DE4209091A1 - Motor vehicle engine torque redn. during gear change - involves computation of angular momentum change to be achieved by increase or decrease in engine speed - Google Patents

Motor vehicle engine torque redn. during gear change - involves computation of angular momentum change to be achieved by increase or decrease in engine speed

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Abstract

The rotational speed (1wM) of the engine, the torques (Mkv,Mkn) taken up by the clutch in initial (low) and final (high) transmission ratios, the transmission output torque (MGA) and the engine output torque (MM) are adjusted in stages (t1-t5) by electrical commands to hydraulic control valves. In a first intermediate stage (t2-t3) the clutch is caused to take up a torque (Mkn) equal to the instantaneous engine torque, which is thereafter reduced (t3-t4) by an amt. (MR) equal to the prod. of the moment of inertia (J) and the angular deceleration (dwM/dt) of the engine. USE/ADVANTAGE - In vehicles with electronically controlled combustion engines and automatic transmissions, ride comfort is optimised with constant transmission output torque by system performing precise control with reduced memory requirements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Motormoments nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for reducing the Motor torque according to the preamble of claim 1.

Bei Kraftfahrzeugen mit elektronisch gesteuerter Brenn­ kraftmaschine und elektronisch gesteuertem Automatikge­ triebe ist es bekannt, bei Hoch- und/oder Rückschaltungen das Drehmoment der Brennkraftmaschine, im folgenden No­ tormoment genannt, zu reduzieren, um Schaltrucke zu ver­ mindern. Die Reduzierung des Motormoments wird beispiels­ weise durch einen sog. Motoreingriff, d. h. durch einen Befehl des Getriebesteuergerätes an das Motorsteuergerät zur Motormomentenreduzierung, durchgeführt. Das Motor­ steuergerät reagiert auf diesen Befehl vom Getriebesteu­ ergerät beispielsweise mit einer Zündwinkelspätverstel­ lung, einer Verkürzung der Einspritzzeit und/oder einer Reduzierung des Drosselklappenöffnungswinkels.In motor vehicles with electronically controlled combustion engine and electronically controlled automatic machine drives it is known for upshifts and / or downshifts the torque of the internal combustion engine, in the following no tormoment, to reduce shift jerks reduce. The reduction of the engine torque is an example wise by a so-called engine intervention, d. H. through a Command from the gearbox control unit to the engine control unit to reduce engine torque. The engine control unit responds to this command from the transmission control device, for example, with an ignition angle retard tion, a reduction in the injection time and / or Reduction of the throttle valve opening angle.

Aus der DE 28 48 624 C2 ist beispielsweise eine Vorrich­ tung zur Reduzierung des Motormoments bekannt, die in Ab­ hängigkeit vom Betrag und dem Änderungsgradienten der Motordrehzahl den Beginn und das Ende des Motoreingriffs bestimmt und in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und dem Drosselklappenöffnungswinkel aus einem Speicher den Betrag zur Reduzierung des Motormoments, d. h. die Inten­ sität des Motoreingriffs, ermittelt. Eine derartige Er­ mittlung des Betrags der Motormomentreduzierung setzt ein starres Schema durch abgespeicherte Kennfelder voraus, die einerseits viel Speicherplatz benötigen und die ande­ rerseits sehr ungenau sind, da Zwischenwerte iterativ er­ mittelt werden.DE 28 48 624 C2, for example, is a Vorrich device for reducing the engine torque known in Ab dependence on the amount and the change gradient of the Engine speed the start and end of the engine intervention determined and depending on the engine speed and the throttle valve opening angle from a memory Amount to reduce the engine torque, d. H. the Inten quantity of engine intervention. Such a he averaging of the amount of engine torque reduction begins rigid scheme with stored maps in advance, which on the one hand require a lot of storage space and the other  on the other hand, are very imprecise, because intermediate values are iterative be averaged.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine speicherplatzsparende und genaue Methode zur Ermittlung des Betrags der Motor­ momentreduzierung zu schaffen, die zudem zur Optimierung des Fahrkomforts während eines Gangwechsels das Getriebe­ ausgangsmoment konstant hält.It is an object of the invention to save space and accurate method of determining the amount of the engine to create torque reduction, which also to optimize the driving comfort during a gear change output torque remains constant.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved through the features of the patent claim 1 solved.

