DE4432946A1

DE4432946A1 - Vorrichtung zur Beeinflussung des Moments einer drehmomentübertragenden Antriebskomponente in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE4432946A1
Application number: DE4432946A
Authority: DE
Inventors: Lothar Wolf; Thomas Schleicher; Martin Schlecht
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1994-09-15
Filing date: 1994-09-15
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2014-09-16
Also published as: DE4432946B4

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.

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.

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.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

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.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist der Ge genstand des Patentanspruchs 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.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 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.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 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.

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.

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.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Beispiel für einen Abtriebsmomenten-Soll verlauf, der nach einer vorgegebenen Zeit kor rigiert wird,

Fig. 2 die aus dem Abtriebsmomenten-Sollverlauf resul tierenden Momenten-Sollverläufe für die Kupp lungsmomente der zu- und abzuschaltenden Kupp lungen und

Fig. 3 ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Regel kreis zur Momentenregelung zumindest einer Kupplung, insbesondere der für den entsprechen den Gangwechsel zuzuschaltenden Kupplung.

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 t_S entspricht der Sollwert des Abtriebsmoments M_absoll dem momentan vorliegenden Ab triebsmoment. Zu Beginn der Schaltdauer t_S wird, z. B. in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern, wie z. B. vom Brennkraftmaschinenmoment M_m, der Brennkraft maschinendrehzahl n_m, der Turbinendrehzahl n_t des Wandlers und der Information über den neu einzulegenden Gang G_neu sowie über den aktuell eingelegten Gang G_alt (Fig. 3), der Abtriebsmomenten-Sollverlauf für die Schaltdauer t_S bestimmt.

Vorzugsweise wird zunächst der Sollwert des Ab triebsmoments M_absoll, der nach dem Gangwechsel, d. h. nach der Schaltdauer t_S, zu erwarten ist, vorausberech net. Die Sollwerte des Abtriebsmoments M_absoll während der Schaltdauer t_S können beispielsweise durch Interpola tion zwischen den Sollwerten M_absoll vor und nach der Schaltdauer t_S 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 t_S neu vorausberechnete Sollwert M_absoll des Abtriebsmoments von dem zuvor für den Zeit punkt t_S vorausberechneten Sollwert M_absoll abweicht. Durch erneute Interpolation zwischen dem zum Zeitpunkt t₁ vorliegenden Sollwert M_absoll und dem vorausberechneten, korrigierten Sollwert M_absoll nach Ablauf der Zeit t_S er gibt sich der zweite, korrigierte Abtriebsmomenten-Soll verlauf 2.

In Fig. 2 ist mit dem Momenten-Sollverlauf 3 (strichpunktierte Linie) der Sollverlauf des Kupplungsmo ments M_Kabsoll der abzuschaltenden Kupplung und mit dem Momenten-Sollverlauf 4 (durchgezogene Linie) der Sollver lauf des Kupplungsmoments M_Kzusoll der zuzuschaltenden Kupplung exemplarisch für eine Überschneidungs-Hochschal tung dargestellt. Vor der Schaltdauer t_S bzw. vor dem Gangwechsel ist das Kupplungsmoment M_Kzusoll 0, während das Kupplungsmoment M_Kabsoll alleinbestimmend für das wirksame Abtriebsmoment ist. Zu Beginn der Schaltdauer t_S bis zum Zeitpunkt t_a fällt das Kupplungsmoment M_Kabsoll der abzuschaltenden Kupplung auf 0 ab. Zeitgleich wird das Kupplungsmoment M_Kzusoll der zuzuschaltenden Kupplung erhöht (Überschneidung). Zwischen dem Beginn der Schalt dauer t_S und dem Zeitpunkt t_a tragen beide Momenten-Soll verläufe 3 und 4 zum Erreichen des in Fig. 1 vorgegebenen Abtriebsmomenten-Sollverlaufs 1 bei. Ab dem Zeitpunkt t_a wird während der verbleibenden Schaltdauer t_S lediglich das Kupplungsmoment M_Kzusoll der zuzuschaltenden Kupplung derart geregelt, daß vorzugsweise der korrigierte Ab triebsmomenten-Sollverlauf 2 (Fig. 1) erreicht wird. So mit wird insbesondere nach dem Zeitpunkt t_a bzw. nach dem Zeitraum t₁ eine sehr genaue Komfortregelung ermöglicht. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, weitere Korrekturen des Abtriebsmomenten-Sollverlaufs innerhalb der Schalt dauer t_S vorzunehmen.

