DE10014629A1

DE10014629A1 - System und Verfahren zur Ermittlung des Motordrehmoments zur Steuerung/Regelung des Antriebstrangs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10014629A1
Application number: DE10014629A
Authority: DE
Inventors: Jerry Dean Robichaux; Timothy Joseph Clark; Tobias John Pallett
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-01-18
Also published as: US6434466B1; GB2350163A; GB2350163B; GB0010540D0

Abstract

Ein System und ein Verfahren zur Regelung des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Automatikgetriebe, das mehrere wählbare Gänge mit zugehörigen Übersetzungsverhältnissen hat, ist gekennzeichnet durch Ermittlung (200) eines Solldrehmoments am angetriebenen Rad; Ermittlung (202) der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl; Ermittlung (204) des gewählten Getriebegangs und des dazugehörigen Übersetzungsverhältnisses; Ermittlung (206) eines Getrieberotationsverlusts, basierend auf einer ersten Funktion der Turbinendrehzahl und des gewählten Gangs; Ermittlung (208) eines Getriebedrehmomentproportionalverlusts, basierend auf einer zweiten Funktion der Turbinendrehzahl und des gewählten Gangs; Ermittlung (216) eines Solldrehmoments des Motors, basierend auf dem Rotationsverlust des Getriebes, dem Getriebedrehmomentproportionalverlust und dem gewählten Getriebeübersetzungsverhältnis, und Regelung (218) des Antriebsstrangs unter Verwendung des Solldrehmoments des Motors, so dass sich das Istdrehmoment des angetriebenen Rads dessen Solldrehmoment annähert.

Description

Diese Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Ermittlung des Mo tordrehmoments und zur Verwendung desselben bei der Steuerung/Regelung des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.

Mechanische Drosselklappensteuerungen verwenden den dem Motor zugeführten Luftstrom als primären Steuerparameter zur Steuerung der Ausgangsleistung des Antriebsstrangs. Der Luftstrom wird durch eine Drosselklappe im Ansaugweg ge steuert, die mechanisch mit einem Gaspedal verbunden ist. Somit beruhen her kömmlicherweise viele Steuerparameter des Antriebsstrangs auf der Position der Drosselklappe.

Elektronische Regelsysteme, die den Luftstrom regeln, wie z. B. variable Nocken wellenzeitgabesysteme und elektronische Drosselklappenregelsysteme ersetzen das herkömmlich mechanische Drosselklappenkabelsystem durch eine elektroni sche Wirkverbindung, die durch Sensoren und Stellglieder erzielt wird, die mit einer elektronischen Steuer/Regeleinheit kommunizieren. Dies erhöht die Autorität der elektronischen Regelung und erlaubt die Regelung des Luftstroms unabhängig von der Stellung des Gaspedals. Damit ist die Drosselklappenposition nicht unbedingt weiterhin maßgeblich für die erforderliche oder gewünschte Leistungsabgabe des Antriebsstrangs.

Es ist Aufgabe dieser Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Ermittlung des Motordrehmoments anzugeben, um dieses bei der Steuerung oder Regelung des Antriebsstrangs zu verwenden, um eine Sollleistungsabgabe des Antriebsstrangs, wie z. B. Motordrehmoment, Raddrehmoment, Radleistung oder Traktionswirkung zu erzielen.

Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zur Er mittlung eines Motor-Solldrehmoments während einer Veränderung des Getriebe übersetzungsverhältnisses eines Automatikgetriebes anzugeben.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ermöglicht die Erfindung gemäß einem wesentlichen Aspekt ein System und ein Verfahren zur Steuerung/Regelung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Automatikgetriebe das mehrere wählbare Gänge mit zugehörigen Übersetzungs verhältnissen hat, wobei das Automatikgetriebe mit dem Verbrennungsmotor über einen Drehmomentwandler, der eine Turbine hat, gekoppelt ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Ermittlung eines Solldrehmoments am angetriebenen Rad;
Ermittlung der Motordrehzahl;
Ermittlung der Turbinendrehzahl;
Ermittlung eines gewählten Getriebegangs und dem dazugehörigen ausgewählten Übersetzungsverhältnis;
Ermittlung eines Getrieberotationsverlusts basierend auf einer ersten Funktion der Turbinendrehzahl und des gewählten Gangs;
Ermittlung eines Getriebedrehmomentproportionalverlusts basierend auf einer zweiten Funktion der Turbinendrehzahl und des gewählten Gangs;
Ermittlung eines Solldrehmoments des Motors basierend auf dem Rotationsverlust des Getriebes, dem Getriebedrehmomentproportionalverlust und dem gewählten Getriebeübersetzungsverhältnis und
Regelung des Antriebsstrangs unter Verwendung des Solldrehmoments des Mo tors, so dass sich das Istdrehmoment des angetriebenen Rads dem Solldrehmo ment desselben annähert.

Weiterhin kann ein Pumpenverlust einer Hydraulikpumpe des Getriebes ermittelt werden auf der Basis eines Leitungsdrucks und der Motordrehzahl und in die Er mittlung des Motor-Solldrehmoments einbezogen werden.

Eine alternative Vorgehensweise, um das Solldrehmoment des Motors zu ermitteln, verwendet eine leistungsbasierte Berechnung, wenn die Geschwindigkeit des Fahr zeugs oberhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt, und eine auf einem Überset zungsverhältnis des Getriebes basierende Berechnung, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht den vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Eine tat sächliche oder abgeschätzte Turbinendrehzahl oder ein Schlupf eines Drehmo mentwandlers kann erfindungsgemäß auch zur Ermittlung des Motor- Solldrehmoments dienen.

Alternative Vorgehensweisen, um das geforderte oder gewünschte Motordrehmo ment während einer Umschaltung des Getriebes oder des Getriebeübersetzungs verhältnisses zu ermitteln, sind ebenfalls vorgesehen. Die erste Vorgehensweise ermittelt das Motordrehmoment entsprechend dem Ist-Übersetzungsverhältnis des Getriebes und dem Ziel-Übersetzungsverhältnis desselben. Das Solldrehmoment des Motors wird dann zwischen den Drehmomentwerten entsprechend dem Ist übersetzungsverhältnis und dem Zielübersetzungsverhältnis des Getriebes auf der Grundlage der Turbinendrehzahl interpoliert. Die Turbinendrehzahl dient zur Inter polation zwischen den beiden Werten, indem die echte oder geschätzte Turbinen drehzahl mit einem Erwartungswert derselben für die Ist- oder Sollgetriebestellung oder für das zugehörige Getriebeübersetzungsverhältnis verglichen wird. Die Turbi nendrehzahl kann auch durch einen geeigneten Sensor gemessen oder auch abge schätzt werden.

Die zweite Vorgehensweise verwendet ein Abtast- und Halteverfahren, um das Solldrehmoment des Motors während einer Veränderung des Übersetzungsverhält nisses des Getriebes zu ermitteln. Auf die Aktivierung einer Änderung des Überset zungsverhältnisses wird der abgeschätzte Wert für den Schlupf des Drehmoment wandlers gehalten oder für eine vorbestimmte Zeit gespeichert. Dieser Wert dient zur Ermittlung des Motorsolldrehmoments aufgrund einer der beiden oben be schriebenen alternativen Vorgehensweisen.

Die erste Vorgehensweise ist insofern zu bevorzugen, dass sie relativ komplexe Gleichungen bei der Berechnung des Motordrehmoments integrieren kann, keinen Verzögerungen bei der Ermittlung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes unterworfen ist und dieselbe Berechnung annehmbare Ergebnisse über den ge samten Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs liefert.