Erfindungsgemäß wird die Ermittlung des Betrags zur No­ tormomentreduzierung mittels Kennfeldern durch einen Al­ gorithmus zur jeweils aktuellen Berechnung dieses Betrags ersetzt.According to the invention, the determination of the amount for No Torque reduction by means of maps by an Al algorithm for the current calculation of this amount replaced.

Der Betrag, um den das Motormoment reduziert wird, ent­ spricht einem jeweils aktuell berechneten Drehenergiemo­ ment, das durch zu verzögernde oder zu beschleunigende Massen rotierender Motor- und Getriebeteile entsteht. Beispielsweise werden bei einer Hochschaltung durch die Drehzahlreduzierung dieser Motor- und Getriebeteile deren Massen gebremst. Das dabei entstehende Drehenergiemoment würde ohne erfindungsgemäße Motormomentenreduzierung zu einer für den Fahrer als Schaltruck spürbaren Erhöhung des Getriebeausgangsmoments führen. Da dieses Dreh­ energiemoment erfindungsgemäß berechnet wird, werden speicherintensive Kennfelder und damit ungenaue iterative Zwischenwerte umgangen.The amount by which the engine torque is reduced ent speaks a currently calculated turning energy metric ment, that is to be delayed or accelerated Masses of rotating engine and transmission parts are created. For example, with an upshift by the Speed reduction of these engine and transmission parts Masses braked. The resulting turning energy moment would without the inventive engine torque reduction an increase noticeable to the driver as a shift jerk of the transmission output torque. Since this shoot energy moment is calculated according to the invention memory-intensive maps and thus imprecise iterative Bypassed intermediate values.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist der Ge­ genstand des Patentanspruchs 2.An advantageous development of the invention is the Ge Subject matter of claim 2.

Da die Motordrehzahl üblicherweise von elektronischen Ge­ triebesteuergeräten ohnehin ermittelt wird und daraus auf einfache Weise durch Multiplikation mit einer Konstanten die Motordrehwinkelgeschwindigkeit und mit der ersten Ab­ leitung die Motordrehwinkelbeschleunigung berechnet wer­ den kann, wird das Drehenergiemoment mit der allgemein gültigen physikalischen Formel M = J× ermittelt. M entspricht dabei dem Drehenergiemoment, J dem Trägheits­ moment der rotierenden Massen von Motor- und Ge­ triebeteilen und dem Gradienten bzw. der ersten Ablei­ tung der Motordrehwinkelgeschwindigkeit. Für das Träg­ heitsmoment J wird beispielsweise ein für alle Gänge gel­ tender Wert gewählt, der sich vorwiegend nach dem Träg­ heitsmoment der für jeden Gang gleichbleibenden rotieren­ den Massen der Motorteile richtet, da die durch die Ge­ triebeteile entstehenden Trägheitsmomente kleiner gegen­ über dem Trägheitsmoment der rotierenden Motorteile sind. Darüber hinaus können beispielsweise die Trägheitsmoment­ differenzen, die durch die unterschiedlich rotierenden Getriebeteile in den einzelnen Gängen entstehen, vernach­ lässigt werden.Since the engine speed is usually from electronic Ge drive control units is determined anyway and from it simple way by multiplying by a constant the motor rotational angular velocity and with the first Ab  line the motor rotation angle acceleration is calculated that can, the turning energy torque with the general valid physical formula M = J × determined. M corresponds to the torque moment, J the inertia moment of the rotating masses of motor and Ge drive parts and the gradient or the first lead direction of the motor angular velocity. For the wearer Unit torque J is, for example, a gel for all gears tender value chosen, which is mainly based on the carrier torque of the constant rotation for each gear the masses of the engine parts because the Ge counteracting moments of inertia are above the moment of inertia of the rotating motor parts. In addition, for example, the moment of inertia differences caused by the different rotating Gearbox parts arise in the individual gears, vernach be relaxed.

