DE102010018705A1 - Drive train's performance adjusting method for rear wheel-propelled motor car, involves determining regular motor torque by subtracting computed controller moment from driver desire moment - Google Patents

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Abstract

The method involves providing a signal that is formed as a measure for desired alteration of running condition given by a driver and as a driver desire moment (FM). A spanning state of a drive train (22) is determined from difference of current engine speed and current wheel speed. A controller moment (RM) is computed from the determined spanning state, where the controller moment acts against the spanning state and acts upon the driver desire moment. A regular motor torque (MM) is determined by subtracting the computed controller moment from the driver desire moment.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Betriebsverhaltens des Antriebsstrangs eines KraftfahrzeugsThe present invention relates to a method for adjusting the operating behavior of the drive train of a motor vehicle

Obwohl auf beliebige Kraftfahrzeuge mit ein oder mehreren Antriebsachsen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zugrunde liegende Problematik nachfolgend mit Bezug auf ein Hinterradangetriebenes Kraftfahrzeug beschrieben.Although applicable to any motor vehicle having one or more drive axles, the present invention and the problem underlying it are described below with reference to a rear wheel drive motor vehicle.

Der Betrieb von Kraftfahrzeugen, insbesondere der Betrieb von Kraftfahrzeugen mit manuellem Schaltgetriebe, erfordert vom Fahrer eine gewisse Geschicklichkeit und Erfahrung, um beispielsweise ruckelfreie Anfahr-, Beschleunigungs- und Schaltvorgänge vorzunehmen. Die vorliegende Erfindung betrifft daher die Reduzierung von Längsschwingungen des Antriebsstrangs infolge von abrupten Anregungen des Antriebsstrangs, wie sie z. B. bei Anfahr-, Beschleunigungs- und Schaltvorgängen vorkommen.The operation of motor vehicles, in particular the operation of motor vehicles with manual transmission, requires the driver a certain skill and experience to make, for example, smooth start, acceleration and switching operations. The present invention therefore relates to the reduction of longitudinal vibrations of the drive train as a result of abrupt suggestions of the drive train, as z. B. occur during start, acceleration and switching operations.

Elektrisch gesteuerte Einspritzsysteme bei Kraftfahrzeugen sind in der Lage, die Motormomente an der Kupplung schnell zu ändern. Würde dieses Potenzial durch schlagartige Änderungen der Sollwertvorgaben, z. B. durch sehr schnelle Gaspedalbetätigungen direkt umgesetzt, würde dies zu hohen schlagartigen Belastungsänderungen führen. Diese schlagartigen Belastungsänderungen wirken sich direkt auf Längsschwingungen des Fahrzeugs aus, was sich je nach Dämpfung des Antriebsstrangs in einem mehr oder weniger starken Ruckeln äußert. Diese Schwingungen können vor allem im Frequenzbereich von wenigen Hertz relativ große Amplituden aufweisen und so den vom Fahrer empfundenen Fahrkomfort deutlich verringern.Electrically controlled injection systems in motor vehicles are able to change the engine torque at the clutch quickly. Would this potential by abrupt changes in the setpoint specifications, z. B. implemented by very fast accelerator pedal operations directly, this would lead to high sudden load changes. These sudden load changes have a direct effect on longitudinal vibrations of the vehicle, which manifests itself depending on the damping of the drive train in a more or less strong bucking. These oscillations can have relatively large amplitudes, especially in the frequency range of a few hertz, and thus significantly reduce the driver's perceived ride comfort.

Die genannten Längsschwingungen entstehen unter anderem durch schnelle Motormomentänderungen, wie sie beispielsweise bei positiven und negativen Lastwechseln vorkommen. Zur Vermeidung dieser Längsschwingungen kann beispielsweise die Geschwindigkeit der Motormomentänderung verzögert werden. Im Falle eines Beschleunigungsvorgangs ist dies unerwünscht, da es meist einen stark verzögerten Beschleunigungsaufbau zur Folge hat.The longitudinal vibrations mentioned are caused, inter alia, by rapid engine torque changes, as occur, for example, in positive and negative load changes. To avoid these longitudinal vibrations, for example, the speed of the engine torque change can be delayed. In the case of an acceleration process, this is undesirable because it usually has a greatly delayed acceleration build-up.

Um die bei schnellen Motormomentänderungen resultierenden, hohen Belastungsänderungen im Antriebsstrang zu vermeiden, weisen moderne Kraftfahrzeuge meist eine Lastschlagdämpfung auf. Solche Vorrichtungen zur Lastschlagdämpfung filtern z. B. hohe Gradienten in der Sollwertvorgabe durch geeignete Algorithmen heraus.In order to avoid the high load changes in the drive train resulting from rapid engine torque changes, modern motor vehicles usually have a load impact damping. Such devices for impact damping filter z. B. high gradient in the setpoint specification by suitable algorithms out.

