DE10121187C2

DE10121187C2 - System und Verfahren zur Steuerung des Ausrollens eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10121187C2
Application number: DE10121187A
Authority: DE
Inventors: Michael Livshiz; Scott J Chynoweth; Rodney J Rhodes
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2001-04-30
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2021-05-01
Also published as: JP3586437B2; JP2002004907A; DE10121187A1; US6405587B1; AU739638B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Steuerung des Aus rollens eines Kraftfahrzeuges.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Herkömmliche Kraftfahrzeuge umfassen typischerweise eine Motorsteue rungssoftware, die die Drehzahl des Motors unter verschiedenen Fahrbe dingungen steuert. Diese Software kann aus einer Anzahl von Betriebs modi bestehen. Beispielsweise kann eine derartige Software einen "Aus roll"-Steuermodus umfassen, der die Verlangsamung des Fahrzeugs steu ert, was verhindert, daß der Motor bei Fahrszenarien mit niedriger Dreh zahl wie beispielsweise in Parklücken, abstirbt, und das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert. Typischerweise ist der Steuermodus für das Ausrol len aktiv, wenn die Drosselklappe geschlossen ist und sich das Fahrzeug bewegt. Die Motorsteuerungssoftware kann auch einen Steuermodus für die Leerlaufdrehzahl umfassen, die die Drehzahl des Motors unter Leer laufbedingungen steuert. Im Betrieb wechselt die Motorsteuerungssoft ware von dem Steuermodus für Ausrollen (wenn das Fahrzeug langsamer wird) zu dem Steuermodus für Leerlaufdrehzahl (nachdem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit abfällt).

Herkömmliche Ausroll-Steuersysteme verwenden typischerweise eine Verfahrensweise auf Grundlage einer Luftmassenströmung (MAF) für den Ausroll-Steuermodus. Die auf MAF basierende Verfahrensweise ist allge mein ein Steueralgorithmus mit geschlossenem Regelkreis basierend auf einer erwünschten Motorluftmassenströmung. Diese weist jedoch keine Geschwindigkeitsrückkopplung (MPH-Rückkopplung) auf, um die Ver langsamung direkt zu steuern, und weist auch keine Motordrehzahlrück kopplung (RPM-Rückkopplung) auf, um Einbrüche oder ein Absacken der Motordrehzahl zu steuern, was zu einem Absterben des Motors führen kann.

Diese herkömmlichen Ausroll-Steuersysteme weisen viele andere Nachteile auf. Beispielsweise sind typischerweise viele Variablen vorhanden, die bei der Bestimmung der gewünschten MAF in Betracht gezogen werden müs sen. Insbesondere sind viele Terme ohne Rückkopplung vorhanden, die zur Bestimmung der gewünschten MAF erforderlich sind, um die ver schiedenen Motorlast- und -betriebsbedingungen in Betracht ziehen zu können. Dies hat einerseits einen Bedarf für eine erhebliche Menge an Software und Speicher (d. h. RAM und ROM) zur Folge, um diese Steuer strategie ausführen zu können, was die Kosten des gesamten Steuersys tems erheblich erhöht. Überdies ist eine erhebliche Menge an Zeit erfor derlich, um die große Zahl von Variablen zu kalibrieren, die in Betracht gezogen werden müssen. Dies trägt auch erheblich zu den Kosten für das Steuersystem bei. Schließlich ist der Übergang zwischen dem Ausrollmo dus und dem Steuermodus für die Leerlaufdrehzahl sehr komplex, da der Ausrollmodus typischerweise auf Grundlage der MAF erfolgt, während die Leerlaufdrehzahlsteuerung typischerweise auf Grundlage der Motordreh zahl (RPM) erfolgt. Unregelmäßigkeiten zwischen diesen Modi können zu einem Absterben des Motors führen. Dieses Problem wird komplizierter, wenn gleichzeitig Lasten an den Motor angelegt sind.

In der DE 39 22 124 A1 ist eine Zündzeitpunktregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine beschrieben, die eine Verzögerungszeiteinstellungs einheit zum Einstellen der Verzögerungszeit einer Kraftstoffabschaltung bei Verlangsamung der Brennkraftmaschine umfaßt.

Die DE 43 29 916 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung der Be triebsabläufe bei einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, wobei bei einem Schiebebetrieb des Fahrzeugs die Kraftstoffmenge gegen über dem Normalbetrieb reduziert wird. Hierzu wird abhängig von einem Vergleich der Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder der Eingangs- und/oder der Ausgangsdrehzahl des Getriebes mit einem Schwellenwert ein Rückschaltvorgang des Getriebes ausgelöst.

