DE10308712B4 - Vehicle with a drive train and method for controlling the drive train of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Regeln eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, umfassend zumindest einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe, wobei zum Regeln zumindest eine Motorsteuerung und eine Getriebesteuerung verwendet wird, wobei durch die Motorsteuerung bei der Erkennung einer Störung der Getriebesteuerung eine Momenten-Regelung durchgeführt wird, um einen Haftabriss an den Rädern des Fahrzeuges zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Momenten-Regelung bei einem Lastwechsel vom Zug- in den Schubbetrieb des Verbrennungsmotors eine Erhöhung des Motormomentes durchgeführt wird, bis die Räder wieder haften, wenn es zu einem Haftabriss der angetriebenen Räder gegenüber der Straße kommt.A method for controlling a drive train of a vehicle, comprising at least one internal combustion engine and a transmission, wherein for controlling at least one engine control and a transmission control is used, wherein the engine control in the detection of a malfunction of the transmission control, a torque control is performed to a Haftabriss on To prevent the wheels of the vehicle, characterized in that in the torque control at a load change from the train to the overrun operation of the engine, an increase in the engine torque is performed until the wheels adhere again, if there is a Haftabriss the driven wheels relative to the Road is coming.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The present invention relates to a method with the features according to the preamble of
Es sind Fahrzeuge mit einem Antriebsstrang, umfassend einen Motor und ein Getriebe sowie Verfahren zum Steuern und/oder Regeln des Antriebsstranges des Fahrzeuges bekannt. Insbesondere bei einem Parallelschaltgetriebe kann es vorkommen, dass beispielsweise im Verlauf einer Überschneidungsschaltung die Getriebesteuerung oder zumindest ein Kupplungsaktor ausfällt. Beispielsweise kann dieser Ausfall durch die Zerstörung einer Sicherung oder dergleichen hervorgerufen werden.There are vehicles with a drive train, comprising an engine and a transmission and methods for controlling and / or regulating the drive train of the vehicle known. In particular, in the case of a parallel shift transmission, it may happen that the transmission control or at least one clutch actuator, for example, fails in the course of an overlap shift. For example, this failure can be caused by the destruction of a fuse or the like.
In Folge dessen können z. B. beide Kupplungen des Parallelschaltgetriebes bzw. des Doppelkupplungsgetriebes ein Moment übertragen. Dieser Zustand kann beibehalten werden, wenn selbsthaltende elektromotorische Aktoren bei der Kupplungsansteuerung verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass es in dieser Situation zu einem Blockieren des Getriebes oder zumindest zu einem erhöhten Schleppmoment an den Rädern kommen kann, sodass bedingt durch den Ausfall der Getriebesteuerung die Gefahr besteht, dass das Fahrzeug z. B. seine Seitenstabilität verliert und ausbrechen kann.As a result, z. B. transmit both clutches of the parallel shift transmission or the dual clutch transmission a moment. This condition can be maintained when self-holding electromotive actuators are used in clutch actuation. It has been shown that in this situation can lead to a blocking of the transmission or at least to an increased drag torque on the wheels, so that due to the failure of the transmission control there is a risk that the vehicle z. B. loses its lateral stability and can break out.
Die Gefahr des Ausbrechens besteht insbesondere dann, wenn beide Kupplungen dauerhaft Momente auf den Abtrieb bzw. auf die Räder übertragen, der Fahrer vom Gaspedal geht und der Motor in den Schubbetrieb übergeht, insbesondere wenn sich das Fahrzeug auf glattem beispielsweise eisigem Untergrund befindet.The risk of breaking out exists especially when both clutches permanently transmit torque to the output or to the wheels, the driver goes off the accelerator and the engine goes into overrun, especially if the vehicle is on a smooth, for example, icy ground.
Die
Grundsätzlich besteht bei allen Getriebetypen, insbesondere auch bei Handschaltgetrieben, die Gefahr, dass das Fahrzeug bedingt durch den Lastwechsel vom Zug- in den Schub-Betrieb ausbricht. Bei einem Parallelschaltgetriebe mit ständig momentübertragenden Kupplungen, also bei einem Notlauf der Getriebesteuerung, wird die Wahrscheinlichkeit eines Haftabrisses weiter erhöht.Basically, in all transmission types, especially in manual transmissions, the risk that the vehicle breaks due to the load change from the train to the thrust operation. In a parallel shift transmission with constantly torque-transmitting clutches, ie in a run-flat of the transmission control, the probability of an adhesion demolition is further increased.
Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang und ein Verfahren zum Regeln des Antriebsstranges eines Fahrzeuges vorzuschlagen, bei denen der Motor und das Getriebe derart angesteuert werden, dass insbesondere die vorgenannten sicherheitskritischen Fahrsituationen vermieden werden.Accordingly, the invention has for its object to propose a vehicle with a drive train and a method for controlling the drive train of a vehicle, in which the engine and the transmission are controlled such that in particular the aforementioned safety-critical driving situations are avoided.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a method having the features according to
Diese Aufgabe kann also verfahrensmäßig durch ein Verfahren zum Regeln eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges, umfassend zumindest einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe, wobei zum Regeln zumindest eine Motorsteuerung und eine Getriebesteuerung verwendet wird, gelöst werden, bei dem durch die Motorsteuerung bei der Erkennung einer Störung der Getriebesteuerung eine Momenten-Regelung durchgeführt wird, um einen Haftabriss an den Rädern des Fahrzeuges zu verhindern. Dabei ist vorgesehen, dass bei der Momenten-Regelung bei einem Lastwechsel vom Zug- in den Schubbetrieb des Verbrennungsmotors eine Erhöhung des Motormomentes durchgeführt wird, bis die Räder wieder haften, wenn es zu einem Haftabriss der angetriebenen Räder gegenüber der Straße kommt.This object can thus be achieved procedurally by a method for controlling a drive train of a vehicle, comprising at least one internal combustion engine and a transmission, wherein at least one engine control and a transmission control is used for controlling, in which by the engine control in the detection of a malfunction of the transmission control a torque control is performed to prevent sticking to the wheels of the vehicle. It is provided that in the torque control at a load change from the train to the overrun operation of the internal combustion engine, an increase in the engine torque is performed until the wheels stick again when it comes to a Haftabriss the driven wheels relative to the road.
Wenn es also trotz der genannten und anderen möglichen Maßnahmen zu einem Haftabriss bei dem Fahrzeug kommen sollte, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass das Motormoment z. B. erhöht wird (Schleppmoment reduzieren) bis die Räder wieder haften. Auf diese Weise kann das Schleppmoment an der Haftgrenze geregelt werden. Einen Haftabriss kann die Motorsteuerung aus dem Drehzahlvergleich der angetriebenen und der nicht angetriebenen Räder bestimmen.If, therefore, despite the above-mentioned and other possible measures to a Haftabriss in the vehicle, it is provided according to the invention that the engine torque z. B. is increased (drag torque reduce) until the wheels adhere again. In this way, the drag torque can be controlled at the adhesion limit. A stall can be determined by the engine control from the speed comparison of the driven and non-driven wheels.
Demnach wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die Motorsteuerung derart beeinflusst, dass z. B. die vorgenannten sicherheitskritischen Fahrsituationen vermieden werden. Durch die Veränderung bzw. Regelung des Motorschleppmomentes oder dergleichen kann ein Haftabriss der Räder gegenüber der Fahrbahn von vornherein verhindert oder bei Erkennen eines Haftabrisses unabhängig von der Fahrerreaktion beendet werden.Accordingly, the engine control is influenced by the inventive method such that z. B. the aforementioned safety-critical driving situations are avoided. By changing or regulating the engine drag torque or the like, a stall of the wheels relative to the roadway can be prevented from the outset or terminated on detection of an adhesive stall regardless of the driver's reaction.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann durch die Motorsteuerung feststellt werden, ob die Getriebesteuerung z. B. ausgefallen ist und die beiden Kupplungen eines Parallelschaltgetriebes oder eine Kupplung eines automatisierten Schaltgetriebes dauerhaft Moment übertragen. Wenn dies der Fall ist, kann eine spezielle Motor-Schlepp-Momenten-Regelung in der Motorsteuerung aktiviert werden, um eine sicherheitskritische Fahrsituation bei dem Fahrzeug zu vermeiden. In the method according to the invention can be determined by the engine control, whether the transmission control z. B. failed and the two clutches of a parallel transmission or a clutch of an automated transmission permanently transmit torque. If this is the case, a special engine drag torque control can be activated in the engine control in order to avoid a safety-critical driving situation in the vehicle.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Erkennung einer Störung oder eines Ausfalls der Getriebesteuerung z. B. eine Notlaufinformation oder dergleichen von der Getriebesteuerung ausgegeben wird. Vorzugsweise kann z. B. ein Notlaufbit oder dergleichen über ein Fahrzeugnetzwerk, wie z. B. dem CAN, an die Motorsteuerung gesendet werden. Danach kann die Motorsteuerung vorzugsweise die Motor-Schlepp-Momenten-Regelung aktivieren.According to one embodiment of the present invention can be provided that for detecting a fault or failure of the transmission control z. B. emergency information or the like is output from the transmission control. Preferably z. B. a Notlaufbit or the like via a vehicle network such. B. the CAN, are sent to the engine control. Thereafter, the engine controller may preferably activate the engine drag torque control.
Eine weitere Möglichkeit zur Erkennung einer Störung des Getriebesteuergeräts kann darin bestehen, dass die Motorsteuerung eigenständig erkennt, dass die Getriebesteuerung bzw. Kupplungssteuerung beispielsweise komplett ausgefallen ist. Ein Indiz für einen Ausfall kann z. B. die fehlende Aktualisierung der CAN-Botschaften vom Getriebesteuergerät oder dergleichen sein; beispielsweise wenn sich die Werte nicht ändern und der Botschafts-Zähler eingefroren ist. Es sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch auch andere Möglichkeiten zur Erkennung des Getriebe- bzw. Kupplungsausfalls denkbar.Another way to detect a malfunction of the transmission control unit may be that the engine control recognizes independently that the transmission control or clutch control, for example, has failed completely. An indication of a failure can z. B. the missing updating of the CAN messages from the transmission control unit or the like; for example, if the values do not change and the message counter is frozen. However, other possibilities for detecting the transmission or clutch failure are conceivable in the method according to the invention.
Ferner kann bei dem vorgeschlagenen Verfahren die Motor-Schlepp-Momementen-Regelung auch z. B. bei einem Reset oder dergleichen bei der Getriebesteuerung bzw. bei der Kupplungssteuerung aktiviert werden.Furthermore, in the proposed method, the engine-drag torque control also z. B. be activated in a reset or the like in the transmission control or in the clutch control.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden Möglichkeiten vorgeschlagen, wie die Motorsteuerung insbesondere bei einem Ausfall bzw. einer Störung der Getriebesteuerung bzw. der Kupplungssteuerung reagieren kann.In the context of an advantageous embodiment of the present invention, ways are proposed how the engine control can react in particular in the event of a failure or a malfunction of the transmission control or the clutch control.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei der Momenten-Regelung vorzugsweise im Schubbetrieb das maximale Schleppmoment begrenzt wird. Auf diese Weise wird durch die Motorsteuerung verhindert, dass ein maximales Schleppmoment am Abtrieb auftritt.For example, it can be provided that in the torque control, preferably in overrun mode, the maximum drag torque is limited. In this way, it is prevented by the motor control that a maximum drag torque occurs at the output.
Eine andere Möglichkeit kann vorsehen, dass die Motorsteuerung eine Schubabschaltung des Verbrennungsmotors verhindert. Vorzugsweise kann das Motormoment z. B. bei unbetätigtem Gaspedal auf einen Wert etwa zwischen 0 Nm und einem kleineren negativen Wert eingestellt werden.Another possibility may provide that the engine control prevents a fuel cut of the internal combustion engine. Preferably, the engine torque z. B. be set at a value between about 0 Nm and a smaller negative value with unconfirmed accelerator pedal.
Es ist auch möglich, dass bei der Momenten-Regelung die Umsetzung des vom Fahrer gewünschten Schubmoments verzögert wird. Beispielsweise kann die Motorsteuerung das verzögernde Schubmoment nur sehr langsam aufbauen.It is also possible that in the torque control, the implementation of the thrust torque desired by the driver is delayed. For example, the engine controller can build up the deceleration thrust moment very slowly.
In sämtlichen vorgenannten Fällen bleibt dem Fahrer auch die Möglichkeit, das Fahrzeug durch Betätigen des Bremspedals aktiv zu verzögern, wobei dann die anderen in dem Fahrzeug enthaltenen Systeme, wie z. B. ABS, ESP oder dergleichen, für sich die Fahrstabilität gewährleisten können.In all the above cases, the driver also has the opportunity to actively decelerate the vehicle by pressing the brake pedal, in which case the other systems contained in the vehicle, such. As ABS, ESP or the like, can ensure the driving stability for themselves.
Ferner kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vorrichtungsmäßig durch ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang, umfassend zumindest einen Motor und ein Getriebe, welche zumindest über ein Motorsteuergerät und ein Getriebesteuergerät ansteuerbar sind, zum Durchführen des vorgeschlagenen Verfahrens, gelöst werden, bei dem das Motorsteuergerät zumindest eine Momenten-Regelung aufweist, welche bei der Erkennung einer Störung des Getriebesteuergeräts aktivierbar ist.Furthermore, the object underlying the invention can be achieved by a vehicle with a drive train, comprising at least one engine and a transmission, which are controlled at least via an engine control unit and a transmission control unit, for carrying out the proposed method, in which the engine control unit at least one Having torque control, which can be activated in the detection of a fault of the transmission control unit.
Auf diese Weise können bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug sicherheitskritische Fahrsituationen insbesondere bei einem Ausfall der Getriebesteuerung bzw. der Kupplungssteuerung vermieden werden.In this way, in the vehicle according to the invention, safety-critical driving situations can be avoided, in particular in the event of a failure of the transmission control or the clutch control.
Gemäß
Das Drehmomentübertragungssystem 3 ist als Kupplung, wie z. B. als Reibungskupplung, Lamellenkupplung, Magnetpulverkupplung oder Wandlerüberbrückungskupplung, ausgestaltet, wobei die Kupplung eine selbsteinstellende oder eine verschleißausgleichende Kupplung sein kann. Das Getriebe 4 ist ein unterbrechungsfreies Schaltgetriebe (USG). Entsprechend dem erfindungsgemäßen Gedanken kann das Getriebe auch ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG) sein, welches mittels zumindest eines Aktors automatisiert geschaltet werden kann. Als automatisiertes Schaltgetriebe ist im weiteren ein automatisiertes Getriebe zu verstehen, welches mit einer Zugkraftunterbrechung geschaltet wird und bei dem der Schaltvorgang der Getriebeübersetzung mittels zumindest eines Aktors angesteuert durchgeführt wird. The
Weiterhin kann als USG auch ein Automatgetriebe Verwendung finden, wobei ein Automatgetriebe ein Getriebe im wesentlichen ohne Zugkraftunterbrechung bei den Schaltvorgängen ist und das in der Regel durch Planetengetriebestufen aufgebaut ist.Furthermore, as USG also find an automatic transmission use, wherein an automatic transmission, a transmission is substantially without interruption of traction in the switching operations and which is usually constructed by planetary gear stages.
Weiterhin kann ein stufenlos einstellbares Getriebe, wie beispielsweise Kegelscheibenumschlingungsgetriebe eingesetzt werden. Das Automatgetriebe kann auch mit einem abtriebsseitig angeordneten Drehmomentübertragungssystem 3, wie eine Kupplung oder eine Reibungskupplung, ausgestaltet sein. Das Drehmomentübertragungssystem 3 kann weiterhin als Anfahrkupplung und/oder Wendesatzkupplung zur Drehrichtungsumkehr und/oder Sicherheitskupplung mit einem gezielt ansteuerbaren übertragbaren Drehmoment ausgestaltet sein. Das Drehmomentübertragungssystem 3 kann eine Trockenreibungskupplung oder eine nass laufende Reibungskupplung sein, die beispielsweise in einem Fluid läuft. Ebenso kann es ein Drehmomentwandler sein.Furthermore, a continuously variable transmission, such as conical-pulley transmission can be used. The automatic transmission can also be configured with a
Das Drehmomentübertragungssystem 3 weist eine Antriebsseite 7 und eine Abtriebsseite 8 auf, wobei ein Drehmoment von der Antriebsseite 7 auf die Abtriebsseite 8 übertragen wird, indem z. B. die Kupplungsscheibe 3a mittels der Druckplatte 3b, der Tellerfeder 3c und dem Ausrücklager 3e sowie dem Schwungrad 3d kraftbeaufschlagt wird. Zu dieser Beaufschlagung wird der Ausrückhebel 20 mittels einer Betätigungseinrichtung, z.B. einem Aktor, betätigt.The
Die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 erfolgt mittels einer Steuereinheit 13, wie z. B. einem Steuergerät, welches die Steuerelektronik 13a und den Aktor 13b umfassen kann. In einer anderen vorteilhaften Ausführung können der Aktor 13b und die Steuerelektronik 13a auch in zwei unterschiedlichen Baueinheiten, wie z.B. Gehäusen, angeordnet sein.The control of the
Die Steuereinheit 13 kann die Steuer- und Leistungselektronik zur Ansteuerung des Antriebsmotors 12 des Aktors 13b enthalten. Dadurch kann beispielsweise vorteilhaft erreicht werden, dass das System als einzigen Bauraum den Bauraum für den Aktor 13b mit Elektronik benötigt. Der Aktor 13b besteht aus dem Antriebsmotor 12, wie z.B. einem Elektromotor, wobei der Elektromotor 12 über ein Getriebe, wie z.B. ein Schneckengetriebe, ein Stirnradgetriebe, ein Kurbelgetriebe oder ein Gewindespindelgetriebe, auf einen Geberzylinder 11 wirkt. Diese Wirkung auf den Geberzylinder 11 kann direkt oder über ein Gestänge erfolgen.The
Die Bewegung des Ausgangsteiles des Aktors 13b, wie z. B. des Geberzylinderkolbens 11a, wird mit einem Kupplungswegsensor 14 detektiert, welcher die Position oder Stellung oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung einer Größe detektiert, welche proportional zur Position bzw. Einrückposition respektive der Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kupplung ist. Der Geberzylinder 11 ist über eine Druckmittelleitung 9, wie z.B. eine Hydraulikleitung, mit dem Nehmerzylinder 10 verbunden. Das Ausgangselement 10a des Nehmerzylinders ist mit dem Ausrückmittel 20, z.B. einem Ausrückhebel, wirkverbunden, so dass eine Bewegung des Ausgangsteiles 10a des Nehmerzylinders 10 bewirkt, dass das Ausrückmittel 20 ebenfalls bewegt oder verkippt wird, um das von der Kupplung 3 übertragbare Drehmoment anzusteuern.The movement of the output part of the
Der Aktor 13b zur Ansteuerung des übertragbaren Drehmoments des Drehmomentübertragungssystems 3 kann druckmittelbetätigbar sein, d.h., er kann einen Druckmittelgeber- und Nehmerzylinder aufweisen. Das Druckmittel kann beispielsweise ein Hydraulikfluid oder ein Pneumatikmedium sein. Die Betätigung des Druckmittelgeberzylinders kann elektromotorisch erfolgen, wobei der als Antriebselement 12 vorgesehene Elektromotor elektronisch angesteuert werden kann. Das Antriebselement 12 des Aktors 13b kann neben einem elektromotorischen Antriebselement auch ein anderes, beispielsweise druckmittelbetätigtes Antriebselement sein. Weiterhin können Magnetaktoren verwendet werden, um eine Position eines Elementes einzustellen.The actuator 13b for controlling the transmittable torque of the
Bei einer Reibungskupplung erfolgt die Ansteuerung des übertragbaren Drehmomentes dadurch, dass die Anpressung der Reibbeläge der Kupplungsscheibe zwischen dem Schwungrad 3d und der Druckplatte 3b gezielt erfolgt. Über die Stellung des Ausrückmittels 20, wie z.B. einer Ausrückgabel oder eines Zentralausrückers, kann die Kraftbeaufschlagung der Druckplatte 3b respektive der Reibbeläge gezielt angesteuert werden, wobei die Druckplatte 3b dabei zwischen zwei Endpositionen bewegt und beliebig eingestellt und fixiert werden kann. Die eine Endposition entspricht einer völlig eingerückten Kupplungsposition und die andere Endposition einer völlig ausgerückten Kupplungsposition. Zur Ansteuerung eines übertragbaren Drehmomentes, welches beispielsweise geringer ist als das momentan anliegende Motormoment, kann beispielsweise eine Position der Druckplatte 3b angesteuert werden, die in einem Zwischenbereich zwischen den beiden Endpositionen liegt. Die Kupplung kann mittels der gezielten Ansteuerung des Ausrückmittels 20 in dieser Position fixiert werden. Es können aber auch übertragbare Kupplungsmomente angesteuert werden, die definiert über den momentan anstehenden Motormomenten liegen. In einem solchen Fall können die aktuell anstehenden Motormomente übertragen werden, wobei die Drehmoment-Ungleichförmigkeiten im Antriebsstrang in Form von beispielsweise Drehmomentspitzen gedämpft und/oder isoliert werden.In a friction clutch, the control of the transmittable torque takes place in that the contact pressure of the friction linings of the clutch disc between the
Zur Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems 3 werden weiterhin Sensoren verwendet, die zumindest zeitweise die relevanten Größen des gesamten Systems überwachen und die zur Steuerung notwendigen Zustandsgrößen, Signale und Messwerte liefern, die von der Steuereinheit verarbeitet werden, wobei eine Signalverbindung zu anderen Elektronikeinheiten, wie beispielsweise zu einer Motorelektronik oder einer Elektronik eines Antiblockiersystems (ABS) oder einer Antischlupfregelung (ASR) vorgesehen sein kann und bestehen kann. Die Sensoren detektieren beispielsweise Drehzahlen, wie Raddrehzahlen, Motordrehzahlen, die Position des Lasthebels, die Drosselklappenstellung, die Gangposition des Getriebes, eine Schaltabsicht und weitere fahrzeugspezifische Kenngrößen.For controlling the
Die
Das Getriebe ist als z.B. Stufenwechselgetriebe ausgestaltet, wobei die Übersetzungsstufen mittels eines Schalthebels 18 gewechselt werden oder das Getriebe mittels dieses Schalthebels 18 betätigt oder bedient wird. Weiterhin ist an dem Schalthebel 18 des Handschaltgetriebes zumindest ein Sensor 19b angeordnet, welcher die Schaltabsicht und/oder die Gangposition detektiert und an das Steuergerät 13 weiterleitet. Der Sensor 19a ist am Getriebe angelenkt und detektiert die aktuelle Gangposition und/oder eine Schaltabsicht. Die Schaltabsichtserkennung unter Verwendung von zumindest einem der beiden Sensoren 19a, 19b kann dadurch erfolgen, dass der Sensor ein Kraftsensor ist, welcher die auf den Schalthebel 18 wirkende Kraft detektiert. Weiterhin kann der Sensor aber auch als Weg- oder Positionssensor ausgestaltet sein, wobei die Steuereinheit aus der zeitlichen Veränderung des Positionssignals eine Schaltabsicht erkennt.The transmission is designed as e.g. Stage change gear designed, wherein the gear ratios are changed by means of a
Das Steuergerät 13 steht mit allen Sensoren zumindest zeitweise in Signalverbindung und bewertet die Sensorsignale und Systemeingangsgrößen in der Art und Weise, dass in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebspunkt die Steuereinheit Steuer- oder Regelungsbefehle an den zumindest einen Aktor 13b ausgibt. Der Antriebsmotor 12 des Aktors 13b, z.B. ein Elektromotor, erhält von der Steuereinheit, welche die Kupplungsbetätigung ansteuert, eine Stellgröße in Abhängigkeit von Messwerten und/oder Systemeingangsgrößen und/oder Signalen der angeschlossenen Sensorik. Hierzu ist in dem Steuergerät 13 ein Steuerprogramm als Hard- und/oder als Software implementiert, das die eingehenden Signale bewertet und anhand von Vergleichen und/oder Funktionen und/oder Kennfeldern die Ausgangsgrößen berechnet oder bestimmt.The
Das Steuergerät 13 hat in vorteilhafter Weise eine Drehmomentbestimmungseinheit, eine Gangpositionsbestimmungseinheit, eine Schlupfbestimmungseinheit und/oder eine Betriebszustandsbestimmungseinheit implementiert oder es steht mit zumindest einer dieser Einheiten in Signalverbindung. Diese Einheiten können durch Steuerprogramme als Hardware und/oder als Software implementiert sein, so dass mittels der eingehenden Sensorsignale das Drehmoment der Antriebseinheit 2 des Fahrzeuges 1, die Gangposition des Getriebes 4 sowie der Schlupf, welcher im Bereich des Drehmomentübertragungssystems 3 herrscht und der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeuges 1 bestimmt werden können. Die Gangpositionsbestimmungseinheit ermittelt anhand der Signale der Sensoren 19a und 19b den aktuell eingelegten Gang. Dabei sind die Sensoren 19a, 19b am Schalthebel und/oder an getriebeinternen Stellmitteln, wie beispielsweise einer zentralen Schaltwelle oder Schaltstange, angelenkt und diese detektieren, beispielsweise die Lage und/oder die Geschwindigkeit dieser Bauteile. Weiterhin kann ein Lasthebelsensor 31 am Lasthebel 30, wie z.B. an einem Gaspedal, angeordnet sein, welcher die Lasthebelposition detektiert. Ein weiterer Sensor 32 kann als Leerlaufschalter fungieren, d.h. bei betätigtem Lasthebel 30 bzw. Gaspedal ist dieser Leerlaufschalter 32 eingeschaltet und bei nicht betätigtem Lasthebel 30 ist er ausgeschaltet, so dass durch diese digitale Information erkannt werden kann, ob der Lasthebel 30 betätigt wird. Der Lasthebelsensor 31 detektiert den Grad der Betätigung des Lasthebels 30.The
Die
Nachfolgend wird eine mögliche Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine generelle Strategie zur Ansteuerung der Kupplungen in einem Parallelschaltgetriebe, insbesondere einem Doppelkupplungsgetriebe, angegeben wird.Hereinafter, a possible embodiment of the invention presented here will be described, in which a general strategy for controlling the clutches in a parallel shift transmission, in particular a dual-clutch transmission is given.
Es hat sich gezeigt, dass bei der Momentenübergabe, insbesondere bei Hochschaltungen, sich das übertragene Moment TclB der Kupplung des höheren Ganges von 0 bis zur erwarteten Schlupfgrenze erhöht. Währenddessen wird das übertragene Moment TclA der noch haftenden Kupplung des niedrigeren Ganges beibehalten, bis diese Kupplung momentenfrei ist. In diesem Augenblick kann der niedrigere Gang herausgenommen werden.It has been found that at the torque transfer, in particular during upshifts, the transmitted torque T clB of the higher gear clutch increases from 0 to the expected slip limit. Meanwhile, the transmitted torque T clA of the still-adhering clutch of the lower gear is maintained until this clutch is torque-free. At this moment, the lower gear can be taken out.
Eine mathematische Analyse dieser Strategie zeigt, dass der Zeitpunkt t1, zu dem das übertragene Moment von Kupplung A gerade 0 ist, vor dem Zeitpunkt t2 liegt, an dem die Kupplung B ihre erwartete Schlupfgrenze erreicht hat. Dabei wird die Beschleunigung a des Fahrzeuges zum Zeitpunkt t1 durch die folgende Formel angegeben:
Dagegen ist die Beschleunigung a des Fahrzeugs gerade nach dem Zeitpunkt t2 durch die folgende Formel gegeben:
Wobei r der Radius der Räder, Tvehicle der Fahrwiderstand, Teng das Motormoment, Jvehicle das Trägheitsmoment des Fahrzeugs, Jeng das Trägheitsmoment des Motors, iA die Gesamtübersetzung des niedrigeren Ganges und iB die Gesamtübersetzung des höheren Ganges ist. Dabei gilt also iA > iB. Davon ausgehend, dass der Zähler der beiden oben angegebenen Formeln positiv ist, lässt sich folgern, dass a (t1) < a (t2) ist, d. h. dass die Fahrzeugbeschleunigung während des Überblendens der Kupplungen unter den Wert sinkt, den sie nach dem Überblenden hat. Dies ist beispielhaft in
Ein derartiges Absinken der Beschleunigung kann eine Komforteinbuße bedeuten. Wünschenswert wäre deshalb, dass beispielsweise ein linearer Übergang der Beschleunigung ohne Minimum vorgesehen wird, wie dies auch in
In
Eine weitere mögliche Strategie kann vorsehen, dass TclA linear auf den Wert 0 zurückgefahren wird, während TclB zeitgleich linear hochgefahren wird. Dabei haftet die Kupplung zum Beginn des Überblendens und der niedrigere Gang wird nicht ausgelegt, wenn die Kupplung A momentenfrei ist. Da der Gang an der Kupplung A nicht ausgelegt wird, überträgt die Kupplung A auch noch zum Zeitpunkt t1 ein Moment. Dann jedoch nicht mehr vom Motor ins Getriebe, sondern umgekehrt. In folge dessen sinkt die Beschleunigung weiter bis Kupplung A endlich in die Schlupfphase kommt. Auch diese Vorgehensweise ist in
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen werden, dass in Abhängigkeit von dem Zustand im Getriebe, z.B. Zug- oder Schubbelastung, und der Schaltungsart, z.B. Hochschaltung oder Rückschaltung, das Moment im Triebstrang durch abgestimmte Aktionen der beiden Kupplungen und des Motors derart gesteuert wird, dass vorzugsweise Triebstrangschwingungen unterdrückt werden und ein maximaler Fahrkomfort ermöglicht wird.According to the invention, it can also be provided that, depending on the condition in the transmission, e.g. Tensile load, and the type of shift, e.g. Upshift or downshift, the torque in the driveline is controlled by coordinated actions of the two clutches and the engine so that preferably driveline vibrations are suppressed and maximum ride comfort is enabled.
Die erfindungsgemäße Steuerstrategie bezieht sich insbesondere auf ein Doppelkupplungsgetriebe, welches zwei Getriebeeingangswellen aufweist, die je durch eine Reibkupplung mit der Kurbelwelle des Motors stufenlos verbunden sein können. An der einen Einganswelle können z.B. die Gangstufen 1, 3 und 5 liegen, während an der anderen Einganswelle die Gangstufen 2, 4 und 6 liegen. Einfache Hoch- und Rückschaltungen können z.B. derart durchgeführt werden, sodass der Zielgang auf der ausgekuppelten Eingangswelle (Welle 2) eingelegt wird, die Eingangswelle des Ist-Ganges (Welle 1) ausgekuppelt wird, während die Welle 2 eingekuppelt wird und die Motordrehzahl der Drehzahl der Welle 2 angepasst wird.The control strategy according to the invention relates in particular to a dual-clutch transmission which has two transmission input shafts which can each be continuously connected by a friction clutch to the crankshaft of the engine. At the one input shaft, e.g. the gear stages 1, 3 and 5 are located, while at the other input shaft, the
Durch einen derartigen Übergang von Welle 1 auf Welle 2 wird eine Zugkraftunterbrechung vermieden. Dabei ist darauf zu achten, dass weder durch das Überblenden der Kupplungen noch durch die anschließende Synchronisation der Motordrehzahl ein spürbarer Ruck angeregt wird, welcher nämlich den Fahrkomfort verschlechtert.By such a transition from
Bei der Strategie gemäß der Erfindung wird ein ruckfreier Übersetzungswechsel mit einer geeigneten Synchronisation vorgesehen. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Strategie auch für die Vorsteuerung eingesetzt werden und dann mit einer entsprechenden Regelung kombiniert werden.In the strategy according to the invention a jerk-free translation change with a suitable synchronization is provided. For example, the strategy according to the invention can also be used for precontrol and then combined with a corresponding regulation.
Um die vorgesehene Steuerstrategie geeignet zu verdeutlichen, wird ein entsprechendes Modell des Triebstranges mit entsprechenden Bewegungsgleichungen eingeführt. Der Triebstrang besteht aus einem Verbrennungsmotor mit dem Trägheitsmoment Je. Sein Drehmoment Te ist steuerbar. Des weiteren sind zwei parallele Reibkupplungen vorgesehen, die mit dem Verbrennungsmotor verbunden werden können und deren übertragbaren Drehmomente Tcl1 und Tcl2 unabhängig voneinander steuerbar sind. Ferner sind zwei Teilgetriebe vorgesehen, welche über die Reibkupplungen an den Verbrennungsmotor gekoppelt werder können. Die Übersetzungen des einen Teilgetriebes ist i1 und die des anderen ist i2. Beide Teilgetriebe haben eine gemeinsame Ausgangswelle. Des weiteren wird ein Fahrzeug mit einem Trägheitsmoment Jv berücksichtigt, welches mit der Ausgangswelle des Getriebes verbunden ist. Auf das Fahrzeug wirkt ein Drehmoment Tr, welches die Summe sämtlicher Fahrwiderstände ist.In order to clarify the proposed control strategy appropriately, a corresponding model of the drive train with corresponding equations of motion is introduced. The drive train consists of an internal combustion engine with the moment of inertia Je. Its torque T e is controllable. Furthermore, two parallel friction clutches are provided, which can be connected to the internal combustion engine and whose transmittable torques T cl1 and T cl2 are independently controllable. Furthermore, two partial transmissions are provided, which can be coupled to the combustion engine via the friction clutches. The translations of one sub-transmission is i 1 and that of the other is i 2 . Both partial transmissions have a common output shaft. Furthermore, a vehicle with an inertia J v is considered, which is connected to the output shaft of the transmission. On the vehicle acts a torque T r , which is the sum of all driving resistances.
