DE10133227B4

DE10133227B4 - System zum Steuern von Antriebsstrangbauteilen zum Erreichen von Kraftstoffwirtschaftlichkeitszielen

Info

Publication number: DE10133227B4
Application number: DE10133227A
Authority: DE
Inventors: Steven M. Bellinger
Original assignee: Cummins Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: US6436005B1; GB0117189D0; US6546329B2; DE10133227A1; GB2365543B; US6957139B2; US20020132699A1; US20040002806A1; GB2365543A

Abstract

System zum Steuern eines Fahrzeugantriebsstrangs, mit:
– einem Speicher, in dem eine Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor und eine Anzahl dieser Karte zugeordnete Kraftstoffverbrauchskonturen abgelegt sind; und
– einer Einrichtung zum Festsetzen eines Bereichs der Motorausgangscharakteristikkarte, in welchem ein Motorbetrieb unerwünscht ist,
wobei der Bereich eine erste Grenze als Funktion zumindest einer der Kraftstoffverbrauchskonturen, eine zweite, die erste Grenze schneidende Grenze und eine dritte, die zweite Grenze schneidende Grenze hat, wobei die dritte Grenze einem Abfall-Bereich der Motorausgangscharakteristikkarte entspricht.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Systeme zum elektronischen Steuern und Verwalten des Betriebes von Antriebsstrangbauteilen mit Verbrennungsmotoren und Wechselgetrieben und insbesondere solche Systeme zum Steuern derartiger Antriebsstrangbauteile während Schaltvorgängen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Elektronische Steuersysteme zum Verwalten des Betriebes von Verbrennungsmotoren sind wohlbekannt und in der Kraftfahrzeug- und Zugmaschinenindustrie weit verbreitet. Derartige Systeme sind typischerweise so betreibbar, dass sie die Kraftstoffzufuhr in den Motor wie auch viele weitere Motor- und/oder Fahrzeugbetriebsbedingungen steuern. Beispiele des Standes der Technik sind in den Dokumenten WO 89/01421 A1, DE 31 28 080 A1 , DE 28 11 574 , WO 85/01256 A1, US 6 042 505 A , US 5 995 895 A , US 4 656 587 A , US 4 674 459 A , GB 2084524 A und DE 197 01 320 A1 zu sehen.

Konstrukteure von elektronischen Maschinensteuersystemen haben bis jetzt zahlreiche Techniken zum Steuern der Kraftstoffzufuhr in den Motor unter verschiedenen Motorbetriebsbedingungen erdacht, und eine derartige Technik ist in 1 dargestellt. In 1 ist eine Technik des Standes der Technik zum Steuern der Kraftstoffzufuhr in den Motor zum Begrenzen der Motorabdrehzahl während manueller Schaltvorgänge dargestellt, wobei eine derartige Technik gewöhnlicherweise als fortlaufende Schaltsteuerung bezeichnet wird. 1 zeigt einen Graphen der Motorumdrehungen pro Minute gegen die Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei typischerweise eine lineare Motordrehzahlbegrenzung 10 dadurch festgesetzt wird, dass bei einer ersten Fahrzeuggeschwindigkeit VS1 eine erste Motordrehzahlgrenze RPM1 bestimmt wird und bei einer zweiten Fahrzeuggeschwindigkeit VS2 eine zweite Motordrehzahlbegrenzung RPM2 bestimmt wird. Die Motordrehzahlgrenze 10 steigt zwischen VS1 und VS2 linear von RPM1 auf RPM2 und wird jenseits von VS2 konstant auf RPM2 gehalten, wobei RPM2 typischerweise geringer als die nominelle Motordrehzahl 12 ist. Die nominelle Motordrehzahl, auch als Regelmotordrehzahl bekannt, ist zu Zwecken der vorliegenden Erfindung als diejenige Motorgeschwindigkeit definiert, bei der der Motor einen in der Werbung angegebenen Wert für die Motorausgangsleistung oder das Drehmoment produziert.

Der Zweck der fortlaufenden Schaltsteuerung ist es, die verfügbare Motordrehzahl (und somit die Motorleistung) nach und nach zu erhöhen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen VS1 und VS2 ansteigt, wobei typische Werte für VS1 und VS2 0,0 bzw. 40 Meilen pro Stunde sind. Dieses Motordrehzahlbegrenzungsmuster bewirkt entsprechend, dass der Fahrzeugführer die Gänge von Hand bei niedrigeren Motordrehzahlen als sonst wechselt, insbesondere im Bereich der kleineren Gänge, was zu Kraftstoffeinsparungen im Zusammenhang mit einem wirksameren Motorbetrieb führt. Diese Eigenschaft ist anhand des Gangschaltmusters 14 dargestellt, wobei drei Gangschaltvorgänge gezeigt sind, die jeweils bei fortlaufend ansteigenden Motordrehzahlwerten stattfinden.

Während die Eigenschaft 14 der fortlaufenden Schaltsteuerung, die in 1 dargestellt ist, das Ziel erreicht, dass Fahrzeugführer dazu gebracht werden, bei niedrigeren Motordrehzahlen zu schalten, hat sie auch gewisse Nachteile.

Beispielsweise kann unter Betriebsbedingungen mit hoher Motorlast, wenn beispielsweise ein Gefälle zu überwinden ist und/oder ein schwer beladener Anhänger zu ziehen ist, das Vorsehen einer scharfen Grenze 10 für die verfügbare Motordrehzahl die Führbarkeit des Fahrzeugs behindern. Ein Beispiel einer derart behinderten Führbarkeit ist als Schaltmuster 16 in 1 gezeigt, was die Wirkung auf das Schaltmuster 14 darstellt, wenn dasselbe Fahrzeug zu einem steilen Geländeanstieg gelangt. Unter derartigen Betriebsbedingungen bewirkt die Grenze 10 bezüglich der Motordrehzahl, dass der Fahrzeugführer früher schaltet als es sonst bevorzugt werden würde, und die Wirkung des steilen Anstiegs verursacht einen zusätzlichen Verlust, sowohl in der Motordrehzahl, als auch in der Fahrzeuggeschwindigkeit im Vergleich zum Schaltmuster 14. Unter äußersten Betriebsbedingungen kann das Fahrzeug entsprechend ein nicht ausreichendes Moment aufweisen, um ein Schalten in den nächsthöheren Gang zu begründen, wodurch der Zweck der Motordrehzahlbegrenzung 10 vereitelt wird. Was unter derartigen Bedingungen benötigt wird, ist die Fähigkeit, die Motordrehzahl bis zur nominellen Motordrehzahl 12 zu erhöhen, bevor in den nächsthöheren Gang geschaltet wird, wie es durch das Schaltmuster 18 in 1 veranschaulicht ist, wobei die Motordrehzahl nach einem Schaltvorgang idealerweise oberhalb einer Spitzendrehmoment-Motordrehzahl pro Minute 15 bleibt. Dieses Szenario würde die Leistungsfähigkeit beim Hochfahren eines Anstiegs wie auch die Wahrscheinlichkeit des erfolgreichen Abschlusses des Schaltvorgangs erhöhen, wobei diese Verbesserungen beide von der zusätzlichen kinetischen Energie, die das Fahrzeug vor dem Schaltvorgang aufweist, und von der erhöhten Maschinenleistung und -antwort nach dem Schaltvorgang herrühren. Während jedoch eine ausreichende Motordrehzahl zum Hochfahren eines Anstiegs und für ähnliches notwendig ist, besteht auch der Bedarf, die Motorausgangsbedingungen während des Hochfahrens eines derartigen Anstiegs oder weiterer Vorgänge zu begrenzen, um einen kraftstoffwirtschaftlichen Motorbetrieb aufrechtzuerhalten.

Die WO 98/01421 A1 lehrt das Überlagern eines Motorkennfeldes mit einem gitterartigen Bewertungsfeld, in dem jedem rechteckigen Feld eine dem Kraftstoffverbrauch dieser Zone des Motorkennfeldes entsprechende Bewertungsziffer zugewiesen wird. Beim Zuweisen einer hohen Bewertungsziffer zu einem Feld können Zonen von zweckmäßigem Betrieb ausgeschlossen werden.

Die DE 31 28 080 A1 zeigt einen Bereich eines Kennlinienfeldes eines Antriebsmotors, in dem der Betrieb wirtschaftlich am ungünstigsten ist. Dieser Bereich wird von einer Kraftstoffverbrauchskontur, einem Leerlaufbereich, einem unwirtschaftlichen Bereich und einem Motordrehzahlwert definiert.

Daher ist ein System zum Steuern von Antriebsstrangbauteilen notwendig, welches einen Verbrennungsmotor und ein Wechselschaltgetriebe umfassen kann, um somit erwünschte Kraftstoffwirtschaftlichkeitsziele zu erreichen, während gleichzeitig eine zusätzliche Motorleistung ermöglicht wird, und zwar nur dann, wenn ein reelles Bedürfnis hierzu vorhanden ist.

Die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik werden durch die vorliegende Erfindung angegangen. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein System zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs einen Speicher, in dem eine Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor und eine Anzahl von Kraftstoffverbrauchskonturen, die zu der Karte gehören, abgelegt sind, und eine Einrichtung zum Festsetzen eines Bereichs der Motorausgangscharakteristikkarte, in dem ein Motorbetrieb unerwünscht ist, wobei der Bereich durch eine erste Grenze als Funktion mindestens einer der Kraftstoffverbrauchskonturen, eine zweite Grenze, die die erste Grenze schneidet, und eine dritte Grenze, die die zweite Grenze schneidet, definiert ist, wobei die dritte Grenze einem Abfall-Bereich der Motorausgangscharakteristikkarte entspricht. Im Folgenden ist der hier verwendete Begriff „Motorausgangscharakteristikkarte" auch als „Motorausgangsleistung-Kennfeld" zu verstehen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs die Schritte des Festsetzens einer Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor in einem Speicher, des Definierens einer Anzahl von Kraftstoffverbrauchskonturen, die zu der Motorausgangscharakteristikkarte gehören, des Definierens einer ersten, auf die Motorausgangscharakteristikkarte bezogenen Grenze als Funktion mindestens einer der Kraftstoffverbrauchskonturen, des Definierens einer zweiten, auf die Motorausgangscharakteristikkarte bezogenen, die erste Grenze schneidenden Grenze, und des Definierens einer dritten, die auf die Motorausgangscharakteristikkarte bezogenen, die zweite Grenze schneidenden Grenze, die einem Abfall-Bereich der Motorausgangscharakteristikkarte entspricht, wobei die ersten, zweiten und dritten Grenzen einen Bereich der Motorausgangscharakteristikkarte definieren, indem ein Motorbetrieb unerwünscht ist.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein System zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs einen Speicher, in dem eine Motorausgangscharakteristikkarte, ein Bereich derselben für unerwünschten Motorbetrieb und eine Anzahl von Kraftstoffverbrauchskonturen, die zu der Motorcharakteristikkarte gehören, abgelegt sind, wobei der Bereich eine erste Grenze, die als Funktion mindestens einer der Anzahl von Kraftstoffverbrauchskonturen definiert ist, und eine zweite Grenze, die die erste Grenze schneidet, aufweist, und wobei das System einen Steuercomputer umfasst, der den Motorbetrieb gemäß der Motorausgangscharakteristikkarte steuert, während der Motorbetrieb außerhalb des Bereichs aufrechterhalten oder ausgelöst wird.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs die Schritte des Bereitstellens einer Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor, des Bereitstellens einer Anzahl von Kraftstoffverbrauchskonturen, die zu der Karte gehören und einen Bereich der Motorausgangscharakteristikkarte für unerwünschten Motorbetrieb definieren, wobei der Bereich eine erste Grenze, die als Funktion von mindestens einer der Kraftstoffverbrauchskonturen definiert ist, und eine zweite Grenze, die die erste Grenze schneidet, aufweist, und des Steuerns des Motorbetriebs gemäß der Motorausgangscharakteristikkarte, während der Motorbetrieb außerhalb des Bereichs aufrechterhalten oder ausgelöst wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein System zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs einen Speicher, in dem eine Motorausgangscharakteristikkarte eines Verbrennungsmotors und eine zu der Karte zugehörige Kontur, die sich von einem niedrigen Motorlastwert zu einem hohen Motorlastwert derselben erstreckt, abgelegt sind, eine Einrichtung zum Bestimmen mindestens eines Motorbetriebsparameters und ein Steuercomputer, der auf den mindestens einen Motorbetriebsparameter anspricht, um Schaltpunkte eines mit dem Motor verbundenen Getriebes zu steuern, wenn der mindestens eine Motorbetriebsparameter sich der Kontur nähert.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs die Schritte des Bereitstellens einer Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor, des Festsetzens einer Kontur bezogen auf die Karte, welche sich von einem niedrigen Motorlastpunkt zu einem hohen Motorlastpunkt derselben erstreckt, des Bestimmens eines Motorbetriebsparameters, des Steuerns von Hochschaltpunkten eines mit dem Motor verbundenen Getriebes, wenn der Motorbetriebsparameter sich der Kontur von einer ersten Seite derselben nähert, und des Steuerns von Herunterschaltpunkten des Getriebes, wenn sich der Motorbetriebsparameter der Kontor von einer zweiten, gegenüberliegenden Seite derselben nähert.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein System zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs einen Speicher, in dem eine Motorausgangscharakteristikkarte eines Verbrennungsmotors und eine zu der Karte zugehörige Kontur, die sich von einem niedrigen Maschinenlastwert zu einem hohen Maschinenlastwert derselben erstreckt, abgelegt sind, eine Einrichtung zum Bestimmen mindestens eines Motorbetriebsparameters und einen Steuercomputer, der auf den mindestens einen Motorbetriebsparameter anspricht, um ein wirksames Übersetzungsverhältnis eines mit dem Motor verbundenen kontinuierlich veränderlichen Getriebes (continuous variable transmission, CVT) zu steuern, um dadurch den mindestens einen Motorbetriebsparameter innerhalb einer vorbestimmten Motordrehzahlabweichung von der Kontur zu halten.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs die Schritte des Bereitstellens einer Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor, des Festsetzens einer Kontur bezogen auf die Karte, welche sich von einem niedrigen Motorlastpunkt zu einem hohen Motorlastpunkt erstreckt, des Bestimmens eines Motorbetriebsparameters und des Steuerns eines wirksamen Übersetzungsverhältnisses eines kontinuierlich veränderlichen Getriebes (CVT), das mit dem Motor verbunden ist, um dadurch den Motorbetriebsparameter innerhalb einer vorbestimmten Motordrehzahlabweichung von der Kontur zu halten.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein System zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs einen Speicher, in dem eine Motorausgangscharakteristikkarte und ein Bereich derselben für unerwünschten Motorbetrieb abgelegt sind, einen Steuercomputer, der so betreibbar ist, dass er ein geschätztes Motordrehmoment und ein tatsächliches Motordrehmoment berechnet, wobei der Steuercomputer den Motorbe trieb überall auf oder innerhalb der Motorausgangscharakteristikkarte erlaubt, wenn das tatsächliche Motordrehmoment größer als das geschätzte Drehmoment ist, und sonst den Motorbetrieb außerhalb des Bereichs aufrechterhält oder auslöst.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs die Schritte des Bereitstellens einer Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor, des Definierens eines Bereichs der Motorausgangscharakteristikkarte für unerwünschten Motorbetrieb, des Bestimmens eines geschätzten Motordrehmomentwertes, des Bestimmens eines tatsächlichen Motordrehmomentwertes und des Steuerns des Motorbetriebs gemäß der Motorausgangscharakteristikkarte, während der Motorbetrieb außerhalb des Bereichs aufrechterhalten oder ausgelöst wird, wenn das tatsächliche Motordrehmoment geringer als das geschätzte Motordrehmoment ist.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstrangs die Schritte des Bereitstellens einer Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor, des Bestimmens mindestens eines Motorbetriebsparameters bezüglich der Karte, des Überwachens der Motordrehzahl des Motors, wenn sich die Motordrehzahl längs einer Grenze der Karte erhöht, des Durchführens eines der folgenden Schritte, wenn die Motordrehzahl einen Regeldrehzahlswert erreicht: Bewirken eines Hochschaltens in einen höheren Gang eines mit dem Motor verbundenen Getriebes und Begrenzen der Motordrehzahl des Motors auf den Regelmotordrehzahlwert.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Antriebsstranges die Schritte des Bereitstellens einer Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor, des Bestimmens mindestens eines Motorbetriebsparameters bezüglich der Karte, des Überwachens der Motordrehzahl des Motors, wenn sich die Motordrehzahl längs einer Grenze der Karte verrin gert, des Bestimmens eines Motordrehzahlschaltpunktes als Funktion einer Gangstufe zwischen einem gegenwärtig eingelegten Gang und einem nächstniedrigeren Gang eines mit dem Motor verbundenen Getriebes und des Durchführens eines der folgenden Schritte, wenn die Motordrehzahl den Motordrehzahlschaltpunkt erreicht: Bewirken eines Herunterschaltens auf den nächstniedrigeren Gang des Getriebes und Begrenzen der Motordrehzahl des Motors auf den Motordrehzahlschaltpunkt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zum Steuern des Motorbetriebs bereitzustellen, um dadurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu maximieren, insbesondere während Schaltvorgängen eines Getriebes mit Gängen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Steuern von Schaltpunkten einer Anzahl von Gängen eines Getriebes bereitzustellen, um dadurch einen kraftstoffwirtschaftlichen Motorbetrieb zu erzielen.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Steuern von Schaltpunkten einer Anzahl von Gängen eines Getriebes bereitzustellen, um dadurch einen Hochleistungs-Motorbetrieb zu erzielen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zum Steuern eines wirksamen Übersetzungsverhältnisses eines kontinuierlich veränderlichen Getriebes (CVT) bereitzustellen, um dadurch einen kraftstoffwirtschaftlichen Motorbetrieb zu erzielen.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Steuern des Motorbetriebs bereitzustellen, das auf einem Vergleich eines geschätzten Motordrehmoments und eines tatsächlichen Motordrehmoments beruht, um dadurch einen kraftstoffwirtschaftlichen Motorbetrieb zu erzielen.

Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen weiter ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Kurve der Motordrehzahl gegen die Fahrzeuggeschwindigkeit, welche eine Technik zum Begrenzen der Motordrehzahl des Standes der Technik zum Bewirken des Schaltens bei niedrigeren Motordrehzahlen in den niedrigeren Getriebegängen veranschaulicht.
2 ist eine schaubildartige Darstellung einer Ausführungsform eines Systems zum Steuern des Motorbetriebs gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schaubildartige Darstellung einer Ausführungsform des Steuercomputers aus 2, welche einige der inneren Merkmale desselben, welche sich auf die vorliegende Erfindung beziehen, zeigt.
4 ist eine Kurve der Motordrehzahl gegen die Fahrzeuggeschwindigkeit, die den Motorsteuerbetrieb der Ausführungsform mit dem Steuercomputer, die in 3 gezeigt ist, veranschaulicht.
5 ist eine Kurve der Leerlaufzeit gegen die Fahrzeuggeschwindigkeit, die eine Ausführungsform einer Motorsteuerverzögerungstechnik zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 ist ein Flussschaubild, das eine Ausführungsform eines Software-Algorithmus zum Steuern des Motorbetriebs bei dem in den 2 und 3 dargestellten System gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist eine schaubildartige Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Steuercomputers aus 2, wel che einige der inneren Merkmale desselben, die sich auf die vorliegende Erfindung beziehen, zeigt.
8 ist eine schaubildartige Darstellung einer Ausführungsform des PLAST-Berechnungsblocks aus 7 gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine schaubildartige Darstellung einer anderen Ausführungsform des PLAST-Berechnungsblocks aus 7 gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine schaubildartige Darstellung einer Ausführungsform des U/MIN-Berechnungsblocks aus 7 gemäß der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Flussschaubild, das eine Ausführungsform eines Softwarealgorithmus zum Steuern des Motorbetriebs bei dem in den 2 und 7 dargestellten System gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 ist eine schaubildartige Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines Systems zum Steuern des Motorbetriebs gemäß der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die eine Motorsteuerstrategie gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Systems aus 12 darstellt.
14 ist ein Flussschaubild, das eine Ausführungsform eines Softwarealgorithmus zum Steuern des Motorbetriebs bei dem in 12 dargestellten System zum Ausführen der in 13 dargestellten Strategie darstellt.
15 ist ein Flussschaubild, das eine Anzahl von bevorzugten Ausführungsformen einer Softwareroutine zum Ausführen des Schrittes 304 aus 14 darstellt.
16 ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die einige der in dem Flussschaubild aus 15 angegebenen Techniken darstellt.
17A ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform einer Softwareroutine zum Ausführen des Schrittes 316 aus dem Flussschaubild aus 14 darstellt.
17B ist ein Flussschaubild, das eine alternative Ausführungsform einer Softwareroutine zum Ausführen des Schrittes 316 aus dem Flussschaubild aus 14 darstellt.
18A ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die einige der in dem Flussschaubild aus 17A angegebenen Techniken darstellt.
18B ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die einige der in den Flussschaubild aus 17B angegebenen Techniken darstellt.
19 besteht aus den 19A, 19B und 19C und ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform einer Softwareroutine zum Ausführen des Schrittes 318 aus dem Flussschaubild aus 14 darstellt.
20 ist eine Kurve des verfügbaren Kraftstoffs gegen die Zeit, welche eine Niedrigniveau-Beschleunigung bei Vollgas darstellt, wie sie sich auf ein Stufenindikatormerkmal gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht.
21 ist eine Kurve des verfügbaren Kraftstoffes gegen die Zeit, welche eine Beschleunigung bei Vollgas durch positive Stufen, wie sie sich auf ein Stufenindikatormerkmal der vorliegenden Erfindung bezieht, darstellt.
22 ist eine Kurve des verfügbaren Kraftstoffes gegen das Übersetzungsverhältnis, das Dauerzustandslastbedin gungen darstellt, wie sie sich auf das Stufenindikatormerkmal der vorliegenden Erfindung beziehen.
23 besteht aus den 23A und 23B und ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform einer Softwareroutine zum Ausführen des Stufenindikatormerkmals der vorliegenden Erfindung darstellt.
24 ist ein Flussschaubild, das eine alternative Ausführungsform des in 14 gezeigten Softwarealgorithmus darstellt, mit einem Herunterschaltmerkmal gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
25A ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus zum Ausführen der Gangwechselroutine des Schrittes 328 aus 24 darstellt.
25B ist ein Flussschaubild, das eine alternative Ausführungsform eines Softwarealgorithmus zum Ausführen der Gangwechselroutine von Schritt 328 aus 24 darstellt.
25C ist ein Flussschaubild, das eine weitere alternative Ausführungsform eines Softwarealgorithmus zum Ausführen der Gangwechselroutine von Schritt 328 aus 24 darstellt.
26 ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die eine weitere Motorsteuerstrategie gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Systems aus 12 darstellt.
27 ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die eine alternative Technik zum Ausführen der in 26 dargestellten Motorsteuerstrategie darstellt.
28 ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die eine weitere alternative Technik zum Ausführen der in 26 dargestellten Motorsteuerstrategie darstellt.
29 ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus ähnlich dem in 15 gezeigten zum Ausführen des Schrittes 304 von 14 bzw. 24 darstellt.
30 ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus, der dem in 17A und 17B gezeigten zum Ausführen des Schrittes 314 aus 14 bzw. des Schrittes 330 aus 24 ähnlich ist, darstellt.
31 ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die einen bevorzugten, kraftstoffwirtschaftlichen Übergang vom niedrigen zum hohen Motorlastbetrieb gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt.
32 ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus zum Steuern des Getriebegangwechsels in kraftstoffwirtschaftlicher Weise unter Verwendung des Systems aus 12 und der in 31 dargestellten Konzepte darstellt.
33 ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die der aus 31 ähnlich ist und eine bevorzugte Hochschaltsteuerstrategie zum Steuern des Getriebegangschaltens in einer kraftstoffwirtschaftlichen Weise gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
34 besteht aus den 34A und 34B und ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus zum Ausführen des Schrittes 810 aus dem Algorithmus aus 32 zum Steuern des Getriebeganghochschaltens, wie es in 33 dargestellt ist, darstellt.
35 ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die der aus 31 ähnlich ist und eine bevorzugte Herunterschaltsteuerstrategie zum Steuern des Getriebegangschaltens in einer kraftstoffwirtschaftlichen Weise gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
36 besteht aus den 36A und 36B und ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus zum Ausführen des Schrittes 814 des Algorithmuses aus 32 zum Steuern des Getriebegangherunterschaltens, wie es in 35 dargestellt ist, darstellt.
37 ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die eine bevorzugte Technik zum Steuern des Getriebegangschaltens in einem Leistungsbetriebmodus unter Verwendung des Systems aus 12 gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt.
38 ist eine Kurve der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die eine alternative Technik zum Steuern des Getriebegangschaltens in einem Leistungsbetriebmodus unter Verwendung des Systems aus 12 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
39 ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus zum Steuern des Getriebegangschaltens in einem Leistungsbetriebmodus unter Verwendung des Systems aus 12 und der in 37 und/oder 38 dargestellten Konzepte darstellt.
40A ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus zum Ausführen des Schrittes 928 des Algorithmusses aus 39 unter Verwendung der in 37 dargestellten Konzepte darstellt.
40B ist ein Flussschaubild, das eine alternative Ausführungsform eines Softwarealgorithmusgs zum Ausführen des Schrittes 928 des Algorithmuses aus 39 unter Verwendung der in 38 dargestellten Konzepte darstellt.
41 ist ein Flussschaubild, das eine weitere alternative Ausführungsform des in 14 gezeigten Softwarealgorithmus mit dem Merkmal einer Motordrehmomentbestimmung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt.
42 besteht aus den 42A und 42B und ist ein Flussschaubild, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Motordrehmomentbestimmungsalgorithmus gemäß dem Schritt 986 des Algorithmuses aus 41 darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zum Zwecke des Förderns des Verständnisses der Prinzipien der Erfindung wird nun Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen genommen, und es wird eine bestimmte Ausdrucksweise gewählt, um selbige zu beschreiben. Es ist hingegen klar, dass dadurch keine Beschränkung des Bereichs der Erfindung beabsichtigt ist, wobei derartige Änderungen und weitere Abwandlungen in den dargestellten Vorrichtungen und derartige weitere Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie sie hier dargestellt werden, dieser Vorstellung entsprechen, wie sie normalerweise bei einem Fachmann in dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, vorkommen würden.