Demgemäß wäre es erwünscht, ein System und ein Verfahren zur Steue rung des Ausrollens eines Fahrzeugs zu haben, das die oben beschriebe nen Nachteile löst.

Diese Aufgabenstellung wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9 gelöst.

Ein Aspekt der Erfindung sieht ein Verfahren zur Steuerung des Ausrol lens eines Fahrzeugs vor. Es wird eine erforderliche Mindest- Leerlaufdrehzahl bestimmt. Eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird erfaßt, und aus der erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl und der Ge schwindigkeit des Fahrzeugs wird eine Soll-Motordrehzahl erzeugt. Es wird eine tatsächliche Motordrehzahl erfaßt. Durch eine Drehzahlsteue rung wird auf Grundlage einer Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl eine Soll-Drosselklappenstellung bestimmt. Von der Drehzahlsteuerung wird auf Grundlage der Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl eine Soll-Zündzeitpunktverstellung für den Motor bestimmt. Vorzugsweise kann ein Gangschaltvorgang eines Getriebes erfaßt werden, und die Soll- Drosselklappenstellung kann vorzugsweise in Ansprechen auf den Gang schaltvorgang eingestellt werden. Eine Turbinendrehzahl eines Getriebes kann auch erfaßt werden, und die Soll-Motordrehzahl kann aus der erfor derliche Mindest-Leerlaufdrehzahl, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Turbinendrehzahl erzeugt werden. Es kann auch ein Gang des Getriebes erfaßt werden. Die Soll-Motordrehzahl kann vorzugsweise aus der erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der Turbinendrehzahl des Getriebes und dem Gang erzeugt werden. Vorzugsweise kann auch eine Kühlmitteltemperatur erfaßt wer den, und die erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl kann aus der Kühl mitteltemperatur bestimmt werden. Es kann auch der Umgebungsluft druck erfaßt werden, und die erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl kann aus dem Umgebungsluftdruck bestimmt werden. Auf Grundlage der Ge schwindigkeit des Fahrzeugs kann bestimmt werden, ob eine gewünschte Verlangsamung auftritt. Vorzugsweise kann ein Offset erzeugt werden, wenn die erwünschte Verlangsamung nicht auftritt. Der Offset kann vorzugsweise auf die Soll-Motordrehzahl angewendet werden, um die gewünschte Verlangsamung zu erreichen. Vorzugsweise kann eine Soll- Turbinendrehzahl als eine Differenz zwischen der Turbinendrehzahl und einer vorbestimmten Soll-Turbinendrehzahl erzeugt werden. Die Soll- Turbinendrehzahl kann vorzugsweise auf die Soll-Motordrehzahl ange wendet werden, um ein Rüttelgefühl durch den Antriebsstrang und das Fahrzeugchassis zu minimieren.

Ebenfalls offenbart ist ein weiteres Verfahren zur Steuerung des Ausrol lens eines Fahrzeugs. Es ist ein Getriebe mit einer Vielzahl von Zahnrä dern vorgesehen. Das Getriebe ist wirksam mit dem Motor gekoppelt, und ein Antriebsstrang ist wirksam mit dem Getriebe gekoppelt. Eine Drossel klappe steht in Verbindung mit dem Motor, um die Menge an Luftströ mung zu dem Motor zu regulieren. Es wird eine erforderliche Mindest- Leerlaufdrehzahl bestimmt. Eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird von dem Antriebsstrang erfaßt, und eine Turbinendrehzahl und ein Gang werden beide von dem Getriebe erfaßt. Eine Soll-Motordrehzahl wird aus der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl, der Turbinendrehzahl, dem Gang und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt. Es wird eine tat sächliche Motordrehzahl erfaßt, und eine Soll-Drosselklappenstellung wird durch eine Drehzahlsteuerung auf Grundlage einer Differenz zwi schen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl be stimmt. Eine Soll-Zündzeitpunktverstellung für den Motor wird von der Drehzahlsteuerung auf Grundlage der Differenz zwischen der Soll- Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl bestimmt. Ein Gang schaltvorgang des Getriebes wird erfaßt, und die Soll-Drosselklappen stellung wird in Ansprechen auf den Gangschaltvorgang eingestellt.