In
Ausgehend von diesem Modell können sich insbesondere drei Fälle unterscheiden lassen:On the basis of this model, in particular, three cases can be distinguished:
Kupplung 1 haftet, Kupplung 2 schlupft
Die Momentenbilanz liefert folgende beiden Gleichungen:
T*cl1 ist das von der Kupplung 1 übertragene Drehmoment. Da der Motor und das Fahrzeug starr über die Kupplung 1 miteinander verbunden sin; es gilt:
Wenn die Gleichung (3a) in die Gleichungen (1a) und (2a) und die Gleichung (4a) in die Gleichung (2a) eingesetzt werden, wird T*cl1 eliminiert und man erhält die folgende Bewegungsgleichung:
Die Bedingung für das Haften der Kupplung 1 wird durch |T*cl1| <Tcl1·T*cl1 bestimmt. Diese Bedingung wird bestimmt, indem man die Gleichung (5a) in die Gleichung (1a) einsetzt und nach T*cl1 auflöst. Für diese Haftbedingung der Kupplung 1 ergibt sich dann folgende Gleichung:
Kupplung schlupft, Kupplung 2 haftetClutch slips, clutch 2 sticks
Analog zu dem Fall 1 ergibt sich die Gleichung:
Kupplung 1 und Kupplung 2 schlupfenSlip clutch 1 and
Die Momentenbilanz liefert die folgenden beiden Gleichungen:
Es hat sich gezeigt, dass die Kupplungen möglichst wenig Haft-Schlupf- bzw. Schlupf-Haft-Übergänge haben sollten, um ungewünschte Ruckelbewegungen zu vermeiden. Unter der Annahme, dass vor und nach dem Übersetzungswechsel die jeweils übertragene Kupplung haften soll, kann die Kupplung 1 mindestens einen Haft-Schlupf-Übergang und die Kupplung 2 mindestens einen Schlupf-Haft-Übergang erfahren. Diese Übergänge können ruckfrei gestaltet werden.It has been found that the clutches should have as little as possible slip-slip or slip-adhesion transitions in order to avoid undesired jerking movements. Assuming that before and after the gear change, the respectively transmitted clutch should adhere, the clutch 1 can at least a slip-slip transition and the clutch 2 undergo at least one slip-detention transition. These transitions can be made smoothly.
Eine nachfolgend beschriebene Strategie sieht den Ablauf eines ruckfreien Übersetzungswechsels in einen höheren Gang ohne Zugkraftminderung mit anschließender Synchronisation der Motordrehzahl vor.A strategy described below provides for the sequence of a jerk-free ratio change to a higher gear without traction reduction with subsequent synchronization of the engine speed.
1. Dabei kann vorgesehen sein, dass die noch übertragene Kupplung 1 an ihre Schlupfgrenze herangefahren wird. Da die Kupplung 2 noch kein Moment überträgt, liegt nach Gleichung 6a die Schlupfgrenze von der Kupplung 1 bei
Bei dieser Gleichung sind auf der rechten Seite bis auf Tr sämtliche Größen bekannt. Aus der Gleichung 5a, welche nach Tr aufgelöst wird, ergibt sich für Tr folgendes:
Wenn die Gleichung 11a in die Gleichung 10a eingesetzt wird ergibt sich die folgende Gleichung
2. Ferner wird durch kurzzeitige Erhöhung des Motormoments die Motordrehzahl ebenfalls erhöht, um dadurch eine Schlupfreserve aufzubauen. Diese Schlupfreserve soll gewährleisten, dass beim Überblenden der Kupplung 1 auf die Kupplung 2 die Kupplung 2 nicht wieder anfängt zu haften.2. Furthermore, by briefly increasing the engine torque, the engine speed is also increased to thereby build up a slip reserve. This slip reserve is to ensure that the
3. Des weiteren kann die Kupplung 1 stetig auf den Wert 0 Nm zurückgefahren werden. Vorzugsweise zeitgleich kann die Kupplung 2 stetig von dem Wert 0 Nm an ihre zu erwartende Schlupfgrenze gefahren werden. Dies ist vorzugsweise jenes Kupplungsmoment, bei dem die Kupplung gerade noch schlupfen kann, vorausgesetzt, dass die Motordrehzahl schon synchronisiert ist. Analog zu der Gleichung 10a liegt diese Schlupfgrenze der zweiten Kupplung bei:
Dabei ist der Fahrtwiderstand Tr, welcher in die rechte Seite der Gleichung 13a eingeht, durch Auflösen der zweiten Gleichung des Systems nämlich Gleichung 9a bestimmbar; nämlich durch folgende Gleichung:
4. Schließlich kann die Motordrehzahl durch eine kontrollierte, kurze Reduzierung des Motormoments mit der Drehzahl der zweiten Getriebeeingangswelle synchronisiert werden. Eine mögliche Strategie für einen derartigen Motoreingriff wird nachfolgend dargestellt. 4. Finally, the engine speed can be synchronized by a controlled, short reduction of the engine torque with the speed of the second transmission input shaft. One possible strategy for such engine intervention is shown below.
Beispielsweise ist es möglich, dass der Übersetzungswechsel bei Volllast durchgeführt wird und das Motormoment bei der vorgenanten Phase 2 nicht mehr über das Fahrerwunschmoment erhöht werden kann. In diesem Fall kann sich eine Schlupfreserve aufbauen, indem in der vorgenannten Phase 1 das Moment der Kupplung 1 etwas unter die Schlupfgrenze gefahren wird.For example, it is possible that the gear ratio change is performed at full load and the engine torque in the
Bei einer abgewandelten Strategie können auch Rückschaltungen ähnlich wie Zugschaltungen ausgeführt werden. Einen möglichen Unterschied kann es bei der Phase 2 geben. Um einen möglichst ruckfreien Übersetzungswechsel zu erhalten, ist es unter Umständen nicht ausreichend, die Motordrehzahl ωe über die Drehzahl ω1 der noch übertragenen Getriebeeingangswelle zu heben. Falls ωe während des Überblendens der beiden Kupplungen in der Phase 3 noch unter der Drehzahl ω2 der neuen Getriebeeingangswelle liegt, mindert der Motor über die Kupplung 2 die Fahrzeugbeschleunigung so lange bis ωe und ω2 etwa gleiche Werte annehmen. Daher ist auch bei Rückschaltungen folgende Modifikation der vorgenannten Phase 2 sinnvoll.
- -
Die Phase 2 wird solange aufrecht erhalten, bis der Motor und die Getriebeeingangswelle des neuen Ganges synchron laufen. DieDurchführung der Phase 4 kann dann entfallen. - - Falls steuerungstechnisch eine exakte Synchronisation von ωe und ω2 nicht gelingt, könnte vorzugsweise die
Phase 2 solange aufrecht erhalten werden, bis ωe > ω2 ist. Die Synchronisation kann dann inPhase 4 nachgeholt werden. Sie gelingt dann eher, da dieKupplung 2 in dieser Phase das gesamte Moment überträgt.
- -
Phase 2 is maintained until the engine and the transmission input shaft of the new gear synchronously. The implementation ofphase 4 can then be omitted. - If control technology does not succeed in exact synchronization of ω e and ω 2 ,
phase 2 could preferably be maintained until ω e > ω 2 . The synchronization can then be made up inphase 4. It then succeeds rather, because the clutch 2 transmits the entire moment in this phase.
Insbesondere zur Überprüfung der Wirkungsweise der vorgestellte Strategie kann diese mittels Simulation simuliert werden. Dabei ist es z.B. möglich, dass die Bewegungsgleichungen 5a, 7a und 9a integriert werden. Vor und nach der Schaltung, d.h. vor Phase 1 und nach Phase 4, kann das übertragbare Moment der übertragenen Kupplung 20% über dem übertragenen Moment gehalten werden. Dabei ergeben sich folgende Fahrzeugdaten beispielhaft:
- Je :
- 0,25 kg·m2
- Jv :
- 70 kg·m2
- Tr :
- -5 Nm - 10 Nmh/km
- Radradius :
- 0,3 m
- Übersetzung Gang 1 :
- 14
- Übersetzung Gang 2 :
- 10
- J e :
- 0.25 kg · m 2
- J v :
- 70 kg · m 2
- T r :
- -5 Nm - 10 Nmh / km
- Bike radius:
- 0.3 m
- Gear ratio 1:
- 14
- Translation gear 2:
- 10
Bei der vorgeschlagenen Simulation kann davon ausgegangen werden, dass das Motormoment instantan und exakt eingestellt werden kann. Mögliche Abweichungen von diesem Verhalten können einfach quantifizierbar sein (z.B. Totzeitglied und/oder PT1-Verhalten).In the proposed simulation, it can be assumed that the engine torque can be adjusted instantaneously and precisely. Possible deviations from this behavior can be easily quantified (e.g., deadtime element and / or PT1 behavior).
In
Besonders zu beachten ist das Beschleunigungssignal im unteren Diagramm. Während des Überblendens der Kupplungen in der Phase 3 verläuft die Beschleunigung linear und ohne Ruck. Der kleine vom Fahrer wahrscheinlich kaum wahrzunehmende Ruck nach der Phase 4 entsteht, weil die Synchronisation in der Phase 4 nicht vollständig durchgeführt worden ist. Mit dieser Abweichung von der idealen Strategie, welche in der Simulation künstlich dargestellt wurde, ist auch bei dem Fahrzeug zu rechnen.Particular attention should be paid to the acceleration signal in the lower diagram. During the transition of the couplings in
In
Der Fall einer Rückschaltung vom 2. Gang in den 1. Gang ist in der
Die Phase 2 dauert etwas länger als bei der Hochschaltung, da die Motordrehzahl auf die Drehzahl der Welle von der Kupplung 2 gebracht werden soll. Falls dies nicht ganz gelingt entsteht in der Phase 3 ein kleiner Ruck, der im Beschleunigungssignal sichtbar ist. Die Phase 4 wird nicht ausgeführt, da in der Phase 3 schon die Gleichheit von ωe und ω2 erreicht worden ist.
Insgesamt kann somit eine Steuerstrategie für das Überblenden von einer Getriebewelle auf die andere Getriebewelle in einem Doppelkupplungsgetriebe angegeben werden. Die Steuerstrategie ist so ausgelegt, dass der Wechsel nicht nur ohne Zugkraftminderung vollzogen wird, sondern - sofern Motormoment und Kupplungsmoment hinreichend genau steuerbar sind - auch ohne spürbaren Ruck. Falls die genaue Steuerbarkeit der Momente nicht gewährleistet wird, kann die Strategie zur Vorsteuerung benutzt werden, der eine Regelung der Kupplungsmomente überlagert wird. Insgesamt können mit der angegebenen Strategie Schaltungen in Doppelkupplungsgetrieben mit einem Minimum an Komforteinbußen ausgeführt werden und somit die Qualität eines konventionellen Stufenautomaten überboten werden.Overall, it is thus possible to specify a control strategy for the cross-fading from one transmission shaft to the other transmission shaft in a dual-clutch transmission. The control strategy is designed so that the change is not only carried out without reduction in traction, but - if engine torque and clutch torque are sufficiently precisely controlled - even without noticeable jerk. If the exact controllability of the moments is not guaranteed, the strategy for precontrol can be used, which is superimposed on a regulation of the clutch torques. Overall, with the specified strategy circuits can be performed in dual-clutch transmissions with a minimum of comfort losses and thus outbid the quality of a conventional step machine.
Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass eine Synchronisation der Motordrehzahl nach dem Hochschalten durchgeführt wird. Bei einer Hochschaltung dreht am Ende der Momentenübergabe (Phase 3) der Motor höher als die übertragende Getriebeeinganswelle. Dieser Schlupf lässt sich durch eine Reduzierung des Motormoments Te abbauen. Es ist denkbar, dass z.B. Te auf 20 Nm herabgesenkt wird. Das Motormoment kann dem angeforderten Moment typischer Weise nach einer Totzeit von ungefähr 100 ms folgen. Die Momentenvorgabe für die Synchronisation sollte also nicht erst dann beendet werden, wenn der Schlupf komplett abgebaut ist, sondern vorzugsweise schon früher. Dazu kann es notwendig sein, dass die verbleibende Zeitdauer des Schlupfabbaues abgeschätzt wird. Dabei ist zu bedenken, dass die Kupplung 1 vollständig geöffnet ist und das die Winkelgeschwindigkeit ω2 der Getriebeeingangswelle das i2-fache von ωv ist. Auf diese Weise kann die unter 9a angegebene Gleichung erheblich vereinfacht werden und es folgt folgende Gleichung:
Über einen Zeitbereich τ der derart kurz gewählt wird, dass sich Te, Tr und Tcl2 praktisch nicht ändern lässt sich die Gleichung 15a einfach integrieren und es folgt:
Am Ende der Synchronisation gilt etwa ωe = ω2. Durch das Gleichsetzen der rechten Seiten des mit den Gleichungen 16a angegebenen System und anschließender Auflösung nach τ, lässt sich die Restdauer der Synchronisationsphase abschätzen und es folgt:
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können vier verschiedene Schalttypen definiert werden, nämlich Zug-Hochschaltung, Schub-Hochschaltung, Zug-Rückschaltung und Schub-Rückschaltung. Dabei lassen sich die beschriebenen Komfortmängel durch die folgende Überblend-Strategie beheben, wobei die Anfangsgang-Drehzahl als Drehzahl der Getriebeeinganswelle des Anfangsganges (Anfangsgang ist eingelegt) und die Zielgang-Drehzahl als Drehzahl der Getriebeeingangswelle des Zielganges (Zielgang ist eingelegt) definiert ist.In the context of an advantageous embodiment of the present invention, four different types of switching can be defined, namely train upshift, thrust upshift, train downshift and thrust-downshift. In this case, the described comfort deficiencies can be remedied by the following blending strategy, wherein the initial gear speed is defined as the speed of the Getriebeeinganswelle the initial gear (initial gear is engaged) and the target gear speed as the speed of the transmission input shaft of the target gear (target gear is engaged).
Diese weitere Steuerungsstrategie umfasst vorzugsweise sechs nachfolgend beschriebene Phasen, welche möglicherweise auch mit den bereits angegebenen Phasen vorgenannter Strategien übereinstimmen und/oder auch geeignet mit diesen kombiniert werden können.This further control strategy preferably comprises six phases described below, which possibly also coincide with the already indicated phases of the aforementioned strategies and / or can also be suitably combined with these.
Bei der Phase 1 liegt der Zustand Haften zum Schlupfen vor. Durch lineares Herunterfahren des Kupplungsmomentes der übertragenen Kupplung kann diese in den Schlupf gebracht werden. Am Ende der Phase 1, also unmittelbar vor Beginn der Phase 2, wird entschieden, ob sich der Antriebsstrang im Zug- oder Schubzustand befindet. Wenn der Schlupf an der übertragenen Kupplung positiv ist (Motordrehzahl > Drehzahl der Eingangswelle), kann daraus geschlossen werden, das ein Zugzustand vorliegt. Bei einem negativen Schlupf (Motordrehzahl < Drehzahl der Eingangswelle) liegt ein Schubzustand vor. Sobald die Kupplung schlupft wird zur Phase 2 übergegangen.In
Bei der Phase 2 wird eine sogenannte Schlupfreserve aufgebaut. Dazu kann das Moment der übertragenden Kupplung konstant (oder auf Schlupfgrenze) gehalten werden. Durch geeignete Erhöhung bzw. Senkung des Motormomentes bezüglich des Fahrerwunschmomentes wird die Motordrehzahl auf Solldrehzahl gebracht. Falls das Motormoment unzureichend ist, um die Solldrehzahl binnen akzeptabler Zeit zu erreichen, kann beispielsweise zusätzlich das Moment der übertragenden Kupplung reduziert werden. Dabei ist die Solldrehzahl bei Zugschaltung das Maximum der Anfangsgang-Drehzahl und der Zielgang-Drehzahl plus eine Schlupfreserve. Bei Schubschaltungen ist die Solldrehzahl definiert durch das Minimum der Anfangsgang-Drehzahl und der Zielgang-Drehzahl reduziert um die Schlupfreserve.In
Bei der Phase 3 wird das Überblenden vorgesehen. Das Moment der übertragenen Kupplung kann vorzugsweise mit einer konstanten Rampe z.B. linear auf den Wert 0 reduziert werden, während gleichzeitig das Moment der Kupplung des Zielganges auf die Schlupfgrenze gefahren wird.In
Bei der hier vorgeschlagenen Steuerstrategie wird die Phase 4 nicht weiter berücksichtigt, jedoch wird sie hier erwähnt, weil sie ein Teil der gesamten Doppelkupplungsstrategie ist.The control strategy proposed here does not take
Die Phase 5 wird als Motorsynchronisierung bezeichnet. Durch geeignete Erhöhung bzw. Absenkung des Motormomentes bezüglich des Fahrerwunschmomentes kann die Motordrehzahl auf eine gewünschte Solldrehzahl gebracht werden. Falls das Motormoment unzureichend groß bzw. klein ist, um die Solldrehzahl binnen akzeptabler Zeit zu erreichen, kann z.B. zusätzlich das Moment der Kupplung des Zielganges erhöht werden. Dabei kann sich die Solldrehzahl bei Zugschaltungen durch die Drehzahl der Getriebeeingangswelle und die hinzu addierte Schlupfreserve ergeben und bei Schubschaltungen ist die Solldrehzahl die Drehzahl der Getriebeeingangswelle des Zielganges vermindert um eine Schlupfreserve.
Die Phase 6 wird mit dem Zustand Schlupfen zum Halten beschrieben. Durch geeignete Erhöhung bzw. Absenkung des Motormomentes bezüglich des Fahrerwunschmomentes und/oder durch Schließen der Kupplung des Zielganges, wird die Motordrehzahl auf die Drehzahl der Kupplung des Zielganges gebracht, bis die Kupplung des Zielganges zum Haften übergeht. Der Schlupf-Haftübergang soll mit einer Verschleifung durchgeführt werden, um einen sanften Übergang zu erreichen und auf diese Weise Ruckbewegungen zu vermeiden.
In
In den Diagrammen ist der Verlauf verschiedener Größen während der jeweiligen Schaltung über die Zeit bzw. über die Schaltphasen dargestellt. In den oberen Diagrammen ist die Drehzahl der Getriebeeingangswelle mit A, die Drehzahl der Getriebeeinganswelle mit B und die Motordrehzahl mit C gekennzeichnet. In den mittleren Diagrammen ist jeweils das aktuelle Motormoment mit durchgezogener Linie und das Fahrerwunschmoment mit gestrichelter Linie angedeutet. In den unteren Diagrammen sind die von den Kupplungen übertragenen Momente der Kupplung A und der Kupplung B angegeben.In the diagrams, the course of various variables during the respective circuit over time or over the switching phases is shown. In the upper diagrams, the speed of the transmission input shaft is indicated by A, the speed of the transmission input shaft by B and the engine speed by C. In the middle diagrams respectively the current engine torque is indicated by a solid line and the driver's desired torque by a dashed line. The lower diagrams show the torques of clutch A and clutch B transmitted by the clutches.
Insgesamt ist die Kenntnis der Schlupfgrenzen bei der Kupplung entscheidend. In der Phase 2 sollte das Moment der noch übertragenden Kupplung bei der Schlupfgrenze gehalten werden. In der Phase 3 wird das Moment der Kupplung des Zielganges auf die zu erwartende Schlupfgrenze gefahren und in der Phase 5 wird es auf der Schlupfgrenze gehalten. Diese Zusammenhänge werden insbesondere aus der
Auch bei dieser vorgestellten Steuerstrategie kann nach einem einfachen Modell des Antriebsstranges, welches sich aus
Die obige Formel 1b setzt voraus, dass die Schlupfgrenze der Kupplung A berechnet wird und das die Kupplung B schlupft oder offen ist. Zur Auswertung dieser Formel ist die Kenntnis des Fahrtwiderstandes Tvehicle erforderlich. Dieser kann vorzugsweise auf zwei Arten bestimmt werden:
- 1. wenn die Kupplung A haftet und die Kupplung B schlupft nach folgender Gleichung:
- 2. Wenn bei gerade schlupfender Kupplung A (Kupplung B ist offen) kann dieser durch Auflösen der oben angegebenen Gleichung 1b nach Tr ermittelt werden:
- 1. if clutch A sticks and clutch B slips according to the following equation:
- 2. If in the case of slipping clutch A (clutch B is open), this can be determined by solving equation 1b above for T r :
Es hat sich gezeigt, dass es von Vorteil ist Tvehicle nach der Formel 3b zu berechnen, da die Motorbeschleunigung ω̇eng starken Schwankungen unterworfen ist. Zusätzlich sind die anschließenden Berechnungen der Schlupfgrenzen der Kupplung konsistent mit der Berechnung von Tvehicle, da sie auf derselben Gleichung basieren. Besonders vorteilhaft ist bei der vorgeschlagenen Steuerstrategie, dass eine Absenkung bzw. Erhöhung der Fahrzeugbeschleunigung unter bzw. über die Beschleunigung im Zielgang vermieden wird. Somit kann auch eine Komfortbeeinträchtigung nahezu verhindert werden.It has been shown that it is advantageous to calculate T vehicle according to the
In
Nachfolgend wird eine weitere mögliche Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine mögliche Strategie zur Ansteuerung der Kupplungen in einem Doppelkupplungsgetriebe während einer Schaltung zwischen zwei Gängen an derselben Einganswelle vorgeschlagen wird.Hereinafter, another possible embodiment of the invention presented here will be described, in which a possible strategy for driving the clutches in a dual-clutch transmission during a shift between two gears on the same input shaft is proposed.
Es konnte festgestellt werden, dass bei einem Doppelkupplungsgetriebe ohne Unterbrechung der Zugkraft geschaltet werden kann, solange der Zielgang und der aktuelle Gang mit verschiedenen Eingangswellen in Eingriff steht. Eine Doppelkupplungssteuerstrategie ist insbesondere für den Fall erforderlich, wenn beim Schalten ein Gang oder mehrere Gänge übersprungen werden sollen, so dass der Zielgang und der Anfangsgang auf derselben Einganswelle liegen, d.h. dass der Zielgang nicht der nächst höhere oder niedrigere Gang ist. Diese Schaltung kann nicht direkt durch eine normale Doppelkupplungsschaltung durchgeführt werden, weil kein Wechsel der übertragenen Einganswelle bei dieser Schaltweise erforderlich ist.It has been found that in a dual-clutch transmission the tractive force can be switched without interruption as long as the target gear and the current gear are engaged with different input shafts. A dual-clutch control strategy is particularly required in the case where one or more gears are to be skipped when shifting so that the target gear and the initial gear are on the same input shaft, i. that the target gear is not the next higher or lower gear. This circuit can not be performed directly by a normal double clutch circuit, because no change of the transmitted input shaft is required in this switching manner.
Demzufolge liegt eine Aufgabe darin, eine geeignete Doppelkupplungssteuerstrategie für diesen vorgenannten Fall zu entwickeln, bei eine möglichst komfortable Schaltung ermöglicht wird.Accordingly, an object is to develop a suitable dual-clutch control strategy for this aforementioned case, with the most convenient possible circuit.
Um diese Schaltung durchzuführen, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass vorzugsweise ein Zwischengang verwendet wird, der insbesondere auf der anderen Getriebeeingangswelle liegt. Dieser Zwischengang kann dann ein Moment auf den Abtrieb übertragen, während auf der anderen Getriebeeingangswelle der Anfangsgang in den Zielgang geschaltet wird. Auf diese Weise wird die Schaltung ohne Unterbrechung der Zugkraft durchgeführt.To carry out this circuit, it may be provided, for example, that preferably an intermediate passage is used, which lies in particular on the other transmission input shaft. This intermediate passage can then transmit a moment to the output, while the initial gear is switched to the target gear on the other transmission input shaft. In this way, the circuit is performed without interrupting the pulling force.
Bei einem Doppelkupplungsgetriebe können insbesondere vier verschiedene Schalttypen, wie bereits erwähnt, definiert werden, nämlich Zug-Hochschaltungen, Schub-Hochschaltungen, Zug-Rückschaltungen und Schub-Rückschaltungen. Eine Schaltung, bei der der Zielgang und der Anfangsgang auf derselben Eingangswelle liegt, lässt sich durch die Verwendung eines Zwischenganges durch nachfolgende Überblend-Strategie definieren, welche insbesondere in den
Der Zielgang kann beispielsweise der Eingangswelle B zugeordnet sein, wobei dann statt direkt in den Zielgang zu schalten ein Gang der Eingangswelle A als Zwischengang verwendet wird. Die Übersetzungsstufe des Zwischenganges kann größer oder kleiner als die Übersetzungsstufe des Anfangsganges sein und auch größer oder kleiner als die Übersetzungsstufe des Zielganges. Hinsichtlich der Definitionen der Begriffe Anfangs-Drehzahl und Zielgang-Drehzahl wird auf die vorbeschriebenen Definitionen verwiesen.The target gear may for example be assigned to the input shaft B, in which case instead of switching directly into the target gear, a gear of the input shaft A is used as an intermediate gear. The translation stage of the intermediate gear can be greater or smaller than the gear ratio of the initial gear and also larger or smaller than the gear ratio of the target gear. With regard to the definitions of the terms initial speed and target speed, reference is made to the definitions described above.
Hinzu kommt die Definition des Begriffes Zwischengang-Drehzahl. Diese wird definiert als Drehzahl der Getriebeeingangswelle des Zwischenganges, wenn der Zwischengang eingelegt ist.Added to this is the definition of the term intermediate speed. This is defined as the speed of the transmission input shaft of the intermediate gear when the intermediate gear is engaged.
Bei der vorgeschlagenen Doppelkupplungssteuerstrategie sind vorzugsweise 6 Phasen vorgesehen, wobei jedoch auch Phasen weggelassen bzw. hinzugefügt werden können. Es ist auch möglich, dass diese Phasen insbesondere mit anderen bereits genannten Phasen beliebig kombiniert werden.In the proposed dual clutch control strategy, there are preferably 6 phases, but phases may be omitted. It is also possible that these phases are combined as desired, in particular with other phases already mentioned.
Die Phase 1 und die Phase 2 entsprechen jeweils der Phase 1 und 2 der vorgenannten Doppelkupplungssteuerstrategie, wobei jedoch bei der Phase 2 ein Unterschied vorgesehen ist, nämlich dass die jetzt beschriebene Phase 2 zweimal durchgeführt wird, nämlich zuerst bei der Schaltung vom Anfangsgang in den Zwischengang und danach bei der Schaltung vom Zwischengang in den Zielgang. The
Die Solldrehzahl kann bei dieser Doppelkupplungssteuerstrategie wie folgt definiert werden:
- - Bei Zugbelastung wird in den Zwischengang geschaltet, wobei die Solldrehzahl das Maximum der Anfangsgang-Drehzahl und der Zwischengang-Drehzahl plus der Schlupfreserve ist.
- - Bei Zugbeanspruchung wird in den Zielgang geschaltet, wobei die Solldrehzahl das Maximum der Zwischengang-Drehzahl und der Zielgang-Drehzahl plus der Schlupfreserve ist.
- - Bei Schubbeanspruchung wird in den Zwischengang geschaltet, wobei die Solldrehzahl das Minimum der Anfangsgang-Drehzahl und der Zwischengang-Drehzahl vermindert um die Schlupfreserve ist.
- - Bei Schubbeanspruchungen wird in den Zielgang geschaltet, wobei die Solldrehzahl das Minimum der Zwischengang-Drehzahl und der Zielgang-Drehzahl vermindert um die Schlupfreserve ist.
- - For tensile load is switched to the intermediate gear, wherein the target speed is the maximum of the initial gear speed and the intermediate gear speed plus the slip reserve.
- - Under tensile load is switched to the target gear, wherein the target speed is the maximum of the intermediate gear speed and the target gear speed plus the slip reserve.
- - For shear stress is switched to the intermediate gear, wherein the target speed is the minimum of the initial gear speed and the intermediate gear speed reduced by the slip reserve.
- - For shear loads is switched to the target gear, wherein the target speed is the minimum of the intermediate speed and the target speed reduced by the slip reserve.
Bei der Phase 3 liegt der Zustand „Überblenden“ vor. Das Moment der übertragenden Kupplung kann vorzugsweise mit einer konstanten Rampe beispielsweise linear auf den Wert 0 reduziert werden, während gleichzeitig das Moment der Kupplung der anderen Eingangswelle auf die Schlupfgrenze gefahren wird. Diese Phase kann bei der hier vorgestellten Doppelkupplungsgetriebesteuerstrategie vorzugsweise zweimal durchgeführt werden. Zuerst bei der Schaltung vom Anfangsgang in den Zwischengang und danach bei der Schaltung vom Zwischengang in den Zielgang.
Bei der 4. Phase liegt der Zustand „Gangwechsel“ vor. Der Anfangsgang kann herausgenommen werden und der Zielgang eingelegt werden.In the 4th phase is the state "gear change" before. The initial gear can be taken out and the target gear can be engaged.
Die Phase 5 ist identisch mit der Phase 5 der vorher beschriebenen Doppelkupplungsgetriebesteuerstrategie, wobei ein Unterschied bei der Definition der Solldrehzahl liegt. Bei der vorliegenden Doppelkupplungsgetriebesteuerstrategie wird die Solldrehzahl wie folgt definiert:
- - Bei Zug-Schaltungen ist diese die Summe aus Zielgang-Drehzahl und Schlupfreserve.
- - Bei Schubschaltungen ist die Solldrehzahl die Differenz aus der Zielgang-Drehzahl und der Schlupfreserve.
- - For train circuits this is the sum of target gear speed and slip reserve.
- - For thrust circuits, the target speed is the difference between the target gear speed and the slip reserve.
Die Phase 6 ist identisch mit der Phase 6 der vorher beschriebenen Doppelkupplungsgetriebesteuerstrategie. Deshalb wird hier auf eine erneute Beschreibung verzichtet.
Ein Flussdiagramm der hier vorgestellten Strategie zur Steuerung der Kupplungen in einem Doppelkupplungsgetriebe wird in
In den
In
In
In der mittleren Spalte der
In
In
Auch bei dieser Steuerstrategie für das Doppelkupplungsgetriebe kann ein Modell erstellt werden, wie bereits in
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben, bei der eine weitere Steuerstrategie für ein Doppelkupplungsgetriebe vorgeschlagen wird.A further embodiment of the invention presented here will be described below, in which a further control strategy for a dual-clutch transmission is proposed.
Es soll eine möglichst einfache und genaue Methode zur Bestimmung des externen Fahrzeugmomentes bei dem Doppelkupplungsgetriebe angegeben werden.It should be given a simple and accurate method for determining the external vehicle torque in the dual-clutch transmission.
Zur Umsetzung dieser Strategie ist insbesondere die Bestimmung des externen Fahrzeugmoments Tvehicle im Doppelkupplungsgetriebe erforderlich. Insbesondere ist die Bestimmung der Summe der externen Momente, welche das Fahrzeug beeinflussen, wie z.B. der Luftwiderstand, der Reibungswiderstand zwischen der Straße und den Rädern, die Steigung der Straße (Schwerkraft des Fahrzeuges während einer Bergan-/Bergabfahrt) und/oder die Betätigung der Fahrzeugbremse, erforderlich.To implement this strategy, the determination of the external vehicle torque T vehicle in the dual-clutch transmission is required in particular. In particular, the determination of the sum of the external moments that influence the vehicle, such as the air resistance, the friction resistance between the road and the wheels, the slope of the road (gravity of the vehicle during a mountain / downhill) and / or the actuation of Vehicle brake, required.
Dazu kann ein vereinfachtes Modell des Doppelkupplungsgetriebes verwendet werden, welches bereits in
Es hat sich gezeigt, dass zumindest drei Methoden zur Bestimmung des Fahrzeugmomentes möglich sind.
- 1. Kupplung A haftet und die Kupplung B ist offen oder schlupft. Daraus ergibt sich folgende Gleichung für das externe Fahrzeugmoment Tvehicle:
- 2. Bei dieser Methode haftet die Kupplung A und die Kupplung B ist vorzugsweise offen. Durch lineares Herunterfahren des Kupplungsmomentes der übertragenden Kupplung A wird diese in den Schlupf gebracht. Insbesondere nach dem Haft-Schlupf-Übergang der Kupplung A kann das externe Fahrzeugmoment bestimmt werden. Es ist auch möglich, dass das externe Fahrzeugmoment nach einem Schlupf-Haft-Übergang bestimmt wird. Bei dieser zweiten Methode ergibt sich das externe Fahrzeugmoment nach folgender Gleichung:
- 3. Bei der dritten Methode haftet keine der Kupplungen und das externe Fahrzeugmoment ergibt sich durch folgende Gleichung:
- 1. Clutch A is liable and clutch B is open or slipping. This results in the following equation for the external vehicle torque T vehicle :
- 2. In this method, the clutch A is liable and the clutch B is preferably open. By linear shutdown of the clutch torque of the transmitting clutch A, this is brought into the slip. In particular, after the adhesion slip transition of the clutch A, the external Vehicle torque can be determined. It is also possible that the external vehicle torque is determined after a slip-stick transition. In this second method, the external vehicle torque results according to the following equation:
- 3. In the third method, none of the clutches are liable and the external vehicle torque is given by the following equation:
Bei den vorgenannten Gleichungen ist ωeng die Motorgeschwindigkeit, ωvehicle die Fahrzeuggeschwindigkeit, ω̇eng die Motorbeschleunigung, ω̇vehicle die Fahrzeugbeschleunigung, Teng das Motormoment, Jeng das Trägheitsmoment des Motors, iA die Gesamtübersetzung des Ganges der ersten Eingangswelle, iB die Gesamtübersetzung des Ganges der zweiten Eingangswelle, TclA das übertragene Kupplungsmoment der ersten Kupplung und TclB das übertragene Kupplungsmoment der zweiten Kupplung.In the above equations, ω eng is the engine speed, ω vehicle is the vehicle speed, ω̇ eng is the engine acceleration, ω̇ vehicle is the vehicle acceleration, T eng is the engine torque, J eng is the moment of inertia of the engine, i A is the total gear ratio of the first input shaft, i B is the engine speed Total gear ratio of the second input shaft, T clA the transmitted clutch torque of the first clutch and T clB the transmitted clutch torque of the second clutch.
In
Bei der hier vorgestellten Strategie zur Schätzung des externen Fahrzeugmomentes in einem Doppelkupplungsgetriebe ist insbesondere von Vorteil, dass die Berechnungen der Schlupfgrenzen der Kupplungen möglich sind und damit ist die Implementierung einer Kupplungssteuerungsstrategie m auf einfachste Weise möglich.In the strategy presented here for estimating the external vehicle torque in a dual-clutch transmission, it is particularly advantageous that the calculations of the slip limits of the clutches are possible and thus the implementation of a clutch control strategy m is possible in the simplest manner.
Ferner wird eine weitere mögliche Ausgestaltung der hier vorgestellten Erfindung beschrieben. Im Rahmen dieser Ausgestaltung wird ein Verfahren vorgeschlagen, mit dem die Bestimmung des Kraftflusses in einem Getriebe, insbesondere in einem Doppelkupplungsgetriebe möglich ist, um vorzugsweise die Umsetzung der vorgenannten Doppelkupplungssteuerstrategien zu verbessern.Furthermore, a further possible embodiment of the invention presented here will be described. In the context of this embodiment, a method is proposed, with which the determination of the power flow in a transmission, in particular in a dual-clutch transmission is possible in order to preferably improve the implementation of the aforementioned dual-clutch control strategies.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine einfache und möglichst genaue Methode zur Bestimmung des Kraftflusses in dem Doppelkupplungsgetriebe vorgeschlagen, mit dem auch bestimmt werden kann, ob ein Zug- oder ein Schubzustand vorliegt.With the method according to the invention, a simple and as accurate as possible method for determining the force flow in the dual-clutch transmission is proposed, with which it can also be determined whether a tensile or a thrust condition exists.
