DE102007062793B4 - Method and apparatus for assisting a shift in a drive train - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Durchführen einer Schaltsynchronisation zwischen einem Motor (2) und einem Schaltgetriebe (3), wobei bei geöffnetem Antriebsstrang kein Drehmoment (M) zwischen dem Motor (2) und dem Schaltgetriebe (3) übertragen wird und bei geschlossenem Antriebsstrang ein Drehmoment zwischen dem Motor (2) und dem Schaltgetriebe (3) übertragen wird; mit folgenden Schritten:- Bereitstellen einer Antriebsstranginformation, die vorgesehen ist, anzugeben, ob der Antriebsstrang geöffnet oder geschlossen ist;- Überwachen des am Motor (2) wirkenden Massenträgheitsmoments (J) während die Antriebsstranginformation angibt, dass der Antriebsstrang geöffnet ist;- Beenden der Schaltsynchronisation abhängig von dem überwachten wirkenden Massenträgheitsmoment, wobei das am Motor (2) wirkende Massenträgheitsmoment überwacht wird,- indem eine Drehimpulsreserve (L) oder eine Rotationsenergiereserve (E) des Motors (2) bei geöffnetem Antriebsstrang bereitgestellt wird, wobei die Drehimpulsreserve (L) denjenigen Drehimpuls angibt, der zum Beschleunigen des Motors (2) um eine bestimmte Differenzdrehzahl bei geöffnetem Antriebsstrang erforderlich ist, wobei die Rotationsenergiereserve (E) diejenige Rotationsenergie angibt, die zum Beschleunigen des Motors (2) um eine bestimmte Differenzdrehzahl bei geöffnetem Antriebsstrang erforderlich ist; und- indem, während die Antriebsstranginformation angibt, dass der Antriebsstrang geöffnet ist, der benötigte Drehimpuls (L) oder die benötigte Rotationsenergie (E) kontinuierlich bestimmt wird, wobei die Drehzahlregelung für eine Schaltsynchronisation beendet wird, wenn der benötigte Drehimpuls oder die benötigte Rotationsenergie die Drehimpulsreserve (L) oder die Rotationsenergiereserve (E) erreicht oder überschritten hat.A method for performing a shift synchronization between a motor (2) and a transmission (3), wherein with the drive train open no torque (M) between the engine (2) and the transmission (3) is transmitted and with the drive train closed a torque between the engine (2) and the transmission (3) is transmitted; comprising the steps of: providing powertrain information intended to indicate whether the powertrain is open or closed, monitoring the mass moment of inertia (J) acting on the engine (2) while the powertrain information indicates that the powertrain is open; Switching synchronization depending on the monitored moment of inertia of inertia, wherein the mass moment of inertia acting on the motor (2) is monitored, - by providing an angular reserve (L) or a rotational energy reserve (E) of the motor (2) with the drive train open, the angular momentum reserve (L) indicates the angular momentum required to accelerate the engine (2) by a given differential speed when the powertrain is open, the rotational energy reserve (E) indicating the rotational energy required to accelerate the engine (2) by a specified differential speed when the powertrain is open ; and-by, while the powertrain information indicates that the drivetrain is open, the required angular momentum (L) or the required rotational energy (E) is continuously determined, the speed control for a shift synchronization being terminated when the required angular momentum or energy requires Angular momentum reserve (L) or the rotational energy reserve (E) has reached or exceeded.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Schaltvorgangs in einem Antriebsstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method and a device for supporting a switching process in a drive train, in particular of a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Zur Verbesserung des Schaltkomforts wird bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe eine Synchronisation von Motordrehzahl und Getriebeeingangsdrehzahl erzeugt, bevor nach Einstellen einer Schaltstufe die Kupplung wieder geschlossen wird. Die Synchronisation wird durchgeführt, indem bei betätigter Kupplung (kein Kraftschluss zwischen Motor und Antriebsstrang bzw. Schaltgetriebe) durch einen in der Motorsteuerung integrierten Drehzahlregler die Motordrehzahl an die Getriebeeingangsdrehzahl des als nächsten einzulegenden Gangs angepasst wird. Der einzulegende Gang wird durch ein geeignetes Verfahren mithilfe der aktuellen Geschwindigkeit, Motordrehzahl und dgl. ermittelt. Eine Drehzahlregelung für Synchronisation der Drehzahlen bei einem Schaltvorgang ist ebenfalls bekannt.To improve the shifting comfort, a synchronization of engine speed and transmission input speed is produced in vehicles with a manual transmission before the clutch is closed again after setting a switching stage. Synchronization is performed by adjusting the engine speed to the transmission input speed of the next-to-be-engaged gear when the clutch is engaged (no engine-to-powertrain or manual transmission) through a speed controller built into the engine control unit. The gear to be engaged is determined by a suitable method using the current speed, engine speed and the like. A speed control for synchronization of the speeds in a switching operation is also known.