Ein anderer Aspekt der Erfindung sieht ein System zur Steuerung des Ausrollens eines Fahrzeugs vor, das eine Grundreferenzrechnereinheit umfaßt, die eine erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl bestimmt. Es ist ein Mittel zur Erfassung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorgesehen. Eine Soll-Motordrehzahlsteuerung ist auch vorgesehen, die eine Soll- Motordrehzahl aus der erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt. Es ist ein Mittel zur Erfassung einer tatsächlichen Motordrehzahl vorgesehen. Eine Drehzahlsteuerung bestimmt eine Soll-Drosselklappenstellung basierend auf einer Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl, und eine Soll-Zündzeitpunktverstellung für den Motor basierend auf der Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Motor drehzahl. Es kann auch ein Mittel zur Erfassung eines Gangschaltvorgang eines Getriebes vorgesehen sein. Eine Herunterschaltsteuerung, die die Vorwärtsspeisung steuert (downshift feedforward controller) (auch be kannt als offene Herunterschaltsteuerung), stellt die Soll-Drosselklappen stellung in Ansprechen auf den Gangschaltvorgang ein. Es kann auch ein Mittel zur Erfassung einer Turbinendrehzahl eines Getriebes vorgesehen sein, so daß die Soll-Motordrehzahlsteuerung die Soll-Motordrehzahl aus der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Turbinendrehzahl erzeugt. Ein Gang des Getriebes kann erfaßt werden, so daß die Soll-Motordrehzahlsteuerung die Soll- Motordrehzahl aus der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl, der Ge schwindigkeit des Fahrzeugs, der Turbinendrehzahl des Getriebes und dem Gang erzeugt. Es kann vorzugsweise ein Mittel zur Erfassung einer Kühlmitteltemperatur vorgesehen sein, wobei die Grundreferenzrechner einheit die erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl aus der Kühlmitteltem peratur bestimmt. Es kann auch ein Mittel zur Erfassung des Umge bungsluftdruckes vorgesehen sein, wobei die Grundreferenzrechnereinheit die erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl aus dem Umgebungsluftdruck bestimmt.

Ebenfalls offenbart ist ein Programm zur Steuerung des Ausrollens eines Fahrzeugs. Ein computerlesbarer Programmcode bestimmt eine erforderli che Mindest-Leerlaufdrehzahl und erfaßt eine Geschwindigkeit des Fahr zeugs. Ein computerlesbarer Programmcode erzeugt eine Soll- Motordrehzahl aus der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Ein computerlesbarer Programmcode erfaßt eine tatsächliche Motordrehzahl und bestimmt eine Soll- Drosselklappenstellung basierend auf einer Differenz zwischen der Soll- Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl. Ein computerlesba rer Programmcode bestimmt eine Soll-Zündzeitpunktverstellung für den Motor basierend auf der Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl. Ein computerlesbarer Programmcode kann vorzugsweise einen Gangschaltvorgang eines Getriebes erfassen und kann die Soll-Drosselklappenstellung in Ansprechen auf den Gangschalt vorgang einstellen. Ein computerlesbarer Programmcode kann auch eine Turbinendrehzahl eines Getriebes erfassen und kann die Soll- Motordrehzahl aus der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl, der Ge schwindigkeit des Fahrzeugs und der Turbinendrehzahl erzeugen. Ein computerlesbarer Programmcode kann vorzugsweise einen Gang (Überset zungsverhältnis) des Getriebes erfassen und kann vorzugsweise die Soll- Motordrehzahl aus der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl, der Ge schwindigkeit des Fahrzeugs, der Turbinendrehzahl des Getriebes und dem Gang erzeugen. Ein computerlesbarer Programmcode kann vorzugs weise eine Kühlmitteltemperatur erfassen und kann vorzugsweise die erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl der Kühlmitteltemperatur bestim men. Ein computerlesbarer Programmcode kann vorzugsweise einen Umgebungsluftdruck umfassen und kann vorzugsweise die erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl aus dem Umgebungsluftdruck bestimmen.

Die Erfindung wird im folgenden nur beispielhaft anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben.

ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzug ten Ausführungsform eines Systemes zur Steuerung des Ausrollens eines Fahrzeugs gemäß der vorliegen den Erfindung.

Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm einer bevorzug ten Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Soll-Mo tordrehzahlsteuerung.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm einer Ausführungsform einer Routine für die Steuerung der Verlangsamung, die in Fig. 2 gezeigt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm einer Ausführungsform einer Routine für die Soll-Motordrehzahlsteuerung, die in Fig. 2 gezeigt ist, gemäß der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFOR MEN

