DE602005004781T2

DE602005004781T2 - Verfahren zur steuerung eines eingestellten drehmoments für räder eines automatikgetriebes für ein kraftfahrzeug und entsprechende vorrichtung

Info

Publication number: DE602005004781T2
Application number: DE602005004781T
Authority: DE
Inventors: Frederic Roudeau; Jean Bretheau; Thomas Turpin
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: EP1753947A2; US20070250239A1; FR2870792B1; EP1753947B1; DE602005004781D1; WO2005119033A2; ES2300038T3; JP2008501095A; ATE386199T1; FR2870792A1; US7706952B2; JP4799552B2; WO2005119033A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Kontrolle der Wirkungen als Folge der Veränderungen eines an die Räder anzuwendenden Drehmomentsollwerts.
Eine besonders interessante Anwendung der Erfindung betrifft die automatisierten Übersetzungsgetriebe, insbesondere die Getriebe mit Impulssteuerung BCI, die Getriebe mit Automatiksteuerung BVA und die automatisierten Schaltgetriebe BVR, aber auch die stufenlos verstellbaren Übersetzungsgetriebe wie die CVT ("Continuous Variable Transmission" im Englischen), die IVT ("Infinitely Variable Transmission" im Englischen) und die Hybridantriebe.
Ein automatisiertes Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs weist üblicherweise ein Steuergerät auf, das einen oder mehrere Eingangsparameter empfängt, die unter anderen den Willen des Fahrers interpretieren. In Abhängigkeit vom Wert dieser Parameter liefert das Steuergerät dann einen Steuersollwert, der für die Räder des Kraftfahrzeugs bestimmt ist.
In der Druckschrift FR-A-2 827 339 im Namen der Anmelderin findet man auch eine Kontrollvorrichtung des Betriebspunkts eines für ein Kraftfahrzeug bestimmtes Antriebsaggregats. Diese Vorrichtung besitzt insbesondere einen Modul für die Interpretation des Fahrerwillens, IVC-Modul genannt, der einen an das Rad anzuwendenden Drehmomentsollwert für einen Optimierungsblock des Betriebspunkts des Antriebsaggregats erzeugt, OPF-Modul genannt.
Der IVC-Modul bestimmt den Drehmomentsollwert in Abhängigkeit vom Fahrerwillen, den Merkmalen des Kraftfahrzeugs und seiner Umgebung.
Die Wirkungen, die von den Insassen eines Kraftfahrzeugs empfunden werden, werden von einem Sprung des Drehmomentsollwerts verursacht, der zum Beispiel bei Übergängen von einer Beschleunigungsphase in eine Verlangsamungsphase sein Vorzeichen wechselt. Diese Vorzeichenänderung führt zu einer Kippbewegung des Antriebsaggregats, die sich für die Insassen des Kraftfahrzeugs durch Stöße oder Wirkungen gegenüber dem Fahrer äußern.
Das Antriebsaggregat weist meist nämlich zwei Befestigungspunkte am Aufbau des Kraftfahrzeugs auf. Diese ermöglichen es ihm, zwischen zwei Endstellungen auszuschlagen, je nachdem, ob das Kraftfahrzeug beschleunigt oder verlangsamt. Ein Wechsel zwischen Beschleunigungs- und Verlangsamungsphasen führt zu Kippbewegungen des Antriebsaggregats in eine dieser zwei Stellungen, um den Spielraum der Gesamtheit des Übersetzungsgetriebes zu kompensieren, einschließlich demjenigen des Gehäuses des automatisierten Übersetzungsgetriebes. Diese Bewegung erzeugt Wirkungen, die über das Fahrgestell des Kraftfahrzeugs an den Fahrer übertragen werden.
Um die Stöße und Wirkungen zu begrenzen, schlägt die Erfindung vor, den an die Räder anzuwendenden Drehmomentsollwert anzupassen.
Im Stand der Technik sind bereits Verfahren und zugeordnete Vorrichtungen bekannt, die es ermöglichen, Korrekturen durchzuführen, um zu versuchen, die Wirkungen zu begrenzen oder sogar zu unterdrücken. Sie schlagen vor, Kontrollparameter des Betriebs eines Antriebsaggregats zu regeln, um die Wirkung seines Kippens zu begrenzen.
So ist aus der Druckschrift FR 2 681 908 eine Vorrichtung bekannt, die Kontrollparameter eines Verbrennungsmotors ausgehend von einem Schätzmodell des Motordrehmoments und von einem Schätzmodell des Übersetzungsgetriebes für jedes Übersetzungsverhältnis korrigieren kann. Diese Vorrichtung bestimmt die an das Motordrehmoment anzuwendende Korrektur.