Die Drehzahlregelung wird unmittelbar nach dem Schließen der Kupplung wieder deaktiviert. Der Kupplungszustand wird entsprechend in der Motorsteuerung ermittelt oder durch einen Sensor, wie z.B. einen Kupplungsschalter, erfasst. Abhängig von der Montage des Sensors, der Signalaufbereitung durch z.B. Filterung oder Entprellung, sowie durch systembedingte Einflüsse, insbesondere bei einem Defekt z.B. eines Kupplungsschalters oder eines Verbindungskabels kann unter Umständen bereits ein Kraftschluss durch die Kupplung vorliegen, wenn der Kupplungszustand noch als geöffnet festgestellt wird. Damit kann der Fall auftreten, dass die Drehzahlregelung bei geschlossenem Antriebsstrang aktiv ist, wodurch ein Vortrieb des Kraftfahrzeugs erzeugt wird. Eine aktive Drehzahlregelung bei geschlossenem Antriebsstrang kann darüber hinaus zu einem Schwingen des Antriebsstranges führen, und damit zu einem für den Fahrer des Kraftfahrzeugs unerwünschten Betriebszustand.The speed control is deactivated immediately after the clutch is closed. The clutch state is determined accordingly in the engine control or by a sensor, such as e.g. a clutch switch, detected. Depending on the mounting of the sensor, the signal conditioning by e.g. Filtering or debouncing, as well as by systemic influences, especially in the case of a defect e.g. A clutch switch or a connection cable may already be a positive connection by the clutch, if the clutch state is still found to be open. Thus, the case may occur that the speed control is active when the drive train is closed, whereby a propulsion of the motor vehicle is generated. An active speed control with the drive train closed can also lead to a swinging of the drive train, and thus to an undesirable for the driver of the motor vehicle operating condition.
Die
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Übertragung eines Drehmomentes über den Antriebsstrang während der Schaltsynchronisation zu vermeiden.It is an object of the present invention to avoid transmission of torque via the drive train during the shift synchronization.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.This object is achieved by the method according to
Gemäß einem Aspekt ist Verfahren zum Durchführen einer Schaltsynchronisation zwischen einem Motor und einem Schaltgetriebe, wobei bei geöffnetem Antriebsstrang kein Drehmoment zwischen dem Motor und dem Schaltgetriebe übertragen wird und bei geschlossenem Antriebsstrang ein Drehmoment zwischen dem Motor und dem Schaltgetriebe übertragen wird; mit folgenden Schritten:
- - Bereitstellen einer, die vorgesehen ist, anzugeben, ob der Antriebsstrang geöffnet oder geschlossen ist;
- - Überwachen des am Motor wirkenden Massenträgheitsmoments während die Antriebsstranginformation angibt, dass der Antriebsstrang geöffnet ist;
- - Beenden der Schaltsynchronisation abhängig von dem überwachten wirkenden Massenträgheitsmoment.
- Providing one intended to indicate whether the drive train is open or closed;
- Monitoring the mass moment of inertia acting on the engine while the powertrain information indicates that the powertrain is open;
- - End of the switching synchronization depending on the monitored acting mass moment of inertia.
Die Überwachung des am Motor wirkenden Massenträgheitsmoments ist vorteilhaft, da dadurch erkannt werden kann, wenn während einer Schaltsynchronisation die Drehzahlregelung nicht nur, wie gewollt, für den Motor wirkt sondern aufgrund einer fehlerhaften Antriebsstranginformation im gesamten Antriebsstrang wirkt. Das Verfahren bietet die Möglichkeit, die Schaltsynchronisation zu beenden, wenn durch eine Erhöhung des wirkenden Massenträgheitsmoments ein teilweise oder vollständig geschlossener Antriebstrang detektiert wird. Dies könnte zu störenden Schwingungen im Antriebsstrang und z.B. zu einer hohen Beschleunigung des Fahrzeugs führen, wenn z.B. eine bei der Schaltsynchronisation aktive Drehzahlregelung versucht, eine hohe Drehzahl über ein entsprechend großes Drehmoment einzustellen.The monitoring of the mass moment of inertia acting on the engine is advantageous because it can be recognized when during a shift synchronization, the speed control not only acts as intended for the engine but acts due to a faulty drive train information throughout the drive train. The method offers the possibility of terminating the switching synchronization if a partially or completely closed drive train is detected by an increase in the effective mass moment of inertia. This could lead to disturbing vibrations in the drive train and, for example, to a high acceleration of the vehicle if, for example, an active speed control during the shift synchronization attempts a high speed Set the speed via a correspondingly large torque.