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Systems 10 zur Steuerung des Ausrollens eines Fahrzeuges zeigt. Das System 10 kann in einem herkömmlichen Fahrzeug mit einem Ver brennungsmotor 12 enthalten sein. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet das System 10 die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs (in MPH) 14 als Rückkopplung, um die Fahrzeugverlangsamung direkt zu regeln. Das System 10 verwendet auch die tatsächliche Drehzahl des Motors (in UPM) 16 als Rückkopplung, um die Drehzahl des Motors 12 direkt zu regeln und Einbrüche oder ein Absacken der Drehzahl zu verhindern. Wie unten detaillierter beschrieben ist, verwendet das System 10 eine interne Schlei fe, die dazu verwendet wird, die Motordrehzahl direkt zu steuern, ein Absterben des Motors zu vermeiden und einen glatten Übergang zum Leerlauf bei starken Abbremsbedingungen zu ermöglichen. Das System 10 verwendet auch eine externe Schleife, die dazu verwendet wird, die Ver langsamung zu steuern, wenn die Drosselklappe 18 (oder der Leerlaufluf taktuator) geschlossen ist, und um ein Rütteln (oder Vibrationen) zu vermeiden, das durch den Antriebsstrang übertragen wird, wenn Über gänge zwischen einer offenen Drosselklappe und einer geschlossenen Drosselklappe auftreten.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt das System 10 eine Soll-Motordrehzahl steuerung 20, eine Drehzahlsteuerung 22 und eine Herunterschaltsteue rung 24 oder eine Ausrollsteuerung, die eine Vorwärtsspeisung steuert (coastdown feedforward controller). Eine durch Block 26 dargestellte Grundreferenzrechnereinheit bestimmt eine erforderliche Mindest- Leerlaufdrehzahl 28. Die erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl 28 (ge messen in UPM) ist die Motordrehzahl, die aufgrund verschiedener Be triebs- und Umweltbedingungen für einen Leerlaufdrehzahlmodus erfor derlich ist. Diese Bedingungen umfassen beispielsweise die Motorkühlmit teltemperatur 30, den Umgebungsluftdruck 32 und verschiedene andere Offsets (Verschiebungen, Abweichungen) von der Motordrehzahl, um Lasten und Fahrzeugvibrationsbetrachtungen zu berücksichtigen. Die erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl 28 kann vorzugsweise durch ein herkömmliches Verfahren berechnet werden, wie es in der Technik der Motordrehzahlsteuerung allgemein bekannt ist. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird die erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl 28 an die Soll-Motordreh zahlsteuerung 20 geliefert.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, erzeugt die Soll-Motordrehzahlsteuerung 20 eine Referenz- oder "Soll"-Motordrehzahl 34. Die Referenz- oder Soll- Motordrehzahl 34 basiert auf der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl 28, der gemessenen Geschwindigkeit (MPH) 14 des Fahrzeugs gemessen am Antriebsstrang 36, der gemessenen Turbinendrehzahl 38 des Getrie bes 40 (für ein Automatikgetriebe) und dem gewählten Gang 42 des Ge triebes 40. Die Funktion der Soll-Motordrehzahlsteuerung 20 besteht darin, einen glatten Übergang von einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit zu einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit zu erzeugen, wenn die Dros selklappe 18 geschlossen wird. Wie nachstehend detaillierter beschrieben ist, weist die Soll-Motordrehzahlsteuerung 20 eine Motordrehzahlsteue rung an, um die Verlangsamung zu steuern, ein Absterben des Motors zu verhindern und ein Rütteln (oder Vibrationen) zu verringern, die durch den Antriebsstrang (d. h. Motor, Getriebe, Antriebswellen etc.) übertragen werden.

Die Drehzahlsteuerung 22 bestimmt eine Soll-Drosselklappenstellung für die Drosselklappe 18 (oder den Leerlaufluftaktuator), um die Menge an Luftströmung zu dem Motor 12 zu regulieren. Die Soll-Drosselklappen stellung basiert auf der Differenz zwischen der Referenz- oder der Soll- Motordrehzahl 34 von dem Soll-Motordrehzahlsteuerung 20 und der tatsächlichen gemessenen Motordrehzahl (UPM) 16. Eine Einstellung der Stellung der Drosselklappe 18 stellt ihrerseits die Menge an Luftströmung zu dem Motor 12 ein. Dies kann durch herkömmliche Mittel erreicht werden. Die Drehzahlsteuerung 22 bestimmt auch eine erwünschte Größe an Zündzeitpunktverstellung 44 für den Motor 12 basierend auf der Diffe renz zwischen der Referenz- oder der Soll-Motordrehzahl 34 und der gemessenen Motordrehzahl 16. Die Drehzahlsteuerung 22 kann vorzugs weise auf einer herkömmlichen Rechnereinheit für stationäres (gleichblei bendes) Drehmoment beruhen, die dazu verwendet wird, die Menge an Luftströmung zu bestimmen, die erforderlich ist, um die Referenz- oder Soll-Motordrehzahl 34 zu erreichen. Eine bevorzugte Ausführungsform einer Drehzahlsteuerung 22 ist in der US 5,463,993 A offenbart, die hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist.

Die Herunterschaltsteuerung 24 erzeugt eine zusätzliche Änderung der Stellung der Drosselklappe 18 (oder des Leerlaufluftaktuators) in Anspre chen auf Lasten, die infolge von Gangschaltvorgängen 46 in dem Getriebe 40 erzeugt werden. Dies bedeutet, daß, wenn ein Herunterschalten des Getriebes gefordert wird, die Herunterschaltsteuerung 24 die Stellung der Drosselklappe 18 ändern kann, um die Änderung der Motordrehzahl zu glätten. Insbesondere "führt" eine Luftströmung zu dem Motor 12 das Anlegen der Laständerung an den Motor 12 als Ergebnis des Gangschaltvorganges 46 und bereitet das Motorsteuersystem des Fahrzeugs vor, so daß eine Funkenaktivität zusätzliche Drehmomentänderungen kompen sieren kann. Wenn beispielsweise heruntergeschaltet wird, wird eine vorbestimmte Menge an Luftströmung dem Motor 12 für eine vorbestimm te Zeitdauer zugeführt. Wenn diese Zeitperiode ausläuft, wird diese Luft strömung mit einer vorbestimmten Rate rampenartig aus dem Motor 12 zurückgeführt.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, bestimmt die Soll-Motordrehzahlsteuerung 20 die richtige Referenz- oder Soll-Motordrehzahl 34, die an die Drehzahlsteue rung 22 geliefert werden soll, um zu ermöglichen, daß das System 10 ein Absterben des Motors verhindert, die Verlangsamung steuert und ein Rütteln oder Schwingungen in dem Antriebsstrang verringert. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann die Steuerung der Verlangsamung und die Verringerung des Rüttelns in dem Antriebsstrang nur bei Fahr zeuggeschwindigkeiten von mehr als etwa 15 MPH angewendet werden. Unterhalb dieser Geschwindigkeit ist nur unzureichend Luftströmung vorhanden, um diese Faktoren zu steuern. In jedem Fall stellen die Ver langsamung und das Rütteln in dem Antriebsstrang keine signifikanten Faktoren dar, die durch das System 10 kompensiert werden müssen, wenn sich das Fahrzeug bei diesen niedrigen Geschwindigkeiten bewegt. Das Verhindern eines Absterben des Motors durch das System wird ande rerseits ungeachtet der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ausgeführt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Drehzahlsteuerung 22, die die tatsächliche Motordrehzahl 16 (als Rückkopplung) und die Referenz- oder Soll-Motordrehzahl 34 von der Soll-Motordrehzahlsteuerung 20 berück sichtigt, hauptsächlich zur Ausführung zur Funktion der Verhinderung eines Absterbens gemäß der vorliegenden Erfindung verantwortlich.

Fig. 2 ist ein detaillierteres schematisches Blockdiagramm einer bevorzug ten Ausführungsform der Soll-Motordrehzahlsteuerung 20, der in Fig. 1 gezeigt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Soll-Motordrehzahlsteue rung 20 eine Verlangsamungsteuerung 50, eine Rüttelsteuerung 52 und eine Endreferenzmotordrehzahlsteuerung 54. Die Verlangsamungsteue rung 50 bestimmt die Komponente der Referenzmotordrehzahl, die dazu verwendet wird, die Fahrzeugverlangsamung zu steuern. Die Verlangsa mungssteuerung 50 verwendet eine direkte Fahrzeuggeschwindigkeits rückkopplung, um zu bestimmen, ob die Soll-Verlangsamung aufgetreten ist. Wenn die Soll-Verlangsamung nicht aufgetreten ist, stellt die Verlang samungssteuerung 50 diese Komponente der Motordrehzahl durch Erzeu gung eines Offsets ein, um die Soll-Verlangsamung zu erreichen. Der Ausgang der Verlangsamungssteuerung 50 wird in Fig. 2 als Co astdown_MPH_Ref_Offset (siehe Linie 53) ausgedrückt.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm einer Ausführungsform einer Routine 60 für die Verlangsamungssteuerung 50, die in Fig. 2 gezeigt ist. Wie in Block 62 von Fig. 3 gezeigt ist, bestimmt die Routine 60, ob die Differenz zwischen der gegenwärtigen gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs (MPH Current) und der letzten gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs (MPH Last) größer als ein vorbestimmter Schwellenwert (Cal) ist. Wenn die Differenz zwischen der gegenwärtigen gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der zuletzt gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, dann ist keine Modi fikation oder kein Offset der Fahrzeuggeschwindigkeit beim Ausrollen erforderlich, wie in Block 64 gezeigt ist. Wenn die Differenz zwischen der gegenwärtig gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der zuletzt gemessenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, dann tritt die Soll-Verlangsamung nicht auf, und es wird ein Offsetwert (Coastdown_MPH_Ref_Offset) erzeugt, wie in Block 66 gezeigt ist, um die Soll-Verlangsamung zu erreichen. Wie in Block 66 gezeigt ist, kann die folgende Gleichung vorzugsweise dazu verwendet werden, diesen Offset zu berechnen:

Coastdown_MPH_Ref_Offset = Coastdown_MPH_Ref_Offset + Coast down_Delta_Ref_Cal.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, verringert die Rüttelsteuerung 52 ein Rütteln, das durch den Antriebsstrang (d. h. Motor, Getriebe, Antriebswellen, etc.) übertragen wird. Ein "Rütteln" betrifft lediglich Vibrationen oder Stoßwel len, die durch den Antriebsstrang (Motor, Getriebe, Antriebswellen etc.) übertragen werden und auf Impulsdrehmomente, die auf das Fahrzeug aufgebracht werden, zurückzuführen sind. Beispielsweise kann ein "Rüt teln" als Ergebnis des Eingriffs eines Klimaanlagenkompressors erzeugt werden. Ein Fahrer kann das "Rütteln" spüren, wenn der Motor auf dieses Drehmoment reagiert und ein Drehmoment an die Motorbefestigungen anlegt, wodurch das "Rütteln" an das Chassis übertragen wird. Eine Steuerung der Motordrehzahl als Funktion der Getriebedrehzahl und eines kleinen Offsets (der empirisch bestimmt wird) minimiert die Größe an übertragenem Rütteln. Die Rüttelsteuerung 52 erzeugt daher eine Soll- Turbinendrehzahl 51 (als Coastdown_Turbine_Speed_Ref) bezeichnet, um dieses Rütteln zu berücksichtigen. Die Soll-Turbinendrehzahl 51 wird durch Berechnen der Differenz zwischen der Turbinendrehzahl 38 des Getriebes 40 (siehe Fig. 1) und einem vorbestimmten Soll- Turbinendrehzahloffset erzeugt, der auf dem Getriebegang 42 und der Fahrzeuggeschwindigkeit 14 (siehe Fig. 1) basiert. Vorzugsweise kann die folgende Gleichung dazu verwendet werden, um die Soll-Turbinendrehzahl 51 zu berechnen:

Coastdown_Turbine_Speed_Ref = Turbine_Speed - Coastdown_Turbine_Speed_Ref_Offset_Cal (Getriebe, MPH).

Die Turbinendrehzahlreferenz 51 beim Ausrollen kann vorzugsweise auf einen Maximalwert begrenzt sein, um die Größe der Änderung bei diesem Parameter zu begrenzen. Überdies kann, da die Turbinendrehzahl eines Schaltgetriebes Null ist, die Rüttelsteuerung 52 vorzugsweise in Fahrzeu gen mit Automatikgetrieben eine Rüttelunterdrückung schaffen.

