DE10036282A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit - Google Patents

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit vorgeschlagen, bei welchem ein maximal zulässiger Wert einer Ausgangsgröße ermittelt wird. Dieser wird mit dem Istwert verglichen und bei Überschreiten des zulässigen Wertes durch den Istwert Reaktionsmaßnahmen eingeleitet. Dabei wird der maximal zulässige Wert wenigstens in einem Betriebszustand nach Maßgabe eines ein Filter und ein Totzonenglied umfassendes Filtermittel gefiltert. Ferner wird der maximal zulässige Wert kontinuierlich reduziert in Abhängigkeit der Annäherung wenigstens einer einen Betriebszustand repräsentierenden Größe an einen Grenzwert.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 195 36 038 A1 (US-Patent 5 692 472) bekannt. Dort wird im Rahmen der Steuerung der Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs zu Überwachungszwecken eine eine Ausgangsgrö­ ße der Antriebseinheit repräsentierende Größe mit einem für diese Größe vorgegebenen maximal zulässigen Wert verglichen, wobei Fehlerreaktionsmaßnahmen eingeleitet werden, wenn die Größe den vorgegebenen zulässigen Wert überschreitet. Bei­ spiele für die Ausgangsgröße der Antriebseinheit sind die Leistung der Antriebseinheit oder ein Drehmoment der An­ triebseinheit, beispielsweise das indizierte Drehmoment, das Ausgangsdrehmoment, etc. In einem Ausführungsbeispiel umfaßt der die Steuerung der Antriebseinheit ausführende Rechner wenigstens zwei voneinander getrennte Programmebenen, wobei der geschilderte Vergleich zu Überwachungszwecken in der zweiten Programmebene berechnet wird. Der ersten Programm­ ebene sind Programme vorbehalten, welche die zur Steuerung der Antriebseinheit vorgesehenen Funktionen berechnen. In einer anderen Ausführung in der ersten Programmebene eine Begrenzung des die Antriebseinheit steuernden Vorgabewertes auf den maximal zulässigen Wert vorgenommen.

Zur Bestimmung des maximal zulässigen Werts wird im allge­ meinen, wenn kein Fahrwunsch des Fahrers vorliegt, der größ­ te vorkommende Wert der Ausgangsgröße, der durch die Leer­ laufregelung eingestellt werden kann, vorgegeben. Dadurch wird eine uneingeschränkte Fahrbarkeit gewährleistet. Vor allem bei Fahrzeugen mit kleinen Motoren, geringem Rollwi­ derstand oder geringer innerer Reibung wirken sich Verbrau­ cher wie ein Klimakompressor, ein Drehmomentenwandler, etc. sehr stark auf die Ausgangsgröße der Antriebseinheit aus, so daß mit Blick auf die Fahrbarkeit relativ große zulässige Werte vorzugeben sind.

Zur Verbesserung der Genauigkeit der Bestimmung des zulässi­ gen Wertes der Ausgangsgröße wird gemäß der DE 197 39 565 A1 für die Nachstartphase bei kalter Antriebseinheit eine Auf­ weitung des maximal zulässigen Wertes vorgenommen, wodurch in diesem Bereich Zusatzfunktionen unbeeinflußt wirken kön­ nen und gleichzeitig außerhalb dieses Bereichs eine relativ genaue Festlegung des maximal zulässigen Wertes und daher eine große Effektivität bei der Fehlererkennung erreicht wird. Allerdings werden mit diesem Verfahren nur zwei Be­ triebszustände unterschieden.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 199 63 759.8 vom 30.12.1999 ist bekannt, zur Bestimmung des zulässigen Werts eine Gewichtung mit dem maximal zulässigen Fahrerwunsch zwischen einem maximal zulässigen und einem mi­ nimal zulässigen Wert zu berechnen. Dabei werden zusätzlich über einen gesonderten Pfad die zulässigen Forderungen der Verbraucher und des Leerlaufreglers geprüft und berücksichtigt. Bei fehlerhafter Berechnung dieser Anteile werden sie begrenzt.

Die beschriebenen bekannten Lösungen zeigen nicht in allen Fällen optimale Ergebnisse.

Vorteile der Erfindung

Durch die Verwendung von sogenannten Splines wird in vor­ teilhafter Weise ein kontinuierliches, sanftes Verringern der zulässigen Werte der Ausgangsgröße in kritischen Be­ triebszuständen des Motors erreicht. Dies hat im Vergleich zu einem herkömmlichen, Bit-gesteuerten Verringern den Vor­ teil, dass die Verringerung nicht sprunghaft erfolgt und so die Gefahr von Schwingungen und vom Fahrer als zu heftig empfundenen Lastschlägen vermieden wird.

Das Verringern der zulässigen Werte der Ausgangsgröße ge­ schieht dabei in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im jedem Fehlerfall, in anderen Ausführungsbeispielen nur in ausgewählten, zumindest dann, wenn die Ausgangsgröße erhö­ hende Fehler vom Fahrer als besonders störend empfunden wer­ den, d. h. bei losgelassenem Fahrpedal und einer oberhalb der Leerlaufdrehzahl sich befindlichen Drehzahl und/oder wenn die Bremse getreten ist.

Bei der Verringerung der zulässigen Werte der Ausgangsgröße wird eine Kennlinie eingesetzt, die motordrehzahlabhängig ist und die derart ausgeführt ist, dass bei stark erhöhter Drehzahl die zulässigen Werte der Ausgangsgröße den Wert 0 erreichen. Dadurch werden auch bei leichtlaufenden Motoren akzeptable Fehlerreaktionen erreicht.

Besonders vorteilhaft ist, dass bei getretener Bremse der zulässige Wert der Ausgangsgröße reduziert wird und das Fahrzeug somit im Fehlerfall leichter bremsbar ist.

Von besonderem Vorteil ist die Einführung einer Totzeit bei der Filterung der zulässigen Werte der Ausgangsgröße, da da­ durch die Saugrohrtotzeit des Ansaugsystems berücksichtigt wird. Dies führt zu einer vereinfachten Applikation der ver­ wendeten Filterkonstante und dazu, dass eine gegebenenfalls vorhandene Dashpot-Funktion nicht eingeschränkt wird.

Ferner wird in vorteilhafter Weise durch eine Initialisie­ rung dieses Filters bei der Verkleinerung des Pedalwegs eine schnellere Fehlerreaktion erreicht. Dies gilt insbesondere bei einem Fehler, bei welchem ein maximaler Fahrerwunsch vorgegeben wird. Bei diesem Fehler kann es zur Beschleuni­ gung bis zur Maximaldrehzahl kommen, die verbesserte Filte­ rung verringert derartige Überschwinger, wobei durch die Ini­ tialisierung über die Verkleinerung des Pedalwegs die Schwingungsneigung des Motors im Fehlerfall deutlich redu­ ziert ist.

Besondere Vorteile ergeben sich bei Systemen, bei welchem zulässige Werte der Ausgangsgröße in zwei Programmebenen, der Ebene 1 und der Ebene 2 gebildet werden. Die Verringe­ rung der zulässigen Werte der Ausgangsgröße mittels Splines wird dabei lediglich in der Ebene 1 durchgeführt, so dass sich der Applikationsaufwand deutlich reduziert. Ferner wird durch die Initialisierung des Filters mittels des Pedal­ wegsignals eine deutlich schnellere Fehlerreaktion gerade in der Ebene 1 erreicht, während die Überschwinger in der Ebene 2 bei dem genannten Fehlerfall verkleinert werden.

Besonders vorteilhaft ist ferner eine Berücksichtigung von zusätzlichen Momentenanforderungen im Kaltstart, z. B. bei Zuschalten zusätzlicher Verbraucher oder Steuerfunktionen. Dies führt zu einer verbesserten Verfügbarkeit bei gleich­ zeitiger Verbesserung der Genauigkeit der Überwachung.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit zur Steue­ rung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs. In den Fig. 2 und 3 sind Ablaufdiagramme dargestellt, welche bevorzugte Ausführungsformen zur Bestimmung des maximal zulässigen Wer­ tes der Ausgangsgröße der Antriebseinheit, insbesondere de­ ren Moment, darstellen. In Fig. 4 ist die Berücksichtigung zusätzlicher Momentenanforderungen im Kaltstart bei Berech­ nung des minimalen zulässigen Moments als Ablaufdiagramm dargestellt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt eine Steuereinheit 10 zur Steuerung einer An­ triebseinheit 12, wobei die Steuereinheit 10 wenigstens ei­ nen Rechner samt Speicher umfaßt, in dem die zur Steuerung der Antriebseinheit 12 dienenden Programme abgelegt sind. Zur Durchführung dieser Programme werden dem Rechner über Eingangsleitungen 14 bis 18 von entsprechenden Meßeinrich­ tungen 20 bis 24 Betriebsgrößensignale der Antriebseinheit und/oder des Fahrzeugs zugeführt, die vom Rechner ausgewer­ tet und bei der Bildung des wenigstens einen Stellsignals für die Antriebseinheit 12 berücksichtigt werden. Derartige Betriebsgrößensignale sind z. B. Signale, die die Motortempe­ ratur, Fahrpedalstellung, etc. repräsentieren.

Die der Steuereinheit 10 zugeführten Eingangsgrößen werden mittels der im Rechner ablaufenden Programme in wenigstens eine Stellgröße umgesetzt, welche über die wenigstens eine Ausgangsleitung 40 der Steuereinheit 10 die wenigstens eine Zustandsgröße der Antriebseinheit 12 im Sinne der Eingangs­ größen steuert. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird aus den Eingangsgrößen, insbesondere Fahrpedalstellung und Mo­ tordrehzahl ein Sollmoment als Sollwert für eine Ausgangs­ größe ermittelt, welches in Ansteuersignale zur Steuerung der Drosselklappenstellung, des Zündwinkels und/oder der Kraftstoffzumessung, etc. einer Brennkraftmaschine umgesetzt wird, wobei das Drehmoment der Brennkraftmaschine (also de­ ren Ausgangsgröße) sich dem vorgegebenen Sollwert annähert.

Anstelle eines Drehmoments wird in einem anderen Ausfüh­ rungsbeispiel die Leistung der Antriebseinheit, deren Dreh­ zahl, etc. als Ausgangsgröße entsprechend gesteuert. Die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise wird nicht nur in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine, sondern auch bei anderen Antriebsarten, z. B. bei Elektromotoren eingesetzt.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Aufteilung der Programme in wenigstens zwei Ebenen vorgesehen, wobei der ersten Ebene Programme zugeordnet sind, die die Steuerungs­ funktion sowie der oben erwähnte Sollwertbegrenzung durch­ führen, während der zweiten Ebene Überwachungsprogramme zu­ geordnet sind, die ebenfalls im eingangsgenannten Stand der Technik geschildert sind.

Zur Berechnung des maximal zulässigen Wertes für die Aus­ gangsgröße der Antriebseinheit wird ein maximal zulässiger Wert abhängig von der Motordrehzahl ermittelt. Basis des minimalen Werts bilden die abhängig von der Motordrehzahl er­ mittelten maximal zulässigen Werte der Ausgangsgröße bei losgelassenem Pedal, die mittels eines Korrekturwertes für die Kaltstartphase, welcher abhängig von Motortemperatur und Motordrehzahl gebildet wird, eines Korrekturwerts bei akti­ ver Katalysatorheizfunktion, der ebenfalls drehzahlabhängig ist, und/oder zulässiger Verbraucherbedarfswerte korrigiert wird. Letztere repräsentieren die maximal zulässigen Be­ darfswerte der aktiven Verbraucher und/oder einer Leistungs­ stabilisierungsfunktion. Diese Werte werden zu dem minimal zulässigen Ausgangsgrößenwert zusammengefügt. Zur Bestimmung des dem Vergleich zur Überwachung zugrundeliegenden maximal zulässigen Wert der Ausgangsgröße wird der maximal zulässige Wert, der aus Fahrpedalstellung und Motordrehzahl nach Maß­ gabe eines Kennfelds ermittelt wurde, zwischen dem wie vor­ stehend beschriebenen minimal und maximal zulässigen Werts gewichtet, vorzugsweise interpoliert.

Auf diese Weise wird eine genaue Ermittlung des maximal zu­ lässigen Wertes der Ausgangsgröße der Antriebseinheit er­ reicht, der der eingangs genannten Überwachung zugrunde liegt. Die beschriebene Vorgehensweise findet dabei sowohl bei der Bildung der maximal zulässigen Werte in der Ebene 1 als auch der in der Ebene 2 statt.

Im Fehlerfall die zulässigen Werte der Ausgangsgröße ver­ schärft, d. h. verkleinert. Diese Verschärfung geschieht da­ bei nicht sprunghaft, sondern kontinuierlich und sanft über sogenannte Splines. Diese erlauben es, Übergangszustände zu definieren, so dass nicht nur Schwarz-Weiss-Zustände sondern auch Grauzonen vorhanden sind. Splines erster Ordnung weisen dabei die folgende allgemeine Formel auf, wobei die Ein­ gangsgröße die Variable X, die Ausgangsgröße die Variable Y und der Übergangsbereich mit ε bezeichnet ist:

Die Ausgangssignale mehrerer Splines können wie Bits mitein­ ander verknüpft werden. Eine Multiplikation stellt dabei ei­ ne logische Und-Verknüpfung, eine Addition eine logische Oder-Verknüpfung dar.

Neben Splines erster Ordnung können auch Splines höherer Ordnung eingesetzt werden, die allerdings einen erhöhten Re­ chenaufwand darstellen. Als Beispiel für einen Spline zwei­ ter Ordnung sei die folgende allgemeine Gleichung genannt:

Durch eine Spline zweiter Ordnung wird auch Stetigkeit in der ersten Ableitung gewährleistet. Die Gefahr, Schwingungen anzuregen, ist dadurch noch weiter vermindert.

Im vorliegenden Anwendungsfall werden die Splines einge­ setzt, um den zulässigen Wert in bestimmten Betriebszustän­ den schärfer zu kontrollieren und zu verringern. Ein solcher Betriebszustand liegt vor, wenn der Pedalwinkel 0 ist, d. h. das Fahrpedal gelöst und/oder die Bremse getreten ist, wenn die Drehzahl größer als die Leerlaufsolldrehzahl ist und/oder wenn die Luft- oder Zündungssollmomente die maximal zulässigen Momente überschreiten.

Letztere Bedingung ist nur in einem bevorzugten Ausführungs­ beispiel vorhanden, kann in anderen Ausführungsbeispiel weg­ gelassen sein.

Durch die Verknüpfung dieser Bedingungen mit den Splines wird ein Fehlerindikator erhalten. Nähert sich einer der Eingangsgrößen der Splines ihrer Grenze bis in die appli­ zierbare Grauzone hinein, so liefert das betreffende Spline Werte zwischen 0 und 1. Der Fehlerindikator liefert dann von 0 unterschiedliche Werte, wenn alle Bedingungen sich zumin­ dest in ihren Grauzonen befinden. Abhängig vom Wert des Feh­ lerindikators wird dann von den zulässigen Ausgangsgrößen ein zu applizierender Wert abgezogen. Sind alle Bedingungen erfüllt, ist der Wert des Fehlerindikators 1. Dann wird der größte applizierte Wert von den zulässigen Werten abgezogen und die Fehlerreaktion auf diese Weise beherrschbarer.

Ferner wird bei der Bestimmung der zulässigen Werte neben der Filterung eine Totzeit eingeführt, die das Saugrohrver­ halten berücksichtigt. Filter und Totzeit werden durch eine Verkleinerung des Pedalwegs initialisiert. Ferner werden bei der Bestimmung des zulässigen Wertes gemäß der nachfolgenden Beschreibung die minimalen Füllungen einer Brennkraftmaschi­ ne berücksichtigt.

In den Fig. 2 und 3 sind Ablaufdiagramme dargestellt, welche eine bevorzugte Ausführungsform zur Bestimmung des maximal zulässigen Wertes der Ausgangsgröße, im bevorzugten Ausführungsbeispiel des maximal zulässigen Moments darstel­ len. Die einzelnen Blöcke bezeichnen dabei Programme, Pro­ grammteile oder Programmschritte, während die Verbindungsli­ nien den Informationsfluss repräsentieren.

Aus den zugeführten Größen Pedalstellung WPED und Motordreh­ zahl Nmot wird in einem ersten Kennfeld 100 das maximal zu­ lässige Fahrerwunschmoment MIFAZUL gebildet. Ferner wird ab­ hängig von der Motordrehzahl und der Motortemperatur Tmot in 102 ein minimal zulässiges Moment MIMINZUL gebildet, während in 104 beispielsweise auf der Basis der Motordrehzahl ein maximal zulässiges maximales Moment MIMAXZUL ermittelt wird.

Die Bestimmung der minimalen und maximalen zulässigen Momen­ te ist im wesentlichen aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das maximal zulässige Moment aus dem kleineren Wert des drehzahlabhängig aus einer Kennlinie ausgelesenen maximal zulässigen Moments und des tatsächlich in der Vergangenheit auftretenden maximalen Moments gebildet.

Beim minimalen Moment wird zusätzlich im Kaltstart ein Kalt­ startvorhalt abhängig von der Motortemperatur additiv aufge­ schaltet, wobei je nach Motortemperatur zeitlich gefiltert unterschiedlich große Anteile berücksichtigt werden. Dadurch wird das maximal zulässige Moment letztendlich im Kaltstart aufgeweitet, so dass die Verfügbarkeit des Fahrzeugs in die­ sem Bereich weniger stark eingeschränkt ist.