Während der Schaltsynchronisation am Motor wird das wirkende Massenträgheitsmoment überwacht, indem eine Drehimpulsreserve bzw. einer Rotationsenergiereserve des Motors bei geöffnetem Antriebsstrang bereitgestellt wird, wobei die Drehimpulsreserve denjenigen Drehimpuls angibt, die zum Beschleunigen des Motors um eine bestimmte Differenzdrehzahl bei geöffnetem Antriebsstrang erforderlich ist, wobei die Rotationsenergiereserve diejenige Rotationsenergie angibt, die zum Beschleunigen des Motors um eine bestimmte Differenzdrehzahl bei geöffnetem Antriebsstrang erforderlich ist; und indem, während die Antriebsstranginformation angibt, dass der Antriebsstrang geöffnet ist, der benötigten Drehimpuls bzw. die benötigte Rotationsenergie kontinuierlich bestimmt wird.During engine synchronization, the moment of inertia of inertia is monitored by providing an engine's angular momentum reserve when the powertrain is open, the angular momentum reserve being that required to accelerate the engine by a specified differential speed when the powertrain is open Rotational energy reserve indicates the rotational energy required to accelerate the engine by a certain differential speed when the powertrain is open; and, while the powertrain information indicates that the powertrain is open, the required angular momentum or energy is continuously determined.
Weiterhin kann die Schaltsynchronisation abhängig von dem benötigten Drehimpuls bzw. der benötigten Rotationsenergie und der Drehimpulsreserve bzw. Rotationsenergiereserve beendet werden.Furthermore, the switching synchronization can be terminated depending on the required angular momentum or the required rotational energy and the angular momentum reserve or rotational energy reserve.
Die Drehzahlregelung für eine Schaltsynchronisation wird beendet, wenn der benötigte Drehimpuls bzw. die benötigte Rotationsenergie die Drehimpulsreserve bzw. Rotationsenergiereserve erreicht oder überschritten hat.The speed control for a shift synchronization is terminated when the required angular momentum or the required rotational energy has reached or exceeded the angular momentum reserve or rotational energy reserve.
Dieses Verfahren ist insbesondere bei einer Rückschaltung, d.h. bei einem Schalten von einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang, vorteilhaft, da dort zur Schaltsynchronisation der Motor von einem niedrigeren auf ein höheres Drehzahlniveau beschleunigt werden muss. Dazu sind Drehmomentenanforderungen notwendig, die deutlich über dem Verlustmoment liegen. Um bei einer fehlerhaften Antriebsstranginformation eine Momentenübertragung über den Antriebsstrang zu vermeiden, wird daher gemäß obigem Verfahren vorgeschlagen, während der Schaltsynchronisation die Stellgröße der Drehzahlregelung, nämlich das Drehmoment, zu überwachen, und festzustellen, wenn die Schaltsynchronisation aktiv ist, obwohl bereits wieder ein Kraftschluss auf dem Antriebsstrang besteht. Dadurch kann eine Drehmomentenübertragung begrenzt werden und so z.B. ein ungewollter Vortrieb des Fahrzeugs begrenzt werden. Dazu wird vorgeschlagen, den benötigten Drehimpuls bzw. die benötigte Rotationsenergie kontinuierlich während der Schaltsynchronisation zu ermitteln und diese mit einer zulässigen Drehimpulsreserve bzw. Rotationsenergiereserve auszuwerten. Die Schaltsynchronisation wird beendet, wenn die für die Schaltsynchronisation benötigte Drehimpulsreserve bzw. die für die Schaltsynchronisation benötigte Rotationsenergiereserve des Motors aufgebraucht worden ist.This method is particularly useful in a downshift, i. in a shift from a higher gear to a lower gear, advantageous because there for synchronization of the engine must be accelerated from a lower to a higher speed level. For this purpose, torque requirements are necessary, which are well above the loss torque. In order to avoid torque transmission via the drive train in the case of a faulty drive train information, it is therefore proposed according to the above method to monitor the control variable of the speed control, namely the torque, during the shift synchronization, and to determine if the shift synchronization is active, although there is already an adhesion consists of the drive train. Thereby a torque transmission can be limited and so e.g. an unwanted propulsion of the vehicle are limited. For this purpose, it is proposed to continuously determine the required angular momentum or the required rotational energy during the switching synchronization and to evaluate these with an allowable angular momentum reserve or rotational energy reserve. The switching synchronization is terminated when the angular momentum reserve required for the synchronization or the rotational energy reserve of the motor required for the synchronization has been used up.