Aus der Druckschrift FR-2 724 432 ist ebenfalls ein Korrekturverfahren der Schwingungen des Kraftfahrzeugs bekannt. Dieses Verfahren besteht darin, einen an das Motordrehmoment anzuwendenden Korrekturwert ausgehend von einer Variablen zu erarbeiten, die bezüglich der Winkelposition der Motorwelle bestimmt wird.
Die von diesen beiden Vorrichtungen erbrachten Korrekturen betreffen auf das Motordrehmoment. Bei den meisten Kraftfahrzeugen äußert sich das Kippen des Antriebsaggregats aber insbesondere durch abrupte Veränderungen des an die Räder des Kraftfahrzeugs anzuwendenden Drehmoments. Da diese Veränderungszone des an die Räder des Kraftfahrzeugs anzuwendenden Drehmoments aber nicht unbedingt der Veränderungszone des Motordrehmoments um den Wert Null herum entspricht, kann man die Wirkungen nicht optimal begrenzen, indem an diesem Motordrehmoment eine Korrektur ausgeführt wird.
Außerdem ist durch die Druckschrift GB 2 368 406 eine Methode zur Kontrolle der Vorzeichenänderungen des Ausgangsdrehmoment-Sollwerts des Antriebsaggregats bekannt. Diese Änderungen werden durchgeführt, wenn das Kraftfahrzeug die gewünschte Geschwindigkeit erreicht. Die von der Druckschrift GB-2368406 vorgestellte Kontrolle ermöglicht es, die durch den Übergang verursachten Wirkungen zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Kontrollstrategie anzubieten, die darauf abzielt, den an die Räder anzuwendenden Drehmomentsollwert auf andere Weise als diejenigen, die in den drei oben erwähnten Druckschriften beschrieben sind, anzupassen, und die außerdem fähig ist, mit jeder Art von Übersetzungsgetriebe zu arbeiten.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Übersetzungsgetriebes eines Antriebsaggregats für ein Kraftfahrzeug vor. Es weist einen Schritt der Erarbeitung eines ersten an die Räder anzuwendenden Drehmoment-Sollsignals auf, das für den Willen des Fahrers des Kraftfahrzeugs repräsentativ ist und das zwei Komponenten, eine statische bzw. eine dynamische aufweist. Die dynamische Komponente des Sollsignals wird in Abhängigkeit von mindestens zwei vorbestimmten Schwellwerten gefiltert, die mindestens drei unterschiedliche Filterzonen definieren. Es wird ein Filter der Ordnung n in der ersten und der dritten Filterzone verwendet, und in der zweiten Filterzone wird der dynamischen Komponente des ersten Sollsignals eine maximale Steilheit aufgezwungen, wobei die maximale Steilheit in Abhängigkeit von vorbestimmten Eingangsdaten einstellbar ist.
Dieses Verfahren begrenzt die Wirkungen aufgrund des Kippens des Antriebsaggregats gegenüber dem Empfinden des Fahrers, da die Filterung die Steilheit der dynamischen Komponente des ersten Sollsignals in Abhängigkeit von den erreichten Drehmomentwerten verringert. Diese Kontrolle stützt sich nämlich auf die Überschreitung vorbestimmter Schwellwerte durch den Drehmomentsollwert.
Vorzugsweise wird die für die Räder des Kraftfahrzeugs bestimmte dynamische Komponente des Sollsignals in Abhängigkeit von vorbestimmten Schwellwerten gefiltert, die in Abhängigkeit von vorbestimmten Eingangsdaten einstellbar und an die Veränderungsrichtung der für die Räder des Kraftfahrzeugs bestimmten dynamischen Komponente des Sollsignals (Cd_cond) angepasst sind.
In einer Anwendungsform wird der erste Wert der dynamischen Komponente des gefilterten Sollsignals jeder Filterzone mit dem letzten Wert der dynamischen Komponente des gefilterten Sollsignals der vorhergehenden Filterzone initialisiert.