In 106 wird dann ein vorläufiger Wert des maximal zulässigen Moments MIZUV gebildet gemäß der Wichtung des maximal zuläs­ sigen, relativen Fahrerwunschmoments MIFAZUL und zwischen dem minimalen und maximalen zulässigen Moment. Das vorläufi­ ge maximale zulässige Moment MIZUV wird dann einem Totzeit­ glied 108 zugeführt. Die Totzeit ist dabei an der Totzeit des Saugrohrsystems der Brennkraftmaschine orientiert oder entspricht dieser Totzeit. Das vorläufig zulässige Moment wird dann nach dem Totzeitglied einem Tiefpassfilter 110 zu­ geführt und dort gefiltert. Ausgangssignal ist das gefilter­ te maximal zulässige Moment MIZUFIL. Die Filterung wird ini­ tialisiert, wenn eine Rücknahme des Fahrpedals erkannt wur­ de. Dies erfolgt durch einen entsprechenden Schwellenwert­ schalter 112, dem das Pedalstellungssignal WPED zugeführt ist. Er erzeugt ein Ausgangssignal, wenn das Fahrpedal zu­ rückgenommen wird, d. h. z. B. wenn dieses einen Schwellenwert unterschreitet. Das Ausgangssignal führt zum einen zu einer Initialisierung des Filters 110 mit dem vorläufigen maximal zulässigen Werts als auch zu einem Umschalten des Schaltele­ ments 114 in die gestrichelt dargestellte Stellung. Diese Stellung bedeutet, dass der gefilterte maximal zulässige Wert ausgegeben wird. Ferner ist vorgesehen, das Filter 110 dann zu initialisieren, wenn externe Momentenanforderungen vorliegen, beispielsweise Anforderungen eines Motorschlepp­ momentenreglers, eines Antriebsschlupfreglers, etc. In die­ sem Fall wird als zweite Initialisierungsgröße anstelle der Rücknahme der Fahrpedalstellung die Rücknahme des vorläufi­ gen maximal zulässigen Moments MIZUV ausgewertet. Ferner wird in einem Vergleichselement 116 das gefilterte maximal zulässige Moment MIZUFIL mit dem ungefilterten MIZUV vergli­ chen. Ist das ungefilterte kleiner als das gefilterte, so wird über die Ausgangsleitung des Vergleichselements 116 das Schaltelement 114 in die mit durchgezogenem Strich darge­ stellte Stellung umgeschaltet. Dies bedeutet, dass dann an­ stelle des gefilterten maximal zulässigen Moments das unge­ filterte weitergegeben wird.

In entsprechender Weise wird das Totzonenglied 108 mit dem vorläufigen Wert initialisiert.

In der Regel wird also zur Weiterverarbeitung das ungefil­ terte maximal zulässige Moment weitergegeben, sofern nicht eine Rücknahme des Fahrpedals erkannt wurde. In diesem Fall wird das maximal zulässige Moment gefiltert, da die Rücknah­ me des Fahrpedals sich erst nach einer bestimmten Totzeit mit Verzögerung am Drehmoment bemerkbar macht. Um zu verhin­ dern, dass eine zu schnelle Reduktion des maximal zulässigen Moments und somit eine zu schnelle Fehlerreaktion erfolgt, wird das über Totzonenglied 108 und Filter 110 gefilterte maximal zulässige Moment weitergegeben, wobei bei Initiali­ sierung von Totzonenglied und Filter das ungefilterte Moment als Startpunkt gesetzt wird. Sobald das gefilterte kleiner als das ungefilterte Moment ist, wird wieder das ungefilter­ te weitergegeben.

Das auf diese Weise gebildete zulässige Moment MIZUL wird dann gemäß Fig. 3 weiterverarbeitet. In Fig. 3 ist die kontinuierliche Verringerung des maximal zulässigen Moments in bestimmten Betriebssituationen dargestellt, wobei die eingangs genannten Splines eingesetzt werden. Zunächst wird jedoch der maximal zulässige Momentenwert einer Maximalwert­ auswahlstufe 118 zugeführt, in der ein von der Motordrehzahl Nmot abhängiger Wert, der mittels einer Kennlinie 120 gebil­ det wird, und welcher die minimale Füllung der Brennkraftma­ schine repräsentiert, mit dem maximal zulässigen Wert ver­ glichen und der jeweils größere weitergegeben. Ist das Fahr­ pedal losgelassen, d. h. die Fahrpedalstellung gleich 0, so wird aus dem Signalgeber 122 ein Signal ausgegeben, welcher das Schaltelement 124 in die gestrichelte Position setzt und der Maximalwertauswahl 118 den Wert 0 zuführt. Das auf diese Weise ggf. begrenzte maximal zulässige Moment wird dann ei­ ner Differenzstelle 126 zugeführt, in der in den entspre­ chenden Betriebszuständen ein kontinuierlich veränderlicher Wert abgezogen wird und auf diese Weise das maximal zulässi­ ge Moment reduziert wird. Ausgangssignal der Differenzstufe 126 ist das maximal zulässige Moment MIZU, welches in einer Vergleichsstelle 128 mit dem Istmoment MIIST verglichen wird, wobei bei Überschreiten des maximal zulässigen Moments durch das Istmoment Fehlerreaktionsmaßnahmen, beispielsweise eine Begrenzung des Momentensollwertes, eine Abschaltung der Kraftstoffzufuhr, etc. eingeleitet werden.

Zur Bestimmung des Reduzierfaktors, welcher in der Diffe­ renzstufe 126 berücksichtigt wird, werden die oben erwähnte Splines eingesetzt. In Fig. 3 ist ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel dargestellt, bei welchem eine Reduzierung stattfindet, wenn das Fahrpedal losgelassen ist (Pedalwinkel WPED gleich 0) oder die Bremse getreten ist bzw. die Dreh­ zahl Nmot größer als die stationäre Solldrehzahl ist. Dane­ ben werden in einem Ausführungsbeispiel die Sollmomente für den Luft- und den Zündwinkelpfad mit vorgegebenen Grenzwer­ ten verglichen, wobei bei Überschreiten des zulässigen Wer­ tes durch eines der beiden Sollmomente ebenfalls eine Redu­ zierung des maximal zulässigen Moments erfolgt. Die Reali­ sierung mit Splines wird entsprechend vorgenommen, wobei für die Sollmomente zusätzliche Kriterien bilden. In einer Kenn­ linie 130 wird abhängig von der Motordrehzahl ein Korrektur­ faktor für das maximal zulässige Moment gebildet, welcher in der Multiplikationsstelle 132 mit einem Wert zwischen 0 und 1 multipliziert wird. Der so gewichtete Korrekturwert MIKORR wird der Differenzstelle 126 zugeführt. Ferner sind in Fig. 3 zwei Spline-Funktionen 134 und 136 dargestellt, die nach der oben angegebenen Formel für einen Spline erster Ordnung in einem anderen Ausführungsbeispiel zweiter Ordnung arbei­ ten. Die Eingangsgröße des Splines 134 wird gebildet aus der Differenz zwischen dem Pedalweg WPED und einem Pedalschwel­ lenwert WSCHW, der den Bereich des losgelassenen Fahrpedals von dem Bereich des getretenen Fahrpedals abgrenzt. Die Dif­ ferenz wird in der Differenzstufe 138 gebildet. Der Wert ε ist der Schwellenwert WSCHW. Die Ausgangsgröße Y der Spline- Funktion 134 wird in einer Multiplikationsstelle 140 mit dem Ausgangswert der Spline-Funktion 136 verknüpft. Diese Ver­ knüpfung stellt wie oben erwähnt eine logische Und- Verknüpfung dar. Ausgangsgröße der Multiplikationsstelle 140 ist der Fehlerwert ERRIND, der Werte zwischen 0 und 1 an­ nimmt. Werte größer 1 werden auf 1 begrenzt. Die Eingangs­ größe des zweiten dargestellten Splines 136 ist die Diffe­ renz zwischen Motordrehzahl Nmot und stationärer Leerlauf­ drehzahl Nstat, die in der Differenzstelle 142 gebildet wird. Der Wert ε wird nach Maßgabe einer Kennlinie 144 ab­ hängig von der Motortemperatur Tmot bestimmt. Det Ausgangsgröße Y des Splines 136 wird in einer Additionsstelle 146 der Wert 1 aufgeschaltet, wenn die Bremse betätigt ist, oder der Wert 0, wenn die Bremse nicht betätigt ist. Der Aus­ gangswert der Additionsstelle 146 wird zur Multiplikations­ stelle 140 geführt.