Bevorzugt werden drei Situationen innerhalb einer Doppelkupplungsschaltung aufgezeigt, an Hand derer die Bestimmung des Kraftflusses im Triebstrang möglich ist. Die Zug-Schub-Schätzung kann vorzugsweise unmittelbar vor der Schaltung, also vor dem Anfang des Kupplungswechsels, durchgeführt werden, sodass in vorteilhafter Weise das erhaltene Ergebnis möglichst aktuell ist. Es ist auch möglich diese Schätzung zu einem anderen geeigneten Zeitpunkt durchzuführen.Preferably, three situations are shown within a dual clutch circuit, on the basis of which the determination of the power flow in the drive train is possible. The train-thrust estimation can preferably be carried out immediately before the shift, ie before the start of the clutch change, so that advantageously the result obtained is as up-to-date as possible. It is also possible to make this estimate at another appropriate time.
Diese Bestimmung des Kraftflusses gemäß der vorliegenden Erfindung kann an Hand eines beispielhaft in
Nachfolgend werden drei mögliche Methoden vorgestellt, welche durch das erfindungsgemäße Verfahren realisiert werden können, wobei auch andere Methoden möglich sind:
- 1. Wenn eine Kupplung offen ist und die andere Kupplung schlupft oder haftet, kann durch lineares Herunterfahren des Kupplungsmomentes der übertagenden Kupplung diese auch in den Schlupf gebracht werden, falls sie sich nicht schon im Schlupf befindet. Zu Beginn der Schlupfphase der Kupplung kann entschieden werden, ob sich der Antriebsstrang unter Zugbelastung oder Schubbelastung befindet. Wenn der Schlupf an der übertagenden Kupplung positiv ist (Motorgeschwindigkeit ωeng > Geschwindigkeit der aktiven Eingangswelle ωinpshaft), so liegt eine Zugbelastung vor. Bei einem negativen Schlupf liegt dann eine Schubbelastung vor. Demnach ergeben sich folgende Bedingungen:
- Zug:
- ωeng ≥ ωinpshaft (positiver Schlupf)
- Schubbelastung:
- ωeng < ωinpshaft (negativer Schlupf)
- 2. Hier wird der Zustand einer haftenden Kupplung vorgesehen. Wenn das eingetragene Motormoment Teng größer ist als das dynamische Motormoment ω̇eng · Jeng befindet sich das Getriebe im Zugzustand, d.h., der Motor würde dann beschleunigt werden, falls die geschlossene Kupplung in diesen Moment geöffnet wird. Im umgekehrten Fall liegt ein Schubzustand vor, wenn nämlich das eingetragene Motormoment Teng kleiner als das dynamische Motormoment ω̇eng · Jeng ist, wobei ω̇eng die Motorbeschleunigung und Jeng das Trägheitsmoment des Motors ist. Daraus ergeben sich folgende Bedingungen:
- Zugzustand:
- Teng ≥ ω̇eng · Jeng
- Schubzustand:
- Teng < ω̇eng · Jeng
- 3. Hier wird der Zustand betrachtet, bei dem keiner der Kupplungen haftet. Ein Zug-Zustand kann dadurch definiert werden, dass die Summe der übertragenen Momente der Kupplungen positiv ist. Das übertragene Kupplungsmoment
- 1. When one clutch is open and the other clutch slips or sticks, it can also be slipped if it is not already slipping by linearly decreasing the clutch torque of the overrunning clutch. At the beginning of the slip phase of the clutch, it can be decided whether the drive train is under tensile load or thrust load. If the slippage on the transmitting clutch is positive (engine speed ω eng > speed of the active input shaft ω inpshaft ), so there is a tensile load. With a negative slip then there is a thrust load. Accordingly, the following conditions result:
- Train:
- ω narrow ≥ ω inpshaft (positive slip)
- Thrust load:
- ω eng <ω inpshaft (negative slip)
- 2. Here, the state of an adhesive coupling is provided. If the registered engine torque T eng is greater than the dynamic engine torque ω̇ eng · J eng , the transmission is in the traction state, ie, the engine would then be accelerated if the closed clutch is opened at this moment. In the opposite case, there is a thrust state, namely when the registered engine torque T eng is smaller than the dynamic engine torque ω̇ eng · J eng , where ω̇ eng is the engine acceleration and J eng is the moment of inertia of the engine. This results in the following conditions:
- pull state:
- T narrow ≥ ω̇ narrow · J narrow
- Relapsing condition:
- T tight <ω̇ tight · J tight
- 3. Here, the condition is considered where none of the clutches adheres. A train state can be defined by the sum of the transmitted moments of the clutches being positive. The transmitted clutch torque
Dabei sind ωvehicle die Fahrzeuggeschwindigkeit, iA die Gesamtübersetzung des Ganges der ersten Eingangswelle, iB die Gesamtübersetzung des Ganges der zweiten Eingangswelle,
Die Kenntnis der Schlupfgrenzen beider Kupplungen ist entscheidend. Vorzugsweise lassen sich die Schlupfgrenzen der Kupplungen nach einem bereits bei den vorgenannten Doppelkupplungssteuerstrategien angegebenen Modell des Antriebsstranges berechnen, wobei zur Auswertung die Kenntnis des Fahrtwiderstandes Tvehicle erforderlich ist. Dies kann auch wie bei den vorherigen Steuerstrategien zuminderst auf zwei Arten bestimmt werden, nämlich Kupplung A haftet und Kupplung B schlupft oder die Kupplung A schlupft gerade und die Kupplung B ist offen.The knowledge of the slip limits of both clutches is crucial. Preferably, the slip limits of the clutches can be calculated according to a model of the drive train already specified in the aforementioned dual clutch control strategies, the knowledge of the vehicle resistance T vehicle being necessary for the evaluation. This can also be determined in at least two ways, as in the previous control strategies, namely, clutch A is stuck and clutch B is slipping or clutch A is just slipping and clutch B is open.
Durch die aufgezeigten Methoden zur Bestimmung des Zug-/Schubzustandes, ist es in vorteilhafter Weise möglich während einer Doppelkupplungsschaltung die geeignete Schaltstrategie (Zug-Hochschaltung, Schub-Hochschaltung, ZugRückschaltung oder Schub-Rückschaltung) zu verwenden. Auf diese Weise werden unnötige Wechsel von dem Zugzustand zum Schubzustand oder umgekehrt und somit auch ein Durchlaufen des Getriebespiels vermieden, welches sich negativ auf das Komfortempfinden des Fahrers auswirken könnte. Somit wird die Komfortbeeinträchtigung durch die vorgestellte Doppelkupplungsstrategie minimiert.By the methods shown for determining the pull / push state, it is advantageously possible to use the appropriate shift strategy (train upshift, overrun upshift, train backshift or overrun downshift) during a dual clutch circuit. In this way, unnecessary changes from the train state to the thrust state or vice versa, and thus also a run through the gear game are avoided, which could have a negative effect on the driver's sense of comfort. Thus, the comfort impairment is minimized by the presented dual clutch strategy.
In
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche eine Steuerstrategie für Übersetzungswechsel, insbesondere bei einem ESG-Doppelkupplungsgetriebe, vorschlägt.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described, which proposes a control strategy for ratio changes, especially in an ESG dual-clutch transmission.
Im Rahmen dieser Ausgestaltung wird eine Steuerstrategie mit dem Ziel beschrieben, eine schnelle und komfortable Schaltung durch geeignete Ansteuerung der Kupplungen, des Motormoments und des Elektromotormoments zu erreichen. Die erfindungsgemäße Strategie unterscheidet sich insbesondere von vorgenannten Strategien dadurch, dass ein Elektromotor in das Modell einbezogen wird. Ferner werden Hochschaltung und Rückschaltung in Zug-Hochschaltung und Schub-Hochschaltung separiert, d.h. vier verschiedene Schalttypen anstelle von zwei verschiedenen Typen, werden verwendet. Des weiteren wird eine aktive Steuerung des Abtriebsmomentes mit dem Elektromotor oder einer der Kupplungen ermöglicht, um das gewünschte Abtriebsmoment (Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung) zu erreichen.In the context of this embodiment, a control strategy is described with the aim of a fast and convenient circuit by suitable control of the clutches, the engine torque and the Electric motor torque to achieve. The inventive strategy differs in particular from the aforementioned strategies in that an electric motor is included in the model. Further, upshift and downshift are separated in train upshift and thrust upshift, that is, four different shift types instead of two different types are used. Furthermore, an active control of the output torque with the electric motor or one of the clutches is made possible in order to achieve the desired output torque (driver desired vehicle acceleration).
Der Antriebsstrang ist bei dieser Schaltstrategie vereinfacht und durch folgende in
- - Gänge an beiden Wellen werden vorgewählt, d.h. keine Gangsynchronisation wird simuliert.
- - Der Motor, der Elektromotor und die Kupplungsdynamik wird als linear angenommen und es liegt keine Totzeit vor der Rückmeldung vor. D.h. die Änderung des Moments beginnt sofort nach der Anforderung und mit einer konstanten definierten Rampe gegenüber dem angeforderten Moment. Das reale dynamische Verhalten des Motors kann einen signifikanten Effekt bei der Schaltstrategie bewirken.
- - Spiel in dem Antriebsstrang ist nicht in dem Modell berücksichtigt.
- - Dämpfung und Elastizität bei dem Antriebsstrang ist in dem Modell ebenso nicht berücksichtigt.
- - Gears on both shafts are preselected, ie no gear synchronization is simulated.
- - The motor, the electric motor and the clutch dynamics are assumed to be linear and there is no dead time before the feedback. That is, the change in torque starts immediately after the request and with a constant defined ramp from the requested moment. The real dynamic behavior of the engine can have a significant effect on the shift strategy.
- - Play in the powertrain is not included in the model.
- - Damping and elasticity in the powertrain is also not included in the model.
Sämtliche Kombinationen ergeben bei dem Modell realistische Resultate. Vorzugsweise ergeben sich drei verschiedene Fälle, welche das dynamische Verhalten des ESG-Doppelkupplungsgetriebes repräsentieren:
- 1. Der Zustand, dass die
Kupplung 1 haftet und dieKupplung 2 schlupft, wird betrachtet. Dabei wird eine Momentenbilanz durch folgende Gleichung gegeben:von der Kupplung 1 übertragene Drehmoment und nicht das Moment, welches dieKupplung 1 in der Lage ist zu übertragen. Da dieKupplung 2 schlupft ist Tcl2 das steuerbareMoment der Kupplung 2. Mit der haftenden Kupplung 1 können folgende zusätzliche Gleichungen gegeben werden:Schlupfphase für Kupplung 1 durch folgende Gleichung gegeben ist - 2. Es wird der Zustand betrachtet, bei
dem die Kupplung 2 haftet und dieKupplung 1 schlupft. Analog zu dem vorherigen Fall können folgende Gleichungen angegeben werden:Kupplung 2 ist: - 3. Es wird der Zustand betrachtet, bei dem beide Kupplungen schlupfen. Es folgt folgende Gleichung:
- 1. The condition that the clutch 1 adheres and the clutch 2 slips is considered. A moment balance is given by the following equation:
- 2. Consider the condition where the clutch 2 adheres and the clutch 1 slips. Analogous to the previous case, the following equations can be given:
- 3. Consider the condition where both clutches slip. The following equation follows:
Der Zweck dieser erfindungsgemäßen Schaltstrategie liegt darin, eine komfortable Schaltung von einer zur anderen Welle zu ermöglichen. Der Schaltkomfort wird dabei erreicht durch die gleichmäßige Fahrzeugbeschleunigung während der Schaltung. D.h. ein schlechter Schaltkomfort ist dadurch gekennzeichnet, dass signifikante und plötzliche Abweichungen von der Fahrerwunschbeschleunigung (Radmoment) vorliegen und insbesondere Peaks. Dabei ist zu beachten, dass eine Erhöhung oder eine Verminderung bei der Fahrzeugbeschleunigung keinen Einfluss in Verbindung mit dem Schalten von einer Welle zur anderen Welle haben, wenn diese Wellen unterschiedliche Gangübersetzungen haben.The purpose of this switching strategy according to the invention is to allow a comfortable circuit from one shaft to another. The shifting comfort is achieved by the even vehicle acceleration during the shift. That poor shifting comfort is characterized by significant and sudden deviations from the driver's desire acceleration (wheel torque), and in particular peaks. It should be noted that an increase or a decrease in the vehicle acceleration have no influence in connection with the switching from one shaft to another wave, if these waves have different gear ratios.
Bei der vorgeschlagenen Steuerstrategie sollten nur zwei Schlupf-Haft-Übergänge vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein Übergang vorgesehen werden, während die ausgekuppelte Kupplung offen ist und ein Übergang kann vorgesehen sein, während die neue Kupplung geschlossen wird. Das Motormoment kann zum Erhöhen oder Verringern aktiv verwendet werden, um gleichmäßige Schlupf-Haft-Übergänge zu gewährleisten, so dass die Motordrehzahl gesteuert werden kann, um Schlupfen während des Schaltens zu erreichen und die Motorsynchronisation gegenüber der Drehzahl der neuen Eingangswelle zu erhöhen.The proposed control strategy should have only two slip-stick transitions. For example, a transition may be provided while the disengaged clutch is open and a transition may be provided while the new clutch is being closed. The engine torque may be actively used to increase or decrease to ensure smooth slip-stick transitions so that the engine speed may be controlled to achieve slip during shifting and increase engine synchronization with the speed of the new input shaft.
Ferner wird die Momentensteuerung bei dem Abtriebsmoment vorgesehen, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung (Radmoment) zu erreichen. Primär kann dieses Ziel durch aktive Verwendung des E-Motormomentes während der Schaltung erreicht werden. Sekundär kann auch, wenn der E-Motor nicht verfügbar ist oder das gewünschte Moment über dem maximal erreichbaren E-Motormoment liegt, eine der Kupplungen derart angesteuert werden, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung zu erhalten.Further, the torque control is provided at the output torque to achieve the driver request vehicle acceleration (wheel torque). Primarily, this goal can be achieved by actively using the e-motor torque during the shift. Secondarily, even if the electric motor is not available or the desired torque is above the maximum achievable electric motor torque, one of the clutches can be controlled in such a way as to obtain the driver desired vehicle acceleration.
Die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung kann durch die Beschleunigung bestimmt werden, welche erreicht wird, wenn das Fahrzeug mit der Welle 1 (Beschleunigung der Welle 1) respektive der Welle 2 (Beschleunigung der Welle 2) gefahren wird, wenn mit einer haftenden Kupplung gefahren wird, sowie wenn mit dem Fahrerwunschmotormoment und mit der komplett ausgekuppelten Kupplung an der anderen Welle gefahren wird.The driver request vehicle acceleration can be determined by the acceleration, which is achieved when the vehicle with the shaft 1 (acceleration of the shaft 1) and the shaft 2 (acceleration of the shaft 2) is driven when driving with an adhesive coupling, and if with the driver request engine torque and with the completely disengaged clutch on the other shaft is driven.
Die Fahrerwunschbeschleunigung wird dann beim Schalten von der alten Wellenbeschleunigung auf die neue Wellenbeschleunigung übertragen, da die Motordrehzahl gegenüber der neuen Welle synchronisiert ist. Des weiteren kann bei der Kupplungssteuerung vorgesehen sein, dass vor dem Schalten das Moment bei der alten Kupplung bis zur Schlupfgrenze reduziert wird. Das Moment wird beim Schalten der neuen Welle durch Reduzierung des Kupplungsmomentes bei der alten Welle verändert und das Kupplungsmoment bei der neuen Welle wird erhöht. Die Schaltung ist beendet, wenn die Motordrehzahl mit der neuen Eingangswellendrehzahl synchronisiert ist, und wenn die neue Welle haftet.The driver's desire acceleration is then transferred to the new shaft acceleration when switching from the old shaft acceleration, since the engine speed is synchronized with the new shaft. Furthermore, it can be provided in the clutch control that before switching the torque in the old clutch is reduced to the slip limit. The torque is changed when switching the new shaft by reducing the clutch torque in the old shaft and the clutch torque at the new shaft is increased. The shift is completed when the engine speed is synchronized with the new input shaft speed and when the new shaft is stuck.
Bei der hier vorgestellten Steuerstrategie werden insbesondere vier Hauptschaltsituationen betrachtet:
- - Zughochschaltungen, wobei eine Hochschaltung mit positivem Moment von dem Motor zum Abtriebsmoment übertragen wird. Folglich zieht der Motor das Fahrzeug (normale Art der Hochschaltung).
- - Schubhochschaltung: Hochschaltung mit negativem Moment, welches von dem Motor zum Abtriebsmoment übertragen wird. Folglich schiebt der Motor das Fahrzeug (z.B. Hochschaltung während einer Abfahrt nach einer Beschleunigung).
- - Zugrückschaltung: Rückschaltung mit positivem Moment, welches von dem Motor zum Abtrieb übertragen wird. Folglich zieht der Motor das Fahrzeug (z.B. Kick-down).
- - Schubrückschaltung: Rückschaltung mit negativem Moment, welches von dem Motor zum Abtrieb übertragen wird. Folglich schiebt der Motor das Fahrzeug (normale Art von Rückschaltung).
- - Train upshifts, with an upshift with positive torque is transmitted from the engine to the output torque. Consequently, the engine pulls the vehicle (normal type of upshift).
- - Push upshift: upshift with negative torque, which is transmitted from the engine to the output torque. As a result, the engine pushes the vehicle (eg, upshift during a downhill for acceleration).
- - Train downshift: downshift with positive torque, which is transmitted from the engine to the output. Consequently, the engine pulls the vehicle (eg kick-down).
- - Thrust downshift: downshift with negative torque, which is transmitted from the engine to the output. Consequently, the engine pushes the vehicle (normal type of downshift).
Für die erfindungsgemäße Steuerstrategie ist es wichtig, genau zu identifizieren, ob eine Zug- oder eine Schubsituation vorliegt. Dieses sollte unbedingt vor der Schaltungsaufnahme vorgesehen werden (z.B. wenn die alte Kupplung bis zur Schlupfgrenze geöffnet wird). Dabei können verschiedene Abschätzungen verwendet werden.For the control strategy according to the invention, it is important to identify exactly whether a pull or a thrust situation exists. This should be provided before the circuit is picked up (for example, when the old clutch is opened to the limit). Different estimates can be used.
Eine Möglichkeit besteht darin, die Abschätzung gemäß Gl. 13d nur durchzuführen, wenn eine Kupplung haftet. Ein Zugzustand existiert, wenn ein Überschussmoment an der Motorseite der Kupplungen vorliegt. D.h., der Motor wird beschleunigt, wenn die Kupplungen geöffnet werden. Es folgt folgende Gleichung:
Eine andere Möglichkeit kann darin bestehen, die Abschätzung gemäß Gl. 14d zu verwenden, wenn Tvehicle und Jvehicle mit bestimmter Sicherheit abgeschätzt werden können. Ein Zugzustand existiert dann, wenn das externe Moment kleiner ist als das gewünschte Moment, um die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung zu erreichen. D.h., das Fahrzeug wird verzögert, wenn beide Kupplungen geöffnet sind. Es ergibt sich folgende Gleichung:
Ferner kann die Abschätzung gemäß Gl. 15d nur vorgenommen werden, wenn beide Kupplungen schlupfen. Ein Zugzustand existiert dann, wenn die Summe der übertragenen Kupplungsmomente positiv ist. Dabei ist zu beachten, dass das übertragene Kupplungsmoment durch das Minimum von dem kontrollierbaren Einstellpunkt Kupplungsmoment und der Kupplungsschlupfgrenze bestimmt wird. Es ergibt sich folgende Gleichung:
Es kann auch vorgesehen sein, dass während eines Schaltungsaufnahmeverfahrens die alte Kupplung nach Erreichen der Schlupfgrenze leicht geöffnet wird. In dieser Situation beginnt die Kupplung zu schlupfen. Durch das Beobachten der Richtung des Schlupfens, nämlich durch Unterschiede bei der Drehzahl an der Eingangs- und Ausgangsseite der Kupplung, kann bestimmt werden, wenn eine Zug- oder Schubsituation vorliegt. Eine Zugsituation wird durch positiven Schlupf gekennzeichnet, d.h. die Drehzahl an der Innenseite ist höher als an der Außenseite der Kupplung. Dabei ist zu beachten, dass die Kupplungs- und Motordynamik (Totzeit) einer Abfrage unterliegen kann. Die Abschätzung sollte deshalb vorzugsweise mit einer der anderen Abschätzungen kombiniert werden.It can also be provided that during a circuit recording process, the old clutch is slightly opened after reaching the slip limit. In this situation, the clutch begins to slip. By observing the direction of slippage, namely, differences in rotational speed on the input and output sides of the clutch, it can be determined when there is a pulling or pushing situation. A train situation is characterized by positive slip, i. The speed on the inside is higher than on the outside of the clutch. It should be noted that the clutch and motor dynamics (dead time) may be subject to a query. The estimate should therefore preferably be combined with one of the other estimates.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass bei der Steuerstrategie die Schaltung mit Hilfe des E-Motors (ausreichend verfügbares Moment) durchgeführt wird. Dabei können zumindest drei verschiedene Situationen vorgesehen werden:
- 1. Es wird der Zustand betrachtet, bei dem die erste Kupplung haftet und die zweite Kupplung schlupft. Dabei ergibt sich folgende Gleichung:
von der Welle 1 zurWelle 2 angenommen. Die geschätzte equivalente Fahrzeugbeschleunigung ander Welle 1 wird mit folgender Gleichung unter Annahme Tcl2 =0 berechnetder Welle 2 unter Voraussetzung Tcl1 = 0 wird durch folgende Gleichung bestimmt:Welle 2 synchronisiert wird. Es ergibt sich folgende Gleichung:Welle 1 und derWelle 2 liegt. Es ergibt sich folgende Gleichung: - 2. Es wird der Zustand betrachtet, bei
dem die Kupplung 2 haftet und dieKupplung 1 schlupft. Dabei ergeben sich die folgenden Gleichungen: - 3. Es wird der Zustand betrachtet, bei dem beide Kupplungen schlupfen. Es ergeben sich folgende Gleichungen:
- 1. Consider the condition where the first clutch adheres and the second clutch slips. The result is the following equation:
2 = 0 calculated1 = 0 is determined by the following equation: - 2. Consider the condition where the clutch 2 adheres and the clutch 1 slips. The following equations result:
- 3. Consider the condition where both clutches slip. The following equations result:
Ein Modell für eine vorausberechnende Strategie wird impliziert, bei der die Gleichungen 16d, 20d, 23d oder dergleichen verwendet werden, während bei einer Rückkoppelsteuerungsstrategie die Gleichungen 18d, 22d, 25d oder dergleichen verwendet werden. Das Modell für die vorausberechnende Strategie wird bevorzugt, jedoch kann diese auch durch eine Rückkoppelsteuerungsstrategie insbesondere in einem Fall ersetzt werden, bei dem der Wert von Tvehicle signifikant während der Schaltung verändert wird oder die Abschätzung von Jvehicle, Ĵvehicle weit von dem korrekten Wert entfernt ist, welches z.B. in Folge der Beladung des Fahrzeuges (große Abweichung von dem erwarteten Gesamtgewicht des Fahrzeuges) vorkommen kann. Es ist nicht zu erwarten, dass der Komfort der Schaltung von den präzise abgeschätzten Werten von Tvehicle und Jvehicle abhängig ist, jedoch ist eine genaue korrekte Erkennung des Schalttyps entscheidend für einen optimalen Schaltkomfort, insbesondere die Erkennung, ob eine Zug- oder eine Schubschaltung, vorliegt.A predictive strategy model is implied, using equations 16d, 20d, 23d or the like, while in a feedback control strategy equations 18d, 22d, 25d or the like are used. The predictive strategy model is preferred, but it may also be replaced by a feedback control strategy, particularly in a case where the value of T vehicle is changed significantly during the shift or the estimate of J vehicle , Ĵ vehicle is far from the correct value is removed, which may occur, for example, as a result of the loading of the vehicle (large deviation from the expected total weight of the vehicle). The comfort of the circuit is not expected to depend on the accurately estimated values of T vehicle and J vehicle , however, accurate, correct detection of the shift type is crucial for optimum shift comfort, particularly the detection of whether a pull or a push shift , is present.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden Zughochschaltung mit Unterstützung des E-Motors bei ausreichend vorliegendem Moment betrachtet.In the context of a further embodiment of the present invention, upshift with support of the electric motor are considered at sufficiently present moment.
Das Zugmoment sollte während der gesamten Momentenübertragung von der alten Welle zur neuen Welle erhalten bleiben. Dies kann durch Erhöhung der Motordrehzahl über die Drehzahl der alten Welle erreicht werden. In dieser Situation wird die alte Welle zum Verringern der Fahrzeugbeschleunigung geöffnet und die neue Welle zum Erhöhen der Fahrzeugbeschleunigung geschlossen. Diese Reaktionen können sich gegenseitig aufheben. Das E-Motormoment wird verwendet, um die Fahrzeugbeschleunigung zu steuern bzw. einzustellen.The moment of tension should be maintained throughout the torque transmission from the old shaft to the new shaft. This can be achieved by increasing the engine speed over the speed of the old shaft. In this situation, the old shaft is opened to reduce the vehicle acceleration and the new shaft is closed to increase the vehicle acceleration. These reactions can become cancel each other out. The E-motor torque is used to control the vehicle acceleration.
Es kann vorgesehen sein, dass das Moment der alten Kupplung bis zur Schlupfgrenze reduziert wird und dann das Motormoment erhöht wird, bis die alte Kupplung schlupft.It can be provided that the torque of the old clutch is reduced to the slip limit and then the engine torque is increased until the old clutch slips.
Ferner kann das Motormoment über das Fahrerwunschmotormoment gesteuert werden, um sicherzustellen, dass die Motordrehzahl über der Drehzahl der alten Welle gehalten wird. Das übertragene Moment der alten Kupplung kann bevorzugt mit einer konstanten Rampe auf den Wert 0 reduziert werden, während das übertragene Moment bei der neuen Kupplung bevorzugt mit der gleichen Rampe bis zur Schlupfgrenze oder leicht darüber erhöht wird, wobei das Moment des E-Motors gemäß der Gleichungen 23d oder 25d gesteuert, um die Fahrerwunschbeschleunigung des Fahrzeuges zu erreichen.Further, the engine torque may be controlled via the driver request engine torque to ensure that the engine speed is maintained above the old shaft speed. The transmitted torque of the old clutch may preferably be reduced to the
Des weiteren wird das Motormoment auf ein minimales Moment reduziert, um die Motorsynchronisation zu beschleunigen, wenn das Kupplungsmoment der alten Kupplung 0 ist (Kupplung ausgekuppelt). Die neue Kupplung wird leicht über die Schlupfgrenze angesteuert, wobei die Fahrzeugbeschleunigung mit dem E-Motor weiter angesteuert wird.Furthermore, the engine torque is reduced to a minimum torque to accelerate the engine synchronization when the clutch torque of the old clutch is 0 (clutch disengaged). The new clutch is easily controlled via the slip limit, whereby the vehicle acceleration is further controlled by the electric motor.
Ferner wird das Motormoment gerade bis unterhalb des Fahrerwunschmotormomentes erhöht, um einen gleichmäßigen Schlupf-Haftübergang zu erreichen, wenn die Motordrehzahl mit der Drehzahl der neuen Eingangswelle synchronisiert ist. Dann wird die Fahrzeugbeschleunigung mit dem E-Motor weiter angesteuert.Further, the engine torque is increased just below the driver request engine torque to achieve a smooth slip-stick transition when the engine speed is synchronized with the speed of the new input shaft. Then the vehicle acceleration with the electric motor continues to be controlled.
In
Im weiteren wird eine Zughochschaltung mit Unterstützung des E-Motors bei ausreichend vorliegendem Moment vorgesehen. Das Zugmoment sollte am Abtrieb während der gesamten Momentenübertragung von der alten Welle zur neuen Welle erhalten bleiben. Dies wird normalerweise durch Reduzierung der Motordrehzahl unterhalb der Drehzahl der neuen Welle vor der Momentenübertragung erreicht. Andernfalls führt das Öffnen der alten Kupplung und das Schließen der neuen Kupplung zur Erhöhung der Fahrzeugbeschleunigung. Jedoch mit der Unterstützung des E-Motormoments kann entgegen gewirkt werden, wobei das Moment übertragen werden kann, bevor die Motordrehzahl unterhalb der Drehzahl der neuen Welle liegt. In diesem Fall kann die neue Kupplung die Synchronisierung der Motordrehzahl unterstützen und deshalb die Schaltung signifikant beschleunigen.In addition, an upshift is provided with support of the electric motor at sufficient moment present. The tensile torque should be maintained at the output during the entire torque transmission from the old shaft to the new shaft. This is usually achieved by reducing the engine speed below the speed of the new shaft before torque transmission. Otherwise, opening the old clutch and closing the new clutch will increase vehicle acceleration. However, with the assistance of the e-motor torque can be counteracted, wherein the torque can be transmitted before the engine speed is below the speed of the new shaft. In this case, the new clutch can assist in synchronizing engine speed and therefore significantly speed up the shift.
Es kann vorgesehen sein, dass das Moment der alten Kupplung bis zur Schlupfgrenze reduziert wird und dann das Motormoment verringert wird, bis die alte Kupplung schlupft.It can be provided that the torque of the old clutch is reduced to the slip limit and then the engine torque is reduced until the old clutch slips.
Ferner ist es möglich, das Motormoment auf ein Minimum zu reduzieren. Das übertragene Moment der alten Kupplung wird über eine konstante Rampe auf den Wert 0 verringert, während das übertragene Moment der neuen Kupplung mit der gleichen Rampe auf die Schlupfgrenze oder leicht darüber erhöht wird, wobei das Moment des E-Motors gemäß der Gleichung 23d oder 25d gesteuert wird, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung zu erreichen.Furthermore, it is possible to reduce the engine torque to a minimum. The transmitted torque of the old clutch is reduced to the
Des weiteren kann die neue Kupplung bis zur Schlupfgrenze oder leicht darüber angesteuert werden, wobei die Fahrzeugbeschleunigung mit dem E-Motor weiter geregelt werden kann, bis die Motorsynchronisation erreicht ist.Furthermore, the new clutch can be controlled to the slip limit or slightly above, with the vehicle acceleration can be further controlled with the electric motor until the engine synchronization is achieved.
Es ist auch möglich, das Motormoment bis knapp unterhalb des Fahrerwunschmotormomentes zu erhöhen, um einen kontinuierlichen Schlupf-Haftübergang zu erreichen, wenn die Motordrehzahl mit der Drehzahl der neuen Eingangswelle synchronisiert ist. Die Fahrzeugbeschleunigung kann dann mit dem E-Motor weiter angesteuert werden.It is also possible to increase the engine torque to just below the driver's desired engine torque to achieve a continuous slip-sticking transition when the engine speed is synchronized with the speed of the new input shaft. The vehicle acceleration can then be controlled further with the electric motor.
In
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine Zugrückschaltung mit Unterstützung des E-Motors bei ausreichend vorliegendem Moment vorgesehen. Das Zugmoment sollte während der gesamten Momentenübertragung von der alten Welle zur neuen Welle an dem Abtrieb erhalten bleiben. Dies wird normalerweise durch Erhöhung der Motordrehzahl über die Drehzahl der neuen Welle vor der Momentenübertragung erreicht. Andernfalls führt das Öffnen der alten Kupplung und das Schließen der neuen Kupplung zur Verringerung der Fahrzeugbeschleunigung. Jedoch kann mit der Unterstützung des E-Motormomentes dem entgegengewirkt werden, wobei das Moment übertragen werden kann, bevor die Motordrehzahl über die Drehzahl der neuen Welle steigt. In diesem Fall kann die neue Kupplung die Synchronisieren der Motordrehzahl unterstützen und deshalb die Schaltung signifikant beschleunigen.According to one embodiment of the present invention, a train downshift with support of the electric motor is provided at sufficiently present moment. The tensile torque should be maintained throughout the torque transfer from the old shaft to the new shaft at the output. This is normally achieved by increasing the engine speed above the speed of the new shaft before torque transmission. Otherwise, opening the old clutch and closing the new clutch will reduce vehicle acceleration. However, this can be counteracted with the aid of the E-motor torque, where the torque can be transmitted before the engine speed increases above the speed of the new shaft. In this case, the new clutch can assist in synchronizing engine speed and therefore significantly speed up the shift.
Es kann vorgesehen sein, dass das Moment der alten Kupplung bis zur Schlupfgrenze reduziert wird und dann das Motormoment erhöht wird, bis die alte Kupplung schlupft.It can be provided that the torque of the old clutch is reduced to the slip limit and then the engine torque is increased until the old clutch slips.
Ferner ist es möglich, dass das Motormoment über das Fahrerwunschmotormoment gesteuert wird. Das übertragbare Moment der alten Kupplung kann bevorzugt mit einer konstanten Rampe bis auf den Wert 0 reduziert werden, während das übertragbare Moment der neuen Kupplung vorzugsweise mit der gleichen Rampe bis zur Schlupfgrenze oder leicht darüber erhöht wird, wobei das Moment des E-Motors gemäß der Gleichung 23d oder 25d angesteuert wird, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung zu erreichen.Furthermore, it is possible for the engine torque to be controlled via the driver's desired engine torque. The transmittable torque of the old clutch may preferably be reduced to a
Des weiteren kann die neue Kupplung bis zur Schlupfgrenze oder leicht darüber angesteuert werden, wobei die Fahrzeugbeschleunigung mit dem E-Motor weiter bis zur Motorsynchronisation verändert werden kann.Furthermore, the new clutch can be controlled to the slip limit or slightly above, with the vehicle acceleration can be further changed with the electric motor until the engine synchronization.
Es ist auch möglich, das Motormoment knapp bis unterhalb des Fahrerwunschmotormomentes zu erhöhen, um einen kontinuierlichen Schlupf-Haftübergang zu erreichen, wenn die Motordrehzahl mit der Drehzahl der neuen Einganswelle synchronisiert wird. Die Fahrzeugbeschleunigung wird dann mit dem E-Motor weiter geregelt.It is also possible to increase the engine torque just below the driver's desired engine torque to achieve a continuous slip-sticking transition when the engine speed is synchronized with the speed of the new input shaft. The vehicle acceleration is then further regulated by the electric motor.
