DE4335726A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steue­ rung der Antriebsleistung eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 206 091 A2 (US-PS 4 819 596) bekannt. Dort wird eine Regelung der Drehzahl einer Antriebseinheit, vorzugsweise im Leerlauf und leer­ laufnahen Bereich, vorgeschlagen, welche die Antriebsleistung des Fahrzeugs über die Steuerung der Luftzufuhr zu einer Brennkraftma­ schine in Abhängigkeit verschiedener Faktoren steuert. Ein erster Faktor ist ein Rückkopplungsfaktor, welcher auf der Basis der Differenz der Ist- und einer vorgegebenen Solldrehzahl ermittelt wird. Darüber hinaus sind additive Korrekturfaktoren vorgesehen, welche zur Bildung des Ansteuersignals zur Einstellung der Antriebs­ leistung zum Rückkopplungsfaktor addiert werden. Zur Berücksichti­ gung der Last eines mit einem Drehmomentenwandler ausgestatteten automatischen Getriebes im Leerlauf- bzw. im leerlaufnahen Bereich, vor allem bei rollendem Fahrzeug, ist einer dieser Korrekturfaktoren als Funktion der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs vorgegeben.

Dieser Korrekturfaktor wird bei eingelegtem Gang mit wachsender Fahrzeuggeschwindigkeit betragsmäßig kleiner, geht gegen Null. Damit soll Drehzahleinbrüchen entgegengewirkt werden, die wie folgt auf­ treten können. Da die belastende Wirkung des Drehmomentenwandlers bei rollendem Fahrzeug geringer ist als bei stehendem Fahrzeug, wird bei einem gleichbleibenden vom Motor abgegebenen Moment bei rollen­ dem Fahrzeug eine höhere Drehzahl resultieren als bei stehendem Fahrzeug. Der Integratoranteil des Leerlaufreglers würde in dieser Betriebssituation bei hoher Drehzahl das Motormoment im Sinne einer Regelung der Drehzahl auf ihren Sollwert reduzieren. Wenn das rol­ lende Fahrzeug plötzlich abgebremst wird, kann der Integralanteil im ungünstigsten Fall an seinem Minimalanschlag bzw. in dessen Bereich liegen. Dem durch die Bremsung erfolgten Drehzahlabfall kann der Regler dann nicht schnell genug entgegenwirken, so daß der Fahrkom­ fort beeinträchtigt, der Motor sogar ausgeht. Durch den fahrge­ schwindigkeitsabhängigen Korrekturfaktor wird der Leerlaufdrehzahl­ regler entlastet.

So wird zwar Drehzahleinbrüchen während der oben beschriebenen Be­ triebssituation entgegengewirkt, eine genaue Ermittlung des dem Mo­ tor vom Drehmomentenwandler tatsächlich abverlangten Moments und ei­ ne exakte und schnelle Einstellung der Drehzahl bzw. des zum Auf­ rechterhalten der Drehzahl notwendigen Motordrehmoments wird jedoch nicht erreicht. So kann beispielsweise ein möglicher Schaltvorgang des Getriebes oder ein scharfes Bremsen und das sich dann plötzlich ändernde Lastmoment nicht schnell genug erkannt und berücksichtigt werden. Dies muß von der Leerlaufdrehzahlregelung selbst kompensiert werden. Da ferner die Verzögerungszeit zum Aufbau der Zylinderfül­ lung und somit des Motormoments nicht berücksichtigt wird, ist ein unbefriedigender Fahrkomfort und ein unbefriedigendes Regelverhalten die Folge.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, welche ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeugs insbesondere bei rollendem Fahrzeug verbessern.

Dies wird dadurch erreicht, daß bei der Bestimmung des einzustellen­ den Motordrehmoments der zeitliche Verlauf der Turbinendrehzahl ei­ nes automatischen Getriebes mit Drehmomentenwandler berücksichtigt wird.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE-P 43 04 779.3 vom 17.2.1993 ist bekannt, im Leerlauf- bzw. leer­ laufnahen Zustand den Drehmomentbedarf bei eingelegter Fahrstufe des Automatikgetriebes in Abhängigkeit von der aktuellen Turbinendreh­ zahl bzw. Abtriebsdrehzahl zu berechnen und in der Vorsteuerung des Leerlaufdrehzahlreglers zu berücksichtigen. Eine weitere Besonder­ heit dieser nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung ist, daß zur Regelung der Leerlaufdrehzahl das vom Motor zu erzeugende Moment, das indizierte Motormoment bestimmt wird. Im Rahmen der Vorsteuerung des Leerlaufdrehzahlreglers wird der Momentenbedarf von Aggregaten wie z. B. einer Klimaanlage in Abhängigkeit der entsprechenden Be­ triebsgrößen berechnet, die motortemperatur- und motordrehzahlabhän­ gigen Verlustmomente bestimmt und dann zu einem Sollwert für das in­ dizierte Motormoment zusammengefaßt. Der Leerlaufdrehzahlregler stellt in Abhängigkeit von der Differenz der Solldrehzahl und Ist­ drehzahl gemäß einer der bekannten Regelstrategien einen Momenten­ korrekturwert zur Korrektur des durch die Vorsteuerung ermittelten indizierten Sollmoments des Motors zur Verfügung. Der so berechnete und korrigierte Sollmotormomentenwert wird dann über einen Sollwert für die einzustellende Motorlast in ein Einstellsignal für die Luft­ zufuhr zum Motor, die Einspritzzeit und/oder die Zündung umgerech­ net.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise hat den Vorteil, daß das Fahr­ verhalten eines Fahrzeugs bei rollendem Fahrzeug und im Leerlaufbe­ triebszustand deutlich verbessert wird.