Fig. 3 zeigt einen Regelkreis für lediglich eine Kupp lung, in diesem Beispiel für die Regelung des Kupplungs moments M_Kzusoll der zuzuschaltenden Kupplung. In einem Block 9 wird zunächst in Abhängigkeit von den Betriebs parametern Brennkraftmaschinen(dreh)moment M_m, Brenn kraftmaschinendrehzahl n_m, Turbinendrehzahl n_t, neu ein zulegender Gang G_neu und aktuell eingelegter Gang G_alt, z. B. unter Zuhilfenahme von Kennfeldern bzw. von physi kalischen Rechenmodellen, ein momentaner Sollverlauf des Abtriebsmoments M_absoll, wie z. B. in Fig. 1 dargestellt, bestimmt. In Block 7 wird in Abhängigkeit von diesem Sollverlauf des Abtriebsmoments M_absoll, weiteren Be triebsparametern und konstruktionsabhängigen Gangwech selarten, wie z. B. mittels Freilauf, Überschneidung oder Momententeilung, der Momenten-Sollverlauf des Kupplungs moments M_Kzusoll 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 M_Kzusoll einzustel len. Weiterhin wird das an der zuzuschaltenden Kupplung 8 momentan vorherrschende Ist-Kupplungsmoment M_Kzuist er mittelt und von dem momentan vorgegebenen Soll-Kupplungs moment M_Kzusoll abgezogen, wonach Block 5 jeweils die vorliegende Differenz ermittelt und wiederum in einen An steuerstrom I umsetzt.

Die Ermittlung des momentanen Ist-Kupplungsmoments M_Kzuist kann beispielsweise entweder in Block 6 mittels eines physikalischen Modells und verschiedenen Be triebsparametern, wie z. B. der Getriebeöltemperatur T, der Turbinendrehzahl n_t, der Abtriebsdrehzahl n_ab und dem momentanen Ansteuerstrom I, berechnet werden. Es ist je doch auch möglich, jedoch kostenintensiver, das momentane Ist-Kupplungsmoment M_Kzuist 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.

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 M_m 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.

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.

Claims

1. Vorrichtung zur Beeinflussung des Moments einer drehmomentübertragenden Antriebskomponente in Kraftfahrzeugen mit einem elektronisch gesteuerten Automatikgetriebe während der Schaltdauer bei ei nem Gangwechsel, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentübertragende Antriebskomponente eine für den entsprechenden Gangwechsel zuständige Kupplung ist, deren Kupplungsmoment während der Schaltdauer (t_S) in Abhängigkeit von einem Momenten-Sollver lauf (M_Kabsoll, M_Kzusoll; M_absoll) geregelt wird.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Momenten-Sollverlauf (M_Kabsoll, M_Kzusoll) in Abhängigkeit von einem Abtriebsmomenten-Sollverlauf (M_absoll) bestimmt wird.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtriebsmomenten-Sollver lauf (M_absoll) in Abhängigkeit von mindestens ei nem Betriebsparameter (M_m, n_m, n_t, G_neu, G_alt) be stimmt und während der Schaltdauer (t_S) korrigiert wird.

4. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Kupplungsmoments von einer Regelung des Brenn kraftmaschinenmoments (M_m) beeinflußt wird.