Die Erfindung hat ebenfalls eine Vorrichtung zur Steuerung eines automatisierten Übersetzungsgetriebes eines Antriebsaggregats für ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, die ein an die Räder anzuwendendes Drehmoment-Sollsignal liefern kann, das an den Willen des Fahrers des Kraftfahrzeugs angepasst ist und das zwei Komponenten, eine statische bzw. eine dynamische, aufweist. Die Vorrichtung weist einen Filterblock auf, der in der Lage ist, die dynamische Komponente des Sollsignals zu filtern.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Filterblock Mittel auf, die fähig sind, die dynamische Komponente des Sollsignals, die für die Räder des Kraftfahrzeugs bestimmt und an den Willen des Fahrers angepasst ist, mit mindestens zwei vorbestimmten Schwellwerten zu vergleichen. Er weist außerdem Mittel auf, die fähig sind, eine Filterzone zu bestimmen, die dem von der dynamischen Komponente des Sollsignals erreichten Schwellwert entspricht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Filterblock Mittel auf, die fähig sind, ein Filter der Ordnung n oder eine maximale Steilheit an die dynamische Komponente des ersten Sollsignals in den angepassten Filterzonen anzuwenden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der Betrachtung der ausführlichen Beschreibung einer keineswegs einschränkend zu verstehenden Ausführungsform der Erfindung und der beiliegenden Zeichnungen hervor. Es zeigen:
1 ein Funktionsschaltbild eines Interpretationsblocks des Fahrerwillens IVC,
2 ein Beispiel einer Filterkurve einer dynamischen Drehmomentkomponente mit einem Drehmomentsprung von den positiven Werten zu den negativen Werten,
3 ein Beispiel einer Filterkurve einer dynamischen Drehmomentkomponente mit einem Sprung von den negativen Drehmomentwerten zu den positiven Werten.
In 1 ist schematisch ein Beispiel einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Diese ist in der Lage, einen an die Räder eines Kraftfahrzeugs anzuwendenden Drehmomentsollwert zu liefern. Diese Vorrichtung kann in einem Steuergerät für ein automatisiertes Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs enthalten sein, das nicht in 1 dargestellt ist.
Wie in 1 dargestellt, weist die Steuervorrichtung einen Eingangsblock 1 auf, der Daten an einen Interpretationsmodul des Fahrerwillens IVC 2 überträgt. Der Eingangsblock enthält drei verschiedene Module, die je Daten liefern, die mit den Merkmalen des Kraftfahrzeugs CarV 3, mit dem Fahrerwillen IHM 4, (Mensch-Maschine-Schnittstelle), und mit der Umgebung des Kraftfahrzeugs ENV 5 verbunden sind. Diese Daten werden an den Modul IVC 2 über die Verbindungen 6, 7 bzw. 8 geliefert. Die verschiedenen Daten werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
Der Modul IVC 2 weist einen Block 9 auf, der die statische Komponente Cs (Generator Cs) des Drehmomentsollwerts erzeugt. Diese Komponente Cs wird über die Verbindung 10 übertragen.
Die statische Komponente Cs wird als der zukünftige Drehmomentsollwert definiert, den der Fahrer anfordern könnte, und den das Antriebsaggregat in Höhe der Räder des Kraftfahrzeugs direkt verfügbar machen muss. Diese entwickelt sich langsam. Sie hat nämlich nicht zum Ziel, auf eine direkte Anforderung des Fahrers zu reagieren, sondern sie soll das Spiegelbild einer Tendenz sein, die vom Verhalten des Fahrers während einer vorbestimmten Periode vorgegeben wird.
Der Modul IVC 2 enthält außerdem einen Block 11, der die dynamische Komponente des Drehmomentsollwerts Cd_gefiltert liefert.
Der dynamische Drehmomentsollwert definiert das Drehmoment, das das Antriebsaggregat sobald wie möglich in Höhe der Räder des Kraftfahrzeug verfügbar machen muss.
Der Block 11 enthält einen ersten Modul 12, der einen Sollwert Cd_cond (Generator Cd) erzeugt, der der dynamischen Komponente des Drehmomentsollwerts entspricht, die an den Willen des Fahrers angepasst ist. Der Sollwert Cd_cond wird über die Verbindung 13 an einen Filterblock 14 übertragen, der ebenfalls in den Block 11 integriert ist. Der Filterblock 14 liefert am Ausgang einen gefilterten Drehmomentsollwert Cd_gefiltert, der der dynamischen Komponente des Drehmomentsollwerts Cd_cond entspricht, aber vom Filterblock 14 gefiltert. Der Filterblock 14 ist ein stoßverhinderndes Filter. Die von diesem durchgeführte Filterung hat zum Ziel, die Wirkungen zu begrenzen, die mit dem Kippen des Antriebsaggregats verbunden sind. Der Sollwert Cd_gefiltert wird über die Verbindung 15 übertragen.
Genauer gesagt, sind die drei Module CarV 3, IHM 4 und ENV 5 des Eingangsblocks 1 fähig, ein Datensignal ausgehend von den Signalen zu erarbeiten, die von nicht dargestellten und in das Kraftfahrzeug integrierten Sensoren stammen.
