, die in dem elektromagnetischen Feld an den Elektromagneten (2a) angezogen werden, um die Kupplung (2) einzukuppeln, und der Kupplungssteuerabschnitt (209) die Zufuhr eines elektrischen Stroms zu dem Elektromagneten (2a) der elektromagnetischen Mehrscheibenkupplung entsprechend der Drehmomentübertragungscharakteristik (FT*(t)) reguliert.
  3. Anlasskupplungs-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (11, 12, 13) des Weiteren ein Übersetzungsverhältnis (GR) des Getriebes (3) erfasst, der Phasenkompensationsabschnitt (205) eine Vielzahl von Phasenkompensationsfiltern (205a, 205b, 205c) enthält, deren jeweilige Ist-Fahrzeugmodelle entsprechend verschiedener Übersetzungsverhältniswerte eingestellt sind, um die Drehmomentübertragungscharakteristik (9a) unterschiedlich einzustellen, die Steuereinheit (20) einen Auswählabschnitt (207) enthält, der die unterschiedlich phasenkompensierten Drehmomentübertragungscharakteristiken (faT*(t), fbT*(t), fcT*(t)) entsprechend dem erfassten Übersetzungsverhältnis (GR) auswählt, und der Kupplungssteuerabschnitt (209) die Anlasskupplung (2) entsprechend der ausgewählten der phasenkompensierten Drehmomentübertragungscharakteristiken (faT*(t), fbT*(t), fcT*(t)) steuert.
  4. Anlasskupplungs-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (11, 12, 13) des Weiteren eine Drosselöffnung (TVO) des Motors (1) erfasst, und der Drehmomentcharakteristik-Einstellabschnitt (202, 203) die Drehmomentübertragungscharakteristik (FT*(t)) in Abhängigkeit von der erfassten Drosselöffnung (TVO) unterschiedlich einstellt.
  5. Steuervorrichtung für eine Anlasskupplung (2), die zwischen einem Motor (1) und einem Getriebe (3) in einem Fahrzeug angeordnet ist, wobei die Steuervorrichtung umfasst: eine Einrichtung (11, 12) zum Erfassen von Fahrzeug-Fahrtbedingungen, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) und eine Motor-Drosselöffnung (TVO) einschließen; eine Einrichtung zum Feststellen, ob die Drosselöffnung (TVO) von Null erhöht worden ist; eine Einrichtung zum Feststellen, ob die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) höher ist als oder genauso hoch wie ein gegebener Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert (VSP1), wenn die Drosselöffnung (TVO) von Null erhöht worden ist; eine Einrichtung (201) zum Bestimmen eines Soll-Übertragungsdrehmomentes (IT*) der Anlasskupplung (2) entsprechend der erfassten Motor-Drosselöffnung (TVO); eine erste Soll-Filtereinrichtung (202, NTF) zum Filtern des Soll-Übertragungsdrehmomentes (T*), um eine erste Drehmomentüberfragungscharakteristik (FNT*(t)) einzustellen; eine zweite Soll-Filtereinrichtung (203, VTF1) zum Filtern des Soll-Übertragungsdrehmomentes (T*), um eine zweite Drehmomentübertragungscharakteristik (Fv1T*(t)) einzustellen, die sich von der ersten Drehmomentübertragungscharakteristik (FnT*(t)) unterscheidet; eine Einrichtung (204) zum Umschalten zwischen der ersten und der zweiten Soll-Filtereinrichtung (202, NTF, 203, VTF), um die erste Drehmomentübertragungscharakteristik (FNT*(t)) auszugeben, wenn die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (33) höher ist als oder genauso hoch wie der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert (VSP1), und die zweite Drehmomentübertragungscharakteristik (FV1T*(t)) auszugeben, wenn die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (36) niedriger ist als der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert (VSP1); eine Phasenkompensationseinrichtung (205) zum Durchführen einer Phasenkompensation für die ausgegebene Drehmomentübertragungscharakteristik (FT*(t)); und eine Einrichtung (209) zum Steuern der Anlasskupplung (2) entsprechend der phasenkompensierten Drehmomentübertragungscharakteristik (faT*(t), fbT*(t), fcT*(t)).
  6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drehmomentübertragungscharakteristik (FV1T*(t)) eine Anstiegszeit hat, die länger ist als die der ersten Drehmomentübertragungscharakteristik (FNT*(t)), und die erste Drehmomentübertragungscharakteristik (FNT*(t)) in einem vorgegebenen Bereich überschreitet.
  7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine dritte Soll-Filtereinrichtung (203, VTF2) zum Filtern des Soll-Übertragungsdrehmomentes (T*), um eine dritte Drehmomentübertragungscharakteristik (FV2T*(t)) einzustellen, und eine Einrichtung zum Feststellen, ob die erfasste Drosselöffnung (TVO) größer ist als oder genauso groß wie ein gegebener Drosselöffnungs-Schwellenwert (TVO1), wobei die dritte Drehmomentübertragungscharaktersitik (FV2T*(t)) eine Anstiegszeit hat, die länger ist als die der zweiten Drehmomentübertragungscharakteristik (FV1T*(t)), und die erste Drehmomentübertragungscharakteristik (FNT*(t)) in einem vorgegebenen Bereich stärker überschreitet, und die Umschalteinrichtung (204) zwischen der ersten, der zweiten und der dritten Soll-Filtereinrichtung (202, 203, NTF, VTF1, VTF) umschaltet, um die erste Drehmomentübertragungscharakteristik (FNT*(t)) auszugeben, wenn die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) höher ist als oder genauso hoch wie der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert (VSP1), um die zweite Drehmomentübertragungscharakteristik (FV1T*(t)) auszugeben, wenn die erfasste Drosselöffnung (TVO) kleiner ist als der Drosselöffnungs-Schwellenwert (TVO1) und die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) niedriger ist als der Fahrzeugsgeschwindigeitsschwellenwert (VSP1), und dann die dritte Drehmomentübertragungscharakteristik (FV2T*(t)) auszugeben, wenn die erfasste Drosselöffnung (TVO) größer ist als oder genauso groß wie der Drosselöffnungs- Schwellenwert (TVO1) und die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) niedriger ist als der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert (VSP1).
  8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung des Weiteren ein Übersetzungsverhältnis (65) des Getriebes (3) erfasst, die Phasenkompensationseinrichtung (205) eine erste inverse Filtereinrichtung (205a) zum inversen Filtern der ausgegebenen Drehmomentübertragungscharakteristik (FT*(t)) und eine zweite inverse Filtereinrichtung (205b) zum inversen Filtern der ausgegebenen Drehmomentübertragungscharakeristik (FT'(t)) gleichzeitig mit der ersten inversen Filtereinrichtung (205a) und anders als sie aufweist, wobei die Steuervorrichtung des Weiteren eine Einrichtung (207) enthält, die eine der durch die erste und die zweite inverse Filtereinrichtung ((205a, 205) gefilterten Drehmomentübertragungscharakteristiken (FT*(t)) entsprechend dem erfassten Übersetzungsverhältnis (GR) auswählt, und die Steuereinrichtung (209) die Anlasskupplung (2) entsprechend der ausgewählten der invers gefilterten Drehmomentübertragungscharakteristiken (fKT*(t)) auswählt.
  9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasskupplung (2) eine elektromagnetische Mehrscheibenkupplung ist, die einen Elektromagneten (2a), der bei Erregung desselben ein elektromagnetisches Feld erzeugt, und eine Vielzahl von Scheibenplatten (2b) aufweist, die in dem elektromagnetischen Feld an den Elektromagneten (2a) angezogen werden, um die Kupplung (2) einzukuppeln, und die Steuereinrichtung (209) eine Einrichtung zum Regulieren der Zufuhr eines elektrischen Stroms zu dem Elektromagneten (2a) entsprechend der phasenkompensierten Drehmomentübertragungscharakteristik (faT*(t)) aufweist.
  10. Steuerverfahren für eine Anlasskupplung (2), die zwischen einem Motor (1) und einem Getriebe (3) in einem Fahrzeug angeordnet ist, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen von Fahrzeug-Fahrtbedingungen, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) und eine Motor-Drosselöffnung (TVO) einschließen; Feststellen, ob die Drosselöffnung (TVO) von Null erhöht worden ist; Feststellen, ob die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) höher ist als oder genauso hoch wie ein gegebener Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert (VSP), wenn die Drosselöffnung (TVO) von Null erhöht worden ist; Bestimmen eines Soll-Übertragungsdrehmomentes (T*) der Anlasskupplung (2) entsprechend der erfassten Motordrosselöffnung (TVO); Filtern des Soll-Übertragungsdrehmomentes (T*), um eine erste und eine zweite Drehmomentübertragungscharakteristik (FNT*(t), (FV1T*(t)) einzustellen, die sich voneinander unterscheiden; Ausgeben der ersten Drehmomentübertragungscharakteristik (FNT*(t)), wenn die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) höher ist als oder genauso hoch wie der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwellenwert (VSP1), und Ausgeben der zweiten Drehmomentübertragungscharakteristik (FV1T*(t)), wenn die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (VSP) niedriger ist als der Fahrzeugsgeschwindigkeits-Schwellenwert (VSP1), Durchführen einer Phasenkompensation für die ausgegebene Drehmomentübertragungscharakteristik (FT*(t)); und Steuern der Anlasskupplung (2) entsprechend der phasenkompensierten Drehmomentübertragungscharakteristik (faT*(t), fbT*(t), fcT*(t)).
  11. Steuerverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlasskupplung (2) eine elektromagnetische Mehrscheibenkupplung ist, die einen Elektromagneten (2a), der bei Erregung desselben ein elektromagnetisches Feld erzeugt, und eine Vielzahl von Scheibenplatten (2b) aufweist, die in dem elektromagnetischen Feld an den Elektromagneten (2a) angezogen werden, um die Kupplung (2) einzukuppeln, und die Zufuhr eines elektrischen Stroms zu dem Elektromagneten (2a) entsprechend der phasenkompensierten Drehmomentübertragungscharakteristik (faT*(t), fbT*(t), fcT*(t)) reguliert wird.
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