Nun zu 2: Dort ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Systems 25 zum Steuern des Motorbetriebs gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Kern des Systems 25 ist ein Steuercomputer 20, der Schnittstellen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugbauteilen aufweist, wie es nachfolgend ausführlicher besprochen werden wird. Der Steuercomputer 20 beruht vorzugsweise auf einem Mikroprozessor und umfasst mindestens einen Speicherteil 42, eine digitale Ein-/Ausgabe und eine Anzahl von Analog-Digital-(A/D)-Eingängen. Auf dem Mikroprozessorteil des Steuercomputers 20 laufen Softwareroutinen, und er verwal tet den Gesamtbetrieb des Systems 25 und ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein Motorola 68336 oder ein äquivalenter Mikroprozessor. Zur Erfindung kann jedoch jeder aus einer Anzahl von bekannten Mikroprozessoren gehören, der imstande ist, das System 10 zu verwalten und zu steuern. Der Speicherteil 42 des Steuercomputers 20 kann einen ROM-, RAM-, EPROM-, EEPROM-, FLASH-Speicher und/oder jeden anderen Speicher umfassen, der dem Fachmann bekannt ist. Der Speicherteil 42 kann ferner durch einen mit ihm verbundenen (nicht gezeigten) äußeren Speicher ergänzt werden.
Ein Verbrennungsmotor 22 ist betrieblich mit einem Hauptgetriebe 24, wie es im Fachgebiet bekannt ist, verbunden. Von dem Getriebe 24 her erstreckt sich eine Antriebswelle oder Schraubenwelle 30, wodurch das Getriebe 24 imstande ist, die Antriebswelle 30 drehbar zu betätigen und dadurch über eine (nicht gezeigte) Antriebsachse, wie sie im Fachgebiet bekannt ist, eine Antriebskraft auf ein oder mehrere Fahrzeugräder zu übertragen. Das System 25 kann ferner, wie es insbesondere im Gebiet von Hochleistungs-Sattelschleppern bekannt ist, ein oder mehrere Hilfsgetriebe und (nicht gezeigte) verbindende Antriebswellen, Leistungsabführvorrichtungen und weitere bekannte Antriebsstrangbauteile umfassen.
Eine Anzahl von Sensoren und Stellgliedern erlauben es dem Steuercomputer 20, mit einigen der zahlreichen Bauteile des Systems 25 wie auch mit weiteren Fahrzeug- und/oder Motorsystemen in Verbindung zu stehen. Beispielsweise umfasst der Motor 22 einen Motordrehzahlsensor 26, der mit dem Eingang IN2 des Steuercomputers 20 über einen Signalpfad 28 elektrisch verbunden ist. Der Motordrehzahlsensor 26 ist vorzugsweise eine bekannte Vorrichtung, die auf der Grundlage des Hall-Effekts arbeitet, der so funktioniert, dass er die Geschwindigkeit und/oder Position eines Zahnrades zu erfassen, das sich synchron mit der Motorkurbelwelle dreht. Bei der vorliegenden Erfindung kann jedoch jeder bekannte Motordrehzahlsensor 26 verwendet werden, wie etwa ein Sensor auf der Grundlage des variablen magnetischen Widerstandes o.ä., der so arbeitet, dass er die Motordrehgeschwindigkeit erfasst und ein dieser entsprechendes Signal für den Steuercomputer 20 bereitstellt.
Vorzugsweise ist um die Antriebswelle 30 herum in der Nähe des Getriebes 24 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 angeordnet und über einen Signalpfad 33 elektrisch mit einem Eingang IN3 des Steuercomputers 20 verbunden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 ist vorzugsweise ein Sensor auf der Grundlage des variablen magnetischen Widerstandes, der so arbeitet, dass er die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 30 erfasst und dem Steuercomputer 20 ein dieser entsprechendes Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zuführt. Während der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 in 2 so gezeigt ist, dass er in der Nähe des Getriebes 24 angeordnet ist, ist es klar, dass der Sensor 32 alternativ auch irgendwo längs der Antriebswelle 30 angeordnet werden kann. Außerdem kann bei der vorliegenden Erfindung jeder andere bekannte Fahrzeuggeschwindigkeitssensor verwendet werden, der so arbeitet, dass er dem Steuercomputer 20 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssinnal zuführt, das die Fahrzeugsstraßengeschwindigkeit angibt.
Der Steuercomputer 20 umfasst ferner einen Eingangs-/Ausgangsanschluss, der so ausgelegt ist, dass er über einen Signalpfad 41 mit einer bekannten Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 40 in Verbindung steht. Die Einheit 40 arbeitet so, wie es im Fachgebiet bekannt ist, dass sie mit dem Steuercomputer 20 Informationen austauscht, wobei derartige Daten folgendes umfassen können, ohne darauf beschränkt zu sein: Kalibrierungs-/Rekalibrierungsinformationen wie etwa Kraftstoffkarten und ähnliches, Auslöse- oder weitere angesammelte Motor-/Fahrzeugbetriebsdaten und Stör-/Diagnosedaten.
Das System 25 umfasst ferner ein Kraftstoffsystem 44, das über einen Signalpfad 46 mit einem Ausgang OUT1 des Steuercomputers 20 elektrisch verbunden ist. Das Kraftstoffsystem 44 antwortet auf Kraftstoffsignale (z.B. angeforderten Kraftstoff), die über den Signalpfad 46 durch den Steuercomputer 20 bereitge stellt werden, um dem Motor 22 Kraftstoff zuzuführen, so wie es im Fachgebiet bekannt ist.
Ein Beschleunigungspedal 34 umfasst vorzugsweise einen Sensor 36 für die Beschleunigungspedalstellung oder -auslenkung, der über einen Signalpfad 38 mit einem Eingang IN1 des Steuercomputers 20 elektrisch verbunden ist. Der Sensor 36 ist bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Potentiometer, das mit einer geeigneten Spannung elektrisch verbunden ist und eine Bürste aufweist, die mit dem Signalpfad 38 elektrisch verbunden ist und mit dem Pedal 34 mechanisch verbunden ist, so dass die Spannung im Signalpfad 38 direkt der Stellung bzw. Auslenkung des Beschleunigungspedals 34 entspricht. Bei der vorliegenden Erfindung können ferner weitere bekannte Sensoren alternativ mit dem Beschleunigungspedal 34 verbunden werden, um ein oder mehrere analoge und/oder digitale Signale bereitzustellen, die der Beschleunigungspedalstellung oder dem auf das Pedal 34 ausgeübten Druck entsprechen. In jedem Falle arbeitet ein derartiger Sensor so, dass er dem Steuercomputer 20 ein Beschleunigungspedalsignal zuführt, das das vom Fahrzeugführer gewünschte Drehmoment angibt.
Das Getriebe 24 kann jedes bekannte manuelle oder manuelle/automatische Getriebe sein, das ein oder mehrere von Hand wählbare zugehörige Übersetzungsverhältnisse aufweist. Das Getriebe 24 umfasst einen mechanischen Eingang, der über eine mechanische Verbindung mit einem (nicht gezeigten) Gangschalthebel verbunden ist, der durch den Fahrzeugführer betätigt wird, um dadurch die verschiedenen von Hand wählbaren Übersetzungsverhältnisse auszuwählen. Gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet der Steuercomputer 20 so, dass er die Motordrehzahl, vorzugsweise als Funktion der Motorlast und der Motorbeschleunigung, steuert, wodurch ein manuelles Schalten bei niedrigeren Motordrehzahlen im Bereich der kleineren Gänge gefördert wird, während gleichzeitig eine höhere Motordrehzahl (und ein höheres Motordrehmoment) bereitgestellt wird, wenn ein reelles Bedürfnis danach besteht (z.B. beim Hochfahren an einem steilen Anstieg). Ein Vorteil einer derartigen Mo torsteuerung besteht in Kraftstoffeinsparungen, die im Zusammenhang mit dem niedrigeren Motordrehzahlbetrieb unter typischen Motor-/Fahrzeugbetriebsbedingungen stehen, während eine erhöhte Motorleistung bereitgestellt wird, wenn danach ein Bedürfnis besteht.
Nun zu 3: Dort ist eine bevorzugte Ausführungsform 20' eines Teils des Steuercomputers 20 aus 2 gezeigt, welche einige der inneren Merkmale desselben, die auf die vorliegende Erfindung bezogen sind, darstellt. Während die inneren Merkmale des in 3 dargestellten Steuercomputers 20' in Blockform gezeigt sind, ist es klar, dass derartige Blöcke nur grafische Symbole von Funktionen oder Prozessen sind, die durch den Steuercomputer 20' ausgeübt/ausgeführt werden. In jedem Falle umfasst der Steuercomputer 20' einen Block 50 zum Berechnen der angeforderten Motordrehzahl, der über den Signalpfad 38 das Signal für das angeforderte Drehmoment von dem Beschleunigungspedalsensor 36 empfängt. Der Block 50 arbeitet so, dass er einen angeforderten Motordrehzahlwert REQ zumindest teilweise auf der Grundlage des Signals für das angeforderte Drehmoment, so wie es im Fachgebiet bekannt ist, berechnet, wobei REQ einem Eingang eines MIN-Blocks 52 zugeführt wird. Ein Hochgeschwindigkeitsregel-(MHGR-)begrenzungsblock 54 führt einem zweiten Eingang des MIN-Blocks 52 einen HGR-Motordrehzahlbegrenzungswert GL zu, wobei der MIN-Block 52 so arbeitet, dass er an einem Ausgang von ihm das Minimum der REQ- und GL-Werte als Bezugsgeschwindigkeit REF bereitstellt. Bei einer Ausführungsform entspricht der HGR-Motordrehzahl-begrenzungswert GL einer maximal zulässigen Regel-Motordrehzahl (U/min), auch wenn bei der vorliegenden Erfindung GL auf andere erwünschte Motordrehzahlwerte gesetzt werden kann, wobei GL vorzugsweise ein programmierbarer Parameter ist, auf den über die Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 40 zugegriffen werden kann.
Der Motordrehzahlbezugswert REF wird einem nichtinvertierenden Eingang eines Addierknotens Σ zugeführt, wobei der Knoten Σ auch einen invertierenden Eingang umfasst, der das über den Signalpfad 28 bereitgestellte Motordrehzahlsignal empfängt. Der Addierknoten Σ erzeugt einen Fehlerwert E, der einem bekannten Motordrehzahlregelblock 56 zugeführt wird. Der Motordrehzahlregler 56 erzeugt an einem Ausgang von ihm einen angeforderten Kraftstoffwert REF, der einem Eingang eines anderen MIN-Blocks 58 zugeführt wird. Der MIN-Block 58 stellt das geforderte Kraftstoffsignal dem Kraftstoffsystem 44 über den Signalpfad 46 bereit.
Ein Block 60 zum Berechnen der Motordrehzahlgrenze ist mit dem Signalpfad 46 verbunden und empfängt das geforderte Kraftstoffsignal als einen Eingang von ihm. Der Block 60 arbeitet so, dass er das geforderte Kraftstoffsignal verarbeitet und einen Motordrehzahlgrenzwert (ESL) als Funktion desselben ausgibt. Bei einer Ausführungsform arbeitet der Block 60 so, dass er die Motorlast als Funktion des geforderten Kraftstoffs, wie es im Fachgebiet bekannt ist, berechnet und einen geeigneten Motordrehzahlgrenzwert (ESL) auf der Grundlage des gegenwärtigen Motorlastwerts berechnet. Alternativ kann bei der vorliegenden Erfindung im Block 60 ein gegenwärtiger Motorlastwert gemäß irgendeiner bekannten Technik (z.B. als Funktion eines oder mehrerer Motorbetriebsparameter zusätzlich zu oder getrennt von dem gesteuerten Kraftstoff) berechnet werden und ESL als Funktion desselben bestimmt werden. Bevorzugte Techniken zum Bestimmen von ESL als Funktion der gegenwärtigen Motorlast werden nachfolgend ausführlicher und in bezug auf die 4 und 6 beschrieben. Auf jeden Fall wird ESL als erster Eingang einem Block 66 zum Berechnen der Kraftstoffbegrenzung zugeführt.
Ein Block 64 zum Berechnen der Motorbeschleunigungsbegrenzung ist mit einem Signalpfad 33 verbunden und empfängt das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal über demselben als Eingang. Der Block 64 arbeitet so, dass er das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal verarbeitet und einen Motorbeschleunigungsgrenzwert (EAL) als Funktion desselben ausgibt. Alternativ kann bei der vorliegenden Erfindung EAL gemäß anderer Anzeichen der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden, wie beispielsweise des gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses oder ähnlichem. Auf jeden Fall werden bevorzugte Techniken zum Bestimmen von EAL als Funktion der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit nachfolgend ausführlicher in bezug auf die 4 und 6 beschrieben. Ungeachtet des speziellen Vorgehens beim Bestimmen von EAL arbeitet der Block 64 so, dass der EAL-Wert einem zweiten Eingang eines Blocks 66 zum Berechnen der Kraftstoffbegrenzung zugeführt wird.
Ein Block 62 zum Schutz des Leerlaufs ist mit den Signalpfaden 28 und 33 verbunden und empfängt entsprechend von diesen die Signale für die Motordrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit als Eingänge. Der Block 62 arbeitet so, dass er die Motordrehzahl- und Fahrzeuggeschwindigkeitssignale verarbeitet und einen Ausschaltwert als Funktion derselben bereitstellt. Der Zweck des Blocks 62 liegt darin, das Merkmal der Motordrehzahl-/beschleunigungsbegrenzung der vorliegenden Erfindung auszuschalten, während ein Getriebeleerlauf (z.B. aufgrund eines Gangschaltvorgangs) vorliegt. Vorzugsweise arbeitet der Block 62 so, dass er das Merkmal der Motordrehzahl-/beschleunigungsbegrenzung sofort nach Erfassen einer Leerlaufbedingung oberhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ausschaltet und bei niedrigem Fahrzeuggeschwindigkeiten das Ausschalten des Merkmals für eine bestimmte Zeitdauer verzögert. In beiden Fällen arbeitet der Block 62 nach dem Ausschalten so, dass er das Merkmal der Motordrehzahl-/beschleunigungsbegrenzung nach dem Erfassen eines abgeschlossenen Schaltvorgangs wieder einschaltet. Bei einer Ausführungsform arbeitet der Block 62 so, dass er das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis bestimmt und ferner bestimmt, ob eine Leerlaufbedingung vorliegt, indem er, wie im Fachgebiet bekannt, ein Verhältnis aus der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Bei der vorliegenden Erfindung können jedoch andere bekannte Techniken zum Bestimmen des Zustands, welcher Gang eingreift, verwendet werden, und Fachleute werden erkennen, dass jegliche derartige Mechanismen und/oder Techniken verwendet werden können, ohne dass der Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Auf jeden Fall arbeitet der Block 62 beim Vorliegen einer Leerlaufbedingung so, dass er ein Ausschaltsignal erzeugt, um dadurch das Merkmal der Motordrehzahl-/beschleunigungsbegrenzung der vorliegenden Erfindung auszuschalten, wie es nachfolgend ausführlicher beschrieben werden wird. Der Zweck eines solchen Ausschaltens liegt darin, eine Steuerung eines Vollbereichs von Motordrehzahlen für den Fahrzeugführer zu ermöglichen, um das Erreichen einer synchronen Motordrehzahl zum Abschließen eines Schaltvorgangs zu erleichtern. Aus praktischen Gesichtspunkten und unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit ist das Ausschalten des Merkmals der Motordrehzahl-/beschleunigungsbegrenzung typischerweise nur bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten von Bedeutung, und das Merkmal wird entsprechend vorzugsweise bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten (z.B. oberhalb von 40 Meilen pro Stunde) sofort nach dem Erfassen einer Leerlaufbedingung ausgeschaltet. Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten neigt die Motordrehzahl jedoch dazu, sich schneller zu ändern (z.B. wenn man versucht, auf eine auf der Autobahn übliche Geschwindigkeit zu beschleunigen), und wenn das Merkmal der Motordrehzahl-/beschleunigungsbegrenzung direkt nach dem Erfassen einer Leerlaufbedingung ausgeschaltet wird, dann kann zum Zeitpunkt, wenn ein zulässiges Übersetzungsverhältnis erfasst wird, der Fahrzeugführer die Motordrehzahl über die durch das Merkmal der Motordrehzahl-/beschleunigungsbegrenzung zugelassene Motordrehzahlgrenze gesteuert haben. Wenn somit das Merkmal der Motordrehzahl-/beschleunigungsbegrenzung nachfolgend wieder eingeschaltet wird, antwortet der Steuercomputer 20 auf die überschüssige Motordrehzahl dadurch, dass er eine Kraftstoffzufuhr von Null anfordert, bis die gegenwärtige Motordrehzahl unter die Motordrehzahlgrenze gefallen ist, die durch das Merkmal der Motordrehzahl-/beschleunigungsbegrenzung festgesetzt wird. Diese potenziell große stufenweise Verringerung der Motordrehzahl stört den Fahrzeugführer und ist bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten nicht erforderlich. Entsprechend arbeitet der Block 62 vorzugsweise so, dass er die Erzeugung des Ausschaltsignals bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten für eine bestimmte Zeitdauer verzögert, und dies in Funktion von der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei ein Beispiel hierfür in der 5 dargestellt ist. Wenn der Fahrzeugführer Schwierigkeiten dabei hat, bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten eine synchrone Motordrehzahl zu finden, arbeitet der Block 62 vorzugsweise so, dass er das Ausschaltsignal nach Ablauf der Verzögerungszeitdauer erzeugt, wonach dem Fahrzeugführer ein Vollbereich von verfügbaren Motordrehzahlen zur Verfügung steht. Unter Bezug auf 5: Dort ist eine bevorzugte Verzögerungstechnik als Kurve 80 der Leerlaufzeit gegen die Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt.
Wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, wird die Verzögerung bis zum Erzeugen des Ausschaltsignals verringert. Oberhalb einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (z.B. 40 Meilen pro Stunde) tritt keine Verzögerung auf. Die Fachleute werden erkennen, dass die Kurve 80 aus 5 nur eine bevorzugte Ausführungsform einer Verzögerungstechnik, wie sie oben beschrieben wurde, ist, und dass andere Verzögerungstechniken verwendet werden können, entweder in graphischer, Tabellen- oder Gleichungsform, beispielsweise um ein erwünschtes Verzögerungsprofil zu erzielen. Nun nochmals zu 3: Block 62 arbeitet auf jeden Fall so, dass er einem dritten Eingang des Blocks 66 zum Berechnen der Kraftstoffbegrenzung einen Ausschaltwert oder ein Ausschaltsignal zuführt.
Der Block 66 zum Berechnen der Kraftstoffbegrenzung empfängt als Eingänge den ESL-Wert vom Block 60, den EAL-Wert vom Block 64, den Ausschaltwert vom Block 62, das Motordrehzahlsignal über den Signalpfad 28 und optional das Fahrzeugsgeschwindigkeitssignal über den Signalpfad 33, und er arbeitet so, dass er einen Kraftstoffzufuhrbegrenzungswert FL als Funktion derselben berechnet und den FL-Wert einem verbleibenden Eingang des MIN-Blocks 58 zuführt. Das geforderte Kraftstoffsignal, das über den Signalpfad 46 bereitgestellt wird, ist entsprechend das Minimum des angeforderten Kraftstoffwerts RF, der durch den Motordrehzahlregler 56 erzeugt wird, und des Kraftstoffbegrenzungswerts FL, der durch den Block 66 erzeugt wird. Vorzugsweise vorbereitet der Block 66 das durch den Block 62 bereitgestellte Ausschaltsignal, indem er FL auf einen Kraftstoffwert oberhalb von RF (z.B. einem Wert wie dem maximalen Kraftstoffniveau) setzt, so dass beim Ausschalten des Merkmals der Motordrehzahl-/beschleunigungsbegrenzung der vorliegenden Erfindung der MIN-Block 58 so arbeitet, dass er den RF-Wert als geforderten Kraftstoffwert durchlaufen lässt, auch wenn bei der vorliegenden Erfindung andere Anordnungen des Steuercomputers 20' zum Ausführen derselben Aufgabe möglich sind. Wenn das Ausschaltsignal nicht vorhanden ist, arbeitet der Block 66 so, dass er den Kraftstoffbegrenzungswert FL als Funktion von ESL und EAL bestimmt.
Nun zu 4: Dort ist eine bevorzugte Technik zum Bestimmen von ESL und EAL in den Blöcken 60 bzw. 64 graphisch als Kurve der Motordrehzahl gegen die Fahrzeuggeschwindigkeit gezeigt. Die Motordrehzahlachse (vertikale Achse) ist in drei Motorlastbereiche ELR1, ELR2 und ELR3 geteilt. Jedem dieser Motorlastbereiche ist eine fortlaufend größere Motordrehzahlgrenze (ESL) zugeordnet; d.h. ELR1 hat eine maximale Motordrehzahlgrenze ESL1, ELR2 hat eine maximale Motordrehzahlgrenze ESL2, und ELR3 hat eine maximale Motordrehzahlgrenze ESL3. Im Block 60 arbeitet der Steuercomputer 20' so, dass er aus dem geforderten Kraftstoffsignal einen gegenwärtigen Motorlastwert bestimmt. Bei einer Ausführungsform wird die Motorlast als Verhältnis des gegenwärtigen gesteuerten Kraftstoffwertes und eines maximal gesteuerten Kraftstoffwertes (maximal angeforderten Drehmoments) bestimmt, auch wenn bei der vorliegenden Erfindung andere bekannte Techniken zum Bestimmen der Motorlast möglich sind. Auf jeden Fall arbeitet der Steuercomputer 20' im Block 60 so, dass er auf der Grundlage des gegenwärtigen Motorlastwerts eine Motordrehzahlgrenze ESL bestimmt. Wenn beispielsweise der gegenwärtige Motorlastwert im Motorlastbereich ELR1 liegt, dann wird ESL = ESL1 gesetzt, wie es durch die Wellenform 74 dargestellt ist, wenn der gegenwärtige Motorlastwert im Motorlastbereich ELR2 liegt, dann wird ESL = ESL2 gesetzt, wie es durch die Wellenform 72 dargestellt ist, und wenn der gegenwärtige Motorlastwert im Motorlastbereich ELR3 liegt, dann wird ESL = ESL3 gesetzt, wie es durch die Wellenform 70 dargestellt ist. Bei einer Ausführungsform ist ESL1 = 1200 Umdrehungen pro Minute, ESL2 = 1600 Umdrehungen pro Minute, ESL3 = 1800 Umdrehungen pro Minute, ELR1 ≤ einer Last von 20%, ELR2 erstreckt sich von einer 20%igen bis zu 80%igen Last, und ELR3 ist ≥ einer Last von 80%. Alternativ kann der Steuercomputer 20' so arbeiten, dass er dazwischenliegende Motordrehzahlgrenzwerte (ESLs) zwischen ESL1, ESL2 und ESL3 interpoliert, so dass anstelle eines Motorlastbereichs ein Motorlastwert auf einen geeigneten Motordrehzahlgrenzwert (ESL) abgebildet wird. Wenn beispielsweise der gegenwärtige Motorlastwert oberhalb eines bestimmten Schwellwerts (z.B. einer Last von 20%) liegt, dann ist ESL = f(Motorlast), wobei f(Motorlast) zwischen den Werten ESL1, ESL2 und ESL3 als Funktion des gegenwärtigen Motorlastwerts interpoliert, und wobei ESL vorzugsweise ansteigt, wenn der Motorlastwert ansteigt. Auf jeden Fall erhalten die Fahrzeugführer somit die Möglichkeit, den Motor 22 bei höheren Motordrehzahlen und entsprechend höheren Motorausgangsdrehmomentniveaus zu betreiben, wenn die Motorlast ansteigt. Diese Art von Motordrehzahlbegrenzungsschema bewirkt unter niedrigen und mittleren Motorlasten (z.B. unter Bedingungen des Abwärtsfahrens und Fahrens über eine flach verlaufende Strasse) ein Gangschalten bei niedrigeren Motordrehzahlen, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit maximiert wird, während eine erhöhte Motorleistung ermöglicht wird, wenn das Bedürfnis hierfür bei hohen Motorlasten (z.B. bei steilen und mittleren Straßenanstiegen) vorhanden ist. Es ist jedoch klar, dass 4 nur ein Beispiel zum Bestimmen von ESL als Funktion der Motorlast in dem Block 60 aus 3 darstellt, und dass jede beliebige Anzahl von Motorlastbereichen und entsprechenden Motordrehzahlgrenzen mit jeglichen erwünschten Motordrehzahl- und Motorlastbereichswerten verwendet werden kann, wobei derartige Motorlastbereiche und Motordrehzahlgrenzen vorzugsweise in einer Nachschlagtabelle oder einem anderen geeigneten Format in dem Speicher 42 abgelegt werden und über die Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 40 (2) programmierbar sind. Alternativ kann der Block 60 so ausgelegt sein, dass der Motordrehzahlbegrenzungswert ESL eine kontinuierliche oder teilweise kontinuierliche Funktion der Motorlast ist, wobei eine geeignete Gleichung, die sich auf die beiden Parameter bezieht, in den Speicher 42 programmiert werden kann, vorzugsweise über die Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 40.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsachse (horizontale Achse) ist in drei Motorbeschleunigungsgrenzen EAL1, EAL2 und EAL3 eingeteilt, wobei jede der Motorbeschleunigungsgrenzen einem bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich entspricht. Wenn somit der Steuercomputer 20' in dem Block 64 bestimmt, dass VS1 < Fahrzeuggeschwindigkeit (VS) < VS2, dann wird die Motorbeschleunigungsgrenze (EAL) auf EAL1 gesetzt. Wenn VS2 < VS < VS3, dann wird die Motorbeschleunigungsgrenze (EAL) auf EAL2 gesetzt. Wenn schließlich VS > VS3, dann wird die Motorbeschleunigungsgrenze (EAL) auf EAL3 gesetzt. Bei einer Ausführungsform ist VS1 = 0 Meilen/h, VS2 = 20 Meilen/h, VS3 = 40 Meilen/h, EAL1 = 300 U/min/s, EAL2 = 500 U/min/s und EAL3 = ohne Begrenzung. Es ist jedoch klar, dass 4 nur ein Beispiel zur Bestimmung von EAL als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Block 64 aus 3 darstellt, und dass jede beliebige Anzahl von Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichen und entsprechenden Motorbeschleunigungsgrenzen mit jeglichen erwünschten Motorbeschleunigungswerten und Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichswerten verwendet werden können, wobei derartige Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiche und Motorbeschleunigungsgrenzen vorzugsweise in einer Nachschlagtabelle oder in einem geeigneten Format in dem Speicher 42 abgelegt sind und über die Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 40 (2) programmierbar sind. Alternativ kann der Steuercomputer 20' so arbeiten, dass er dazwischenliegende Motorbeschleunigungsgrenzwerte (EALs) zwischen VS1, VS2 und VS3 interpoliert, so wie es oben unter Bezug auf die Motordrehzahlgrenzwerte (ESLs) beschrieben wurde, wobei EAL vorzugsweise ansteigt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt. Weiter kann alternativ der Block 60 so ausgelegt sein, dass der Motorbeschleunigungsgrenzwert EAL eine kontinuierliche oder teilweise kontinuierliche Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, wobei eine geeignete Gleichung bezüglich der zwei Parameter in den Speicher 42 programmiert werden kann, vorzugsweise über die Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 40. Schließlich können anstelle von den Motorbeschleunigungsgrenzen (EAL) Fahrzeugbeschleunigungsgrenzen (VAL) treten, wobei die Fahrzeugbeschleunigung in bekannter Weise im Block 64 als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden kann. In diesem Fall muss auch das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal dem Block 66 zum Berechnen der Kraftstoffbegrenzung zugeführt werden, indem das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal direkt zu diesem geleitet wird, was in 3 gestrichelt gezeigt ist.