Der erste Modul CarV 3 des Eingangsblocks 1 ist in der Lage, die Daten zu erarbeiten, die die Merkmale des Kraftfahrzeugs betreffen. Diese werden vom Hersteller programmiert und gespeichert, um das Verhalten des an einen Kunden gelieferten Fahrzeugs zu kennzeichnen.
Der zweite Modul IHM 4 ist in der Lage, Daten zu erarbeiten, die den Willen des Fahrers betreffen. Diese Daten interpretieren die Wünsche des Fahrers. Sie enthalten zum Beispiel Signale entsprechend dem Steuerhebel des Übersetzungsgetriebes des Kraftfahrzeugs oder auch dem Brems- oder Gaspedal des Kraftfahrzeugs.
Der Modul ENV 5 ist in der Lage, Signale betreffend die Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erarbeiten. Letztere ermöglichen es, den Zustand des Kraftfahrzeugs und seine Situation in der Umgebung zu berücksichtigen. Sie enthalten zum Beispiel Signale entsprechend der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, dem Straßenzustand oder auch den Witterungsbedingungen.
Der Wert der Parameter und der Zustand der Variablen der Eingangsdaten, die von diesen drei Modulen übertragen werden, werden in einem jedem Element der Vorrichtung gemeinsamen, nicht dargestellten Speicher gespeichert.
2 zeigt den von dem in 1 gezeigten Filterblock 14 gefilterten Drehmomentsollwert Cd_gefiltert.
Der Drehmomentsollwert Cd_cond entwickelt sich von einem positiven Drehmoment zu einem negativen Drehmoment. Der Sollwert Cd_cond kann ein gestuftes Signal sein, das die zeitliche Abszisse in t₀ schneidet. Die vorgeschlagene Filterung ist eine sich in Abhängigkeit von den vom Drehmoment Cd_cond erreichten Werten entwickelnde Filterung, insbesondere, um die Wirkungen des abrupten Übergangs des Drehmomentsollwerts Cd_cond zu begrenzen, wenn dieser in t₀ nahe "0" kommt.
Die Filterung erfolgt in Abhängigkeit von zwei vorbestimmten Schwellwerten, Schwellwert1 und Schwellwert2, die drei unterschiedliche Filterzonen begrenzen: ZoneA, ZoneB und ZoneC. Diese Schwellwerte werden von (nicht dargestellten) Einrichtungen bei der Änderung des Sollwerts Cd_cond erfasst.
Wenn der Drehmomentsollwert Cd_cond höher ist als der Wert Schwellwert1, befindet man sich in der ZoneA. Man kann dann den gefilterten Sollwert Cd_gefiltert erarbeiten, indem man ein Filter der Ordnung n anwendet, der üblicherweise vom Fachmann verwendet wird.
Wenn der Drehmomentsollwert Cd_cond sich zwischen den Werten Schwellwert1 und Schwellwert2 befindet, kann man den gefilterten Sollwert Cd_gefiltert erhalten, indem eine maximale Steilheit vorgegeben wird, so dass der Wert des gefilterten Sollwerts Cd_gefiltert sich mit dem Grenzwert des Drehmomentsollwerts Cd_cond vereint.
Die maximale Steilheit kann vom Hersteller in Abhängigkeit von jedem Kraftfahrzeugtyp kalibriert werden.
Wenn schließlich der Drehmomentsollwert Cd_cond geringer als der Wert von Schwellwert2 ist, befindet man sich in der ZoneC. Genauso wie für die ZoneA kann man den gefilterten Drehmomentsollwert Cd_gefiltert durch Verwendung eines Filters der Ordnung n erhalten.
In jeder Filterzone, ZoneA, ZoneB und ZoneC, wird das Filter von Filtermitteln angewendet, die in den Filterblock 14 integriert sind (nicht dargestellt).
Um die Kontinuität des gefilterten Sollwerts Cd gefiltert beim Zonenwechsel zu garantieren, kann man außerdem das Filter mit dem letzten Wert initialisieren, den der gefilterte Drehmomentsollwert Cd_gefiltert in der vorhergehenden Zone angenommen hat.
Der gefilterte Sollwert Cd_gefiltert ist weniger störend als die dynamische Drehmomentkomponente Cd_cond. Ein gestuftes Signal bedingt nämlich den praktisch sofortigen Übergang von einem positiven Drehmomentwert zu einem negativen Drehmomentwert. Die erfindungsgemäße Filterung ermöglicht es, die Steilheit des Sollwerts zu mildern, insbesondere für Werte Null. Außerdem behält man durch Vorgeben einer maximalen Steilheit in der ZoneB eine optimale Reaktionszeit des gefilterten Sollwerts Cd_gefiltert bei.