Es ist besonders vorteilhaft, daß in der Bremsphase insbesondere bei rollendem Fahrzeug Drehzahlunterschwingungen vermieden werden, da die Anpassung an die sich verändernden Motorlasten in diesem Be­ triebszustand durch rechtzeitigen Aufbau der Füllung erfolgt.

Ferner ist vorteilhaft, daß die Bestimmung der Füllung, das heißt im bevorzugten Ausführungsbeispiel die Bestimmung der Luftzufuhr zum Motor, durch Berechnung des indizierten Moments unter Berücksichti­ gung aller Motorlasten im Hinblick auf die Realisierung eines ge­ wünschten Abtriebsmoments an den Rädern erfolgt. Im Leerlauffall ist das gewünschte Abtriebsmoment im wesentlichen Null.

Vorteilhaft ist ferner, daß eine Laständerung im Sinne einer Zunahme der Motorlast bei dem vom Motor abgegebenen Drehmoment sofort, wäh­ rend eine Änderung der Motorlast im Sinne einer Erniedrigung der Mo­ torlast nur gefiltert zur Wirkung kommt. Dadurch wird eine starke, den Fahrkomfort beeinträchtigende Änderung der Luftzufuhr in den Be­ triebszuständen vermieden, in denen keine sofortige Reaktion erfor­ derlich ist.

Ferner wird durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise der Leerlauf­ regler auch im Getriebefreilauf im optimalen Regelbereich gehalten.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Ansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Übersichtsblockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung der An­ triebsleistung eines Fahrzeugs, während in Fig. 2 ein Blockschalt­ bild der erfindungsgemäßen Vorgehensweise gezeigt ist. Die Fig. 3 und 4 schließlich zeigen Flußdiagramme, in welchen die Realisierung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise als Rechenprogramm skizziert ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeugs, bei der das erfin­ dungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wir­ kung kommt. Die Antriebseinheit 8 umfaßt einen schematisch darge­ stellten Motor (Brennkraftmaschine 10), welcher über eine Ausgangs­ welle (Kurbelwelle 12) verfügt, die auf eine Drehmomentenwandlerein­ heit 14 eines automatischen Getriebes 16 führt. Die Wandlereinheit 14 besteht dabei aus einem Wandler 18, dem in einem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel eine steuerbare oder regelbare Überbrückungskupplung 20 (Wandlerkupplung) parallelgeschaltet ist. Die Welle 22 der Wandlereinheit 14, die Turbinenwelle, führt auf die eigentliche Ge­ triebeeinheit 24, deren Ausgangswelle 26 die letztendlich auf die Antriebsräder wirkende Abtriebswelle des Triebstrangs der Antriebs­ einheit ist.

Vom Triebstrang werden einem Steuergerät 28 verschiedene Betriebs­ größen zugeführt. Eine erste Eingangsleitung 30 verbindet das Steuergerät 28 mit einem Meßmittel 32 für die Drehzahl der Welle 12, die Motordrehzahl, während eine Leitung 34 das Steuergerät 28 mit einem Meßmittel 36 für die Drehzahl der Welle 26, der Abtriebsdreh­ zahl, verbindet. Ferner ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Eingangsleitung 38 vorgesehen, welche das Steuergerät 28 mit einem Meßmittel 40 zur Erfassung der Drehzahl der Welle 22, der Turbinen­ drehzahl, verbindet. In vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist eine Eingangsleitung 42 vorgesehen, welche das Steuergerät 28 mit der Ge­ triebeeinheit 24 verbindet zur Übermittlung einer Information bezüg­ lich der eingelegten Übersetzung. Weitere Eingangsleitungen 50 bis 52 verbinden das Steuergerät 28 mit Meßeinrichtungen 54 bis 56 zur Erfassung weiterer Betriebsgrößen der Antriebseinheit bzw. des Fahr­ zeugs, wie Motortemperatur, Versorgungsspannung, Raddrehzahl, Status von zusätzlichen Verbrauchern, ein Maß für die Motorlast (Luftmenge, -masse, Saugrohrdruck), Temperatur des Wandleröls, etc.

Zur Steuerung der Ausgangsleistung der Antriebseinheit verfügt das Steuergerät 28 über mehrere Ausgangsleitungen, von denen aus Über­ sichtlichkeitsgründen in Fig. 1 nur einige ausgewählte darstellt sind. Eine erste Ausgangsleitung 58 verbindet das Steuergerät 28 mit einem Stellelement 62. Dieses ist über eine mechanische Verbindung 64 mit einem die Motorleistung beeinflussenden Stellglied 60 ver­ knüpft. Letzteres stellt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Stellglied zur Beeinflussung der Luftzufuhr zum Motor, insbeson­ dere eine Drosselklappe oder ein Bypassventil, dar. Ferner kann die Motorleistung durch Beeinflussung der Kraftstoffzumessung und/oder der Zündung einzeln oder in Kombination (auch zusammen mit der Ein­ stellung der Luftzufuhr) eingestellt werden. Zur Steuerung des Ge­ triebes 16 weist das Steuergerät 28 ferner eine Ausgangsleitung 70 auf, welche das Steuergerät 28 mit der Getriebeeinheit 24 zum Ein­ stellen der Übersetzung des Getriebes verbindet. Bei dem Getriebe 16 kann es sich um ein stufenlos verstellbares oder um ein automati­ sches Stufengetriebe handeln. Ferner ist in einem vorteilhaften Aus­ führungsbeispiel das Steuergerät 28 über eine nicht dargestellte Leitung mit der steuerbaren Wandlerkupplung 20 verbunden.

Zur Steuerung der Antriebsleistung können verschiedene bekannte Strategien verfolgt werden. Zum einen kann die Motorleistung vom Fahrer mechanisch über die Einstellung der Drosselklappe vorgegeben werden, wobei das automatische Getriebe 24 und die Wandlerüber­ brückungskupplung 20 abhängig von Betriebsgrößen wie Motordrehzahl und Motorlast geschaltet werden. In diesem Fall handelt es sich beim Stellelement 62 in bevorzugten Ausführungsbeispielen um ein Stell­ glied im Bypass zur mechanischen Drosselklappe oder um einen steuer­ baren Anschlag der Drosselklappe. Ferner kann ein sogenanntes elektronisches Gaspedal vorgesehen sein, bei welchem der Fahrer­ wunsch auf der Basis des Betätigungsgrads des Fahrpedals ermittelt und die Motorleistung durch elektrische Einstellung einer Drossel­ klappe eingestellt wird. Des weiteren kann eine Steuerstrategie vor­ gesehen sein, nach der abhängig vom Fahrerwunsch ein Abtriebssollmo­ ment vorgegeben wird und durch Berechnung der Übersetzungsverhält­ nisse und Verlustmomente das einzustellende Motormoment zur Bereit­ stellung des gewünschten Abtriebsmoments durch Einstellen von Luft­ zufuhr, Kraftstoffzumessung und/oder Zündzeitpunkt eingestellt wird. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird nachfolgend im Rahmen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang der letztgenannten Steuerstrategie vorgestellt. Im Leerlauf oder leerlaufnahem Be­ triebsbereich, der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorge­ hensweise von Interesse ist, liegt der Abtriebsmomentensollwert im Bereich von Null.

Eine entsprechende Anwendung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise im Rahmen der beiden anderen bekannten Steuerstrategien ist in anderen Ausführungsbeispielen vorteilhaft und ergibt sich aus der nachfol­ genden Beschreibung.

Bei stillstehendem, festgebremstem Fahrzeug mit automatischem Ge­ triebe muß bei eingelegter Fahrstufe der Motor gegen das still­ stehende Turbinenrad des Drehmomentenwandlers (abtriebsseitiges Rad des Wandlers) ein Drehmoment aufbringen, um die Leerlaufdrehzahl zu halten. Wenn der Fahrer das Fahrzeug, ohne Gas zu geben, langsam rollen läßt, beginnt das Turbinenrad des Wandlers sich infolge der Drehung der Antriebsräder zu drehen. Die Bremswirkung des Wandlers auf den Motor läßt somit nach, das heißt die Belastung des Motors durch den Drehmomentenwandler wird geringer. Bei Betätigen der Brem­ se bei rollendem Fahrzeug werden die Antriebsräder abgebremst, das Turbinenrad dreht sich langsamer, die Belastung des Motors steigt. Hier muß die Leerlaufregelung den Lastanstieg beim Bremsvorgang schnell ausgleichen durch die Erhöhen des vom Motor abgegebenen Drehmoments, um ein Drehzahlunterschwingen zu vermeiden. Dies wird durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise geleistet.

In Fig. 2 ist das Steuergerät 28 dargestellt. Diesem werden Ein­ gangsleitungen 100 bis 102 von Meßeinrichtungen 104 bis 106 zuge­ führt. Diese Eingangsleitungen führen auf eine Drehzahlsollwertbil­ dungseinheit 108, deren Ausgangsleitung 110 auf eine Vergleichsein­ heit 112 bzw. auf eine Berechnungseinheit 114 führt. Der Vergleichs­ einheit 112 wird von der Meßeinrichtung 32 die Leitung 30 zugeführt. Die Ausgangsleitung 116 der Vergleichseinheit 112 führt auf eine Re­ geleinheit 118, deren Ausgangsleitung 120 auf eine weitere Ver­ gleichsstelle 122 führt. Dieser Vergleichsstelle ist eine Leitung 124, die Ausgangsleitung der Berechnungseinheit 114, zugeführt. Fer­ ner wird der Vergleichsstelle 122 in einigen vorteilhaften Ausfüh­ rungsbeispielen wie strichliert dargestellt eine weitere Leitung 126 von einer Vorsteuereinheit 128 zugeführt, welcher wiederum Leitungen 130 bis 132 zugeführt sind. Die Ausgangsleitung 134 der Vergleichs­ stelle 122 führt auf eine Einheit 136 zur Bildung des oder der An­ steuersignale zur Einstellung des Motordrehmoments. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel führt eine Ausgangsleitung 58 der Stelleinrich­ tung 60-64 zur Beeinflussung der Luftzufuhr zum Motor.

Der Berechnungseinheit 114 sind neben der Leitung 110 eine Leitung 140 zugeführt, welche von einer Bestimmungseinheit 142 zugeführt ist. Der Bestimmungseinheit 142 wird eine Leitung 144 von der Meßeinrichtung 146 zugeführt. Ferner wird der Berechnungseinheit 114 von der Meßeinrichtung 40 die Leitung 38 zugeführt, welche ferner auf eine Differenzierstufe 148 führt, deren Ausgangsleitung 150 ebenfalls auf die Berechnungseinheit 114 führt.

Die von der Meßeinrichtung 32 abgehende Leitung 30 wird zusätzlich auf die Bestimmungseinheit 152 geführt, welcher über die Leitung 154 ferner mit einer Meßeinrichtung 156 zur Erfassung des Luftdurch­ satzes durch die Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Ausgangslei­ tung 155 der Bestimmungseinheit 152 führt auf die Berechnungseinheit 114.

Bei der Darstellung nach Fig. 1 sind die in Fig. 2 angegebenen Meß­ einrichtungen 104-106, 146, 156 sowie die Eingangsleitungen 100-102, 130-132, 144, 154 in den Meßeinrichtungen 54-56 und den Eingangslei­ tungen 50-52 zusammengefaßt.

Die Sollwertbildungseinheit 108 bildet in Abhängigkeit der ihr zuge­ führten Größen einen Sollwert NSoll für die Leerlaufdrehzahl. Dabei ist ein Kennfeld bzw. eine Tabelle vorgegeben, in welcher die Solleerlaufdrehzahl in Abhängigkeit der zugeführten Betriebsgrößen vorgegeben wird. Letztere sind beispielsweise Motortemperatur, womit im wesentlichen mit steigender Motortemperatur die Solldrehzahl ab­ nimmt, Batteriespannung, wobei im wesentlichen mit fallender Batteriespannung die Motordrehzahl ansteigt, etc. Der auf diese Weise gebildete Sollwert wird über die Leitung 110 zum Vergleichs­ element 112 geführt. Dort wird der Sollwert mit dem von der Meßein­ richtung 32 erfaßten Istwert der Motordrehzahl Nmot zur Bildung ei­ ner Regelabweichung verglichen. Die Differenz der beiden Werte, die Regelabweichung, wird über die Leitung 116 der Regeleinheit 118 zu­ geführt, in der auf der Basis einer vorgegebenen Regelstrategie, z. B. eines PID-Reglers, ein Ausgangssignal erzeugt wird, dessen Größe und Polarität abhängig von der Differenz zwischen Soll- und Istwert im Sinne einer Annäherung des Istwertes an den Sollwert gebildet wird. Dieser Wert wird über die Leitung 120 einer Ver­ gleichseinheit 122 zugeführt, in der zusätzliche Werte über die Lei­ tung 124 und in vorteilhaften Ausführungsbeispielen in die Leitung 126 aufgeschaltet werden. Über die Leitung 126 werden Signalgrößen zugeführt, welche in der Einheit 128 in Abhängigkeit von über die Leitungen 130 bis 132 zugeführten Belastungen des Motors, z. B. der Status einer Klimaanlage, einer Servolenkung, Windschutzscheibenhei­ zung, etc. zur Erhöhung des Motordrehmoments zur Aufrechterhaltung der Leerlaufsolldrehzahl gebildet wird. Dabei ist die Zuordnung in der Einheit 128 derart, daß beispielsweise beim Einschalten der Klimaanlage eine Signalgröße über die Leitung 126 abgegeben wird, welche letztendlich zu einer Erhöhung des Motordrehmoments bewirkt, welche das von der zusätzlichen Last benötigte Drehmoment kompen­ siert. Das in der Vergleichseinheit 122 gebildete Summensignal wird über die Leitung 134 der Einheit 136 zur Bildung des Ansteuersignals bzw. der Ansteuersignale zugeführt. Dies ist im Rahmen des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 eine Einheit, welche das über die Lei­ tung 134 zugeführte Signal in ein über die Leitung 58 abgegebenes getaktetes Ansteuersignal für die Stelleinrichtung 138 umwandelt.

Dabei ist zu beachten, daß im bevorzugten Ausführungsbeispiel die auf den Leitungen 120, 126 und 124 geleiteten Signale jeweils ein Maß für das Motordrehmoment repräsentieren. Die Einstellung der Stelleinrichtung 60-64 durch die Einheit 136 kann in anderen Ausfüh­ rungsbeispielen auch durch kombinierte Steuerung der Luftzufuhr, der Einspritzung und/oder der Zündung erfolgen. Dazu wird das über die Leitung 134 der Einheit 136 zugeführte Sollmotormoment auf der Basis von drehzahl- und motorlastabhängigen Kennfeldern in Ansteuersignale für das die Luftzufuhr steuernde Stellglied, das die Kraftstoffzu­ messung steuernde Stellglied und/oder der Zündungseinrichtung umge­ wandelt.

Die Berechnungseinheit 114 ermittelt auf der Basis der ihr zugeführ­ ten Größen den Momentenbedarf des Wandlers, welcher über die Leitung 124 in der Summenstelle 122 auf das das einzustellende Motormoment repräsentierende Signal aufgeschaltet und über die Leitung 134 durch Einstellung der Stelleinrichtung 138 bereitgestellt wird. Zur Be­ stimmung des Drehmomentenbedarfs des Wandlers durch die Einheit 114 wird dieser über die Leitung 110 der Solldrehzahlwert NSoll, ferner der gemessene Wert der Turbinendrehzahl Nturb, welcher in der Meß­ einrichtung 14 ermittelt und über die Leitung 38 zugeführt wird, zu­ geführt. Für den Fall, daß die Turbinendrehzahl nicht erfaßt werden kann, wird ein Maß für die Turbinendrehzahl auf der Basis der Ab­ triebsdrehzahl Nab, welche durch die Meßeinrichtung 36 ermittelt wird, sowie der eingestellten Getriebeübersetzung Ü berechnet.

Ferner wird der Berechnungseinheit 114 über die Leitung 150 ein Maß für den Zeitverlauf der Turbinendrehzahl, welcher auf der Basis der gemessenen Turbinendrehzahl in der Einheit 148, insbesondere durch zeitliche Differentiation, ermittelt wird, zugeführt. Ferner ist ei­ ne Meßeinrichtung 146 zur Ermittlung der Öltemperatur TÖl des Wand­ lers vorgesehen, welche über eine Leitung 144 zur Bestimmungseinheit 142 führt. Dort wird aus einer vorgegebenen Kennlinie ein Faktor KT ausgelesen, welcher über die Leitung 140 zur Berechnungseinheit 114 geführt wird. Ferner ist die Bestimmungseinheit 152 vorgesehen, in der abhängig von der über die Leitung 30 zugeführten Motordrehzahl Nmot und der über die Leitung 154 zugeführten Motorlast TL ein Maß für die Verzögerungszeit Tfü für den Aufbau der Füllung, das heißt des Motormoments, bei Lastwechsel ausgelesen wird. Dieser Wert wird über die Leitung 156 der Berechnungseinheit 114 zugeführt. Das die Motorlast repräsentierende Signal TL wird dabei wie aus dem Stand der Technik bekannt auf der Basis des von der Meßeinrichtung 156 er­ mittelten Luftdurchsatzes durch die Brennkraftmaschine und der Motordrehzahl bestimmt.

Die allgemeine Abhängigkeit des Faktors KT von der Temperatur des Wandleröls ist dabei derart, daß der Faktor KT mit kälterem Öl be­ tragsmäßig größer wird, da durch kälteres Öl die innere Reibung im Wandler, somit der Momentenbedarf des Wandlers an das vom Motor ab­ zugebende Drehmoment erhöht ist. Die Verzögerungszeit für den Aufbau der Füllung ist im wesentlichen mit steigender Motordrehzahl und steigender Motorlast betragsmäßig kürzer.

Die Berechnungseinheit 114 bestimmt dann entsprechend der nachfol­ genden anhand der Fig. 3 und 4 dargestellten Vorgehensweise in Abhängigkeit der zugeführten Größen den Momentenbedarf des Wandlers auch im dynamischen Zustand, welcher als Signalgröße über die Lei­ tung 124 die Einstellung der Stelleinrichtung 60-64 im Sinne einer Kompensation des Momentenbedarfs verändert.

In Fig. 3 und 4 sind Flußdiagramme skizziert, welche die anhand Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorgehensweise in ihrer Reali­ sierung als Rechenprogramm verdeutlicht.

Dabei basiert die erfindungsgemäße Vorgehensweise auf der Erkennt­ nis, daß im Leerlauf mit eingelegter Fahrstufe bei Automatikgetrie­ ben die Drehmomentenaufnahme des Wandlers bei der Einstellung des indizierten Motormoments berücksichtigt werden muß. Das erforderli­ che indizierte Motormoment Mund ergibt sich als Addition aus der Drehmomentenaufnahme des Wandlers MW, Verlustmomenten MV, den Ver­ brauchsmomenten von Nebenaggregaten (beispielsweise einer Klimaanla­ ge) MK und des Korrekturmoments DMIIr eines Leerlaufreglers zur Ein­ haltung der Leerlaufdrehzahl. Dabei ist insbesondere die Abhängig­ keit des Drehmomentenbedarfs des Wandlers von der Öltemperatur des Wandlers und der Turbinendrehzahl bei gegebener Solleerlaufdrehzahl durch die folgende Gleichung gegeben.

MW = KT(Töl)_*KMU(Nturb/NSoll)_*NSoll_*NSoll (1)

Da der Aufbau von Füllung und damit der Aufbau des indizierten Mo­ ments eine gewisse, im wesentlichen von Motordrehzahl und Motorlast abhängige Zeit Tfü braucht, kann es bei einem sehr starken Bremsvor­ gang dazu führen, daß der veränderte Momentenbedarf des Wandlers nicht rechtzeitig durch Änderung der Füllung eingestellt werden kann. Dies würde zum Unterschwingen der Motordrehzahl führen. Um dies zu vermeiden, wird die Berechnung des Momentenbedarfs des Wand­ lers durch Einfügen eines vom zeitlichen Verlauf der Turbinendreh­ zahl abhängigen Faktors Nt wie in der folgenden Gleichung angegeben, modifiziert.

MW = KT(Töl)_*KMU (Nt/NSoll)_*NSoll_*NSoll (2)

Damit wird bei jedem negativen Gradient (Bremsvorgang) der Füllungs­ aufbau bereits zum jetzigen Zeitpunkt TO auf den Wert zum Zeitpunkt TO+Tfü eingeleitet und das zur Kompensation des Drehmomentenbedarfs des Wandlers notwendige Drehmoment bereitgestellt. Dabei kann in Er­ weiterung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise in vorteilhafter Wei­ se der neu berechnete Momentenbedarfswert des Wandlers sofort zur Berechnung des indizierten Moments verwendet werden, wenn der neu berechnete Wert größer ist als der beim vorherigen Programmdurchlauf berechnete Wert ist, das heißt wenn das Motormoment zur Kompensation des Momentenbedarfs des Wandlers erhöht werden muß. Im anderen Fall kann zur Verbesserung des Fahrkomforts und um starke Änderungen im Drehmoment zu vermeiden, der neue Wert des Drehmomentenbedarfs mit­ tels eines Tiefpasses gefiltert werden.

Ferner kann für den Getriebezustand "Freilauf", der bei einigen Ge­ trieben beispielsweise im ersten Gang auftritt, wenn der Motor vom Antrieb nicht mitgeschleppt werden kann, beherrscht werden. In einem derartigen Betriebszustand muß die negative Motormomentenanforderung verboten werden, da der Motor sonst wegen Freilauf des Getriebes abstirbt. Das heißt, wenn die Bedingung "Freilauf" erfüllt ist, wer­ den negative Momentenbedarfe des Wandlers, das heißt beispielsweise bei einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit so daß die Turbinendreh­ zahl größer als die Solldrehzahl ist, nicht durchgeführt, der Momen­ tenbedarfswert des Wandlers vielmehr auf Null gesetzt. Das Kupp­ lungsmoment (Ausgangsmoment des Motors) bleibt somit Null.