Diese Erfindung erzielt eine Anzahl von Vorteilen im Vergleich mit der im Stand der Technik bekannten Vorgehensweise. Z. B. erzielt diese Erfindung eine modulare Regelstruktur, die sich leicht an neue Motortechnologien, wie z. B. Magerverbren nung, variable Nockenwellenzeitgabe und Direkteinspritzung, anpassen lässt. Eine elektronische Luftstromregelung erzielt eine gesteigerte Effizienz des Antriebs strangs und eine bessere Regelung während unterschiedlichen Betriebsweisen einschließlich einer Reisefahrtregelung und einer Traktionsassistenz.

Die obigen Vorteile und andere Merkmale dieser Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen noch deutlicher.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein erfindungsgemäßes System und ein Verfah ren zur Ermittlung des Motordrehmoments zur Verwendung bei der Regelung eines Antriebsstrangs veranschaulicht;

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, welches eine die erfindungsgemäße Mo tordrehmomentermittlung enthaltende auf einem Ausgangsdrehmoment beruhende Regelungsstrategie für einen Antriebsstrang veranschaulicht;

Fig. 3 ist ein Flussdiagramm, das eine Regellogik zur Ermittlung eines Motor- Solldrehmoments zur Verwendung bei der Regelung eines Antriebsstrangs gemäß der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 4 ist ein Flussdiagramm, das die Ermittlung des Drehmomentwandlermultipli kators mittels Drehmomentwandlerkupplungskapazitäts- und -reibungsfaktoren ver anschaulicht;

Fig. 5 ist ein Flussdiagramm, das eine alternative Strategie zur Ermittlung des Motor-Solldrehmoments gemäß der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 6 ist ein Flussdiagramm, das eine Regellogik einer erfindungsgemäßen Er mittlung eines Motor-Solldrehmoments während einer Veränderung des Getriebe übersetzungsverhältnisses veranschaulicht;

Fig. 7 ist ein Flussdiagramm, das eine alternative Regellogik einer erfindungsge mäßen Ermittlung eines Motor-Solldrehmoments während einer Veränderung des Getriebeübersetzungsverhältnisses veranschaulicht;

Fig. 8 zeigt graphisch repräsentative Werte einer Getriebeölpumpe zur Verwen dung bei der Ermittlung eines Motorsolldrehmoments gemäß dieser Erfindung;

Fig. 9 zeigt graphisch repräsentative Werte eines Drehmomentwandlermultiplika tors abhängig vom Drehzahlverhältnis zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Ermittlung eines Motor-Solldrehmoments;

Fig. 10 zeigt graphisch repräsentative Werte eines Getrieberotationsverlustes zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Ermittlung eines geforderten Motordreh moments;

Fig. 11 zeigt graphisch repräsentative Werte eines Getriebedrehmomentpropor tionalverlustes zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Ermittlung eines Mo torsolldrehmoments und

die Fig. 12A-12D veranschaulichen eine Motordrehmomentmodulation bei einer Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes basierend auf einer erfindungsgemäßen Berechnung eines Motor-Solldrehmoments.

Fig. 1 veranschaulicht in Form eines Blockdiagramms ein erfindungsgemäßes System oder Verfahren zur Ermittlung eines Motor-Solldrehmoments aufgrund ei nes Raddrehmoments für die Regelung eines Antriebsstrangs.

Das System 10 enthält einen Fahrzeugantriebsstrang 12, der einen Verbren nungsmotor 12 hat, der mit einem Automatikgetriebe 16 gekoppelt ist. Der An triebsstrang 12 kann auch einen Regler 18 enthalten, der mit dem Motor 14 und dem Getriebe 16 kommuniziert, um verschiedene Informationen und Steu er/Regelfunktionen zu erzeugen. Der Motor 14 ist mit dem Getriebe 16 über eine Kurbelwelle 20 verbunden, die ihrerseits mit einer Getriebepumpe 22 und/oder ei nem Drehmomentwandler 24 verbunden ist. Vorzugsweise ist der Drehmoment wandler 24 ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, der eine Pumpe oder ein Schaufelrad 26 enthält und der wahlweise in Fluidverbindung mit einer Turbine 28 steht. Der Drehmomentwandler 24 kann auch eine Reibwandlerkupplung oder By passkupplung 30 enthalten, die eine auswählbare Reibungskopplung zwischen der Turbinenwelle 32 und der Eingangswelle 34 herstellt.

Das Automatikgetriebe 16 hat eine Vielzahl von Eingangs/Ausgangsverhältnissen oder Übersetzungsverhältnissen, die von verschiedenen Getriebestufen oder Gän gen, wie sie allgemein durch die Bezugszahl 36 angegeben sind, bewirkt werden, und im Stand der Technik bekannte zugehörige Reibelemente wie Kupplungen, Bünde und dergleichen. Die Gänge 36 ermöglichen eine auswählbare Verringerung oder eine Vergrößerung der Übersetzungsverhältnisse zwischen der Turbinenwelle 32 und der Abtriebswelle 38. Das Automatikgetriebe 16 wird bevorzugt elek tromagnetisch durch ein oder mehrere Verschiebeelektromagnete, die allgemein durch die Bezugszahl 40 bezeichnet sind, und eine Wandlerkupplungsregelung (CC) 41 gesteuert, die ein geeignetes Getriebeübersetzungsverhältnis aufgrund vorhandener Betriebszustände wählt. Das Getriebe 16 kann bevorzugt auch ein Stellglied zur Steuerung oder Regelung des Pumpendrucks (PP) 42 (oder des Lei tungsdrucks) zusätzlich zu einem Ganghebelpositionssensor (PRN) 44 enthalten, um einen von einer Bedienperson gewählten Gang oder einen Antriebsmodus, wie z. B. Vorwärtsfahrt, Rückwärtsfahrt, Einparken usw., anzuzeigen. Ein Leitungs drucksensor (LP) 46 kann dazu dienen, eine rückkoppelnde Regelung des hydrau lischen Leitungsdrucks während einer Verschiebung oder Veränderung des Getrie beübersetzungsverhältnisses zu erzielen.

Abhängig von der jeweiligen Anwendung kann die Abtriebswelle 38 mit einer oder mehreren Achsen 48 über ein Reduktionsgetriebe oder Differential 50 gekoppelt sein, das ein oder mehrere allgemein mit der Bezugszahl 52 bezeichnete Zahnrä der enthalten kann. An jeder Achse 48 können zwei oder mehr Fahrzeugräder 54 sitzen, die ihnen jeweils zugeordnete Radgeschwindigkeitssensoren 56 haben.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Sensoren kann der Antriebsstrang 12 be vorzugt mehrere Sensoren enthalten, die allgemein durch die Bezugszahl 60 be zeichnet sind und die mit entsprechenden Eingangsports 62 einer Steuer/- Regeleinheit 18 in Verbindung stehen, um die vorliegenden Betriebszustände und Umgebungszustände des Antriebsstrangs 12 zu überwachen oder zu erfassen. Mehrere Stellglieder, allgemein durch die Bezugszahl 64 bezeichnet, stehen mit der Steuer/Regeleinheit 18 durch Ausgangsports 66 in Verbindung, um den Antriebs strang 12 in Reaktion auf von der Steuer/Regeleinheit 18 erzeugte Befehle zu steu ern/regeln.

Die Sensoren enthalten bevorzugt einen Drosselklappenstellungssensor (TPS) 68, der die Stellung der Drosselklappe 70 überwacht, die sich innerhalb eines Ansaug kanals 72 befindet. Ein Luftmassenstromsensor (MAF) 74 erzeugt eine Anzeige des durch den Ansaugkanal 72 strömenden Luftstroms. Ein Temperatursensor (TMP) 76 gibt die Motortemperatur an, die beispielsweise die Kühlmitteltemperatur oder die Öltemperatur des Motors sein kann.