Es kann weiterhin zuverlässig ein Schwingen im Antriebsstrang aufgrund der Drehzahlregelung bei ganz oder teilweise geschlossener Kupplung vermieden werden. Bei einem vorzeitigen Kraftschluss z.B. aufgrund fehlerhafter Schaltinformation, wird die Drehzahlregelung hohe Drehmomente anfordern, wodurch die Drehimpulsreserve bzw. die Rotationsenergiereserve sehr schnell aufgebraucht wird. Da die Drehzahlregelung bei Aufbrauchen der Drehimpulsreserve bzw. die Rotationsenergiereserve deaktiviert wird, kann ein Schwingen des Antriebsstrangs entsprechend vermieden werden.It can also be reliably avoided swinging in the drive train due to the speed control when fully or partially closed clutch. With a premature frictional connection, e.g. due to faulty switching information, the speed control will request high torques, whereby the angular momentum reserve or the rotational energy reserve is used up very quickly. Since the speed control is deactivated when exhausting the angular momentum reserve or the rotational energy reserve, a swing of the drive train can be avoided accordingly.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann während der Schaltsynchronisation ein vom Motor bereitzustellendes Drehmoment auf einen Drehmomentengrenzwert begrenzt werden, wobei der Drehmomentengrenzwert ein maximales Drehmoment angibt, das vom Motor bereitgestellt werden kann, ohne die Drehimpulsreserve bzw. die Rotationsenergiereserve zu überschreiten.In another embodiment, during the shift synchronization, a torque to be provided by the engine may be limited to a torque limit, the torque limit indicative of a maximum torque that may be provided by the engine without exceeding the angular momentum reserve.
Weiterhin kann die Antriebsstranginformation ein analoges Kupplungssignal, ein Kraftschlusssignal zum Angeben, ob ein Kraftschluss zwischen dem Motor und dem Getriebe vorliegt, oder eine Lastmomenteninformation, die das an einem Eingang des Schaltgetriebes wirkende Drehmoment angibt, umfassen.Further, the powertrain information may include an analog clutch signal, a traction signal for indicating whether there is a frictional connection between the engine and the transmission, or load torque information indicative of the torque acting on an input of the transmission.
Gemäß einer Ausführungsform kann bei aktiver Schaltsynchronisation der Antriebsstrang geöffnet werden und mit Hilfe einer Drehzahlregelung die Drehzahl des Motors auf die eingangseitige Drehzahl des Schaltgetriebes eingestellt werden.According to one embodiment, with active shift synchronization, the drive train can be opened and with the aid of a speed control, the speed of the motor can be set to the input-side speed of the gearbox.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Steuereinheit zum Durchführen einer Schaltsynchronisation zwischen einem Motor und einem Schaltgetriebe vorgesehen, wobei bei geöffnetem Antriebsstrang kein Drehmoment zwischen Motor und Schaltgetriebe übertragen wird und bei geschlossenem Antriebsstrang ein Drehmoment zwischen Motor und Schaltgetriebe übertragen wird. Die Steuereinheit ist ausgebildet:
- - um eine Antriebsstranginformation bereitzustellen, die vorgesehen ist, anzugeben, ob der Antriebsstrang geöffnet oder geschlossen ist;
- - um das am Motor wirkenden Massenträgheitsmoment zu überwachen, während die Antriebsstranginformation angibt, dass der Antriebsstrang geöffnet ist; und
- - um die Schaltsynchronisation abhängig von dem überwachten wirkenden Massenträgheitsmoment zu beenden.
- to provide drive train information intended to indicate whether the drive train is open or closed;
- to monitor the mass moment of inertia acting on the engine while the powertrain information indicates that the powertrain is open; and
- - To end the switching synchronization depending on the monitored acting moment of inertia.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das obige Verfahren ausführt.According to a further aspect, a computer program is provided which contains a program code which, when stored on a computer program Data processing unit is executed, which carries out the above method.
Figurenlistelist of figures
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform; -
3 ein Signal-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung des Systemverhaltens bei einer Überwachung des Systems bei einem Gangwechsel; und -
4 ein Signal-Zeit-Diagramm zur Darstellung des Systemverhaltens bei einer Überwachung bei einem fehlerhaften Kupplungssignal.
