Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs.
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Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung einer
Antriebseinheit eines Fahrzeugs sind bekannt. Üblicherweise
wird der Betätigungsgrad eines vom Fahrer betätigbaren
Bedienelement erfaßt und aus diesem Betätigungsgrad ein
Sollwert für das Drehmoment der Antriebseinheit gebildet.
Üblicherweise dient als Bedienelement ein Fahrpedal und als
Antriebseinheit eine Brennkraftmaschine. In einem ersten
Betriebsbereich wird ausgehend von einem Vergleich der
Drehzahl mit einem Sollwert eine erste Momentengröße
vorgegeben. Dieser Betriebsbereich wird auch als
Leerlaufregelung bezeichnet. In einem zweiten
Betriebsbereich, auch als Normalbetrieb bezeichnet, wird
ausgehend von dem Momentenbedarf, der nicht zum Antrieb des
Fahrzeugs dient, eine zweite Momentengröße vorgegeben. Diese
zweite Momentengröße wird auch als Schleppmoment bezeichnet.
Durch das Schleppmoment kann neben den Momentenbedarf, der
zur Überwindung der Reibung im Bereich der Antriebseinheit
nötig ist, auch der Momentenbedarf von Nebenaggregaten
berücksichtigt werden.
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Üblicherweise erfolgt nur im Normalbetrieb eine Kompensation
dieses Schleppmoments. Im Schubbetrieb und/oder im Leerlauf
erfolgt keine Kompensation des Schleppmoments. Beim Übergang
vom Leerlauf in den Normalbetrieb kann es zu einer
Überkompensation des Schleppmoments kommen. Dies behindert
eine momentenkonstante Schaltung. Entsprechendes gilt in
analoger Weise für die Kompensation von Nebenaggregaten.
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Vorteile der Erfindung
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Dadurch, daß eine Kompensation des Schleppmoments nur so
weit erfolgt, daß der Momentenwunsch des Schleppmoments
größer ist als des Leerlaufreglers ist, kann die
Überkompensation verhindert werden.
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Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Zeichnung
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen
Vorgehensweise, Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der
erfindungsgemäßen Vorgehensweise und Fig. 3 verschiedene
über der Zeit aufgetragene Signale.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In Fig. 1 ist ein Verfahren einer Vorrichtung zur Steuerung
einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs dargestellt. Mit 100ist ein Stellglied bezeichnet, mit dem die Leitungsabgabe,
insbesondere das Drehmoment, einer Brennkraftmaschine
gesteuert werden kann. Bei einem solchen Stellglied handelt
es sich beispielsweise um ein Magnetventil oder um ein
Piezoaktor, mit dem die einzuspritzende Kraftstoffmenge
beeinflußbar ist. Dieses Stellglied wird mit einem Signal M
beaufschlagt. Das Signal M wird von einem Verknüpfungspunkt
110 bereitgestellt, an dessen ersten Eingang das
Ausgangssignal ML eines Leerlaufreglers 115 ansteht und an
dessen zweiten Eingang das Ausgangssignal eines
Verknüpfungspunktes 120 anliegt. Am ersten Eingang des
Verknüpfungspunktes 120 liegt ein Ausgangssignal MN einer
Nebenaggregatevorgabe 125 an. Der zweite Eingang des
Verknüpfungspunktes 120 wird von dem Ausgangssignal eines
Verknüpfungspunktes 130 beaufschlagt, an dessen ersten
Eingang das Ausgangssignal MS einer Schleppmomentenvorgabe
135 mit negativem Vorzeichen anliegt. Dem ersten Eingang des
Verknüpfungspunktes 130 wird das Ausgangssignal MS der
Fahrerwunschvorgabe zugeführt.
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Die Fahrerwunschvorgabe 140 verarbeitet verschiedene
Sensorsignale, wie beispielsweise eines Sensors 150, der den
Betätigungsgrad eines vom Fahrer betätigten Bedienelements
erfaßt. Hierbei handelt es sich beispielsweise um den Sensor
zur Erfassung der Fahrpedalposition FP. Weiter können
Sensoren 152 vorgesehen sein, die die Drehzahl N der
Brennkraftmaschine und/oder die Fahrgeschwindigkeit V des
Fahrzeugs erfassen. Desweiteren können Sensoren 154
vorgesehen sein, die Temperatursignale T bereitstellen.
Diese werden insbesondere von der Schleppmomentenvorgabe 135
ausgewertet.