Somit wird wie oben erwähnt, durch die Splines für den Fall, dass deren Eingangsgröße in den Grauzonenbereich ε eintritt, ein Wert gebildet zwischen 0 und 1, wobei bei Eingangsgrößen unterhalb des Grauzonenbereichs der Wert O die Ausgangsgröße der Splines ist, oberhalb 1. Weicht der Wert von 0 ab, so wird in der Multiplikationsstelle 132 der Motordrehzahl ab­ hängige Korrekturwert dem maximal zulässigen Moment aufge­ schaltet, gewichtet nach Maßgabe des Ausmaßes des Eintritts der Eingangsgrößen in den Grauzonenbereich, wobei am Ende des Grauzonenbereichs, wenn der Schwellenwert erreicht ist, der Ausgangswert den Wert 1 annimmt. Somit wird bei Annähe­ rung an die genannten Betriebszuständen das maximal zulässi­ ge Moment kontinuierlich reduziert.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung des minima­ len zulässigen Moments, wobei spezielle Massnahmen für den Kaltstart und die zusätzlichen Momentenanforderungen in die­ sem Betriebszustand getroffen sind. Das minimale zulässige Moment miminzul wird abhängig von der Motordrehzahl nmot z. B. mittels einer Kennlinie 200 vorgegeben. Dieser Größe wird ein von Null verschiedener Wert in der Verknüpfung 202 aufgeschaltet (vorzugsweise addiert), wenn bestimmte vorge­ gebene Bedingungen vorliegen. Diese werden im Schaltsignal B_zusatz zusammengefasst, wobei diese Schaltsignal einen po­ sitiven Wert aufweist, wenn zusätzliche Momentenanforderun­ gen z. B. von zusätzlichen Verbrauchern wie Vakuumpumpen, Klimaanlagen, Lüfter, Scheinwerfer, vom Generator, etc. vor­ liegen, die zusätzliches Moment anfordern, und/oder zusätz­ lichen Funktionen, die ebenfalls zur einer Momentenerhöhung der Antriebseinheit führen, wie eine Katalysatorheizfunkti­ on. Vorzugsweise wird das Schaltsignal B_zusatz nur dann auf einen positiven Wert gesetzt, wenn eine solche Momentenan­ forderung während der Kaltstartphase bzw. Nachstartphase auftritt. Weist das Schaltsignal einen positiven Wert auf, wird das Schaltelement 204 in die gestrichelte Stellung um­ gelegt. In diesem Betriebszustand wird in der Verknüpfung­ stelle 202 dem drehzahlabhängigen Wert ein drehzahl- und mo­ tortemperaturabhängig gebildeter Wert aufgeschaltet. Letzte­ rer wird z. B. im Kennfeld 206 abhängig von Motordrehzahl nmot und Motortemperatur tmot gebildet. Er berücksichtigt die bei kalten Motor zusätzliche auftretenden Verluste z. B. durch erhöhte Reibung. Dieser Wert wird in der Verknüpfungs­ stelle 208 bei zusätzlichen Momentenanforderungen Werte auf­ geschaltet (vorzugsweise addiert), die diese zusätzlichen Momentenanforderungen berücksichtigen. So wird bei aktiver Katalysatorheizfunktion (Bedingung B_katheiz erfüllt) ein weiterer drehzahlabhängiger Wert in der Verknüpfungsstelle 208 aufgeschaltet. Dieser Wert wird z. B. in einer Kennlinie 210 abhängig von der Motordrehzahl nmot bestimmt und aufge­ schaltet, wenn das Schaltelement 212 bei Vorliegen der ge­ nannten Bedingung in der gestrichelten Stellung sich befin­ det.

Ein weiterer in der Verknüpfungsstelle 208 aufzuschaltender Wert wird im Filter 214 gebildet. Dieses stellt bevorzugt ein Tiefpassfilter dar, in welchem ein motortemperaturabhän­ giger Wert, der in 216 gebildet wird, gefiltert wird. In 216 wird die Motortemperatur tmot eingelesen und in Bezug auf einen festen Temperaturwert TNS gesetzt, ggf. gewichtet mit weiteren vorgegebenen Größen. Der Temperaturwert stellt da­ bei einen Grenzwert dar, der den Betriebszustand des Kalt­ start von anderen abgrenzt. Im bevorzugten Ausführungsbei­ spiel wird das dem Filter zugeführte Signal dm_zusatz wie folgt gebildet:

dm_zusatz = (TNS - tmot). dmzul/Δmns

wobei dmzul und Δmns fest vorgegebene Wichtungsgrößen sind.

Das Tiefpassfilter ist derart konstruiert, dass eine Filte­ rung nur dann stattfindet, wenn eine positive Flanke im Be­ dingungssignal B_zusatz erkannt wurde (vgl. 218), d. h. nur bei Auftreten einer neuer Momentenanforderung. Der zu diesem Zeitpunkt vorliegende Wert dm_zusatz wird mit einer bestimm­ ten Zeitkonstante gefiltert, wobei Änderungen dieses Werts nach dem obengenannten Zeitpunkt nicht berücksichtigt wer­ den. Der gefilterte Wert dm_zusatz stellt also ein zeitlich gefilterter motortemperaturabhängiger Anteil dar (Kaltstart­ vorhalt).

Die beschriebene Bestimmung des minimalen zulässigen Moments findet sowohl in Ebene 1 als auch in Ebene 2 statt.

Die im Rahmen der obigen Beschreibung dargestellten Massnah­ men der Berücksichtigung von splines, der Filterung des ma­ ximal zulässigen Werts, der Bildung des Kaltstartvorhalts beim minimal zulässigen Moments sowie der Berücksichtigung der minimalen Füllung finden je nach Ausführungsbeispiel einzeln oder in beliebiger Kombination Anwendung.

Claims (12)

1. Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit, bei wel­ cher ein maximaler Wert einer Ausgangsgröße der Antriebs­ einheit festgelegt wird und bei Überschreiten dieses ma­ ximalen Werts durch den aktuellen Wert Maßnahmen einge­ leitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der maximal zulässige Wert auf der Basis der Fahrpedalstellung gebil­ det wird und in wenigstens einem Betriebszustand in An­ lehnung an die Dynamik des Saugrohrs einer Brennkraftma­ schine gefiltert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterung ein Totzonenglied umfaßt, welches die Tot­ zeit im Saugrohr repräsentiert.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass Filter und/oder Totzonenglied initialisiert werden, wenn eine Rücknahme des Fahrpedals erkannt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der maximal zulässige Wert der gefilterte Wert ist, wenn eine Rücknahme des Fahrpedals erkannt wird, während es der ungefilterte Wert ist, wenn der gefilterte Wert kleiner als der ungefilterte Wert wird.

5. Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit, bei wel­ cher ein maximaler Wert einer Ausgangsgröße der Antriebs­ einheit festgelegt wird und bei Überschreiten dieses ma­ ximalen Werts durch den aktuellen Wert Maßnahmen einge­ leitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der maximal zulässige Wert kontinuierlich reduziert wird abhängig von dem Abstand wenigstens einer, eine bestimmten Betriebszu­ stand anzeigenden Größe von einer Grenzgröße.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Reduktionsgröße sogenannte Splines eingesetzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zulässige Wert verringert wird, wenn das Fahrpe­ dal losgelassen wird oder die Bremse getreten ist und die Motordrehzahl größer als die Solldrehzahl im Leerlauf ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass eine Grenzgröße für die Fahrpedalstel­ lung und/oder die Differenz zwischen Motordrehzahl und Solldrehzahl gebildet wird, bei dessen Annäherung eine Ausgangsgröße ermittelt wird, die mit zunehmender Annähe­ rung größer wird und die auf den Korrekturwert zum Ver­ ringern des maximal zulässigen Wertes einwirkt.

9. Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit, bei wel­ cher ein maximaler Wert einer Ausgangsgröße der Antriebs­ einheit festgelegt wird und bei Überschreiten dieses ma­ ximalen Werts durch den aktuellen Wert Maßnahmen einge­ leitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass dieser maximale Wert abhängig von der minimalen Füllung ermittelt wird und/oder dass dieser maximale Wert abhängig von ei­ nem minimalen Wert ermittelt wird, der bei Vorliegen ei­ ner zusätzlichen Momentenanforderung mittels eines motor­ temperaturabhängigen Werts gebildet wird.

10. Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit, mit ei­ ner Steuereinheit, welche einen maximal zulässigen Wert für eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit bildet und bei Überschreiten dieses maximalen Werts durch den aktuellen Wert Reaktionsmaßnahmen einleitet, dadurch gekennzeich­ net, dass die Steuereinheit Filtermittel umfaßt, welche den maximal zulässigen Wert filtern, wobei die Filtermit­ tel ein aus der Saugrohrtotzeit abgeleiteten Totzo­ nenglied umfassen.

11. Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit, mit ei­ ner Steuereinheit, welche einen maximal zulässigen Wert für eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit bildet, eine Istgröße erfaßt und bei Überschreiten dieses maximalen Werts durch die Istgröße Reaktionsmaßnahmen einleitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit Korrektur­ mittel umfaßt, die den maximal zulässigen Wert kontinu­ ierlich reduzieren in Abhängigkeit der Annäherung wenig­ stens einer einen Betriebszustand repräsentierende Größe an eine Grenzgröße.

12. Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit, mit ei­ ner Steuereinheit, welche einen maximal zulässigen Wert für eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit bildet, eine Istgröße erfaßt und bei Überschreiten dieses maximalen Werts durch die Istgröße Reaktionsmaßnahmen einleitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit Mittel aufweist, die diesen maximalen Wert abhängig von der mi­ nimalen Füllung ermitteln und/oder die diesen maximalen Wert abhängig von einem minimalen Wert ermitteln, der bei Vorliegen einer zusätzlichen Momentenanforderung mittels eines motortemperaturabhängigen Werts gebildet wird.