Gemäß diesem Motorbeschleunigungsbegrenzungsmuster erhalten Fahrzeugführer die Möglichkeit, den Motor 22 bei höheren Motorbeschleunigungswerten und entsprechend höheren Motorausgangsdrehmomentniveaus zu betreiben, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit steigt. Diese Art von Motorbeschleunigungsbegrenzungsmuster wird zusammen mit dem gerade beschriebenen Motordrehzahlbegrenzungsmuster bereitgestellt, um Fahrzeugführer davon abzuhalten, das Motordrehzahlbegrenzungsmuster zu umgehen. Eine Möglichkeit, ein streng auf der Motorlast basierendes Motordrehzahlbegrenzungsmuster wie das eben beschriebene zu umgehen besteht darin, eine hohe Motorlast anzufordern (z.B. durch Einstellen einer Hochbeschleunigungspedalstellung), um dadurch den Steuercomputer 20' zu überlisten, damit er eine höhere Motordrehzahlgrenze (ESL) bereitstellt, als sie sonst für eine akzeptable Schaltbarkeit bei ebenen Straßenoberflächen notwendig wäre. Indem nach jedem Gangschaltvorgang eine Beschleunigungspedalstellung von 100% eingestellt würde, könnten Fahrzeugführer entsprechend die maximale Motordrehzahlbegrenzung jederzeit zu ihrer Verfügung haben. Das gerade beschriebene Motorbeschleunigungsbegrenzungsmuster stellt somit eine Überprüfung des Motordrehzahlbegrenzungsmusters zur Verfügung, indem die Motorbeschleunigung innerhalb bestimmter Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiche auf geeignete Motorbeschleunigungswerte begrenzt wird. Fahrzeugführer, die versuchen, das Merkmal der Fahrzeuggeschwindig keitsbegrenzung, wie es beschrieben wurde, zu umgehen, werden dies tatsächlich nicht können, weil der Steuercomputer 20 die Motorbeschleunigung auf ein geeignetes Maß in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt und dadurch eine Erhöhung der Motordrehzahlgrenze (ESL) vereitelt, bis die Motorlast tatsächlich wegen der Straßenbedingungen und/oder eines übermäßigen Fahrzeuggewichts hoch ist.
Nun wieder zu 3: Der Block 66 zum Berechnen der Kraftstoffbegrenzung verarbeitet den Motordrehzahlbegrenzungswert (ESL), den Motorbeschleunigungsbegrenzungswert (EAL) und zumindest das Motordrehzahlsignal auf dem Signalpfad 28, um den Kraftstoffbegrenzungswert FL bereitzustellen, solange das durch den Block 62 erzeugte Ausschaltsignal nicht wie oben beschrieben gegeben ist. Bei einer Ausführungsform arbeitet der Block 66 zum Berechnen der Kraftstoffbegrenzung so, dass er aus dem Motordrehzahlsignal auf dem Signalpfad 28 einen gegenwärtigen Motorbeschleunigungswert berechnet. Der Block 66 arbeitet ferner so, dass er den gegenwärtigen Wert des Motordrehzahlsignals mit dem ESL-Wert vergleicht und den berechneten Motorbeschleunigungswert mit dem EAL-Wert vergleicht und einen Kraftstoffbegrenzungswert FL erzeugt, der die Motordrehzahl auf ESL begrenzt und ferner die Motorbeschleunigung auf EAL begrenzt. Der MIN-Block 58 arbeitet so, dass er das Minimum der RF- und FL-Werte als geforderten Kraftstoffwert bereitstellt, so dass der Steuercomputer 20' auf dem Signalpfad 46 den FL-Wert bereitstellt, wenn die tatsächliche Motordrehzahl ESL erreicht und/oder wenn die tatsächliche Motorbeschleunigung EAL erreicht, um dadurch die Motordrehzahl unterhalb von ESL zu halten und/oder die Motorbeschleunigung unterhalb von EAL zu halten. Bei einer alternativen Ausführungsform arbeitet der Block 64 wie oben beschrieben so, dass er eine Fahrzeugbeschleunigungsbegrenzung (VAL) berechnet, und der Block 66 arbeitet so, dass er aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert auf dem Signalpfad 33 einen gegenwärtigen Fahrzeugbeschleunigungswert berechnet. Der Block 66 arbeitet bei dieser alternativen Ausführungsform ferner so, dass er den gegenwärtigen wert des Motordrehzahlsignals mit dem ESL-Wert vergleicht, den berechneten Fahrzeugbeschleunigungswert mit VAL vergleicht und einen Kraftstoffbegrenzungswert FL erzeugt, der die Motordrehzahl auf ESL begrenzt und ferner die Fahrzeugbeschleunigung auf VAL begrenzt. Der Steuercomputer 20' arbeitet bei dieser Ausführung somit so, dass er den geforderten Kraftstoff begrenzt, um somit die Motordrehzahl unterhalb des ESL-Werts zu halten und/oder die Fahrzeugbeschleunigung unterhalb des VAL-Werts zu halten.
Nun zu 6: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 90 zum Steuern des geforderten Kraftstoffwerts darstellt, welcher wie oben beschrieben durch den Steuercomputer 20' auf dem Signalpfad 46 bereitgestellt wird. Vorzugsweise ist der Algorithmus 90 in dem Speicherteil 42 (2) abgelegt und durch den Steuercomputer 20' wie im Fachgebiet bekannt vielfach pro Sekunde ausführbar. Der Algorithmus 90 beginnt mit dem Schritt 92, und im Schritt 94 bestimmt der Steuercomputer 20' einen gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeitswert VS, vorzugsweise indem das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal auf dem Signalpfad 33 wie im Fachgebiet bekannt verarbeitet wird. Im Schritt 96 arbeitet der Steuercomputer 20' anschließend so, dass er einen Motorbeschleunigungsbegrenzungswert EAL bestimmt, vorzugsweise als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit VS, wie es oben beschrieben wurde. Bei einer alternativen Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 20' im Schritt 96 so, dass er einen Fahrzeugbeschleunigungsbegrenzungswert VAL bestimmt, vorzugsweise wie oben beschrieben als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit VS. Auf jeden Fall wird bei der Ausführungsform des Algorithmus vom Schritt 96 auf den Schritt 98 übergegangen, in dem der Steuercomputer 20' so arbeitet, dass er einen Motorlast EL bestimmt, vorzugsweise als Funktion des geforderten Kraftstoffsignals auf dem Signalpfad 46 und eines maximalen geforderten Kraftstoffwerts, wie es oben beschrieben wurde. Bei der Ausführung des Algorithmuses wird vom Schritt 98 auf den Schritt 100 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 20' so arbeitet, dass er einen Motordrehzahlbegrenzungswert ESL bestimmt, vorzugsweise als Funktion des Motorlastwerts EL, wie es oben beschrieben wurde.
Bei der Ausführung des Algorithmuses wird vom Schritt 100 zum Schritt 102 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 20' so arbeitet, dass er einen gegenwärtigen Motordrehzahlwert ES bestimmt, vorzugsweise indem das Motordrehzahlsignal auf dem Signalpfad 28 wie im Fachgebiet bekannt verarbeitet wird. Im Schritt 104 arbeitet der Steuercomputer 20' anschließend so, dass er. ein gegenwärtiges Übersetzungsverhältnis GR bestimmt, vorzugsweise als Verhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeits- und Motordrehzahlwerte VS bzw. ES, wie es im Fachgebiet bekannt ist. Im Schritt 106 arbeitet der Steuercomputer 20' anschließend so, dass er ein Ausschaltsignal D bestimmt, vorzugsweise als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit VS und des Übersetzungsverhältnisses GR, wie es oben beschrieben wurde.
Bei der Ausführung des Algorithmuses wird vom Schritt 106 zum Schritt 108 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 20' so arbeitet, dass er einen Kraftstoffbegrenzungswert FL bestimmt, vorzugsweise als Funktion von EAL, ES, ESL und D oder alternativ als Funktion von VAL, ES, ESL und D, wie es oben beschrieben wurde. Im Schritt 109 wird bei der Ausführung des Algorithmus anschließend zur ihn aufrufenden Routine zurückgekehrt. Alternativ kann vom Schritt 108 eine Schleife zum Schritt 94 für einen durchlaufenden Betrieb des Algorithmus 90 verlaufen.
Nun zur 7: Dort ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform 20'' eines Teils des Steuercomputers 20 aus 2 gezeigt, welche einige der inneren Merkmale desselben darstellen, wie sie auf die vorliegende Erfindung bezogen sind. Während die inneren Merkmale des in 7 dargestellten Steuercomputers 20'' in Blockform gezeigt sind, ist es klar, dass derartige Blöcke nur graphische Veranschaulichungen von Funktionen oder Verfahren sind, die durch den Steuercomputer 20'' ausgeübt werden. Ferner ist es klar, dass einige der in 7 dargestellten Blöcke in ihrer Betriebsweise mit gleich nummerierten Blöcken identisch sind, die in 3 dargestellt sind, und dass die Beschreibung der Betriebsweise derartiger Blöcke aus Gründen der Kürze der Darstellung nicht wiederholt werden. Auf jeden Fall umfasst der Steuercomputer 20'' einen Block 50 zum Berechnen der angeforderten Motordrehzahl, der über den Signalpfad 38 das angeforderte Drehmomentsignal von dem Beschleunigungspedal 36 erhält und wie oben beschrieben einen angeforderten Motordrehzahlwert REQ einem Eingang eines MIN-Blocks zuführt. Ein Hochgeschwindigkeitsregelungs-(HGR)-Begrenzungsblock 54 führt wie oben beschrieben einen HGR-Motordrehzahlbegrenzungswert GL einem zweiten Eingang des MIN-Blocks 110 zu. Der MIN-Block 110 empfängt außerdem einen dritten Motordrehzahlbegrenzungswert ESL vom Block 116, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben werden wird, und erzeugt an einem Ausgang von ihm einen Bezugsmotordrehzahlwert REF.
Der Motordrehzahlbezugswert REF wird einem bekannten Motordrehzahlreglerblock 112 zugeführt, der das REF-Signal und das Motordrehzahlsignal auf dem Signalpfad 28 verarbeitet, um das geforderte Kraftstoffsignal auf dem Signalpfad 46 zu erzeugen. Das geforderte Kraftstoffsignal wird außerdem einem Eingang eines PLAST-Berechnungsblocks 114 zugeführt, und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal auf dem Signalpfad 33 wird einem zweiten Eingang des Blocks 114 zugeführt. Der Block 114 verarbeitet das geforderte Kraftstoffsignal und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, um an einem Ausgang von ihm einen PLAST-Wert zu erzeugen, wobei PLAST-Wert ein Pseudolastwert ist, der vorzugsweise kennzeichnend für das Gesamtfahrzeuggewicht, das Ausmaß der Fahrzeugbeschleunigung und/oder die Motorantriebskraft ist, wie es nachfolgend unter Bezug auf 8 ausführlicher beschrieben werden wird. Auch ein Leerlaufschutzblock 62 ist vorgesehen und spricht vorzugsweise auf die Motordrehzahl- und Fahrzeuggeschwindigkeitssignale an, um wie oben beschrieben an einem Ausgang von ihm ein Ausschaltsignal zu erzeugen.
Der Steuercomputer 20'' umfasst einen Block 116 zum Berechnen der Drehzahlgrenze, der vorzugsweise auf den vom Block 114 erzeugten PLAST-Wert, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal auf dem Signalpfad 33 und das vom Block 62 erzeugte Ausschaltsignal anspricht, um einen Motordrehzahlbegrenzungswert ESL zu erzeugen, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben werden wird. Der MIN-Block 110 verarbeitet die GL-, REQ- und ESL-Werte, um deren Minimum als Motordrehzahlbezugswert REF bereitzustellen, welcher dem Motordrehzahlregelblock 112 bereitgestellt wird, wobei der Block 112 so arbeitet, dass er den geforderten Kraftstoffwert bereitstellt und dadurch auf der Grundlage des Minimums der GL-, REQ- und ESL-Werte die Kraftstoffzufuhr in dem Motor steuert.
Nun zu 8: Dort ist eine bevorzugte Ausführungsform 114' des PLAST-Berechnungsblocks 114 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dem Block 114' empfängt ein Fahrzeugbetriebsartberechnungsblock 118 mindestens das geforderte Kraftstoffsignal und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und erzeugt einen geschätzten Fahrzeuggewichtswert VM und einen Steigungswert STEIGUNG, der der Steigung der Strasse entspricht, über die gegenwärtig gefahren wird. Bei einer Ausführungsform wird der VM-Wert grob gemäß des zweiten Newtonschen Axioms abgeschätzt, welches eine Fahrzeugantriebskraft zum Fahrzeuggewicht und zur Fahrzeuggeschwindigkeit über die Gleichung F = ma in Beziehung setzt, wobei "F" die Fahrzeugantriebskraft ist, "m" das Fahrzeuggewicht ist und "a" die Fahrzeugbeschleunigung ist. Der STEIGUNGs-Wert wird bestimmt, indem berücksichtigt wird, dass die Fahrzeugantriebskraft "F" in der obigen Gleichung tatsächlich eine Kombination einer Anzahl von Kräften ist, die in Richtung von und entgegengesetzt zu dem Vorwärtsimpuls des Fahrzeugs wirken. Insbesondere ist die Fahrzeugantriebskraft "F" in der obigen Gleichung eine Kombination mindestens einer Kraft, die auf das Motordrehmoment zurückzuführen ist (F_T), einer Widerstandskraft aufgrund von Wind etc. (F_W), einer Rollwiderstandskraft aufgrund von Räder-/Reifen-Reibung (F_R) und einer Kraft aufgrund der Bedingungen der Straßensteigung (F_G). Bei dieser Ausführungsform kann das zweite Newtonsche Axiom so umgestellt werden, dass eine Abschätzung von F_G gemäß der Gleichung FG = m·a – FT + FR + FW (1)bereitgestellt wird.
Der Block 118 erzeugt einen STEIGUNGs-Wert auf der Grundlage von bekannten Beziehungen zwischen dem F_G-Wert und der gegenwärtigen Steigung der Strasse. Die VM- und STEIGUNGs-Werte werden einem PLAST-Berechnungsblock 119 zugeführt, der das PLAST-Signal oder den PLAST-Wert als Funktion der VM- und STEIGUNGs-Werte erzeugt. Bei einer Ausführungsform umfasst der Steuercomputer 20'' eine Tabelle, in welcher die VM- und STEIGUNGs-Werte einem PLAST-Wert zugeordnet werden. Ein Beispiel einer einfachen Tabelle, die PLAST mit VM- und STEIGUNGs-Werten in Beziehung setzt, ist unten als Tabelle 1 gezeigt, wobei der Wert von VM nur dazu verwendet wird, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug beladen ist (z.B. ob ein Anhänger mit ihm verbunden ist), oder ob es in der sogenannten "Stutzschwanz"-Weise arbeitet (d.h. kein Anhänger mit ihm verbunden ist). Beim Vornehmen einer derartigen Bestimmung arbeitet der Fahrzeugbetriebsartberechnungsblock 118 vorzugsweise so, dass das Fahrzeuggewicht wie oben beschrieben geschätzt wird, dieser geschätzte Gewichtswert mit einem vorbestimmten Gewichtswert (z.B. 50000 Pfund) verglichen wird und ein VM-Wert, der einem beladenen Fahrzeug entspricht, erzeugt wird, wenn das geschätzte Gewicht oberhalb des vorbestimmten Gewichtswerts liegt oder ein VM-Wert erzeugt wird, der einem Stutzschwanzfahrzeug entspricht, wenn das geschätzte Gewicht unterhalb des vorbestimmten Gewichtswerts liegt. In dieser einfachen Tabelle wird der F_G-Wert dazu verwendet, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug eine Steigung hochfährt (aufwärts), ob es auf einer flachen Straßenoberfläche fährt (flach), oder ob es ein Gefälle herunterfährt (abwärts). Dabei arbeitet der Fahrzeugbetriebsartberechnungsblock 118 vorzugsweise so, dass auf der Grundlage des F_G-Werts und bekannter Beziehungen zwischen F_G und tatsächlichen Straßensteigungsbedingungen eine Straßensteigungsabschätzung bestimmt wird und der Größe STEIGUNG ein entsprechender Straßensteigungsbedingungswert zugeordnet wird. Bei dem in Tabelle 1 dargestellten Beispiel wird dem STEI GUNGs-Signal oder -Wert, das/der dem Block 119 zugeführt wird, die Bestimmung "aufwärts" zugeordnet, wenn F_G einer Steigung von –2,0 oder einer höheren absoluten Zahl von Graden entspricht, die Bestimmung "flach" zugeordnet wird, wenn F_G einer Steigung von –2,0 und 2,0 entspricht, und eine Bestimmung "abwärts" zugeordnet, wenn F_G einer Steigung von 2,0 oder mehr Graden entspricht. Der Block 119 umfasst die Tabelle 1, die die VM- und STEIGUNGs-Werte einem PLAST-Wert PL1, PL2 oder PL3 zuordnet, wobei PL3 einer größeren Fahrzeug-/Motorlastbedingung entspricht als PL2, welches wiederum einer größeren Fahrzeug-/Motorlastbedingung entspricht als PL1.
Tabelle 1
Die Fachleute werden erkennen, dass die Tabelle 1 nur ein einfaches Beispiel des In-Beziehung-Setzens von VM und F_G mit einem Pseudolastwert PLAST darstellt, und dass ausgeklügeltere Tabellen, die VM- und STEIGUNGs-Werte mit PLAST-Werten in Beziehung setzen, in dem Bereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen. Alternativ kann der Steuercomputer 20'' ein oder zwei Gleichungen umfassen, die entweder kontinuierlich oder teilweise kontinuierlich sind, oder er kann Graphen umfassen, die PLAST mit VM und F_G in Beziehung setzen.
Nun zu 9: Dort ist eine alternative Ausführungsform 114'' des PLAST-Berechnungsblocks 114 aus 7 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dem Block 114'' empfängt ein Block 120 zum Abschätzen des Fahrzeuggewichts das geforderte Kraftstoffsignal und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und erzeugt an einem Ausgang von ihm einen geschätzten Wert VM für das Fahrzeuggewicht. Bei einer Ausführungsform wird der VM-Wert gemäß des zweiten Newtonschen Axioms berechnet, welches die Fahrzeugantriebskraft mittels der Gleichung F = ma mit dem Fahrzeuggewicht und der Fahrzeugbeschleunigung in Beziehung setzt, wobei "F" die Fahrzeugantriebskraft ist, "m" das Fahrzeuggewicht ist und "a" die Fahrzeugbeschleunigung ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Fahrzeugantriebskraft vorzugsweise aus geforderten Kraftstoffwerten bestimmt, indem der geforderte Kraftstoff mit erwarteten Ausgangsdrehmomentwerten auf der Grundlage von bekannten Motorspezifikationen in Beziehung gesetzt wird. Die Fahrzeugbeschleunigung "a" wird vorzugsweise als Unterschied der Fahrzeuggeschwindigkeit über ein vorgegebenes Zeitintervall bestimmt, so dass das geschätzte Fahrzeuggewicht vorzugsweise durch den Block 120 gemäß der Gleichung m = (ΔF·Δt)/ΔVS (2)bestimmt wird, wobei VS die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Bei der vorliegenden Erfindung können andere bekannte Techniken alternativ verwendet werden, um das Fahrzeuggewicht zu bestimmen, wobei derartige Techniken auf der Grundlage irgendeines der hier besprochenen Motor-/Fahrzeugbetriebsparameter und/oder weiteren Motor-/Fahrzeugbetriebsparametern, die üblicherweise dem Steuercomputer 20'' zur Verfügung stehen, wie es im Fachgebiet bekannt ist, arbeiten. Auf jeden Fall wird der geschätzte Wert VM für das Fahrzeuggewicht vorzugsweise einem Abbildungsblock 122 zugeführt, der so arbeitet, dass er den Fahrzeuggewichtswert VM auf einen Pseudolastwert PLAST abbildet. Bei einer Ausführungsform umfasst der Speicher 42 vorzugsweise eine Anzahl von in ihm abgelegten Fahrzeuggewichtswerten, wobei der Block 122 so arbeitet, dass er den geschätzten Wert VM für die Fahrzeuggewicht auf einen geeigneten Wert aus der Anzahl der in dem Speicher 42 abgelegten Fahrzeuggewichtswerte abbildet. Beispielsweise kann der Speicher 42 drei Fahrzeuggewichtswerte m1, m2 und m3, die in ihm abgelegt sind, umfassen, wobei jeder einen größeren Gewichtswert als der vorherige Wert hat. Falls das geschätzte Fahrzeuggewicht m kleiner oder gleich m1 ist, arbeitet der Block 122 so, dass er PLAST = PL1 setzt. Entsprechend arbeitet der Block 122, wenn das geschätzte Fahrzeuggewicht m größer oder gleich m3 ist, so das PLAST = PL3 gesetzt wird. Falls das geschätzte Fahrzeuggewicht m zwischen m1 und m3 liegt, arbeitet der Block 122 so, dass er PLAST = PL2 setzt. Bei einer alternativen Ausführungsform entfällt der Block 122, und der geschätzte Wert VM für das Fahrzeuggewicht wird als PLAST-Wert dem Ausgang des Blocks 114 zugeführt.
Die Fachleute werden erkennen, auch wenn der Block 114'' aus 9 so gezeigt und beschrieben wurde, dass er so arbeitet, dass er das Fahrzeuggewicht auf der Grundlage der gegenwärtigen Fahrzeugbeschleunigung und der zugeführten Antriebskraft abschätzt, der Block 114'' alternativ auch so ausgelegt werden kann, dass er einen der verbleibenden Betriebsparameter aus der Gleichung F = ma abschätzt. Wenn beispielsweise das Fahrzeuggewicht bekannt ist oder sonstwie abgeschätzt wird, kann PLAST durch den Block 114'' als abgeschätzter Fahrzeugbeschleunigungsparameter auf der Grundlage des gegenwärtigen Fahrzeuggewichts und der zugeführten Antriebskraft bereitgestellt werden. Bei einem anderen Beispiel kann, wenn das Fahrzeuggewicht bekannt ist oder sonstwie abgeschätzt wurde, PLAST durch den Block 114'' als geschätzter Antriebskraftparameter auf der Grundlage des gegenwärtigen Fahrzeuggewichts und der gegenwärtigen Fahrzeugbeschleunigung bereitgestellt werden.
Auf jeden Fall sollte klar sein, dass der PLAST-Wert ein Maß für die gegenwärtigen Fahrzeuglastbedingungen ist, wobei diese Bedingungen im allgemeinen zu jedem Zeitpunkt durch das gesamte Fahrzeuggewicht, die gegenwärtigen Straßensteigungsbedingungen und weitere Fahrzeug-/Motorbetriebsbedingungen vorgegeben sind.
Nun zu 10: Dort ist eine Ausführungsform des Blocks 116 zum Berechnen der Drehzahlgrenze aus 7 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Vorzugsweise umfasst der Speicher 42 eine Anzahl von in ihm abgelegten Motordrehzahlwerten als Funktion von PLAST-Werten und Fahrzeuggeschwindigkeitswerten. Eine Technik zum Ablegen derartiger Werte ist in 10 in graphischer Form dargestellt, wobei eine Anzahl von PLAST-Wellenformen gegen die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Motordrehzahl aufgetragen sind. Je nach dem ihm vom Block 114' oder 114'' zugeführten PLAST-Wert und der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt ein Steuercomputer 20'' daraus einen erwünschten Motordrehzahlwert und stellt diesen Wert als PLAST-Geschwindigkeitswert bereit. Bei dem in 10 dargestellten Beispiel werden drei derartige PLAST-Wellenformen, PL1, PL2 und PL3 bereitgestellt, welche den drei PLAST-Werten PL1, PL2 und PL3 entsprechen, die im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Ausführungsformen des Blocks 114 beschrieben wurden. Wenn somit PLAST beispielsweise auf PL2 gesetzt wird, dann wird die Wellenform, die der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, verwendet, um einen geeigneten Motordrehzahlwert auszuwählen. Alternativ kann der geschätzte Wert VM für das Fahrzeuggewicht als PLAST-Eingang dem Block 116 zugeführt werden, wobei der Steuercomputer 20'' so arbeitet, dass er zwischen den unterschiedlichen PLAST-Wellenformen interpoliert, um einen geeigneten Motordrehzahlwert auszuwählen. Eine weitere Technik zum Ablegen von Motor drehzahlwerten in dem Speicher 42 besteht darin, dass eine dreidimensionale Tabelle bereitgestellt wird, die diskrete PLAST- und Fahrzeuggeschwindigkeitswerte auf gewünschte Motordrehzahlwerte abbildet. Alternativ kann der Speicher 42 in ihm abgelegt eine kontinuierliche oder teilweise kontinuierliche Gleichung umfassen, wobei der Steuercomputer 20'' so arbeitet, dass er einen gewünschten Motordrehzahlwert auf der Grundlage der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit und des PLAST-Wertes berechnet. Auf jeden Fall arbeitet der Block 116 vorzugsweise so, dass er den gewünschten Motordrehzahlbegrenzungswert als PLAST-Geschwindigkeit einem Ende eines Schalters 126 zuführt.
Block 116 umfasst außerdem einen Hochgeschwindigkeitsregelbegrenzungsblock 124, der vorzugsweise mit dem Block 54 aus 7 identisch ist, welcher einem entgegengesetzten Ende des Schalters 126 einen Regelbegrenzungsmotordrehzahlwert GL zuführt. Ein Ausgang des Schalters 126 führt dem MIN-Block 110 (7) den Motordrehzahlbegrenzungswert ESL zu. Der Schalter 126 wird durch das vom Block 62 erzeugte Ausschaltsignal gesteuert, so dass der Block 116 den HGR-Begrenzungswert GL dem MIN-Block 110 als Motordrehzahlbegrenzungswert ESL zuführt, wenn das Ausschaltsignal gegeben ist. Der MIN-Block 110 arbeitet entsprechend so, dass er das Minimum der GL- und REQ-Werte als Motordrehzahlbezugswert REF bereitstellt. Wenn das Ausschaltsignal jedoch nicht vorhanden ist, wird der Schalter 126 so gesteuert, dass der Block 116 die PLAST-Geschwindigkeit dem MIN-Block 110 als Motordrehzahlbegrenzungswert ESL zuführt. Der MIN-Block 110 arbeitet entsprechend so, dass er das Minimum von den GL-, REQ- und ESL-Werten als Motordrehzahlbezugswert REF bereitstellt. Es ist klar, dass der Schalter 126 vorzugsweise kein physisch real vorhandener Schalter ist, sondern ein "Softwareschalter" in dem Sinne ist, dass der Steuercomputer 20'' so arbeitet, dass er entweder die GL- oder PLAST-Geschwindigkeitswerte als ESL-Wert bereitstellt, je nach dem Status des Ausschaltsignals, wie es im Fachgebiet bekannt ist.
Nun zu 11: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 150 zum Erzeugen des ESL-Werts darstellt, wie er oben unter Bezug auf die 7 bis 10 beschrieben wurde. Vorzugsweise ist der Algorithmus 150 in einem Speicherteil 42 (2) abgelegt und durch den Steuercomputer 20'' wie im Fachgebiet bekannt vielfach pro Sekunde ausführbar. Der Algorithmus 150 beginnt mit dem Schritt 152, und im Schritt 154 bestimmt der Steuercomputer 20'' einen gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeitswert VS, vorzugsweise indem das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal auf dem Signalpfad 33, wie es im Fachgebiet bekannt ist, verarbeitet wird. Anschließend arbeitet der Steuercomputer 20'' im Schritt 156 so, dass er einen geforderten Kraftstoffwert CF bestimmt, vorzugsweise wie oben beschrieben. Bei der Ausführung des Algorithmuses wird vom Schritt 156 zum Schritt 158 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 20'' so arbeitet, dass ein Pseudolastwert PL, vorzugsweise als Funktion von mindestens des geforderten Kraftstoffsignals auf dem Signalpfad 46 und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals auf dem Signalpfad 33 gemäß irgendeiner der oben beschriebenen Techniken bestimmt wird.
Bei der Ausführung des Algorithmuses wird vom Schritt 158 zum Schritt 160 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 20'' so arbeitet, dass ein gegenwärtiges Übersetzungsverhältnis GR bestimmt wird, vorzugsweise als Verhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeits- und Motordrehzahlwerte VS bzw. ES, wie es im Fachgebiet bekannt ist. Anschließend arbeitet der Steuercomputer 20'' im Schritt 162 so, dass er ein Ausschaltsignal D bestimmt, vorzugsweise als Funktion der Fahrzeuggeschwindig keit VS und des Übersetzungsverhältnisses GR, wie es oben beschrieben wurde. Bei der Ausführung des Algorithmus wird vom Schritt 162 zum Schritt 164 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 20'' so arbeitet, dass ein Motordrehzahlbegrenzungswert ESL bestimmt wird, vorzugsweise als Funktion von PLAST, VS und D, wie oben beschrieben. Anschließend kehrt der Algorithmus bei seiner Ausführung im Schritt 166 zu der ihn aufrufenden Routine zurück. Alternativ kann vom Schritt 164 eine Schleife zurück zum Schritt 154 für einen durchlaufenden Betrieb des Algorithmus 150 erfolgen.
Nun zu 12: Dort ist eine alternative Ausführungsform eines Systems 200 zum Steuern des Motorbetriebs gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Kern des Systems 200 ist ein Steuercomputer 202, der Schnittstellen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugbauteilen aufweist, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben werden wird. Der Steuercomputer 202 basiert vorzugsweise auf einem Mikroprozessor und umfasst mindestens einen Speicherteil 204, einen digitalen Eingang/Ausgang und eine Anzahl von Analog-Digital-(A/D-) Eingängen. Auf dem Mikroprozessorteil des Steuercomputers 202 laufen Softwareroutinen, und dieser verwaltet den Gesamtbetrieb des Systems 200, und der Speicherteil 204 des Steuercomputers 202 kann einen ROM-, RAM-, EPROM-, EEPROM-, FLASH-Speicher und/oder jeglichen anderen Speicher umfassen, der dem Fachmann bekannt ist. Der Speicherteil 204 kann ferner durch einen mit ihm verbundenen (nicht gezeigten) äußeren Speicher ergänzt werden.
Ein Verbrennungsmotor 206 ist betrieblich mit einem Hauptgetriebe 208, wie es im Fachgebiet bekannt ist, verbunden. Eine Antriebswelle oder Schraubenwelle 210 erstreckt sich von dem Getriebe 208 weg, wodurch das Getriebe 208 so arbeitet, dass es die Antriebswelle 210 drehbar betreibt und dadurch wie im Fachgebiet bekannt über eine (nicht gezeigte) Antriebsachse eine Antriebskraft auf ein oder mehrere Fahrzeugräder überträgt. Das System 200 kann ferner, wie es insbesondere im Fachgebiet von Schwerlastmaschinen bekannt ist, ein oder mehrere Hilfsgetriebe und (nicht gezeigte) verbindende Antriebswellen, Leistungsentnahmevorrichtungen (PTO) und/oder weitere bekannte Antriebsstrangbauteile umfassen.
Eine Anzahl von Sensoren und Stellgliedern erlaubt es dem Steuercomputer 202, mit einigen der unterschiedlichen Bauteile des Systems 200 wie auch mit weiteren Fahrzeug- und/oder Motorsystemen in Verbindung zu stehen. Beispielsweise umfasst der Motor 206 einen Mutordrehzahlsensor 218, der über einen Signalpfad 220 mit einem Eingang IN3 des Steuercomputers 202 elektrisch verbunden ist. Der Motordrehzahlsensor 218 ist vorzugsweise eine bekannte Vorrichtung, die auf der Grundlage des Hall-Effekts arbeitet, welche so arbeitet, dass sie die Geschwindigkeit und/oder Stellung eines sich synchron mit der Motorkurbelwelle drehenden Zahnrads erfasst. Bei der vorliegenden Erfindung kann jedoch jeder bekannte Motordrehzahlsensor 218 verwendet werden, etwa ein Sensor, der auf dem variablen Magnetwiderstand beruht o.ä., welcher so arbeitet, dass er die Motordrehzahl erfasst und ein dieser entsprechendes Signal dem Steuercomputer 200 zuführt.
Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 230 ist vorzugsweise um die Antriebswelle 210 in der Nähe des Getriebes 208 herum angeordnet und über einen Signalpfad 232 mit einem Eingang IN4 des Steuercomputers 202 elektrisch verbunden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 230 ist vorzugsweise ein Sensor, der auf dem variablen Magnetwiderstand beruht, und so arbeitet, dass er die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 210 erfasst und ein dieser entsprechendes Fahrzeuggeschwindigkeitssignal dem Steuercomputer 202 zuführt. Während der Fahrzeuggeschwindig keitssensor 230 in 12 so gezeigt ist, dass er sich in der Nähe des Getriebes 208 befindet, ist es klar, dass der Sensor 230 alternativ irgendwo längs der Antriebswelle 210 angeordnet sein kann. Ferner kann bei der vorliegenden Erfindung jeglicher andere bekannte Motordrehzahlsensor verwendet werden, der so arbeitet, dass er dem Steuercomputer 202 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zuführt, das kennzeichnend für die Fahrzeugstraßengeschwindigkeit ist.
Der Steuercomputer 202 umfasst ferner einen Eingangs-/Ausgangsanschluss I/O1, der so ausgelegt ist, dass er über einen Signalpfad 260 mit einer bekannten Wartungs-/Rekalibrierungseinrichtung 258 in Verbindung steht. Die Einrichtung 258 arbeitet, wie im Fachgebiet bekannt, so, dass sie mit dem Steuercomputer 202 Informationen austauscht, wobei derartige Daten Kalibrierungs-/Rekalibrierungsinformationen wie etwa Kraftstoffkarten u.ä., Schaltdaten oder weitere angesammelte Motor-/Fahrzeugbetriebsdaten, Störungs-/Diagnosedaten und/oder weitere Motorsteuerdaten umfassen können, ohne darauf beschränkt zu sein. Der Signalpfad 260 ist vorzugsweise eine aus mehreren Drähten bestehende serielle Datenverbindung, über die der Steuercomputer 202 mit der Einrichtung 258 gemäß einem bekannten Kommunikationsprotokoll wie etwa SAE J1587, SAE J1939 o.ä. kommunizieren kann, auch wenn die Fachleute erkennen, dass der Signalpfad 60 alternativ jede beliebige Anzahl von Drähten umfassen kann, über welche der Steuercomputer 202 mit der Einrichtung 258 gemäß jedem gewünschten Kommunikationsprotokoll kommunizieren kann.
Das System 200 umfasst ferner ein Kraftstoffsystem 222, welches über einen Signalpfad 224 mit einem Ausgang OUT1 des Steuercomputers 202 elektrisch verbunden ist. Das Kraftstoffsystem 222 antwortet auf Kraftstoffsignale, welche über den Signalpfad 224 dem Steuercomputer 202 zugeführt werden, um dem Motor 206 wie im Fachgebiet bekannt Kraftstoff zuzuführen.
Ein Beschleunigungspedal umfasst vorzugsweise einen Beschleunigungspedalstellungs- oder -auslenkungssensor 212, der über einen Signalpfad 214 mit einem Eingang IN1 des Steuercomputers 202 elektrisch verbunden ist. Der Sensor 212 ist bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Potentiometer, das mit einer geeigneten Spannung elektrisch verbunden ist und eine Bürste aufweist, die mit dem Signalpfad 214 elektrisch verbunden ist und mit dem Beschleunigungspedal mechanisch verbunden ist, so dass die Spannung auf dem Signalpfad 214 direkt der Stellung oder Auslenkung des Beschleunigungspedals entspricht. Bei der vorliegender Erfindung kann ferner der Sensor 212 alternativ jeder bekannte Sensor sein, der betrieblich mit dem Beschleunigungspedal verbunden ist, um ein oder mehrere analoge und/oder digitale Signale bereitzustellen, die der Beschleunigungspedalstellung oder dem auf das Pedal ausgeübten Druck entsprechen. Auf jeden Fall arbeitet ein derartiger Sensor so, dass er dem Steuercomputer 202 ein Beschleunigungspedalsingal zuführt, das kennzeichnend für das vom Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment ist. Das Beschleunigungspedal umfasst ferner vorzugsweise einen Leerlaufüberprüfungsschalter IVS, der über einen Signalpfad 216 mit einem Eingang IN2 des Steuercomputers 202 elektrisch verbunden ist. Der IVS kann alternativ durch einen geeigneten Sensor oder ein anderes elektrisches Bauteil ersetzt werden, wobei die Bedeutung eines derartigen Schalters, Sensors oder Bauteils in seiner Fähigkeit liegt, zwischen einem nicht ausgelenkten Beschleunigungspedal (z.B. 0% Drosselklappe) und einem ausgelenkten Beschleunigungspedal (z.B. größer als 0% Drosselklappe) zu unterscheiden und ein diesem entsprechendes Signal dem Eingang IN2 des Steuercomputers 202 zuzuführen.
Das Getriebe 208 kann jedes bekannte Handschaltgetriebe, Handschalt-/automatische Getriebe, automatische Getriebe, halbautomatische Getriebe oder automatisierte Handschaltgetriebe sein, das ein oder mehrere von Hand wählbare zugehörige Übersetzungsverhältnisse aufweist, oder es kann alternativ ein kontinuierlich veränderliches Getriebe (CVT) sein, das wie im Fachgebiet steuerbar ist, um wirksame Übersetzungsverhältnisse festzulegen. Falls das Getriebe 208 ein Handschaltgetriebe, ein Handschalt-/automatisches Getriebe, ein halbautomatisches oder ein automatisiertes Handschaltgetriebe ist, umfasst ein derartiges Getriebe 208 vorzugsweise einen mechanischen Eingang 236, der über eine mechanische Verbindung L_G mit einem Gangschalthebel 234 verbunden ist, der durch den Fahrzeugführer betätigbar ist, um somit die unterschiedlichen von Hand wählbaren Übersetzungsverhältnisse auszuwählen. Falls das Getriebe 208 ein Handschalt-/automatisches Getriebe, ein halbautomatisches oder ein automatisiertes Wechselschaltgetriebe ist, umfasst es ferner eine Anzahl von automatisch wählbaren Übersetzungsverhältnissen. In diesem Falle umfasst das System 200 vorzugsweise ferner einen automatischen Schaltmechanismus 238, der über eine Anzahl von Signalpfaden 240 elektrisch mit dem Steuercomputer 202 verbunden ist. Der automatische Schaltmechanismus 238 umfasst bei einer Ausführungsform eine Anzahl von elektronisch betätigbaren Schaltsolenoiden, die, wie im Fachgebiet bekannt, über eine geeignete Anzahl von Signalleitungen 240 vom Steuercomputer 202 gesteuert werden, um dadurch ein automatisches Schalten einer Anzahl von automatisch wählbaren Gängen des Handschalt-/automatischen Getriebes 208 zu bewirken. Alternativ kann bei dem Handschalt-/automatischen Getriebes 208 der automatische Schaltmechanismus 238 entfallen, und es kann statt dessen ein Getriebesteuermodul 242 umfassen, das über eine Anzahl M von Signalpfaden – wobei M irgendeine positive Ganzzahl ist – mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluss I/O2 des Steuercomputers 202 elektrisch verbunden ist. Das Modul 242 umfasst einen Hilfssteuercomputer, vorzugsweise auf der Basis eines Mikroprozessors, und er arbeitet so, dass er das Schalten der automatisch wählbaren Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 208 auf der Grundlage von mit dem Steuercomputer 202 gemeinsam besessener Information steuert, wie es im Fachgebiet bekannt ist. Weiter alternativ kann das Getriebe 208 ein bekanntes vollautomatisches Getriebe sein, wobei das Getriebesteuermodul 242 so arbeitet, dass er das Schalten in die automatisch wählbaren Übersetzungsverhältnisse wie gerade beschrieben und wie es im Fachgebiet bekannt ist steuert, oder es kann statt dessen ein kontinuierlich veränderliches Getriebe sein, das imstande ist, ein kontinuierlich veränderliches "wirksames" Übersetzungsverhältnis zu erzielen, wobei das Getriebesteuermodul 242 so arbeitet, dass er das Getriebe 208 in einer bekannten Weise steuert, um dort ein gewünschtes wirksames Übersetzungsverhältnis festzusetzen.
Das System 200 umfasst ferner optional ein Schnittstellenmodul 246, das über einen Signalpfad 248 (der gestrichelt gezeigt ist) mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluss I/O3 elektrisch verbunden ist, wobei der Signalpfad 248 jede beliebige Zahl von Signalleitungspfaden umfassen kann, und wobei der Steuercomputer 202 so ausgelegt sein kann, dass er mit dem Modul 248 gemäß jedem gewünschten Kommunikationsprotokoll kommuniziert. Das Modul 246 ist bei einer Ausführungsform ein passiver Monitor, der so arbeitet, dass er eine Text- und/oder graphische Information, die ihm vom Steuercomputer 202 zugeführt wird, anzeigt. Alternativ umfasst das Modul 246 eine derartige Anzeige, einen vorzugsweise auf einem Mikroprozessor basierenden Modulhilfscomputer, der so arbeitet, dass er über den Signalpfad/die Signalpfade 248 mit dem Steuercomputer 202 kommuniziert, und eine Tastatur oder einen äquivalenten Mechanismus zum Eingeben von Daten in den Modulhilfscomputer. Bei dieser Ausführungsform arbeitet das Modul 246 so, dass es ihm durch den Steuercomputer 202 zugeführte Information anzeigt und außerdem Information in den Steuercomputer 202 über den Signalpfad/die Signalpfade 248 zurückleitet, darunter auch Information, die in der Tastatur oder einem anderen Dateneingabemechanismus erzeugt wurde. Ein Beispiel eines derartigen Schnittstellenmoduls der zuletzt genannten Art ist in dem US Patent Nr. 5,167,303, das für Ebaugh et al. erteilt wurde, beschrieben, welches dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung zugeschrieben ist, und dessen Inhalt hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Das System 200 umfasst ferner optional einen Empfänger 250 für ein globales Positioniersystem (GPS), der so arbeitet, dass er, wie es im Fachgebiet bekannt ist, von einer Anzahl die Erde umkreisenden Satelliten geographische Koordinatendaten empfängt, die auf den gegenwärtigen Ort des Empfängers 250 bezogen sind. Die geographischen Koordinatendaten können beispielsweise latitudinale, longitudinale und altitudinale Koordinaten umfassen, aber auch eine Information betreffend die Uhrzeit. Auf jeden Fall arbeitet der Empfänger 250 bei einer Ausführungsform so, dass jegliche Kombination der unbearbeiteten geographischen Koordinatendaten über einen Signalpfad 252 (der gestrichelt gezeigt ist) einem Eingang IN6 des Steuercomputer 202 zugeführt wird, wodurch der Steuercomputer 202 anschließend so arbeiten kann, dass er gemäß bekannter Techniken die unbearbeiteten geographischen Koordinatendaten in nützliche geographische Ortsdaten umwandeln kann. Alternativ kann der Empfänger 250 eine Signalverarbeitungsmöglichkeit umfassen, wodurch der Empfänger 250 so arbeiten kann, dass er die unbearbeiteten geographischen Koordinatendaten empfängt, diese Daten in nützliche geographische Ortsdaten umwandelt und der artige Daten über den Signalpfad 252 dem Steuercomputer 202 zuführt. Gemäß einer weiteren Alternative kann das Schnittstellenmodul 246 bei der vorliegenden Erfindung so ausgelegt sein, dass es den GPS-Empfänger 250 umfasst, wodurch das Modul 246 so arbeiten kann, dass es dem Steuercomputer 202 entweder die unbearbeitete geographischen Koordinatendaten oder die tatsächlichen geographischen Ortsdaten zuführen kann.
Das System 200 umfasst ferner optional einen Signal-Sender-Empfänger 254, der über einen Signalpfad 256 (der gestrichelt gezeigt ist) mit einem Eingangs-/Ausgangsanschluss I/O4 des Steuercomputers 202 elektrisch verbunden ist, wobei der Signalpfad 256 jede beliebige Zahl von Signalleitungspfaden umfassen kann. Bei einer Ausführungsform ist der Sender-Empfänger 254 ein Mobiltelefon-Sender-Empfänger, wodurch der Steuercomputer 202 so arbeiten kann, dass er, wie es im Fachgebiet bekannt ist, mit einem entfernten Ort über ein Mobiltelefonnetz kommunizieren kann. Alternativ kann der Sender-Empfänger 254 ein Hochfrequenzsender-Empfänger sein, wodurch der Steuercomputer 202 so arbeiten kann, dass mit einem entfernten Ort über eine Hochfrequenz- oder Mikrowellenfrequenzdatenverbindung kommunizieren kann. Es ist klar, dass der Signal-Sender-Empfänger 254 bei der vorliegenden Erfindung alternativ jeder beliebige Signal-Sender-Empfänger sein kann, der imstande ist, über eine drahtlose Kommunikationsdatenverbindung eine Kommunikation mit einer entfernten Quelle in einer oder zwei Richtungen zu führen.
Das System 200 umfasst ferner ein Pfadgeschwindigkeitsregelsystem 226, das über einen Signalpfad 228 mit einem Eingang IN5 des Steuercomputers 202 verbunden ist. Für das Pfadgeschwindigkeitsregelsystem 226 wurde eine bekannte Konstruktion gewählt, und die Fachleute werden erkennen, dass der Signalpfad 228 jede beliebige Anzahl von Signalleitungspfaden umfas sen kann, wodurch das Pfadgeschwindigkeitsregelsystem 226 herkömmliche Pfadgeschwindigkeitsregelfunktionen wie etwa das Ein-/Ausschalten der Regelung, das Setzen/Leerlauffahren, das Wiederaufnehmen/Beschleunigen u.ä. ausüben kann.
Nun zu 13: Eine weitere Technik zum Steuern eines Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung wird ausführlich beschrieben, wobei 13 ein Beispiel einer typischen Motorausgangsleistungskurve 262 gegen die Motordrehzahl zeigt. Bei dem gezeigten Beispiel steigt die Motorausgangsleistung steil auf eine Spitzenleistung bei näherungsweise 1500 Umdrehungen/Minute. Anschließend nimmt die Motorausgangsleistung mit sich erhöhender Motordrehzahl leicht ab, bis die Motordrehzahl eine "nominelle" oder "geregelte" Drehzahl erreicht (im gezeigten Beispiel näherungsweise 1800 Umdrehungen/Minute), wobei die nominelle oder Regeldrehzahl einer Motordrehzahl entspricht, bei der die Charakteristik der Motorausgangsleistung eine Ausgangsleistung erreicht, welche in der Werbung angegeben wurde. Anschließend fällt die Motorausgangsleistung in einem Bereich, der typischerweise als "ABFALL"-Bereich bezeichnet wird, scharf auf Null ab. Wie im Fachgebiet bekannt, bildet die Leistungskurve 262 typischerweise einen Teil der im Speicher 204 abgelegten und durch den Steuercomputer 202 ausführbaren Motorkalibrierungssoftware.
Der Kurve 262 der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl überlagert sind eine Anzahl von bremsspezifischen Kraftstoffverbrauchs(BSKV)-Konturen (auch als Kraftstoffverbrauchsverlauf bekannt), wobei die Flächen zwischen jeder derartigen BSKV-Kontur sogenannte BSKV-Inseln definieren. Im allgemeinen entspricht eine BSKV-Kontur 264 einem Punkt (oder Bereich) von Motorausgangsleistung/Motordrehzahl, an welchem der Motor 206 am wirksamsten arbeitet; d.h. an dem die beste Kraftstoffwirtschaftlichkeit erzielt wird. Die zwischen den BSKV-Konturen 264 und 266 definierte Insel entspricht einem Bereich von Motorausgangsleistung/Motordrehzahl, in welchem der Motor 206 weniger wirksam arbeitet als bei der BSKV-Kontur 264, aber wirksamer als unter Motorleistungs/Motordrehzahlbedingungen außerhalb dieser Insel. In ähnlicher Weise entspricht die zwischen der BSKV-Kontur 266 und 268 definierte BSKV-Insel einem Bereich der Motorausgangsleistung/Motordrehzahl, in welchem der Motor 206 weniger wirksam arbeitet als in der zwischen den BSKV-Konturen 264 und 266 definierten Insel usw.
Ebenfalls der Kurve 262 der Motorleistung gegen die Motordrehzahl überlagert sind eine Anzahl von Linien konstanter Drosselklappenstellung bzw. Motorlast. Beispielsweise entspricht die Linie 272 einer Drosselklappenöffnung von näherungsweise 90% oder alternativ einer 90%igen Motorlast, wobei der Begriff "Drosselklappe" zu Zwecken der vorliegenden Beschreibung als vom Fahrzeugführer angefordertes Drehmoment definiert ist und die Motorleistung als Verhältnis des geforderten Kraftstoffs und des maximal forderbaren Kraftstoffs definiert ist. Mit anderen Worten definiert die Linie 272 Bedingungen der Motorleistung/Motordrehzahl, in denen die Drosselklappenöffnung oder alternativ die Motorlast auf näherungsweise 90% konstant liegt. In ähnlicher Weise entspricht die Linie 274 näherungsweise 80% Drosselklappenöffnung/Motorlast, die Linie 276 entspricht näherungsweise 60% Drosselklappenöffnung/Motorlast, die Linie 278 entspricht näherungsweise 40% Drosselklappenöffnung/Motorlast, und die Linie 280 entspricht näherungsweise 20% Drosselwappenöffnung/Motorlast.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Anzahl von Motorlast/Motordrehzahl (Last-/Drehzahl-) Grenzen bezogen auf die Kurve 262 definiert, um einen Bereich "U" für unerwünschten Motorbetrieb zu bilden, wodurch der Steuercomputer 202 so arbeiten kann, dass er den Betrieb des Motors 206 insbesondere beim Hochschalten durch mindestens einige der Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 208 steuert, um dadurch einen Motorbetrieb außerhalb des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb aufrechtzuerhalten oder zu bewirken. Beispielsweise kann der Bereich U als der Bereich definiert werden, der von der Grenze B1, der Grenze B2 und dem ABFALL-Bereich der Leistungskurve 262 umgeben ist. Alternativ kann der Bereich U als der Bereich definiert werden, der von den Grenzen B1, B2 und B3 (gestrichelt gezeigt) umgeben ist. Bei der vorliegenden Erfindung können andere Bereiche U innerhalb der Leistungskurve 262 und/oder diese umfassend definiert werden und, indem eine Steuerstrategie der gerade beschriebenen Art verwendet wird, kann die Betriebsweise des Motors 206, bezogen auf die Motorausgangsleistungskurve 262 optimiert werden, um dadurch Kraftstoffwirtschaftlichkeitsziele zu erreichen. Es ist klar, dass eine derartige Steuerstrategie alternativ verwendet werden kann, um die Betriebsweise des Motors 206 bezogen auf eine Kurve des Motorausgangsdrehmoments gegen die Motordrehzahl zu steuern, wobei das Motorausgangsdrehmoment in im Fachgebiet bekannter Weise mit der Motorausgangsleistung in Beziehung steht, und diese alternative Steuerung soll in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen. Nachfolgend soll die Kurve 262 der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl und/oder die entsprechende Kurve des Motorausgangsdrehmoments gegen die Motordrehzahl für die Zwecke der vorliegenden Erfindung mit dem breiten Begriff "Motorausgangscharakteristikkarte" bezeichnet werden. Den Fachleuten wird klar sein, dass die vorliegende Erfindung auf das Steuern der Betriebsweise des Motors 206 bezogen auf eine Motorausgangscharakteristikkarte gerichtet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der Grenzen variabel sein und gemäß einer Anzahl von bevorzugten Techniken definiert werden, wie sie nachfolgend ausführlicher beschrieben werden. In ähnlicher Weise kann die Steuerung des Motors 206, um einen Betrieb außerhalb des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb aufrechtzuerhalten oder zu bewirken, mittels einer Anzahl von bevorzugten Techniken ausgeübt werden, und es können vom Steuercomputer 202 eine Anzahl von bevorzugten Betriebs- oder sonstigen Bedingungen erkannt werden, um eine derartige Steuerung zeitweise zu übergehen, was alles nachfolgend ausführlicher beschrieben werden wird. Auf jeden Fall gehören zur vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Techniken zum Festsetzen oder Definieren der Anzahl der Grenzen. Beispielsweise können derartige Grenzen einen Teil einer ursprünglichen Motorkalibrierung bilden, wobei derartige Grenzen im Speicher 204 des Steuercomputers 202 abgelegt sind. Vorzugsweise können die im Speicher 204 zu findenden Grenzen anschließend mittels der Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 258 angepasst oder abgeglichen werden. Alternativ können die Grenzen gänzlich über die Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 258 festgesetzt oder definiert werden, wobei derartige Grenzen im Speicher 204 abgelegt werden. Gemäß einer weiteren Alternative können die Grenzen in Abhängigkeit von einer äußeren Information wie etwa vom GPS-Empfänger 252, dem Signal-Sender-Empfänger 254 u.ä. festgesetzt/definiert und/oder abgeändert werden, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben werden wird.
Nun zu 14: Dort ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 300 zum Steuern des Motorbetriebs gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Algorithmus 300 liegt im Speicher 204 vorzugsweise als eine oder mehrere Softwareroutinen vor und ist durch den Steuercomputer 202, wie es im Fachgebiet bekannt ist, vielfach pro Sekunde ausführbar.
Der Algorithmus 300 beginnt mit dem Schritt 302, und im Schritt 304 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er eine Anzahl von Last-/Drehzahlgrenzen bestimmt, um so einen Bereich U für unerwünschten Motorbetrieb zu definieren, wie es beispielhaft in 13 gezeigt ist. Zur vorliegenden Erfindung gehört eine Anzahl von bevorzugten Strategien zum Ausführen des Schrittes 304 und zum Bestimmen derartiger Last-/Drehzahlgrenzen, von denen einige im Flussschaubild aus 15 dargestellt sind.
Nun zu 15: Dort ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Saftwarealgorithmuses 350 zum Ausführen des Schrittes 304 des Algorithmuses 300 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei der Beschreibung der in 15 veranschaulichten Technik wird Bezug auf das in 16 gezeigte Schaubild der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl genommen. Das Schaubild aus 16 umfasst, auch wenn es etwas vereinfacht wurde, dieselbe Leistungskurve 262 und dieselben BSKV-Konturen wie 13. Auf jeden Fall beginnt der Algorithmus 350 mit dem Schritt 352 und zweigt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Algorithmuses 350 zu dem gestrichelt gezeigten Verfahrenskasten 354 ab. Der Verfahrenskasten 354 umfasst den Schritt 356, in dem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Anzahl von Last-/Drehzahlpunkten bestimmt. Bei einer Ausführungsform werden derartige Last-/Drehzahlpunkte in dem Speicher 204 abgelegt, wobei derartige Punkte durch einen Motorhersteller programmiert werden können und durch einen Bediener über die Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 258 anpassbar sein können oder auch nicht. Alternativ können derartige Last-/Drehzahlpunkte über das Schnittstellenmodul 246 eingegeben werden. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmus vom Schritt 356 zum Schritt 358 übergegangen, wobei der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Last- /Drehzahlgrenze B1 als Funktion berechnet, die einen Punkt niedriger Last/Drehzahl und einen Punkt hoher Last/Drehzahl schneidet. Beispielsweise ist die Grenze B1 in 16 als gerade Linie gezeigt, die einen Punkt 282 niedriger Last/Drehzahl und einen Punkt 284 hoher Last/Drehzahl schneidet. Es ist klar, dass, wenn auch 16 den Punkt 282 niedriger Last/Drehzahl als Punkt von einer 0%igen Last/beliebigen Drehzahl und den Punkt hoher Last/Drehzahl als einen Punkt mit näherungsweise 90%iger Last/beliebiger Drehzahl darstellt, es zur vorliegenden Erfindung gehört, jeden anderen Punkt niedriger Last/Drehzahl und hoher Last/Drehzahl zu wählen, um die Grenze B1 zu definieren. Ferner sollte es klar sein, wenn auch die Grenze B1 in 16 als gerade Linie dargestellt ist, es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass B1 jede beliebige Funktion sein kann, die die Punkte 282 und 284 schneidet, und dass auch mehr Punkte einbezogen werden können, um eine derartige Funktion genauer zu definieren.
Bei einer alternativen Ausführungsform des Algorithmuses 350 entfällt der Verfahrenskasten 354 für einen an seine Stelle tretenden Verfahrenskasten 360 (der ebenfalls gestrichelt gezeigt ist). Der Verfahrenskasten 360 umfasst Schritt 362, in dem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er einen ersten Last-/Drehzahlpunkt und eine entsprechende Neigung bestimmt. Bei einer Ausführungsform werden Daten für einen derartigen Last-/Drehzahlpunkt und eine Neigung im Speicher 204 abgelegt, wobei derartige Daten durch einen Motorhersteller programmiert werden können und durch einen Bediener über die Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 258 angepasst werden können oder auch nicht. Alternativ können derartige Daten über das Schnittstellenmodul 246 eingegeben werden. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmus vom Schritt 362 zum Schritt 364 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Last-/Drehzahlgrenze B1 in Abhängigkeit von der im Schritt 362 bestimmten Information betreffend den Last-/Drehzahlpunkt und die entsprechende Neigung berechnet. Der alternative Verfahrenskasten 360 wird somit vorgesehen, um eine alternative Technik zum Bestimmen von B1 im Falle, dass B1 eine gerade Linie ist, bereitzustellen. Unter Bezug auf 16 kann die gerade Linie B1 entsprechend als Funktion des Punkts 282 und einer entsprechenden Neigung, als Funktion des Punkts 284 und einer entsprechenden Neigung oder als Funktion irgendeines Punktes entlang von B1 und einer entsprechenden Neigung definiert werden.
Wurde die Grenze B1 mittels einer der Verfahrenskästen 354 oder 360 bestimmt, wird die Ausführung des Algorithmuses mit dem Schritt 366 fortgesetzt, in welchem der Steuercomputer 202 bei einer Ausführungsform so arbeitet, dass er eine zweite Last-/Drehzahlgrenze B2 bestimmt. Bei einer Ausführungsform wird B2 als Funktion von entweder der prozentualen Motorlast oder der prozentualen Drosselklappenöffnung definiert. Beispielsweise kann, wie es in 16 gezeigt ist, B2 gleich einer erwünschten Motorlast-/Drosselklappenöffnungprozentzahl wie etwa 90% gesetzt werden. Es ist jedoch klar, dass es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass B2 auch als andere Funktion des Prozentsatzes der Motorlast/Drosselklappenöffnung definiert werden kann. Alternativ kann der Steuercomputer 202 im Schritt 366 so arbeiten, dass er eine Last-/Drehzahlgrenze B2 als Funktion des gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses bestimmt, wobei der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis mittels einer oder mehrerer bekannter Techniken bestimmt. Beispielsweise kann der Steuercomputer 202 im Schritt 366 so arbeiten, dass er für den niedrigsten Gang des Getriebes 208 die Grenze B2 auf einen ersten Motorlast- oder Drehklappenöffnungsprozentwert (z.B. 70%) setzt und für die höheren Gänge des Getriebes 208 auf schrittweise höhere Motorlast- oder Drehklappenöffnungsprozentwerte setzt. Es ist jedoch klar, dass es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass der Steuercomputer 202 im Schritt 366 dieser Ausführungsform so arbeiten kann, dass er die Grenze B2 als beliebige Funktion des Übersetzungsverhältnisses (oder weiter alternativ als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit) bestimmen kann. Auf jeden Fall ist die Grenze B2 bezüglich der Leistungskurve 262 so angeordnet, dass sie die Grenze B1 wie in 16 gezeigt schneidet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform definiert der ABFALL-Bereich der Leistungskurve 262 die verbleibende Grenze des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb. Alternativ kann der Algorithmus 350 den (gestrichelt gezeigten) Schritt 368 umfassen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine dritte Last-/Drehzahlgrenze B3 bestimmt, die einen Punkt hoher Last/hoher Drehzahl und einen Punkt niedriger Last/hoher Drehzahl schneidet. Beispielsweise ist die Grenze B3 in 16 als gerade Linie gezeigt, die den Punkt 288 hoher Last/hoher Drehzahl und den Punkt 286 niedriger Last/hoher Drehzahl schneidet. Es ist klar, dass, wenn auch 16 den Punkt 288 so darstellt, dass er auf der Leistungskurve 262 liegt, und den Punkt niedriger Last/hoher Drehzahl als Punkt von 0%iger Last und beliebiger Drehzahl zeigt, es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass irgendwelche anderen Punkte hoher Last/hoher Drehzahl und niedriger Last/hoher Drehzahl ausgewählt werden können, um die Grenze B3 zu definieren. Ferner sollte auch klar sein, dass, wenn auch die Grenze B3 in 16 als gerade Linie dargestellt ist, es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass B3 jede beliebige gewünschten Funktion sein kann, die die Punkte 286 und 288 schneidet, und dass weitere Punkte einbezogen werden können, um eine derartige Funktion genauer zu definieren.
Gemäß einer weiteren Alternative, und zwar im Fall, in dem B3 eine gerade Linie sein soll, kann der Steuercomputer 202 im Schritt 368 so arbeiten, dass er B3 als Funktion eines einzigen Last-/Drehzahlpunktes und einer zugehörigen Neigung bestimmt.
Bei noch einer weiteren alternativen Ausführungsform des Algorithmus 350 können die Verfahrenskästen 354, 356, 366 und 368 für einen an ihre Stelle tretenden (ebenfalls gestrichelt gezeigten) Verfahrenskasten 370 entfallen oder durch diesen ergänzt werden. Der Verfahrenskasten 370 umfasst den Schritt 372, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die gegenwärtige Fahrzeugposition bestimmt. Bei einer Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die gegenwärtige Fahrzeugposition mittels von dem GPS-Empfänger 252 empfangener Information bestimmt. Wie oben beschrieben, können derartige von dem GPS-Empfänger 252 empfangene Informationen entweder geographische Positionskoordinaten oder Daten sein, aus denen derartige Koordinaten bestimmt werden können. Alternativ kann das Schnittstellenmodul 246 einen GPS-Empfänger und einen Hilfscomputer umfassen, der so arbeitet, dass er die gegenwärtige Fahrzeugpositionsinformation bestimmt und eine solche Information über den Signalpfad 248 dem Steuercomputer 202 zuführt. Gemäß einer weiteren Alternative können ein oder mehrere äußere Systeme in der Nähe des das System 200 tragenden Fahrzeugs so arbeiten, dass sie Informationen zu dem Steuercomputer 202 (z.B. über den Signal-Sender-Empfänger 254) senden, aus welchen der Steuercomputer 202 die gegenwärtige Fahrzeugposition bestimmen oder zumindest abschätzen kann. Zur vorliegenden Erfindung gehört auch, dass andere bekannte Positionsbestimmungssysteme verwendet werden können, entweder als Teil des Systems 200 oder von diesem getrennt, um eine gegenwärtige Fahrzeugposition für die Zwecke des Schritts 372 zu bestimmen. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmuses vom Schritt 372 zum Schritt 374 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Grenzen B1 und B2 und optional B3 in Abhängigkeit von der gegenwärtigen Fahrzeugposition bestimmt. Bei einer Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er den Schritt 374 ausführt, indem die gegenwärtige Fahrzeugposition mit in dem Speicher abgelegten geographischen Positionsdaten vergleicht und die Grenzen B1 und B2 und optional B3 in Abhängigkeit davon definiert. Alternativ kann der Steuercomputer im Schritt 374 so arbeiten, dass er die gegenwärtige Fahrzeugposition über den Signal-Sender-Empfänger 254 an einen getrennten Computer sendet, wobei der getrennte Computer so arbeitet, dass er geeignete Grenzbestimmungen auf der Grundlage derselben durchführt und entweder Grenzinformationen oder andere Informationen, aus denen derartige Grenzinformationen bestimmt werden können, über den Signal-Sender-Empfänger 254 zum Steuercomputer 202 zurücksendet. Auf jeden Fall stellt der Verfahrenskasten 370 die Möglichkeit bereit, den Ort und die Form des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb bezüglich der Leistungskurve 262 in Abhängigkeit von dem gegenwärtigen Ort des Fahrzeugs zu ändern. Beispielsweise können sich die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsziele je nach dem Recht, das in dem Gebiet (z.B. Kreis, Bundesland, Staat etc.), in welchem sich das Fahrzeug bewegt, gilt, der Topographie des Bereichs (z.B. flaches Gelände gegenüber hügeligem Gelände), in welchem sich das Fahrzeug bewegt, der Bevölkerungsdichte des Bereichs (z.B. städtisch gegenüber ländlich), in welchem sich das Fahrzeug bewegt, etc. voneinander unterscheiden. Der Verfahrenskasten 370 erlaubt jegliche derartige Änderungen der zu erfüllenden Kraftstoffwirtschaftlichkeitsziele ohne Unterbrechung des Fahrzeugbetriebes.
Unabhängig von der Weise, in welcher die Grenzen B1 und B2 und optional B3 bestimmt werden, kann der Algorithmus 350 ferner optional einen Verfahrenskasten 376 umfassen, dem die Verfahrenskästen 368 oder 370 vorangehen. Der Verfahrenskasten 376 umfasst den Schritt 378, in dem Steuercomputer 202 arbeitet, dass er ein gegenwärtiges Übersetzungsverhältnis (GR) oder eine gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit (VS) bestimmt. Das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis kann mittels jeglicher bekannter Mittel bestimmt werden, beispielsweise mittels des Verhältnisses der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit, und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird vorzugsweise mittels Informationen bestimmt, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 230 bereitgestellt werden. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmus vom Schritt 378 zum Schritt 380 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Grenzen B1 und/oder B2 in Abhängigkeit von entweder dem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis GR oder der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit VS ändert. Bei einer Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 380 so, dass er den Ort der Grenze B2 in Richtung der horizontalen Motordrehzahlachse nach unten anpasst und/oder den Ort der Grenze B1 von der vertikalen Leistungsachse nach rechts anpasst, und zwar in Abhängigkeit von GR oder VS, um dadurch den Bereich U für unerwünschten Betrieb zu verkleinern (und entsprechend den Bereich für erlaubten Motorbetrieb zu erweitern), wenn das Bedürfnis danach besteht, um bestimmte Gangschaltvorgänge auszuführen bzw. abzuschließen. Beispielsweise kann unter einigen Bedingungen für das Übersetzungsverhältnis und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit der optimale Hochschaltpurkt in den nächst höheren Gang im Bereich U in der Nähe der vorhandenen Grenze(n) B1 und/oder B2 angeordnet sein. Unter derartigen Bedingungen stellt der Verfahrenskasten 376 die Möglichkeit bereit, B2 nach unten anzupassen oder B1 nach rechts anzupassen, um somit den ausstehenden Hochschaltvorgang an einem vorbestimmten Schaltpunkt ausführen bzw. abschließen zu können. Die Fachleute werden andere Bedingungen hinsichtlich des Übersetzungsverhältnisses/der Fahrzeuggeschwindigkeit auffinden, unter welchen eine Änderung des Orts und/oder der Neigung von B1 und/oder B2 wünschenswert ist, und es ist klar, dass Änderungen der Grenze(n) B1 und/oder B2 unter derartigen Bedingungen in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen.
Bei der Ausführung des Algorithmuses wird vom Verfahrenskasten 376 zum Schritt 382 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob gegenwärtig eine Fahrerbelohnung oder eine Fahrerbestrafung zur Verfügung steht. Vorzugsweise wird eine Fahrerbelohnung oder Fahrerbestrafung in Abhängigkeit von dem vergangenen Bedienungsverhalten des Fahrers bestimmt, und ein Beispiel für ein System zum Bestimmen von Fahrerbelohnungen/-bestrafungen ist im US Patent Nr. 5,954,617 beschrieben, das für Horgan et al. erteilt wurde, und welches dem Anmelder der vorliegenden Erfindung zugeschrieben ist, und dessen Inhalte hier durch Bezugnahme eingeschlossen werden. Bei einer Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die Information betreffend die Fahrerbelohnung/-bestrafung aufrechterhält und daher im Schritt 382 eine automatische Bestimmung durchführt, ob eine derartige Belohnung/Bestrafung zur Verfügung steht. Alternativ kann das Schnittstellenmodul 246 einen Hilfscomputer umfassen, der so arbeitet, dass er die Information betreffend die Fahrerbelohnung/-bestrafung aufrechterhält, wobei der Steuercomputer 202 im Schritt 382 so arbeitet, dass er auf der Grundlage von ihm von dem Schnittstellenmodul 246 zugeführten Informationen bestimmt, ob eine Fahrerbelohnung/-bestrafung verfügbar ist. Gemäß einer weiteren Alternative wird im Fall einer Fahrerbelohnung eine derartige Belohnung, falls sie verfügbar ist, vom Fahrzeugführer mittels der Auswahl geeigneter Hebel oder Knöpfe, die Teil des Schnittstellenmoduls 246 sind, auf Wunsch abgefragt. In einem derartigen Fall arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 382 so, dass er auf der Grundlage von ihm von dem Schnittstellenmodul 246 infolge einer derartigen Fahrzeugführeraktion zugeführten Information bestimmt, ob eine Fahrerbelohnung verfügbar ist. Auf jeden Fall wird, wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 382 bestimmt, dass gegenwärtig eine Fahrerbelohnung oder -bestrafung verfügbar ist, der Algorithmus mit dem Schritt 384 fortgeführt, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Grenzen B1 und B2 und optional B3 entsprechend der Fahrerbelohnung oder -bestrafung ändert. Wenn beispielsweise eine Fahrerbelohnung zur Verfügung steht, kann der Steuercomputer 202 im Schritt 384 so arbeiten, dass er entweder den Ort einer oder mehrerer der Grenzen B1, B2 und B3 versetzt oder sonstwie deren Form/Neigung ändert, oder dass alternativ die Gesamtfläche des Bereichs U verringert wird, um dem Fahrzeugführer für eine erwünschte Zeitdauer oder Fahrtstrecke einen erweiterten Motorbetriebsbereich zur Verfügung zu stellen. Wenn umgekehrt eine Fahrerbestrafung zur Verfügung steht, kann der Steuercomputer 202 im Schritt 384 so arbeiten, dass er die Form/den Ort von B1, B2 oder B3 geeignet ändert oder die Gesamtfläche des Bereichs U erhöht, um so dem Fahrer für eine erwünschte Zeitdauer oder Fahrtstrecke einen eingeschränkten Motorbetriebsbereich zur Verfügung zu stellen. In beiden Fällen wird die Ausführung des Algorithmuses vom Schritt 384 und dem "NEIN"-Zweig vom Schritt 382 zum Schritt 386 fortgesetzt, in welchem bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 304 des Algorithmuses 300 (14) zurückgekehrt wird.
Nun wieder zu 14: Der Algorithmus 300 geht vom Schritt 304 auf den Schritt 306 über, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die gegenwärtigen Motorausgangsbedingungen (EOC) bestimmt. Der Zweck von Schritt 306 besteht darin, ausreichend Motorbetriebsbedingungen zu bestimmen, die eine nachfolgende Bestimmung der Motorbetriebsbedingungen bezüglich des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb ermöglichen; d.h. ermöglichen zu bestimmen, ob der Motor gegenwärtig innerhalb, außerhalb oder auf einer Grenze des Bereichs U arbeitet. Entsprechend gehört es zur vorliegenden Erfindung, den Schritt 306 auszuführen, indem eine oder mehrere aus einer Anzahl von Motorbetriebsbedingungen bestimmt wird/werden. Beispielsweise kann der Steuercomputer 202 im Schritt 306 so arbeiten, dass er EOC bestimmt, indem die prozentuale Motorlast oder Drosselklappenöffnung und die Motordrehzahl bestimmt werden. Alternativ kann der Steuercomputer 202 im Schritt 306 so arbeiten, dass er EOC bestimmt, indem die Leistung und die Motordrehzahl bestimmt werden. Gemäß einer weiteren Alternative kann der Steuercomputer 202 im Schritt 306 so arbeiten, dass er EOC bestimmt, indem er die Leistung und die prozentuale Motorlast oder Drosselklappenöffnung bestimmt. Die Fachleute werden erkennen, dass andere Kombinationen von Motorbetriebsbedingungen verwendet werden können, um EOC zu dem Zweck zu bestimmen oder abzuleiten, dass die Motorbetriebsbedingungen bezüglich des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb bestimmt werden, und dass alle derartigen Kombinationen in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen.
Bei der Ausführung des Algorithmus wird vom Schritt 306 zum Schritt 308 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob gegenwärtig ein zulässiges Übersetzungsverhältnis des Getriebes 208 vorliegt. Falls nicht, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 315 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 jegliche gegenwärtig ausgeführte Motorsteuerroutine (EC) ausschaltet. Bei der Ausführung des Algorithmuses führt eine Schleife vom Schritt 315 zum Schritt 306 zurück. Für die Zwecke des Algorithmuses 300 kann der Steuercomputer 202 im Schritt 308 so arbeiten, dass er das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis des Getriebes 208 gemäß jeder bekannten Technik bestimmt, was daher das Berechnen eines Verhältnisses der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit, das Empfangen von elektronischen Informationen aus dem Getriebemodul 242, welche sich auf den Status des Übersetzungsverhältnisses beziehen, u.ä. umfasst, ohne darauf beschränkt zu sein. Ein Zweck der Einbeziehung des Schrittes 308 in den Algorithmus 300 besteht darin, die Motorsteuerroutine (EC) der vorliegenden Erfindung auszuschalten, wenn kein Eingriff des Motors 206 mit einem der bestehenden Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 208 vorliegt. Somit sind beispielsweise die Motorausgangsleistung und Motordrehzahl nicht begrenzt, und es steht eine volle (nominelle) Motorausgangsleistung und Motordrehzahl zwischen dem Herausnehmen irgendeines Gangs und dem nachfolgenden Einlegen eines nächsten Gangs und unter ähnlichen weiteren Bedingungen, in denen kein Gang eingelegt ist (d.h. neutralen Bedingungen) zur Verfügung. Der Algorithmus 300 kann optional einen weiteren, auf dem Übersetzungsverhältnis basierenden (gestrichelt gezeigten) Schritt 310 umfassen, der ausgeführt wird, wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 308 bestimmt, dass gegenwärtig ein zulässiger Gang des Getriebes 208 eingelegt ist. Insbesondere arbeitet der Steuercomputer im Schritt 310 so, dass er bestimmt, ob der zulässige Gang, der im Schritt 308 als gegenwärtig eingelegt bestimmt wurde, ein Gang aus einer Anzahl von vorbestimmten Gängen des Getriebes 208 ist. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 315 übergegangen, und falls nein, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 314 übergegangen. Bei einer Ausführungsform kann die Anzahl der vorbestimmten Gänge im Schritt 310 beispielsweise aus dem höchsten Gang oder den beiden höchsten Gängen (d.h. mit den numerisch niedrigsten Übersetzungsverhältnissen) bestehen, wodurch der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motorsteuerroutine (EC) der vorliegenden Erfindung ausschaltet und eine volle (nominelle) Motorausgangsleistung und Motordrehzahlfähigkeit zur Verfügung steht, wenn für den Motor 206 nur der höchste Getriebegang (z.B. der zehnte Gang eines 10-Gang-Getriebes) oder alternativ einer der beiden höchsten Gänge des Getriebes 208 (z.B. der neunte oder zehnte Gang eines 10-Gang-Getriebes) eingelegt ist/sind. Das Einbeziehen des Schrittes 310 trägt der Tatsache Rechnung, dass die Steuerung des Motorausgangsverhaltens gemäß der vorliegenden Erfindung während des Hochschaltens durch die Getriebegänge am kritischsten ist. Ist einmal der höchste Gang (z.B. der zehnte Gang) oder der um eins niedrigere Gang (z.B. der neunte Gang) erreicht, fallen die Motorausgangscharakteristika typischerweise nicht innerhalb die oder auf irgendeine der Grenzen des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb, und die Motorsteuerroutine (EC) der vorliegenden Erfindung muss daher nicht ausgeführt werden. Ferner kann selbst unter Bedingungen, in denen die Motorausgangscharakteristika innerhalb die oder auf eine der Grenzen des Bereichs U fallen, wenn der höchste Gang oder der um eins niedrigere Gang eingelegt sind, es erwünscht sein, einen uneingeschränkten Motorbetrieb nur in einem dieser Gänge oder beiden zu ermöglichen. Es ist jedoch klar, dass es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass jede beliebige Zahl und jede Kombination der unterschiedlichen Getriebegänge als "einer der vorbestimmten Gänge" aus Schritt 310 gilt. Auf jeden Fall wird bei Ausführung des Algorithmus vom Schritt 310 zum Schritt 314 übergegangen.
Im Schritt 314 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er eine Motorsteuerroutine (EC) gemäß der vorliegenden Erfindung ausführt, um somit den Motorbetrieb in Bereichen unter und auf der Leistungskurve 262 aufrechtzuerhalten oder zu bewirken, welche außerhalb des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb liegen. Zur vorliegenden Erfindung gehört eine Anzahl von Strategien zum Ausführen einer derartigen Steuerung, und eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 400 zum Ausführen des Schrittes 314 des Algorithmuses 300 ist in 17A gezeigt, wobei der Algorithmus 400 mit Hilfe einer entsprechenden graphischen Darstellung, welche in 18A gegeben ist, beschrieben werden wird.
Der Algorithmus 400 beginnt mit dem Schritt 402, und im Schritt 404 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen EOC (die im Schritt 306 des Algorithmus 300 bestimmt wurden) mit der Grenze B1 vergleicht. Wenn EOC kleiner als B1 ist, d.h. wenn die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen einen Betrieb auf der linken Seite der Grenze B1 in 18A kennzeichnen, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 410 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er dem Motor 206 Kraftstoff gemäß einer oder mehrerer Standardkraftstoffzufuhrroutinen zuführt, wobei "Standardkraftstoffzufuhrroutinen" sich auf in dem Steuercomputer 202 vorhandene Motorkraftstoffzufuhrroutinen bezieht. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 404 andererseits bestimmt, dass die Bedingung EOC kleiner B1 nicht vorliegt, dann wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 406 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er EOC mit der Grenze B2 vergleicht. Wenn EOC größer als B2 ist, d.h. wenn die gegenwärtigen Motor betriebsbedingungen einen Betrieb oberhalb der Grenze B2 kennzeichnen, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 408 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er EOC mit der Grenze B3 vergleicht. Wenn EOC kleiner als die Grenze B3 ist, d.h. wenn die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen einen Betrieb auf der linken Seite der Grenze B3 in 18A kennzeichnen, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 410 übergegangen. Wenn andererseits der Steuercomputer 202 im Schritt 408 bestimmt, dass EOC größer oder gleich B3 ist, d.h. wenn die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen einen Betrieb auf der Grenze B3 oder rechts von ihr kennzeichnet, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 412 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motordrehzahl derart begrenzt, dass der Motorbetrieb gemäß einer vorbestimmten Begrenzungsfunktion auf der Grenze B3 gehalten wird. Bei einer Ausführungsform ist die vorbestimmte Begrenzungsfunktion eine von der Motorlast abhängige Motordrehzahlbegrenzung der Art, dass die Motordrehzahl auf die Grenze B3 zwischen der Grenze B2 und der Leistungskurve 262 begrenzt ist, wobei der gegenwärtige Motorbetriebspunkt 436 längs B3 durch die Motorlast vorgegeben ist. Alternativ kann die vorgegebene Begrenzungsfunktion im Schritt 412 eine scharfe Motordrehzahlbegrenzung sein derart, dass die Motordrehzahl auf beispielsweise den Punkt 436 in 18A begrenzt ist. Es ist klar, dass zur vorliegenden Erfindung andere vorbestimmte Begrenzungsfunktionen für den Schritt 412 gehören, und die Fachleute werden erkennen, dass alle derartigen vorbestimmten Begrenzungsfunktionen typischerweise von der jeweiligen Anwendung abhängen, und dass alle derartigen vorbestimmten Begrenzungsfunktionen in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen. Es sollte auch klar sein, dass in dem Falle, dass die Grenze B3 nicht bestimmt wurde, d.h., dass nur die Grenzen B1 und B2 definiert wurden, die Schritte 408 und 412 aus dem Algorithmus 400 entfallen können und der "JA"-Zweig vom Schritt 406 direkt zum Schritt 410 führt.
Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 406 bestimmt, dass die EOC > B2-Bedingung nicht gegeben ist, geht der Algorithmus 400 zum optionalen Schritt 418 (der in 17A gestrichelt gezeigt ist) über. Im Falle, dass der Schritt 418 nicht einbezogen wird, verläuft der "NEIN"-Zweig vom Schritt 406 direkt zum Schritt 414. Auf jeden Fall umfasst der optionale Schritt 418 den Schritt 420, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er EOC entweder mit B3 vergleicht, falls B3 bestimmt wurde, oder mit dem ABFALL-Bereich vergleicht, falls B3 nicht bestimmt wurde. Falls im Schritt 420 EOC nicht kleiner als B3 (oder ABFALL) ist, d.h. wenn die Motorbetriebsbedingungen einen Betrieb auf B3 oder rechts von B3 (oder auf dem ABFALL-Bereich) kennzeichnen, geht der Algorithmus 400 zum Schritt 422 über, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er dort einen zeitlich eingeschränkten Betrieb ermöglicht, indem dem Motor 206 Kraftstoff zugeführt wird, um dadurch die Motordrehzahl auf die Grenze B3 (oder den ABFALL-Bereich) für ein vorbestimmtes Zeitintervall T zu beschränken, nach welchem der Algorithmus 400 zum Schritt 414 übergeht. Wenn – siehe 18A – der Steuercomputer 202 im Schritt 420 beispielsweise bestimmt, dass der Motor auf dem Punkt 438 auf der Grenze B3 (oder auf dem Punkt 440 auf dem ABFALL-Bereich) arbeitet, wird der Betrieb auf dem jeweiligen Punkt im Schritt 422 für eine vorbestimmte Zeitdauer erlaubt, wonach die Motordrehzahl mittels des Schritts 414 auf den Punkt 442 begrenzt wird, wie es aus der nachfolgenden Beschreibung des Schritts 414 weiter ersichtlich werden wird.
Wenn im Schritt 420 EOC kleiner als B3 (oder ABFALL) ist, geht der Algorithmus 400 zum Schritt 414 über, in welchem der Steu ercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motordrehzahl entsprechend einer vorbestimmten Begrenzungsfunktion auf die Grenze B1 begrenzt. Als praktische Angelegenheit werden die Fachleute erkennen, dass die Schritte 404, 406 und 420 typischerweise geeignete Vorsehungen enthalten, um einer Beschränkung der gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen EOC bezüglich der verschiedenen Grenzen B1, B2 und B3 vorzuwirken, so dass der Steuercomputer 202 die Motordrehzahl erfolgreich auf B1 begrenzen kann, ohne über B1 hinauszuschießen und einen Motorbetrieb in dem Bereich U zu erlauben. Auf jeden Fall ist die vorbestimmte Begrenzungsfunktion aus Schritt 414 vorzugsweise eine lastabhängige Motordrehzahlbeschränkung. Bei einer Ausführungsform ist die Motordrehzahl beispielsweise auf die Grenze B1 beschränkt, wobei der tatsächliche Motorbetriebspunkt 430 längs B1 durch die Motorlast vorgegeben ist. Alternativ kann der Steuercomputer 202 im Schritt 414 so arbeiten, dass er die Motordrehzahl isosynchron beschränkt, so dass die Motordrehzahl durch die Grenze B1 oberhalb einer willkürlichen Motordrehzahl, Motorlast oder einem Punkt 430 der prozentualen Drosselklappenöffnung, wie sie durch die Motorlast vorgegeben ist, und dass es unter dem Punkt 430 auf eine konstante Motordrehzahlbegrenzung begrenzt ist, wie es durch die Grenze 432 dargestellt ist. Gemäß einer weiteren Alternative kann der Steuercomputer 202 im Schritt 414 so arbeiten, dass er die Motordrehzahl längs der Grenze B1 oberhalb einer willkürlichen Motordrehzahl, Motorlast oder eines Punkts 430 der prozentualen Drosselklappenöffnung, wie sie durch die Motorlast vorgegeben ist, begrenzt, und dass er die Motordrehzahl unterhalb des Punkts 430 längs der Grenze 434 begrenzt, wie es durch die Motorlast vorgegeben ist. Es ist klar, dass zur vorliegenden Erfindung für den Schritt 414 auch andere vorbestimmte Begrenzungsfunktionen gehören, und die Fachleute werden erkennen, dass jede derartige vorbestimmte Begrenzungsfunktion typi scherweise von der jeweiligen Anwendung abhängt, und dass jede derartige Begrenzungsfunktion in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen soll. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmuses von den Schritten 414, 412 und 410 zum Schritt 416 übergegangen, in welchem der Algorithmus bei seiner Ausführung zum Schritt 314 des Algorithmus 300 zurückkehrt.
Eine alternative Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 450 zum Ausführen des Schrittes 314 des Algorithmus 300 ist in 17B gezeigt, wobei der Algorithmus 450 mit Hilfe der entsprechenden graphischen Veranschaulichung beschrieben werden wird, die in 18B dargestellt ist. Die Schritte 452 bis 462 und 468 (mit den Schritten 470 und 472) sind mit den Schritten 402 bis 412 und 418 (mit den Schritten 420 und 422) identisch, und eine ausführliche Erklärung derselben wird hier aus Gründen der Kürze der Darstellung weggelassen. Der Schritt 464 des Algorithmuses 450 unterscheidet sich jedoch vom Schritt 414 des Algorithmuses 400 darin, dass der Steuercomputer 202 im Schritt 464 so arbeitet, dass er dem Motor 406 Kraftstoff in einem Maß zuführt, das gemäß einer vorbestimmten Begrenzungsfunktion begrenzt ist. Bei einer Ausführungsform ist die vorbestimmte Begrenzungsfunktion aus Schritt 464 eine Motorbeschleunigungsmaßbegrenzung, wodurch der Steuercomputer 202 so arbeiten kann, dass er das Maß der Kraftstoffzufuhr zum Motor steuert, um dadurch das Motorbeschleunigungsmaß auf eine vorbestimmte Beschleunigungsmaßbegrenzung zu begrenzen. Alternativ kann die vorbestimmte Funktion aus Schritt 464 eine Schwenkgeschwindigkeitsbegrenzung sein, wodurch der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er das Mass der Kraftstoffzufuhr zum Motor in einer solchen Weise steuert, dass zwischen einer Anweisung zur Kraftstoffzufuhr und der Umsetzung dieser Anweisung zur Kraftstoffzufuhr durch das Kraftstoffsystem 222 eine vorbestimmte Verzögerung auftritt. Beide Fälle können anhand von 18B veranschaulicht werden, in der beispielsweise beim Motorbetriebspunkt 480 eine Kraftstoffzufuhrmaßbegrenzung auferlegt wird, so dass der Motorbetrieb längs der gestrichelten Linie 482 in den Bereich U für unerwünschten Betrieb eintreten kann, aber nur unter der Bestrafung einer verringerten Motorleistungsfähigkeit/-antwort. Bei der Ausführung des Algorithmuses wird vom Schritt 464 zum Schritt 466 übergegangen, in welchem bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 314 aus Algorithmus 300 zurückgekehrt wird.
Es sollte aus den Beschreibungen der obigen Ausführungsformen des Schritts 314 aus Algorithmus 300 ersichtlich sein, dass das System 200 entweder so arbeitet, dass es den Motorbetrieb außerhalb des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb hält, indem der Motorbetrieb unter bestimmten Bedingungen auf Betriebsbedingungen längs der Grenze B1 begrenzt wird, oder dass alternativ ein Motorbetrieb außerhalb des Bereichs U gefördert wird, indem die Leistungsfähigkeit/das Antwortverhalten des Motors 206 verringert wird, wenn er innerhalb des Bereichs U betrieben wird, insbesondere beim Hochschalten durch mindestens einige der Getriebegänge.
Nun wieder zu 14: Der Algorithmus 300 geht vom Schritt 314 zum Schritt 316 über, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Routine zum Aufheben der Motorsteuerung (EC) durchführt. Die vorliegende Erfindung trägt der Tatsache Rechnung, dass es einige Betriebsbedingungen geben kann, unter welchen es wünschenswert wäre, die Ausführung der Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 zumindest zeitweise auszuschalten oder zu ändern. In den 19A und 19B ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 500 zum Ausführen des Schrittes 316 des Algorithmuses 300 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Algorithmus 500 beginnt mit dem Schritt 502, und im Schritt 504 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er bestimmt, ob das Merkmal einer aktiven Schaltautomatik vorliegt. Bei Ausführungen des Systems 200, in denen das Getriebe 208 automatisch wählbare Übersetzungsverhältnisse umfasst, und in denen das Schalten zwischen derartigen Gängen durch ein Getriebesteuermodul 242 gesteuert wird, liegt das Merkmal einer aktiven Schaltautomatik vor. Bei allen von Hand wählbaren Übersetzungsverhältnissen und beim Steuern des Schaltens der Gänge durch den Steuercomputer 202 liegt kein Merkmal einer aktiven Schaltautomatik vor. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmuses, wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 504 bestimmt, dass das Merkmal einer aktiven Schaltautomatik vorliegt, zum Schritt 506 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob ein automatisches Hochschalten gegenwärtig anhängig ist. Vorzugsweise arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 506 so, dass er die Signalleitung 244 überwacht, wobei das Getriebesteuermodul 202, wie es im Fachgebiet bekannt ist, so arbeitet, dass es derartige Gangschaltinformationen aussendet. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 506 bestimmt, dass in der Tat ein Autohochschalten anhängig ist, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 508 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 arbeitet, dass er einen sogenannten "Niederlast-(NL)-Hochschaltpunkt" mit der gegenwärtigen begrenzten Motordrehzahl vergleicht, d.h. der Motordrehzahl, die durch die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 des Algorithmuses 300 begrenzt ist. Vorzugsweise werden Informationen, die den NL-Hochschaltpunkt des bestimmten, gegenwärtig in Verschiebung nach oben befindlichen Übersetzungsverhältnisses durch das Getriebesteuermodul 264 auf die Datenverbindung 244 gesendet oder wird sonst wie dem Steuercomputer 202 zugeführt. Falls der Steuercomputer 202 im Schritt 508 bestimmt, dass der NL-Hochschaltpunkt in der Tat größer als die gegenwärtig begrenz te Motordrehzahl ist, geht der Algorithmuses zum Schritt 510 über, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 ausschaltet und dadurch Standardmotorbetriebsbedingungen bereitstellt, wodurch die Motordrehzahl auf den NL-Hochschaltpunkt bzw. über ihn hinweg steigen darf. Alternativ kann der Steuercomputer 202 im Schritt 510 so arbeiten, dass er die Grenze B1 und/oder die Grenze B2 zeitweise ändert und dadurch Motorbetriebsbedingungen bereitstellt, durch welche die Motordrehzahl auf den NL-Hochschaltpunkt bzw. über diesen hinweg ansteigen darf. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmus vom Schritt 510 zum Schritt 512 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er das Getriebemodul 246 überwacht, um eine Anzeige zu erhalten, ob der anhängige automatische Hochschaltvorgang abgeschlossen ist. Falls nicht, wird vom Schritt 512 in einer Schleife zum Schritt 510 zurückgekehrt. Falls der Steuercomputer 202 im Schritt 512 bestimmt, dass das automatische Hochschalten abgeschlossen wurde, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 514 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 des Algorithmuses 300 wieder aufnimmt. Bei der Ausführung des Algorithmuses wird vom Schritt 514 wie auch von den "NEIN"-Zweigen von den Schritten 504, 506 und 508 zum Schritt 516 übergegangen.
Im Schritt 516 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er bestimmt, ob das Merkmal eines aktiven GPS vorliegt. Vorzugsweise liegt das Merkmal eines aktiven GPS vor, wenn das System 200 einen GPS-Empfänger 250 und/oder wenn das Schnittstellenmodul 246 einen GPS-Empfänger umfasst. Sonst liegt das Merkmal eines aktiven GPS nicht vor. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmuses, wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 516 bestimmt, dass das Merkmal eines aktiven GPS vor liegt, zum Schritt 518 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob auf der Grundlage der gegenwärtigen GPS-Koordinaten ein Wechsel des Motorsteuerroutinen-(EC)-Betriebsstatus gerechtfertigt ist. Wenn im Schritt 518 beispielsweise gerade die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 des Algorithmuses 300 ausgeführt wird, und der Steuercomputer 202 anhand der GPS-Koordinaten bestimmt, dass die gegenwärtige Position des das System 200 tragenden Fahrzeugs keine Fortführung der Ausführung der EC-Routine erfordert, arbeitet der Steuercomputer 202, dass er einen Motorsteuerroutinenbetriebsstatusindikator in einen aktiven Status setzt. Wenn der Steuercomputer 202 in der obigen Situation andererseits bestimmt, dass eine Fortführung der Ausführung der EC-Routine geboten ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 518 so, dass er den Motorsteuerroutinenbetriebsstatusindikator in einen inaktiven Status setzt. Im Schritt 520 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er bestimmt, ob der EC-Routinenbetriebsstatusindikator aktiv ist. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 522 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 des Algorithmuses 300 ausschaltet. Ausgehend hiervon, wie auch von dem "NEIN"-Zweig von Schritt 520 wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 524 übergegangen.
Aus dem Vorangegangenen sollte klar sein, dass die Schritte 516 bis 522 vorgesehen sind, um die Möglichkeit bereitzustellen, die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 des Algorithmuses 300 auf der Grundlage der gegenwärtigen Fahrzeugposition auszuschalten. Beispielsweise kann die EC-Routine ausgeführt werden, wenn sich das Fahrzeug in einem Gebiet (z.B. einem Kreis, Bundesland, Staat etc.), in dem ein bestimmtes Recht gilt, einem topographischen Bereich (z.B. einem bergigen, hügeligen oder flachen Gelände), einem geographischen Bereich (z.B. einem städtischen oder ländlichem) oder ähnlichem bewegt, und sie kann anschließend gemäß den Schritten 516 bis 522 des Algorithmuses 500 ausgeschaltet werden, wenn das Fahrzeug das gegenwärtige Gebiet mit einem bestimmten Rechtssystem, den topographischen Bereich, den geographischen Bereich o.ä. verlässt und in ein Gebiet mit einem anderen Rechtssystem, einem anderen topographischen Bereich, geographischen Bereich o.ä. gelangt. Die Fachleute werden andere Bedingungen auf der Grundlage der Fahrzeugposition finden, in welchen es wünschenswert sein kann, eine gegenwärtig ausgeführte EC-Routine auszuschalten, und alle anderen derartigen Bedingungen sollen in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Im Schritt 524 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er bestimmt, ob das Merkmal eines aktiven Signal-Sender-Empfängers vorliegt. Das Merkmal eines aktiven Signal-Sender-Empfängers liegt vorzugsweise vor, wenn das System 200 einen Signal-Sender-Empfänger 254 umfasst und/oder wenn das Schnittstellenmodul 246 einen Signal-Sender-Empfänger umfasst. Sonst liegt das Merkmal eines aktiven Signal-Sender-Empfängers nicht vor. Auf jeden Fall wird, falls der Steuercomputer 202 im Schritt 524 bestimmt, dass das Merkmal eines aktiven Signal-Sender-Empfängers vorliegt, bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 526 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob auf der Grundlage der ihm über den Signal-Sender-Empfänger 254 zugeführten Informationen eine Änderung im Motorsteuerroutinenbetriebsstatus gerechtfertigt ist. Wenn im Schritt 526 beispielsweise die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 des Algorithmuses 300 gegenwärtig ausgeführt wird und der Steuercomputer 202 über den Signal-Sender-Empfänger 254 die Information von einer getrennten Quelle empfängt, dass die Ausführung der EC-Routine nicht länger geboten ist, arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er einen Motorsteuerroutinenbetriebsstatusindikator in einen aktiven Status setzt. Wenn der Steuercomputer 202 in der obigen Situation andererseits bestimmt, dass eine Fortführung der Ausführung der EC-Routine geboten ist, dann arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 526 so, dass er den Motorsteuerroutinenbetriebsstatusindikator in einen inaktiven Status setzt. Im Schritt 528 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er bestimmt, ob der EC-Routinenbetriebsstatusindikator aktiv ist. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 530 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 des Algorithmuses 300 ausschaltet.
Aus dem Vorangegangenen sollte klar sein, dass die Schritte 524 bis 530 vorgesehen sind, um die Möglichkeit bereitzustellen, die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 des Algorithmuses 300 auf der Grundlage von einer getrennten Quelle bereitgestellten Informationen auszuschalten. Beispielsweise kann die EC-Routine ausgeführt werden, wenn sich das Fahrzeug in einem Gebiet (z.B. Kreis, Bundesland, Staat etc.) mit einem bestimmten Rechtssystem, einem topographischen Bereich (z.B. einem bergigen, hügeligen oder flachen Gelände), einem geographischen Bereich (z.B. städtischen oder ländlichen) o.ä. bewegt, in welchem eine Basisstation oder ein anderes getrenntes System die Spur des Fahrzeugs, welches das System 200 trägt, verfolgt. Falls das Fahrzeug anschließend das gegenwärtige Gebiet mit dem bestimmten Rechtssystem, dem gegenwärtigen topographischen Bereich, geographischen Bereich o.ä. verlässt und in ein Gebiet mit einer anderen Rechtsprechung, einem anderen topographischen Bereich, geographischem Bereich o.ä. gelangt, will die Basisstation bzw. das andere getrennte System möglicherweise mit dem Steuercomputer 202 in Kontakt treten, oder der Steuercomputer 202 will mit der Basisstation oder dem anderen getrennten System in Kontakt treten, wobei die Basisstation oder das andere getrennte System Anweisungen ausgibt, dass die gegenwärtig ausgeführte EC-Routine ausgeschaltet werden soll. Der Steuercomputer 202 arbeitet gemäß den Schritten 524 bis 530 des Algorithmuses 500 so, dass er derartige Anweisungen ausführt. Die Fachleute werden andere Anwendungen mit einem getrennten Signal auffinden, bei welchem es wünschenswert sein kann, aus der Entfernung eine gegenwärtig ausgeführte EC-Routine auszuschalten, und alle anderen derartigen Anwendungen sollen in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Bei der Ausführung des Algorithmuses wird vom Schritt 530 wie auch von den "NEIN"-Zweigen von den Schritten 524 und 538 zum Schritt 532 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob das Merkmal eines aktiven Steigungsanzeigers gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorliegt. Vorzugsweise liegt stets das Merkmal eines aktiven Steigungsanzeigers vor, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass der Steigungsanzeiger nur in geographischen Bereichen aktiviert werden kann, in denen Straßensteigungsänderungen häufig sind, wobei zum Ausführen dieser Bestimmung jede bekannte Technik verwendet werden kann, darunter bekannte GPS-Techniken, bekannte Motor-/Fahrzeugbetriebsbedingungsidentifizierungstechniken u.ä. Auf jeden Fall wird, wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 532 bestimmt, dass das Merkmal eines aktiven Steigungsanzeiger vorliegt, bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 534 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Steigungsanzeigerroutine gemäß einem anderen As pekt der vorliegenden Erfindung ausführt. Im Schritt 536 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er bestimmt, ob während der Ausführung der Steigungsanzeigerroutine aus Schritt 534 ein positiver Steigungsanzeiger gesetzt wurde. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmuses mit dem Schritt 538 fortgefahren, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 so ändert, dass er eine erhöhte Motorleistungsfähigkeit ermöglicht, solange der positive Steigungsanzeiger gesetzt ist. Ausgehend vom Schritt 538 und von dem "NEIN"-Zweig vom Schritt 536 wird die Ausführung des Algorithmuses mit dem Schritt 540 fortgesetzt, in welchem der Algorithmus 500 zu der ihn aufrufenden Routine zurückkehrt.
Aus dem Vorangegangenen sollte klar sein, dass die Schritte 532 bis 538 vorgesehen sind, um eine erhöhte Motorleistungsfähigkeit stets dann zur Verfügung zu stellen, wenn das Fahrzeug, welches den Motor 206 trägt, eine positive Steigung entlangfährt. Die Motorsteuerroutine (EC) aus Schritt 314 wird während der Bedingungen einer positiven Steigung entsprechend abgeändert, um so eine ausreichende Motorleistung zur Verfügung zu stellen, um die Steigung zu überwinden.
Nun zu den 23A und 23B: Dort ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 600 zum Ausführen der Steigungsanzeigerroutine aus Schritt 534 aus 19C gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Vorzugsweise wird der Algorithmus 600 vom Steuercomputer 202 ausgeführt und wird nachfolgend in dieser Eigenschaft beschrieben, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass der Algorithmus 600 alternativ von einem Hilfssteuercomputer ausgeführt werden kann, beispielsweise von dem Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242. Auf jeden Fall wird der Algorithmus 600 aus den 23A und 23B unter Bezug auf bestimmte Be triebsmerkmale desselben beschrieben werden, wie sie in den 20 bis 22 dargestellt sind.
Der Algorithmus 600 beginnt mit dem Schritt 602, und im Schritt 604 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er mittels eines Motordrehzahlsensors 218 die gegenwärtige Motordrehzahl (ES) bestimmt. Im Schritt 606 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er die gegenwärtige Motordrehzahl ES mit einer Bezugsmotordrehzahl ES_REF vergleicht. Falls ES größer oder gleich ES_REF ist, wird bei der Ausführung des Algorithmus mit dem Schritt 610 fortgefahren, in welchem der Steuercomputer 202 den gegenwärtigen Betriebsmodus als Dauerbetriebsmodus festsetzt. Sonst wird bei der Ausführung des Algorithmuses mit dem Schritt 608 fortgefahren, in welchem der Steuercomputer 202 den gegenwärtigen Betriebsmodus als Übergangsbetriebsmodus festsetzt. Bei einer Ausführungsform wird ES_REF auf eine Hochgeschwindigkeitsregelbegrenzung (HGR), so wie dieser Begriff im Fachgebiet bekannt ist, festgesetzt, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört ES_REF auf jeden gewünschten Motordrehzahlwert zu setzen. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmuses vom Schritt 610 zum Schritt 612 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er einen Betriebsparameter (OP) als Prozentzahl der verfügbaren Kraftstoffmenge (PAF) definiert. Bei einer Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er PAF als Verhältnis der dem Motor gegenwärtig zugeführten Kraftstoffmenge und der maximalen, dem Motor zuführbaren Kraftstoffmenge bestimmt, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, PAF als Funktion von einem oder mehreren anderen oder zusätzlichen Parametern wie etwa der prozentualen Drosselklappenöffnung, Motorlast u.ä. zu bestimmen. Bei der Ausführung des Algorithmus wird vom Schritt 612 zum Schritt 622 übergegangen.
Nach dem Schritt 608 wird die Ausführung des Algorithmuses bei einer Ausführungsform mit dem Schritt 614 fortgesetzt, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er einen Motorbeschleunigungswert (EA) vorzugsweise als Funktion der Motordrehzahl (ES) entsprechend wohlbekannten Gleichungen bestimmt. Im Schritt 616 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er eine Prozentzahl der verfügbaren Kraftstoffmenge (PAF) bestimmt, vorzugsweise so, wie es oben unter Bezug auf Schritt 612 beschrieben wurde, und dass er im Schritt 618 anschließend Laufmittelwerte EA_AV und PAF_AV der Werte für die Motorbeschleunigung (EA) bzw. der Prozentzahl der verfügbaren Kraftstoffmenge (PAF) bestimmt. Vorzugsweise arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er EA_AV und PAF_AV über vorbestimmte Zeitintervalle gemäß wohlbekannter Techniken bestimmt. Im Schritt 620 arbeitet der Steuercomputer anschließend so, dass er den Betriebsparamter OP als Verhältnis der Laufmittelwerte PAF_AV und EA_AV definiert. Anschließend wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 622 übergegangen. Alternativ zum Durchführen der Schritte 614 bis 620 kann der Algorithmus 600 vom Schritt 608 direkt zum Schritt 612 übergehen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er den Betriebsparameter streng als Funktion der Prozentzahl der verfügbaren Kraftstoffmenge (PAF) definiert.
Auf jeden Fall arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 622 so, dass er einen Zeitmesser zurücksetzt; z.B. indem eine Zeitvariable T gleich einem willkürlichen Wert wie etwa Null gesetzt wird. Im Schritt 624 arbeitet der Steuercomputer anschließend so, dass er bestimmt, ob der Betriebsparameter OP größer als ein Betriebsparameterschwellwert OP_TH für den vorliegenden Betriebsmodus ist. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 606 beispielsweise bestimmt hat, dass der Motor sich in einem Dauerbetriebsmodus befindet, arbeitet der Steuercom puter 202 im Schritt 624 so, dass er OP mit einer Dauerbetriebsschwelle OP_TH vergleicht. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 606 andererseits bestimmt hat, dass der Motor sich in einem Übergangsbetriebsmodus befindet, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 624 so, dass er OP mit einer Übergangsbetriebsschwelle OP_TH vergleicht. In beiden Fällen wird, wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 624 bestimmt, dass der Betriebsparameter OP kleiner als der Modus OP_TH ist, bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 626 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er den positiven Steigungsanzeiger zurücksetzt. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 624 andererseits bestimmt, dass der Betriebsparameter OP größer als oder gleich dem Modus OP_TH ist, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 628 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob die ausgezählte Zeit T einen Schwellschwert T_TH überschritten hat. Falls nicht, wird bei der Ausführung des Algorithmuses eine Schleife zum Schritt 624 zurückgeführt. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 628 jedoch bestimmt, dass die ausgezählte Zeit T den T_TH überschritten hat, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 630 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er den positiven Steigungsanzeiger setzt. Der Algorithmus 600 geht von sowohl dem Schritt 626, als auch dem Schritt 630 zum Schritt 632 über, in welchem bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 534 des Algorithmus 500 (19C) zurückgekehrt wird.
Aus dem Vorangegangenen sollte nunmehr ersichtlich sein, dass das Merkmal des Steigungsanzeigers der vorliegenden Erfindung dazu dienen soll, die Motorleistungsfähigkeit, also z.B. die Motordrehzahlbegrenzung, der in 14 dargestellten Motorsteuerroutine zu erhöhen, um dadurch dann, wenn das Fahr zeug eine positive Steigung entlangfährt, die Auswahl eines geeigneten Getriebegangschaltpunkts zu fördern oder zu ermöglichen. Um jedoch den positiven Steigungsanzeiger zuverlässig für alle Übersetzungsverhältnisse und Motordrehzahlen auf einen gewünschten Prozentwert für die Steigung zu bringen oder zu setzen, müssen die Wirkungen des Übersetzungsverhältnisses und der Fahrzeugbeschleunigung berücksichtigt werden.
Um die Komponente der Fahrzeugbeschleunigung zu berücksichtigen, teilt die vorliegende Erfindung den Motor-/Fahrzeugbetrieb in zwei getrennte Betriebsmoden, nämlich den Übergangs- und den Dauermodus. Der Übergangsmodus umfasst den Betriebsbereich unterhalb der sogenannten Hochleerlaufmotordrehzahlbegrenzung oder HGR-Bezugsdrehzahl. Genau in dieser Betriebsfläche kann das Fahrzeug beschleunigt werden. Im Dauermodus werden die Motordrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ konstant gehalten, und es gibt daher keine Beschleunigungskomponente in der Motorlast.
Im Übergangsmodus ist es wahrscheinlich, dass in allen außer den niedrigsten Gängen unter Vollgasbedingungen eine Drehmomentkurven-Kraftstoffzufuhr erreicht wird. Daher ist eine Prozentzahl von der verfügbaren Kraftstoffmengenschwelle allein oder ein Verhältnis von dieser nicht ausreichend, um eine positive Steigung anzugeben, und es wird eine weitere Schwelle benötigt, die sich mit dem Übersetzungsverhältnis ändert, insbesondere die Zeit. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit eine Zeitschwelle verwendet, um eine positive Steigung zu bestimmen, wenn der Betriebsparameter (PAF oder PAF_AV/EA_AV) auf einem vorbestimmten Schwellenwert (z.B. 100%) oder darüber liegt. Die Zeitschwelle ist im wesentlichen eine Funktion der Beschleunigungsfähigkeit des Fahrzeugs, weil die Zeitdauer, über die der Betriebsparameter (PAF oder PAF_AV/EA_AV) auf dem vorbestimmten Schwellwert (z.B 100%) oder darüber liegt, davon abhängt, wie lange es dauert, bis die HGR-Bezugsdrehzahl erreicht wird. In den allerniedrigsten Gängen des Getriebes ist die Beschleunigung hoch genug, so dass die HGR-Bezugsdrehzahl erreicht wird, bevor der Betriebsparameter (PAF oder PAF_AV/EA_AV) seine vorbestimmte Schwelle erreicht.
Die 20 und 21 stellen graphisch die Grundlage für die obige auf dem Übersetzungsverhältnis basierende PAF- und Zeitschwellentechnik dar. Nun zu 20: Dort ist eine Kurve der Prozentzahl der verfügbaren Kraftstoffmenge (PAF) gegen die Zeit gezeigt, welche eine beispielhafte Vollgasbeschleunigung durch die ersten fünf Gänge auf einer ebenerdigen Strecke für eine Art einer Motor-/Fahrzeuganordnung darstellt. Die Linie 550 steht für 100% verfügbarer Kraftstoffmenge, und die Wellenformen 552 bis 560 stehen für die Prozentzahlen der verfügbaren Kraftstoffmenge während der Beschleunigung durch jeden der ersten fünf Gänge. Wie aus 20 ersichtlich ist, wird in den ersten beiden Gängen der Wert von 100 der verfügbaren Kraftstoffmenge nicht erreicht, für die Gänge 3 bis 5 (und oberhalb) wird er getroffen/überschritten. Nun zu 21: Dort ist eine Kurve der Prozentzahl der verfügbaren Kraftstoffmenge (PAF) gegen die Zeit gezeigt, welche beispielhaft eine Vollgasbeschleunigung durch die ersten fünf Gänge mit der Motor-/Fahrzeuganordnung aus 20 zeigt, nur dass die Beschleunigung beim Durchfahren einer X-%igen Steigung erfolgt, wobei "X" für einen vorbestimmten Steigungswert steht. Es sollte beachtet werden, dass der Wert von 100% verfügbarer Kraftstoffmenge, wenn er auch bei den ersten beiden Gängen nicht erreicht wird, in den Gängen drei bis fünf früher und über längere Zeitdauern hinweg erreicht wird. In Anbetracht der in den 20 und 21 dargestellten Daten wurde der Betriebsparameterschwellwertübergangsmodus (Übergangs-OP_TH) so gewählt, dass er der durch die Linie 562 dargestellte ist, welcher ansteigt, wenn die Gangzahl ansteigt (bzw. umgekehrt, wenn der Zahlenwert des Übersetzungsverhältnisses sinkt), bis eine obere Grenze erreicht wird, die geringfügig unter dem Wert von 100% des verfügbaren Kraftstoffs liegt, um ein Rauschen im beobachteten Kraftstoffzufuhrwert zu erhalten. Wenn die Prozentzahl der verfügbaren Kraftstoffmenge ihren maximalen Wert erreicht (in den 20 und 21 dargestellten Beispiel in Gang 3), steigt die Zeitschwelle an. Auch wenn die Zeitschwellen in 20 und 21 nicht gezeigt sind, sollte beachtet werden, dass die Zeit, die beim Wert von 100% der verfügbaren Kraftstoffmenge oder in dessen Nähe verstreicht, deutlich größer ist, wenn eine positive Steigung durchfahren wird, als wenn ebenerdig gefahren wird.
Im Dauermodus wird eine geringere Kraftstoffzufuhr benötigt, um eine Motordrehzahl aufrechtzuerhalten, als um die Motordrehzahl zu erhöhen, und eine Überprüfung einiger Motoren weist darauf hin, dass die Prozentzahl der verfügbaren Kraftstoffmenge, welche benötigt wird, um die Motordrehzahl im Dauermodus zu halten, bei allen Gängen deutlich unter der Drehmomentkurvenkraftstoffzufuhr liegt, sich allerdings mit dem Übersetzungsverhältnis etwas ändert. Weil die Kraftstoffzufuhr in direktem Zusammenhang mit dem Motorausgangsdrehmoment steht, ist die Betriebsparameterschwelle im Dauerzustand (Dauerzustand-OP_TH) eine Prozentzahl der verfügbaren Kraftstoffmenge, die in einem nichtlinearen Zusammenhang mit dem Übersetzungsverhältnis steht. Das Ziel besteht somit darin, die Schwellwertbedingung im Dauerzustand unabhängig vom Übersetzungsverhältnis mit einer gegebenen Last an den Rädern in Beziehung zu setzen, wobei diese Beziehung durch die Gleichung (Moment der drehenden Masse des Schwungrads) =(Moment der drehenden Masse des Rads)/GR², wobei GR das Übersetzungsver hältnis des Getriebes ist, ausgedrückt wird. Vorzugsweise wird für eine gegebene Steigung und ein gegebenes Fahrzeuggewicht, Übersetzungsverhältnis (GR), Hinterachsenverhältnis (RAR) und Reifengröße (TS) ein Schwellwert (SSTH1) für die prozentuale Motorlast im Dauerzustand festgesetzt. Der 1:1-Schwellwert (SSTH) für die Motorlast im Dauerzustand ist durch SSTH = SSTH·GR (Abstimmung)·RAR (Abstimmung)·TS (Abstimmung) gegeben, wobei (Abstimmung) für die Werte steht, die für den anwendungsspezifischen Abstimmvorgang verwendet werden. Der vollständige Schwellwert (SSTHE) für die prozentuale Motorlast im Dauerzustand ist dann durch SSTHE = SSTH/(GR(Strom)·RAR·TS) gegeben, wobei die GR-, RAR-, und TS-Verhältnisse herausmultipliziert werden, um einen SSTHE-Wert zu erzeugen, der vom Übersetzungsverhältnis, RAR und der Reifengröße unabhängig ist. Nun zu 22: Dort ist eine Darstellung der Prozentzahl der verfügbaren Kraftstoffmenge gegen das Übersetzungsverhältnis unter Dauerzustandsbedingungen gezeigt, die die SSTHE-Kurve 570 umfasst, die die Grenze zwischen Bedingungen hoher und niedriger Last zieht.
Nun wieder zurück zu 14: Bei der Ausführung des Algorithmuses 300 wird vom Schritt 316 zum Schritt 318 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob irgendeine neue oder aufgefrischte Last-/Drehzahlgrenzinformation zur Verfügung steht. Wenn das System 200 beispielsweise ein GPS-System 250, einen Signal-Sender-Empfänger 254 und/oder ein Schnittstellenmodul 246 umfasst, können neue Last-/Drehzahlgrenzdaten von einer mehrerer dieser Quellen zur Verfügung stehen. Wenn derartige neuen oder aufgefrischten Last-/Drehzahldaten verfügbar sind, läuft bei der Ausführung des Algorithmuses eine Schleife zurück zum Schritt 304. Sonst läuft bei der Ausführung des Algorithmus eine Schleife zum Schritt 306 zurück.
Nun zu 24: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das einen Algorithmus 300' darstellt, der verwendet werden kann, um den Hauptmotorsteueralgorithmus 300 aus 14 zu ersetzen, wobei der Algorithmus 300' dahingehend erweitert ist, dass er das Herunterschalten mit den Motorsteuertechniken der vorliegenden Erfindung erleichtert. Der Algorithmus 300' ähnelt in vieler Hinsicht dem Algorithmus 300 aus 14, und es werden daher gleiche Zahlen verwendet, um gleiche Schritte zu bezeichnen. Es sind somit die Schritte 302, 304, 310, 312, 316 und 318 des Algorithmuses 300' mit den entsprechenden Schritten aus Algorithmus 300 identisch, und aus Gründen der Kürze der Darstellung wird hier daher auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet. Anders als im Algorithmus 300 wird im Algorithmus 300' aus 24 vom Schritt 304 zum Schritt 310 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob ein vorbestimmter Getriebegang gegenwärtig eingelegt ist, so wie es ausführlich unter Bezug auf den Algorithmus 300 aus 14 beschrieben wurde. Falls ja, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 312 so, dass er die Motorsteuerroutine (EC) (aus Schritt 316) ausschaltet, und bei der Ausführung des Algorithmuses 300' führt eine Schleife zum Schritt 310 zurück. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 310 andererseits bestimmt, dass gegenwärtig keiner der vorbestimmten Getriebegänge eingelegt ist, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 320 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob ein Gangschaltvorgang gegenwärtig anhängig oder aktiv ist, d.h. gerade durchgeführt wird. Bei einigen Ausführungsformen des Getriebes arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er das Gangschalten zwischen mindestens einigen der automatisch wählbaren Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 206 steuert, und in derartigen Fällen hat der Steuercomputer 202 eine interne Information darüber, ob gegenwärtig ein Gangschaltvorgang durchgeführt wird. Bei anderen Getriebeausführungsformen arbeitet das Getriebesteuermodul 242 so, dass es das Getriebegangschalten steuert und hat daher eine interne Information darüber, ob gegenwärtig ein Gangschaltvorgang durchgeführt wird. In derartigen Fällen arbeitet das Getriebesteuermodul 242 so, dass es eine derartige Information über die Kommunikationsdatenverbindung 244 dem Steuercomputer 202 mitteilt. Bei noch anderen Getriebeausführungsformen kann das Gangschalten zwischen mindestens einigen Übersetzungsverhältnissen von Hand gesteuert werden, wobei in diesem Falle der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob gegenwärtig ein Gangschaltvorgang durchgeführt wird, indem er das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis, die Motordrehzahl und die Getriebeschraubenwellendrehzahl, wie es im Fachgebiet bekannt ist, überwacht. Auf jeden Fall wird, wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 320 bestimmt, dass gegenwärtig ein Gangschaltvorgang durchgeführt wird, bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 322 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob der gerade in Durchführung befindliche Getriebegangschaltvorgang ein Herunterschalten ist. Falls ja, arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er im Schritt 324 eine Herunterschaltmarke oder einen anderen Anzeiger setzt, und dann zum Schritt 312 übergeht, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motorsteuerroutine (EC) ausschaltet. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 322 andererseits bestimmt, dass der in Durchführung befindliche Gangschaltvorgang kein Herunterschalten ist, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 312 übergegangen.
Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 320 bestimmt, dass gegenwärtig kein Gangschaltvorgang durchgeführt wird, geht der Algorithmus zum Schritt 326 über, in welchem der Steuercompu ter 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob die Herunterschaltmarke gesetzt ist. Falls nein, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 330 übergegangen. Falls der Steuercomputer 202 im Schritt 326 bestimmt, dass die Herunterschaltmarke gesetzt ist, dann wurde soeben ein Herunterschaltvorgang beendet, und bei der Ausführung des Algorithmuses wird zum Schritt 328 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Gangänderungsroutine durchführt und die Herunterschaltmarke zurücksetzt. Im Schritt 330 arbeitet der Steuercomputer anschließend so, dass er die Motorausgangsbedingungen (EOC) bestimmt und die Motorsteuerroutine (EC) ausführt, vorzugsweise so, wie es bezüglich der Schritte 306 und 314 des Algorithmus 300 (14) beschrieben wurde. Anschließend arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 318 so, dass er bestimmt, ob neue Last-/Drehzahlgrenzdaten verfügbar sind, so wie es unter Bezug auf 14 beschrieben wurde. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmus eine Schleife zum Schritt 304 zurückgeführt, und falls nicht, wird bei der Ausführung des Algorithmus eine Schleife zum Schritt 310 zurückgeführt.
Aus dem Vorangegangenen sollte es nun ersichtlich sein, dass der Algorithmus 300' eine Erweiterung bezüglich des Algorithmus 300 aus 14 dahingehend bereitstellt, dass anstelle des Wiederaufrufens der Motorsteuerroutine (EC) unmittelbar nach einem Getriebeherunterschalten wie beim Algorithmus 300 der Algorithmus 300' nach einem Getriebeherunterschalten und vor einem Wiederaufrufen der Motorsteuerroutine (EC) eine Gangänderungsroutine durchführt. Die Gangänderungsroutine aus Schritt 328 kann in einer Vielzahl von Weisen durchgeführt werden, und es werden daher nachfolgend drei Ausführungsformen unter Bezug auf die 25A bis 25C ausführlich beschrieben. Ein gemeinsamer Punkt bei jeder derartigen Routine be steht jedoch darin, dass die Motorsteuerroutine vorzugsweise nicht unmittelbar nach einem Getriebeherunterschalten wiederaufgerufen werden sollen, weil die Motorlast und die Motordrehzahl beide infolge des Herunterschaltens stark erhöht sein können. Auch wenn derartige Betriebsbedingungen direkt nach einem Herunterschalten rechts (d.h. bei größeren Motordrehzahlen) von der Grenze B1 liegen können, können sie auch oberhalb (d.h. bei höheren Motorlasten oder Prozentzahlen der Drosselklappenöffnung) der Grenze B2 und daher außerhalb des Bereichs U für unerwünschten Betrieb liegen. Falls eine Entscheidung darüber, ob die Motorsteuerroutine (EC) wieder aufgerufen werden soll, auf der Grundlage derartiger Betriebsbedingungen unmittelbar nach einem Herunterschalten erfolgt, schaltet der Steuercomputer 202 die EC-Routine nur aus, um die EC-Routine unmittelbar wieder aufzurufen, falls die Betriebsbedingungen in den Bereich U für unerwünschten Betrieb wieder zurückfallen, wie es oft der Fall sein kann, wenn der Motorbetrieb sich nach einem typischen Herunterschalten stabilisiert hat. Der Zweck der Gangänderungsroutine der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Unsicherheit dahingehend zu vermeiden, ob die Motorsteuerroutine (EC) nach einem Getriebeherunterschalten wieder aufgerufen oder ausgeschaltet werden soll. Auf jeden Fall ist die Gangänderungsroutine aus Schritt 328 von 24 vorzugsweise in dem Speicher 204 abgelegt und wird durch den Steuercomputer 202 ausgeführt. Alternativ kann der Gangänderungsalgorithmus durch einen Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242 ausgeführt werden, wobei Anweisungen bezüglich der Frage, ob die Motorsteuerroutine (EC) wieder aufgerufen oder ausgeschaltet werden soll und ein diesbezüglicher Zeitverlauf dem Steuercomputer 202 über die Kommunikationsdatenverbindung 244 zugeführt werden.
Nun zu 25A: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 640 zum Ausführen der Gangänderungsroutine aus Schritt 328 des Algorithmuses 300' darstellt. Der Algorithmus 640 beginnt mit dem Schritt 642, und im Schritt 644 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert, bevor zum Schritt 646 übergegangen wird, in welchem der Algorithmus 640 zum Schritt 328 des Algorithmus 300' aus 24 zurückkehrt. Mit dem Algorithmus 640 arbeitet der Steuercomputer 202 entsprechend bei der Ausführung des Algorithmuses 300' so, dass er nach einem Getriebeherunterschalten eine vorbestimmte Zeitdauer verzögert, um es dadurch den Motorbetriebsbedingungen zu ermöglichen, sich einzustellen, bevor eine Entscheidung dahingehend erfolgt, ob die Motorsteuerroutine (EC) wieder aufgerufen oder ausgeschaltet wird. Bei einer Ausführungsform beträgt die vorbestimmte Verzögerung näherungsweise 2 bis 3 Sekunden, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass jede gewünschte Verzögerungsdauer bereitgestellt werden kann.
Nun zu 25B: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das eine alternative Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 650 zum Ausführen der Gangänderungsroutine aus Schritt 328 des Algorithmus 300' darstellt. Der Algorithmus 650 beginnt mit dem Schritt 651, und im Schritt 652 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er eine durchschnittliche Änderungsrate des gegebenen Gases (CT_ROC) bestimmt. Vorzugsweise arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er CT_ROC bestimmt, indem das Beschleunigungspedalsignal auf dem Signalpfad 214 mittels wohlbekannter Gleichungen verarbeitet wird. Im Schritt 653 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass der einen Zeitverzögerungsparameter T_D in Funktion von CT_ROC setzt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform arbeitet der Steuercom puter 202 im Schritt 653 so, dass er CT_ROC mit einem Schwellwert für CT_ROC vergleicht. Falls CT_ROC unterhalb des Schwellwerts für CT_ROC liegt, arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er den Zeitverzögerungsparameter T_D auf einen hohen Zeitwert setzt, während, wenn CT_ROC auf dem Schwellwert oder darüber liegt, der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er den Zeitverzögerungsparameter T_D auf einen niedrigen Zeitwert setzt. Bei einer alternativen Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 653 so, dass er T_D als kontinuierliche Funktion definiert, die invers proportional zu CT_ROC ist. Wenn somit bei dieser Ausführungsform CT_ROC ansteigt, sinkt T_D. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmuses vom Schritt 653 zum Schritt 654 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er einen Zeitnehmerparameter (T) auf einen willkürlichen Wert, z.B. auf Null, setzt, und im Schritt 655 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er den Zeitnehmerparameter (T) mit dem Zeitverzögerungswert T_D vergleicht. Falls im Schritt 655 T kleiner oder gleich T_D ist, führt bei der Ausführung des Algorithmuses eine Schleife zum Schritt 655 zurück. Falls der Steuercomputer 202 im Schritt 655 andererseits bestimmt, dass T den Wert T_D überschritten hat, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 656 übergegangen, in welchem der Algorithmus 650 zum Schritt 328 des Algorithmus 300' aus 24 zurückkehrt. Diese Technik erlaubt es, dass sich die Motorbetriebsbedingungen dem Dauerzustand weiter nähern, bevor entschieden wird, ob die Motorsteuerroutine (EC) wieder aufgerufen oder ausgeschaltet wird, indem nach einem Herunterschalten für eine definierbare Zeitdauer eine Verzögerung erfolgt. Bei dieser Ausführungsform ist die Zeitverzögerung eine Funktion der durchschnittlichen Änderungsrate des gegebenen Gases. Wenn ein Fahrzeugführer nach einem Herunterschalten schnell beschleunigt, wird diese Zeitverzögerung im allgemeinen klein sein, weil die Dauerzu stands-(oder Nahezu-)-Dauerzustandsbedingungen schnell erreicht werden. Wenn der Fahrzeugführer jedoch nach einem Herunterschalten langsam beschleunigt, wird diese Zeitverzögerung größer sein, weil es im allgemeinen länger dauern wird, bis Dauerzustands-(oder Nahezu-)-Dauerzustandsbedingungen erreicht werden.
Nun zu 25C: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das eine weitere alternative Ausführungsform eines Softwarealgorithmus 660 zum Ausführen der Gangänderungsroutine aus Schritt 328 des Algorithmuses 300' darstellt. Der Algorithmus 660 beginnt mit dem Schritt 662, und im Schritt 664 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die Motorlast (EL) oder die Prozentzahl der Drosselklappenöffnung (%THR) überwacht. Im Schritt 666 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er EL und %THR mit einem Schwellwert TH vergleicht. Wenn EL oder %THR größer als TH ist, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 668 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er ein laufendes Motorlastmittel EL_AV von entweder EL oder %THR berechnet. Vorzugsweise arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er das laufende Mittel über ein gerade verstrichenes Zeitintervall berechnet, wobei die Länge des Zeitintervalls so gesetzt werden kann, wie es gewünscht ist. Nach dem Schritt 668 führt bei der Ausführung des Algorithmus eine Schleife zum Schritt 664 zurück.
Wenn im Schritt 666 EL oder %THR unterhalb von TH liegt, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 670 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Zeitverzögerung T_D als Funktion von EL_AV setzt. Wenn beispielsweise das laufende Motorlastmittel klein ist, kann die Zeitverzögerung T_D gering sein, wohingegen, wenn das laufende Motorlastmittel hoch ist, die Zeitverzögerung T_D größer sein kann. Den Fachleuten wird klar sein, dass die Zeitverzögerung T_D alternativ als jede gewünschte Funktion des laufenden Motorlastmittels definiert werden kann, und dass jede derartige Funktion im Bereich der vorliegenden Erfindung fehlt. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmus vom Schritt 670 bis zum Schritt 672 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er einen Zeitnehmerparameter (T) auf einen willkürlichen Wert, z.B. auf Null, setzt, und im Schritt 674 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er den Zeitnehmerparameter T mit dem Zeitverzögerungswert T_D vergleicht. Falls T kleiner oder gleich T_D ist, führt bei der Ausführung des Algorithmuses eine Schleife zum Schritt 674 zurück. Falls der Steuercomputer 202 andererseits bestimmt, dass T den Wert T_D überschreitet, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 676 übergegangen, in welchem der Algorithmus 660 zum Schritt 328 des Algorithmus 300' aus 24 zurückkehrt.
Mit dem Algorithmus 660 kann der Steuercomputer 202 entsprechend so arbeiten, dass er nach einem Getriebeherunterschalten ein laufenden Motorlastmittel berechnet und überwacht und eine Verzögerungsdauer definiert, wenn die momentane Motorlast (oder die Prozentzahl der Drosselklappenöffnung) unter einen Schwellwert fällt. Die Verzögerungsdauer T_D ist vorzugsweise ein definierbares Zeitfenster, das auf dem jüngsten Wert des laufenden Motorlastmittels basiert. Auf jeden Fall arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er das Fällen einer Entscheidung verzögert, ob die Maschinensteuerroutine (EC) wieder aufgerufen oder ausgeschaltet werden soll, bis die Zeitdauer T_D verstrichen ist. Auf diese Weise hängt die Zeitverzögerung nach einem Getriebeherunterschalten von einem laufenden Motorlastmittelwert nach dem Herunterschalten ab.