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Ausgehend von dem Fahrerwunsch ermittelt die
Fahrerwunschvorgabe 140 ein Fahrerwunschmoment MF. Die
Schleppmomentvorgabe 135 gibt ein Schleppmoment MS vor, das
dem Momentenwunsch entspricht, der nötig ist, um
insbesondere die innere Reibung der Brennkraftmaschine zu
überwinden. Die Nebenaggregatevorgabe 125 gibt einen
Momentenwunsch MN vor, der erforderlich ist, um den
Momentenwunsch verschiedener Nebenaggregate zu kompensieren.
Diese beiden Momentengrößen MS und MN werden in den
Verknüpfungspunkten 130 und 120 zum Fahrerwunschmoment MF
hinzuaddiert. Im Verknüpfungspunkt 110 wird zu diesem
Momentenwunsch zusätzlich das Ausgangssignal eines
Leerlaufreglers, der den Momentenwunsch ML bereitstellt
hinzuaddiert. Ausgehend von diesem Gesamtmoment M erfolgt
dann die Ansteuerung des Stellglieds 100.
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Üblicherweise erfolgt nur im Normalbetrieb eine Kompensation
dieses Schleppmoments. Im Schubbetrieb und/oder im Leerlauf,
d. h. insbesondere wenn das Fahrpedal nicht betätigt ist,
bzw. der Betätigungsgrad des Bedienelements 0 ist, findet
keine Kompensation des Schleppmoments statt. Daher wird in
Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung das Schleppmoment
zwischen Schub, bei dem keine Kompensation erfolgt, und dem
Fahrbetrieb, bei dem die volle Kompensation erfolgt,
aufgeschaltet. Üblicherweise erfolgt diese Aufschaltung
gemäß einer vorgegebenen Funktion, insbesondere gemäß einer
Rampenfunktion.
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Im Leerlauf erfolgt keine Kompensation des Schleppmoments,
da der Leerlaufregler die Motorreibung derart kompensiert,
dass Motor seine Solldrehzahl beibehält. Nach dem Verlassen
des Leerlaufs wird das Schleppmoment kompensiert. In der
Regel wird der Leerlaufregler jedoch nicht unmittelbar
abgeschaltet. In dieser Phase fordert der Leerlaufregler
weiterhin in etwa das gespeicherte Schleppmoment.
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So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Stellgröße
des Leerlaufreglers, der dem Momentenwunsch des
Leerlaufreglers entspricht, bei aktivem Fahrerwunsch d. h.
bei einem Betätigungsgrad des Bedienelements ist größer als
0, auf eingefroren und über der Drehzahl mittels eines P-
Anteils abgebaut wird. Dies bedeutet, daß ab der Betätigung
des Bedienelements der Momentenwunsch ausgehend von dem
Momentenwunsch des Leerlaufreglers langsam gegen Null
abnimmt.
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Dies hat zur Folge, daß während dieser Phase, bei dem
Momentenwunsch des Leerlaufreglers abgebaut und bereits eine
Kompensation des Schleppmoments erfolgt, das Schleppmoment
doppelt kompensiert wird und damit eine ungewünschte
Momentenerhöhung erfolgt. Dies behindert eine
momentenkonstante Schaltung. Entsprechendes gilt in analoger
Weise für die Kompensation von Nebenaggregaten.
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Der zeitliche Verlauf der verschiedenen Größen ist in Fig.
3 aufgetragen. Bis zu dem Zeitpunkt t1 befindet sich die
Brennkraftmaschine im Schubbetrieb und der Leerlaufregler
115 ist aktiv. Dies bedeutet, das gesamte Moment M wird
durch den Beitrag des Leerlaufreglers ML bestimmt.
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Ab dem Zeitpunkt t2 endet der Schubbetrieb. Dies bedeutet,
nach einer Verzögerungszeit, die dem Abstand zwischen den
Zeitpunkten t1 und t2 entspricht, wird das Schleppmoment
aufgeschaltet. Dies bedeutet es erfolgt ein stetiger
Übergang von dem Schleppmoment 0 auf das Ausgangssignal MS
der Schleppmomentenvorgabe 135 gemäß einer vorgegebenen
Funktion MES. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt
dies gemäß einem linearen Anstieg, insbesondere einer
Rampenfunktion.
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Gleichzeitig fällt das Ausgangssignal des Leerlaufreglers ML
langsam auf den Wert 0 ab. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel ist der Abfall ebenfalls linear. Der
Abfall des Ausgangssignal hängt dabei von dem
Drehzahlanstieg ab. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
steigt die Drehzahl linear an. Dabei fällt das
Ausgangssignal ML des Leerlaufreglers linear über Zeit auf 0
ab. Zum Zeitpunkt t3 erreicht das Signal ML den Wert Null.
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Dies bedeutet am Ende des Leerlaufs und/oder des
Schubbetriebs nimmt der Momentenbedarf MES des
Schleppmoments zu und der Momentenbedarf ML des
Leerlaufreglers ab. Diese Zunahme und/oder Abnahme erfolgt
vorzugsweise gemäß einer linearen Funktion über der Zeit
und/oder über der Drehzahl der Brennkraftmaschine.
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Werden nun die Ausgangssignale der Schleppmomentenvorgabe
und des Leerlaufreglers gemeinsam dem Fahrerwunschmoment MF
überlagert, so gibt sich der in Teilfigur 3c dargestellte
gestrichelte Verlauf. Dies bedeutet, es erfolgt eine
Überkompensation des Schleppmoments. Gewünscht ist der in
Fig. 3c mit einer durchgezogenen Linie dargestellte
Verlauf. Dies wird dadurch erreicht, daß lediglich der
Anteil des Schleppmoments kompensiert wird, der größer ist
als das Ausgangssignal des Leerlaufreglers. D. h. solange das
Ausgangssignal des Leerlaufreglers größer ist, als das
Ausgangssignal der Schleppmomentvorgabe bestimmt dieses das
Moment M, sobald das Ausgangssignal der Schleppmomentvorgabe
größer als das Ausgangssignal des Leerlaufreglers ist,
bestimmt das Ausgangssignal der Schleppmomentenvorgabe das
Gesamtmoment. Erfindungsgemäß wird dies durch die in Fig. 2
dargestellte Reglerstruktur erreicht.
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Bereits in Fig. 1 beschriebene Elemente sind in Fig. 2 mit
entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Das Ausgangssignal
MS der Schleppmomentenvorgabe 135 und das Ausgangssignal ML
des Leerlaufreglers 115 werden einer Minimalauswahl 200 und
einer Rampenfunktion 220 zugeleitet. Mit dessen
Ausgangssignal wird ein Verknüpfungspunkt 210 beaufschlagt.
Mit dem Ausgangssignal des Verknüpfungspunktes 210 wird der
Verknüpfungspunkt 130 anstelle des Signals MS beaufschlagt.
Die Rampenfunktion beaufschlagt einen Verknüpfungspunkt 115
mit einem Signal MES, das auch als eingeramptes
Schleppmoment bezeichnet wird. Am zweiten Eingang des
Verknüpfungspunktes 115 steht das Ausgangssignal des
Verknüpfungspunktes 120 an. Der Verknüpfungspunkt 115
beaufschlagt wiederum den Verknüpfungspunkt 130 mit einem
Signal.
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Am zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 210 steht das
Ausgangssignal MS der Schleppmomentenvorgabe 135 an. Im
Verknüpfungspunkt 210 wird von dem Ausgangssignal der
Schleppmomentenvorgabe MS das Ausgangssignal der
Minimalwertvorgabe 200 subtrahiert.
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Liefert das Bedienelement eine Signal, das anzeigt, dass der
Fahrer ein Moment MF wünscht, so gibt ab diesem Zeitpunkt t1
der Leerlaufregler 115 ein Signal ML vor, das ausgehend von
dem momentan erreichten Wert über der Zeit und/oder der
Drehzahl abnimmt. Mit steigender Drehzahl nimmt der
Momentenwunsch ML des Leerlaufreglers ab. Gleichzeitig nimmt
das Ausgangssignal MES der Rampenfunktion 220 zu.
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Besonders bevorzugt ist, daß die Zunahme und/oder die
Abnahme der Momente gemäß einer Rampenfunktion erfolgt. D. h.
die Zunahme und/oder die Abnahme erfolgt linear über der
Zeit und/oder der Drehzahl.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Minimalauswahl 200
den kleineren der Werte der Ausgangssignale des
Leerlaufreglers und/oder der Schleppmomentenvorgabe
auswählt. Um diesen Wert wird dann das Gesamtmoment
verringert. Dies bedeutet, daß das größere Signal von dem
Leerlaufregler ML oder der Schleppmomentenvorgabe MS zum
Fahrerwunschmoment hinzuaddiert wird. Dies bedeutet, daß von
dem Schleppmoment lediglich der Anteil wirksam wird, der das
Moment des Leerlaufreglers überschreitet. Ist das
Ausgangssignal des Leerlaufreglers 115 größer als das
Schleppmoment MS, so wird das gesamte Schleppmoment durch
den Leerlaufregler kompensiert. Ist das Ausgangssignal ML
kleiner als das Schleppmoment, so erfolgt die Kompensation
mittels des Schleppmoments.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn neben dem Schleppmoment
MN auch andere Momentenwünsche, wie insbesondere der
Momentenwunsch MN von Nebenaggregaten, entsprechend wie das
Schleppmoment MS berücksichtigt werden.