Mit dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung wird lediglich Speicherplatz für den Algorithmus zur Berechnung dieses Betrages und für den einzigen Trägheitsmomentenwert benö­ tigt.With this further development according to the invention only Storage space for the algorithm for calculating this Amount and for the only moment of inertia value does.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist der Gegen­ stand des Patentanspruchs 3.Another advantageous embodiment is the counter State of patent claim 3.

Werden zur Komfortoptimierung hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Berechnung des Betrages zur Motormomen­ tenreduzierung gestellt, wird zwischen den Trägheitsmo­ menten der einzelnen Gänge unterschieden. Beispielsweise kann bei einem Wechsel in einen neuen Gang bei der Be­ rechnung des Drehenergiemoments das für den neuen Gang gültige Trägheitsmoment verwendet werden, da vorwiegend die rotierenden Massen des neuen Ganges der Motor­ drehzahländerung entgegenwirken.Are high demands on the Accuracy of the calculation of the amount of engine torque reduction, is placed between the inertia elements of the individual courses. For example when changing to a new gear at Be calculation of the torque for the new gear valid moment of inertia are used because predominantly the rotating masses of the new gear the engine counteract the change in speed.

Somit wird statt einem Trägheitsmomentenwert eine Anzahl von Trägheitsmomentenwerten, die der Anzahl der möglichen Gänge entspricht, im Speicher abgelegt. Mit dieser Erwei­ terung der zu speichernden Daten um einige wenige Werte wird eine Funktionserweiterung erreicht, die mit der üb­ lichen Methode eine Erweiterung der abzuspeichernden Da­ ten um ganze Kennfelder bedeuten würde.Thus, instead of an moment of inertia value, it becomes a number of moment of inertia values corresponding to the number of possible Corresponds to gears, stored in memory. With this expansion  the data to be saved by a few values a functional expansion is achieved that with the usual method to expand the data to be saved would mean whole maps.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung dargestellt. Sie zeigt eine Motormomentenreduzierung während eines Hochschaltablaufs.In the drawing is an embodiment of the Erfin shown. It shows an engine torque reduction during an upshift sequence.

Die Verläufe der Motordrehwinkelgeschwindigkeit wM, des von der Kupplung des vorher eingelegten Ganges aufgenom­ menen Moments MKv, des von der Kupplung des neu ein­ gelegten Ganges aufgenommenen Moments MKn, des Getriebe­ ausgangmoments MGA und des Motormoments MM sind in zeit­ licher Zuordnung einander gegenübergestellt.The curves of the motor angular velocity w M , the torque M Kv absorbed by the clutch of the previously engaged gear, the torque M Kn absorbed by the clutch of the newly engaged gear, the transmission output torque M GA and the engine torque M M are in chronological assignment juxtaposed.

Mit gestrichelten Linien sind die Verläufe eingetragen, die ohne die erfindungsgemäße Motormomentenreduzierung MR auftreten würden. Die durchgezogenen Linien sind die Ver­ läufe mit der erfindungsgemäßen Motormomentenreduzierung MR. Der Betrag MR ist identisch mit dem Drehenergiemoment MDR, das aus der Multiplikation des Trägheitsmoments J und der (hier negativen) Motordrehwinkelbeschleunigung M, d. h. mit dem Gradienten der abnehmenden Motordrehwinkelgeschwindigkeit wM, berechnet wird und um den das Motormoment MM während des Hochschaltablaufs je­ weils reduziert wird. Wie aus dem Verlauf der Motordrehwinkelgeschwindigkeit wM hervorgeht, treten un­ terschiedliche negative Motordrehwinkelbeschleunigungen M auf, wodurch sich auch der Wert MR, um den das Motor­ moment MM reduziert wird, zeitlich ändert. Der Betrag MR, um den das Motormoment MM reduziert werden soll wird bei­ spielsweise über eine Busverbindung vom Getriebesteuerge­ rät an das Motorsteuergerät übertragen (in der Zeichnung nicht dargestellt). The courses that would occur without the motor torque reduction MR according to the invention are shown with dashed lines. The solid lines are the courses with the motor torque reduction MR according to the invention. The amount MR is identical to the rotational power torque M DR, the multiplication of the moment of inertia J and the (here negative) engine rotational angular acceleration of M, that is, w with the gradient of the decreasing engine rotational angular velocity M is calculated, and by which the engine torque M M during the shift sequence, depending because it is reduced. As can be seen from the course of the motor rotational angular velocity w M , different negative motor rotational angular accelerations M occur, as a result of which the value MR, by which the motor torque M M is reduced, changes over time. The amount MR by which the engine torque M M is to be reduced is transmitted, for example, via a bus connection from the transmission control unit to the engine control unit (not shown in the drawing).