Wie wiederum in Fig. 2 gezeigt ist, bestimmt die Endreferenzmotordreh zahlsteuerung 54 eine gegenwärtige Referenzmotordrehzahl 55, die diesel be wie die Referenz- oder Soll-Motordrehzahl 34 ist, die in Fig. 1 gezeigt ist. Es existieren zwei Betriebsszenarien zur Bestimmung der gegenwärti gen Referenzdrehzahl 55. Die erste Situation entsteht, wenn die Motor drehzahl 16 größer als die Turbinendrehzahl 38 ist. Bei diesem Szenario treibt der Motor 12 das Fahrzeug an. Die zweite Situation entsteht, wenn die Motordrehzahl 16 niedriger als die Turbinendrehzahl 38 ist. Bei die sem Szenario treibt die Fahrzeugträgheit den Motor 12 an.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm einer Ausführungsform einer Routine 70 für die in Fig. 2 gezeigte Endreferenzmotordrehzahlsteuerung 54. Wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt ist, stellt die Routine 70 mit einer Initialisierung des ersten Durchganges die gegenwärtige Referenzmotordrehzahl 55 auf einen Wert gleich der tatsächlich gemessenen Motordrehzahl 16 (siehe Blöcke 72 und 74). Die Routine 70 bestimmt dann, ob die Differenz zwischen der Coastdown_Turbine_Speed_Ref 51 und des Coastdown_MPH_Ref_Offset 53 größer oder gleich der Motordrehzahl 16 (siehe Block 76) ist. Mit den Blöcken 76 und 78 wird, wenn die Differenz zwischen der Co astdown_Turbine_Speed_Ref 51 und dem Coastdown_MPH_Ref_Offset 53 nicht größer oder gleich der Motordrehzahl 16 ist, dann eine Soll- Referenzmotordrehzahl bestimmt, die gleich der erforderlichen Mindest- Leerlaufdrehzahl 28 (siehe Fig. 1) plus einem Offset (als RPM_Sag_Prevention_Qffset_Cal bezeichnet) ist, um ein Einbrechen der Motordrehzahl zu verhindern. Mit den Blöcken 76 und 80 wird, wenn die Differenz zwischen der Coastdown Turbine_Speed_Ref 51 und dem Co astdown_MPH_Ref_Offset 53 größer oder gleich der Motordrehzahl 16 ist, dann eine Soll-Referenzmotordrehzahl bestimmt, die gleich der Differenz zwischen der Coastdown_Turbine_Speed_Ref 51 und dem Co astdown_MPH_Ref_Offset 51 ist. Wie in den Blöcken 82 und 84 gezeigt ist, wird, wenn die gegenwärtige Referenzmotordrehzahl 55 kleiner als die Soll-Referenzmotordrehzahl ist, die gegenwärtige Referenzmotordrehzahl 55 in Richtung der Soll-Referenzmotordrehzahl erhöht. Wie in den Blö cken 82 und 86 gezeigt ist, wird, wenn die gegenwärtige Referenzmotor drehzahl 55 nicht kleiner als die Soll-Referenzmotordrehzahl ist, die ge genwärtige Referenzmotordrehzahl 55 in Richtung der Soll- Referenzmotordrehzahl verringert.

Die Routine 70 bestimmt dann, ob die neue gegenwärtige Referenzmotor drehzahl über die Soll-Referenzmotordrehzahl hinaus fortschreitet, wie in Block 88 gezeigt ist. Wenn die neue gegenwärtige Referenzmotordrehzahl über die Soll-Referenzmotordrehzahl hinaus fortschreitet, wird die gegen wärtige Referenzmotordrehzahl 55 auf die Soll-Referenzmotordrehzahl eingestellt, wie in Block 90 gezeigt ist. Wenn die neue gegenwärtige Refe renz nicht über die Soll-Referenz hinaus fortschreitet, endet die Routine 70, wie in Block 92 gezeigt ist.

Die Verwendung der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit 14 und der gemessenen Motordrehzahl 16 als Rückkopplung in dem System 10, das oben beschrieben ist, sieht viele Leistungsverbesserungen vor. Beispiels weise ermöglicht das System 10, daß die Motordrehzahl direkt über die gemessene Motordrehzahlrückkopplung geregelt werden kann. Das Sys tem 10 reagiert daher schnell auf ein Absacken oder Einbrechen der Motordrehzahl, was in einer verbesserten Verhinderung eines Absterbens resultiert. Auch resultiert die Drehzahlrückkopplung in einer verbesserten Startsequenz für Fahrzeuge mit Schaltgetriebe. Dies bedeutet, daß das Fahrzeug gestartet werden kann, ohne daß der Fahrer das Gaspedal drücken muß. Überdies verwendet das System 10 einen direkten Fahr zeuggeschwindigkeitseingang zur Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu der gewünschten Trajektorie. Insbesondere basiert die Verlangsamung des Fahrzeugs auf der gemessenen Geschwindigkeit 14 des Fahrzeugs, was einen glatten Übergang von einer hohen Motordrehzahl zu einer Leerlaufdrehzahl vorsieht. Das System 10 verringert auch ein Rütteln, das durch den Antriebsstrang übertragen wird, basierend auf dem empirisch bestimmten Offset von der Getriebeturbinendrehzahl 38.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Vorteilen sieht das System 10 auch erhöhte Kosteneinsparungen infolge der Beseitigung der erheblichen Menge an Software vor, die typischerweise bei herkömmlichen Steuersys temen erforderlich ist, die beispielsweise eine auf MAF basierende Verfah rensweise verwenden. Die Verringerung der Software resultiert seinerseits in einer Verringerung der Größe an RAM und ROM, die erforderlich sind, was die Kosten auch erheblich verringert. Das System 10 beseitigt die große Anzahl von Variablen in Verbindung mit einem herkömmlichen Steuersystem, was die Kalibrierungszeit des Systems 10 verringert.