In Fig. 1 ist außerdem ein Motordrehzahlsensor (UPM) 80 dargestellt, der die Drehzahl der Kurbelwelle 20 erfasst. Gleichermaßen ist ein Turbinendrehzahlsen sor 82 zur Erfassung der Drehzahl der Turbine 28 des Drehmomentwandlers 24 vorgesehen. Ein weiterer Drehzahlsensor, nämlich der Fahrzeuggeschwindigkeits sensor (VSS) 84, erfasst die Drehzahl der Abtriebswelle 38, die zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund des Verhältnisses zwischen Differential 50 und Radgröße 54 verwendet werden kann. Natürlich können die Radgeschwindigkeits sensoren (WS1, WS2) 56 genau so gut zur Angabe der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden.

Abhängig von den jeweiligen Anwendungserfordernissen können verschiedene Sensoren weggelassen oder alternative Sensoren vorgesehen werden, die Signale entsprechend den jeweils erfassten Parametern erzeugen. Werte, die den Umge bungs- oder Betriebsbedingungen entsprechen, können unter Verwendung eines oder mehrerer der sensorisch erfassten Parameter abgeleitet oder berechnet wer den, ohne dass vom Umfang dieser Erfindung abgewichen wird.

Vom Fahrer wird ein Gaspedal 58 zur Steuerung der Ausgangsleistung des An triebsstrang 12 betätigt. Ein Pedalstellungssensor 59 liefert eine Anzeige der Stel lung des Gaspedals 58 bevorzugt in Form eines Zahlenwerts. In einer Ausfüh rungsform stellt eine wachsende Zahl eine Forderung nach einer erhöhten Aus gangsleistung dar. Bevorzugt werden redundante Positionsfühler mit wenigstens einem Positionsfühler verwendet, der eine negative Kennlinie hat, so dass eine sich verringernde Zahl eine Forderung nach einer erhöhten Ausgangsleistung angibt.

Ein Ansaugkrümmerabsolutdrucksensor (MAP) oder ein Äquivalent davon kann dazu dienen, einen Istwert des barometrischen Drucks zu erzeugen.

Stellglieder 64 dienen zur Erzeugung von Steuersignalen oder zur Bewegung ver schiedener Einrichtungen des Antriebsstrangs 12. Die Stellglieder 64 können Akto ren für die Kraftstoffeinspritzung und -zumessung (FUEL) 90, die Steuerung oder Regelung des Zündwinkels oder des Zündzeitpunkts (SPK) 92, die Einstellung der Menge des zurückgeführten Abgases (EGR) 94 und die Einstellung der Drossel klappe 70 für die angesaugte Luft mit einem geeigneten Servomotor oder Stellglied (TVA) 96 enthalten. Das Automatikgetriebe 16 kann, wie oben beschrieben, wahl weise durch Steuerung oder Regelung der Getriebepumpe oder des Leitungs drucks mittels eines geeigneten Stellglieds (PP) 42 in Kombination mit Getriebever stellelektromagneten (SS1 und SS2) 40 gesteuert werden, die zur Auswahl eines geeigneten Getriebeübersetzungsverhältnisses dienen, und durch einen Wandler kupplungssteller oder Elektromagneten (CC) 41, der zum Einrücken, Ausrücken oder zur Schlupfregelung der Drehmomentwandlerkupplung 30 dient. Außerdem ist bevorzugt ein Temperaturfühler 106 vorgesehen, der die Getriebeöltemperatur (TOT) ermittelt.

Die Steuer/Regeleinheit 18 beruht bevorzugt auf einem Mikroprozessor, der in inte grierter Weise den Motor 14 und das Getriebe 16 des Antriebsstrangs 12 steuert bzw. regelt. Selbstverständlich kann diese Erfindung auch in einer separaten Motor- oder Getriebesteuer/Regeleinheit abhängig von der besonderen Anwendung reali siert werden. Die Steuer/Regeleinheit 18 enthält einen Mikroprozessor 110, der mit Eingangsports 62, Ausgangsports 66 und computerlesbaren Speichermedien 112 über einen Daten/Steuerbus 114 in Verbindung steht. Die computerlesbaren Spei chermedien 112 können verschiedene flüchtige und nicht flüchtige Speicher, wie einen Speicher mit wahlfreien Zugriff (RAM) 116, einen nur lesbaren Speicher (ROM) 118 und einen Datenhaltespeicher (KAM) 119 enthalten. Diese funktionell beschriebenen verschiedenen flüchtigen und nicht flüchtigen Speichertypen können durch eine beliebige Anzahl bekannter physikalischer Vorrichtungen implementiert werden, die EPROMs, EEPROMs, PROMs, Flash-Speicher und dergleichen ent halten sind, sind aber nicht darauf beschränkt. Die computerlesbaren Speicherme dien 112 enthalten gespeicherte Daten, die vom Mikroprozessor 110 ausführbare Befehle darstellen, die das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung eines Mo tor-Solldrehmoments auf der Basis eines Rad-Solldrehmoments realisiert.

Fig. 2 stellt ein Blockdiagramm für eine modulare Steuer- oder Regelarchitektur dar, die die erfindungsgemäße Ermittlung des Motor-Solldrehmoments aus dem Rad-Solldrehmoment enthält. Ein Fahrerbefehl wird, wie durch den Block 120 dar gestellt ist, auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit 122, der Gaspedalstellung 124 und des barometrischen Drucks 126 interpretiert. Das dem Fahrerbefehl ent sprechende Raddrehmoment (TQWH_DD) ist ein Eingang des Blocks 130, der aus verschiedenen anderen Drehmomentanforderungen, die allgemein durch die Be zugszahl 132 angedeutet sind, das finale Raddrehmoment entscheidet. Derartige Drehmomentanforderungen können z. B. ein Dauerfahrtregeldrehmoment 124, ein Traktionsunterstützungsdrehmoment 136 und/oder ein die Fahrzeug geschwindigkeit beschränkendes Drehmoment 138 umfassen. Der Block 130 wählt das richtige Drehmoment abhängig von den vorliegenden Betriebsbedingungen und liefert das finale Raddrehmoment (TQ_WHEEL) dem Block 140, der mehrere Funk tionen ausführt, die die Zuordnung des Übersetzungsverhältnisses und eine Verän derung des Getriebeübersetzungsverhältnisses umfassen. Der Block 140 enthält bevorzugt die Ermittlung eines Drehmomentwandlerschlupfs und die Berechnung eines Motor-Solldrehmoments auf der Grundlage des finalen Rad-Solldrehmoments gemäß der Erfindung. Eingangsgrößen, die für diese Ermittlungen verwendet wer den, enthalten die Fahrzeuggeschwindigkeit 122, den barometrischen Druck 126, das Ist-Getriebeübersetzungsverhältnis 142, den Ist-Drehmomentwandlerschlupf 144 und das Steuerverhältnis 145 der Bypasskupplung. Weiter unten wird die Er mittlung des Motor-Solldrehmoments näher erläutert.

Das vom Block 140 angeforderte Motordrehmoment wird mit verschiedenen ande ren Motordrehmoment-begrenzenden Funktionen 146, dargestellt durch Block 150, entschieden. Die Getriebe-Regelungs/-Steuerung 152 kann auch eine Dreh momentbegrenzung oder Modulation anfordern, um die Trägheitsphase zu kom pensieren und dadurch das Gefühl bei der Gangschaltung zu verbessern. Die Ge triebe-Regelung/-Steuerung 152 kommuniziert mit einem Getriebeelektro magnetregelmodul 154, welches den geeigneten Getriebeverstellelektromagneten aktiviert und damit die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses bewirkt. Das Elektromagnetregelmodul 154 steuert oder regelt bevorzugt dynamisch den Lei tungsdruck über den Getriebepumpendrucksteller 42 während einer Veränderung des Übersetzungsverhältnisses, um das Gefühl bei der Gangumschaltung zu ver bessern. Alternativ können auch die einzelnen bei Kupplungen oder Verstellele menten ein- und abgehenden Druckwerte während der Änderung des Über setzungsverhältnisses zur weiteren Verbesserung des Gefühls bei der Gangschal tung geregelt werden. Die Getrieberegelung/-Steuerung 152 steht auch mit einer Bypasskupplungsregelung 155 in Verbindung, die das Steuerverhältnis der Drehmomentwandlerbypasskupplung und damit den Kupplungszustand regelt.

Das im Block 150 ermittelte finale Motordrehmoment wird als Motor- Solldrehmoment einer Motorregelung 156 mitgeteilt. Die Motorregelung ermittelt den dafür geeigneten Luftstrom, die Zündungsstellung, die Abgasrückführung (EGR), die einzuspritzende Kraftstoffmenge und den Einspritzzeitpunkt, wie dies jeweils durch die Blöcke 158, 160, 162 und 164 dargestellt ist, so dass das Motor- Solldrehmoment so eingestellt wird, dass sich das Raddrehmoment seinem Soll wert nähert.

Obwohl die Erfindung hier bezogen auf ein Radsolldrehmoment beschrieben wird, werden die Durchschnittsfachleute leicht erkennen, dass die Erfindung ohne weite res auch bei einem System angewendet werden kann, das eine Traktionssollwir kung oder eine Radleistungsgröße verwendet, die hinsichtlich Kraftstoffeinsparung, Modularität und Steuerbarkeit die gleichen Vorteile bieten. Im einzelnen kann die durch die Gaspedalstellung vorgegebene Anforderung des Fahrers für die Aus gangsleistung des Antriebsstrangs abhängig von den besonderen Anwendungs fällen als Anforderung für die Radleistung, die Traktionswirkung oder das Mo tordrehmoment (für manuelle Getriebeanwendungen) interpretiert werden.

Nun wird Bezug auf Fig. 3 genommen, die ein Flussdiagramm zeigt, welches die Steuer/Regellogik einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems oder Verfahrens zeigt. Dabei wird den Durchschnittsfachleuten deutlich, dass das in Fig. 3 dargestellte Flussdiagramm jedes Verfahren aus einer Anzahl bekannter Ver arbeitungsstrategien umfassen kann, wie z. B. ereignisinitiiert, interruptinitiiert, mul titaskprogrammiert, oder mit einem Mehrpfadprogramm und dergleichen. Auf diese Weise können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in dem darge stellten Ablauf ausgeführt werden oder parallel ablaufen oder in manchen Fällen auch weggelassen werden. In gleicher Weise muss die dargestellte Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise eingehalten werden, um die Merkmale und Vorteile der Erfindung zu erreichen sondern dient lediglich zur Erläuterung und Beschreibung. Bevorzugt wird die Steuer/Regellogik programmgesteuert realisiert, wobei das Programm durch die Mikroprozessorsteuer/Regeleinheit ausgeführt wird. Natürlich kann die Steuer/Regellogik sowohl als Programm, hardwaremäßig oder als Kombination von Software und Hardwareeinheiten realisiert werden. Die Fluss diagramme der Fig. 3 bis 5 veranschaulichen eine "Schleife" und werden be vorzugt in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt, wie es im Stand der Technik bekannt ist.

Der Block 200 der Fig. 3 repräsentiert die Ermittlung des Rad-Solldrehmoments. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Raddrehmoment aufgrund der Gaspedalstellung, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des barometrischen Drucks ermittelt. Dieser Schritt kann auch die Ermittlung anderer Ausgangsparameter ent halten, die dann zur Ermittlung des Rad-Solldrehmoments umgesetzt oder verwen det werden. Beispielsweise kann die Sollausgangsleistung des Antriebsstrangs zumindest zum Teil auf der Position des Gaspedals beruhen, wenn die Soll ausgangsleistung des Antriebsstrangs eine Rad-Sollleistung, Traktionswirkung, Motordrehmoment oder dergleichen darstellt. Gleichermaßen kann, abhängig von der jeweiligen Anwendung, der Ausgangsleistungsparameter des Antriebsstrangs dazu verwendet werden, den Sollwert des Motordrehmoments mit geeigneten Ein stellung mit folgenden Schritte zu bestimmen. Bevorzugt wird das Rad-Soll drehmoment zusammen mit anderen Raddrehmomentanforderungen entschieden, wie dies bezogen auf Fig. 2 beschrieben wurde.

Die Istwerte der Motor- und Turbinendrehzahlen werden im Block 202 ermittelt. Be vorzugt werden diese Drehzahlwerte für den Motor und die Turbine durch geeig nete Sensoren gemessen. In Anwendungen, die keine Sensoren für die direkte Er fassung der Motordrehzahl oder Turbinendrehzahl haben, kann zur Ermittlung der Drehzahlwerte eine Abschätzung oder Berechnung ausgeführt werden. Beispiels weise kann in einer Ausführungsform dieser Erfindung die Turbinendrehzahl unter Verwendung der Motordrehzahl und einer Berechnung eines Drehmomentwandler schlupfwerts abgeschätzt werden.

Die vom Automatikgetriebe herrührenden Drehmomentverluste können in einen Rotationsverlustfaktor (spin-loss) und einen Drehmomentproportionalverlust (prop-loss) getrennt werden. Der Rotationsverlust ist bevorzugt durch den jeweili gen Gang (gear) und die Turbinendrehzahl gekennzeichnet. In der hier verwende ten Darstellung bezieht sich die Turbinendrehzahl auf die Drehzahl der Eingangs welle des Getriebegehäuses oder alternativ auf die Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers. Der Drehmomentproportionalverlust ist im wesentlichen eine Kurve, die sich als Funktion des momentanen Gangs und der momentanen Turbi nendrehzahl verändert. Der Gesamtverlust des Getriebes lässt sich ausdrücken als:

tq_gb_loss = tq_spin_loss + tq_prop_loss = f₁ (N_t, gear) + T_t . f₂ (N_t, gear), (1)

worin T, den Ausgangsdrehmomentwert der Turbine und N_t die Turbinendrehzahl darstellen und f₁ und f₂ Funktionen sind, deren Werte bevorzugt in entsprechenden Verweistabellen gespeichert sind.

Die Getriebeverluste können gemäß folgender Beziehung ermittelt werden:

tq_gb_loss = fn_spinx (N_t) + T_t . fn_tq_px (N_t) (2)

worin x den momentan gewählten Gang repräsentiert. Auf diese Weise beruht in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Getrieberotationsverlust auf einer ersten Funktion aus der Turbinendrehzahl und dem momentan gewählten Gang, während der Drehmomentproportionalverlust auf einer zweiten Funktion der Turbinendrehzahl und dem momentan gewählten Gang beruht.

Bevorzugt sind der Rotationsverlust und der Drehmomentproportionalverlust für Änderungen der Getriebeöltemperatur (TOT) abgeglichen, da die Verluste bei nied riger Getriebeöltemperatur TOT beträchtlich sein können. Diesem kann man be gegnen, wenn man den Temperaturwert TOT in die Werte der Verweistabelle mit einbezieht oder indem man eine separate Verweistabelle mit einem Normierungs faktor vorsieht.

Weiterhin bezogen auf Fig. 3 werden der momentan gewählte Gang und das zugehörige Übersetzungsverhältnis bestimmt, wie dies der Block 204 darstellt. Der Wert für den momentanen Gang oder alternativ das momentane Getriebeüberset zungsverhältnis dient zusammen mit der (abgeschätzten oder gemessenen) Turbi nendrehzahl zur Ermittlung eines Getrieberotationsverlustes, wie er durch Block 206 veranschaulicht ist. Bevorzugt sind die Rotationsverlustwerte in einer Verwei stabelle korrespondierend mit dem momentanen Gang gespeichert, und der Zugriff erfolgt über die Turbinendrehzahl, wie dies oben beschrieben wurde. Die Ermittlung des Drehmomentproportionalverlusts ist in Block 208 der Fig. 3 dargestellt. Diese Werte sind ebenfalls bevorzugt in einer Verweistabelle gespeichert mit jeweils ge trennten Wertesätzen für jeden Gang oder jedes Übersetzungsverhältnis. Der Zu griff zu der mit dem momentanen Gang oder Übersetzungsverhältnis korrespondie renden Verweistabelle erfolgt bevorzugt durch die Turbinendrehzahl oder durch einen äquivalenten Wert.

Da die Getriebeölpumpe direkt durch ein Pumpenflügelrad angetrieben wird, lässt sich der von der Getriebeölpumpe herrührende Drehmomentverlust als Funk tion der Motordrehzahl und des Drucks in der Getriebehydraulikleitung (LP) be schreiben. Ein Block 210 veranschaulicht die Ermittlung eines den Getriebe pumpenverlust darstellenden Werts.

Wiederum werden die Werte für den Getriebepumpenverlust bevorzugt in einer Verweistabelle gespeichert, die durch die Motordrehzahl und den Hydrauliklei tungsdruck indiziert ist.

Es wird weiter Bezug auf Fig. 3 genommen, in der im Block 212 ein Drehmo mentwandlermultiplikationsfaktor ermittelt wird. Wenn der Drehmomentwandler mit ausgerückter Drehmomentwandlerkupplung betrieben wird, multipliziert oder erhöht er den dem Eingang des Getriebes zugeführten Drehmomentwert des Motors. Be vorzugt wird der Multiplikator des Wandlers auf der Basis des Drehzahl verhältnisses (Turbinendrehzahl/Motordrehzahl) ermittelt. Auch hier sind die Mulit plikationsfaktoren oder -werte bevorzugt in einer Verweistabelle gespeichert, die in diesem Fall durch das Drehzahlverhältnis indiziert ist. Bezogen auf Fig. 4 ist eine komplexere Ermittlung oder Berechnung dargestellt und beschrieben, die Faktoren für die Drehmomentwandlerkupplung (Bypasskupplung) beinhaltet.

Block 214 von Fig. 3 stellt die Ermittlung eines Normierungsfaktors aufgrund des momentan gewählten Gangs dar. Dieser Faktor kann dazu dienen, die Motordreh momentberechnung hinsichtlich zusätzlicher Verluste, die in den obigen Drehmo mentverlustfaktoren nicht enthalten sind, abzugleichen. Das Drehmoment des Mo tors wird dann abhängig vom Getrieberotationsverlust, Drehmomentpropor tionalverlust, Pumpenverlust, Getriebeübersetzungsverhältnis, finales Antriebsver hältnis, Drehmomentwandlermultiplikator und einem Normierungsfaktor ermittelt, wie dies in Block 216 dargestellt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Drehmoment des Motors aus folgender Gleichung berechnet:

worin T_e das Solldrehmoment, N_e die Motordrehzahl, P₁ den Leitungsdruck, T_w das Radsolldrehmoment, GRRAT das momentan gewählte Übersetzungsverhältnis und FDR das finale Antriebsverhältnis oder Differentialverhältnis darstellt, welches die Wirkung des Differentials berücksichtigt. Zusätzlich stellt fn_spinx den Getriebero tationsverlust, fn_tq_px den Drehmomentproportionalverlust, N_t die Turbi nendrehzahl und tq_mult_x den Normierungsfaktor dar, wobei x in jeder dieser Funktionen eine besondere Verweistabelle für den momentan gewählten Gang dar stellt.

Das im Block 216 ermittelte Motordrehmoment wird dann zur Steuerung/Regelung des Antriebsstrangs derart verwendet, dass sich das Raddrehmoment dem Radsolldrehmoment nähert. Bezogen auf Fig. 5 wird eine alternative Ausfüh rungsform zur Ermittlung des Motordrehmoments unter Verwendung einer Lei stungsberechnung und einer Verhältnisberechnung beschrieben.

Nun wird auf das Flussdiagramm in Fig. 4 Bezug genommen, das für die Ermitt lung des durch Block 212 in Fig. 3 dargestellten Drehmomentwandlermultiplikators ein alternatives Verfahren veranschaulicht. Diese Vorgehensweise beinhaltet ein komplexeres Modell, das einen Kapazitätsfaktor und einen Reibfaktor enthält, um mit der Drehmomentwandlerkupplung einhergehenden Verlusten während eines teilweisen Eingriffes derselben zu entsprechen. Ein Kapazitätsfaktor der Drehmo mentwandlerkupplung wird im Block 230 ermittelt. Bevorzugt ist der Kapazitätsfak tor eine Funktion des Steuerverhältnisses des Drehmomentwand lerkupplungelektromagneten, der Motordrehzahl (RPM), der Turbinendrehzahl (N_T), einer Zeitverzögerung entsprechend der Vortaktverzögerung des hydraulischen und mechanischen Wandlersystems sowie einer Zeitkonstanten, die die Reaktionszeit des Hydrauliksystems darstellt.

In Block 232 wird dann ein Reibfaktor ermittelt. Der Reibfaktor ist eine Funktion des Steuerverhältnisses des Drehmomentwandlerkupplungselektromagneten, einer Proportionalitätskonstanten K und dem Wandlerschlupf, das ist die Differenz zwi schen der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl. Der justierte oder kompen sierte Drehmomentwandlermultiplikator wird dann bevorzugt gemäß folgender Be ziehung ermittelt:

T_e = max(0, T_t - T_clutch)/fn(N_t/N_e) + min(T_clutch, T_t) + friction (4)

worin min eine Funktion darstellt, die den Mindest- oder Tiefstwert und max eine Funktion ist, die den Maximalwert der in Klammern gesetzten Terme wählt.

In Fig. 5 ist eine alternative Vorgehensweise für die erfindungsgemäße Ermittlung des Motorsolldrehmoments dargestellt. Diese Vorgehensweise verwendet entweder eine Leistungsrechnung oder eine Getriebeübersetzungsverhältnisberechnung, um das Motorsolldrehmoment zu ermitteln, und zwar abhängig von der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit. Weil die Leistungsberechnung einen Term enthält, der die Radgeschwindigkeit (WS) darstellt, würde ein Nullergebnis herauskommen, wenn das Fahrzeug steht. Damit liefert die Leistungsberechnung nur dann ein nutzbares Ergebnis, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen entsprechenden Schwellwert überschreitet, der durch Block 240 dargestellt ist. Die durch Block 242 dargestellte Leistungsberechnung ermittelt das Motordrehmoment als Funktion der Radgeschwindigkeit, des Raddrehmoments, der Motordrehzahl (RPM) und der Turbinendrehzahl (TS). In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Mo tordrehmomentsollwert wie folgt ermittelt:

T_e = [T_w . N_wheel]/[fn(N_t/N_e) . N_t],

worin T_e das Motordrehmoment, T_w das Raddrehmoment, N_wheel die Raddrehzahl und N_t die Turbinendrehzahl darstellen.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Schwellwert nicht überschreitet, der durch Block 240 veranschaulicht ist, wird statt dessen eine durch Block 244 darge stellte, auf einem Getriebeübersetzungsverhältnis beruhende Berechnung verwen det. Die Übersetzungsverhältnisberechnung ermittelt die Motordrehzahl als Funkti on des Raddrehmoments, des Übersetzungsverhältnis des Getriebe, der Mo tordrehzahl und der Turbinendrehzahl. In bevorzugter Ausführungsform wird das Motordrehmoment wie folgt ermittelt:

T_e = T_w/[GRRAT . FDR . fn(N_t/N_e)]

worin T_e den Sollwert des Motordrehmoments, T_w den Sollwert des Raddrehmo ments, GRRAT das Getriebeübersetzungsverhältnis, FDR das finale Antriebsver hältnis, N_t die Turbinendrehzahl und N_e die Motordrehzahl darstellen. Dies ist im wesentlichen eine vereinfachte Form der Gleichung (3), die, wenn gewünscht, ebenfalls verwendet werden kann. Jedoch reicht in vielen Anwendungsfällen die vereinfachte Berechnung gemäß Gleichung (6) aus.

Für Anwendungen, die keinen Drehzahlsensor zur Erfassung der Turbinendrehzahl haben, kann die Leistungsberechnung und die Verhältnisberechnung dahingehend verändert werden, dass der Drehmomentwert des Motors unter Verwendung des Drehmomentwandlerschlupfs ermittelt wird. Bevorzugt erfolgt die Berechnung des Motordrehmoments unter Verwendung der Leistungsrechnung gemäß der obigen Gleichung (5). Wenn man den Schlupf (N_t = N_e - slip) des Drehmomentwandlers in die obige Berechnung einsetzt, ergibt sich:

T_e = [T_w . N_wheel]/[fn((N_e - SLIP)/N_e) . (N_e - SLIP)] (7)

Die Fig. 6 und 7 sind Flussdiagramme, die alternative erfindungsgemäße Ver fahren zur Ermittlung des Motorsolldrehmoments während einer Veränderung des Getriebeübersetzungsverhältnisses darstellen. Jede Strategie kann zusammen mit einer der beiden oben beschriebenen alternativen Strategien für die Ermittlung des Motordrehmoments verwendet werden. Die erste in Fig. 6 veranschaulichte Me thode berechnet gemäß Block 246 den Sollwert des Motordrehmoments für den momentan gewählten Gang. Weiterhin wird gemäß Block 248 ein zweiter Drehmo mentwert des Motors auf der Grundlage des Soll- oder Zielgangs gerechnet. Das sich ergebende Motorsolldrehmoment wird dann mittels einer Interpolation zwi schen dem ersten und zweiten Motordrehmomentwert, wie sie durch die Blöcke 246 und 248 berechnet wurden, ermittelt. Dies ist durch Block 250 dargestellt. Die Turbinendrehzahl dient zur Interpolation zwischen den beiden Motor drehmomentwerten, indem die momentane oder auch geschätzte Turbinendrehzahl mit der für den momentanen und den Zielgang oder die Getriebeübersetzungs verhältnisse erwarteten Turbinendrehzahlwert verglichen wird. Diese Verfahrens weise ist für manche Anwendungen dahingehend zu bevorzugen, dass sie relativ komplexe Ausdrücke für die Motordrehzahl integriert, keinen Verzögerungen hin sichtlich des Getriebeübersetzungsverhältnisses unterworfen ist und dass diesel ben Ausdrücke zur Berechnung des Motordrehmomentwerts über den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs verwendet werden können.

Ein alternatives Verfahren für die Berechnung des Motordrehmoments während einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes ist in Fig. 7 darge stellt. Dieses alternative oder zweite Verfahren ist besonders nützlich bei Anwen dungen, wo die Turbinendrehzahl oder der Schlupf nicht genau während der Ände rung des Übersetzungsverhältnisses oder während einer Gangänderung ermittelbar sind. Dieses Verfahren beruht auf einer Abtast-Haltetechnik. Nach Initiierung einer Änderung des Übersetzungs verhältnisses wird gemäß Block 252 der Wert für den Drehmomentwandlerschlupf oder die Turbinendrehzahl ermittelt. Dieser Wert wird gemäß Block 254 für eine vorbestimmte Zeitdauer gespeichert oder konstant gehalten. Nachdem diese Zeit vergangen ist, wird der Schlupf oder die Turbinendrehzahl erneut gemessen oder berechnet, um den momentanen Wert oder Istwert zu ermitteln, wie dies in Block 258 dargestellt ist. Die plötzliche Änderung zwischen dem unter Verwendung des gehaltenen oder gespeicherten Werts berechneten Motordrehmoment und dem unter Verwendung des aktuellen Werts berechneten Motordrehmoment, wie er nach Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer vorliegt, kann zur Verbesserung der Güte bei einer Gangänderung dienen, wenn sie richtig mit der Änderung des Überset zungsverhältnisses, d. h. mit der Trägheitsphase synchronisiert wird, um eine das Trägheitsmoment bei der Gangänderung auslöschende Motor drehmomentverringerung anzufordern.

Fig. 8 stellt repräsentative Werte für die Getriebeölpumpenverluste dar, die bei der erfindungsgemäßen Ermittlung des Motorsolldrehmoments verwendet werden. Die graphische Darstellung der Fig. 8 gibt den Drehmomentverlust als Funktion der Getriebepumpendrehzahl für eine repräsentative Ölbetriebstemperatur von 93°C (200 F) wieder. Eine Kurve 260 stellt einen Leitungsdruck von 13,78 bar (200 psi) mit einem Drehmomentverlustwert zwischen etwa 4 bis 9,5 Ws (zwischen 3 und 7 ft-Ibs) dar. Die Kurven 262, 264 und 266 geben die zugehörigen Verluste jeweils für Leitungsdrücke entsprechend 10,3 bar (150 psi), 6,89 bar (100 psi) und 4,1 bar (60 psi) an. Diese Werte sind bevorzugt in einer Verweistabelle unter Bezug auf die Pumpen- oder Motordrehzahl gespeichert und können ebenso auf die Getriebeöl temperatur (TOT) bezogen sein.

Fig. 9 stellt repräsentative Werte für den bei der Ermittlung der Motorsolldrehzahl gemäß der Erfindung verwendeten Drehmomentwandlermultiplikationsfaktor dar. Bevorzugt sind diese Werte in einer Verweistabelle gespeichert, die sich auf das Drehzahlverhältnis bezieht oder davon indiziert wird. Die Linie 270 stellt Dreh momentwandlermultiplikationsfaktoren für einen Eingangsdrehmomentwert von 47 Ws (35 ft.-Ibs.) dar. Die Linien 272 und 274 stellen jeweils Drehmomentwandler multiplikationsfaktoren für Eingangsdrehmomente von etwa 136 Ws (100 ft.-Ibs.) und 272 Ws (200 ft.-Ibs.) dar.

Fig. 10 veranschaulicht repräsentative Werte für Getrieberotationsverluste, die bei der Ermittlung des Motorsolldrehmoment gemäß der Erfindung verwendet werden.

Bevorzugt sind die Getrieberotationsverlustwerte in Verweistabellen gespeichert, die den jeweils zur Verfügung stehenden Gängen oder den zur Verfügung stehen den Getriebeübersetzungsverhältnissen zugeordnet sind. Die Kurven der Fig. 10 geben Drehmomentverluste (Ws bzw. ft.-Ibs.) als Funktion der Turbinenwellendreh zahl an. Die Linie 280 stellt Getrieberotationsverlustwerte für den ersten Gang bei einer repräsentativen Anwendung dar. Die Linie 282 stellt die Getrieberotations verlustwerte für den zweiten Gang und die Linien 284 und 286 jeweils die Getrie berotationsverlustwerte für den dritten und vierten Gang dar.

Repräsentative Werte für Drehmomentproportionalverluste, die bei der Ermittlung des Motorsollmoments gemäß der Erfindung verwendet werden, sind in Fig. 11 gezeigt. Die Kurven der Fig. 11 geben Verlustmomente (Ws bzw. ft.-Ibs.) als Funktion der Drehzahl (Umdrehung/Minute) der Turbinenwelle für verschiedene Drehmomente an. Die Linien 290, 292 und 294 stellen die Proportionalverlustmo mente für Eingangsdrehmomente jeweils entsprechend 718, 500 und 200 dar. Die restlichen allgemein durch die Bezugszahl 296 repräsentierten Linien entsprechen Drehmomentproportionalverlusten für Drehmomente von 136 Ws (100 ft.-Ibs.) bis 0.

Die Fig. 12A-12D veranschaulichen die Operation der Drehmomentmodulation während einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses, um das beim Gangwech sel auftretende Gefühl zu verbessern. Bevorzugt wird die Drehmomentmodulation durch Verzögerung des Zündzeitpunkts während der Trägheitsmomentphase beim Gangwechsel durchgeführt. Die dafür notwendige Verstellung des Zündzeitpunkts nach spät kann unter Verwendung einer Drehmomentverhältnisberechnung beru hend auf dem gemäß einem der oben beschriebenen Verfahren ermittelten Solldrehmoment des Motors berechnet werden. In einer bevorzugten Aus führungsform wird das Drehmomentverhältnis nach folgender Gleichung bestimmt:

tq_ratio = T_e/[T_e - dNdtl . I_e] (8)

worin T_e das Solldrehmoment des Motors im stationären Zustand ist (es trägt dem Trägheitsmoment des Motors nicht Rechnung); dNdtl stellt die zeitliche Ableitung der Motordrehzahl und I_e das Motorträgheitsmoment dar. Die entsprechende Ver zögerung des Zündzeitpunkts wird bevorzugt gemäß folgender Gleichung berech net:

delta_spk = G . fn(tq_ratio) (9)

worin G ein kalibrierbarer Verstärkungsfaktor ist, der zur Abstimmung verwendet wird.

Die Kurve 310 der Fig. 12a stellt das Raddrehmoment als Funktion der Zeit dar. Die Linie 312 der Fig. 12a stellt das Istdrehmoment am Rad dar. Die Fig. 12b veranschaulicht die Drehzahl des Motors mit derselben Zeitskala. Die Fig. 12c veranschaulicht die zeitliche Ableitung der Motordrehzahl, dargestellt durch eine Linie 330. Die Fig. 12d veranschaulicht die mittels der obigen Gleichung (10) be rechnete Zündzeitpunktsverstellung, die auf dem erfindungsgemäß ermittelten Sollwert des Motordrehmoments beruht. Gemäß Fig. 12a ist die das Motor- Solldrehmoment verwendende Drehmomentmodulation wirksam, um das Träg heitsmoment während des Gangwechsels vom ersten zum zweiten Gang wesent lich zu verringern oder auszuschalten.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung/Regelung des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Automatikgetriebe, das mehrere wählbare Gänge mit jeweils zugehörigen Übersetzungsverhältnissen hat, wo bei das Automatikgetriebe mit dem Verbrennungsmotor über einen Drehmo mentwandler, der eine Turbine hat, gekoppelt ist, gekennzeichnet durch fol gende Schritte:
Ermittlung eines Solldrehmoments des Rads;
Ermittlung der Motordrehzahl;
Ermittlung der Turbinendrehzahl;
Ermittlung eines gewählten Getriebegangs mit dem zugehörigen Über setzungsverhältnis;
Ermittlung eines Getriebe-Rotationsverlusts, basierend auf einer ersten
Funktion der Turbinendrehzahl und des gewählten Gangs;
Ermittlung eines Getriebedrehmomentproportionalverlusts basierend auf einer zweiten Funktion der Turbinendrehzahl und des gewählten Gangs;
Ermittlung eines Solldrehmoments des Motors basierend auf dem Ge triebe-Rotationsverlust, dem Getriebedrehmomentproportionalverlust und dem gewählten Übersetzungsverhältnis und
Regelung des Antriebsstrangs unter Verwendung des Solldrehmoments des Motors, so dass sich das Istdrehmoment des angetriebenen Rads seinem Solldrehmoment annähert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass außerdem ein Getriebepumpenverlust auf der Basis der Motordrehzahl und eines erforderli chen Drucks in der Getriebehydraulikleitung ermittelt wird, wobei das Soll drehmoment des Motors wenigstens zum Teil aufgrund des Getriebepumpen verlusts ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt, der das Solldrehmoment am Rad ermittelt, aufweist:
Ermittlung eines Sollwerts der Leistungsabgabe des Antriebsstrangs zumindest zum Teil aufgrund der Position des Gaspedals, und
Umwandeln der Sollausgangsleistung des Antriebsstrangs in das Solldrehmoment des Rads.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Ermittlung der Sollausgangsleistung des Antriebsstrangs die Ermittlung einer Traktionssollwirkung aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt, der die Sollausgangsleistung des Antriebsstrangs ermittelt, die Ermittlung einer Sollleistungs des Rads aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt, der die Turbinendrehzahl ermittelt, eine Abschätzung der Turbinendrehzahl auf grund der Motordrehzahl und eines Schätzwerts des Drehmoment wandlerschlupfs ausführt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin fol gende Schritte aufweist:
Ermittlung eines Drehmomentwandlermultiplikators beruhend auf der Turbinendrehzahl und der Motordrehzahl, wobei der Sollwert des Mo tordrehmoments wenigstens zum Teil aufgrund des Drehmomentwand lermultiplikators ermittelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt, der den Drehmomentwandlermultiplikator ermittelt, aufweist:
Ermittlung eines Reibungsfaktors auf der Basis eines Steuerverhältnis ses eines Elektromagneten der Drehmomentwandlerkupplung, einer Proportionalitätskonstanten, der Motordrehzahl und der Turbinendreh zahl,
Ermittlung eines Kapazitätsfaktors der Drehmomentwandlerkupplung be ruhend auf dem Steuerverhältnis des Elektromagneten, der Motordreh zahl, der Turbinendrehzahl, einer Zeitkonstanten für das hydraulische System des Getriebes und einer Zeitverzögerung zwischen einem Drehmomentwandlerkupplungsbefehl und der Betätigung der Wandler kupplung, und
Einstellen des Drehmomentwandlermultiplikators beruhend auf dem Rei bungsfaktor und dem Kapazitätsfaktor.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt, der das Solldrehmoment des Motors ermittelt, weiter aufweist:
Ermitteln eines Normierungsfaktors beruhend auf dem gewählten Gang und
Multiplizieren des Motor-Solldrehmoments mit dem Normierungsfaktor vor der auf dem Motorsolldrehmoment beruhenden Regelung der Aus gangsleistung des Antriebsstrangs.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Befehl zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses von einem gewählten Gang zu einem Zielgang, zu dem ein Zielübersetzungsverhältnis gehört, der Schritt zur Ermittlung des Motor-Solldrehmoments aufweist:
Ermittlung eines ersten Motordrehmomentes, beruhend auf dem ge wählten Gang, dem gewählten Übersetzungsverhältnis, dem Drehmo mentproportionalverlust und dem Getrieberotationsverlust;
Ermittlung eines zweiten Drehmomentproportionalverlusts beruhend auf dem Zielgang und einer zweiten Turbinendrehzahl, wobei letztere auf dem Übersetzungsverhältnis des Zielgangs und der Drehzahl der An triebswelle beruht;
Ermittlung eines zweiten Getrieberotationsverlusts auf der Basis des Zielgangs und der zweiten Turbinendrehzahl;
Ermittlung eines zweiten Motordrehmoments, beruhend auf dem zweiten Drehmomentproportionalverlust, dem zweiten Rotationsverlust und dem Übersetzungsverhältnis des Zielgangs; und
Ermitteln des Motor-Solldrehmoments, beruhend auf dem ersten und zweiten Motordrehmoment.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt, der das Motor-Solldrehmoment ermittelt zwischen dem ersten und zweiten Mo tordrehmoment interpoliert.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Befehl zur Veränderung eines Getriebeübersetzungsverhältnisses vom gewählten Gang zu einem Zielgang mit einem Zielübersetzungsverhältnis ergeht, das Verfahren folgende weitere Schritte aufweist:
Abschätzen eines Drehmomentwandlerschlupfs; und
Speichern des Drehmomentwandlerschlupfs auf den Befehl, das Über setzungsverhältnis zu ändern;
wobei der Schritt das Motor-Solldrehmoment beruhend auf dem gespei cherten Drehmomentwandlerschlupf für eine bestimmte Zeit, nachdem der Befehl zur Veränderung des Getriebeverhältnisses ergangen ist, er mittelt.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Befehl zur Veränderung eines Übersetzungsverhältnisses vom gewählten Gang zu einem Zielgang, zu dem ein Zielübersetzungsverhältnis gehört, das Verfahren folgende weitere Schritte aufweist:
Ermittlung eines Drehmomentverhältnisses, basierend auf der Mo tordrehzahl und dem Motorträgheitsmoment; und
Einstellen des Zündzeitpunkts basierend auf dem Drehmomentverhältnis für eine bestimmte Zeit, nachdem der Befehl zur Veränderung des Über setzungsverhältnisses zur Verringerung des Motoristdrehmoments wäh rend der Übersetzungsverhältnisänderung ergangen ist.