Im folgenden wird der Wirkungszusammenhang der Verläufe chronologisch erläutert:The following is the causal relationship between the courses explained chronologically:

Zum Zeitpunkt t1 gibt das hier nicht dargestellte Getrie­ besteuergerät einen elektrischen Befehl an Steuerventile der Hydraulik, den Hochschaltvorgang zu beginnen. Die für eine Hochschaltung notwendigen hydraulischen Vorgänge be­ ginnen zeitlich verzögert zum Zeitpunkt t2. Bis zum Zeit­ punkt t2 bleiben die Motordrehwinkelgeschwindigkeit wM und alle Momente (MKv, MKn, MGA und MM) konstant auf den Werten, die kurz vor dem Schaltbefehl zum Zeitpunkt t1 vorlagen. Während des Zeitraums t3-t2 wird der Steuer­ druck in der Hydraulik zum Schließen der für den neuen Gang zuzuschaltenden Kupplung so weit erhöht, bis diese Kupplung ein Kupplungsmoment MKn aufnimmt, das gleich dem Wert des aktuellen Motormoments MM ist. Zum Zeitpunkt t3 wird das von der Kupplung des vorher eingelegten Ganges übertragene Moment MKv nicht mehr benötigt, d. h. der Kupplungsdruck der dem vorher eingelegten Gang zugeordneten Kupplung wird vollständig abgebaut. Das Getriebeausgangsmoment MGA wird während des Zeitraums t3-t2 entsprechend der Übersetzung des neu einzulegenden Ganges verringert. Das Motormoment MM wird bis zum Zeitpunkt t3 konstant gehalten.At time t 1 , the transmission control unit, not shown here, issues an electrical command to control valves of the hydraulics to begin the upshifting process. The hydraulic processes required for an upshift begin with a time delay at time t 2 . Up to the point in time t 2 , the motor rotational angular velocity w M and all moments (M Kv , M Kn , M GA and M M ) remain constant at the values that were present shortly before the switching command at the point in time t 1 . During the period t 3 -t 2 , the control pressure in the hydraulics for closing the clutch to be engaged for the new gear is increased until this clutch receives a clutch torque M Kn , which is equal to the value of the current engine torque M M. At time t 3 , the torque M Kv transmitted by the clutch of the previously engaged gear is no longer required, ie the clutch pressure of the clutch assigned to the previously engaged gear is completely reduced. The transmission output torque M GA is reduced during the period t 3 -t 2 in accordance with the translation of the new gear to be engaged. The engine torque M M is kept constant until time t 3 .

Im folgenden wird der Hochschaltungsverlauf ab dem Zeit­ punkt t3 zunächst ohne die erfindungsgemäße Motormomen­ tenreduzierung beschrieben:In the following, the course of the upshift from time t 3 is first described without the engine torque reduction according to the invention:

Das Motormoment MM soll entsprechend der gestrichelten Linie auch für die Zeit größer t3 konstant gehalten wer­ den.The engine torque M M should also be kept constant for the time greater than t 3 according to the dashed line.