In
Im Rahmen einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann auch eine Schubrückschaltung mit Unterstützung eines E-Motors bei ausreichendem verfügbaren Moment vorgesehen werden. Das Schubmoment sollte an dem Abtrieb während der gesamten Momentenübertragung von der alten Welle zur neuen Welle erhalten bleiben. Dies kann durch Reduzierung der Motordrehzahl unterhalb der Drehzahl der alten Welle erreicht werden. In dieser Situation wird durch das Öffnen der alten Kupplung die Fahrzeugbeschleunigung erhöht und durch Schließen der neuen Kupplung reduziert. Diese Reaktionen können sich gegeneinander aufheben. Das E-Motormoment wird zur Steuerung und Einstellung der Fahrzeugbeschleunigung verwendet.As part of a development of the present invention, a push-down with the assistance of an electric motor can be provided with sufficient available moment. The thrust torque should be maintained at the output during the entire torque transmission from the old shaft to the new shaft. This can be achieved by reducing the engine speed below the speed of the old shaft. In this situation, opening the old clutch increases vehicle acceleration and reduces it by closing the new clutch. These reactions can cancel each other out. The e-motor torque is used to control and adjust the vehicle acceleration.
Es ist möglich, dass das Moment der alten Kupplung bis zur Schlupfgrenze reduziert und dann das Motormoment erhöht wird bis die alte Kupplung schlupft.It is possible that the torque of the old clutch is reduced to the slip limit and then the engine torque is increased until the old clutch slips.
Ferner kann das Motormoment auf ein minimales Moment verringert werden, um sicherzustellen, dass die Motordrehzahl unterhalb der Drehzahl der alten Welle bleibt. Das übertragbare Moment der alten Kupplung kann mit einer konstanten Rampe bis auf den Wert 0 reduziert werden, während das übertragbare Moment der neuen Kupplung mit der gleichen Rampe bis auf die Schlupfgrenze oder leicht darüber erhöht wird, wobei das Moment des E-Motors gemäß der Gleichung 23d oder 25d angesteuert wird, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung zu erreichen.Further, the engine torque may be reduced to a minimum torque to ensure that the engine speed remains below the old shaft speed. The transmittable torque of the old clutch can be reduced to a value of 0 with a constant ramp, while the transmittable torque of the new clutch is increased with the same ramp up to the slip limit or slightly above it the moment of the electric motor is driven in accordance with the equation 23d or 25d to reach the driver request vehicle acceleration.
Das Motormoment wird über das Fahrerwunschmotormoment erhöht, um die Motorsynchronisation zu beschleunigen, wenn das Moment der alten Kupplung (komplette ausgekuppelt) den Wert 0 annimmt.The engine torque is increased above the driver desired engine torque to accelerate engine synchronization when the torque of the old clutch (fully disengaged) becomes 0.
Die neue Kupplung wird bis auf die Schlupfgrenze oder leicht darüber angesteuert und die Fahrzeugbeschleunigung wird mit dem E-Motor weiter geregelt.The new clutch is controlled to the slip limit or slightly above and the vehicle acceleration is further regulated by the electric motor.
Das Motormoment wird gerade bis zum Fahrerwunschmotormoment verringert, um einen kontinuierlichen Schlupf- Haftübergang zu erreichen, wenn die Motordrehzahl mit der Drehzahl der neuen Einganswelle synchronisiert ist. Die Fahrzeugbeschleunigung wird mit dem E-Motor weiter angesteuert.The engine torque is reduced just to the driver request engine torque to achieve a continuous slip-to-stick transition when the engine speed is synchronized with the speed of the new input shaft. Vehicle acceleration continues to be controlled by the electric motor.
In
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltung ohne geeignete Unterstützung von dem E-Motor vorgesehen. Das E-Motormoment kann beispielsweise nicht verfügbar sein oder das Moment kann nicht ausreichend die Fahrzeugbeschleunigung unterstützen. In diesem Fall wird die Strategie so gut wie möglich von dem E-Motor unterstützt; entweder mit maximalem positiven oder maximalem negativen verfügbaren Moment, und es kann eine der Kupplungen zum Ansteuern des Moments für den Abtrieb verwendet werden, um die Fahrzeugbeschleunigung zu erreichen.In a further embodiment of the present invention, a circuit is provided without suitable assistance from the electric motor. For example, the e-motor torque may not be available, or the moment may not sufficiently support vehicle acceleration. In this case, the strategy is supported as much as possible by the electric motor; either with maximum positive or maximum negative available torque, and one of the clutches for driving the output torque may be used to achieve vehicle acceleration.
Bei den folgenden Simulationen wird vorausgesetzt, dass der E-Motor nicht verfügbar ist. Analog zu den vorher beschriebenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung können folgende Gleichungen entwickelt werden.
- 1. Der Zustand wird betrachtet, bei
dem die Kupplung 1 haftet und dieKupplung 2 schlupft. Daraus ergibt sich folgende Gleichung: - 2. Es wird der Zustand betrachtet, bei
dem die Kupplung 2 haftet und dieKupplung 1 schlupft. - 3. Es wird der Zustand betrachtet, bei dem beide Kupplungen schlupfen. In diesem Fall kann jede Kupplung angesteuert werden, um die Fahrzeugbeschleunigung zu erreichen. Es ergeben sich folgende Gleichungen
- 1. The state is considered in which the
clutch 1 adheres and the clutch 2 slips. This results in the following equation: - 2. Consider the condition where the
clutch 2 adheres and the clutch 1 slips. - 3. Consider the condition where both clutches slip. In this case, each clutch can be controlled to achieve vehicle acceleration. The following equations result
Ein Modell für eine vorausberechnende Strategie wird impliziert, bei der die Gleichungen 26d, 28d, 30d, 31d oder dergleichen verwendet werden, während bei einer Rückkoppelsteuerungsstrategie die Gleichungen 27d, 29d, 32d, 33d oder dergleichen verwendet werden. Das Modell für die vorausberechnende Strategie wird bevorzugt, jedoch kann diese auch durch eine Rückkoppelsteuerungsstrategie insbesondere in einem Fall ersetzt werden, bei dem der Wert von Tvehicle signifikant während der Schaltung verändert wird oder die Abschätzung von Jvehicle, Ĵvehicle weit von dem korrekten Wert entfernt ist, welches z.B. in Folge der Beladung des Fahrzeuges (große Abweichung von dem erwarteten Gesamtgewicht des Fahrzeuges) vorkommen kann. Es ist nicht zu erwarten, dass der Komfort der Schaltung von den präzise abgeschätzten Werten von Tvehicle und Jvehicle abhängig ist.A predictive strategy model is implied, using equations 26d, 28d, 30d, 31d, or the like, while in a feedback control strategy equations 27d, 29d, 32d, 33d, or the like are used. The predictive strategy model is preferred, but it may also be replaced by a feedback control strategy, particularly in a case where the value of T vehicle is changed significantly during the shift or the estimate of J vehicle , Ĵ vehicle is far from the correct value is removed, which may occur, for example, as a result of the loading of the vehicle (large deviation from the expected total weight of the vehicle). The comfort of the circuit is not expected to depend on the precise estimated values of T vehicle and J vehicle .
Nachfolgend wird eine Zughochschaltung ohne Unterstützung des E-Motors betrachtet. Das Zugmoment sollte an dem Abtrieb während der gesamten Momentenübertragung von der alten Welle zur neuen Welle erhalten bleiben. Dies kann erreicht werden, durch Erhöhung der Motordrehzahl über die Drehzahl der alten Welle. In dieser Situation wird durch das Öffnen der alten Kupplung die Fahrzeugbeschleunigung verringert und durch das Schließen der neuen Kupplung die Fahrzeugbeschleunigung erhöht. Mit geeigneten und parallelen Kupplungsoperationen können diese Reaktionen sich gegenseitig aufheben.The following is an up-shift without the support of the electric motor considered. The traction torque should be maintained at the output during the entire torque transmission from the old shaft to the new shaft. This can be achieved by increasing the engine speed above the old shaft speed. In this situation, opening the old clutch reduces vehicle acceleration and increases vehicle acceleration by closing the new clutch. With appropriate and parallel coupling operations, these reactions can cancel each other out.
Es ist möglich, dass das Moment der alten Kupplung bis zur Schlupfgrenze reduziert wird, wobei dann das Motormoment bis zum Schlupfen der alten Kupplung erhöht wird.It is possible that the torque of the old clutch is reduced to the slip limit, and then the engine torque is increased until the old clutch slips.
Ferner kann das Motormoment über das Fahrerwunschmotormoment gesteuert werden, um sicherzustellen, dass die Motordrehzahl über der Drehzahl der alten Welle gehalten wird. Das übertragbare Moment der alten Kupplung wird z. B. mit einer konstanten Rampe auf den Wert 0 reduziert, während das übertragbare Moment der neuen Kupplung gemäß den Gleichungen 30d/32d oder 31d/33d verändert werden, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung zu erreichen.Further, the engine torque may be controlled via the driver request engine torque to ensure that the engine speed is maintained above the old shaft speed. The transmissible torque of the old clutch is z. B. with a constant ramp to the value of 0, while the transferable Moment of the new clutch according to the equations 30d / 32d or 31d / 33d are changed in order to achieve the driver request vehicle acceleration.
Das Motormoment wird auf ein minimales Moment reduziert, um die Motorsynchronisation zu beschleunigen, wenn das Moment der alten Kupplung (komplett ausgekuppelt) den Wert 0 annimmt. Die Fahrzeugbeschleunigung wird dann über die neue Kupplung gesteuert.The motor torque is reduced to a minimum torque to accelerate motor synchronization when the torque of the old clutch (fully disengaged) becomes 0. The vehicle acceleration is then controlled via the new clutch.
Das Motormoment wird gerade bis unterhalb des Fahrerwunschmotormomentes erhöht, um einen gleichmäßigen Schlupf-Haftübergang zu erreichen, wenn die Motordrehzahl mit der Drehzahl der neuen Eingangswelle synchronisiert ist. Die Fahrzeugbeschleunigung wird weiter mit der neuen Kupplung gesteuert.The engine torque is increased just below the driver desired engine torque to achieve a smooth slip-to-stick transition when the engine speed is synchronized with the speed of the new input shaft. Vehicle acceleration continues to be controlled with the new clutch.
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Nachfolgend wird eine Schubhochschaltung ohne Unterstützung des E-Motors vorgesehen. Das Schubmoment sollte an dem Abtrieb während der gesamten Momentenübertragung von der alten Welle zu der neuen Welle erhalten bleiben. Dies wird durch Reduzierung der Motordrehzahl bis unterhalb der Drehzahl der neuen Welle vor der Momentenübertragung erreicht. In dieser Situation wird durch das Öffnen der alten Kupplung die Fahrzeugbeschleunigung erhöht und durch Schließen der neuen Kupplung die Fahrzeugbeschleunigung verringert. Durch geeignete und parallele Kupplungsoperationen können diese Reaktionen gegeneinander aufgehoben werden.Subsequently, a thrust upshift without support of the electric motor is provided. The thrust moment should be maintained at the output during the entire torque transmission from the old shaft to the new shaft. This is achieved by reducing the engine speed to below the speed of the new shaft before torque transmission. In this situation, opening the old clutch increases vehicle acceleration and reduces vehicle acceleration by closing the new clutch. By suitable and parallel coupling operations, these reactions can be canceled against each other.
Es ist möglich, dass das Moment der alten Kupplung bis zur Schlupfgrenze reduziert wird, wobei dann das Motormoment verringert wird, bis die alte Kupplung schlupft.It is possible that the torque of the old clutch is reduced to the slip limit, and then the engine torque is reduced until the old clutch slips.
Ferner ist möglich, dass das Motormoment auf ein Minimum reduziert wird. Das Moment der alten Kupplung wird gemäß der Gleichungen 30d/32d oder 31d/33d gesteuert, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung bis zur Motorsynchronisation zu erreichen.It is also possible that the engine torque is reduced to a minimum. The torque of the old clutch is controlled in accordance with Equations 30d / 32d or 31d / 33d to achieve the driver desired vehicle acceleration until engine synchronization.
Es ist denkbar, dass das Motormoment leicht über das Fahrerwunschmotormoment erhöht wird, um einen gleichmäßigen Schlupf-Haftübergang sicherzustellen, wenn sich die Motordrehzahl unterhalb der Drehzahl der neuen Eingangswelle befindet. Das Moment der alten Kupplung wird mit einer konstanten Rampe auf den Wert 0 reduziert, während das Moment der neuen Kupplung gemäß der Gleichungen 30d/32d oder 31d/33d angesteuert wird, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung zu erreichen, bis die neue Kupplung haftet.It is conceivable that the engine torque may be increased slightly above the driver's desired engine torque to ensure a smooth slip-to-stick transition when the engine speed is below the speed of the new input shaft. The torque of the old clutch is reduced to the
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Nachfolgend wird im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung eine Zugrückschaltung ohne Unterstützung des E-Motors vorgesehen. Das Zugmoment sollte an dem Abtrieb während der gesamten Momentenübertragung von der alten Welle zur neuen Welle erhalten bleiben. Dies kann erreicht werden, indem die Motordrehzahl über die Drehzahl der neuen Welle vor der Momentenübertragung erhöht wird. In dieser Situation wird durch das Öffnen der alten Kupplung die Fahrzeugbeschleunigung verringert und durch das Schließen der neuen Kupplung die Fahrzeugbeschleunigung erhöht. Durch geeignete und parallele Kupplungsoperationen können diese Reaktionen gegeneinander aufgehoben werden.Below is provided in the context of a development of the invention, a train downshift without the support of the electric motor. The traction torque should be maintained at the output during the entire torque transmission from the old shaft to the new shaft. This can be accomplished by increasing the engine speed above the speed of the new shaft prior to torque transmission. In this situation, opening the old clutch reduces vehicle acceleration and increases vehicle acceleration by closing the new clutch. By suitable and parallel coupling operations, these reactions can be canceled against each other.
Es ist möglich, dass das Moment der alten Kupplung bis zur Schlupfgrenze reduziert wird und dann das Motormoment bis zum Schlupfen der alten Kupplung erhöht wird. It is possible that the torque of the old clutch is reduced to the slip limit and then the engine torque is increased until the old clutch slips.
Ferner kann das Motormoment über das Fahrerwunschmotormoment geregelt werden. Das Moment der alten Kupplung wird gemäß der Gleichung 30d/32d oder 31d/33d verändert, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung zu erreichen bis Motorsynchronisation vorliegt.Furthermore, the engine torque can be regulated via the driver's desired engine torque. The torque of the old clutch is changed according to Equation 30d / 32d or 31d / 33d to achieve the driver desired vehicle acceleration until engine synchronization occurs.
Das Motormoment kann leicht bis unterhalb des Fahrerwunschmotormomentes verringert werden, um einen gleichmäßigen Schlupf- Haftübergang sicher zustellen, wenn die Motordrehzahl über der Drehzahl der neuen Eingangswelle liegt. Das Moment der alten Kupplung kann bevorzugt mit einer konstanten Rampe auf den Wert 0 reduziert werden, während das Moment der neuen Kupplung gemäß der Gleichungen 30d/32d oder 31d/33d geregelt wird, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung zu erreichen, bis die neue Kupplung haftet.The engine torque can be reduced slightly below the driver's desired engine torque to ensure a smooth slip-to-stick transition when the engine speed is above the speed of the new input shaft. The torque of the old clutch may preferably be reduced to the
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Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schubrückschaltung ohne Unterstützung durch einen E-Motor. Das Zugmoment sollte an dem Abtrieb während der gesamten Momentenübertragung von der alten Welle zur neuen Welle erhalten bleiben. Dies wird durch Erhöhung der Motordrehzahl über die Drehzahl der alten Welle erreicht. In dieser Situation wird durch Öffnen der alten Kupplung die Fahrzeugbeschleunigung veringert und durch Schließen der neuen Kupplung die Fahrzeugbeschleunigung erhöht. Durch geeignete und parallele Kupplungsoperationen können diese Reaktionen gegeneinander aufgehoben werden.A development of the present invention relates to a push downshift without assistance by an electric motor. The traction torque should be maintained at the output during the entire torque transmission from the old shaft to the new shaft. This is achieved by increasing the engine speed above the old shaft speed. In this situation, opening the old clutch reduces the vehicle acceleration and increases the vehicle acceleration by closing the new clutch. By suitable and parallel coupling operations, these reactions can be canceled against each other.
Es ist möglich, dass das Moment der alten Kupplung bis an die Schlupfgrenze reduziert wird, wobei dann das Motormoment verringert wird bis die alte Kupplung schlupft.It is possible that the torque of the old clutch is reduced to the slip limit, and then the engine torque is reduced until the old clutch slips.
Ferner kann das Motormoment bis unterhalb des Fahrerwunschmotormomentes gesteuert werden, um sicherzustellen, dass die Motordrehzahl unterhalb der Drehzahl der alten Welle gehalten wird. Das übertragbare Moment der alten Kupplung wird z. B. mit einer konstanten Rampe auf den Wert 0 reduziert, während das übertragbare Moment der neuen Kupplung gemäß der Gleichungen 30d/32d oder 31d/33d geregelt wird, um die Fahrerwunschfahrzeugbeschleunigung zu erreichen.Further, the engine torque may be controlled to below the driver desired engine torque to ensure that the engine speed is maintained below the old shaft speed. The transmissible torque of the old clutch is z. B. is reduced to the
Das Motormoment wird über das Fahrerwunschmotormoment erhöht, um die Motorsynchronisation zu beschleunigen, wenn das Moment der alten Kupplung (komplett ausgekuppelt) den Wert 0 annimmt. Die Fahrzeugbeschleunigung wird mit der neuen Kupplung weiter geregelt.The engine torque is increased above the driver request engine torque to accelerate engine synchronization when the torque of the old clutch (fully disengaged) becomes 0. The vehicle acceleration is further regulated with the new clutch.
Das Motormoment wird gerade bis oberhalb des Fahrerwunschmotormoments reduziert, um einen kontinuierlichen Schlupf- Haftübergang zu erreichen, wenn die Motordrehzahl mit der Drehzahl der neuen Eingangswelle synchronisiert ist. Die Fahrzeugbeschleunigung wird mit der neuen Kupplung weiter geregelt.The engine torque is reduced just above the driver desired engine torque to achieve a continuous slip-to-stick transition when the engine speed is synchronized with the speed of the new input shaft. The vehicle acceleration is further regulated with the new clutch.
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Des weiteren kann gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen werden, dass sowohl das verfügbare Motormoment und das E-Motormoment ausreichend für die vorgenannten Steuerstrategien ist. Durch die folgenden Situationen können geeignete Veränderungen bei den Strategien vorgesehen werden.Furthermore, it can be provided according to a development of the present invention that both the available engine torque and the electric motor torque is sufficient for the aforementioned control strategies. The following situations may provide appropriate changes to the strategies.
Bei Zughochschaltungen kann vorgesehen sein, dass das Motormoment immer ein Maximum vor der Schaltung annimmt. Wenn kein Motormoment zum Erhöhen der Motordrehzahl über die Drehzahl der alten Welle verfügbar ist, kann in diesem Fall die alte Kupplung bis unterhalb der Schlupfgrenze während der Momentenübertragung angesteuert werden. Der Beschleunigungswert kann etwa beibehalten werden. In case of upshifting it can be provided that the engine torque always assumes a maximum before the shift. In this case, if no engine torque is available to increase the engine speed beyond the old shaft speed, the old clutch may be driven to below the slip limit during torque transfer. The acceleration value can be maintained approximately.
Bei Schubhochschaltungen ist das Motormoment vor der Schaltung immer nahe einem Minimum. Die Motorsynchronisation dauert dabei zu lange. In diesem Fall kann eine Art ASG-Schaltung vorgesehen werden. Dabei ist die alte Kupplung voll geöffnet und die neue Kupplung geschlossen, wenn die Motordrehzahl unterhalb der Drehzahl der neuen Welle ist.With shear upshifts, the engine torque before switching is always close to a minimum. The engine synchronization takes too long. In this case, a kind of ASG circuit can be provided. The old clutch is fully open and the new clutch is closed when the engine speed is below the speed of the new shaft.
Bei Zugrückschaltungen ist das Motormoment vor der Schaltung immer nahe bei einem Maximum. Die Motorsynchronisation dauert dabei zu lange. In diesem Fall kann eine Art ASG-Schaltung verwendet werden. Die alte Kupplung ist voll geöffnet und die neue Kupplung ist geschlossen, wenn die Motordrehzahl über der Drehzahl der neuen Welle liegt.In train downshifts, the engine torque before switching is always close to a maximum. The engine synchronization takes too long. In this case, a kind of ASG circuit can be used. The old clutch is fully open and the new clutch is closed when the engine speed is above the speed of the new shaft.
Bei Schubrückschaltungen ist das Motormoment vor der Schaltung immer nahe einem Minimum. Dabei ist kein Motormoment zur Reduzierung der Motordrehzahl unterhalb der Drehzahl der alten Welle verfügbar. In diesem Fall muss die alte Kupplung während der Momentenübertragung unterhalb der Schlupfgrenze gehalten werden. Der Beschleunigungswert kann etwa beibehalten werden.With push downshifts, the engine torque before shifting is always close to a minimum. There is no engine torque available to reduce the engine speed below the old shaft speed. In this case, the old coupling must be kept below the slip limit during torque transmission. The acceleration value can be maintained approximately.
In den
In
In
Für die Schaltstrategien, welche in den
- Jeng = 0.2 kg · m2
- Jvehicle = 117 kg · m2
- Jemotor = 0.022 kg · m2
- i1 =14 (Gangübersetzung bei Welle 1)
- i2 = 10 (Gangübersetzung bei Welle 2)
- iem = 1.2 (Gangübersetzung zwischen E - motor und Welle 2)
- Temotor = maximales Moment
- Tvehicle = Bremsreibung + Bergan - oder Bergabfahrten + Luftwiders tan d + Rollwiders tan d
- r = 0.3 m (Radradius)
- m = 1300 kg (Masse des Fahrzeuges und der Beladung)
- J eng = 0.2 kg · m 2
- J vehicle = 117 kg · m 2
- J emotor = 0.022 kg · m 2
- i 1 = 14 (gear ratio at shaft 1)
- i 2 = 10 (gear ratio at shaft 2)
- i em = 1.2 (gear ratio between electric motor and shaft 2)
- T emotor = maximum torque
- T vehicle = brake friction + Bergan - or downhill + Luftwiders tan d + Rollwiders tan d
- r = 0.3 m (wheel radius)
- m = 1300 kg (mass of the vehicle and the load)
Dabei sollte beachtet werden, dass einige numerische Effekte (Peaks) bei den Beschleunigungsverläufen in Folge falscher dynamischer Gleichungen sichtbar sind, in Folge von falschen dynamischen Gleichungen, die während eines Zeitschrittes in dem Modell verwendet werden, insbesondere in dem Fall, wenn der Kupplungsschlupf vom Haften zum Schlupfen verändert wird (Schubmoment wird dann als Zugmoment berechnet). Jedoch solange, wie der Beschleunigungswert vor und nach dem Peak gleich ist, ist zu erwarten, dass kein Ruck in dem Fahrzeug wahrnehmbar ist. Des weiteren ist zu beachten, dass die Beschleunigungsverläufe stark vergrößert sind, so dass deshalb dies bei den dargestellten Verläufen hinsichtlich dieser Effekte zu beachten ist.It should be noted that some of the numerical effects (peaks) in the acceleration curves due to false dynamic equations are visible as a result of false dynamic equations used during a time step in the model, especially in the case when the clutch slip from sticking is changed to slippage (thrust torque is then calculated as a tensile torque). However, as long as the acceleration value before and after the peak is the same, it is expected that no jerk is perceptible in the vehicle. Furthermore, it should be noted that the acceleration curves are greatly increased, so that this is to be observed in the illustrated courses with respect to these effects.
Demzufolge wird eine optimale Strategie für ein komfortables Schalten, insbesondere bei einem ESG-Getriebe, mit und ohne Unterstützung eines E-Motors vorgeschlagen. Accordingly, an optimal strategy for comfortable shifting, especially in an ESG transmission, with and without the aid of an electric motor is proposed.
Insgesamt wird somit eine Steuerstrategie für Übersetzungswechsel vorzugsweise bei einem ESG-Doppelkupplungsgetriebe vorgestellt. Das Ziel dieser Strategie ist die Steuerung des Abtriebsmoments (Fahrzeugbeschleunigung), um eine komfortable Überschneidungsschaltung durchzuführen. Das primäre Steuerungsmittel kann dabei der E-Motor sein. Wenn das Moment des E-Motors nicht ausreichend groß ist, kann zur Steuerung des Abtriebsmomentes (Fahrzeugbeschleunigung) auch eine der Kupplungen oder dgl. benutzt werden.Overall, a control strategy for ratio changes is thus preferably presented in an ESG dual-clutch transmission. The goal of this strategy is the control of the output torque (vehicle acceleration) to perform a comfortable overlap circuit. The primary control means may be the electric motor. If the moment of the electric motor is not sufficiently large, one of the clutches or the like can be used to control the output torque (vehicle acceleration).
Bei dieser Steuerstrategie werden insbesondere vier verschiedene Typen von Überschneidungsschaltungen definiert, nämlich Zughochschaltungen, Schubhochschaltungen, Zugrückschaltungen und Schubrückschaltungen. All diese Schaltungstypen können mit minimalem Ruck und hohem Komfort durchgeführt werden, wobei ein ausreichendes Moment vom E-Motor oder von dem Verbrennungsmotor zur Verfügung gestellt wird. Die Schubhochschaltungen und die Zugrückschaltungen können beim Einsatz des E-Motors deutlich schneller und komfortabler durchgeführt werden, da der Verbrennungsmotor nicht ausreichend Moment zur Verfügung stellen kann, d.h. Hochschaltung beim Minimumgas oder Rückschaltungen beim Maximumgas.In particular, four different types of overlap circuits are defined in this control strategy, namely upshifts, push upshifts, pull downs, and downshifts. All of these types of circuits can be carried out with minimal jerk and comfort, with sufficient torque being provided by the electric motor or engine. The thrust upshifts and the downturns can be performed much faster and more comfortable when using the electric motor, since the internal combustion engine can not provide sufficient torque, i. Upshift at minimum throttle or downshifts at maximum throttle.
Des weiteren sind Schaltstrategien mit dem E-Motor möglich, die den Energieeintrag bei den Kupplungen reduzieren, um damit die Wärmebelastung und den Verschleiß zu minimieren.Furthermore, switching strategies are possible with the electric motor, which reduce the energy input at the clutches, so as to minimize the heat load and wear.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche eine weitere Schaltstrategie insbesondere für Parallelschaltgetriebe vorsieht, die den Verzicht aller Synchronisierungen auch für Hochschaltungen ermöglicht.Hereinafter, a further embodiment of the present invention will be described, which provides a further switching strategy, in particular for parallel shift transmission, which allows the waiver of all synchronizations for upshifts.
Insbesondere aus Kosten- und Wettbewerbsgründen ist es wünschenswert auf Synchronisierungen bei Doppelkupplungsgetrieben zu verzichten, ohne dass die Qualität der Schaltung darunter leidet.Especially for reasons of cost and competitiveness, it is desirable to dispense with synchronizations in dual-clutch transmissions, without the quality of the circuit suffers.
Demzufolge wird eine Schaltstrategie vorgeschlagen, bei der die vorgenannten Nachteile vermieden werden.Accordingly, a switching strategy is proposed in which the aforementioned disadvantages are avoided.
Es ist möglich, das Schaltstrategien vorgesehen werden, bei denen nur bestimmte Synchronisierungen der Getriebeeingangswellen vorgesehen sind. Dazu werden die Getriebeeingangswellen unter Nutzung der Synchronisierungen an den jeweils höchsten Gängen auf die Synchrondrehzahl des Zielganges abgebremst. Anschließend kann der Zielgang eingelegt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Schleppverluste im Getriebe während der Verfahrwege an den Synchronisierungen und zum Zielgang, insbesondere bei tiefen Temperaturen, dazu führen können, dass die Synchrondrehzahl bereits unterschritten wird. Dieser Effekt kann bei der hier vorgestellten Steuerstrategie in vorteilhafter Weise ausgenutzt werden. Die erfindungsgemäße Steuerstrategie ist in
Dabei wird an der Getriebeeingangswelle 1 (GE 1) der Gang 1 und an der Getriebeeingangswelle 2 (GE 2) der Gang 2 eingelegt, wobei ohne Synchronisierung durch geringfügiges Anlegen der Kupplungen K 1 und K 2 dies im Stand möglich ist, so dass in Gang 1 angefahren werden kann. Nach der Überblendschaltung auf Gang 2 kann die Getriebeeinganswelle GE 1 auf den Gang 3 synchronisiert werden. Dazu wird zunächst der Gang 1 herausgenommen und die Getriebeeingangswelle GE 1 in den Neutralzustand geschaltet. Die Getriebeeingangswelle GE 1 läuft nun frei und kann in Folge der Schleppverluste im Getriebe nach einiger Zeit die Synchrondrehzahl für Gang 3 erreichen. Dies ist jedoch aus Gründen der Schaltzeit nicht akzeptabel, welches aus der Darstellung in
Daher wird unmittelbar nach dem Herausnehmen des Ganges 1 die Kupplung K1 kurz angelegt und die Getriebeeinganswelle GE 1 bereits erheblich hinsichtlich auf die Drehzahl von der Getriebeeinganswelle GE 2 verzögert, welche in diesem Moment, also unmittelbar nach der Überblendschaltung, etwa im Verhältnis der Übersetzung i2/i3 etwas über der Synchrondrehzahl von Gang 3 liegt. Schließlich wird diese Synchrondrehzahl in Folge der temperaturabhängigen Schleppmomente erreicht, welches durch die vorhandenen Drehzahlsignale erkannt werden kann.Therefore, is applied K1 short immediately after the removal of the
Wenn kein Gang vorgewählt werden soll, kann die Drehzahl der Getriebeeingangswelle GE 1 unter die Synchrondrehzahl fallen und mit vorliegendem Schaltbefehl durch Anlegen der Kupplung K1 leicht synchronisiert werden. Es ist auch denkbar das andere Vorgehensweisen bei der erfindungsgemäßen Schaltstrategie angewandt werden, um diese Schaltstrategie weiterzuverbessern. If no gear is to be preselected, the speed of the transmission
Die hier vorgestellte Schaltstrategie ist vorzugsweise für Parallelschaltgetriebe einsetzbar, jedoch kann die Schaltstrategie auch für andere Getriebe verwendet werden.The switching strategy presented here can preferably be used for parallel transmissions, but the shift strategy can also be used for other transmissions.
In
Es ist auch denkbar, dass bei der Schaltstrategie zur Drehzahlanpassung bei Hochschaltungen, welche das Schleppmoment im Getriebe ausnutzt, vorzugsweise bei der Kupplung der Welle des gehenden Ganges nach erfolgter Schaltung vorgesehen ist, dass der alte Gang herausgenommen und kurzzeitig der Neutralzustand N geschaltet wird, um somit die Kupplung auf die Drehzahl der neuen Welle zu bringen. Die mögliche verbleibende Drehzahldifferenz kann vorzugsweise durch Ausnutzung des Schleppmomentes im Getriebe erfolgen. Ohne die Ausnutzung des Schleppmomentes ist diese Variante der Schaltstrategie geeignet, die erforderliche Synchronisationsleistung in vorteilhafter Weise zu verringern. Dies ist insbesondere bei größeren Getrieben und den damit verbundenen größeren Trägheiten der zu synchronisierenden Massen von Bedeutung. Ein entsprechendes Schaltablaufdiagramm ist in
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche die Integration von Funktionen des Motors in Bedienelemente für Getriebe vorsieht.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described, which provides for the integration of functions of the engine in controls for transmission.
Beispielsweise können Systeme vorgesehen werden, die den Zustritt zum Fahrzeug und dessen Inbetriebnahme ohne herkömmliche Schlüssel ermöglichen. Beispielsweise kann auch vorgesehen werden, dass ein separater Bedienknopf zum Anlassen des Motors vorgesehen ist. Zum Anlassen des Motors müssen insbesondere bei Automatikgetrieben oder auch bei automatisierten Getrieben eine Anlasserfreigabe vorgesehen werden.For example, systems can be provided which allow the passage to the vehicle and its commissioning without conventional keys. For example, it can also be provided that a separate control knob is provided for starting the engine. To start the engine, a starter release must be provided especially in automatic transmissions or in automated transmissions.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Bedienung von Getrieben und das Anlassen bzw. Stoppen des Motors kombiniert werden. Deshalb wird vorgeschlagen, dass die Bedienung des Getriebes und des Motors bezüglich der Funktionen des Anlassens und des Abschaltens zusammengefasst werden. Dies ermöglicht ferner einfache Strategien zur Darstellung der Funktionen, die dem Abstellen eines Fahrzeuges mit manuellem Getriebe mit eingelegtem Gang entspricht.The present invention is intended to combine the operation of transmissions and the starting or stopping of the engine. Therefore, it is proposed that the operation of the transmission and the engine with respect to the functions of starting and stopping are summarized. This also allows simple strategies for the representation of the functions that corresponds to the parking of a vehicle with manual transmission with gear engaged.
Es ist auch möglich weitere Funktionen von Getriebe und Motor dabei zu berücksichtigen.It is also possible to consider further functions of gearbox and engine.
Für die Betätigung von Automatik oder automatisierten Getrieben können bevorzugt ein oder mehrere Bedienelemente, wie z.B. Wählhebel, Schaltwippen, Tasten am Lenkrad oder dgl., eingesetzt werden. Vorzugsweise sind zwei Arten von Betätigungen möglich. Zum einen werden lediglich Impulse weitergegeben, die eine bestimmte Aktion, z.B. bei dem Getriebe, nämlich beispielsweise einen Gang hoch oder runter schalten, auslösen. Zum anderen werden Funktionen eingeschaltet, wie z.B. ein möglicher Automatik-Modus.For the operation of automatic or automated transmissions, one or more operating elements, such as e.g. Selector lever, paddles, buttons on the steering wheel or the like., Can be used. Preferably, two types of operations are possible. On the one hand, only impulses are passed that carry out a specific action, e.g. in the transmission, namely, for example, a gear up or down, trigger. On the other hand, functions are turned on, such as a possible automatic mode.
Nach der vorliegenden Erfindung können vorzugsweise folgende schaltbare Positionen vorgesehen werden:
- • P-Parken; das heißt, erster Gang ist eingelegt und die Kupplung ist geschlossen
- • S-Start/Stop; das heißt, bei getretener Bremse ist die Kupplung geöffnet
- • N-Neutral; das heißt, kein Gang ist eingelegt und die Kupplung ist offen
- • A-Automatischer Modus; das heißt, Gangwechsel entsprechend der Schaltpunkte
- • M-Manueller Modus; das heißt, manuelle Gangwechsel sind möglich
- • R-Rückwärtsgang; das heißt, Rückwärtsgang ist eingelegt
- • P-parking; that is, first gear is engaged and the clutch is closed
- • S-Start / Stop; that is, when the brake is released, the clutch is open
- • N-neutral; that is, no gear is engaged and the clutch is open
- • A-Automatic mode; that is, gear changes according to the switching points
- • M-Manual mode; that is, manual gear changes are possible
- • reverse gear; that is, reverse gear is engaged
Es sind natürlich auch andere schaltbare Positionen denkbar, die in dieses Konzept eingearbeitet werden können.Of course, other switchable positions are conceivable, which can be incorporated into this concept.
Vorzugsweise können die Position A und M durch eine neue Position D zusammengefasst werden, wobei der Wechsel über entsprechende Tastsignale A/M erfolgen kann. Zusätzlich kommen die Tastenfunktionen für Gangwechsel bzw. für das Anlassen bzw. das Abschalten des Motors hinzu.
- + = Hochschalten
- - = Zurückschalten
- on = Anlasser einschalten
- off = Motor abstellen.
- + = Upshift
- - = switch back
- on = switch on the starter
- off = switch off the engine.
In
Ein wesentlicher Vorteil eines derartigen Wählhebels liegt darin, dass durch die bisherige Auftrennung der Stellung P mögliche Funktionen in zwei unterschiedliche Positionen für eine modifizierte Bedienung geschaffen worden sind. Alternativ zu einem Wählhebel können auch separate Schalter, Tasten oder dgl. eingesetzt werden. Der Schalter kann die Schaltfunktion aus
Diese mögliche Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann bei sämtlichen automatisierten Schaltgetrieben und auch bei reinen Automatikgetrieben Einsatz finden.This possible embodiment of the present invention can be used in all automated manual transmissions and also in pure automatic transmissions.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine Parametrierung im Fall von bestimmten Fahrsituationen und/oder Fahrprogrammen bei Rückschaltvorgängen in Getrieben vorgesehen ist.A further embodiment of the present invention will be described below, in which a parameterization in the case of certain driving situations and / or driving programs is provided for downshifts in transmissions.
Vorzugsweise bei einem Parallelschaltgetriebe (PSG) beispielsweise mit Trockenkupplungen und selbsthemmenden elektromotorischen Aktoren kann es vorkommen, dass die Getriebesteuerung auf Grund eines Fehlers, beispielsweise durch Ausfall einer Sicherung oder dgl., während einer Überschneidungsschaltung ausfällt und beide Kupplungen ein Moment übertragen. Wenn dies auch bei bestimmten Fahrsituationen, z.B. auf glatter Fahrbahn oder dgl., passiert und der Fahrer zudem vom Gas geht, weil er den Ausfall bemerkt, können beispielsweise die Räder in Schlupf kommen. Durch eine geeignete Parametrierung der Schaltungen, insbesondere der ZugRückschaltungen, kann ein Verhalten des Fahrzeuges, wie bei einem Handschaltgetriebe bzw. bei einem automatischen Schaltgetriebe (ASG), erreicht werden. Dabei ist es erforderlich, geeignete Kriterien und Parametrierungen zu finden. Beispielsweise kann eine derartige Parametrierung bei Rückschaltungen bei einem Parallelschaltgetriebe im Winterprogramm oder auch bei Radschlupfdetektion vorgesehen sein.Preferably, in a parallel shift transmission (PSG), for example with dry clutches and self-locking electromotive actuators, it may happen that the transmission control fails due to a fault, for example by failure of a fuse or the like. During an overlap circuit and both clutches transmit a moment. If this is also true in certain driving situations, e.g. On slippery roads or the like, happened and the driver also goes from the gas, because he notices the failure, for example, the wheels can slip. By a suitable parameterization of the circuits, in particular the ZugRückschaltungen, a behavior of the vehicle, as in a manual transmission or in an automatic transmission (ASG), can be achieved. It is necessary to find suitable criteria and parameters. For example, such a parameterization may be provided for downshifts in a parallel shift transmission in the winter program or even in wheel slip detection.
Erfindungsgemäß kann als verbeugende Maßnahme vorgeschlagen werden, dass bei einer überhöhten Radschlupf-Wahrscheinlichkeit vorzugsweise nur Zugrückschaltungen mit voller Zugkraftunterbrechung durchgeführt werden.According to the invention may be proposed as a preventive measure that preferably at an excessive wheel slip probability only train downshifts are performed with full traction interruption.
In
Im Rahmen einer Weiterbildung ist es auch möglich, dass im Hinblick auf den Wandlerautomaten, den das Parallelschaltgetriebe vollwertig ersetzten soll, beispielsweise ein Rest-Füllmoment auf den Triebstrang über die Kupplung des gehenden Ganges übertragen wird, während durch einen Motoreingriff der Motor auf die Zieldrehzahl des neuen Ganges beschleunigt wird. Dabei ergibt sich der Vorteil, dass der Triebstrang gespannt bleibt und keine störenden Spieldurchläufe auftreten. Diese Vorgehensweise ist in
Es ist möglich, dass während der Kupplungsüberschneidung beide Kupplungsaktoren ausfallen können. Dann würde mindestens eine Kupplung permanent schleifen. Wenn dazu der Fahrer noch vom Gas gehen würde, könnte es vorkommen, dass die Räder auf glatter Straße die Haftung verlieren und zwar mit etwas höherer Wahrscheinlichkeit als bei einem Fahrzeug mit Handschaltgetriebe. In
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass bei einer überhöhten Radschlupf-Wahrscheinlichkeit nur Zugrückschaltungen mit voller Zugkraftunterbrechung durchgeführt werden, wie dies auch in
Eine erhöhte Radschlupf-Wahrscheinlichkeit kann z.B. vorliegen, wenn das Winterprogramm durch Betätigung eines Wintertast-Schalters oder eines anderen geeigneten Schalters durch den Fahrer aktiviert wird, oder dadurch, dass die Räder kurz zuvor bereits einmal oder mehrere Male die Haftung verloren haben. Dies kann z.B. beim Durchdrehen bei der Beschleunigung, durch einen ASR-Eingriff, durch einen ABS-Eingriff oder dgl., vorkommen.An increased wheel slip probability may e.g. when the winter program is activated by the operator pressing a winter key switch or other suitable switch, or by the fact that the wheels have previously lost adhesion once or several times previously. This can e.g. when spinning during acceleration, by an ASR intervention, by an ABS intervention or the like. Occur.
Es ist denkbar, dass beim Feststellen von Radschlupf z.B. ein geeigneter Radschlupf-Wahrscheinlichkeitsparameter hoch gesetzt wird und anschließend dann über die Zeit, insbesondere je länger kein Radschlupf mehr beobachtet werden kann, wieder reduziert wird. Dies ist in
Es ist auch möglich, dass vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Radschlupf-Wahrscheinlichkeitsparameter eine stufenlose Reduktion des Auffüllniveaus, insbesondere während einer Zug-Rückschaltung, bestimmt wird. Dies ist in
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine Motor-Schleppmoment-Regelung insbesondere bei Ausfall der Getriebesteuerung oder eines oder beider Kupplungsaktoren vorgeschlagen wird.Hereinafter, a further embodiment of the present invention will be described, in which an engine drag torque control is proposed in particular in case of failure of the transmission control or one or both clutch actuators.
Insbesondere bei einem Parallelschaltgetriebe (PSG) kann es vorkommen, dass im Verlauf einer Überschneidungsschaltung die Getriebesteuerung oder zumindest ein Kupplungsaktor ausfällt. Beispielsweise kann dieser Ausfall durch die Zerstörung einer Sicherung hervorgerufen werden.In particular, in a parallel shift transmission (PSG), it may happen that in the course of an overlapping circuit, the transmission control or at least one clutch actuator fails. For example, this failure can be caused by the destruction of a fuse.
In Folge dessen können beide Kupplungen ein Moment übertragen und dieser Zustand kann eingefroren werden, wenn es sich um selbsthaltende elektromotorische Aktoren handelt. Dabei ist in Betracht zu ziehen, ob es dadurch zu einem Blockieren eines Getriebes oder zumindest einem erhöhten Schleppmoment am Rad kommen kann, so dass bedingt durch den Ausfall das Fahrzeug seine Seitenstabilität verlieren und ausbrechen könnte.As a result, both clutches can transmit a moment and this state can be frozen if they are self-holding electromotive actuators. It should be considered whether this can lead to a blocking of a transmission or at least an increased drag torque on the wheel, so that due to the failure of the vehicle could lose its lateral stability and break out.
Die Gefahr des Ausbrechens besteht insbesondere dann, wenn beide Kupplungen dauerhaft Momente übertragen und der Fahrer vom Gas und der Motor in den Schubbetrieb geht sowie das Fahrzeug sich auf glattem beispielsweise eisigem Untergrund befindet.The danger of breaking out exists in particular when both clutches permanently transmit torque and the driver of the gas and the engine goes into overrun and the vehicle is on a smooth, for example, icy ground.
Grundsätzlich besteht bei allen Getriebetypen, insbesondere auch bei Handschaltgetrieben, die Gefahr, dass das Fahrzeug bedingt durch den Lastwechsel vom Zug- in den Schub-Betrieb ausbricht. Bei einem Parallelschaltgetriebe (PSG) mit eingefrorenen Kupplungen, also im selten Fall des Notlaufs, verschiebt sich die Grenze und erhöht damit die Wahrscheinlichkeit dieses Ausfalles.Basically, in all transmission types, especially in manual transmissions, the risk that the vehicle breaks due to the load change from the train to the thrust operation. In a parallel shift transmission (PSG) with frozen clutches, ie in the rare case of emergency operation, the limit shifts and thus increases the probability of this failure.
Das Abtriebsmoment kann beispielsweise durch folgende Formel berechnet werden:
Der Fahrer kann die Räder grundsätzlich durch Betätigen des Kraftpedals (beeinflussen des Motormoments) wieder zum Haften auf der Straße bringen.The driver can always bring the wheels back on the road by pressing the power pedal (affect the engine torque).
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Motorsteuerung derart zu beeinflussen, dass die vorgenannten Situationen vermieden werden.An object of the present invention is to influence the engine control so as to avoid the above situations.
Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Motorsteuerung durch Beeinflussung des Motorschleppmomentes insbesondere einen Haftabriss von vornherein verhindert oder bei Erkennen eines Haftabrisses unabhängig von der Fahrerreaktion entsprechend eingreift.This can be achieved in particular by the fact that the engine control in particular prevents adhesion detachment by influencing the engine drag torque, or intervenes accordingly upon detection of an adhesion stall independently of the driver reaction.
Die Motorsteuerung kann feststellen, ob die Getriebesteuerung ausgefallen ist und die beiden Kupplungen des Parallelschaltgetriebes (PSG) dauerhaft Moment übertragen. Demzufolge wird erfindungsgemäße vorgeschlagen, dass eine spezielle Motor-Schleppmomentenregelung in der Motorsteuerung aktiv wird, die bei einem Lastwechsel vom Zug- in den Schubbetrieb des Verbrennungsmotors, welcher ja grundsätzlich auf glatter Fahrbahn stattfinden kann, und somit der Gefahr des Haftabrisses der Räder gegenüber der Straße vorbeugt. Falls es zu einem Haftabriss gekommen ist, können durch Erhöhung des Motormomentes die Räder wieder zum Haften auf der Fahrbahn gebracht werden.The engine management system can determine if the transmission control has failed and the two parallel transmission (PSG) clutches permanently transmit torque. Accordingly, the invention proposes that a special engine drag torque control is active in the engine control, which in a load change from the train to the overrun operation of the engine, which in principle can take place on a slippery road, and thus the risk of adhesion of the wheels to the road prevents. If it has come to a Haftabriss, by increasing the engine torque, the wheels can be brought back to sticking on the road.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden Möglichkeiten zur Erkennung des Getriebeausfalls vorgeschlagen. Dazu kann z. B. vorgesehen sein, dass die Getriebesteuerung eine Notlaufinformation, z.B. ein Notlaufbit auf dem CAN, an die Motorsteuerung sendet, die zur Aktivierung dieser speziellen Motor-Schleppmomentenregelung führen kann.According to one embodiment of the present invention, possibilities for detecting the gearbox failure are proposed. This can z. For example, the transmission controller may provide emergency information, e.g. a Notlaufbit on the CAN, sent to the engine control, which can lead to the activation of this special engine drag torque control.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Motorsteuerung eigenständig erkennt, dass die Getriebesteuerung komplett ausgefallen ist und aktiviert daraufhin eigenständig diese spezielle Motor-Schleppmomentenregelung. Ein Indiz für den Getriebeausfall kann z.B. die fehlende Aktualisierung der CAN-Botschaften vom Getriebesteuergerät sein (Werte ändern sich nicht, Botschafts-Zähler eingefroren). Es sind auch andere Möglichkeiten zur Erkennung des Getriebeausfalls denkbar.Another possibility is that the engine control recognizes independently that the transmission control has completely failed and then activated independently this special engine drag torque control. An indication of the transmission failure may e.g. be the missing updating of the CAN messages from the transmission control unit (values do not change, message counters frozen). There are also other ways to detect the gearbox failure conceivable.
In
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden Möglichkeiten beschrieben, wie die Motorsteuerung auf die vorgenannte Situation reagieren kann.As part of a further embodiment of the present invention, ways are described how the engine control can respond to the aforementioned situation.
Es ist denkbar, dass die Motorsteuerung im Schubbetrieb nicht mehr das maximale Schleppmoment zulässt und auf gar keinen Fall eine Schubabschaltung des Verbrennungsmotors ermöglicht. Das Motormoment kann bei unbetätigtem Gaspedal z.B. auf 0 Nm oder einem kleinen negativen Wert eingestellt werden, wie dies auch in
Es ist auch möglich, dass die Motorsteuerung die Umsetzung des Fahrerwunsches nach Schub verzögert und das verzögernde Schubmoment nur sehr langsam aufbaut. Dies ist schematisch
Des weiteren kann vorgesehen werden, dass das Motormoment z.B. erhöht wird (Schleppmoment reduzieren) bis die Räder wieder haften, wenn es trotzt dieser vorgenanten Maßnahmen zu einem Haftabriss der angetriebenen Räder gegenüber der Straße kommt, welches die Motorsteuerung aus dem Drehzahlvergleich der angetriebenen und der nicht angetriebenen Räder feststellen kann,. Dies ist in
In den vorgenannten Fällen bleibt dem Fahrer die Möglichkeit, das Fahrzeug durch Betätigen des Bremspedals aktiv zu verzögern, wobei dann die anderen Systeme für sich die Fahrstabilität gewährleisten, wie z.B. ABS, ESP oder dgl.In the aforementioned cases, the driver has the possibility of actively decelerating the vehicle by operating the brake pedal, in which case the other systems ensure the driving stability for themselves, e.g. ABS, ESP or the like.
In den
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der ein automatisches Anpassen einer Lastvorsteuerung an den Lastverlauf des Kupplungsaktors vorgeschlagen wird.Hereinafter, a further embodiment of the present invention will be described, in which an automatic adjustment of a load precontrol to the load curve of the clutch actuator is proposed.
Dabei wird im Rahmen einer Optimierung des Kupplungslagereglers für den Kupplungsaktor eine Lastvorstellung implementiert. Diese Lastvorsteuerung entspricht einem positionsabhängigen Anteil für die Ausgabe der Regelung. Der Verlauf der Lastvorsteuerung kann dabei aber an den Lastverlauf der Kupplung angepasst werden, um eine gute Regelung zu erhalten. Es sind auch andere Anpassungsmöglichkeiten bei der Lastvorsteuerung möglich.As part of an optimization of the clutch position controller for the clutch actuator, a load concept is implemented. This load precontrol corresponds to a position-dependent component for the output of the control. However, the course of the load precontrol can be adapted to the load curve of the clutch in order to obtain a good control. There are also other adjustment options in the load precontrol possible.
Auf Grund unterschiedlicher Konstruktionen der unterschiedlichen Kupplungen ergeben sich jedoch auch unterschiedliche Lastverläufe. Somit kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass beispielsweise die Lastvorsteuerung automatisch an die Verhältnisse der jeweiligen eingesetzten Kupplung angepasst wird. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den unterschiedlichen Kupplungen besteht darin, dass der Abstand zwischen den Einsatzpunkten der Aus- bzw. Einrückkraft für die Anfahrkupplung und die Lastschaltkupplung unterschiedlich sind.Due to different constructions of the different couplings, however, also different load curves. Thus, it may be provided in an advantageous manner that, for example, the load precontrol is automatically adapted to the conditions of the respective clutch used. An essential difference between the different clutches is that the distance between the points of application of the disengaging or engaging force for the starting clutch and the powershift clutch is different.
Da die Ausrückkraft der Anfahrkupplung für die Positionsreferenz verwendet wird, kann in vorteilhafter Weise auf eine zusätzliche Adaption verzichtet werden.Since the release force of the starting clutch is used for the position reference, can be dispensed with an additional adaptation in an advantageous manner.
Die Verschiebung des Arbeitsbereiches der Lastschaltkupplung erfordert jedoch eine Anpassung insbesondere deshalb, weil die Last erheblich von der Aktorposition abhängt. Dies kann bei einer festen Vorgabe der Lastvorsteuerung dazu führen, dass die Vorsteuerung entweder zu kleine Werte oder zu große Werte vorschlägt. Bei einer zu geringen Vorsteuerung führt dies zu einem trägen Regelverhalten, da auf den Aufbau des Integralanteils gewartet werden muss, um die Last zu überwinden. Bei einer zu großen Vorsteuerung führt dies zu einer Übersteuerung der Regelung, welche den Aktor erheblich belasten kann.However, the shift of the working range of the power-shift clutch requires an adaptation, in particular because the load depends considerably on the actuator position. With a fixed specification of the load precontrol this can lead to the precontrol suggesting either values that are too small or too large. If the feedforward is too low, this leads to sluggish control behavior, as it is necessary to wait for the integral component to build up in order to overcome the load. If the precontrol is too great, this leads to overloading of the control, which can considerably burden the actuator.
Nachfolgend wird ein Verfahren beschrieben, um zusätzliche Informationen über den Lastverlauf zu erhalten, um beispielsweise den Anstieg der Einrückkraft der Lastschaltkupplung zu erkennen. Die auf diese Weise bestimmte Position kann dann in die Lastvorsteuerung integriert werden.Hereinafter, a method will be described to obtain additional information about the load history, for example, to detect the increase in the engagement force of the power shift clutch. The position determined in this way can then be integrated into the load precontrol.
In
Es ergibt sich eine Tabelle mit festen Werten für die Lastvorsteuerung (LV), welche nachfolgend dargestellt ist:
Eine weitere Tabelle mit an die gemessene Referenzposition der Einrückkraft der Lastschaltkupplung (TP) angepasste Tabelle wird nachfolgend dargestellt.
Mit dieser Ausgestaltung wird eine möglichst einfache Anpassung der Lastvorsteuerung an das Kupplungssystem vorgesehen, da hier eine einfache Parallelverschiebung der Kennlinien der Lastschaltkupplung vorliegt. Daher genügt es hier eine Position zu messen. Für kompliziertere Variationen der Lastverläufe kann es aber auch erforderlich sein, aufwendigere Messungen durchzuführen, mit denen auch die Steigung der Last ermittelt werden kann. Es ist auch möglich andere Anpassungen der Lastvorsteuerung vorzusehen, um das hier vorgeschlagene Verfahren weiter zu verbessern.With this embodiment, the simplest possible adaptation of the load precontrol to the clutch system is provided, since here there is a simple parallel displacement of the characteristic curves of the power-shift clutch. Therefore, it is sufficient to measure a position here. For more complicated variations of the load curves, it may also be necessary to carry out more complex measurements, with which the slope of the load can be determined. It is also possible to provide other adjustments to the load precontrol in order to further improve the method proposed here.
Bei dem vorbeschriebenen Verfahren wird ein Positionsabgleich für ein Kupplungsaktor, insbesondere mit einer Inkrementalwegmessung, durch eine „Schnüffelfunktion“ ermöglicht, wobei hier bevorzugt bürstenlose Motoren in den Kupplungsaktoren vorgesehen sind. Es ist auch möglich andere Motoren bei den Kupplungsaktoren zu verwenden.In the method described above, a position adjustment for a clutch actuator, in particular with an incremental displacement measurement, is made possible by a "sniffing function", wherein brushless motors are preferably provided in the clutch actuators here. It is also possible to use other motors on the clutch actuators.
Es wird dabei ein Verfahren angegeben, mit dem insbesondere aus der Aktorgeschwindigkeit erkannt werden kann, an welcher Position das Ausrücksystem auf die Feder, insbesondere Tellerfeder, aufsetzt. Hierbei sind außer dem Inkrementalwegsensor keine zusätzlichen Sensoren oder mechanischen Teile erforderlich. Vorzugsweise sollte dieses Verfahren jedoch nur bei Aktoren ohne Kompensationsfeder und mit mechanischem Ausrücksystem verwendet werden, wie z.B. bei einem unterbrechungsfreien Schaltgetriebe (USG) mit EZA.In this case, a method is specified with which, in particular, it can be recognized from the actuator speed at which position the release system touches the spring, in particular plate spring. In this case, no additional sensors or mechanical parts are required except the Inkrementalwegsensor. Preferably, however, this method should only be used with actuators without a compensating spring and mechanical release system, e.g. with an uninterruptible gearbox (ETR) with EZA.
Als theoretische Grundlagen werden die Eigenschaften eines permanent erregten Gleichstrommotors betrachtet, bei dem sich bei vorgegebener Spannung U eine Drehzahl einstellt, die in einem linearen Zusammenhang zum Bremsmoment steht.
- n:
- Motordrehzahl
- n0:
- Leerlaufdrehzahl
- MR :
- Das auf den Motor wirkende Reibmoment
- MA(U) :
- Anlaufmoment (Moment bei n = 0) Dabei gilt: MA(U) ∝ U
- n:
- Engine speed
- n 0 :
- Idle speed
- M R:
- The friction torque acting on the engine
- M A (U):
- Starting torque (moment at n = 0) where: M A (U) α U
Daher kann in einem System in dem die Trägheit des Motors einen vernachlässigbaren Einfluss hat (ṅJ < MR )aus der Drehzahl des Motors auf die Last geschlossen werden. Eine positionsabhängige Last führt so zu einer positionsabhängigen Geschwindigkeit.Therefore, in a system in which the inertia of the motor has a negligible influence (ṅJ <M R ) from the rotational speed of the motor can be closed to the load. A position-dependent load thus leads to a position-dependent speed.
Bei einem linearen Lastverlauf führt dies auch zu einem linearen Geschwindigkeitsverlauf:
Bei einem Testaufbau wurden die Messungen mit einem abgewandelten Kupplungsaktor (ASG) an einem speziellen Testaufbau durchgeführt.In a test setup, the measurements were performed with a modified clutch actuator (ASG) on a special test setup.
Die Abwandlungen des Kupplungsaktors sind:
- • Keine integrierte Kompensationsfeder
- • Inkrementalwegsensor (aus einem Wählmotor) auf der Ankerwelle des
Kupplungsaktors mit 40 Inkrementen pro Umdrehung → ca. 40.inkremente pro mm am Geberzylinder → ca. 12.5 µm/INC an der (theoretischen) Tellerfeder.
- • No integrated compensation spring
- • Incremental travel sensor (from a selector motor) on the armature shaft of the clutch actuator with 40 increments per revolution → approx. 40. increments per mm on the master cylinder → approx. 12.5 μm / INC on the (theoretical) diaphragm spring.
Der Testaufbau ermöglicht es unterschiedliche Lasten (Federn, Rastierung, Anschläge oder deren Kombinationen) auf den Kupplungssteller zu geben.The test setup allows different loads (springs, detent, stops or their combinations) to be applied to the clutch actuator.
Der Aufbau besteht aus einem Grundgerüst aus Aluminium-Profilschienen an dem das Steuergerät mit dem Kupplungsaktor befestigt ist. Auf den Aluminiumprofilen sind unterschiedliche Lastmodule positionierbar.The structure consists of a basic framework of aluminum profile rails on which the control unit is attached to the clutch actuator. Different load modules can be positioned on the aluminum profiles.
Der Stößel des Kupplungsaktors ist mit einer Stange fest verbunden, die über dem Grundgerüst verschiebbar gelagert ist. Das Rastierungsprofil und die Anschlagscheiben (auch für die Federn) sind auf dieser Stange frei positionierbar und auch lösbar. Somit können die Positionen der unterschiedlichen Lasten variiert und auch mehrere Lasten kombiniert verwendet werden. In
Für den hier vorgestellten Testaufbau wurden jeweils zwei Federlasten verwendet, wobei beide Federn in die selbe Richtung belastet wurden.
- • (ehemalige) Kompensationsfeder mit 5.9 N/mm. Sie dient der Simulation einer kleinen Last, wie sie auch im realen System benötigt wird, um ein sicheres Funktionieren des Ausrücksystems zu gewährleisten.
- • Kupplungs-Feder mit 19.9N/mm Sie simuliert die Kraft der Tellerfeder.
- • (former) compensation spring with 5.9 N / mm. It is used to simulate a small load, as required in the real system, to ensure the safe functioning of the release system.
- • Clutch spring with 19.9N / mm It simulates the force of the diaphragm spring.
Damit ist ein in
Diese positionsabhängige Last ergibt durch das (nahezu) selbsthemmende Aktorgetriebe ein positionsabhängiges (und bewegungsrichtungsabhängiges) Reibmoment auf den Motor. Dabei ist das Reibmoment für Bewegungen entgegen der Kraft nahezu proportional zu dieser Kraft.Due to the (almost) self-locking actuator gear, this position-dependent load results in a position-dependent (and direction-dependent) friction torque on the motor. The friction torque for movements against the force is almost proportional to this force.
Im Folgenden werden für die Positionsangaben immer Inkremente verwendet. Die Umrechnung zwischen Inkrementen und der wahren Position ist aufgrund des Aktorgetriebes nur näherungsweise linear. Zudem dreht sich dabei das Vorzeichen um.In the following, increments are always used for the position information. The conversion between increments and the true position is only approximately linear due to the actuator operation. In addition, the sign rotates around.
Bei den hier zunächst vorgesehenen Messungen beginnt die schwache Feder ab einer Position von 0 Inkrementen (mit zunehmender Kraft mit negativer werdender Position) und die starke Feder beginnt bei -100 Inkrementen. Es sind auch andere Bedingungen möglich.In the measurements provided here, the weak spring starts from a position of 0 increments (with increasing force with negative position) and the strong spring starts at -100 increments. Other conditions are possible.
Die Motorspannungen werden über das Pulsweiten-Verhältniss angegeben. Ein Wert von 255 entspricht dabei ca. 10V. Die Geschwindigkeit kann in willkürlichen Einheiten angegeben werden. Es werden vorzugsweise einfach die im Steuergerät gegebenen Werte verwendet.The motor voltages are given by the pulse width ratio. A value of 255 corresponds to approx. 10V. The speed can be specified in arbitrary units. The values given in the control unit are preferably simply used.
Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung eines Inkrementalwegsensors die Aktorgeschwindigkeit das genaueste Signal für den Zustand des Aktors ist. Auch eine extern angebrachte Messung des Motorstroms ist deutlich ungenauer.It has been shown that when using an incremental travel sensor, the actuator speed is the most accurate signal for the state of the actuator. An externally mounted measurement of the motor current is also significantly inaccurate.
Zunächst wird in
Schon bei dieser Messung zeigen sich grundlegende Eigenschaften:
- ■ Die Auswirkung der Last auf die Geschwindigkeit des Aktors zeigt sich weitaus besser bei Bewegungen entgegen der Last (hier bei negativen Geschwindigkeiten) als mit der Last. Dieses Verhalten lässt sich aus den Eigenschaften des selbsthemmenden Getriebes erklären.
- ■ Es zeigt sich eine deutliche Störung mit einer
Periode von 40 Inkrementen = 1 Motorumdrehung. - ■ Beim Laufen auf die Last erkennt man (unter der periodischen Störung) eine konstante Geschwindigkeitsänderung über dem Ort (Δv/Δx) unabhängig von der Größe der Geschwindigkeit.
- ■ The effect of the load on the speed of the actuator is much better for movements against the load (here at negative speeds) than with the load. This behavior can be explained by the properties of the self-locking gearbox.
- ■ There is a significant disturbance with a period of 40 increments = 1 motor revolution.
- ■ When running on the load, a constant speed change over the location (Δv / Δx) is detected (under the periodic disturbance) regardless of the magnitude of the speed.
Die Reproduzierbarkeit der Messungen ist dabei sehr hoch. The reproducibility of the measurements is very high.
Bei der in
Sogar die kleinen Geschwindigkeitsschwankungen mit einer Periode von 3 bis 4 Inkrementen sind reproduzierbar. Vermutlich sind diese auf die magnetische Ankerrastierung zurück zu führen.Even the small velocity variations with a period of 3 to 4 increments are reproducible. Presumably these are due to the magnetic Ankererrastierung.
Bei den Auswertung der Geschwindigkeitsmessungen kann zunächst die Geschwindigkeitsänderung pro Umdrehung berechnet werden.When evaluating the speed measurements, the speed change per revolution can first be calculated.
Die erste Überlegung ist es für jede Position bei einer Messung die Differenz der Geschwindigkeit zu der exakt 40 Inkremente vorher zu berechnen.The first consideration is to calculate for each position in a measurement the difference of the velocity to the exactly 40 increments in advance.
B(x) = v(x) - v(x + 40) (für Bewegungen mit negativer Geschwindigkeit.B (x) = v (x) - v (x + 40) (for negative speed movements.
Da aufgrund der zeitlichen Abtastung der Signale nicht an jeder Position die Geschwindigkeit gemessen wird, sollte hier zum Teil der Geschwindigkeitsverlauf interpoliert werden.Since the speed is not measured at every position due to the temporal sampling of the signals, in some cases the velocity profile should be interpolated here.
Wenn die vorgenannten Messdaten auf diese Weise ausgewertet werden, ergibt sich die
Auch in
Auch die Berechnung der Knickposition durch lineare Interpolation der Geschwindigkeiten kann vorgesehen werden.The calculation of the buckling position by linear interpolation of the speeds can also be provided.
Betrachtet man die Geschwindigkeit während einer Messung immer an der selben Phasenlage der Motorumdrehung (Pos mod 40 = const.), so ergibt sich ein von der Modulation durch die Motordrehung bereinigtes Signal. Je nach der gewählten Phasenlage zeigt sich hier ein geringfügig anderer Geschwindigkeitsverlauf. Abgesehen von etwas Rauschen unterscheiden sich die Geschwindigkeitsverläufe jedoch nur durch einen Geschwindigkeitsoffset. If the speed during a measurement is always considered at the same phase position of the motor revolution (
In
Ein nächster Schritt für die Auswertung kann darin bestehen, zu erkennen, ab welcher Motorumdrehung man sich auf der harten Feder befindet. Dies ist mit einer einfachen Grenzwertüberschreitung (|vi - vi-1| > C) möglich. Der Grenzwert C ist dabei von den Eigenschaften des Motors und der Härte der Feder abhängig. Dies ist in
Damit kann die Knickposition der Lastkennlinie auf ±40 Inkremente genau gefunden werden.This means that the buckling position of the load characteristic curve can be exactly found to within ± 40 increments.
Eine bessere Positionsangabe kann erhalten werden, wenn man die letzten Geschwindigkeitsmessungen als Stützstellen für Geraden verwendet und deren Schnittpunkt berechnet.A better position indication can be obtained by using the last velocity measurements as support points for straight lines and calculating their intersection point.
Die Messungen von vi und vi-1 begrenzen das erste Intervall auf der harten Feder (das oben gefundene Positionsintervall). Die Messungen von vi-2 und vi-3 begrenzen das letzte Intervall vor der harten Feder. Eine Ermittlung der genauen Referenzposition ist in
Die derart ermittelte Position ist für jede einzelne Phasenlage immer noch nicht sehr genau. (Im günstigsten Fall auf 20 Inkremente), aber es ist möglich dieses Verfahren für mehrere Phasenlagen einer Messreihe anzuwenden. Eine einfache Mittelwertbildung aller möglichen so ermittelbaren Positionen reicht jedoch noch nicht aus, um die Genauigkeit deutlich zu verbessern.The position thus determined is still not very accurate for each phase. (In the best case to 20 increments), but it is possible to apply this method for several phases of a measurement series. However, a simple averaging of all possible positions that can be determined is not enough to significantly improve the accuracy.
Durch Rauschen verursachte Fehler können teilweise erkannt und unterdrückt werden. So kann es passieren, das der ermittelte Schnittpunkt der zwei Geraden außerhalb des Intervalls [x1; xi-3] liegt. Ein solcher Fall kann einfach erkannt und das Ergebnis für die Mittelwertbildung unterdrückt werden. Errors caused by noise can be partially detected and suppressed. Thus it can happen that the determined intersection of the two straight lines outside the interval [x 1 ; x i-3 ]. Such a case can be easily recognized and the result for averaging suppressed.
Es hat sich auch gezeigt, dass die Geschwindigkeitsermittlung für Phasenlagen, die auf den Flanken der periodischen Störung sitzen, bedingt durch die Interpolation, sehr großen Schwankungen unterworfen ist. Aus diesem Grund wird daher gleich zu Beginn der Messung darauf geachtet, diese Phasenlagen nicht zu betrachten. Dies geschieht über die Auswertung der Beschleunigung (Δv/Δt). Phasenlagen, die in der ersten Motorumdrehung an eine zu hohe Beschleunigung grenzen, werden nicht weiter betrachtet.It has also been shown that the speed determination for phase positions which are located on the flanks of the periodic disturbance, due to the interpolation, is subject to very large fluctuations. For this reason, care is taken right at the beginning of the measurement not to consider these phase positions. This is done via the evaluation of the acceleration (Δv / Δt). Phasing that borders on excessive acceleration in the first motor revolution will not be considered further.
Die Mittelwertbildung aus den so ausgewählten Werten für die Referenzpunktbestimmung erreicht dann die Genauigkeit von ca. 10 bis 12 Inkrementen (oder weniger als 5.5 Inkremente Standardabweichung).Averaging from the values thus selected for reference point determination then achieves the accuracy of about 10 to 12 increments (or less than 5.5 increments of standard deviation).
Die Qualität des Verfahrens kann durch Messungen mit unterschiedlichen Startpositionen für die harte Feder getestet werden. Die angegebenen Positionen stimmen dabei nur ungefähr, da sie von Hand eingestellt wurden. Wichtig ist hier die Reproduzierbarkeit der Erkennung der selben Position. Eine derartige Überprüfung der ermittelten Positionen des Referenzpunktes ist in
Abgesehen von zu kleinen (<40) oder zu großen (>55) Motorspannungen ist die Position, bei der der Knick der Kraftkennlinie gefunden wird, unabhängig von der Motorspannung. Die Streuungen der ermittelten Positionen liegen jeweils in einem Bereich von ±3 bis ±5.5 Inkrementen.Apart from too small (<40) or too large (> 55) motor voltages, the position where the kink of the force curve is found is independent of the motor voltage. The scatters of the determined positions are each in a range of ± 3 to ± 5.5 increments.
Die einzelnen Messungen dauerten dabei zwischen 3s (für U = -35) und 1.6s (U = -55). Wenn dabei die Messungen auf den notwendigen Bewegungsbereich eingeschränkt werden, erhält man Zeiten zwischen 1.6s (U = -35) und 0.6s (U = -55). Möglicherweise lassen sich diese aber noch weiter reduzieren.The individual measurements lasted between 3s (for U = -35) and 1.6s (U = -55). If the measurements are restricted to the necessary range of motion, times between 1.6s (U = -35) and 0.6s (U = -55) are obtained. Maybe they can be reduced even further.
Es ist davon auszugehen, das die Härte der Feder, deren Startposition gesucht wird, in die Genauigkeit der Positionsbestimmung eingeht. Bei einer härteren Feder kann eine genauere Ermittlung der Referenzposition ermöglicht werden.It can be assumed that the hardness of the spring, whose starting position is sought, enters into the accuracy of the position determination. With a harder spring, a more accurate determination of the reference position can be made possible.
Bei den vorbeschriebenen Verfahren kann vorzugsweise der folgende Algorithmus verwendet werden, wobei für jede Phasenlage, bei der die Referenzposition gesucht wird, ein Satz Daten erforderlich ist.
Nachfolgend ist der Ablauf in einer Übersicht dargestellt. The following is an overview of the process.
Der Start der Messung und die Festlegung der betrachteten Phasenlagen ist in
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der Erfindung beschrieben, bei der das Kupplungsöffnen beim Gangwechsel beschleunigt werden soll.Hereinafter, a further embodiment of the invention will be described in which the clutch opening is to be accelerated during the gear change.
Bisher bestand das Problem, dass Gangwechsel bei einem automatisierten Schaltgetriebe (ASG) schneller durchgeführt werden soll. Ein Teil dazu trägt das Dynamikverhalten des Kupplungsstellers bei, da der Gang erst herausgenommen werden kann, wenn die Kupplung geöffnet ist. Beim ASG erfolgt der Gangwechsel derart, dass das Kupplungsmoment bis auf 0 Nm entweder rampenförmig oder parabelförmig abgebaut wird. Erst in Kupplungszustand 4 wird die Kupplung ganz auf HUB geöffnet. In der Zeit, in der die Kupplung nur noch wenige Nm überträgt, kann der Gang herausgezogen werden. Es gibt noch weitere Strategien für den Kupplungsmomentenabbau, jedoch zielen sie alle darauf hin, erst das Kupplungsmoment auf 0 Nm abzubauen und dann in Zustand 4 auf HUB zufahren.So far, the problem has been that gear change in an automated transmission (ASG) should be performed faster. Part of this contributes to the dynamic behavior of the clutch actuator, as the gear can only be taken out when the clutch is open. With the ASG, the gear change takes place in such a way that the clutch torque is reduced to 0 Nm either in a ramped or parabolic manner. Only in
Um die Kupplung schneller zu öffnen und den Gang eher herauszunehmen sowie den neuen Gang eher synchronisieren zu können, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass kurz bevor der Gang herausgenommen wird, die Kupplungslageregelung auf eine Steuerung umgeschaltet wird und der Verstellmotor im Kupplungssteller mit max. Spannung betrieben wird. Die Lageregelung des Kupplungsstellers kann derart operieren, dass bei einer Regelabweichung von ca. < 4 mm begonnen wird, einzuregeln, damit es möglichst keine Überschwinger gibt. Dies führt dazu, dass die Stellerbewegung ab ca. 4 - 5 Nm langsamer wird. Durch Anlegen der max. Spannung an den Elektromotor wird die max. Stellerbewegung erreicht. Ab dem Zeitpunkt, ab dem die Kupplung dann sicher bzw. weit genug geöffnet ist (z.B. ab dem Trennpunkt), kann wieder von der Spannungssteuerung auf die Lageregelung umgeschaltet werden, damit der Weg bis auf die Stellung HUB (in Zust. 4, Neutralgang, wird die Kupplung bis auf HUB geöffnet) erreicht wird. Die Umschaltung auf Lageregelung muss wieder rechtzeitig erfolgen, damit der Steller nicht gegen den Anschlag fährt. Das Synchronisieren des nächsten Ganges beginnt erst, wenn die Kupplungsposition einen bestimmten Wert überschritten hat, damit die Kupplung sicher geöffnet ist. Wenn das Kupplungsöffnen schneller wird, kann man eher den nächsten Gang synchronisieren und daher die Schaltzeit reduzieren. Gerade beim Einsatz von Active-Interlock ist es sinnvoll und evtl. sogar erforderlich, die Kupplung mit einer anderen Strategie schneller zu öffnen, da bei Active-Interlock noch bei geschlossener Kupplung die Gasse angefahren werden kann und das Schalten dadurch wesentlich schneller durchgeführt wird.To open the clutch faster and tend to take out the gear and synchronize the new gear can be provided according to a development of the invention that shortly before the gear is taken out, the clutch position control is switched to a controller and the adjusting motor in the clutch plate with Max. Voltage is operated. The position control of the clutch actuator can operate in such a way that, with a control deviation of approximately <4 mm, it starts to regulate if possible there are no overshoots. This causes the movement of the actuator to slow down from about 4 to 5 Nm. By applying the max. Voltage to the electric motor is the max. Movement achieved. From the time when the clutch is then safely or far enough open (eg from the separation point), can be switched back from the voltage control to the position control, so that the way up to the position HUB (in
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann der gleiche Effekt wie bei der vorgenannten Weiterbildung erreicht werden, wenn anstelle auf eine Spannungssteuerung umzuschalten, die Regelabweichung vergrößert. Man könnte also statt auf HUB zu fahren zunächst den Sollweg noch höher ansetzen, damit die Lageregelung aufgrund der großen Regelabweichung die max. Spannung an den Motor anlegt. Ist die Kupplung dann weit genug geöffnet, nämlich wenn der Bereitschaftspunkt erreicht ist, wird der Sollweg wieder auf HUB gesetzt, so dass der Steller nicht gegen den Anschlag fahren kann und wie gewohnt bei Neutralgang auf HUB eingeregelt werden kann.According to another embodiment of the invention, the same effect as in the aforementioned development can be achieved if instead of switching to a voltage control, the control deviation increases. So instead of driving on HUB, you could start by setting the Sollweg even higher, so that the position control system can control the max. Voltage to the motor applies. If the clutch is then opened far enough, namely when the standby point is reached, the target path is set to HUB again, so that the actuator can not drive against the stop and can be adjusted as usual at neutral gear to HUB.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung kann eine weitere Verbesserung erzielt werden, wenn man bevorzugt zusätzlich eine Vorsteuerung für den Kupplungssteller einsetzt. Man kennt das zeitliche Verhalten des Kupplungsstellers sehr genau. Dadurch kann das Verhalten sehr gut z. B. mit einem PT2-Glied oder dgl. nachgebildet werden. Mit diesem Wissen kann die Kupplung per Sollvorgabe schon öffnen, wenn eigentlich noch Moment übertragen werden soll. Durch die Stellerverzögerung wird das tatsächliche Istmoment an der Kupplung erst nach ca. 30 ms verändert. So lange braucht der Steller bei Bestromung, bis er sich merklich bewegt. Wird diese Zeit vorgesteuert, kann eine schnellere Reaktion des Kupplungsstellers auf eine gewünschte Sollpositionsanforderung realisiert werden.In the context of a further embodiment, a further improvement can be achieved if it is preferred to additionally use a pilot control for the clutch plate. One knows the time behavior of the clutch actuator very accurately. As a result, the behavior can be very good z. B. with a PT2 member or the like. With this knowledge, the clutch can open by default, when actually still moment should be transmitted. Due to the actuator delay, the actual actual torque at the clutch is changed after approx. 30 ms. So long does the actuator with energization, until he noticeably moves. If this time is pre-controlled, a faster reaction of the clutch actuator can be realized to a desired target position request.
Diese vorgeschlagenen Möglichkeiten sind in der
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der Erfindung beschrieben, bei der insbesondere Adaptionsstrategien und Nullpunktsabgleiche der Wegmessung zur Korrektur des Übertragungsverhaltens von Kupplungen in Parallelschaltgetriebe (PSG) vorgeschlagen werden.In the following, a further embodiment of the invention will be described in which, in particular, adaptation strategies and zero-point adjustments of the distance measurement for correcting the transmission behavior of clutches in parallel transmissions (PSG) are proposed.
Es hat sich gezeigt, dass eine Adaption von elektromechanisch betätigten Kupplungen bevorzugt in einem Parallelschaltgetriebe (PSG) erforderlich ist.It has been found that an adaptation of electromechanically actuated clutches is preferably required in a parallel shift transmission (PSG).
Demnach werden Strategien zur Anpassung der Kupplungskennlinien in Parallelschaltgetrieben vorgeschlagen.Accordingly, strategies for adapting the clutch characteristics in parallel transmissions are proposed.
Die elektromechanische Kupplungsaktorik, insbesondere bei automatisierten Schaltgetrieben, lässt sich bevorzugt in etwa drei Komponenten aufteilen:
- - Kupplungsaktor, beinhaltet eine von der Steuerungssoftware geregelte Antriebseinheit (z.B. Elektromotor + Verschiebeeinheit)
- - Kupplungsausrücker, der die Ausrückkraft auf die Tellerfeder der Kupplung überträgt.
- - Übertragungssystem, die Verbindungsstrecke zwischen Kupplungsaktor und Kupplungsausrücker (z.B. Hebelmechanismus, mechanische Welle, Hydraulikleitung etc.)
- - Clutch actuator, includes a drive unit controlled by the control software (eg electric motor + shift unit)
- - Clutch release, which transmits the release force to the plate spring of the clutch.
- - Transmission system, the connection between clutch actuator and clutch release (eg lever mechanism, mechanical shaft, hydraulic line, etc.)
Die Betätigung der Kupplung kann durch Anfahren einer bestimmten Position der Antriebseinheit im Kupplungsaktor erfolgen. Durch das Übertragungssystem wird der Kupplungsausrücker betätigt und die Kupplung entweder geschlossen, geöffnet oder ein bestimmtes Moment eingestellt. Die Position der Antriebseinheit kann bevorzugt mit Absolutwegsensoren überwacht werden. Die Umrechnung auf ein übertragenes Kupplungsmoment wird in der Steuerungssoftware mittels der Kupplungskennlinie berechnet, in der die Übertragungsfunktion „Moment über Geberzylinderweg“ hinterlegt ist.The actuation of the clutch can be done by approaching a certain position of the drive unit in the clutch actuator. Through the transmission system of the clutch release is actuated and the clutch either closed, opened or set a specific moment. The position of the drive unit can preferably be monitored with absolute displacement sensors. The conversion to a transmitted clutch torque is calculated in the control software by means of the clutch characteristic in which the transfer function "torque via encoder cylinder travel" is stored.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kupplungsadaption und ein Nullpunktsabgleich der Kupplungskennlinie vorgesehen. Da die eigentliche Kupplungsbetätigung sehr weit von der Wegmessung im Kupplungsaktor entfernt ist, müssen neben den Kupplungseigenschaften die Einflüsse des Ausrücksystems durch Adaptionen bzw. Nullpunktseinstellung der Wegmessung berücksichtigt werden. So kann sich z.B. durch Temperaturänderungen das Übertragungsverhalten eines Hebelsystems oder das Volumen einer mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Leitung verändert werden. According to the present invention, a clutch adaptation and a zero-point adjustment of the clutch characteristic is provided. Since the actual clutch actuation is very far away from the distance measurement in the clutch actuator, in addition to the coupling properties, the influences of the disengagement system by adaptations or zero point adjustment of the displacement measurement must be taken into account. For example, the transmission behavior of a lever system or the volume of a line filled with hydraulic fluid can be changed by changes in temperature.
Bedingt durch diese Änderungen muss in regelmäßigen Abständen eine Nullpunktseinstellung der Wegmessung durchgeführt werden. Diese kann durch Anfahren einer bestimmten, ausgezeichneten Position der Kupplung durchgeführt werden, die vom Kupplungsaktor als solche erkannt werden kann. Dieser Punkt könnte z.B. der Druckpunkt der Tellerfeder sein, bei dem die Ausrückkraft schlagartig ansteigt. Dieser Nullpunktsabgleich kann während der Fahrt mit geschlossener Kupplung und eingelegtem Gang oder während dem Stand bei ausgelegtem Gang durchgeführt werden (Kupplung wird kurzzeitig geschlossen).Due to these changes, a zero point adjustment of the distance measurement must be carried out at regular intervals. This can be done by approaching a certain, excellent position of the clutch, which can be recognized as such by the clutch actuator. This point could e.g. be the pressure point of the diaphragm spring, in which the release force increases abruptly. This zero point adjustment can be performed while driving with the clutch engaged and gear engaged, or while stationary with the gear in gear (the clutch is temporarily closed).
Die Kupplungskennlinie kann zusätzlich mittels der Tastpunktadaption angepasst werden. Dabei wird die Kupplungsaktorposition bestimmt, bei der die Kupplung ein minimales Moment zu übertragen beginnt. Diese Adaption kann bei stehendem Fahrzeug (Fußbremse oder Handbremse ist betätigt) mit eingelegtem Gang und/oder Motor im Leerlauf durchgeführt werden. Die Kupplung wird langsam geschlossen bis ein minimales Moment übertragen wird. Der Leerlaufregler der Motorsteuerung reagiert auf das Schließen der Kupplung mit einer Erhöhung des Motormomentes um genau den Betrag des übertragenen Kupplungsmomentes (3 - 4 Nm), so dass die Leerlaufdrehzahl konstant bleibt. Anhand der Reaktion des Motormomentes kann das übertragene Moment der Kupplung, und damit die Position des Tastpunktes bestimmt und adaptiert werden. Es sind auch andere Adaptionen möglich.The clutch characteristic can also be adjusted by means of the touch point adaptation. This determines the clutch actuator position at which the clutch begins to transmit a minimum torque. This adaptation can be carried out with the vehicle stationary (footbrake or handbrake actuated) with the gear engaged and / or the engine idling. The clutch is slowly closed until a minimum torque is transmitted. The idle controller of the engine control responds to the closing of the clutch with an increase of the engine torque by exactly the amount of the transmitted clutch torque (3 - 4 Nm), so that the idle speed remains constant. On the basis of the reaction of the engine torque, the transmitted torque of the clutch, and thus the position of the touch point can be determined and adapted. There are also other adaptations possible.
Für den Einsatz von elektromechanisch betätigten Kupplungsaktoren in Parallelschaltgetrieben (PSG) können diese Strategien jedoch neu definiert werden.However, these strategies can be redefined for the use of electromechanically actuated clutch actuators in parallel shift transmissions (PSG).
Ferner werden Kupplungsadaptionen und ein Nullpunktsabgleich im Parallelschaltgetriebe betrachtet.Furthermore, clutch adaptations and a zero adjustment in the parallel shift transmission are considered.
Im Unterschied zu Einkupplungssystemen steuern bei Doppelkupplungsgetrieben zwei unabhängige Kupplungsaktoren die übertragenen Momente der Kupplungen A und B. Üblicherweise ist eine Kupplung mit dem Teilgetriebe der ungeraden Gänge (1, 3, 5) die andere Kupplung mit dem Teilgetriebe der geraden Gänge verbunden (2, 4, evt. R). Im Fahrzustand ist die aktive Kupplung A/B geschlossen und überträgt das Motormoment über einen eingelegten Gang des Teilgetriebes auf den Abtrieb. Die andere, passive Kupplung B/A ist entweder offen bei eingelegtem Gang oder geschlossen bei ausgelegtem Gang (Gang N).In contrast to single-clutch systems, in dual-clutch transmissions two independent clutch actuators control the transmitted moments of clutches A and B. Typically one clutch is connected to the odd-numbered gearbox (1, 3, 5), the other clutch is connected to the straight-geared part gearbox (2, 4) , possibly R). When driving, the active clutch A / B is closed and transmits the engine torque via an engaged gear of the sub-transmission to the output. The other, passive B / A clutch is either open when the gear is engaged or closed when the gear is in gear (gear N).
Vorzugsweise sind folgende Strategien zur Durchführung des Nullpunktsabgleichs der Wegmessung in Doppelkupplungsgetrieben denkbar:Preferably, the following strategies for performing the zero point adjustment of the distance measurement in dual-clutch transmissions are conceivable:
Wenn das Fahrzeug fährt (aktive Kupplung A/B überträgt Motormoment) kann folgendes vorgesehen sein:
- 1. Bei ausgelegtem Gang (Gang N) im Teilgetriebe der passiven Kupplung B/A folgt Durchführen des Nullpunktsabgleichs von Kupplung A+B
- 2. Bei eingelegtem Gang im Teilgetriebe der passiven Kupplung B/A folgt Auslegen des Ganges (Gang N), Durchführen des Nullpunktsabgleichs von Kupplung A+B und Wiedereinlegen des gleichen Ganges.
- 1. With the gear (gear N) in the partial transmission of the passive clutch B / A, performing the zero-point adjustment of clutch A + B
- 2. With the gear engaged in the partial transmission of the passive clutch B / A, the gearshift (gear N) is performed, the zeroing of clutch A + B is carried out and the same gear is re-engaged.
Wenn das Fahrzeug steht kann folgendes vorgesehen sein:
- 1. Bei ausgelegten Gängen (Gang N) in den Teilgetrieben der Kupplung A+B folgt Durchführen des Nullpunktsabgleichs der Kupplung A+B
- 2. Bei ausgelegtem Gang im Teilgetriebe der Kupplung A/B und eingelegtem Gang im Teilgetriebe B/A, folgt Durchführen des Nullpunktsabgleichs der Kupplung A/B und Auslegen des Ganges der Kupplung B/A, Durchführung des Nullpunktsabgleichs sowie Wiedereinlegen des gleichen Ganges.
- 3. Bei ausgelegtem Gang im Teilgetriebe der Kupplung A/B und eingelegtem Gang im Teilgetriebe B/A folgt Auslegen des Ganges der Kupplung B/A, Durchführen des Nullpunktsabgleichs der Kupplung A+B und Wiedereinlegen des gleichen Ganges
- 4. Bei eingelegten Gängen in den Teilgetrieben der Kupplung A+B folgt Auslegen des Ganges der Kupplung A/B des Nullpunktsabgleichs der Kupplung A/B und Wiedereinlegen des gleichen Ganges sowie Auslegen des Ganges der Kupplung B/A und Durchführen des Nullpunktsabgleichs der Kupplung B/A sowie Wiedereinlegen des gleichen Ganges
- 5. Bei eingelegten Gängen in den Teilgetrieben der Kupplung A+B folgt Auslegen der Gänge der Kupplung A+B, Durchführen des Nullpunktsabgleichs der Kupplung A+B und Wiedereinlegen der gleichen Gänge.
- 1. With gears (gear N) in the partial transmissions of clutch A + B, the zeroing of clutch A + B is performed
- 2. When the gear is geared in the partial gearbox of the clutch A / B and the gear engaged in the gearbox B / A, the zeroing of the clutch A / B and. Follows Determining the gear of the clutch B / A, carrying out the zero-point adjustment and re-engaging the same gear.
- 3. When the gear is geared in the partial gearbox of clutch A / B and the gearbox is engaged in gearbox B / A, the gearshift of clutch B / A is performed, making the zeroing of clutch A + B and re-engaging the same gear
- 4. With gears engaged in the partial transmissions of clutch A + B, the gearshift of clutch A / B is followed by the zeroing of clutch A / B and re-engagement of the same gear as well as the disengagement of clutch B / A and the zeroing of clutch B / A and reloading the same gear
- 5. When gears are engaged in the partial transmissions of clutch A + B, the gears of clutch A + B are disengaged, the zeroing of clutch A + B is carried out and the same gears are re-engaged.
Die Durchführung des Nullpunktsabgleichs kann bevorzugt bei gültigen Eintrittsbedingungen in bestimmten Zeitabständen wiederholt werden. Dabei kann die Reihenfolge der Kupplungen A/B der momentanen bzw. zukünftigen Fahrsituation angepasst werden. Hierzu können folgende Strategien beispielsweise vorgeschlagen werden:
- Wenn das Fahrzeug fährt (aktive Kupplung A/B überträgt Motormoment) kann vorgesehen werden:
- 1. Bei einer Fahrt soll immer die Kupplung zuerst adaptiert werden, deren letzter erfolgreicher Nullpunktsabgleich am längsten zurück liegt.
- Wenn das Fahrzeug steht kann vorgesehen werden:
- 1. Bei stehendem Fahrzeug wird immer bei der Kupplung des wahrscheinlichen Ganges der Anfahrt zuerst der Nullpunktsabgleich durchgeführt. Hintergrund dieser Strategie ist das Faktum, dass das Moment dieser Kupplung den Komfort der nachfolgenden Anfahrt bestimmt.
- 2. Es werden immer bei beiden Kupplungen der Nullpunktsabgleich gleichzeitig durchgeführt. Hintergrund dieser Strategie ist das Faktum, dass das Auslegen der Gänge im Stand immer mit störenden Geräuschen verbunden ist. Diese werden minimiert, wenn beide Gänge gleichzeitig ausgelegt werden und der Nullpunktsabgleich anschließend durchgeführt wird.
- When the vehicle is running (active clutch A / B transmits engine torque) it can be provided:
- 1. When driving, the clutch should always be adapted first, the last successful zero-point adjustment being the longest ago.
- When the vehicle is stationary can be provided:
- 1. When the vehicle is stationary, the zero point calibration is always carried out first when the probable gear for the approach is coupled. The background of this strategy is the fact that the moment of this clutch determines the comfort of the subsequent approach.
- 2. The zero point adjustment is always carried out simultaneously for both couplings. The background of this strategy is the fact that the layout of the aisles in the stall is always associated with disturbing noises. These are minimized if both gears are designed at the same time and the zero point adjustment is subsequently carried out.
Für die Tastpunktadaption, die nur bei stehendem Fahrzeug durchgeführt werden kann, sind vorzugsweise folgende Strategien denkbar:
- 1. Wenn in beiden Teilgetrieben ein Gang eingelegt ist, kann die Tastpunktadaption nacheinander durchgeführt werden.
- 2. Wenn im Teilgetriebe der Kupplung A/B ein Gang, und im Teilgetriebe B/A kein Gang eingelegt ist, soll der Gang im Teilgetriebe B/A eingelegt werden und eine Tastpunktadaption für Kupplung A+B durchgeführt werden.
- 3. Bei einer Tastpunktadaption soll immer die Kupplung zuerst adaptiert werden, deren letzte erfolgreiche Tastpunktadaption am längsten zurück liegt (vorgenannte Strategie unter Pkt.1).
- 4. Die Tastpunktadaption wird immer bei der Kupplung des wahrscheinlichen Ganges der Anfahrt zuerst durchgeführt (vorgenannte Strategie unter Pkt. 2).
- 1. When a gear is engaged in both partial transmissions, the touch point adaptation can be performed one after another.
- 2. If one gear is engaged in the partial transmission of clutch A / B and no gear in partial transmission B / A, the gear should be engaged in partial transmission B / A and a touch point adaptation for clutch A + B should be carried out.
- 3. In the case of a touch-point adaptation, the clutch should always be adapted first, the last successful touch-point adaptation of which is the longest behind (the aforementioned strategy under point 1).
- 4. The touch point adaptation is always carried out first when the probable gear of the approach is coupled (aforementioned strategy under point 2).
In
Die vorgenannten Maßnahmen können auch geeignet miteinander kombiniert werden.The aforementioned measures can also be combined with each other suitably.
Das in der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung beschriebene Verfahren kann bei jedem Getriebe, insbesondere bei automatisierten Schaltgetrieben (ASG), z.B. Parallelschaltgetrieben (PSG), oder bei einem elektronischen Kupplungsmanagement eingesetzt werden.The method described in the aforementioned embodiment of the invention can be applied to any transmission, in particular automated manual transmissions (ASG), e.g. Parallel gearboxes (PSG), or used in an electronic clutch management.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine Gangwahlstrategie insbesondere bei einem Parallelschaltgetriebe, wie z.B. einem Doppelkupplungsgetriebe, vorgeschlagen wird, um das Auftreten von Schaltgeräuschen bzw. Getriebegeräuschen, wie z. B. das Getrieberasseln, durch das Einkuppeln der nicht angetriebenen Kupplung mit einem vorbestimmten Drehmoment eines gewählten Ganges an der Eingangswelle zu verhindern.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described, in which a gear selection strategy, in particular in a parallel shift transmission, such as. a dual-clutch transmission is proposed to prevent the occurrence of switching noise or gear noise, such. As the gear rattle, to prevent by the engagement of the non-driven clutch with a predetermined torque of a selected gear on the input shaft.
Es hat sich gezeigt, dass das Getrieberasseln bevorzugt bei Motordrehzahlen unterhalb der Drehzahlen bei typischen Fahrzyklen verhindert werden sollte. Das Getrieberasseln wird durch angestoßene Impulse des Motors erzeugt, welche die Eigenfrequenz des Getriebes erreichen.It has been found that the gear rattle should preferably be prevented at engine speeds below the speeds during typical driving cycles. The gear rattle is generated by triggered pulses of the motor, which reach the natural frequency of the transmission.
Demnach ist das Ziel der vorgeschlagenen Strategie die sogenannten NVH Merkmale eines Fahrzeuges zu verbessern, indem das Vorliegen von Getriebegeräuschen bzw. Schaltgeräuschen bei normalen Fahrbedingungen eliminiert wird. Dies kann durch Erhöhung der effektiven Massenträgheit des Getriebes erreicht werden, sodass die Getriebegeräusch-Erregungsfrequenzen unterhalb der normalen Fahrbereiche des Motors liegen. Es ist zweckmäßig, dass dies durch Einkuppeln der nicht angetriebenen Eingangswellenkupplung (IPSI) erfolgt, während diese im Neutralzustand ist, wodurch die Massenträgheit der zweiten Eingangswelle zu der gesamten Massenträgheit des Getriebes hinzu kommt. Dadurch wird wiederum die Resonanzfrequenz des Getriebes verringert.Accordingly, the objective of the proposed strategy is to improve the so-called NVH characteristics of a vehicle by eliminating the presence of transmission noise during normal driving conditions. This can be achieved by increasing the effective inertia of the transmission so that the transmission noise excitation frequencies are below the normal driving ranges of the engine. It is desirable that this be done by engaging the non-driven input shaft clutch (IPSI) while it is in the neutral state, whereby the inertia of the second input shaft is added to the total inertia of the transmission. This in turn reduces the resonance frequency of the transmission.
Die Vorteile, durch das Einkuppeln der IPSI Kupplung mit der im Neutralzustand befindlichen Welle, können wie folgt zusammengefasst werden:
- - höhere Geräuschreduzierung als mit IPSI Kupplung im Neutralzustand und ausgekuppelten Zustand
- - Hydrauliknachfüllung kann simultan mit der Geräuschreduzierung erfolgen
- - Getriebe wird weniger betätigt als bei eingekuppelter IPSI Welle und offener Kupplung.
- - Higher noise reduction than with IPSI clutch in neutral and disengaged condition
- - Hydraulic refilling can be done simultaneously with the noise reduction
- - Gearbox is operated less than with engaged IPSI shaft and open clutch.
Die Vorgehensweise bei dieser Strategie ist sehr einfach. Die Motordrehzahl wird eingelesen, insbesondere durch Verwendung eines Signals, welches schon bei der Getriebesteuerungssoftware verwendet wird, und durch Vergleich der berechneten Eigenfrequenz für den ausgewählten aktiven Gang. Wenn die Motordrehzahl unter den Grenzwert der Erregungsfrequenz fällt, wird die IPSI Kupplung während des Neutralzustandes eingekuppelt. Sobald die Motordrehzahl den Resonanzbereich durchläuft, kann das Getriebe zum vorherigen Zustand zurückkehren, bei dem die Geräusche unterdrückt werden. Diese vorgesehene Strategie ist in einem Ablaufdiagramm gezeigt, welches in
Das Getrieberasseln liegt vor, wenn angestoßene Impulse eines Verbrennungsmotors die Eigenfrequenz eines Getriebes anregt. Dadurch werden Schwingungen in dem Getriebe verursacht, welche eine hohe Amplitude haben und außerhalb der Phasen des Motors und des restlichen Fahrzeuges liegen. Die durch diese Vibrationen erzeugten Geräusche können von den Fahrzeuginsassen eines Fahrzeuges wahrgenommen werden und sind deshalb störend. Infolgedessen müssen Wege gefunden werden, um diese Vibrationen zu verhindern, ohne dabei andere Aspekte des Fahrzeuges, wie z.B. die Leistung und den Kraftstoffverbrauch, zu beeinflussen. Dies kann durch die vorbeschriebene Strategie erreicht werden.The gear rattle occurs when triggered pulses of an internal combustion engine excites the natural frequency of a transmission. As a result, vibrations are caused in the transmission, which have a high amplitude and are outside the phases of the engine and the rest of the vehicle. The noise generated by these vibrations can be perceived by the vehicle occupants of a vehicle and are therefore disturbing. As a result, ways must be found to prevent these vibrations without affecting other aspects of the vehicle, such as e.g. the performance and the fuel consumption, to influence. This can be achieved by the above-described strategy.
Die Gleichung für die Eigenfrequenz eines Gegenstandes kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Aus dieser Gleichung ist ersichtlich, dass es zwei Wege zum Verändern der Eigenfrequenz eines Objektes gibt. Einerseits können die Eigenschaften der Federkonstante verändert werden oder andererseits kann die Massenträgheit des Systems verändert werden. Bei dem System, bei dem es sich um ein Fahrzeugantriebsstrang handelt, können folgende Parameter den größten Einfluss auf die Eigenfrequenz des Getriebes haben: Massenträgheit der Eingangswelle, Massenträgheit der Ausgangswelle, Getriebeübersetzungsverhältnis, Dämpfungsfederkonstante der Kupplung, Federkonstante der Eingangswelle, Federkonstante der Achse und Massenträgheit des Fahrzeuges. Es ist auch möglich, dass noch andere geeignete Parameter verändert werden, um die Eigenfrequenz des Getriebes zu beeinflussen.From this equation, it can be seen that there are two ways to change the natural frequency of an object. On the one hand, the properties of the spring constant can be changed or on the other hand, the inertia of the system can be changed. In the case of the system which is a vehicle drivetrain, the following parameters may have the greatest influence on the natural frequency of the transmission: inertia of the input shaft, mass inertia of the output shaft, transmission ratio, damping spring constant of the clutch, spring constant of the input shaft, spring constant of the axle and mass inertia of the clutch vehicle. It is also possible that other suitable parameters are changed in order to influence the natural frequency of the transmission.
Bei der Verwendung dieser Parameter wird versucht die Eigenfrequenz des Fahrzeuges zu verringern, so dass die Motordrehzahl, welche benötigt wird, um das System anzuregen, in einem Bereich liegt, welcher gering genug ist, so dass eine Anregung des Systems unter normalen Fahrbedingungen nicht erreicht wird.Using these parameters, an attempt is made to reduce the natural frequency of the vehicle so that the engine speed needed to excite the system is within a range that is low enough so that excitation of the system under normal driving conditions is not achieved ,
Bedauerlicherweise hängt die Bestimmung der Leistung des Fahrzeuges noch von anderen Aspekten ab, wie z.B. Kraftstoffverbrauch und Beschleunigungsleistung, so dass die Parameter, welche zum Verhindern der Geräusche verwendet werden, dadurch begrenzt werden. Infolgedessen wird bei bekannten Strategien die Verwendung von Kupplungsdämpfungsfedern vorgesehen, um die Federkonstante des Systems zu verringern, wobei ein Zweimassenschwungrad verwendet wird, wodurch die Massenträgheit des Systems erhöht wird. Jedoch bei einem Doppelkupplungsgetriebe steigt die Möglichkeit für die Implementierung einer Zahl von software-kontrollierten Strategien, um aktiv diese unerwünschten Geräusche zu unterdrücken.Regrettably, the determination of the performance of the vehicle is still dependent on other aspects, e.g. Fuel consumption and acceleration performance, so that the parameters that are used to prevent the noise, thereby limited. As a result, in known strategies, the use of clutch damping springs is provided to reduce the spring rate of the system using a dual mass flywheel, thereby increasing the inertia of the system. However, with a dual-clutch transmission, the potential for implementing a number of software-controlled strategies increases to actively suppress these unwanted noises.
Die Unterschiede zwischen einem Parallelschaltgetriebe bzw. einem Doppelkupplungsgetriebe und einem konventionellen Handschaltgetriebe liegen im wesentlichen darin, dass bei dem Parallelschaltgetriebe zwei Kupplungen und zwei Eingangswellen für die Übertragung bzw. für das Getriebe vorgesehen sind. Unter normalen Fahrbedingungen ist eine der Eingangswellen des Fahrzeuges angetrieben (IPSA), während die andere Welle (IPSI) grundsätzlich ausgekuppelt ist, welches unter Fahrbedingungen vorgewählt wird. Beispielsweise kann eine der Eingangswellen die Gänge 1, 3, 5 und den Rückwärtsgang und die andere Welle die Gänge 2 und 4 realisieren.The differences between a parallel shift transmission or a dual-clutch transmission and a conventional manual transmission are essentially that in the parallel shift transmission two clutches and two input shafts for transmission or for the transmission are provided. Under In normal driving conditions, one of the input shafts of the vehicle is powered (IPSA), while the other shaft (IPSI) is basically disengaged, which is preselected under driving conditions. For example, one of the input shafts can realize the
Diese Kupplungen und die Gangwahl werden durch zwei Kontrollmodule angesteuert. Infolgedessen ist das Einkuppeln und das Auskuppeln der IPSI sowie die Wahl des Ganges an der nicht angetriebenen Welle für den Fahrer nicht ersichtlich. Dadurch ist es möglich, dass die Massenträgheit des Getriebes durch das Einkuppeln und Auskuppeln der Kupplung an der IPSI Welle geeignet eingestellt werden kann.These clutches and the gear selection are controlled by two control modules. As a result, the engagement and disengagement of the IPSI and the choice of gear on the non-driven shaft are not apparent to the driver. This makes it possible that the inertia of the gearbox can be suitably adjusted by engaging and disengaging the coupling on the IPSI shaft.
Grundsätzlich kann die folgende Gleichung verwendet werden, um die Massenträgheit eines üblichen Handschaltgetriebes zu berechnen:
Jedoch durch die Verwendung der Kupplung an der IPSI-Welle, um diese Welle während des Neutralzustandes einzukuppeln, ergibt sich folgende Gleichung:
Folglich kann die Massenträgheit des Antriebes erhöht werden, wodurch die Resonanzfrequenz des Antriebes verringert wird und somit in vorteilhafter Weise außerhalb des normalen Fahrbereiches des Fahrzeuges liegt.Consequently, the inertia of the drive can be increased, whereby the resonance frequency of the drive is reduced and thus lies advantageously outside the normal driving range of the vehicle.
Ein einfaches Dreimassenmodell kann entwickelt werden, um die Effektivität dieser Strategie zu testen. Das Modell kann, wie in
Die Verbindung zwischen dem Motor und dem Getriebe wird durch den Kupplungsdämpfer und durch die Eingangswelle sowie die Verbindung zwischen dem Getriebe und dem Fahrzeug durch die Radhalbwellen dargestellt.The connection between the engine and the transmission is represented by the clutch damper and by the input shaft and the connection between the transmission and the vehicle by the wheel half-waves.
Für das Modell können beispielsweise folgende Werte verwendet werden:
- Jmotor =
- 0, 1743 kg*m2
- Jipsi =
- 0,02748 kg*m2
- Jipsa=
- 0,02748 kg*m2
- Jops =
- 0,008394 kg*m2 (Berechnung auch für das Differenzial)
- Jvehicle =
- 106,58 kg*m2
- Kdämpfer Kupplung 1 und 2 =
- 7,08 Nm/°
- Kachse =
- 117 Nm/°
- Jmotor =
- 0, 1743 kg * m 2
- Jipsi =
- 0.02748 kg * m 2
- Jipsa =
- 0.02748 kg * m 2
- J ops =
- 0.008394 kg * m 2 (calculation also for the differential)
- J vehicle =
- 106.58 kg * m 2
- Damper coupling 1 and 2 logo CNRS logo INIST
- 7.08 Nm / °
- Kachel =
- 117 Nm / °
Die folgenden Getriebeübersetzungen können bevorzugt bei der Berechnung der Massenträgheit des Getriebes verwendet werden:
- 1.: 3,727
- 2.: 1,96
- 3.: 1,32
- 4.: 0,945
- 5.: 0,756
- 1 .: 3,727
- 2nd: 1.96
- 3rd: 1.32
- 4 .: 0.945
- 5 .: 0.756
Bei der Berechnung der Massenträgheit des Getriebes werden die vorgenannten Gleichungen bevorzugt verwendet. When calculating the mass inertia of the transmission, the aforementioned equations are preferably used.
Bei der Analyse des Modells ergibt sich ein Vergleich zwischen der Strategie mit eingekuppelter neutral IPSI-Welle und der bekannten Strategie mit ausgekuppelter IPSI-Welle. Des weiteren wurde betrachtet, wenn die IPSI-Welle ausgekuppelt ist und mit dem kleinsten Gang der Welle in Eingriff steht. In the analysis of the model, a comparison is made between the neutral IPSI wave coupled strategy and the known IPSI wave disengaged strategy. Further, it was considered that the IPSI shaft is disengaged and engaged with the smallest gear of the shaft.
Die Ergebnisse sind in
Dort wird ein Vergleich von Schaltstrategien gezeigt. Hieraus ist ersichtlich, dass die Einkupplung der IPSI Kupplung mit keinem eingekuppelten Gang besser als die normale Strategie ist, bei der die Kupplung ausgekuppelt ist und die IPSI-Welle mit keinem Gang in Eingriff steht. Die Strategie, bei der die IPSI-Welle mit einem Gang in Eingriff steht, ist für das Getriebe sehr effektiv hinsichtlich des Verhinderns der Resonanzfrequenz. Dies ist jedoch nicht der Fall bei dem ersten Gang, jedoch überall dort, wo die IPSA-Übersetzung (Übersetzung der aktivierten Welle) höher ist als die IPSI Übersetzung (Übersetzung der nicht-aktivierten Welle). Dies bedeutet, dass die IPSI Massenträgheit reduziert wird, wenn beide Übersetzungen durchlaufen werden.There, a comparison of switching strategies is shown. From this it can be seen that the engagement of the IPSI clutch with no engagement gear is better than the normal strategy with the clutch disengaged and the IPSI shaft not engaged with any gear. The strategy in which the IPSI shaft meshes with a gear is very effective for the transmission in terms of preventing the resonance frequency. However, this is not the case with first gear, but everywhere where the IPSA translation (activated shaft translation) is higher than the IPSI translation (non-activated shaft translation). This means that the IPSI inertia is reduced when both translations are run through.
Nachfolgend wird eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine weitere Gangwahlstrategie insbesondere bei einem Parallelschaltgetriebe, wie z.B. einem Doppelkupplungsgetriebe, vorgeschlagen wird, um das Auftreten von Schaltgeräuschen bzw. Getriebegeräuschen, wie z. B. das Getrieberasseln, durch das Einkuppeln der nicht angetriebenen Kupplung mit einem vorbestimmten Drehmoment eines gewählten Ganges an der Eingangswelle zu verhindern.An embodiment of the present invention will now be described in which a further gear selection strategy, in particular in a parallel shift transmission, such as, for a dual-clutch transmission is proposed to prevent the occurrence of switching noise or gear noise, such. As the gear rattle, to prevent by the engagement of the non-driven clutch with a predetermined torque of a selected gear on the input shaft.
Es hat sich gezeigt, dass das Getrieberasseln bevorzugt bei Motordrehzahlen unterhalb der Drehzahlen bei typischen Fahrzyklen verhindert werden sollte. Das Getrieberasseln wird durch angestoßene Impulse des Motors erzeugt, welche die Eigenfrequenz des Getriebes erreichen.It has been found that the gear rattle should preferably be prevented at engine speeds below the speeds during typical driving cycles. The gear rattle is generated by triggered pulses of the motor, which reach the natural frequency of the transmission.
Demnach ist das Ziel dieser Strategie die sogenannten NVH Merkmale eines Fahrzeuges zu verbessern, indem das Vorliegen von Getriebegeräuschen bzw. Schaltgeräuschen bei normalen Fahrbedingungen eliminiert wird. Dies kann durch Erhöhung der effektiven Massenträgheit des Getriebes erreicht werden, sodass die Getriebegeräusch-Erregungsfrequenzen unterhalb der normalen Fahrbereiche des Motors liegen. Bei dieser Variante kann dies durch Einkuppeln der nicht angetriebenen Eingangswellenkupplung (IPSI) mit einem vorbestimmten Drehmoment ermöglicht werden, während die vorgenannte Welle mit einem Gang in Eingriff ist. Dies ist optimal zum Verhindern von Getriebegeräuschen, da somit die Massenträgheit der zweiten Eingangswelle noch zu der ersten angetriebenen Welle hinzu kommt, so dass die gesamte Massenträgheit des Getriebes wesentlich erhöht wird. Dieses wiederum verringert die Eigenfrequenz des Getriebes.Accordingly, the objective of this strategy is to improve the so-called NVH characteristics of a vehicle by eliminating the presence of transmission noise or noise during normal driving conditions. This can be achieved by increasing the effective inertia of the transmission so that the transmission noise excitation frequencies are below the normal driving ranges of the engine. In this variant, this can be achieved by engaging the non-driven input shaft clutch (IPSI) with a predetermined torque while the aforementioned shaft is engaged with a gear. This is optimal for preventing transmission noises, since thus the inertia of the second input shaft is still added to the first driven shaft, so that the total inertia of the transmission is substantially increased. This in turn reduces the natural frequency of the transmission.
Die Vorteile, durch das Einkuppeln der Kupplung mit der nicht angetriebenen Welle (IPSI), welche mit einem Gang in Eingriff steht, können wie folgt zusammengefasst werden:
- - verbesserte Getriebegeräusch-
Reduzierung im 1. Gang verglichen mit anderen Strategien - - Möglichkeit zur simultanen Durchführung der Tastpunktadaption
- - Möglichkeit simultan einen niedrigen Kupplungskraftverlauf zu erzeugen.
- - Improved gear reduction in 1st gear compared to other strategies
- - Possibility for simultaneous execution of the touch point adaptation
- - Possibility to simultaneously generate a low clutch force curve.
Die Vorgehensweise auch bei dieser alternativen Strategie ist sehr einfach. Die Motordrehzahl wird eingelesen, insbesondere durch Verwendung eines Signals, welches schon bei der Getriebesteuerungssoftware verwendet wird, und durch Vergleich der berechneten Eigenfrequenz für den ausgewählten aktiven Gang. Wenn die Motordrehzahl unter den Grenzwert der Erregungsfrequenz fällt, wird die IPSI in einen Gang eingekuppelt, wodurch in optimaler Weise die Massenträgheit des Getriebes erhöht wird, wobei die IPSI Kupplung bei einem vorbestimmten Drehmoment eingekuppelt wird, welches abhängig ist, von dem gewünschten Level an Geräuschverhinderung. Der optimale Gang kann aus einer Tabelle in der Software bestimmt werden. Wenn die Motordrehzahl den Resonanzbereich durchlaufen hat, kann das Getriebe in den Zustand zurückkehren, welcher vor der Geräuschunterdrückung vorlag. Diese Strategie ist in einem Ablaufdiagramm in
Die bei der vorgenannten Schaltwahlstrategie verwendeten Gleichungen 1g und 2g können bei dieser Schaltwahlstrategie herangezogen werden. Ebenso die Bedingungen, unter denen sich die Geräusch-Erregungungsfrequenzen beeinflussen lassen, sind auch hier anwendbar.The equations 1g and 2g used in the aforementioned shift selection strategy can be used in this shift selection strategy. Likewise, the conditions under which the noise excitation frequencies can be influenced are also applicable here.
Jedoch wird bei dieser Variante die IPSI Kupplung eingekuppelt und die Welle mit einem Gang in Eingriff gebracht, sodass sich folgende Gleichung ergibt:
Durch Vergleich der beiden Gleichungen 2g und 4g ist zu erkennen, dass das Einkuppeln der IPSI Kupplung mit der Welle, welche mit einem Gang in Eingriff steht, die Getrieberasselunterdrückung optimiert, da die Möglichkeit besteht, die Massenträgheit des Getriebes zu erhöhen und dadurch die Resonanzfrequenz des Getriebes zu verringern.By comparing the two equations 2g and 4g, it can be seen that engagement of the IPSI clutch with the shaft engaging a gear optimizes gear rattle suppression because of the possibility of increasing the inertia of the transmission and thereby reducing the resonance frequency of the transmission Reduce transmission.
Auch bei dieser Gangwahlstrategie kann das Dreimassenmodell, welches in
Bei der Analyse des Modells ergibt sich ein Vergleich zwischen der bekannten Strategie mit ausgekuppelter IPSI-Welle und der Strategie mit ausgekuppelter IPSI-Kupplung, während die Welle mit einem Gang in Eingriff steht, wobei die IPSI-Kupplung mit etwa 4 und 10Nm mit der Welle eingekuppelt wird. Bei sämtlichen Beispielen, bei denen die IPSI-Welle mit einem Gang in Eingriff steht, wurde die höchst mögliche Getriebemassenträgheit gewählt. Die Ergebnisse sind in
Bei der vorliegenden Strategie können auch beide Kupplungen der beiden Wellen jeweils mit einem Gang in Eingriff stehen, insbesondere um die Eigenfrequenzen des Getriebes zu beeinflussen.In the present strategy, both clutches of the two shafts can each be engaged with a gear, in particular to influence the natural frequencies of the transmission.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der Schaltstrategien angegeben werden, um insbesondere hohe Kupplungstemperaturen zu vermeiden, wobei diese Strategien bevorzugt bei Parallelschaltgetrieben (PSG) bzw. Doppelkupplungsgetrieben eingesetzt werden, um die Komponenten der Kupplungen zu kühlen.Hereinafter, a further embodiment of the present invention will be described in the switching strategies are given to avoid in particular high clutch temperatures, these strategies are preferably used in parallel transmissions (PSG) or dual clutch transmissions to cool the components of the clutches.
Es hat sich gezeigt, dass durch eine Reduzierung der Wärmeentwicklung an einer Kupplung und an dem dazu gehörigen Kupplungssystem thermische Beschädigungen der Kupplung, insbesondere der Reibungsoberflächen, vermieden werden.It has been found that thermal damage to the clutch, in particular the friction surfaces, is avoided by reducing the heat generation at a clutch and at the associated clutch system.
Während der Drehmomentübertragung bei einem Trockenkupplungssystem wird eine bestimmte Energiemenge von der Kupplung in Form von thermischer Energie aufgenommen. Diese thermische Energie kann hohe Kupplungstemperaturen verursachen, welche die Funktionalität der Komponenten begrenzt oder einen permanenten Schaden an der Kupplung verursacht; insbesondere bei Überschreiten der maximalen Temperaturen an der Reibungsoberfläche von 350 bis 380 ° Celsius. Gegenwärtig werden Strategien bei automatisierten Schaltgetrieben (ASG) verwendet, um auf diese Situationen bei hohen Temperaturen zu reagieren. Bei diesen Strategien wird für die Kupplung ein Ventilator verwendet. Dadurch wird eine Konvektion erzeugt, so dass eine heiße Kupplungsscheibe und die Kupplung selbst heruntergekühlt werden kann. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe (DSG) sind mehrere Optionen verfügbar, um auf diese Hochtemperatursituationen zu reagieren und eine geeignete Abkühlstrategie zu implementieren.During torque transmission in a dry clutch system, a certain amount of energy is absorbed by the clutch in the form of thermal energy. This thermal energy can cause high coupling temperatures which limit the functionality of the components or cause permanent damage to the coupling; especially when exceeding the maximum temperatures at the friction surface of 350 to 380 ° Celsius. Strategies in automated manual transmissions (ASG) are currently being used to respond to these situations at high temperatures. These strategies use a fan for the clutch. As a result, a convection is generated, so that a hot clutch disc and the clutch itself can be cooled down. In a dual-clutch transmission (DSG), several options are available to respond to these high-temperature situations and implement a suitable cooling strategy.
In
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden temperaturabhängige Strategien, insbesondere für Parallelschaltgetriebe (PSG), entwickelt.In accordance with the present invention, temperature dependent strategies are developed, especially for parallel shift transmissions (PSGs).
Eine erste mögliche Strategie kann vorsehen, dass an der der aktiven Kupplung, welche das Drehmoment überträgt, gegenüberliegenden Eingangswelle ein minimaler Gang eingekuppelt wird und die inaktive Kupplung geöffnet wird, so dass die offene Kupplung drehen kann, solange sie nicht aktiviert ist, wodurch diese abkühlen kann.A first possible strategy may provide that a minimum gear is engaged on the input shaft opposite the active clutch which transmits the torque, and the inactive clutch is opened so that the open clutch can rotate as long as it is not activated, causing it to cool can.
Diese Strategie kann bevorzugt eingesetzt werden, wenn sich das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt und z.B. die Kupplung 1 eingekuppelt ist, da dann u. U. die Temperatur an der zweiten Kupplung 2 zu hoch sein kann.This strategy may preferably be used when the vehicle is moving at a constant speed, e.g. the
Eine zweite Strategie kann vorsehen, dass Gänge an nur einer Eingangswelle geschaltet werden, um zu vermeiden, dass die Eingangswelle mit der heißen Kupplung in Verbindung kommt. Dadurch wird zusätzliche Wärme eliminiert, welche an der heißen Kupplung entsteht.A second strategy may be to shift gears on only one input shaft to prevent the input shaft from contacting the hot clutch. This eliminates extra heat generated at the hot clutch.
Diese Strategie kann bevorzugt während Hochschaltungen oder Rückschaltungen und bei Vorliegen von zu hoher Kupplungstemperatur eingesetzt werden.This strategy may be preferred during upshifts or downshifts and when the coupling temperature is too high.
Des weiteren wird eine dritte Strategie vorgeschlagen, bei der der erste Gang oder der zweite Gang in Abhängigkeit von zu hohen Kupplungstemperaturen verwendet wird. Diese Strategie kann insbesondere bei startenden Fahrzeugen und bei zu hohen Kupplungstemperaturen eingesetzt werden.Furthermore, a third strategy is proposed in which the first gear or the second gear is used in response to excessive clutch temperatures. This strategy can be used in particular for starting vehicles and at high clutch temperatures.
Ferner wird eine vierte Strategie vorgesehen, welche einen Wechsel der Schaltstrategien bei den Kupplungen vorsieht. Dies kann zum Ziel haben, schnelle Momentenrampen bei den beiden Kupplungen vorzusehen, um die Schaltzeit zu reduzieren. Darüber hinaus kann das Motormoment auf schnellere Weise angesteuert werden. Folglich wird der Fahrkomfort reduziert, jedoch wird die thermische Energie an den Kupplungen verringert. Diese Strategie kann bei jedem Moment während des Fahrzyklus eingesetzt werden.Furthermore, a fourth strategy is provided, which provides for a change of the shift strategies in the clutches. This may have the goal to provide fast torque ramps at the two clutches to reduce the switching time. In addition, the engine torque can be controlled in a faster manner. Consequently, ride comfort is reduced, but the thermal energy at the clutches is reduced. This strategy can be used at any moment during the driving cycle.
Ferner wird eine fünfte Strategie vorgeschlagen, bei der anstatt der Schaltstrategie eines Parallelschaltgetriebes mit zwei parallel aktivierbaren Kupplungen eine Strategie eines automatisierten Schaltgetriebe (ASG) mit Momentenunterbrechung während der Schaltungen verwendet wird. Das Fahrzeug kann bewegt werden, als wenn es nur eine Kupplung hat. Diese Strategie kann bei jedem Moment während des Fahrzyklussees eingesetzt werden.Furthermore, a fifth strategy is proposed in which instead of the shift strategy of a parallel shift transmission with two clutches which can be activated in parallel, an automated shift transmission (ASG) strategy with torque interruption during the shift is used. The vehicle can be moved as if it has only one clutch. This strategy can be used at any moment during the driving cycle.
Des weiteren wird eine sechste Strategie vorgesehen, welche es während des Anfahrens ermöglicht, Drehmoment durch beide Kupplungen parallel zu übertragen. Dadurch wird die thermische Belastung zwischen beiden Kupplungen aufgeteilt, wodurch die anfallende thermische Energie reduziert wird. Die verfügbare Zeit in der das Fahrzeug in einem stationären Zustand hinsichtlich des Gradienten gehalten wird, kann in vorteilhafter Weise erhöht werden. Diese Strategie kann insbesondere bei mehrfach Anfahrvorgängen des Fahrzeuges an einer Steigung verwendet werden. Ferner kann diese Strategie auch vorgesehen werden, wenn der Fahrer die Fahrzeugposition durch Schlupf an der Kupplung und durch das aufgebrachte Moment durch Drücken des Gaspedals bei einem Wert halten will.Furthermore, a sixth strategy is provided which allows during start-up to transmit torque through both clutches in parallel. As a result, the thermal load between the two clutches is divided, whereby the resulting thermal energy is reduced. The available time in which the vehicle is maintained in a steady state with respect to the gradient can be advantageously increased. This strategy can be used in particular on multiple starts of the vehicle on a slope. Further, this strategy may also be provided when the driver wants to maintain the vehicle position at a value by slipping on the clutch and applying the applied torque by depressing the accelerator pedal.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche eine Unterstützung der Synchronisation während der Vorwahl einer Kupplung vorsieht, insbesondere bei einem Parallelschaltgetriebe (PSG).Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described, which provides an assistance of the synchronization during the preselection of a clutch, in particular in a parallel shift transmission (PSG).
Die vorgeschlagene Strategie sieht vor, dass während eines Gangwechsels bevorzugt in einen niedrigeren Gang an der nicht aktivierten Eingangswelle (IPS) eines Parallelschaltgetriebes die Kupplung dieser nicht aktivierten Eingangswelle verwendet wird, um die Differenzdrehzahl für Synchronisation zu verringern. The proposed strategy envisages that during a gear change preferably to a lower gear on the non-activated input shaft (IPS) of a parallel transmission, the clutch of this non-activated input shaft is used to reduce the differential speed for synchronization.
Wenn sich ein Parallelschaltgetriebe in einem Gang mit konstantem Zustand befindet, kann der eingekuppelte Gang bei der nicht aktivierten Eingangswelle (IPS) geschaltet werden. Dieser zusätzliche Gangwechsel kann mit einem automatisierten Schaltgetriebe (ASG) verglichen werden. Die zusätzlichen Gangwechsel können, verglichen mit einem automatisierten Schaltgetriebe, einen höheren Verschleiß der Synchronisation bewirken.If a parallel gearbox is in a constant gear, the engaged gear can be shifted on the non-activated input shaft (IPS). This additional gearshift can be compared with an automated manual transmission (ASG). The additional gear changes can cause a greater wear of the synchronization compared to an automated manual transmission.
Dieser Verschleiß kann durch Verwendung der Kupplung der nicht aktivierten Eingangswelle IPS in vorteilhafter Weise reduziert werden, wenn die Motordrehzahl zwischen der Drehzahl vor und nach der Vorwahl des Gangwechsels liegt. Dazu wird die Kupplung während der Neutralphase bei der Vorwahl geschlossen. Dadurch wird die Drehzahl der nicht aktivierten Eingangswelle vorzugsweise auf die Motordrehzahl erhöht. Dabei sollte vorausgesetzt werden, dass ein Parallelschaltgetriebe mit zwei IPS Wellen und zwei Kupplungen vorgesehen ist, wobei jeweils eine Kupplung für jede IPS Welle vorgesehen ist. In
Eine Simulation ohne die Verwendung der Kupplung für die Synchronisation des vorgewählten Ganges ist in
Eine Simulation mit der Verwendung der Kupplung für die Synchronisation des vorgewählten Ganges ist in
Bei den beiden in den
Durch die Verringerung des Verschleißes bei der Synchronisierung während der Vorwahl bei Hochschaltungen kann eine Abschätzung der Drehzahl der IPS Welle während der Neutralphase vorgesehen werden. Die Drehzahlführung kann dann entsprechend moduliert werden. Bei dem Modell besteht eine Abhängigkeit von Faktoren, wie z.B. der Reibung (d.h. Einfluss der Temperatur) oder dem Alter des Getriebes. Bei der Verwendung eines Drehzahlsensors an der Eingangswelle können diese Faktoren geeignet berücksichtigt werden. Es ist auch möglich noch andere Modifikationen bei der vorgestellten Strategie vorzusehen, um das erfindungsgemäße Verfahren weiter zu verbessern.By reducing the wear during synchronization during the upshift selector, an estimate of the speed of the IPS shaft during the neutral phase can be provided. The speed control can then be modulated accordingly. In the model, there is a dependence on factors, e.g. the friction (i.e., influence of temperature) or the age of the transmission. When using a speed sensor on the input shaft, these factors can be properly taken into account. It is also possible to provide other modifications to the proposed strategy in order to further improve the method according to the invention.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche eine Strategie zum Wählen des Ganges an einer nicht aktivierten Eingangswelle bei Doppelkupplungsgetrieben in Fahrzeugen angibt. Bei Doppelkupplungsgetrieben sind zur selben Zeit zwei eingekuppelte Gänge vorgesehen, welche an jeweils mit einer Eingangswelle in Eingriff stehen. Jedoch wird gleichzeitig nur eine Welle zur Momentenübertragung bei dem Antriebsstrang verwendet (ausgenommen während der Momentenübergabe beim Schalten der Gänge). Dabei wird ausgewählt, welche Gänge an der nicht aktivierten Eingangswelle eingekuppelt werden. Dies kann in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, wie z.B. der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gaspedalposition, der Motordrehzahl oder dgl. vorgesehen werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass noch andere Parameter berücksichtigt werden.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described, which indicates a strategy for selecting the gear on a non-activated input shaft in dual-clutch transmissions in vehicles. In dual-clutch transmissions two engaged gears are provided at the same time, which are respectively engaged with an input shaft in engagement. However, at the same time only one shaft is used for torque transmission in the drive train (except during the torque transfer when shifting the gears). It is selected which gears are engaged on the non-activated input shaft. This may vary depending on various parameters, e.g. the vehicle speed, the accelerator pedal position, the engine speed or the like. Be provided. There is also the possibility that other parameters are taken into account.
Nachfolgend werden Voraussetzungen genannt, welche die Gangvorwahlfunktionalität begrenzen können:The following are conditions that can limit the Gangvorwahlfunktionalität:
Insbesondere bei einer normalen Fahrsituation sollte immer ein höherer Gang vorgewählt werden. Bei Rückschaltungen ist die Zeit für das Erhöhen der Motordrehzahl auf eine geeignete Drehzahl länger als die Schaltzeit bei dem Getriebe.Especially in a normal driving situation a higher gear should always be preselected. In downshifts, the time to increase the engine speed to a suitable speed is longer than the shift time in the transmission.
Des weiteren ist zu betrachten, dass bei einem Kick down keine Probleme bezüglich der ansteigenden Zeit für die Motordrehzahl auftreten, da diese immer länger ist, als die Schaltzeit. Demzufolge ist eine spezielle Behandlung eines Kickdowns bei einer Gangvorwahl nicht erforderlich.Furthermore, it should be considered that in a kick down, there are no problems related to the increasing time for the engine speed since it is always longer than the shift time. As a result, a special treatment of a kickdown in a gait is not required.
Des weiteren ist eine Bergan- und eine Bergabfahrt-Detektion bei normalen automatisierten Schaltgetrieben (ASG) auch bei einer Gangvorwahl verfügbar.Furthermore, a Bergan and a downhill detection in normal automated manual transmissions (ASG) is also available at a gear selector.
Wenn eine Bergabfahrt und eine Motorabbremsung (Nachlauf), insbesondere bei negativem Antriebsmoment, vorliegt, ist keine Zeiterwartung möglich und deshalb kann eine Gangvorwahl bei einem Kick-down nicht verwendet werden.If there is a downhill run and an engine braking (overrun), especially with a negative drive torque, no time expectancy is possible and therefore a kicker can not be used in a kickdown.
Demnach kann folgende Grundstrategie der Strategie vorgeschlagen werden, bei der in der ersten Version nur der nächste Gang über dem aktivierten Gang ausgewählt wird. Dabei ergibt sich folgende Tabelle:
Bei einer zweiten Version handelt es sich um eine weiter verbesserte Grundversion der Strategie, wobei eine erste Verbesserung dadurch erzielt werden kann, dass eine Betrachtung der Fahrzeuggeschwindigkeit implementiert wird. Daraus ergibt sich die folgende Tabelle:
In diesem Fall kann der Wert xnA und der Wert xnB zum Bestimmen der besten Gangvorwahl kalibriert werden und einige Hysteresen als Drehzahlgrenzen aufweisen. Für einen sicheren Betrieb sollte die Gangvorwahl den Neutralzustand wählen, wenn das Fahrzeug steht. Dadurch werden gefährliche Situationen vermieden, wenn eine Kupplung (d.h. bei vorgewähltem Gang) falsch reagiert und eine nichtgewollte Einkupplung vollzieht. Das kann ebenso vorgesehen werden, wenn die Kupplung zu heiß ist und gekühlt werden muss. Das Abkühlen der Kupplung kann besser erfolgen, wenn die Kupplung sich dreht. Bei einem elektronischen Schaltgetriebe mit Gangvorwahl sollte in dem Neutralzustand die Batterieladung ermöglicht werden.In this case, the value xnA and the value xnB may be calibrated to determine the best gear selection and have some hysteresis as the speed limits. For safe operation, the gear selector should select the neutral state when the vehicle is stationary. This avoids dangerous situations when a clutch (i.e., a preselected gear) reacts incorrectly and engages unintentionally. This can also be provided if the clutch is too hot and needs to be cooled. The cooling of the clutch can be done better when the clutch rotates. In an electronic manual transmission with gear selection should be made possible in the neutral state, the battery charge.
Nachfolgend wird eine weiter verbesserte Grundversion der Strategie vorgeschlagen, bei der als Verbesserung Anfahrvorgänge im zweiten Gang ermöglicht werden, bei denen der Neutralzustand an der anderen Welle vorgewählt ist. Für diese verbesserte Version ergibt sich folgende Tabelle:
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, so dass eine vorbestimmte Fahrzeugbeschleunigung sichergestellt wird.It can be provided that the vehicle speed is a predetermined speed, so that a predetermined vehicle acceleration is ensured.
Weitere Verbesserungen können vorgesehen werden. Beispielsweise kann zum Verhindern von oszillierenden Gangschaltungen bei schnellen Geschwindigkeitswechseln vorgesehen sein, dass ein Zeitzähler verwendet wird, welcher die Zeit zum Wechseln der Gangvorwahl zählt, bevor die Vorwahl verwendet wird.Further improvements can be provided. For example, to prevent oscillating gear shifts during fast speed shifts, it may be provided to use a time counter which counts the time to change the gear selector before the prefix is used.
Ferner kann zum Handling eines Tip-in (Kick down) vorgesehen werden, die Beschleunigungsposition bzw. Bewegung zu betrachten und eine geeignete Tip-in Gangvorwahl auszuwählen, bevor die Schaltabbildung denselben Tip-in erkennt.Furthermore, to handle a tip-in (kick down), it is possible to look at the acceleration position or movement and to select a suitable tip-in gear selection before the shift map recognizes the same tip-in.
Des weiteren kann bei einer Vollbremsung (Panikbremsung) zum Vermeiden möglicher Probleme bei der Vollbremsung vorgesehen werden, dass in dieser Situation als Gangvorwahl der Neutralzustand gewählt wird.Furthermore, in a full braking (panic braking) to avoid possible problems in the emergency braking can be provided that is selected in this situation as a gear selector of the neutral state.
Ferner kann bei Fahrmodusabweichungen vorgesehen werden, dass die Fahrzeuggeschwindigkeiten und die Hystereseabweichungen in Abhängigkeit von dem Fahrmodus (Normal, Sport oder Winterprogramm oder dgl.) geeignet kalibriert werden.Further, in driving mode deviations, it may be provided that the vehicle speeds and the hysteresis deviations are appropriately calibrated depending on the driving mode (normal, sport or winter program or the like).
Bei starken Belastungen oder Bergauffahrten kann für eine bestmögliche Gangvorwahl bezüglich des Antriebsmomentes vorgesehen werden, dass das Antriebsmoment (aktives Kupplungsmoment) bei der Beurteilung, wann die Gangvorwahl bestimmt wird, verwendet wird.For heavy loads or uphill driving can be provided for the best possible gear preselection with respect to the drive torque that the drive torque (active clutch torque) in the assessment of when the gear selector is determined, is used.
Ferner kann insbesondere bei einer Freischaukelfunktion, nämlich das Freischaukeln des Fahrzeuges vorwärts und rückwärts zum Herauskommen aus einem Graben, vorgesehen werden, dass z.B. bei dem Winterprogramm oder dgl. der zweite Gang und der Rückwärtsgang vorgegeben wird, um die Freischaukelfunktion durchzuführen. Auf diese Weise kann bei dem Antriebsstrang zwischen dem Rückwärtsgang und dem zweiten Gang zum Freischaukeln bzw. Freischwingen umgeschaltet werden, so dass das Fahrzeug aus dem Hindernis, z.B. aus einem Graben, entfernt werden kann. Further, in particular in a free-swing function, namely the free swinging of the vehicle forward and backward to come out of a trench, it can be provided that e.g. in the winter program or the like. The second gear and the reverse gear is specified to perform the free-swing function. In this way, in the drive train between the reverse gear and the second gear can be switched to rocking or free-swinging, so that the vehicle from the obstacle, e.g. from a ditch, can be removed.
Des weiteren kann vorgesehen werden, dass die Fahrzeugbeschleunigung in eine Übersicht bzw. in einen Speicher aufgenommen wird, so dass, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Bremsen oder Beschleunigung rapide verändert wird, dies bei der Gangvorwahl aufgezeichnet bzw. berücksichtigt wird. Dies kann z.B. realisiert werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit, welche für die Entscheidung der Gangvorwahl verwendet wird, eine vorbestimmte geschätzte Geschwindigkeit, basierend auf der gemessenen Beschleunigung, ist. In diesem Fall ist es ebenso möglich, Gangvorwahländerungen schneller zu erkennen.Furthermore, it can be provided that the vehicle acceleration is recorded in an overview or in a memory, so that when the vehicle speed is rapidly changed by braking or acceleration, this is recorded or taken into account during the gear selection. This can e.g. be realized when the vehicle speed used for deciding the gear selection is a predetermined estimated speed based on the measured acceleration. In this case, it is also possible to detect speed-dial changes faster.
Ferner ist es auch möglich, bei Bergauffahrten und bei Fahrzeuggeschwindigkeiten, die unter einen bestimmten Grenzwert liegen, einen niedrigeren Gang vorzuwählen.Furthermore, it is also possible to select a lower gear when driving uphill and at vehicle speeds that are below a certain threshold.
Es ist auch möglich, andere Veränderungen vorzunehmen, um die erfindungsgemäße Strategie weiter zu verbessern.It is also possible to make other changes to further improve the inventive strategy.
Insbesondere bei elektronischen Schaltgetrieben kann es vorgesehen sein, dass die Gangvorwahl bei Parallelschaltgetrieben aufgehoben wird. Ferner können verwendete Merkmale für ein elektronisches Schaltgetriebe derart implementiert werden, wenn die Verwendung auch für ein Parallelschaltgetriebe vorteilhaft ist. Beispielsweise kann bei dem elektronischen Schaltgetriebe der Neutralzustand an der nicht aktiven Welle im Stillstand gewählt werden, um die Batterie aufzuladen.In particular, in electronic manual transmissions, it may be provided that the gear selector is canceled in parallel transmissions. Furthermore, features used for an electronic manual transmission can be implemented in such a way, although the use is also advantageous for a parallel shift transmission. For example, in the electronic transmission, the neutral state on the non-active shaft at standstill can be selected to charge the battery.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche eine Berganfahrhilfe bevorzugt durch Kriechmomentaktivierung beim Lösen der Bremse vorsieht. Hereinafter, a further embodiment of the present invention will be described, which provides a Hill Start Assist preferably by creep torque activation when releasing the brake.
Automatische Schaltgetriebe (ASG) und Parallelschaltgetriebe (PSG) sind automatische Getriebe, welche vom Fahrer ähnlich zu bedienen sind, wie auch konventionelle Wandlerautomaten-Getriebe. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es bei den vorgenannten Getriebetypen vorkommen kann, dass das Fahrzeug beim Anfahren an einem Berg zurückrollen kann. Dies kann daran liegen, dass das Kriechmoment der Kupplung erst dann aufgebaut wird, wenn der Fahrer die Bremse gelöst hat.Automatic transmissions (ASG) and parallel transmissions (PSG) are automatic transmissions that are similar to the driver, as well as conventional torque converter transmissions. However, it has been found that it can happen in the aforementioned transmission types that the vehicle can roll back when starting on a mountain. This may be because the creep torque of the clutch is only built up when the driver has released the brake.
Demnach kann durch einen früheren Kriechmomentenaufbau das Zurückrollen insbesondere bei Berganfahrten verhindert bzw. erheblich verringert werden. Dazu kann vorgesehen sein, dass sowohl bei einem ASG- als auch bei einem PSG-System zum Beispiel an Hand des Bremsdruckes erkannt werden kann, dass die von dem Fahrer angeforderte Bremskraft absinkt. Beispielsweise bei Unterschreiten einer definierten Schwelle kann das Kriechmoment aufgebaut werden. Dazu können verschiedene Möglichkeiten vorgesehen werden:
- 1) Wenn der Bremsdruck von oben kommend eine definierte Schwelle unterschreitet, kann die normale Kriechstrategie aktiviert werden.
- 2) Wenn der Bremsdruck von oben kommend eine definierte Schwelle unterschreitet, kann in funktionaler Abhängigkeit bevorzugt vom Bremsdruck ein Kriechmoment an der Kupplung aufgebaut werden. Beispielsweise kann mit abnehmendem Bremsdruck ein stetig steigendes Kriechmoment aufgebaut werden, bis das maximale zulässige Kriechmoment an der Kupplung anliegt.
- 3) Bei dem Aufbau des Kriechmomentes können verschiedene funktionale Abhängigkeit berücksichtigt werden. Beispielsweise kann das Kriechmoment stetig linear, progressiv, degressiv oder auch stufenweise mit abnehmendem Bremsdruck erhöht werden.
- 1) If the brake pressure falls below a defined threshold, the normal creep strategy can be activated.
- 2) If the brake pressure coming from above falls below a defined threshold, a creep torque can be built up on the clutch in functional dependence, preferably by the brake pressure. For example, with decreasing brake pressure, a steadily increasing creep torque can be built up until the maximum permissible creep torque is applied to the clutch.
- 3) When constructing the creep torque, different functional dependencies can be taken into account. For example, the creep torque can be steadily increased linearly, progressively, degressively or even stepwise with decreasing brake pressure.
Da nach der Aktivierung des Kriechmomentes das Fahrzeug sich schon in Bewegung setzen kann, wenn der Fahrer noch auf dem Bremspedal steht, kann eine Korrelation mit dem sinkenden Bremsdruck besonders vorteilhaft sein. Wenn das Fahrzeug an einer Steigung vom Fahrer mit der Bremse gehalten wird, kann davon ausgegangen werden, dass die Bremsdruckschwelle überschritten worden ist. Somit kann bereits beim Lösen der Bremse das Kriechen als Anfahrhilfe aktiviert werden. Es sind auch andere mögliche Abhängigkeiten bei der Berücksichtigung des Aufbaus des Kriechmomentes denkbar.Since, after the activation of the creep torque, the vehicle can already start moving when the driver is still standing on the brake pedal, a correlation with the decreasing brake pressure can be particularly advantageous. If the vehicle is held on a slope by the driver with the brake, it can be assumed that the brake pressure threshold has been exceeded. Thus, the creep can be activated as a traction help already when releasing the brake. There are also other possible dependencies in the consideration of the structure of the creeping torque conceivable.
Bei dem Aufbau des Kriechmomentes sollte jedoch berücksichtigt werden, dass das Kriechmoment nicht generell bei niedrigen Bremsdrücken aktiviert wird, denn sonst könnte sich das Fahrzeug auch bei leichter Bremsbetätigung beispielsweise in der Ebene, nicht anhalten lassen. Ferner wird durch ein Dauerkriechen gegen die Bremse der Energieeintrag in die Kupplung erhöht. Folglich kann sich auch der Kraftstoffverbrauch im Leerlauf erhöhen und eventuell können störende Vibrationen im Fahrzeug auftreten. Ferner kann vorgesehen sein, dass die bekannte Strategie zur Tastpunktermittlung, welche auf niedrigem Momentenniveau arbeitet, bevorzugt mit der erfindungsgemäßen Kriechstrategie kombiniert werden kann.When constructing the creeping torque, however, it should be taken into account that the creep torque is not generally activated at low brake pressures, otherwise the vehicle could not be stopped even with light brake actuation, for example in the plane. Furthermore, the energy input into the clutch is increased by a continuous creep against the brake. Consequently, the fuel consumption at idle may increase and possibly disturbing vibrations in the vehicle may occur. Furthermore, it can be provided that the known tactile-point determination strategy, which operates at a low torque level, can preferably be combined with the creep strategy according to the invention.
Die vorgestellte Kriechstrategie wird an Hand eines Ablaufdiagrammes in
Ferner wird in
Es ist noch anzumerken, dass die in den
Demnach wird eine Berganfahrhilfe vorgeschlagen, bei der ein Kriechmomentenaufbau in Abhängigkeit des Bremsdruckes bzw. einer Bremsdruckschwelle vorgesehen wird. Diese Berganfahrhilfe kann selbstverständlich auch in anderen Fahrsituationen verwendet und bevorzugt bei automatisierten Schaltgetrieben (ASG) und bei Parallelschaltgetrieben (PSG) eingesetzt werden.Accordingly, a Hill Start Assist is proposed, in which a Kriechmomentenaufbau in response to the brake pressure or a brake pressure threshold is provided. Of course, this Hill Start Assist can also be used in other driving situations and can be used preferably in automated manual transmissions (ASG) and in parallel shift transmissions (PSG).
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche eine Schaltstrategie, insbesondere für Parallelschaltgetriebe bei Zughochschaltungen mit falsch vorgewähltem Zielgang, vorschlägt.A further embodiment of the present invention will be described below, which proposes a shift strategy, in particular for parallel shift transmission in Zughochschaltungen with wrong preselected target gear.
Es hat sich gezeigt, dass es insbesondere bei Parallelschaltgetrieben vorkommen kann, dass bei Beginn der Schaltung der falsche Gang auf der Zielwelle eingelegt worden ist. Für eine erfolgreiche Überschneidungsschaltung muß dann der Zielgang zunächst gewechselt werden. Insbesondere bei Zugrückschaltungen kann man diese Zeit nutzen, um den Motor auf die Zieldrehzahl zu beschleunigen. Bei Hochschaltungen wird das Fahrzeug so lange weiter beschleunigt, bis der Zielgang eingelegt ist. Insbesondere bei manueller Auslösung durch den Fahrer kann es dabei zu Komforteinbußen kommen. It has been found that it can happen, especially in parallel transmissions, that at the beginning of the circuit the wrong gear has been inserted on the target shaft. For a successful overlap circuit then the target gear must first be changed. In particular, train downshifts can use this time to accelerate the engine to the target speed. During upshifts, the vehicle continues to be accelerated until the target gear is engaged. In particular, with manual release by the driver, it can lead to loss of comfort.
Demnach wird bei der erfindungsgemäßen Schaltstrategie vorgeschlagen, dass durch Verringerung des Motormoments bevorzugt zu Beginn der Zughochschaltung der Fahrer den Eindruck gewinnen kann, als würde bereits eine Schaltung durchgeführt werden. Dazu kann das Moment des Motors vorzugsweise maximal abgesenkt werden, sodass der Fahrer die Beschleunigung erfährt, die er mit seinem Fahrerwunschmoment im Zielgang hätte. Der einzige Unterschied dabei liegt für den Fahrer darin, dass die Synchronisierung der Motordrehzahl auf den Zielgang später als bei einer Schaltung mit richtig vorgewähltem Zielgang erfolgt.Accordingly, it is proposed in the shift strategy according to the invention that by reducing the engine torque, preferably at the beginning of the upshift, the driver can get the impression that a circuit would already be carried out. For this purpose, the torque of the engine can preferably be maximally lowered, so that the driver experiences the acceleration that he would have with his driver's desired torque in the target gear. The only difference for the driver is that the engine speed is synchronized with the target gear later than with a properly preselected target gear.
Ein besonderer Vorteil dieser Strategie liegt darin, dass das Fahrzeug in der ersten Phase nicht mehr voll beschleunigt wird, und gerade bei Vollastschaltungen die Gefahr, in den Bereich des Drehzahlbegrenzers des Verbrennungsmotors zu gelangen, verringert wird.A particular advantage of this strategy is that the vehicle is not fully accelerated in the first phase, and especially at full-load circuits the risk of entering the range of the engine speed limiter, is reduced.
Für das maximal abgesenkte Motormoment kann folgende Gleichung gelten:
Die Absenkung des Abtriebsmoments auf das Zielgangniveau kann beispielsweise durch den Komfort bestimmt werden. Wenn das Einlegen des Zielganges länger als das Herunterfahren des Motors auf MRed dauert, kann das Zielmoment MRed so lange gehalten werden, bis der Zielgang eingelegt ist. Wenn die Phase kürzer ist, kann direkt (vor dem Erreichen von MRed) zum Überschneiden übergegangen werden. In diesem Fall kann allerdings durch die maximale Verfahrgeschwindigkeit der Kupplungen eine Beschränkung vorliegen.The lowering of the output torque to the target gear level can be determined for example by the comfort. If the engagement of the target gear lasts longer than the engine shutdown on M Red , the target torque M Red can be held until the target gear is engaged. If the phase is shorter, you can go straight to overlapping (before reaching M Red ). In this case, however, there may be a limitation due to the maximum travel speed of the clutches.
In
Die erfindungsgemäße hier vorgestellte Schaltstrategie kann insbesondere bei unterbrechungsfreien Schaltgetrieben (USG) und insbesondere bei Parallelschaltgetrieben eingesetzt werden.The inventive switching strategy presented here can be used in particular in uninterruptible manual transmissions (USG) and in particular in parallel shift transmissions.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche Überschneidungsschaltungen mit einer Schlupfregelung über die Kupplungen vorsieht.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described, which provides overlapping circuits with a slip control via the clutches.
Bei möglichen Strategien für die Überschneidungsschaltung bei einem Parallelschaltgetriebe kann vorgesehen werden, dass der Verbrennungsmotor des Fahrzeuges dazu benutzt wird, um Ungenauigkeiten der Momente der beteiligten Komponenten auszugleichen. Beispielsweise können für die Überschneidung zwei schlupfende Kupplungen verwendet werden. Dazu kann in einer ersten Phase die Kupplung des alten Ganges in Schlupf gebracht werden. Bisher wird dies durch den Verbrennungsmotor ermöglicht, der den Schlupf bis zum Ende der Überschneidung hält.In possible strategies for the overlapping circuit in a parallel shift transmission can be provided that the internal combustion engine of the vehicle is used to compensate for inaccuracies of the moments of the components involved. For example, two slipping clutches can be used for the overlap. For this purpose, the clutch of the old gear can be slipped in a first phase. So far, this is made possible by the internal combustion engine, which keeps the slip until the end of the overlap.
Dabei besteht das Problem, dass der Verbrennungsmotor nicht immer so exakt und vor allem nicht so schnell angesteuert werden kann, dass in relativ kurzer Zeit Ungenauigkeiten bei der Überschneidung ausgeglichen werden können. Deshalb ist es eine Aufgabe der erfindungsgemäßen Strategie, eine Möglichkeit anzugeben, bei der kein Motoreingriff erforderlich ist, und dennoch diese Strategie robust gegenüber Momentenfehlern der Kupplungen ist.There is the problem that the internal combustion engine can not always be controlled so precisely and above all not so fast that inaccuracies in the overlap can be compensated in a relatively short time. Therefore, it is an object of the inventive strategy to provide a way in which no engine intervention is required, and yet this strategy is robust against torque errors of the clutches.
Bei der vorgeschlagenen Strategie wird bevorzugt der Teil der Überschneidung berücksichtigt, bis zu dem die Kupplung des Zielganges das Moment vollständig übernommen hat. Demnach liegt der Kern der erfindungsgemäßen Strategie darin, dass die Kupplung des Zielganges bei unbeeinflußtem Motormoment den Schlupf an der Kupplung des alten Ganges möglichst konstant hält. Dazu kann vorzugsweise der Steuerung der Zielkupplung während der Überschneidung eine Schlupfregelung, zum Beispiel mit einem einfachen PID-Regler oder dergleichen, überlagert werden. Es ist auch möglich, dass die Regelung mit der öffnenden Kupplung und/oder mit beiden Kupplungen realisiert wird.The proposed strategy preferably takes into account the part of the overlap up to which the coupling of the target gear has completely taken over the moment. Accordingly, the essence of the strategy according to the invention is that the clutch of the target gear with unaffected engine torque keeps the slip on the clutch of the old gear as constant as possible. For this purpose, preferably the control of the target coupling during the overlap, a slip control, for example with a simple PID Regulator or the like, are superimposed. It is also possible that the control is realized with the opening clutch and / or with both clutches.
Besonders vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Strategie, dass die Kupplung in der Regel schneller auf Sollanforderungen als der Verbrennungsmotor reagiert. Ferner sind die Kupplungen im Gegensatz zum Verbrennungsmotor (Vollast) bei hohen Momenten nicht beschränkt. Des weiteren wird mit der erfindungsgemäßen Strategie ermöglicht, dass bei stabiler Regelung nie mehr Moment auf den Abtrieb wirkt, als von dem Fahrer gewünscht wird. Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Strategie kein Motoreingriff erforderlich.In the strategy according to the invention, it is particularly advantageous that the clutch as a rule reacts more quickly to nominal requirements than the internal combustion engine. Furthermore, in contrast to the internal combustion engine (full load), the clutches are not limited at high torque. Furthermore, with the strategy according to the invention it is made possible that, with stable regulation, no more torque acts on the output than is desired by the driver. Furthermore, no engine intervention is required in the inventive strategy.
Bei der erfindungsgemäßen Strategie sollte für eine sinnvolle Regelung berücksichtigt werden, dass die Regelzeiten zwischen der Soll- und der Ist-Vorgabe deutlich unter der Überschneidungszeit liegen. Denn es hat sich gezeigt, dass die Kupplung des Zielganges nur mäßig der Momentensollvorgabe folgen kann, und damit Korrekturen des Moments kaum Wirkung zeigen. Die Ursache kann darin liegen, dass ein sehr träges Regelverhalten (τPT1 = 50ms) vorliegt, und zum anderen kann dies an dem Verlauf der Kupplungskennlinie liegen, wobei bei kleinen Momenten große Wegänderungen am Ausrücker vorliegen.In the strategy according to the invention, it should be taken into account for a meaningful regulation that the control times between the setpoint and actual settings are significantly below the overlap time. Because it has been shown that the clutch of the target gear can only moderately follow the torque setpoint, and thus corrections of the moment have little effect. The cause may be that a very sluggish control behavior (τPT1 = 50ms) is present, and on the other hand, this may be due to the course of the clutch characteristic curve, with large displacement changes at the release mechanism being present at small torques.
Bei der erfindungsgemäßen Strategie kann zum Vermeiden des Vorgenannten folgendes vorgesehen werden:
- - Es werden keine Rampen bei der Überschneidung verwendet, sondern parabolisch gestartet und danach in einen linearen Verlauf übergegangen. Dadurch kann die zweite Kupplung langsam in einen Arbeitsbereich kommen, in dem die Regelzeiten ähnlich der ersten Kupplung sind.
- - Die Überschneidungsdauer wird geeignet angepasst. Für das in der Simulation benutzte Model des Positionsreglers der Kupplung (τPT1 = 50ms) ergibt sich eine Mindestzeit von ca. 400 bis 500ms für die Dauer der Überschneidung.
- - No ramps are used in the intersection, but parabolic started and then went into a linear course. As a result, the second clutch can slowly come into a work area in which the control times are similar to the first clutch.
- - The overlap period is adjusted appropriately. For the model of the position controller of the coupling (τPT1 = 50ms) used in the simulation, a minimum time of approx. 400 to 500 ms is obtained for the duration of the overlap.
Es sind auch andere Maßnahmen oder auch Kombinationen der vorgenannten Maßnahmen möglich. Es ist auch denkbar, dass genannte Maßnahmen modifiziert werden, um die erfindungsgemäße Strategie weiter zu verbessern.There are also other measures or combinations of the above measures possible. It is also conceivable that said measures are modified in order to further improve the strategy according to the invention.
Ferner kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen werden, dass der Drehzahlregler implementiert wird. Dabei kann während der Vorgabe des Motormoments und des Moments der alten Kupplung vorgesehen sein, dass das Moment der neuen Kupplung geeignet geregelt wird. Für die Momente können folgende Gleichungen gelten:
Dabei kann als Eingangsgröße für den PID-Regler die Differenz aus der Motordrehzahl und der Eingangswellendrehzahl des alten Ganges insbesondere bei Hochschaltungen bzw. des neuen Ganges bei Rückschaltungen verwendet werden. Die Drehzahländerung der Eingangswellen kann aufgrund der angelegten Kupplungsmomente bzw. der Gegenmomente vom Abtrieb, wie zum Beispiel Fahrwiderstand, Fahrbahnsteigung oder dergleichen, nicht in den Regler zurückfließen, jedoch aber prinzipiell in die gleiche Richtung fließen, d.h. der Schlupf kann vermindert werden, wenn die Kupplung des Zielganges weiter geschlossen wird.In this case, the difference between the engine speed and the input shaft speed of the old gear, in particular in upshifts or the new gear in downshifts can be used as input to the PID controller. The speed change of the input shafts can not flow back into the regulator due to the applied clutch moments or the counter torques of the output, such as driving resistance, road gradient or the like, but in principle flow in the same direction, i. the slip can be reduced if the clutch of the target gear is further closed.
Um dabei sicherzustellen, dass eine ausreichende Schlupfreserve während der Überschneidung vorhanden ist, kann vorzugsweise zu Beginn der Überschneidung der Sollschlupf zuerst bis auf die erforderliche Reserve aufgebaut werden. Dies kann auch den Darstellungen in
Demnach kann die Kupplung des alten Ganges langsam geöffnet werden, und erst nach Erreichen der Schlupfreserve kann die zweite Kupplung geschlossen werden. Der Aufbau der Schlupfreserve kann über einen zeitabhängigen Aufbau des Sollschlupfes derart geregelt werden, dass die Kupplung des Zielganges relativ früh beginnt, den Sollschlupf aufzubauen.Accordingly, the clutch of the old gear can be opened slowly, and only after reaching the slip reserve, the second clutch can be closed. The structure of the slip reserve can be controlled via a time-dependent structure of the desired slip such that the clutch of the target gear starts relatively early to build the target slip.
Es ist möglich, dass bei Zugschaltungen ein positiver Schlupf und bei Schubschaltungen ein negativer Schlupf aufgebaut wird. Bei der erfindungsgemäßen Strategie kann vorgesehen sein, dass bei Zugrück- bzw. Schubhochschaltungen weiterhin die Motordrehzahl auf die Zieldrehzahl des neuen Ganges gebracht wird, welches der Phase 2 entspricht, bevor mit der Überschneidung begonnen wird. It is possible that a positive slip is built up in pull circuits and negative slip in push circuits. In the strategy according to the invention, it can be provided that, in the case of traction-back or thrust upshifts, the engine speed is further brought to the target speed of the new gear, which corresponds to
In den
Es hat sich gezeigt, dass die Regelung des Schlupfes auch Fehler in den Kupplungsmomenten eliminieren kann, und den Schlupf zwischen 0 und etwa 200 Umdrehung/min halten kann. Die Verwendung der Schlupfregelung während des Fahrens mit einem Teilgetriebe kann auch für den Schlupfaufbau verwendet werden. Dazu kann vorzugsweise der Schlupf während der Überschneidung mit der Kupplung des alten Ganges angesteuert werden.It has been found that slippage control can also eliminate errors in clutch torques and maintain slip between 0 and about 200 RPM. The use of the slip control while driving with a partial transmission can also be used for the slip structure. For this purpose, preferably the slip during the overlap with the clutch of the old gear can be controlled.
Ein Ablaufdiagramm der erfindungsgemäßen Strategie ist in
Die erfindungsgemäße Strategie kann bevorzugt bei Parallelschaltgetrieben (PSG), aber auch unter Umständen bei Automatikgetrieben eingesetzt werden.The strategy according to the invention can preferably be used in parallel shift transmissions (PSG), but also under certain circumstances in automatic transmissions.
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche insbesondere einen Notlauf mit öffnenden Kupplungen bei einem Parallelschaltgetriebe betrifft.Hereinafter, a further embodiment of the present invention will be described, which relates in particular to a run-flat with opening clutches in a parallel shift transmission.
Es hat sich gezeigt, dass bei Ausfall der Getriebesteuerung ein generelles Öffnen der Kupplungen erforderlich ist. Ferner kann zumindest eine Möglichkeit zum Notöffnen der Kupplungen bzw. zum Anhalten des Fahrzeuges vorgesehen sein. Es kann auch eine hydraulische Kupplungsbetätigung und zugedrückte Kupplungen verwendet werden. Insgesamt sollte eine Möglichkeit gegeben sein, welche es ermöglicht, im Notlauf die Kupplungen zu öffnen. Beispielsweise kann dies durch eine elektromotorische Kupplungsaktorik vorgesehen werden.It has been shown that in case of failure of the transmission control a general opening of the clutches is required. Furthermore, at least one possibility for emergency opening of the clutches or for stopping the vehicle can be provided. Hydraulic clutch actuation and compressed clutches may also be used. Overall, there should be a possibility which makes it possible to open the clutches in emergency operation. For example, this can be provided by an electromotive clutch actuator.
Das automatisierte Doppelkupplungssystem besteht insbesondere aus einer Trocken-Doppelkupplung, welche zugedrückte, kraftfrei geöffnete Kupplungen umfassen kann. Ferner ist ein hydrostatisches Ausrücksystem mit zumindest einem Notlaufventil vorgesehen. Des weiteren wird ein elektromotorischer Kupplungsaktor zum Betätigen der Kupplungen verwendet. Ein derartiges Doppelkupplungssystem ist in
Durch das Öffnen des Notlaufventils oder durch das Öffnen mehrerer Notlaufventile, beispielsweise eines pro Kupplung, kann das Fluid aus dem Druckraum des hydrostatischen Ausrücksystems in einen drucklosen Raum, zum Beispiel in einen Vorratsbehälter, entweichen, und die Kupplungen können dann kraftfrei geöffnet werden.By opening the emergency valve or by opening several emergency valves, such as one per clutch, the fluid from the pressure chamber of the hydrostatic release system in a non-pressurized space, for example, in a reservoir, escape, and the clutches can then be opened without force.
Das erfindungsgemäße Notlaufverhalten kann sowohl durch die Bauart und auch durch die Betätigung bzw. Ansteuerung des Notlaufventils entscheidend beeinflußt werden.The emergency operation according to the invention can be decisively influenced both by the design and also by the actuation or control of the emergency valve.
Es ist möglich, dass ein stromlos offenes Ventil von dem Getriebesteuergerät des Getriebes versorgt wird, welches im Betrieb des Steuergerätes grundsätzlich aktiv geschlossen ist, und bei der Abschaltung des Getriebesteuergerätes bzw. bei dem Ausfall der Stromversorgung des Steuergerätes grundsätzlich automatisch geöffnet wird. Dies ist auch in
Des weiteren kann ein stromlos offenes Ventil parallel zum Getriebesteuergerät durch die Zündung versorgt werden. Dabei ist vorgesehen, dass bei eingeschalteter Zündung dieses Ventil grundsätzlich aktiv geschlossen ist. Bei Ausschalten der Zündung kann das Ventil geöffnet werden, so dass das Fahrzeug mit abgestelltem Motor bewegt werden kann. Diese Variante ist in
Ferner kann ein stromlos offenes Ventil vom Getriebesteuergerät versorgt werden, und ist im Betrieb des Steuergerätes normalerweise aktiv geschlossen. Bei einer Detektion von definierten Systemfehlern, wie zum Beispiel dem Ausfall eines Kupplungsaktors oder des Prozessors im Steuergerät und/oder in bestimmten Situationen, wie zum Beispiel beim Abwürgeschutz für den Verbrennungsmotor sowie bei Abschalten des Getriebesteuergerätes bzw. dem Ausfall der Stromversorgung des Getriebesteuergerätes, kann das Notlaufventil geöffnet werden. Dies ist insbesondere in den
Des weiteren kann auch eine mechanische Ventilbetätigung vorgesehen werden. Dabei kann eine ausschließliche mechanische Betätigung oder auch eine zusätzlich elektrische Ansteuerung des Notlaufventils vorgesehen werden, sodass ein manuelles Notöffnen der Kupplungen, zum Beispiel zum Abschleppen des Fahrzeuges, in vorteilhafter Weise möglich ist.Furthermore, a mechanical valve actuation can also be provided. In this case, an exclusive mechanical actuation or an additional electrical control of the emergency valve can be provided so that a manual emergency opening of the couplings, for example, towing the vehicle, in an advantageous manner possible.
Die vorgenannten Varianten bezüglich der Anordnung und der Betätigung zumindest eines Notlaufventils können auch noch geeignet modifiziert und/oder beliebig miteinander kombiniert werden.The aforementioned variants with respect to the arrangement and the actuation of at least one emergency valve can also be suitably modified and / or combined with one another as desired.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Notlaufverhalten kann insbesondere für Parallelschaltgetriebe vorteilhaft eingesetzt werden, da dort, anders als bei einem sogenannten add-on automatisierten Schaltgetriebe (ASG), die Wegrollsicherung nicht durch eine Parksperre gewährleistet wird, und somit ein Öffnen der Kupplung in dieser Situation nicht sicherheitskritisch ist. Es ist auch möglich, dass das vorgeschlagene Notlaufverhalten bei einem elektronischen Kupplungsmanagement-System (EKM) vorgesehen ist.The inventively proposed runflat behavior can be used advantageously in particular for parallel shift, since there, unlike a so-called add-on automated transmission (ASG), the roll-off is not guaranteed by a parking brake, and thus opening the clutch in this situation is not critical to safety , It is also possible that the proposed emergency operation is provided in an electronic clutch management system (EKM).
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, welche eine Parametrierung insbesondere bei Schubrückschaltungen in einem Parallelschaltgetriebe vorsieht.Hereinafter, a further embodiment of the present invention will be described, which provides a parameterization especially in push-down circuits in a parallel shift transmission.
Demnach wird vorgeschlagen, dass insbesondere bei Schubrückschaltungen kein Zwischengas zur Motordrehzahlanhebung vorgesehen wird. Damit kann das Fahrzeug im Schubbetrieb besonders kraftstoffsparend betrieben werden. Bei dem Schlupfabbau nach einem Übersetzungswechsel kann die Kupplung auf ein höheres übertragbares Moment als das Motorschleppmoment schließen, und kann somit die Motordrehzahl erhöhen, bis die Kupplung des neuen niedrigeren Ganges haftet. Dies ist in
Wenn zum Beispiel im Getriebesteuergerät ein Winterbetrieb (Winterprogramm) aktiviert ist, den der Fahrer zum Beispiel durch einen Wintertaster bzw. Winterschalter anfordern oder den die Getriebesteuerung durch eine Anhäufung von ABS und/oder ESP-Regelvorgängen selbsttätig kennen kann, kann bei den Schubrückschaltungen ein Zwischengas aktiviert werden. Damit braucht die Kupplung des niedrigeren Ganges beim Schlupfabbau nach dem Übersetzungswechsel kein oder nur ein minimales Übermoment aufbauen, und es wird eine Schubmomentenerhöhung im Rad-Straßen-Kontakt weitestgehend vermieden. Dies ist insbesondere in
Bei einem Parallelschaltgetriebe soll gegenüber anderen Getrieben der größtmögliche Verbrauchsvorteil erreicht werden. Bei Schubrückschaltungen bedeutet dies, dass auf das Zwischengas zur Motoranhebung verzichtet wird. Dadurch kann ein Verbrauchsvorteil von über 1 % bei bestimmten Fahrzyklen erreicht werden.In a parallel gearbox, the greatest possible consumption advantage should be achieved compared to other gearboxes. With push downshifts, this means that is dispensed with the intermediate gas for engine boost. As a result, a consumption advantage of over 1% can be achieved during certain driving cycles.
Dabei ist zu beachten, dass die übernehmende Kupplung ein zusätzliches Kupplungsmoment übertragen muß, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors gegenüber dem Schleppmoment des Verbrennungsmotors anzuheben. Dies kann aber bei glatter Straße, insbesondere im Winterbetrieb, zum Haftabriß der Räder auf der Straße führen, und somit gefährliche Fahrsituationen bewirken. Demzufolge wird bei der erfindungsgemäßen Parametrierung ein Kompromiß zwischen der Verbrauchseinsparung und der Fahrsicherheit realisiert.It should be noted that the receiving clutch must transmit an additional clutch torque in order to increase the speed of the internal combustion engine relative to the drag torque of the internal combustion engine. However, this can lead to sticking of the wheels on the road on slippery roads, especially in winter, and thus cause dangerous driving situations. Consequently, a compromise between the consumption saving and the driving safety is realized in the parameterization according to the invention.
In
Nachfolgend wird eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der eine Verringerung der thermischen Belastung insbesondere bei der Anfahrkupplung einer Doppelkupplung vorgeschlagen wird.Hereinafter, a further embodiment of the present invention will be described, in which a reduction in the thermal load, in particular at the starting clutch of a dual clutch is proposed.
Es hat sich gezeigt, dass insbesondere bei wiederholter Anfahrt und Halten am Berg insbesondere die Anfahrkupplung thermisch erheblich belastet wird.It has been shown that especially when repeatedly approaching and holding on the mountain in particular the starting clutch is thermally significantly burdened.
Demnach wird eine Möglichkeit angegeben, die Kapazität der zweiten Kupplung bei einem Doppelkupplungsgetriebe zur Erhöhung der thermischen Belastbarkeit des Gesamtsystems mit zu benutzen. Accordingly, a possibility is given to use the capacity of the second clutch in a dual-clutch transmission to increase the thermal capacity of the overall system with.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass bei einer vorzugebenden Grenztemperatur, wie zum Beispiel 200°C in den Bereichen, welche in den
Das Verhältnis der übertragenen Momentenanteile von Kupplung 1 und Kupplung 2 am Gesamtmoment kann durch Steuerungs- und/oder Regelungsstrategien derart aufgeteilt werden, dass beide Kupplungen annähernd gleichzeitig die maximal zulässige Kupplungstemperatur erreichen. Beispielsweise kann nach Unterschreiten der oben genannten Grenztemperatur infolge einer Abkühlphase wieder die ursprüngliche Anfahrstrategie verwendet werden. Es sind auch noch andere Modifikationen bei der hier vorgestellten Anfahrstrategie möglich, um die thermische Belastung der Doppelkupplung weiter zu verringern.The ratio of the transmitted torque components of
In
In
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen.Further advantages and advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the drawings described below.
Es zeigen:
-
1 eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeuges mit einem Motor und einem Doppelkupplungsgetriebe; -
2 ein Flussdiagramm eines möglichen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
3 die Verläufe des Motormoments mit und ohne reduziertem Schleppmoment; -
4 die Verläufe des Motormoments mit und ohne verzögertem Schleppmomentenaufbau; -
5 die Verläufe der Drehzahlen der angetriebenen und nicht angetriebenen Räder; und -
6 den normalen Verlauf des Motormoments und den reduzierten Verlauf des Motormoments an der Reifen-Haftungsgrenze.
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1 a schematic diagram of a vehicle with an engine and a dual-clutch transmission; -
2 a flowchart of a possible embodiment of the method according to the invention; -
3 the curves of the engine torque with and without reduced drag torque; -
4 the curves of the engine torque with and without delayed Schleppmomentenaufbau; -
5 the curves of the speeds of the driven and non-driven wheels; and -
6 the normal course of the engine torque and the reduced course of the engine torque at the tire liability limit.
In
Das Abtriebsmoment Mab kann beispielsweise durch folgende Formel berechnet werden:
Der Fahrer kann die Räder grundsätzlich durch Betätigen des Gaspedals und der damit verbundenen Beeinflussung des Motormoments wieder zum Haften auf der Straße bringen.The driver can always bring the wheels back on the road by pressing the accelerator pedal and the associated influence on the engine torque.
In
Zu Beginn des Verfahrens wird geprüft, ob aktuelle Getriebeinformationen von dem Getriebesteuergerät bzw. von dem Kupplungssteuergerät empfangen werden.At the beginning of the process, it is checked whether current transmission information is received by the transmission control unit or by the clutch control unit.
Wenn nein wird daraus geschlossen, dass die Getriebesteuerung ausgefallen ist und die Motor-Schlepp-Momenten-Regelung von der Motorsteuerung durchgeführt.If not, it is concluded that the transmission control has failed and the engine drag torque control is performed by the engine control.
Wenn ja wird weiter geprüft, ob ein Notlaufbit von der Getriebesteuerung empfangen worden ist. Ist dies der Fall, wird daraus geschlossen, dass die Getriebesteuerung ausgefallen ist und die Motor-Schlepp-Momenten-Regelung von der Motorsteuerung durchgeführt. Andernfalls wird das erfindungsgemäße Verfahren sofort beendet.If so, it is further checked whether a Notlaufbit has been received by the transmission control. If this is the case, it is concluded that the transmission control has failed and the engine-drag torque control performed by the engine control. Otherwise, the inventive method is terminated immediately.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden Möglichkeiten beschrieben, wie die Motorsteuerung auf die vorgenannte Situation reagieren kann.As part of a further embodiment of the present invention, ways are described how the engine control can respond to the aforementioned situation.
In
Die Motorsteuerung lässt im Schubbetrieb nicht mehr das maximale Schleppmoment zu, sodass sich bei unbetätigtem Gaspedal das Schleppmoment auf den Wert
In
Bei dieser Variante setzt die Motorsteuerung den Fahrerwunsch nach Schub verzögert um und das verzögernde Schubmoment wird nur sehr langsam aufbaut. Dies ist in
In
Aus dem Drehzahlvergleich der angetriebenen und der nicht angetriebenen Räder kann festgestellt werden, ob ein Haftabriss vorliegt. Dies ist in
In
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.The claims filed with the application are formulation proposals without prejudice to the achievement of further patent protection. The Applicant reserves the right to claim further feature combinations previously disclosed only in the description and / or drawings.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.Relationships used in subclaims indicate the further development of the subject of the main claim by the features of the respective subclaim; they should not be construed as a waiver of obtaining independent, objective protection for the feature combinations of the dependent claims.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.Since the subject-matter of the subclaims can form separate and independent inventions with regard to the prior art on the priority date, the Applicant reserves the right to make them the subject of independent claims or statements of division. They may further contain independent inventions having an independent of the subjects of the preceding sub-claims design.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.The embodiments are not to be understood as limiting the invention. Rather, numerous modifications and variations are possible within the scope of the present disclosure, in particular those variants, elements and combinations and / or materials, for example, by combination or modification of individual in conjunction with those described in the general description and embodiments and the claims and in The features or elements or method steps contained in the drawings for the expert with regard to the solution of the problem can be removed and lead by combinable features to a new subject or to new process steps or process steps, even if they concern manufacturing, testing and working procedures.
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