Es ist ein Verfahren zur Steuerung des Ausrollens eines Fahrzeugs vorge sehen. Es wird eine erforderliche Mindest-Leerlaufdrehzahl bestimmt. Eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird erfaßt, und es wird eine Soll- Motordrehzahl aus der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt. Es wird eine tatsächliche Motor drehzahl erfaßt, und eine Soll-Drosselklappenstellung wird als eine Diffe renz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordreh zahl bestimmt. Eine Soll-Zündzeitpunktverstellung für den Motor wird mittels der Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl bestimmt.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung des Ausrollens eines Fahrzeugs mit den Schritten:
Bestimmen einer erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl;
Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
Erzeugen einer Soll-Motordrehzahl aus der erforderlichen Min dest-Leerlaufdrehzahl und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
Erfassen einer tatsächlichen Motordrehzahl;
Bestimmen einer Soll-Drosselklappenstellung basierend auf einer Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Mo tordrehzahl; und
Bestimmen einer Soll-Zündzeitpunktverstellung für den Motor basierend auf der Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten:
Erfassen eines Gangschaltvorganges eines Getriebes; und
Einstellen der Soll-Drosselklappenstellung in Ansprechen auf den Schaltvorgang.

3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten:
Erfassen einer Turbinendrehzahl eines Getriebes; und
Erzeugen der Soll-Motordrehzahl aus der erforderlichen Mindest- Leerlaufdrehzahl, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Turbi nendrehzahl.

4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner mit den Schritten:
Erfassen eines Ganges des Getriebes; und
Erzeugen der Soll-Motordrehzahl aus der erforderlichen Mindest- Leerlaufdrehzahl, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der Turbinen drehzahl des Getriebes und dem Gang.

5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten:
Erfassen einer Kühlmitteltemperatur; und
Bestimmen der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl aus der Kühlmitteltemperatur.

6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten:
Erfassen des Umgebungsluftdruckes; und
Bestimmen der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl aus dem Umgebungsluftdruck.

7. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit den Schritten:
Bestimmen, ob eine gewünschte Verlangsamung aufgetreten ist, basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
Erzeugen eines Offsets, wenn die gewünschte Verlangsamung nicht auftritt; und
Anwenden des Offsets auf die Soll-Motordrehzahl, um die ge wünschte Verlangsamung zu erreichen.

8. Verfahren nach Anspruch 3, ferner mit den Schritten:
Erzeugen einer Soll-Turbinendrehzahl als eine Differenz zwischen der Turbinendrehzahl und einer kalibrierten Soll-Turbinendrehzahl; und
Anwenden der Soll-Turbinendrehzahl auf die Soll-Motordrehzahl, um ein Rütteln zu minimieren.

9. System zur Steuerung des Ausrollens eines Fahrzeugs mit:
einer Grundreferenzrechnereinheit zur Bestimmung einer erfor derlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl;
einem Mittel zur Erfassung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
einer Soll-Motordrehzahlsteuerung zur Erzeugung einer Soll- Motordrehzahl aus der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
einem Mittel zur Erfassung einer tatsächlichen Motordrehzahl; und
einer Drehzahlsteuerung zur Bestimmung einer Soll-Drossel klappenstellung basierend auf einer Differenz zwischen der Soll- Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordrehzahl, und einer Soll- Zündzeitpunktverstellung für den Motor basierend auf der Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der tatsächlichen Motordreh zahl.

10. System nach Anspruch 9, ferner mit:
einem Mittel zur Erfassung eines Gangschaltvorganges eines Ge triebes; und
einer Herunterschaltsteuerung, die eine Vorwärtsspeisung steu ert, zur Einstellung der Soll-Drosselklappenstellung in Ansprechen auf den Gangschaltvorgang.

11. System nach Anspruch 9, mit:
einem Mittel zur Erfassung einer Turbinendrehzahl eines Getrie bes, wobei die Soll-Motordrehzahlsteuerung die Soll-Motordrehzahl aus der erforderlichen Mindest-Leerlaufdrehzahl, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Turbinendrehzahl erzeugt.

12. System nach Anspruch 11, ferner mit:
einer Erfassung eines Gangs des Getriebes, wobei die Soll- Motordrehzahlsteuerung die Soll-Motordrehzahl aus der erforderli chen Mindest-Leerlaufdrehzahl, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der Turbinendrehzahl des Getriebes und dem Gang erzeugt.

13. System nach Anspruch 9, ferner mit:
einem Mittel zur Erfassung einer Kühlmitteltemperatur, wobei die Grundreferenzrechnereinheit die erforderliche Mindest- Leerlaufdrehzahl aus der Kühlmitteltemperatur bestimmt.

14. System nach Anspruch 9, ferner mit:
einem Mittel zur Erfassung eines Umgebungsluftdruckes, wobei die Grundreferenzrechnereinheit die erforderliche Mindest- Leerlaufdrehzahl aus dem Umgebungsluftdruck bestimmt.