Zur Verbesserung des Komforts kann zum anderen das Motormoment so gesteuert werden, dass durch diese Steuerung Längsschwingungen im Antriebsstrang verhindert werden. Ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung des Motors beim Übergang vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb ist z. B. in der Deutschen Patentanmeldung DE 2004 049 345 A1 beschrieben. Der beim Abbremsen des Kraftfahrzeuges entstehende Lastschlag wird dort dadurch verhindert, dass das Sollmoment des Motors anhand einer Korrekturgröße entsprechend angepasst wird. Problematisch bei dieser Lösung ist, dass die Lastschlagdämpfung lediglich anhand der Motordrehzahl gesteuert wird.To improve comfort, on the other hand, the engine torque can be controlled so that longitudinal vibrations in the drive train are prevented by this control. A corresponding method for controlling the engine during the transition from traction to coasting is z. B. in the German patent application DE 2004 049 345 A1 described. The resulting during braking of the motor vehicle load shock is prevented there that the target torque of the motor is adjusted according to a correction value accordingly. The problem with this solution is that the load impact damping is controlled only by the engine speed.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einstellung des Betriebsverhaltens des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, welche der Ursache der Schwingungen im Antriebsstrang und damit dem Ruckeln besser Rechnung trägt.Against this background, the invention has for its object to provide an adjustment of the performance of the drive train of a motor vehicle, which better reflects the cause of the vibrations in the drive train and thus the jerking.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Hauptanspruch gelöst.This object is achieved with the features of the method according to the invention according to the main claim.

Das Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zur Einstellung des Betriebsverhaltens des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten:

  • • Bereitstellen eines Signals, welches ein Maß für die vom Fahrer des Kraftfahrzeuges vorgegebene Änderung des Fahrzustandes ist und im Folgenden als Fahrerwunschmoment (FM) bezeichnet wird;
  • • Ermitteln eines Verspannungszustands des Antriebsstrangs;
  • • Berechnen eines Reglermoments aus dem ermittelten Verspannungszustand;
  • • Regeln des am Antriebsstrang anliegenden Motormoments durch Überlagern und insbesondere durch Subtrahieren des berechneten Reglermoments vom aktuellen Fahrerwunschmoment zur Bereitstellung eines geregelten Motormoments.
The invention accordingly relates to a method for adjusting the operating behavior of the drive train of a motor vehicle, comprising the steps of:
  • Providing a signal which is a measure of the change in the driving state predefined by the driver of the motor vehicle and is referred to below as driver desired torque (FM);
  • • determining a state of tension of the powertrain;
  • Calculating a controller torque from the determined strain condition;
  • • Control of the engine torque applied to the drive train by superimposing and in particular by subtracting the calculated controller torque from the current driver desired torque to provide a regulated engine torque.

Die Erkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bei bekannten Lösungen, die Lastschlagdämpfung basierend auf empirisch ermittelten Parametern gesteuert wird. Die Ursache für diesen Lastschlag, also der Verspannungszustand im Antriebsstrang und damit die Trägheits- und Elastizitätseigenschaften verschiedener Bauelemente und Komponenten im Antriebsstrang, bleibt bei dieser Steuerung der Lastschlagdämpfung aber unberücksichtigt. Bei bekannten Lösungen ist also mithin lediglich eine passive Lastschlagdämpfung realisiert.The finding of the present invention is that in known solutions, the load impact damping is controlled based on empirically determined parameters. The cause of this load impact, that is, the state of stress in the drive train and thus the inertia and elasticity properties of various components and components in the drive train, remains unconsidered in this control of the load impact attenuation. In known solutions therefore only a passive load impact damping is thus realized.

Vor diesem Hintergrund ist es die Idee der vorliegenden Erfindung, eine so genannte aktive Lastschlagdämpfung bereitzustellen. Bei dieser aktiven Lastschlagdämpfung wird aktuelle Verspannung des Antriebsstrangs ermittelt und in Abhängigkeit des ermittelten Verspannungszustand des Antriebsstrangs ein Reglermoment berechnet. Dieses so berechnete Reglermoment wird bei Bedarf oder permanent dem Fahrerwunschmoment überlagert. Das Fahrerwunschmoment ist in diesem Fall das vom Fahrer angeforderte Kupplungssollmoment, welches ein Maß der vom Fahrer vorgegebenen Änderung des Fahrzustandes ist. Das Reglermoment ist dem aktuellen Verspannungszustand entgegengerichtet, so dass sich eine Reduzierung bzw. Erhöhung des aktuellen Motormomentes ergibt.Against this background, it is the idea of the present invention to provide a so-called active load impact damping. In this active load impact damping current tension of the drive train is determined and depending on the determined stress state of the Driveline a controller torque calculated. This controller torque calculated in this way is superimposed as needed or permanently on the driver's desired torque. The driver's desired torque in this case is the clutch desired torque requested by the driver, which is a measure of the change in the driving state predefined by the driver. The regulator torque is opposite to the current state of stress, so that there is a reduction or increase in the current engine torque.

Durch die Überlagerung des Reglermomentes mit dem Fahrerwunschmoment wird so eine Dämpfung der Anregung im Antriebsstrang realisiert. Der besondere Vorteil besteht darin, dass das Ruckeln signifikant reduziert oder sogar ganz vermieden werden kann. Insgesamt wird damit eine aktive Lastschlagdämpfung bereitgestellt, die einen größtmöglichen Komfort für den Fahrer bewirkt und dennoch eine sehr hohe Spontaneität und Dynamik des Fahrverhaltens ermöglicht.By superimposing the control torque with the driver's desired torque so damping of the excitation in the drive train is realized. The particular advantage is that jerking can be significantly reduced or even completely avoided. Overall, this provides an active load shock absorption, which provides the greatest possible comfort for the driver and still allows a very high spontaneity and dynamic driving behavior.

Im Unterschied zu der eingangs genannten Steuerung der Lastschlagdämpfung erfolgt erfindungsgemäß also eine Regelung, bei der die gemessenen Eingangssignale direkt auf die Sollgröße zurückgeführt werden. Man erhält damit vorteilhafterweise eine direkte Rückwirkung.In contrast to the above-mentioned control of the load impact damping so according to the invention is a control in which the measured input signals are returned directly to the desired size. This advantageously gives a direct reaction.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen in Zusammenschau mit den Figuren der Zeichnung.Advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the other dependent claims in conjunction with the figures of the drawing.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird der Verspannungszustand des Antriebsstrangs aus einer aktuellen Motordrehzahl und einer aktuellen Raddrehzahlermittelt. Zusätzlich oder alternativ können selbstredend weitere Signale, Einflussfaktoren oder Parameter zur Bestimmung des Verspannungszustand des Antriebsstrangs ermittelt werden.In a particularly preferred embodiment, the state of tension of the drive train is determined from a current engine speed and a current wheel speed. Additionally or alternatively, of course, further signals, influencing factors or parameters for determining the state of tension of the drive train can be determined.

Vorzugsweise wird der Verspannungszustand aus der Differenz der aktuellen Motordrehzahl und der aktuellen Raddrehzahl berechnet, welche ein Maß für den Verspannungszustand des Antriebsstrangs ist. Dabei kann die Raddrehzahl und/oder die Motordrehzahl mit einem Korrelationsfaktor versehen sein, der z. B. dem Übersetzungsverhältnis von Motordrehzahl zu Raddrehzahl Rechnung trägt.Preferably, the stress condition is calculated from the difference between the current engine speed and the current wheel speed, which is a measure of the state of tension of the powertrain. In this case, the wheel speed and / or the engine speed may be provided with a correlation factor, the z. B. carries the ratio of engine speed to wheel speed bill.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird für die Berechnung der Differenz die ermittelte Raddrehzahl mit einem Wert für die Achsübersetzung der angetriebenen Achse und einem Wert der Getriebeübersetzung multipliziert. Das Produkt aus Raddrehzahl und den Werten für Achsübersetzung und Getriebeübersetzung wird anschließend von der Motordrehzahl zur Berechnung der Differenz abgezogen.In a particularly preferred embodiment, the determined wheel speed is multiplied by a value for the axle ratio of the driven axle and a value of the gear ratio for the calculation of the difference. The product of wheel speed and the values for axle ratio and gear ratio is then subtracted from the engine speed to calculate the difference.

Die Raddrehzahl kann durch direktes Zählen der Radumdrehung (oder Radwinkel) je Zeiteinheit ermittelt werden. Zusätzlich oder alternativ wäre auch denkbar, dass die Raddrehzahl aus der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, beispielsweise über einen geeigneten Umrechnungsfaktor, ermittelt wird. Dieser Umrechnungsfaktor ergibt sich z. B. aus dem Umfang eines Rades, aus dem die Winkelgeschwindigkeit und damit die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden kann. Darüber hinaus wäre natürlich auch denkbar, die Raddrehzahl aus der Umdrehung der angetriebenen Achse zu ermitteln. Vorteilhaft wäre auch, die Raddrehzahlen beider Räder der antreibenden Achse zu messen und daraus einen Mittelwert zu bilden, was insofern eine höhere Genauigkeit mit sich bringt.The wheel speed can be determined by directly counting the wheel revolution (or wheel angle) per unit of time. Additionally or alternatively, it would also be conceivable that the wheel speed is determined from the motor vehicle speed, for example via a suitable conversion factor. This conversion factor results z. B. from the circumference of a wheel, from which the angular velocity and thus the vehicle speed can be calculated. In addition, of course, would also be conceivable to determine the wheel speed from the rotation of the driven axle. It would also be advantageous to measure the wheel speeds of both wheels of the driving axle and to form an average value, which in so far brings a higher accuracy with it.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung wird für die Berechnung des Reglermoments eine berechnete Differenz mit einem Verstärkungsfaktor multipliziert. Dieser Verstärkungsfaktor ist ein Maß für das eingeleitete Gegenmoment, um ein Aufziehen des Antriebsstrang zu verhindern. Ist dieser Verstärkungsfaktor beispielsweise Null, dann erfolgt keine Regelung und damit auch kein Eingriff. Je höher dieser Verstärkungsfaktor gewählt wird, desto stärker ist der Eingriff der Regelung in das vom Fahrer vorgegebene Fahrerwunschmoment, d. h. umso höher ist das Reglermoment und umso stärker ist damit die Reduzierung des aktuellen Motormomentes.In a likewise preferred embodiment, a calculated difference is multiplied by a gain factor for the calculation of the controller torque. This gain factor is a measure of the introduced counter-torque to prevent a mounting of the drive train. If this gain factor is zero, for example, then there is no regulation and therefore no intervention. The higher this amplification factor is selected, the stronger the intervention of the control in the driver's desired torque specified by the driver, d. H. the higher is the controller torque and the stronger the reduction of the current engine torque.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Verstärkungsfaktor einstellbar und damit veränderbar. Es wäre aber auch denkbar, wenn der Verstärkungsfaktor durch die Motorsteuerung auf der Basis einer in der Motorsteuerung abgelegten Fahrdynamik entsprechend variiert und eingestellt wird. Beispielsweise könnte vorgesehen sein, dass der Verstärkungsfaktor abhängig von dem jeweiligen Getriebeübersetzung durch die Motorsteuerung automatisch verändert wird.In a particularly preferred embodiment, the amplification factor is adjustable and thus changeable. However, it would also be conceivable if the amplification factor is varied and adjusted accordingly by the engine control on the basis of a vehicle dynamics stored in the engine control system. For example, it could be provided that the amplification factor is automatically changed depending on the respective transmission ratio by the engine control.

In einer typischen Ausgestaltung wird der Verstärkungsfaktor abhängig von einem eingestellten Fahrmodus und/oder abhängig von dem jeweils aktuellen Getriebegang eingestellt. Dabei könnte z. B. vorgesehen sein, dass bei einem Schalten in einen nächst höheren oder niedrigeren Getriebegang der Verstärkungsfaktor entsprechend verringert bzw. erhöht wird, da bekanntlich die Antriebsstrangmomente bei geringeren Getriebegängen höher sind und das Kraftfahrzeug daher bei geringen Getriebegängen eher zum Ruckeln neigt. Bei höheren Getriebegängen ist das Kraftfahrzeug meist ohnehin unempfindlicher.In a typical embodiment, the amplification factor is set as a function of a set driving mode and / or depending on the respective current transmission gear. It could be z. B. be provided that when switching to a next higher or lower gear, the gain is correspondingly reduced or increased, since known, the powertrain torques are higher at lower gears and therefore the vehicle tends to jerk with low gears rather. At higher gear ratios, the motor vehicle is usually less sensitive anyway.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise bei Lastwechselvorgängen im Kraftfahrzeug eingesetzt. Solche Lastwechselvorgänge können insbesondere ein abruptes Beschleunigen oder Bremsen, das Schalten des Kraftfahrzeuges in einen anderen Getriebegang und dergleichen sein. Dabei könnte die Motorsteuerung das Verfahren lediglich bei diesen Lastwechselvorgängen oder bei spezifischen Fahrsituationen einsetzen und in anderen Fahrsituationen die Regelung deaktivieren, z. B. durch einen Verstärkungsfaktor von Null. Denkbar wäre natürlich auch, dass die Regelung permanent aktiv ist, was mitunter auch vorteilhaft wäre, da dann auch im normalen Betrieb ein komfortableres Fahren ohne Ruckeln gewährleistet wäre. In a particularly preferred embodiment, the method according to the invention is preferably used in load change processes in motor vehicles. Such load changes may in particular be an abrupt acceleration or braking, the switching of the motor vehicle to another gear and the like. In this case, the engine control system could use the method only during these load changes or in specific driving situations and deactivate the control in other driving situations, eg. B. by a gain of zero. It would also be conceivable, of course, that the scheme is permanently active, which sometimes would also be advantageous, since then a more comfortable driving without jerking would be guaranteed even in normal operation.

Das Regeln des Motormomentes durch Überlagerung des Fahrerwunschmomentes mit einem Reglermoment kann auf verschiedene Art und Weise geschehen: In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt das Regeln des Motormomentes durch ein regelndes Einwirken auf die Zündung, insbesondere auf einen geeigneten Zündzeitpunkt. Zusätzlich oder alternativ kann das Regeln des Motormomentes auch durch Einflussnahme auf die eingespritzte Kraftstoffmenge, durch Veränderung des Kraftstoff-/Sauerstoffgemisches und/oder durch gezielte Zylinderausblendung dergleichen erfolgen. Denkbar wäre auch ein mechanisches Dämpfen von Elementen des Antriebsstranges.The regulation of the engine torque by superposition of the driver's desired torque with a controller torque can be done in various ways: In a preferred embodiment, the regulation of the engine torque by a regulatory action on the ignition, in particular to a suitable ignition timing. Additionally or alternatively, the regulation of the engine torque can also be done by influencing the injected fuel amount, by changing the fuel / oxygen mixture and / or by targeted cylinder suppression the like. It would also be conceivable to mechanically dampen elements of the drive train.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren.The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The present invention will be explained in more detail with reference to the embodiments specified in the figures of the drawing. Show it:

1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Regelung der aktiven Lastschlagdämpfung gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a block diagram for explaining the control of the active load-damping according to the present invention;

2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; 2 a flow diagram for explaining a first embodiment of the method according to the invention;

3 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines zweiten, bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; 3 a flowchart for explaining a second preferred embodiment of the method according to the invention;

4 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines dritten, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; 4 a flowchart for explaining a third, particularly preferred embodiment of the method according to the invention;

5 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstellung des Betriebsverhaltens des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges. 5 a block diagram of a device according to the invention for adjusting the operating behavior of the drive train of a motor vehicle.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente – sofern nichts Anderes ausführt ist –, jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawing are identical and functionally identical elements - unless otherwise stated -, each provided with the same reference numerals.

1 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Regelung der aktiven Lastschlagdämpfung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Regelkreis ist hier mit Bezugszeichen 20 bezeichnet. Der Regelkreis 20 weist einen Eingangsknoten 21, einen Block 22 für den Antriebsstrang sowie einen Regler 23 auf. Bei dem Block 22 handelt es sich entweder um den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs selbst oder um ein Modell zur Simulierung eines Antriebsstrangs. Der Regler 23 ist in einem Rückkopplungspfad des Regelkreises 20 angeordnet. 1 shows a block diagram for explaining the control of the active load-damping according to the present invention. The control loop is here with reference numerals 20 designated. The control loop 20 has an entrance node 21 , a block 22 for the powertrain and a regulator 23 on. At the block 22 It is either the powertrain of the motor vehicle itself or a model for simulating a powertrain. The regulator 23 is in a feedback path of the control loop 20 arranged.

In den Eingangsknoten 21 des Regelkreises 20 wird ein vorgegebenes Fahrerwunschmoment FM eingekoppelt. Das Fahrerwunschmoment FM bezeichnet eine von einem jeweiligen Fahrer eines Kraftfahrzeuges gewünschte und auch durch Betätigung eines Sollwertgebers angezeigte Beschleunigung oder Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges. Das Anzeigen des Fahrerwunschmoments FM durch den Fahrer erfolgt typischerweise durch ein Betätigen des Gaspedals in Zusammenhang mit der Betätigung eines Automatik- oder Schalthebels. Dieses Fahrerwunschmoment FM ist typischerweise abhängig von der jeweiligen Fahrsituation und kann vom Fahrer beliebig geändert werden. Dieses Fahrerwunschmoment FM wird der Motorsteuerung des Kraftfahrzeuges über entsprechende Stell- und Steuersignale signalisiert. Die Motorsteuerung steuert den Motor des Kraftfahrzeuges derart, dass der Motor ein dem Fahrerwunschmoment FM entsprechendes Motormoment MM bereitstellt. Dieses Motormoment MM liegt am Eingang 14 des in 1 dargestellten Modells eines Antriebsstrangs 10 an und führt im Antriebsstrang 22 zur einer entsprechenden Umdrehung der an der Heckachse 15 angebrachten Räder 16.In the entrance node 21 of the control loop 20 a predetermined driver request torque FM is coupled. The driver desired torque FM denotes a desired by a respective driver of a motor vehicle and also displayed by pressing a setpoint generator acceleration or speed of the motor vehicle. The driver's intention to display the driver's desired torque FM is typically accomplished by operating the accelerator pedal in conjunction with the operation of an automatic or shift lever. This driver desired torque FM is typically dependent on the respective driving situation and can be changed by the driver as desired. This driver desired torque FM is signaled to the engine control of the motor vehicle via corresponding control signals. The engine controller controls the engine of the motor vehicle such that the engine provides an engine torque MM corresponding to the driver's desired torque FM. This engine torque MM is located at the entrance 14 of in 1 illustrated model of a powertrain 10 and leads in the drive train 22 for a corresponding rotation of the rear axle 15 attached wheels 16 ,

Erfindungsgemäß sieht die aktive Lastschlagdämpfung und damit das in 1 dargestellte Regelkonzept vor, dass bei einem aktuellen Motormoment MM eine Motordrehzahl nMotor sowie eine Raddrehzahl nRad ermittelt werden. Die Motordrehzahl nMotor wird beispielsweise am Eingang 14 des Antriebsstrangs gemessen. Die Raddrehzahl nRad wird an einem oder mehreren Rädern 16 der angetriebenen Achse 15 gemessen. Diese Motordrehzahl nMotor und Raddrehzahl nRad werden als Eingangsgrößen dem Regler 23 zugeführt, der daraus, wie nachfolgend noch detailliert erläutert wird, ein entsprechendes Reglermoment RM berechnet. Dieses Reglermoment RM wird im Knoten 21 dem Fahrerwunschmoment FM überlagert, sodass sich das neue Motormoment MM wie folgt ergibt: MM = FM – RM (1) According to the invention sees the active load impact damping and thus the in 1 illustrated control concept that at a current engine torque MM, an engine speed n motor and a wheel speed n wheel are determined. The engine speed n engine is, for example, at the entrance 14 measured the drive train. The wheel speed n wheel is at one or more wheels 16 the driven axle 15 measured. This engine speed n engine and wheel speed n wheel are as inputs to the controller 23 supplied, the thereof, as will be explained in detail below, calculated a corresponding regulator torque RM. This regulator torque RM is in the node 21 superimposed on the driver's desired torque FM, so that the new engine torque MM results as follows: MM = FM - RM (1)

Über den Regelkreis 20 wird somit Einfluss genommen auf das aktuelle Motormoment MM.About the control loop 20 is thus influenced on the current engine torque MM.

Der Regler 23 ermittelt das Reglermoment RM z. B. auf der Basis der Differenz der Motordrehzahl nMotor und der Raddrehzahl nRad. Die Differenz der beiden Drehzahlen nMotor, nRad ist ein Maß für den Verspannungszustand des Antriebsstrangs 10. Da die gemessenen Signale, d. h. die gemessene Motordrehzahl nMotor und die gemessene Raddrehzahl nRad, über den Rückkopplungspfad des Regelkreises 20 auf das Fahrerwunschmoment FM zurückgeführt werden, handelt es sich hier um einen klassischen Regelkreis. Das Reglermoment ergibt sich z. B. aus folgendem Zusammenhang: RM = R·(nMotor – nRad·K) (2) mit:

R:
Regelkreisfaktor
nMotor:
Motordrehzahl
nRad:
Raddrehzahl
K:
Korrelationsfaktor
The regulator 23 determines the controller torque RM z. B. based on the difference of the engine speed n engine and the wheel speed n wheel . The difference between the two speeds n motor , n wheel is a measure of the state of tension of the drive train 10 , Since the measured signals, ie, the measured engine speed n motor and the measured wheel speed n wheel , via the feedback path of the control loop 20 be attributed to the driver's desired torque FM, this is a classic control loop. The regulator torque results z. B. from the following context: RM = R · (n motor - n wheel · K) (2) With:
R:
Loop factor
n engine :
Engine speed
n wheel :
wheel speed
K:
correlation factor

Der Korrelationsfaktor K trägt dem Umstand Rechnung, dass beide Drehzahlen auf einen definierten Bezugspunkt transformiert werden müssen, um die Vergleichbarkeit zu ermögichen. Hierbei spielen vor allem die jeweiligen Übersetzungsverhältnisse des Getriebes und des Hinterachsdifferenzials eine Rolle. Der Korrelationsfaktor K ergibt sich z. B. aus folgendem Zusammenhang: K = iHA·iGetr (3) mit:

iHA:
Hinterachsübersetzung
iGetr:
Getriebeübersetzung
The correlation factor K takes into account the fact that both speeds have to be transformed to a defined reference point in order to allow comparability. In this case, above all, the respective transmission ratios of the transmission and the rear differential play a role. The correlation factor K results z. B. from the following context: K = i HA · i Getr (3) With:
i HA :
rear axle ratio
i drink :
gear ratio

Bei komplexeren Übersetzungsverhältnissen im Getriebe und bei der Hinterachse 15 ergibt sich ein entsprechend komplexerer Zusammenhang für den Korrelationsfaktor K.For more complex gear ratios in the transmission and at the rear axle 15 results in a correspondingly more complex relationship for the correlation factor K.

Der Regelkreisfaktor R ergibt sich aus einem Verstärkungsfaktor V und einem Umrechnungsfaktor A. Wird z. B. sowohl die Motordrehzahl nMotor als auch die Raddrehzahl nRad in rad/sec gemessen, dann benötigt man eine entsprechende Umrechnung für die Einheit U/min (Umdrehungen pro Minute). Der Umrechnungsfaktor A trägt dieser Umrechnung Rechnung. Es gilt also: R = V·A (4) The control loop factor R results from a gain factor V and a conversion factor A. If z. B. both the engine speed n engine and the wheel speed n wheel in rad / sec measured, then you need a corresponding conversion for the unit RPM (revolutions per minute). The conversion factor A takes this conversion into account. It therefore applies: R = V · A (4)

Insgesamt ergibt sich für das Reglermoment RM: RM = V·(π/30)(nMotor – nRad·iHA·iGetr) (5) Overall, the controller torque RM is: RM = V * (π / 30) (n motor - n Rad · i HA · i Getr ) (5)

Das Reglermoment RM ist also eine Funktion einerseits der Differenz der Motordrehzahl nMotor und der Raddrehzahl nRad und andererseits des Verstärkungsfaktors V des Reglers 23. Die Differenz der Motordrehzahl nMotor und Raddrehzahl nRad ergibt sich bei einem vorgegebenen Motormoment MM im Wesentlichen aus der Topologie des jeweiligen Antriebsstrangs 22. Diese Differenz ist somit im Wesentlichen abhängig von den im Antriebsstrang 22 eines Kraftfahrzeugs Elementen. Hingegen kann der Verstärkungsfaktor V z. B. vom Fahrer des Kraftfahrzeugs individuell eingestellt werden. Wird ein hoher Verstärkungsfaktor V eingestellt, dann ergibt sich ein größeres Reglermoment RM und der Eingriff des Reglermoments RM auf das Fahrerwunschmoment FM ist damit umso größer. Man erhält so eine höhere Dämpfung im Antriebsstrang 22 und damit ein komfortableres Betreiben des Kraftfahrzeugs. Bei einem geringen Verstärkungsfaktor V ist das resultierende Reglermoment RM und damit die zusätzliche Dämpfung im Antriebsstrang 22 entsprechend geringer, was aber zu einer höheren Ruckelanfälligkeit führt. Allerdings erhält man hier eine höhere Fahrdynamik. Ist der Verstärkungsfaktor V = 0, dann erfolgt keinerlei Regelung und damit keinerlei Eingriff in die Dämpfung im Antriebsstrang 22. In diesem Falle ist der Regelkreis 20 faktisch deaktiviert.The regulator torque RM is thus a function of the difference between the engine speed n motor and the wheel speed n wheel and the gain V of the controller 23 , The difference of the engine speed n engine and wheel speed n wheel results at a given engine torque MM substantially from the topology of the respective drive train 22 , This difference is thus essentially dependent on those in the drive train 22 of a motor vehicle elements. On the other hand, the gain factor V z. B. individually adjusted by the driver of the motor vehicle. If a high amplification factor V is set, the result is a larger regulator torque RM, and the engagement of the controller torque RM with the driver desired torque FM is thus greater. This gives a higher damping in the drive train 22 and thus a more comfortable operation of the motor vehicle. At a low amplification factor V, the resulting control torque RM and thus the additional damping in the drive train 22 correspondingly lower, but this leads to a higher susceptibility to jerkiness. However, one gets a higher driving dynamics here. If the gain factor V = 0, then no regulation takes place and thus no intervention in the damping in the drive train 22 , In this case, the control loop 20 de facto deactivated.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 shows a flowchart for explaining a first embodiment of the method according to the invention.

Im Schritt S1 wird zunächst ein Motormoment bereitgestellt. Dieses Motormoment ist ein Maß des Fahrerwunschmomentes, welches von dem Fahrer beispielsweise durch eine bestimmte Betätigung des Gaspedals indiziert wird. Der damit erzeugte Fahrzustand erzeugt eine Verspannung im Antriebsstrang. Im Schritt S2 wird der Verspannungszustand ermittelt. Beispielsweise kann dieser Verspannungszustand im Antriebsstrang durch Messen von vorgegebenen Größen ermittelt werden oder unter Zugrundelegen eines Modells des Antriebsstrangs auch simuliert werden. Aus dem ermittelten Verspannungszustand wird im Schritt S3 ein Reglermoment berechnet. Dieses Reglermoment ist typischerweise dem Verspannungszustand entgegengerichtet. Schließlich wird im Schritt S4 das Motormoment geregelt, indem das berechnete Reglermoment dem Fahrerwunschmoment überlagert wird. Insbesondere wird dabei das berechnete Reglermoment vom Fahrerwunschmoment abgezogen. Dadurch wird eine aktive Regelung und damit eine aktive Lastschlagdämpfung realisiert.In step S1, an engine torque is first provided. This engine torque is a measure of the driver's desired torque, which is indexed by the driver, for example, by a specific operation of the accelerator pedal. The driving condition generated thereby generates a tension in the drive train. In step S2, the state of stress is determined. For example, this state of stress in the drive train can be determined by measuring predetermined variables or can also be simulated based on a model of the drive train. From the determined strain state, a regulator torque is calculated in step S3. This regulator torque is typically opposite to the stress state. Finally, in step S4, the engine torque is controlled by the calculated controller torque is superimposed on the driver's desired torque. In particular, the calculated controller torque is subtracted from the driver's desired torque. As a result, an active control and thus an active load shock absorption is realized.

3 zeigt ein zweites, bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Erfindungsgemäß wird hier nach dem Schritt S1 im Schritt S2 zunächst die aktuelle Motordrehzahl (Teilschritt S21) und die aktuelle Raddrehzahl (Teilschritt S22) gemessen. Anschließend wird die Differenz der gemessen Motordrehzahl und Raddrehzahl berechnet (Teilschritt S23). Im nachfolgenden Schritt S3 wird das Reglermoment berechnet, indem die Differenz aus Raddrehzahl und Motordrehzahl, die im Schritt S23 berechnet wurde, noch mit einem Korrekturfaktor, der beispielsweise einen Umrechnungsfaktor für die jeweilige Messmethode beinhaltet, und dem vorher eingestellten Verstärkungsfaktor multipliziert. 3 shows a second preferred embodiment of the method according to the invention. According to the invention, the current engine speed (sub-step S21) and the current wheel speed (sub-step S22) are first measured after step S1 in step S2. Subsequently, the difference of the measured engine speed and wheel speed is calculated (sub-step S23). In the subsequent step S3, the regulator torque is calculated by multiplying the difference between the wheel speed and the engine speed calculated in step S23 by a correction factor which includes, for example, a conversion factor for the respective measurement method and the previously set amplification factor.

4 zeigt ein drittes, besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hier erfolgt die Einstellung und damit die Veränderung des Verstärkungsfaktors nach Maßgabe einer Veränderung eines Schaltvorgangs des Getriebes. In einem ersten Schritt S5 wird im Falle einer manuellen Schaltung im Kraftfahrzeug ein Schaltvorgang, z. B. ein Hochschalten, vorgenommen. Im nachfolgenden Schritt S6 wird der Verstärkungsfaktor entsprechend verändert. Anschließend kann das Verfahren analog zu dem Verfahren in 2 oder 3 fortgeführt werden. 4 shows a third, particularly preferred embodiment of the method according to the invention. Here, the adjustment and thus the change in the gain takes place in accordance with a change in a switching operation of the transmission. In a first step S5, in the case of a manual shift in the motor vehicle, a switching operation, for. As an upshift made. In the following step S6, the amplification factor is changed accordingly. Subsequently, the method can be analogous to the method in 2 or 3 be continued.

5 zeigt ein Blockschaltbild für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Einstellung des Betriebsverhaltens des Antriebsstranges. Die Vorrichtung 30 weist einen Sollwertgeber 31, eine Sensoreinrichtung 32, eine Recheneinrichtung 33 und eine Reglereinrichtung 34 auf. 5 shows a block diagram of an inventive device for adjusting the performance of the drive train. The device 30 has a setpoint generator 31 , a sensor device 32 , a computing device 33 and a regulator device 34 on.

Über den Sollwertgeber 31 ist von dem Fahrer des Kraftfahrzeuges ein gewünschtes Fahrerwunschmoment vorgebbar. Der Sollwertgeber kann beispielsweise das Gaspedal in Verbindung mit der jeweiligen manuellen oder automatischen Schaltung sein.Via the setpoint generator 31 is from the driver of the motor vehicle a desired driver desired torque predetermined. The setpoint generator may be, for example, the accelerator pedal in conjunction with the respective manual or automatic circuit.

Die Sensoreinrichtung 32 ist dazu ausgelegt, ein Verspannungszustand des Antriebsstrangs zu ermitteln. Eine solche Sensoreinrichtung 32 kann beispielsweise als Drehzahlsensor, über den die Motordrehzahl und/oder die Raddrehzahl ermittelt werden, ausgebildet sein. Denkbar wäre auch ein Sensor zur Messung der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges.The sensor device 32 is designed to determine a state of tension of the drive train. Such a sensor device 32 For example, it can be designed as a speed sensor, via which the engine speed and / or the wheel speed are determined. A sensor for measuring the driving speed of the motor vehicle would also be conceivable.

Die Recheneinrichtung 33 ist dazu ausgelegt, aus dem ermittelten Verspannungszustand ein dem Fahrerwunschmoment entgegen gerichtetes Reglermoment zu berechnen, zum Beispiel nach Maßgabe der Gleichung (5). Eine solche Recheneinrichtung kann beispielsweise Bestandteil der Motorsteuerung sein. Typischerweise ist die Recheneinrichtung 33 als programmgesteuerte Einrichtung und insbesondere als Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgebildet.The computing device 33 is designed to calculate from the determined strain state a regulator torque directed counter to the driver desired torque, for example in accordance with equation (5). Such a computing device may for example be part of the engine control. Typically, the computing device is 33 designed as a program-controlled device and in particular as a microcontroller or microprocessor.

Die Reglereinrichtung 34 ist dazu ausgelegt, das Motormoment durch Überlagern und insbesondere durch Subtrahieren des berechneten Reglermoments vom aktuellen Fahrerwunschmoment zu regeln. Die Reglereinrichtung 34 kann zum Beispiel entsprechend dem in 2 dargestellten Regelkreis 20 ausgebildet sein.The regulator device 34 is designed to control the engine torque by superimposing and in particular by subtracting the calculated governor torque from the current driver's desired torque. The regulator device 34 For example, according to the in 2 illustrated control circuit 20 be educated.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand eines Hinterachs-angetriebenen Kraftfahrzeuges erläutert. Denkbar wäre natürlich auch ein Vorderachs-angetriebenes Kraftfahrzeug oder etwa auch ein Allradfahrzeug, bei dem alle Achsen angetrieben werden. Im letzteren Falle müsste man für die Berechnung des Reglermoments die Einflüsse beider angetriebenen Achsen berücksichtigen.The present invention has been explained with reference to a rear-wheel drive motor vehicle. Conceivable, of course, would be a front-axle-powered vehicle or about a four-wheel drive, in which all axles are driven. In the latter case, the influences of both driven axles would have to be considered for the calculation of the governor torque.

Denkbar wäre auch die Einbeziehung eines Faktors, der der Reglerdynamik Rechnung trägt. Im vorliegenden Falle würde die Rückkopplung und die Überlagerung des Reglermomentes mit dem Fahrerwunschmoment unmittelbar vorgenommen werden. Bisweilen ist es allerdings wünschenswert, eine solche Dynamik im Reglerverhalten zu vermeiden und eine gewisse Verzögerung vorzusehen. In diesem Falle könnte z. B. vorgesehen sein, dass das Reglermoment zeitverzögert und/oder abgeschwächt rückgekoppelt wird.It would also be conceivable to include a factor which takes the regulator dynamics into account. In the present case, the feedback and the superposition of the controller torque would be made directly with the driver's desired torque. Sometimes, however, it is desirable to avoid such dynamics in the controller behavior and to provide a certain delay. In this case, z. B. be provided that the regulator torque is fed back time-delayed and / or attenuated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2004049345 A1 [0007] DE 2004049345 A1 [0007]

Claims (8)

Verfahren zur Einstellung des Betriebsverhaltens des Antriebsstrangs (10, 22) eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten: Bereitstellen (S1) eines Signals, welches ein Maß für die vom Fahrer vorgegebene gewünschte Änderung des Fahrzustandes ist und als Fahrerwunschmoment (FM) bezeichnet ist, Ermitteln (S2) eines Verspannungszustands des Antriebsstrangs (22); Berechnen (S3) eines Reglermoments (RM) aus dem ermittelten Verspannungszustand, welches dem Verspannungszustand entgegenwirkt und Beaufschlagen des Fahrerwunschmomentes (FM) mit dem ermittelten Regelmoment (RM) insbesondere durch Subtrahieren des berechneten Reglermoments (RM) vom aktuellen Fahrerwunschmoment (FM) zur Bildung eines geregelten Motormomentes (MM).Method for adjusting the operating behavior of the drive train ( 10 . 22 ) of a motor vehicle, comprising the steps of: providing (S1) a signal which is a measure of the driver's desired desired change of driving state and is designated as driver desired torque (FM), determining (S2) a state of tension of the drive train ( 22 ); Calculating (S3) a controller torque (RM) from the determined strain state, which counteracts the strain state and applying the determined torque (RM) in particular by subtracting the calculated controller torque (RM) from the current driver desired torque (FM) to form a desired driver torque (FM) regulated engine torque (MM). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verspannungszustand des Antriebsstrangs (22) aus einer aktuellen Motordrehzahl (nMotor) und einer aktuellen Raddrehzahl (nRad), insbesondere aus der Differenz der aktuellen Motordrehzahl und der aktuellen Raddrehzahl, ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the state of tension of the drive train ( 22 ) is determined from a current engine speed (n engine ) and a current wheel speed (n wheel ), in particular from the difference between the current engine speed and the current wheel speed. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung der Differenz die ermittelte Raddrehzahl mit einem Wert für die Achsübersetzung der angetriebenen Achse und einem Wert der Getriebeübersetzung multipliziert wird und der sich aus diesem Produkt ergebende Wert von der Motordrehzahl abgezogen wird.A method according to claim 2, characterized in that for the calculation of the difference, the determined wheel speed is multiplied by a value for the axle ratio of the driven axle and a value of the gear ratio and the value resulting from this product is subtracted from the engine speed. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Raddrehzahl durch direktes Zählen der Radumdrehungen je Zeiteinheit und/oder aus der Kraftfahrzeugsgeschwindigkeit ermittelt wird.Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that the wheel speed is determined by direct counting of Radumdrehungen per unit time and / or from the motor vehicle speed. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung des Reglermoments (RM) eine Differenz aus der aktuellen Motordrehzahl und der aktuellen Raddrehzahl mit einem Verstärkungsfaktor (V) multipliziert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the calculation of the controller torque (RM) a difference between the current engine speed and the current wheel speed is multiplied by a gain factor (V). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfaktor (V) einstellbar ist.A method according to claim 5, characterized in that the amplification factor (V) is adjustable. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsfaktor (V) abhängig von einem eingestellten Fahrmodus und/oder abhängig von dem jeweils aktuellen Getriebegang eingestellt wird.Method according to one of claims 5 or 6, characterized in that the amplification factor (V) is set depending on a set driving mode and / or depending on the respective current transmission gear. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regeln des Motormoments (MM) durch ein Einwirken auf die Zündung, insbesondere auf den Zündzeitpunkt, durch eine Einflussnahme auf die eingespritzte Kraftstoffmenge und/oder durch eine Veränderung des Kraftstoff-Sauerstoffgemisches erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control of the engine torque (MM) by acting on the ignition, in particular on the ignition, by influencing the injected fuel quantity and / or by changing the fuel-oxygen mixture.
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