-
1 a drive train of a motor vehicle according to an embodiment of the invention; -
2 a flowchart for illustrating the method according to an embodiment; -
3 a signal-time diagram for illustrating the system behavior in monitoring the system in a gear change; and -
4 a signal-time diagram showing the system behavior in a monitoring of a faulty clutch signal.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Die Drehzahl, auf die der Verbrennungsmotor
Kommt es aufgrund eines Fehlers zu einem ungenauen bzw. fehlerhaften Kuopplungssignal, das eine geöffnete Kupplung
In
In Schritt S3 wird weiterhin überprüft, ob die Kupplung noch geöffnet ist bzw. ob das Kupplungssignal eine geöffnete Kupplung anzeigt. Solange dies der Fall ist, wird in Schritt S4 die Drehimpulsreserve LR während der betätigten Kupplung um einen Drehimpuls L verringert, der sich nach folgender Formel errechnet:
Es ergibt sich abhängig von dem Rechenschritt k:
In Schritt S5 wird in jedem Rechenschritt k überprüft, ob die Drehimpulsreserve LR verbraucht worden ist. Ist der von dem Verbrennungsmotor während der Schaltsynchronisation bereitgestellten Drehimpulsreserve erreicht, wird die Drehzahlregelung der Schaltsynchronisation in Schritt S6 abgeschaltet, da nun dem Verbrennungsmotor der Drehimpuls bereitgestellt worden ist, der zum Erreichen der zur Schaltsynchronisation erforderlichen Drehzahl benötigt wurde.In step S5 is checked in each calculation step k, whether the angular momentum reserve L R has been consumed. When the angular momentum reserve provided by the internal combustion engine during the shift synchronization is reached, the speed control of the shift synchronization is turned off in step S6, since the angular momentum needed to reach the speed required for the synchronization of the shift has now been provided to the internal combustion engine.
Wird zum Erreichen der Drehzahl der Getriebeeingangsseite durch den Verbrennungsmotor
Die Drehmomentenstellgrenze Mmax begrenzt das von der Drehzahlregelung einzustellende Drehmoment, so dass während eines Zyklusses der Schritte S3 bis S6 kein Drehmoment als Stellgröße dem Motor
Anstelle der Drehimpulsreserve LR kann das oben beschriebene Verfahren auch bezüglich der Rotationsenergie EROT durchgeführt werden, die sich gemäß folgender Formel ergibt:
Die verbleibende Rotationsenergiereserve kann analog ermittelt werden:
Das Überprüfen erfolgt während aufeinander folgenden Rechenschritte (Zyklen) mit:
Alternativ kann anhand eines Motormodells und der bekannten Drehmomente als Stellgrößen ein Soll-Drehzahlverlauf berechnet oder ermittelt werden und mit dem Ist-Drehzahlverlauf verglichen werden. Treten zu große Abweichungen auf, weist dies auf eine Diskrepanz zwischen dem Motormodell (Massenträgheitsmoment JM) und dem tatsächlichen Massenträgheitsmoment J hin. Somit kann festgestellt werden, dass ein offener Antriebsstrang nicht gegeben ist und ein Kraftschluss vorliegt. Daraufhin wird entsprechend die Funktion zur Schaltsynchronisation abgeschaltet.Alternatively, based on a motor model and the known torques as command values, a desired speed profile can be calculated or determined and compared with the actual speed profile. If too large deviations occur, this indicates a discrepancy between the motor model (mass moment of inertia J M ) and the actual mass moment of inertia J. Thus, it can be stated that an open drive train is not given and there is a positive connection. Then the function for switching synchronization is switched off accordingly.
In
Des Weiteren ist zu erkennen, dass beim Einkuppeln nur kleine Schwingungen auf der Drehzahl mit entsprechend geringen Auswirkungen auf das Geschwindigkeitssignal entstehen. Für einen Fahrer sind diese Schwingungen nicht spürbar. Die Schwingungen werden nicht durch das Einkuppeln hervorgerufen, sondern durch das darauf folgende Abschalten der Drehzahlregelung. Im normalen Fahrbetrieb erhöht der Fahrer das Fahrerwunschmoment wieder, so dass dieser Drehmomentenabbau nicht auftritt.Furthermore, it can be seen that when engaging only small vibrations on the speed arise with correspondingly low impact on the speed signal. For a driver, these vibrations are not noticeable. The vibrations are not caused by the engagement, but by the subsequent shutdown of the speed control. During normal driving, the driver increases the driver's desired torque again, so that this torque reduction does not occur.
In
Ein Grundgedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, eine Überwachung der Stellgröße für die Drehzahlregelung, nämlich dem Drehmoment, bereitzustellen, während eine Schaltsynchronisation zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Drehzahl der Getriebeeingangsseite während eines Schaltvorgangs durchgeführt wird. Um den Verbrennungsmotor
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20140211 |
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |