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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
der Antriebsleistung eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
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Ein
derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der
EP 206 091 A2 (
US 4 819 596 A ) bekannt.
Dort wird eine Regelung der Drehzahl einer Antriebseinheit, vorzugsweise
im Leerlauf und leerlaufnahen Bereich, vorgeschlagen, welche die
Antriebsleistung des Fahrzeugs über
die Steuerung der Luftzufuhr zu einer Brennkraftmaschine 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 Antriebsleistung zum Rückkopplungsfaktor
addiert werden. Zur Berücksichtigung
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.
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Dieser
Korrekturfaktor wird bei eingelegtem Gang mit wachsender Fahrzeuggeschwindigkeit
betragsmäßig kleiner,
geht gegen Null. Damit soll Drehzahleinbrüchen entgegengewirkt werden,
die wie folgt auftreten 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 rollendem 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 rollende 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
Fahrkomfort beeinträchtigt,
der Motor sogar ausgeht. Durch den fahrgeschwindigkeitsabhängigen Korrekturfaktor
wird der Leerlaufdrehzahlregler entlastet.
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So
wird zwar Drehzahleinbrüchen
während
der oben beschriebenen Betriebssituation entgegengewirkt, eine genaue
Ermittlung des dem Motor vom Drehmomentenwandler tatsächlich abverlangten
Moments und eine exakte und schnelle Einstellung der Drehzahl bzw.
des zum Aufrechterhalten 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 Zylinderfüllung
und somit des Motormoments nicht berücksichtigt wird, ist ein unbefriedigender
Fahrkomfort und ein unbefriedigendes Regelverhalten die Folge.
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Aus
der Druckschrift D3 (
DE
42 10 416 A1 ) ist eine Steuervorrichtung für einen
Motor und ein Automatikgetriebe bekannt. Die Steuervorrichtung steuert
einen Startzeitpunkt, einen Endzeitpunkt oder Abläufe zur
Drehmomentenherabsetzung des Motors während Gangschaltvorgängen. Unter
Verwendung abgespeicherter Information, beispielsweise eines Turbinendrehzahlsignals,
eines Gangschaltsignals, eines Grads, zu dem eine Drosselklappe
geöffnet
ist, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Motordrehzahl und so weiter
berechnet die Steuervorrichtung eine geeignete Drehmomentenherabsetzung,
die entweder durch Verzögern des
Zündzeitpunkts
ausgeführt
wird oder durch Unterbrechen einer Kraftstoffzufuhr zu Kraftstoffeinspritzventilen.
Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird unter Erfassung eines Veränderungsverhältnisses oder
Differenzialwerts der Turbinendrehzahl eine Periode der Drehmomentenherabsetzung
gestartet, beendet und innerhalb eines geeigneten Zeitplans gehalten.
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Aus
der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung
DE
43 04 779 A1 ist bekannt, im Leerlauf- bzw. leerlaufnahen
Zustand den Drehmomentbedarf bei eingelegter Fahrstufe des Automatikgetriebes
in Abhängigkeit
von der aktuellen Turbinendrehzahl bzw. Abtriebsdrehzahl zu berechnen
und in der Vorsteuerung des Leerlaufdrehzahlreglers zu berücksichtigen.
Eine weitere Besonderheit 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
Betriebsgrößen berechnet,
die motortemperatur- und motordrehzahlabhängigen Verlustmomente bestimmt
und dann zu einem Sollwert für
das indizierte Motormoment zusammengefaßt. Der Leerlaufdrehzahlregler
stellt in Abhängigkeit von
der Differenz der Solldrehzahl und Istdrehzahl gemäß einer
der bekannten Regelstrategien einen Momentenkorrekturwert 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 Luftzufuhr
zum Motor, die Einspritzzeit und/oder die Zündung umgerechnet.
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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.
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Dies
wird dadurch erreicht, daß bei
der Bestimmung des einzustellenden Motordrehmoments der zeitliche
Verlauf der Turbinendrehzahl eines automatischen Getriebes mit Drehmomentenwandler
berücksichtigt wird.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Vorgehensweise
hat den Vorteil, daß das
Fahrverhalten eines Fahrzeugs bei rollendem Fahrzeug und im Leerlaufbetriebszustand
deutlich verbessert wird.
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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 Betriebszustand durch rechtzeitigen Aufbau
der Füllung
erfolgt.
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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 Berücksichtigung aller
Motorlasten im Hinblick auf die Realisierung eines gewünschten
Abtriebsmoments an den Rädern
erfolgt. Im Leerlauffall ist das gewünschte Abtriebsmoment im wesentlichen
Null.
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Vorteilhaft
ist ferner, daß eine
Laständerung
im Sinne einer Zunahme der Motorlast bei dem vom Motor abgegebenen
Drehmoment sofort, während
eine Änderung
der Motorlast im Sinne einer Erniedrigung der Motorlast nur gefiltert
zur Wirkung kommt. Dadurch wird eine starke, den Fahrkomfort beeinträchtigende Änderung
der Luftzufuhr in den Betriebszuständen vermieden, in denen keine
sofortige Reaktion erforderlich ist.
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Ferner
wird durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise
der Leerlaufregler auch im Getriebefreilauf im optimalen Regelbereich
gehalten.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
bzw. aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsformen
näher erläutert. Dabei
zeigt 1 ein Übersichtsblockschaltbild
einer Vorrichtung zur Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeugs,
während
in 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgmäßen Vorgehensweise
gezeigt ist. Die 3 und 4 schließlich zeigen
Flußdiagramme,
in welchen die Realisierung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise als Rechenprogramm
skizziert ist.
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Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt
ein Übersichtsblockschaltbild
einer Vorrichtung zur Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeugs,
bei der das erfindungsgemäße Verfahren
bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Wirkung kommt. Die Antriebseinheit 8 umfaßt einen
schematisch dargestellten Motor (Brennkraftmaschine 10),
welcher über
eine Ausgangswelle (Kurbelwelle 12) verfügt, die
auf eine Drehmomentenwandlereinheit 14 eines automatischen
Getriebes 16 führt.
Die Wandlereinheit 14 besteht dabei aus einem Wandler 18,
dem in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
eine steuerbare oder regelbare Überbrückungskupplung 20 (Wandlerkupplung)
parallelgeschaltet ist. Die Welle 22 der Wandlereinheit 14,
die Turbinenwelle, führt
auf die eigentliche Getriebeeinheit 24, deren Ausgangswelle 26 die
letztendlich auf die Antriebsräder
wirkende Abtriebswelle des Triebsstrangs der Antriebseinheit ist.
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Vom
Triebstrang werden einem Steuergerät 28 verschiedene
Betriebsgrößen 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 Turbinendrehzahl,
verbindet. In vorteilhaften Ausführungsbeispielen
ist eine Eingangsleitung 42 vorgesehen, welche das Steuergerät 28 mit
der Getriebeeinheit 24 verbindet zur Übermittlung einer Information
bezüglich 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 Fahrzeugs, wie Motortemperatur, Versorgungsspannung,
Raddrehzahl, Status von zusätzlichen
Verbrauchern, ein Maß für die Motorlast
(Luftmenge, -masse, Saugrohrdruck), Temperatur des Wandleröls, etc..
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Zur
Steuerung der Ausgangsleistung der Antriebseinheit verfügt das Steuergerät 28 über mehrere Ausgangsleitungen,
von denen aus Übersichtlichkeitsgründen in 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 verknüpft. Letzteres stellt
in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ein Stellglied zur Beeinflussung der Luftzufuhr zum Motor, insbesondere
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 Einstellung der Luftzufuhr)
eingestellt werden. Zur Steuerung des Getriebes 16 weist
das Steuergerät 28 ferner
eine Ausgangsleitung 70 auf, welche das Steuergerät 28 mit
der Getriebeeinheit 24 zum Einstellen der Übersetzung des
Getriebes verbindet. Bei dem Getriebe 16 kann es sich um
ein stufenlos verstellbares oder um ein automatisches Stufengetriebe
handeln. Ferner ist in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel das Steuergerät 28 über eine
nicht dargestellte Leitung mit der steuerbaren Wandlerkupplung 20 verbunden.
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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 Wandlerüberbrückungskupplung 20 abhängig von
Betriebsgrößen wie
Motordrehzahl und Motorlast geschaltet werden. In diesem Fall handelt
es beim Stellelement 62 in bevorzugten Ausführungsbeispielen
um ein Stellglied im Bypass zur mechanischen Drosselklappe oder
im einen steuerbaren Anschlags der Drosselklappe. Ferner kann ein
sogenanntes elektronisches Gaspedal vorgesehen sein, bei welchem
der Fahrerwunsch auf der Basis des Betätigungsgrads des Fahrpedals
ermittelt und die Motorleistung durch elektrische Einstellung einer
Drosselklappe eingestellt wird. Desweiteren kann eine Steuerstrategie
vorgesehen sein, nach der abhängig
vom Fahrerwunsch ein Abtriebssollmoment vorgegeben wird und durch
Berechnung der Übersetzungsverhältnisse
und Verlustmomente das einzustellende Motormoment zur Bereitstellung
des gewünschten
Abtriebsmoments durch Einstellen von Luftzufuhr, 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 Betriebsbereich, der im Zusammenhang
mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
von Interesse ist, liegt der Abtriebsmomentensollwert im Bereich
von Null.
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Eine
entsprechende Anwendung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise im Rahmen
der beiden anderen bekannten Steuerstrategien ist in anderen Ausführungsbeispielen
vorteilhaft und ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Bei
stillstehendem, festgebremstem Fahrzeug mit automatischem Getriebe
muß bei
eingelegter Fahrstufe der Motor gegen das stillstehende 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
Bremse 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 Erhöhung
des vom Motor abgegebenen Drehmoments, um ein Drehzahlunterschwingen
zu vermeiden. Dies wird durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise geleistet.
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In 2 ist
das Steuergerät 28 dargestellt.
Diesem werden Eingangsleitungen 100 bis 102 von
Meßeinrichtungen 104 bis 106 zugeführt. Diese
Eingangsleitungen führen
auf eine Drehzahlsollwertbildungseinheit 108, deren Ausgangsleitung 110 auf
eine Vergleichseinheit 112 bzw. auf eine Berechnungseinheit 114 führt. Der
Vergleichseinheit 112 wird von der Meßeinrichtung 32 die
Leitung 30 zugeführt.
Die Ausgangsleitung 116 der Vergleichseinheit 112 führt auf
eine Regeleinheit 118, deren Ausgangsleitung 120 auf
eine weitere Vergleichsstelle 122 führt. Dieser Vergleichsstelle
ist eine Leitung 124, die Ausgangsleitung der Berechnungseinheit 114,
zugeführt.
Ferner wird der Vergleichsstelle 122 in einigen vorteilhaften
Ausführungsbeispielen
wie strichliert dargestellt eine weitere Leitung 126 von
einer Vorsteuereinheit 128 zugeführt, welcher wiederum Leitungen 130 bis 132 zugeführt sind.
Die Ausgangsleitung 134 der Vergleichsstelle 122 führt auf
eine Einheit 136 zur Bildung des oder der Ansteuersignale
zur Einstellung des Motordrehmoments. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
führt eine
Ausgangsleitung 58 der Stelleinrichtung 60–64 zur
Beeinflussung der Luftzufuhr zum Motor.
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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.
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Die
von der Meßeinrichtung 32 abgehende
Leitung 30 wird zusätzlich
auf die Bestimmungseinheit 152 geführt, welche über die
Leitung 154 ferner mit einer Meßeinrichtung 156 zur
Erfassung des Luftdurchsatzes durch die Brennkraftmaschine verbunden
ist. Die Ausgangsleitung 155 der Bestimmungseinheit 152 führt auf die
Berechnungseinheit 114.
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Bei
der Darstellung nach 1 sind die in 2 angegebenen
Meßeinrichtungen 104–106, 146, 156 sowie
die Eingangsleitungen 100–102, 130–132, 144, 154 in
den Meßeinrichtungen 54–56 und
den Eingangsleitungen 50–52 zusammengefaßt.
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Die
Sollwertbildungseinheit 108 bildet in Abhängigkeit
der ihr zugeführten
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 abnimmt, Batteriespannung, wobei
im wesentlichen mit fallender Batteriespannung die Motordrehzahl
ansteigt, etc.. Der auf diese Weise gebildete Sollwert wird über die
Leitung 110 zum Vergleichselement 112 geführt. Dort
wird der Sollwert mit dem von der Meßeinrichtung 32 erfaßten Istwert
der Motordrehzahl Nmot zur Bildung einer Regelabweichung verglichen.
Die Differenz der beiden Werte, die Regelabweichung, wird über die
Leitung 116 der Regeleinheit 118 zugeführt, 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 Vergleichseinheit 122 zugeführt, in
der zusätzliche
Werte über
die Leitung 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,
Windschutzscheibenheizung, 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 kompensiert. 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 2 eine Einheit, welche das über die Leitung 134 zugeführte Signal
in ein über
die Leitung 58 abgegebenes getaktetes Ansteuersignal für die Stelleinrichtung 138 umwandelt.
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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 Ausführungsbeispielen
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 Kraftstoffzumessung
steuernde Stellglied und/oder der Zündungseinrichtung umgewandelt.
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Die
Berechnungseinheit 114 ermittelt auf der Basis der ihr
zugeführten
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 Bestimmung 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 Meßeinrichtung 14 ermittelt
und über
die Leitung 38 zugeführt
wird, zugeführt.
Für den Fall,
daß die
Turbinendrehzahl nicht erfaßt
werden kann, wird ein Maß für die Turbinendrehzahl
auf der Basis der Abtriebsdrehzahl Nab, welche durch die Meßeinrichtung 36 ermittelt
wird, sowie der eingestellten Getriebeübersetzung Ü berechnet.
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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 eine Meßeinrichtung 146 zur
Ermittlung der Öltemperatur
TÖl des
Wandlers 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 155 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 ermittelten
Luftdurchsatzes durch die Brennkraftmaschine und der Motordrehzahl bestimmt.
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Die
allgemeine Abhängigkeit
des Faktors KT von der Temperatur des Wandleröls ist dabei derart, daß der Faktor
KT mit kälterem Öl betragsmäßig größer wird,
da durch kälteres Öl die innere
Reibung im Wandler, somit der Momentenbedarf des Wandlers an das
vom Motor abzugebende Drehmoment erhöht ist. Die Verzögerungszeit
für den
Aufbau der Füllung
ist im wesentlichen mit steigender Motordrehzahl und steigender
Motorlast betragsmäßig kürzer.
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Die
Berechnungseinheit 114 bestimmt dann entsprechend der nachfolgenden
anhand der 3 und 4 dargestellten
Vorgehensweise in Abhängigkeit
der zugeführten
Größen den
Momentenbedarf des Wandlers auch im dynamischen Zustand, welcher
als Signalgröße über die
Leitung 124 die Einstellung der Stelleinrichtung 60–64 im
Sinne einer Kompensation des Momentenbedarfs verändert.
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In 3 und 4 sind
Flußdiagramme
skizziert, welche die anhand 2 dargestellte
erfindungsgemäße Vorgehensweise
in ihrer Realisierung als Rechenprogramm verdeutlicht.
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Dabei
basiert die erfindungsgemäße Vorgehensweise
auf der Erkenntnis, daß im
Leerlauf mit eingelegter Fahrstufe bei Automatikgetrieben die Drehmomentenaufnahme
des Wandlers bei der Einstellung des indizierten Motormoments berücksichtigt
werden muß.
Das erforderliche indizierte Motormoment Mind ergibt sich als Addition
aus der Drehmomentenaufnahme des Wandlers MW, Verlustmomenten MV,
den Verbrauchsmomenten von Nebenaggretaten (beispielsweise einer
Klimaanlage) MK und des Korrekturmoments DMllr eines Leerlaufreglers
zur Einhaltung der Leerlaufdrehzahl. Dabei ist insbesondere die
Abhängigkeit
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)
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Da
der Aufbau von Füllung
und damit der Aufbau des indizierten Moments eine gewisse, im wesentlichen
von Motordrehzahl und Motorlast abhängige Zeit Tfü braucht,
kann es bei einem sehr starken Bremsvorgang 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 Wandlers durch Einfügen eines
vom zeitlichen Verlauf der Turbinendrehzahl abhängigen Faktors Nt wie in der
folgenden Gleichung angegeben, modifiziert. MW = KT(Töl)·KMU(Nt/NSoll)·NSoll·NSoll (2)
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Damit
wird bei jedem negativen Gradient (Bremsvorgang) der Füllungsaufbau
bereits zum jetzigen Zeitpunkt T0 auf den Wert zum Zeitpunkt T0
+ Tfü eingeleitet
und das zur Kompenstion des Drehmomentenbedarfs des Wandlers notwendige
Drehmoment bereitgestellt. Dabei kann in Erweiterung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
in vorteilhafter Weise 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
mittels eines Tiefpasses gefiltert werden.
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Ferner
kann für
den Getriebezustand "Freilauf", der bei einigen
Getrieben 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,
werden negative Momentenbedarfe des Wandlers, das heißt beispielsweise
bei einer Erhöhung
der Fahrgeschwindigkeit so daß die
Turbinendrehzahl größer als
die Solldrehzahl ist, nicht durchgeführt, der Momentenbedarfswert
des Wandlers vielmehr auf Null gesetzt. Das Kupplungsmoment (Ausgangsmoment
des Motors) bleibt somit Null.
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Nach
Start des Programmteils in
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 Fahrgeschwindigkeit
und der Fahrpedalstellung vorgenommen, wobei bei einer Fahrpedalstellung
in einem betragsmäßig kleinen
Bereich um die Ruhestellung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb
eines vorgegebenen Grenzwertes (z.B. 10 kmh) das Erreichen des leerlaufnahen
bzw. Leerlaufbereichs erkannt wird. Befindet sich das Fahrzeug in
diesem Betriebszustand, 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 Betriebsgrößen wie
Motortemperatur Tmot, Batteriespannung Ubat, etc.. Nach Einlesen
der Betriebsgrößen werden
im Schritt
204 aus entsprechenden 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 Turbinendrehzahl 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 Abfrageschritt
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 Verlaufs,
der Verzögerungszeit
und der Solleerlaufdrehzahl gemäß dem folgenden
Zusammenhang bestimmt:
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Im
Gegensatz dazu wird bei positiver oder gleichbleibender Turbinendrehzahl
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 Momentenbedarf des Wandlers MW als
Produkt der Faktoren KT, KMU sowie des Quadrats der Leerlaufsolldrehzahl
berechnet.
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Nach
Berechnung des Momentenbedarfs des Wandlers wird der Progammteil
gemäß 4 mit
dem Abfrageschritt 216 weitergeführt, in dem bei entsprechenden
Randbedingungen bestimmt wird, ob Freilauf vorliegt. Dies erfolgt
durch Überprüfung, ob
ein Gang eingelegt ist, in der Freilaufzustand hergestellt ist.
Ist dies der Fall, wird im Abfrageschritt 218 überprüft, ober
der aktuell ermittelte Momentenbedarfswert 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 Reduzierung 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.
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Wurde
im Schritt 216 kein Freilaufzustand erkannt, so wird im
darauffolgenden 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
Zeitkonstante T2 berechnet. Nach Abschluß dieser Berechnungen wird
im folgenden Schritt 230 das indizierte Motormoment Mind
zur Realisierung der berechneten Drehmomentenbedarfswerte aus der
Summe der Momentenkorrektur des Drehzahlreglers DMllr und des Momentenbedarfs
des Wandlers MW, gegebenenfalls weiterer Größen, wie der Momentenbedarf
einer Klimaanlage MK, Verlustmomente MVetc. berechnet. Im darauffolgenden
Schritt 232 wird schließlich der berechnete Wert des
indizierten 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 gegebener Zeit wiederholt.
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Neben
der zeitlichen Ableitung zur Berechnung des zeitlichen Verlaufs
der Turbinendrehzahl kann auch eine Differenzenbildung vorgenommen
werden. Neben der dargestellten Ausführungsform eines Ottomotors
kann die erfindungsgemäße Vorgehensweise
auch in vorteilhafter Weise im Zusammenhang mit einem Dieselmotor
Anwendung finden.