Nach Start des Programmteils in Fig. 3 zu vorgegebenen Zeitpunkten wird in einem ersten Schritt 200 überprüft, ob sich das Fahrzeug im Leerlauf- bzw. leerlaufnahen Betriebszustand befindet. Diese Abfrage wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der Fahrgeschwindig­ keit und der Fahrpedalstellung vorgenommen, wobei bei einer Fahrpe­ dalstellung in einem betragsmäßig kleinen Bereich um die Ruhestel­ lung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes (z. B. 10 kmh) das Erreichen des leerlaufnahen bzw. Leer­ laufbereichs erkannt wird. Befindet sich das Fahrzeug in diesem Be­ triebszustand, wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise eingeleitet. Dabei wird im Schritt 202 die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise notwendigen Betriebsgrößen eingelesen. Dabei handelt es sich um die Turbinendrehzahl Nturb (alternativ, wenn diese nicht zu messen ist, die Abtriebsdrehzahl Nab und die Getriebeübersetzung Ü), die Temperatur des Wandleröls Töl, die Motortemperatur Nmot, der Meßwert für den Luftdurchsatz bzw. das Motorlastsignal TL sowie weitere Be­ triebsgrößen wie Motortemperatur Tmot, Batteriespannung Ubat, etc. Nach Einlesen der Betriebsgrößen werden im Schritt 204 aus entspre­ chenden Kennfeldern, Kennlinien bzw. mittels Berechnungen folgende Größen bestimmt. Die Leerlaufsolldrehzahl NSoll wird auf der Basis von Tmot, Ubat, etc., der Faktor KT auf der Basis der Öltemperatur Töl des Wandlers bestimmt, ein Verzögerungszeitfaktor TFÜ bis zum Aufbau der Füllung bei Laständerung wird aus einem Kennfeld auf der Basis von Motordrehzahl Nmot und Lastsignal TL ausgelesen, die Tur­ binendrehzahl Nturb wird für den Fall, daß sie nicht zu messen ist, aus Abtriebsdrehzahl Nab und Getriebeübersetzung Ü berechnet und schließlich wird der zeitliche Verlauf der Turbinendrehzahl als zeitliche Ableitung des Turbinendrehzahlwertes dNturb/dt bestimmt. Nach Bestimmung der genannten Betriebsgrößen wird im Schritt 206 der Drehmomentenkorrekturwert dmllr des Leerlaufdrehzahlreglers auf der Basis der Differenz zwischen Solldrehzahl und Motordrehzahl gemäß der vorgegebenen Regelstrategie berechnet. Im darauffolgenden Abfra­ geschritt 208 wird überprüft, ob die Turbinendrehzahl abfällt, das heißt ob die zeitliche Ableitung der Turbinendrehzahl kleiner Null ist. Ist dies der Fall, so wird im darauffolgenden Schritt 210 ein Faktor KMU auf der Basis der Turbinendrehzahl, ihres zeitlichen Ver­ laufs, der Verzögerungszeit und der Solleerlaufdrehzahl gemäß dem folgenden Zusammenhang bestimmt:

Im Gegensatz dazu wird bei positiver oder gleichbleibender Turbinen­ drehzahl der Faktor KMU gemäß Schritt 212 aus dem Quotienten der Turbinendrehzahl und der Solleerlaufdrehzahl berechnet. Im auf den Schritt 210 oder 212 folgenden Schritt 214 wird der Momentenbe­ darf des Wandlers MW als Produkt der Faktoren KT, KMU sowie des Quadrats der Leerlaufsolldrehzahl berechnet.

Nach Berechnung des Momentenbedarfs des Wandlers wird der Programm­ teil gemäß Fig. 4 mit dem Abfrageschritt 216 weitergeführt, in dem bei entsprechenden Randbedingungen bestimmt wird, ob Freilauf vor­ liegt. Dies erfolgt durch Überprüfung, ob ein Gang eingelegt ist, in der Freilaufzustand hergestellt ist. Ist dies der Fall, wird im Ab­ frageschritt 218 überprüft, ober der aktuell ermittelte Momentenbe­ darfswert MWneu für den Wandler größer gleich Null ist (Schritt 218). Ist dies der Fall, so wird im Schritt 220 der Momentenbedarf des Wandlers übernommen, während im gegenteiligen Fall gemäß Schritt 222 der Wert für den Momentenbedarf MW des Wandlers zu Null gesetzt wird. Dies deshalb, weil bei Freilaufzustand eine Reduzie­ rung des Motormoments, wenn die Fahrgeschwindigkeit so groß ist, daß der Motor vom Antrieb geschleppt würde, nicht sinnvoll ist, da sonst ein Absterben des Motor möglich ist.

Wurde im Schritt 216 kein Freilaufzustand erkannt, so wird im dar­ auffolgenden Abfrageschritt 224 überprüft, ob der aktuell ermittelte Momentenbedarfswert des Wandlers MWneu größer als der im vorherigen Programmdurchlauf ermittelte Wert MWalt ist. Ist dies der Fall, so wird im darauffolgenden Schritt 226 der Momentenbedarfswert des Wandlers MW auf den im aktuellen Durchlauf ermittelten Wert gesetzt, das heißt die Änderung des vom Motor abzugebenden Drehmoments wird sofort eingeleitet. Bei einer Nein-Entscheidung im Schritt 224 wird gemäß Schritt 228 der Momentenbedarfswert des Wandlers auf der Basis des im vorherigen Programmdurchlauf bestimmten, des im aktuellen Programmdurchlauf bestimmten und einer Tiefpaßfunktion mit Zeitkon­ stante T2 berechnet. Nach Abschluß dieser Berechnungen wird im fol­ genden Schritt 230 das indizierte Motormoment Mind zur Realisierung der berechneten Drehmomentenbedarfswerte aus der Summe der Momenten­ korrektur des Drehzahlreglers DMIIr und des Momentenbedarfs des Wandlers MW, gegebenenfalls weiterer Größen, wie der Momentenbedarf einer Klimaanlage MK, Verlustmomente MVetc. berechnet. Im darauffol­ genden Schritt 232 wird schließlich der berechnete Wert des indi­ zierten Motormoments in eine Drosselklappenstellung DK und somit in ein Ansteuersignal umgewandelt. Danach wird der Programmteil wie auch bei Nichtleerlaufzustand gemäß Schritt 200 beendet und zu gege­ bener Zeit wiederholt.