Zum Zeitpunkt t3 ist das Moment MKn der neu zugeschalte­ ten Kupplung gerade so groß wie das Motormoment MM. Die­ ses Momentengleichgewicht ist labil, da die Momente von Schwankungen der Betriebsparameter, wie z. B. der Last und der Reibwerte, beeinflußt werden. Die Ermittlung die­ ses Betriebspunktes ist schwierig, da dazu die tatsächli­ chen Kupplungsmomente bekannt sein müßten. Deshalb wird der Kupplungsdruck der neu zugeschalteten Kupplung weiter erhöht, d. h. das Moment MKn weiter aufgebaut, bis ein Wert erreicht ist, der eine Momentenerhöhung gegenüber dem Motormoment MM besitzt, der in jedem Betriebszustand ein längeres Schlupfen der Kupplung verhindert und dar­ über hinaus auch die gewünschte, bei einer Hochschaltung negative Motordrehwinkelbeschleunigung M bewirkt.At time t 3 , the torque M Kn of the newly engaged clutch is just as large as the engine torque M M. This moment equilibrium is unstable because the moments of fluctuations in the operating parameters, such as. B. the load and the coefficients of friction are influenced. The determination of this operating point is difficult since the actual clutch torques should be known. Therefore, the clutch pressure of the newly engaged clutch is further increased, that is, the torque M Kn is further increased until a value is reached which has an increase in torque compared to the engine torque M M , which prevents the clutch from slipping longer in any operating state, and moreover causes the desired engine rotation angle acceleration M , which is negative in the case of an upshift.

Mit der Erhöhung des Kupplungsmoments MKn über den Wert des Motormoments MM hinaus, werden die rotierenden Motor- und Getriebemassen abgebremst, wodurch sich auch die Motordrehwinkelgeschwindigkeit wM abzusenken beginnt. Durch diese zu verzögernden rotierenden Massen entsteht das Drehenergiemoment MDE, das wiederum eine Erhöhung des Getriebeausgangsmoments MGA, wie mit der gestrichelten Linie dargestellt, bewirkt. Diese Erhöhung des Getriebeausgangsmoments MGA wird vom Fahrer als Schaltruck empfunden. Dieser Schaltruck soll mittels der erfindungsgemäßen Motormomentenreduzierung verhindert werden.As the clutch torque M Kn increases above the value of the engine torque M M , the rotating engine and transmission masses are braked, as a result of which the engine rotational angular velocity w M also begins to decrease. These rotating masses to be decelerated give rise to the turning energy torque M DE , which in turn causes an increase in the transmission output torque M GA , as shown by the dashed line. This increase in the transmission output torque M GA is perceived by the driver as a shift shock. This switching jerk is to be prevented by means of the engine torque reduction according to the invention.

Im folgenden werden die Momentenverläufe entsprechend der erfindungsgemäßen Motormomentenreduzierung den Verläufen ohne Momentenreduzierung gegenübergestellt:In the following, the torque profiles are according to the Motor torque reduction according to the invention the courses compared without torque reduction:

Ziel ist der mit der durchgezogenen Linie gezeichnete Verlauf des Getriebeausgangsmoments MGA ab dem Zeitpunkt t3. Die jeweilige Momentendifferenz zwischen der durchgezogenen und der gestrichelten Linie entspricht dem durch die zu verzögernden rotierenden Massen entstehenden Drehenergiemoment MDE, dessen Betrag mit der Formel MDE=J* M berechnet und jeweils vom theoretischen Motormoment MM, der ohne Momentenreduzierung vorliegen würde, ab dem Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t5, d. h. bis zum Ende des Hochschaltablaufs, abgezogen wird.The goal is the curve of the transmission output torque M GA drawn with the solid line from time t 3 . The respective torque difference between the solid and dashed lines corresponds to the turning energy torque M DE resulting from the rotating masses to be decelerated, the amount of which is calculated with the formula M DE = J * M and each from the theoretical engine torque M M , which would be present without torque reduction from time t 3 to time t 5 , ie until the end of the upshift sequence.