14. Verfahren zur Steuerung/Regelung des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Automatikgetriebe, das mehrere wählbare Gänge mit jeweils zugehörigen Übersetzungsverhältnissen hat, ge kennzeichnet durch folgende Schritte:
Ermittlung eines Rad-Solldrehmoments;
Ermittlung der Motordrehzahl;
Ermittlung einer Turbinendrehzahl;
Ermittlung eines gewählten Gangs und des zugehörigen Übersetzungs verhältnisses;
Ermittlung der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit;
Ermittlung des Solldrehmoments des Motors beruhend auf der Radge schwindigkeit, dem Solldrehmoment des Rads, der Motordrehzahl und der Turbinengeschwindigkeit, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen entsprechenden Schwellwert überschreitet und
Ermittlung des Motor-Solldrehmoments beruhend auf dem Solldrehmo ment des Rads, dem gewählten Übersetzungsverhältnis, der Motordreh zahl und der Turbinendrehzahl, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den entsprechenden Schwellwert nicht überschreitet.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Ermittlung der Turbinendrehzahl deren Abschätzung beruhend auf der Mo tordrehzahl und einem Schätzwerts des Schlupfs eines Drehmomentwandlers aufweist.

16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:
Ermittlung eines Schlupfwerts für den Drehmomentwandler auf die Akti vierung einer Veränderung des Getriebeverhältnisses hin und
Halten dieses Werts über eine vorbestimmte Zeit während der Verände rung des Getriebeverhältnisses.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Befehl zur Veränderung eines Übersetzungsverhältnisses vom gewählten Gang zu einem Zielgang ergeht, zu dem ein Zielübersetzungsverhältnis gehört, das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Ermittlung eines Drehmomentverhältnisses basierend auf der Mo tordrehzahl und dem Trägheitsmoment des Motors und
Einstellen des Zündzeitpunkts beruhend auf dem Drehmomentverhältnis für eine vorbestimmte Zeit, nachdem der Befehl zur Änderung des Ge triebeverhältnisses ergangen ist, um das Motor-Istdrehmoment während der Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zu verringern.

18. Computerlesbares Speichermedium, das Daten speichert, die von einem Computer ausführbare Befehle zur Steuerung/Regelung eines Antriebsstrangs mit einem Verbrennungsmotor und einem Automatikgetriebe darstellen, da durch gekennzeichnet, dass das computerlesbare Speichermedium aufweist:
Befehle zur Ermittlung eines Rad-Solldrehmoments;
Befehle zur Ermittlung der Motordrehzahl;
Befehle zur Ermittlung der Turbinendrehzahl;
Befehle zur Ermittlungen eines gewählten Gangs und des zugehörigen Übersetzungsverhältnisses;
Befehle zur Ermittlung eines Getrieberotationsverlustes, beruhend auf ei ner ersten Funktion aus der Turbinendrehzahl und dem gewählten Gang;
Befehle zur Ermittlung eines Getriebedrehmomentproportionalverlusts, beruhend auf einer zweiten Funktion aus der Turbinendrehzahl und dem gewählten Gang;
Befehle zur Ermittlung eines gewünschten Motordrehmoments, beruhend auf dem Getrieberotationsverlust, dem Getriebedrehmomentproportio nalverlust und dem gewählten Übersetzungsverhältnis und
Befehle zur Regelung des Antriebsstrangs unter Verwendung des Motor- Solldrehmoments, so dass sich das Ist-Drehmoment des Rads an das Solldrehmoment desselben annähert.

19. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, dass die Befehle zur Ermittlung der Turbinendrehzahl Befehle zur Abschätzung derselben auf der Basis der Motordrehzahl und eines Schätz werts des Schlupfs eines Drehmomentwandlers enthalten.

20. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, dass es weiterhin aufweist:
Befehle zur Ermittlung eines Getriebepumpenverlusts auf der Basis der Motordrehzahl und einem geforderten Druck in der Getriebehydrauliklei tung; wobei die Befehle zur Ermittlung des Solldrehmoments des Motors Befehle enthalten, die dieses wenigstens teilweise abhängig von dem Getriebepumpenverlust ermitteln.

21. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, dass die Befehle zur Ermittlung des Solldrehmoments des Motors während einer Veränderung des Getriebeübersetzungsverhältnisses aufwei sen:
Befehle zur Ermittlung eines ersten Motordrehmoments auf der Basis des gewählten Gangs, des gewählten Übersetzungsverhältnisses, des Drehmomentproportionalverlusts und des Getrieberotationsverlusts;
Befehle zur Ermittlung eines zweiten Drehmomentproportionalverlusts auf der Basis eines Zielgangs und einer zweiten Turbinendrehzahl, wo bei letztere auf einem Zielgang-Übersetzungsverhältnis und der Drehzahl der Antriebswelle beruht;
Befehle zur Ermittlung eines zweiten Getrieberotationsverlusts basierend auf dem Zielgang und der zweiten Turbinendrehzahl;
Befehle zur Ermittlung eines zweiten Motordrehmoments auf der Basis des zweiten Drehmomentproportionalverlusts, des zweiten Drehverlusts und des Zielgang-Übersetzungsverhältnisses; und
Befehle zur Ermittlung des Motor-Solldrehmoments auf der Basis des er sten und zweiten Motordrehmoments.

22. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, dass die Befehle zur Ermittlung des Motor-Solldrehmoments aufwei sen:
Befehle zur Ermittlung des Motor-Solldrehmoments auf der Basis der Radgeschwindigkeit, dem Rad-Solldrehmoment, der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen entsprechenden Schwellwert überschreitet und
Befehle zur Ermittlung des Motorsolldrehmoments auf der Basis des Rad-Solldrehmoments, des gewählten Übersetzungsverhältnisses, der Motordrehzahl und der Turbinendrehzahl, wenn die Fahrzeuggeschwin digkeit den entsprechenden Schwellwert nicht überschreitet.

23. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, dass die Befehle zur Ermittlung des Motor-Solldrehmoments aufwei sen:
Befehle zur Ermittlung des Motorsolldrehmoments auf der Basis des Rad-Solldrehmoments, der Radgeschwindigkeit, der Motordrehzahl und des Schlupfs des Drehmomentwandlers, wenn die Fahrzeuggeschwin digkeit einen entsprechenden Schwellwert überschreitet, und
Befehle zur Ermittlung des Motor-Solldrehmoments auf der Basis des Rad-Solldrehmoments, des gewählten Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, der Motordrehzahl und des Schlupfs des Drehmomentwand lers, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den entsprechenden Schwell wert nicht überschreitet.

24. Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, dass es weiterhin aufweist:
Befehle zur Ermittlung eines Drehmomentverhältnisses auf der Basis der Motordrehzahl und des Motorträgheitsmoments während einer Verände rung des Getriebeübersetzungsverhältnisses und
Befehle zur Zündzeitpunktseinstellung auf der Basis des Drehmoment verhältnisses für eine vorbestimmte Zeit, nachdem der Befehl zur Ände rung des Übersetzungsverhältnissses zur Verringerung des Motorist drehmoments während der Übersetzungsverhältnisänderung ergangen ist.