3 veranschaulicht den Filterungsprozess in dem Fall, in dem der Sollwert Cd_cond sich von einem positiven Drehmoment zu einem negativen Drehmoment entwickelt. Der Sollwert Cd_cond kann auch ein gestuftes Signal sein, das die zeitliche Abszisse in t₁ schneidet.
In diesem Fall erfolgt die Filterung in gleicher Weise wie im vorhergehenden Fall in Abhängigkeit von zwei vorbestimmten Schwellwerten Schwellwert3 und Schwellwert4, die je drei unterschiedliche Filterzonen ZoneD, ZoneE und ZoneF begrenzen.
Man kann dann in der ersten und in der dritten Zone ein Filter der Ordnung n in gleicher Weise wie für die ZoneA und die ZoneE der 2 anwenden.
In der ZoneE wird dem Drehmomentsollwert eine maximale Steilheit vorgegeben, um sich mit dem Grenzwert des Drehmomentsollwerts Cd_cond zu vereinen.
Um die Kontinuität des gefilterten Sollwerts Cd_gefiltert beim Zonenwechsel zu garantieren, kann man auch das Filter mit dem letzten Wert initialisieren, den der gefilterte Drehmomentsollwert Cd_gefiltert in der vorhergehenden Zone angenommen hat.
Der Wert der verschiedenen Schwellwerte, Schwellwert1, Schwellwert2, Schwellwert3 und Schwellwert4, der maximalen Steilheiten der Zonen B und E und der Einstellparameter der Filter der Ordnung n der Zonen A, C, D und F kann dynamisch in Abhängigkeit von Eingangsdaten angepasst werden, die von den Blöcken 4 und/oder 5 stammen, wie zum Beispiel die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, die Sportlichkeit des Fahrers, oder auch die Drehzahl des Wärmemotors.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Getriebes eines Antriebsaggregats für ein Kraftfahrzeug, das einen Schritt der Erarbeitung eines ersten an die Räder anzuwendenden Drehmoment-Sollsignals aufweist, das für den Willen des Fahrers des Kraftfahrzeugs repräsentativ ist und das zwei Komponenten, eine statische (Cs) bzw. eine dynamische (Cd_cond) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Komponente (Cd_cond) des Sollsignals in Abhängigkeit von mindestens zwei vorbestimmten Schwellwerten gefiltert wird, die mindestens drei unterschiedliche Filterzonen definieren, dass ein Filter der Ordnung n in der ersten und der dritten Filterzone verwendet wird, und dass in der zweiten Filterzone der dynamischen Komponente des ersten Sollsignals (Cd_cond) eine maximale Steilheit aufgezwungen wird, wobei die maximale Steilheit in Abhängigkeit von vorbestimmten Eingangsdaten einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Komponente des Sollsignals (Cd_cond), die für die Räder des Kraftfahrzeugs bestimmt ist, in Abhängigkeit von vorbestimmten Schwellwerten gefiltert wird, die in Abhängigkeit von vorbestimmten Eingangsdaten einstellbar und an die Veränderungsrichtung der dynamischen Komponente des Sollsignals (Cd_cond) angepasst sind, die für die Räder des Kraftfahrzeugs bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wert der dynamischen Komponente des gefilterten Sollsignals (Cd_Filterwert) jeder Filterzone mit dem letzten Wert der dynamischen Komponente des gefilterten Sollsignals (Cd_Filterwert) der vorhergehenden Filterzone initialisiert wird.
Vorrichtung zur Steuerung eines automatisierten Getriebes eines Antriebsaggregats für ein Kraftfahrzeug, die ein an die Räder anzuwendendes Drehmoment-Sollsignal liefern kann, das an den Willen des Fahrers des Kraftfahrzeugs angepasst ist und das zwei Komponenten, eine statische (Cs) bzw. eine dynamische (Cd_cond) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Filterblock (14) aufweist, der in der Lage ist, die dynamische Komponente des Sollsignals (Cd_cond) zu filtern, wobei der Filterblock (14) Mittel, die fähig sind, die dynamische Komponente des Sollsignals (Cd_Filterwert), die für die Räder des Kraftfahrzeugs bestimmt und an den Willen des Fahrers angepasst ist, mit mindestens zwei vorbestimmten Schwellwerten zu vergleichen, und Mittel aufweist, die fähig sind, eine Filterzone zu bestimmen, die dem von der dynamischen Komponente des Sollsignals erreichten Schwellwert entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterblock (14) Mittel aufweist, die fähig sind, ein Filter der Ordnung n oder eine maximale Steilheit an die dynamische Komponente des ersten Sollsignals in den angepassten Filterzonen anzuwenden.