Der mit der durchgezogenen Linie gezeichnete Verlauf des Moments MKn der neu zugeschalteten Kupplung zeigt bei Anwendung der erfindungsgemäßen Motormomentenreduzierung MR gegenüber dem mit der gestrichelten Linie gezeichneten Verlauf, daß während der Motormomentenreduzierung MR ein niedrigeres Kupplungsmoment eingestellt wird als bei einer Hochschaltung ohne Motormomentenreduzierung MR.The curve of the torque M Kn of the newly engaged clutch, drawn with the solid line, shows, when using the engine torque reduction MR according to the invention, compared to the curve drawn with the dashed line, that a lower clutch torque is set during the engine torque reduction MR than with an upshift without engine torque reduction MR.

Zusammengefaßt ist die Reduzierung des Motormoments MM um das Drehenergiemoment MDE zum einen für ein Konstanthal­ ten des Getriebeausgangsmoments MGA und zum anderen für einen geringeren Kupplungsdruckbedarf in der zuzuschaltenden Kupplung und damit für kurze Schaltzeiten bei kleinerer Kupplungsbelastung eine vorteilhafte Lösung. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, daß keine Kennfelder mehr benötigt werden, wenn das Drehenergiemoment MDE aus der Multiplikation des Trägheitsmoments J mit der Motordrehwinkelbeschleunigung M berechnet wird. Es sei angemerkt, daß das Trägheitsmoment J gangabhängig sein kann, indem z. B. das dem nachher eingelegten Gang zugeordnete Trägheitsmoment J zur Berechnung des Drehenergiemoments MDE bzw. des Be­ trags MR zur Motormomentenreduzierung verwendet wird.In summary, the reduction of the engine torque M M to the turning energy torque M DE for a constant th of the transmission output torque M GA and for a lower clutch pressure requirement in the clutch to be engaged and thus for short switching times with a smaller clutch load is an advantageous solution. The embodiment of the invention shows that no maps are longer needed, when the rotational energy DE moment M obtained by multiplying the moment of inertia J is calculated with the engine rotational angular acceleration M. It should be noted that the moment of inertia J can be gear-dependent, e.g. B. the moment of inertia assigned to the gear engaged afterwards is used to calculate the turning energy moment M DE or the amount MR for reducing the engine torque.

Claims (3)

1. Verfahren zur Reduzierung des Motormoments bei einem Gangwechsel in einem Kraftfahrzeug mit elektronisch gesteuertem Automatikgetriebe und elektronischer Motorsteuerung, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Drehenergiemoment (MDR), das durch zu verzögernde oder zu beschleunigende rotierende Massen bei einer gangwechselbedingten Änderung der Motordrehwinkelgeschwindigkeit (wM) entsteht, berechnet wird und das Motormoment (MM) beim Einkuppeln des neuen Getriebeganges um den Betrag dieses Drehenergiemoments (MDR) reduziert wird.1. A method for reducing the engine torque when changing gears in a motor vehicle with an electronically controlled automatic transmission and electronic engine control, characterized in that the turning energy torque (M DR ) caused by the rotating masses to be decelerated or accelerated when the engine rotational angular velocity changes due to a gear change (w M ) arises, is calculated and the engine torque (M M ) when the new gear is engaged is reduced by the amount of this turning energy torque (M DR ). 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehenergiemoment (MDR) aus der Multiplikation des Trägheitsmoments (J) der rotierenden Massen mit dem Gradienten (M) der Motordrehwinkelgeschwindigkeit (wM) konti­ nuierlich ermittelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the rotational energy moment (M DR ) from the multiplication of the moment of inertia (J) of the rotating masses with the gradient ( M ) of the motor rotational angular velocity (w M ) is continuously determined. 3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehenergiemoment (MDR) mit einem getriebegangabhängigen Trägheitsmoment (J) berechnet wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the turning energy moment (M DR ) is calculated with a gear-dependent moment of inertia (J).
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