Neben der zeitlichen Ableitung zur Berechnung des zeitlichen Ver­ laufs der Turbinendrehzahl kann auch eine Differenzenbildung vorge­ nommen werden. Neben der dargestellten Ausführungsform eines Ottomo­ tors kann die erfindungsgemäße Vorgehensweise auch in vorteilhafter Weise im Zusammenhang mit einem Dieselmotor Anwendung finden.

Claims (12)

1. Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs,

• - wobei über wenigstens eine Stelleinrichtung das Drehmoment der An­ triebseinheit eingestellt wird,
• - die wenigstens eine Stelleinrichtung wenigstens im Leerlauf und/oder leerlaufnahen Betriebsbereich auf der Basis von wenigstens einer Betriebsgröße der Antriebseinheit und/oder des Fahrzeugs ein­ gestellt wird,
• - wobei die wenigstens eine Betriebsgröße die Turbinendrehzahl eines automatischen Getriebes mit Drehmomentenwandler ist,

dadurch gekennzeichnet, daß
die Einstellung der Stelleinrichtung abhängig vom zeitlichen Verlauf der Turbinendrehzahl erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeit­ liche Verlauf der Turbinendrehzahl durch deren Gradient bestimmt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß abhängig von Turbinendrehzahl und dem zeitlichen Verlauf der Turbinendrehzahl der Momentenbedarf des Drehmomenten­ wandlers bestimmt wird und dieser zur Bestimmung der Einstellung der Stelleinrichtung ausgewertet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für den im Leerlauf bzw. leerlaufnahen Bereich ein Leerlaufdrehzahlregler vorgesehen ist, welcher auf der Basis von Soll- und Istmotordrehzahl einen Korrekturwert für das Motormoment bestimmt, welches zusammen mit dem Drehmomentenbedarf des Wandlers und gegebenenfalls den Drehmomentenanteilen anderer Aggregate sowie Verlustmomenten das einzustellende Motordrehmoment bestimmen, die Stelleinrichtung abhängig vom ermittelten einzustellenden Motordreh­ moment eingestellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Drehmomentenbedarf des Wandlers auf der Basis der Solleerlaufdrehzahl, eines von der Öltemperatur des Wandlers ab­ hängigen Faktors, der Turbinendrehzahl, deren zeitlichen Verlauf so­ wie einer Verzögerungszeit für den Aufbau des Motormoments, im we­ sentlichen abhängig von Motordrehzahl und Motorlast, berechnet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei ansteigender Turbinendrehzahl oder gleich­ bleibender Turbinendrehzahl der Momentenbedarf des Wandlers unabhän­ gig vom zeitlichen Verlauf der Turbinendrehzahl ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei einer Erhöhung des Drehmomentenbedarfs des Wandlers der erhöhte Momentenbedarf sofort zur Einstellung des Mo­ tormoments zur Wirkung kommt, während bei sich erniedrigendem oder gleichbleibendem Drehmomentenbedarf die Änderung des Drehmoments gemäß einer Tiefpaßfilterung vorgenommen wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Freilaufzustand des Getriebes bei negativem Momentenbedarf des Wandlers das Kupplungsmoment gleich Null bleibt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einstellung des Motordrehmoments durch Beein­ flussung der Luftzufuhr zum Motor über die Stelleinrichtung erfolgt.

10. Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs,

• - mit wenigstens einer Stelleinrichtung zur Beeinflussung des Dreh­ moments der Antriebseinheit,
• - mit Mitteln zur Einstellung der Stelleinrichtung wenigstens im Leerlauf und/oder leerlaufnahen Betriebsbereich in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebsgröße der Antriebseinheit und/oder des Fahrzeugs,
• - mit Mitteln zur Erfassung der Turbinendrehzahl einer mit einem Drehmomentenwandler ausgestatteten Getriebeeinheit,
• - wobei die wenigstens eine Betriebsgröße die Turbinendrehzahl ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - Mittel vorgesehen sind, welche die Einstellung der Stelleinrich­ tung abhängig vom zeitlichen Verlauf der Turbinendrehzahl vornehmen.