Nun zu 26: Eine weitere Technik zum Steuern eines Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung wird ausführlich beschrieben werden, wobei 26 ein Beispiel einer typischen Motorausgangsleistungskurve 262 gegen die Motordrehzahl zeigt, welche identisch mit der aus 13 ist. In dem gezeigten Beispiel steigt die Motorausgangsleistung steil auf eine Spitzenleistung bei näherungsweise 1500 Umdrehungen/Minute an. Anschließend fällt die Motorausgangsleistung mit ansteigender Motordrehzahl leicht ab, bis die Motordrehzahl eine "festgesetzte" oder "geregelte" Drehzahl (im gezeigten Beispiel annähernd 1800 Umdrehungen/Minute) erreicht, wobei die festgesetzte oder Regeldrehzahl einer Motordrehzahl entspricht, bei der die Motorausgangsleistungscharakteristik eine in der Werbung angegebene Ausgangsleistung erreicht. Anschließend fällt die Motorausgangsleistung in einem Bereich, der typischerweise als "ABFALL"-Bereich bezeichnet wird, scharf auf Null ab. Wie im Fachgebiet bekannt, bildet die Leistungskurve 262 typischerweise einen Teil der im Speicher 204 abgelegten und durch den Steuercomputer 202 ausführbaren Motorkalibrierungssoftware.
Der Kurve 262 der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl überlagert sind eine Anzahl von bremsspezifischen Kraftstoffverbrauchs-(BSKV)-Konturen (die gestrichelt gezeigt sind), wobei die Flächen zwischen jeder solchen BSKV-Kontur sogenannte BSKV-Inseln bilden, wie es oben unter Bezug auf 13 beschrieben wurde. Allgemein entspricht die BSKV-Kontur 264 einer Motorausgangsleistung/einem Motordrehzahlpunkt (oder -bereich) an/in dem der Motor 206 am wirksamsten arbeitet, d.h., wo die beste Kraftstoffwirtschaftlichkeit erzielt wird. Die zwischen den BSKV-Konturen 264 und 266 definierte BSKV-Insel entspricht einem Motorausgangsleistungs/Motordrehzahlbereich, in welchem der Motor 206 weniger wirk sam arbeitet als auf der BSKV-Kontur 264, jedoch mit einer besseren Wirksamkeit als unter Motorleistungs/Motordrehzahlbedingungen außerhalb dieser Insel. In ähnlicher Weise entspricht die zwischen der BSKV-Kontur 266 und 268 definierte BSKV-Insel einem Motorausgangsleistungs/Motordrehzahlbereich, in welchem der Motor 206 weniger wirksam arbeitet als in der zwischen den BSKV-Konturen 264 und 266 definierten Insel, usw.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Anzahl von Motorlast-/Motordrehzahl-(Last-Drehzahl-)-Grenzen (z.B. B1, B2 und optional B3) bezogen auf die Kurve 262 definiert, um einen Bereich "U" für unerwünschten Motorbetrieb zu bilden, wodurch der Steuercomputer 202 so arbeiten kann, dass er den Betrieb des Motors 206 so steuert, insbesondere während des Hochschaltens durch mindestens einige der Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 208, das einen Motorbetrieb außerhalb des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb, so wie es oben unter Bezug auf die 13 bis 19 beschrieben wurde, aufrechterhalten oder gefördert wird. Beispielsweise kann der Bereich U als der Bereich definiert werden, der von der Grenze B1, der Grenze B2 und dem ABFALL-Bereich der Leistungskurve 262 umgeben ist. Alternativ kann der Bereich U als der Bereich definiert werden, der von den Grenzen B1, B2 und B3 (gestrichelt gezeichnet) umgeben ist. Zur vorliegenden Erfindung gehört es auch, dass andere Bereiche U innerhalb der Leistungskurve 262 und/oder diese umfassend definiert werden, und durch die Verwendung einer Steuerstrategie der gerade beschriebenen Art kann der Betrieb des Motors 206 bezogen auf die Motorausgangsleistungskurve 262 optimiert werden, um dadurch Kraftstoffwirtschaftlichkeitsziele zu erreichen. Es ist klar, dass eine derartige Steuerstrategie alternativ dazu verwendet werden kann, den Betrieb des Motors 206 bezogen auf eine Kurve des Motorausgangsdrehmoments gegen die Motordrehzahl zu steuern, wobei das Motorausgangsdrehmoment zur Motorausgangsleistung in im Fachgebiet wohlbekannter Weise in Beziehung steht, und dass eine derartige alternative Steuerung in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen soll. Nachfolgend können die Kurve 262 der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl und/oder die zugehörige Kurve des Motorausgangsdrehmoments gegen die Motordrehzahl für die Zwecke der vorliegenden Erfindung mit dem breiten Begriff "Motorausgangscharakteristikkarte" bezeichnet werden. Die Fachleute werden daher erkennen, dass die vorliegende Erfindung auf das Steuern des Betriebs des Motors 206 bezogen auf eine Motorausgangscharakteristikkarte gerichtet ist.
Wie bei der unter Bezug auf die 13 bis 19 beschriebenen und dargestellten Ausführungsform kann die Anzahl der Grenzen bei dieser Ausführungsform variabel sein, und gemäß einer Anzahl von bevorzugten Techniken definiert werden, wie es nachfolgend ausführlicher beschrieben werden wird. In ähnlicher Weise kann die Steuerung des Motors 206 zum Aufrechterhalten oder Fördern des Betriebs außerhalb des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb gemäß einer Anzahl von bevorzugten Techniken ausgeübt werden, und eine Anzahl von bevorzugten Betriebs- oder weiteren Bedingungen können vom Steuercomputer 202 erkannt werden, um eine derartige Steuerung zeitweise außer Kraft zu setzen, was sämtlich hier ausführlicher beschrieben wurde oder werden wird. Auf jeden Fall gehört zur vorliegenden Erfindung auch eine Anzahl von Techniken zum Festsetzen oder Definieren der Anzahl der Grenzen. Beispielsweise können derartige Grenzen einen Teil einer ursprünglichen Motorkalibrierung bilden, wobei derartige Grenzen im Speicher 204 des Steuercomputers 202 abgelegt sind. Vorzugsweise können die im Speicher 204 vorhandenen Grenzen anschließend mittels der Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 258 anschließend eingestellt oder "angepasst" werden. Alternativ können die Grenzen gänzlich über die Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 258 festgesetzt oder definiert werden, wobei derartige Grenzen im Speicher 204 abgelegt werden. Gemäß einer weiteren Alternative können die Grenzen in Abhängigkeit von einer äußeren Information, beispielsweise von einem GPS-Empfänger 252, einem Signal-Sender-Empfänger 254 u.ä. festgesetzt/definiert und/oder geändert werden, wie es oben unter Bezug auf die 13 bis 19 beschrieben wurde.
Anders als bei der unter Bezug auf die 13 bis 19 beschriebenen und dargestellten Ausführungsform ist die Grenze B1 gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als Teilfunktion oder -abschätzung von einer oder mehreren gewünschten Konturen aus den BSKV-Konturen 264, 266, 268 definiert. Ein Beispiel einer bevorzugten Technik zum Definieren der Grenze B1 ist in 26 dargestellt, in welcher die Grenze B1 aus zwei Grenzsegmenten B' und B'' gebildet ist. Bei einer Ausführungsform ist das Segment B' vorzugsweise als gerade vertikale Linie (z.B. konstante Motordrehzahl) definiert, die einen gewünschten Wert niedriger Motordrehzahl/niedriger Motorlast und einen Punkt minimaler Last aus einer gewünschten Kontur von den BSKV-Konturen. Bei der in 26 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich das Grenzsegment B' beispielsweise als Linie konstanter Motordrehzahl zwischen einem Punkt 680 mit keiner Last und einem Punkt 682 minimaler Last der BSKV-Kontur 268, wobei der konstante Motordrehzahlwert näherungsweise 1100 Umdrehungen/Minute entspricht. Andererseits folgt das Segment B'' vorzugsweise der BSKV-Kontur ausgehend von ihrem Punkt minimaler Last, bis B1 einen gewünschten Punkt hoher Last schneidet. Bei der in 26 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Grenze B'' beispielsweise längs der BSKV-Kontur 268 von einem Punkt 682 (Schnittpunkt von B') zum Punkt 684, an welchem die Kontur 268 die Leistungskurve 262 schneidet. Alternativ kann sich, wie es bei der in 26 dargestellten Ausführungsform gezeigt ist, die Grenze B'' längs der BSKV-Kontur 268 vom Punkt 682 niedriger Last zu einem vorbestimmten Punkt 686 hoher Last erstrecken. In beiden Fällen ist die Grenze B1 als Zusammensetzung aus den Segmenten B' und B'' definiert, d.h. B1 erstreckt bei niedrigen Motorlasten und Motordrehzahlen längs B' und folgt bei steigenden Motorlast- und Motordrehzahlwerten B''.
Die Grenze B2 kann, so wie es oben unter Bezug auf die 13 bis 19 beschrieben wurde, als beliebiger Wert hoher Last (oder hoher Prozentzahl der Drosselklappenöffnung) unter Einschluss von 100% Drosselklappenöffnung, d.h. der Leistungskurve 262 definiert werden. Entsprechend kann auch B3 so definiert werden, wie es oben unter Bezug auf die 13 bis 19 beschrieben wurde, dass sie einen Punkt hoher Drehzahlhoher Last und einen Punkt hoher Drehzahl/niedriger Last schneidet. Wie in 26 dargestellt, kann die Grenze B3 beispielsweise so definiert werden, dass sie den Punkt 688 hoher Drehzahl/hoher Last und den Punkt 690 hoher Drehzahlniedriger Last schneidet.
Nun zu 27: Die Grenze B1 kann alternativ als eine Kombination der Segmente B' und B'' definiert werden, wobei das Segment B' nicht notwendigerweise ein Liniensegment mit konstanter Motordrehzahl definiert. Bei dieser Ausführungsform kann das Segment B' jede gewünschte Funktion definieren, welche einen Punkt niedriger Motordrehzahl/niedriger Motorlast und einen gewünschten Punkt aus den BSKV-Konturen irgendwo längs der Kontur schneidet. Bei der in 27 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich das Segment B' beispielsweise von einem Punkt 680 niedriger Motordrehzahl (z.B. 1100 U/Min.)/keiner Last über die BSKV-Kontur 268 am Punkt 692 hinweg, wobei das Segment B' dazwischen eine relativ gerade Linie definiert. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich das Segment B'' vom Punkt 692 (Schnittpunkt von B') zu einem Punkt 684 oder 686 niedriger Motordrehzahl/hoher Motorlast, und die Grenzen B2 und B3 können definiert werden, wie es unter Bezug auf die 26 beschrieben wurde.
Nun zu 28: Die Grenze B1 kann alternativ als eine Kombination von Segmenten B' und B'' definiert werden, wobei das Segment B' nicht notwendig ein Liniensegment konstanter Motordrehzahl definiert, und wobei die Grenze B'' zwischen zwei gewünschten BSKV-Konturen fällt und eine Abschätzung einer dazwischenliegenden BSKV-Kontur darstellt. Bei dieser Ausführungsform kann das Segment B' jede beliebige Funktion definieren, die einen Punkt niedriger Motordrehzahl/niedriger Motorlast und einen gewünschten Punkt niedriger Drehzahl/hoher Motorlast zwischen zwei gewünschten BSKV-Konturen schneidet. Bei der in 28 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich das Segment B' beispielsweise von dem Punkt 680 niedriger Motordrehzahl (z.B. 1100 U/Min.)/keiner Last durch den Punkt 694 niedriger Motordrehzahl/hoher Motorlast, wobei das Segment B' dazwischen eine relativ gerade Linie definiert. Bei dieser Ausführungsform ist das Segment B'' eine Abschätzung einer BSKV-Kontur, die es zwischen den BSKV-Konturen 266 und 268 gibt, und die durch den Punkt 694 (Schnittpunkt von B') und einen der Punkt 696 und 698 verläuft. Bei einer Ausführungsform kann das Segment B'' so abgeschätzt werden, dass man zwischen den Konturen 266 und 268 so interpoliert, dass die resultierende abgeschätzte Kontur den Punkt 694 durchläuft, wobei der Punkt 694 jedem gewünschten Lastwert bezogen auf die geschätzte Kontur entspricht. Bei dem in 28 dargestellten Beispiel entspricht der Punkt 694 beispielsweise dem Punkt minimaler Last der geschätzten Kontur B''. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Segment B'' dadurch geschätzt werden, dass B'' als mathematische Funktion (z.B. als Polynom n-ter Ordnung) modelliert wird, welche den Punkt 694 und einen der Punkte 696 und 698 durchläuft. Auf jeden Fall können die Grenzen B2 und B3 definiert werden, wie es unter Bezug auf die 26 beschrieben wurde.
Nun zu 29: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das einen Algorithmus 350' darstellt, der verwendet werden kann, um den Grenzbestimmungsalgorithmus 350 aus 15 (d.h. Schritt 304 des Algorithmus 300 oder des Algorithmus 300') zu ersetzen, wenn die Grenze B1 wie in den 26 bis 28 dargestellt definiert wird. Der Algorithmus 350' ähnelt in vieler Hinsicht dem Algorithmus 350 aus 15, und daher werden gleiche Zahlen verwendet, um gleiche Schritte zu kennzeichnen, und aus Gründen der Kürze der Darstellung wird hier auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet. Anders als beim Algorithmus 350 wird beim Algorithmus 350' aus 29 vom Schritt 356 zum Schritt 358' übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Last/Drehzahlgrenze B' berechnet, die einen Punkt niedriger Last/Drehzahl und einen Punkt niedriger Drehzahl/hoher Last schneidet, wie es unter Bezug auf eine der 26 bis 28 beschrieben wurde. Entsprechend wird beim Algorithmus 350' vom Schritt 362 zum Schritt 364' übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Grenze B' als Funktion von P1 und der NEIGUNG (aus Schritt 362) berechnet. Von den beiden Schritten 358' und 360' aus wird zum Schritt 363 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Last-/Drehzahlgrenze B'' berechnet, die B' und entweder die Leistungskurve 262 oder eine vorbestimmte hohe Motordrehzahl oder entsprechende prozentuale Drosselklap penöffnungen schneidet, wie es bezogen auf eine der 26 bis 28 beschrieben wurde. Im Schritt 365 wird die Grenze B1 anschließend als Kombination von B' und B'' definiert, wie es oben beschrieben wurde. Die verbleibende Schritte des Algorithmus 350' sind mit den mit den gleichen Zahlen bezeichneten Schritten des Algorithmus 350 aus 15 identisch.
Nun zu 30: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das einen Algorithmus 400' darstellt, der verwendet werden kann, um die Motorsteuerroutine 400 oder 450 aus 17A bzw. 17B (d.h. Schritt 314 des Algorithmus 300 oder Schritt 330 des Algorithmus 300') zu ersetzen, wenn die Grenze B1 wie in den 26 bis 28 dargestellt definiert wird. Der Algorithmus 400' ähnelt in vieler Hinsicht dem Algorithmus 400 aus 17A, und es werden daher gleiche Zahlen verwendet, um gleiche Schritte zu kennzeichnen, und aus Gründen der Kürze der Darstellung wird hier auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet. Anders als beim Algorithmus 400 wird beim Algorithmus 400' aus 30 vom Schritt 404 zum Schritt 406' übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob die Motorausgangsbedingungen (EOC) größer oder gleich der Grenze B2 sind, d.h. ob EOC einer Motorlast oder einer prozentualen Drosselklappenöffnung oberhalb von oder auf B2 entspricht. Entsprechend unterscheidet sich der Algorithmus 400' vom Algorithmus 400 auch im Schritt 414', in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er dem Motor 206 Kraftstoff zuführt, um die Motorbetriebsbedingungen auf die Grenze B1 zu begrenzen, seien dies die Motorlast und/oder die Motordrehzahl und/oder eine oder mehrere weitere Motorbetriebsbedingung(en). Alle anderen Schritte des Algorithmus 400' sind mit gleichen Zahlen bezeichneten Schritten des Algorithmus 400 aus 17A identisch.
Nun wird unter Bezug auf die 31 bis 36 noch eine weitere Technik zum Steuern eines Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben werden. 31 zeigt ein Beispiel einer typischen Kurve 262 der Motorausgangslast gegen die Motordrehzahl, die mit der aus den 13 und 26 identisch ist. Der Kurve 262 der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl überlagert sind eine Anzahl von bremsspezifischen Kraftstoffverbrauchs-(BSKV)-Konturen (die gestrichelt gezeigt sind), wobei die Flächen zwischen allen derartigen BSKV-Konturen so genannte BSKV-Inseln definieren, wie es oben unter Bezug auf die 13 beschrieben wurde. Allgemein entspricht die BSKV-Kontur 264 einem Punkt (oder Bereich) der Motorausgangsleistung/Motordrehzahl, an welchem der Motor 206 am wirksamsten arbeitet, d.h. an welchem die beste Kraftstoffwirtschaftlichkeit erzielt wird. Die zwischen den BSKV-Konturen 264 und 266 definierte BSKV-Insel entspricht einem Bereich der Motorausgangsleistung/Motordrehzahl, in welchem der Motor 206 weniger wirksam arbeitet als auf der BSKV-Kontur 264, jedoch noch wirksamer als unter Bedingungen der Motorausgangsleistung/Motordrehzahl außerhalb dieser Insel. In ähnlicher weise entspricht die zwischen den BSKV-Konturen 266 und 268 definierte BSKV-Insel einem Bereich der Motorausgangsleistung/Motordrehzahl, in welchem der Motor 206 weniger wirksam arbeitet als in der zwischen den BSKV-Konturen 264 und 266 definierten Insel usw.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Motorlast-/Motordrehzahlkontur wie beispielsweise die in 31 dargestellte Kontur C zwischen Bedingungen niedriger Last, vorzugsweise einer 0%igen Last, und hoher Motorlast, vorzugsweise einer 100%igen Last, definiert. Die Motorlast-/-drehzahlkontur wird dann im Falle von automatisch wählbaren Getriebegängen als Grundlinie zum Definieren automatischer Schaltpunkte relativ zu ihr, im Falle, dass das Getriebe 208 ein kontinuierlich veränderliches Getriebe (CVT) zum Definieren wirksamer Übersetzungsverhältnisse, oder im Falle von von Hand wählbaren Übersetzungsverhältnissen zum Begrenzen der Motordrehzahl relativ zu ihr verwendet, so dass der Motorbetrieb in einer gewünschten Nähe zur Kontur C gehalten wird. Bei einer Ausführungsform erstreckt sich die Kontur C zwischen den Motorlastwerten 0 bis 100 entsprechend dem zwischen diesen verlaufenden kraftstoffwirtschaftlichsten Pfad. Eine derartige Kontur C kann beispielsweise mittels des SAE J1939/71-Asymmetrieanpassungsstandard berechnet werden. Alternativ kann die Kontur C so definiert werden, dass sie bei einer vorbestimmten Motordrehzahl bei niedriger oder Nulllast beginnt und zu einer Last von 100% (definiert durch die Leistungskurve 262) über den dazwischen verlaufenden Kraftstoffwirtschaftlichsten Pfad übergeht. Diese letztere Situation ist in 31 dargestellt, in welcher die Motordrehzahl mit Nulllast so definiert ist, dass sie näherungsweise 850 U/Min. beträgt, und in der die Kontur C den kraftstoffwirtschaftlichsten Pfad ausgehend von 850 U/Min. zur Leistungskurve 262 durchläuft. Es sei angemerkt, dass die Kontur C bei dieser Ausführungsform den Punkt niedrigster Last jeder der BSKV-Konturen 264, 266 und 268 durchläuft, wodurch sie den kraftstoffwirtschaftlichsten Pfad durch diese veranschaulicht. Es ist jedoch klar, dass es zur vorliegenden Erfindung gehört, die Kontur C gemäß irgendwelchen erwünschten Kriterien zu definieren und die Getriebeschaltpunkte (bei automatisch wählbaren Getriebegängen), die wirksamen Übersetzungsverhältnisse (CVT) oder die Motordrehzahlbegrenzungen (bei von Hand wählbaren Getriebegängen) um eine Kontur herum zu basieren, um dadurch die Motorbetriebsbedingungen innerhalb eines erwünschten Nahbereichs von der Kontur C zu halten. Es sei jedoch angemerkt, dass bei einem kontinuierlich veränderlichen Getriebe dessen wirksame Übersetzungsverhältnisse entsprechend den hier beschriebenen Konzepten gesteuert werden können, so dass der Motorbetrieb unter allen Betriebsbedingungen unterhalb der Vollleistung (z.B. auf der Leistungskurve 262) auf der Kontur C oder in deren unmittelbarer Nähe gehalten werden können, um dadurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu maximieren.
Indem Schaltpunkte eines oder mehrerer automatisch wählbarer Getriebegänge gesteuert werden, ist die Ausführungsform aus den 31 bis 36 auf Systeme anwendbar, bei denen das Getriebe 208 eine Anzahl von automatisch wählbaren Gängen umfasst. Bei derartigen Ausführungsformen umfasst das Getriebe 208 typischerweise ein Getriebesteuermodul 242 mit einem Hilfssteuercomputer, der über eine Kommunikationsdatenverbindung 244 mit dem Steuercomputer 202 verbunden ist, so wie es oben unter Bezug auf die 12 beschrieben wurde. In derartigen Systemen können Algorithmen zum Steuern der Getriebeschaltpunkte um die Kontur C aus 31 herum entweder durch den Steuercomputer 202 oder durch den Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242 ausgeführt werden, wobei die beiden Computer Informationen über die Datenverbindung 242 in bekannter Weise austauschen können. Bei einer Ausführungsform kann der Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242 beispielsweise Algorithmen zum Steuern der Schaltpunkte der automatisch wählbaren Gänge des Getriebes 208 ausführen, wobei diese Algorithmen nachfolgend unter Bezug auf die 32, 34A bis 34B und 36A bis 36B ausführlicher beschrieben werden, wobei sämtliche Daten oder weitere Informationen, die vom Steuercomputer 202 benötigt werden, mittels des Hilfssteuercomputers in dem Getriebesteuermodul 242 über die Kommunikationsdatenverbindung 244 erhalten oder ausgesandt werden können. Alternativ kann der Steuercomputer 202 derartige Algorithmen ausführen, wobei Daten oder weitere Informationen, die von dem Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242 benötigt werden, von dem Steuercomputer 202 über die Kommunikationsdatenverbindung 244 erhalten oder ausgesandt werden können. Es sei angemerkt, dass die vorangehende Erörterung, die sich auf den Computer bezieht, welcher so arbeitet, dass er den einen oder die mehreren Algorithmen ausführt, auch für den Fall gilt, in dem das Getriebe 208 ein kontinuierlich veränderliches Getriebe ist.
Nun zu 32: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 800 zum Steuern der Schaltpunkte eines automatischen Getriebes um eine Motorlast-/-drehzahlkontur C herum und/oder zum Begrenzen der Motordrehzahl zum Fördern eines Schaltens von Hand um die Kontur C gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Auch wenn nachfolgend beschrieben wird, dass der Algorithmus 800 durch den Steuercomputer 202 ausgeführt wird, ist es klar, dass der Algorithmus 800 alternativ durch den Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242, falls es einen solchen gibt, wie oben beschrieben ausgeführt werden kann. Auf jeden Fall beginnt der Algorithmus 800 mit dem Schritt 802, und im Schritt 804 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er eine Motorlast-/-drehzahlkontur C bestimmt, vorzugsweise unter Verwendung einer oder mehrerer der oben beschriebenen Techniken. Im Schritt 806 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er die Motorausgangsbedingungen (EOC) bestimmt, ebenfalls vorzugsweise unter Verwendung einer oder mehrerer der oben (z.B. unter Bezug auf den Algorithmus 300 oder 300') beschriebenen Techniken. Im Schritt 808 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er bestimmt, ob die im Schritt 806 bestimmten Motorbetriebsbedingungen (EOC) anzeigen, dass der Motorbetrieb sich der Kontur C von der linken Seite her nähert, d.h. dass sich die Motordrehzahl erhöht, wobei die ge genwärtige Motordrehzahl und -last kleiner als die Werte auf der Kontur C sind. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 810 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Hochschaltroutine ausführt und anschließend zum Schritt 816 übergeht. Falls der Steuercomputer 202 im Schritt 808 andererseits bestimmt, dass EOC sich der Kontur C sich nicht von der linken Seite her nähert, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 812 übergegangen.
Im Schritt 812 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er bestimmt, ob die im Schritt 806 bestimmten Motorbetriebsbedingungen (EOC) anzeigen, dass sich der Motorbetrieb der Kontur C von der rechten Seite her nähert, d.h. dass sich die Motordrehzahl verringert, wobei die gegenwärtige Motordrehzahl und -last größer sind als die Werte auf der Kontur C. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 814 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Herunterschaltroutine ausführt und zum Schritt 816 des Algorithmuses 800 übergeht. Falls der Steuercomputer 202 im Schritt 812 andererseits bestimmt, dass sich EOC der Kontur C nicht von der rechten Seite her nähert, geht der Algorithmus zum Schritt 816 über, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob eine neue Last-/Drehzahlkontur oder diesbezügliche Daten verfügbar ist/sind. Wenn das System 200 (siehe 12) beispielsweise ein GPS-System 250, einen Signal-Sender-Empfänger 254 und/oder ein Schnittstellenmodul 246 umfasst, können neue Last-/Drehzahlkonturdaten von einer oder mehreren dieser Quellen her verfügbar sein. Falls im Schritt 816 derartige neue oder aufgefrischte Last-/Drehzahlkonturdaten verfügbar sind, wird bei der Ausführung des Algorithmuses eine Schleife zum Schritt 804 zurückgeführt. Sonst wird bei der Ausführung des Algo rithmuses eine Schleife zum Schritt 806 zurückgeführt. Die Fachleute werden erkennen, dass der Algorithmus 800 leicht an eine Ausführungsform angepasst werden kann, in welcher das Getriebe 208 ein kontinuierlich veränderliches Getriebe ist, und zwar indem die Schritte 812 und 814 weggelassen und die Schritte 808 und 810 verändert werden. Bei dieser Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 808 beispielsweise so, dass er bestimmt, ob EOC sich auf der Kontur C (oder in einem vorbestimmten Unterschiedsbereich bezüglich der Motordrehzahl) befindet. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 816 übergegangen. Falls der Steuercomputer 202 im Schritt 808 andererseits bestimmt, dass EOC nicht auf (oder in der Nähe) der Kontur C liegt, arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er den Hilfscomputer in dem Getriebesteuermodul 242 anweist, das wirksame Übersetzungsverhältnis des kontinuierlich veränderlichen Getriebes 208 in im Fachgebiet bekannter Weise anzupassen, um dadurch EOC auf (oder in der Nähe von) der Kontur C zu halten.
Nun zu den 33 und 34A–34B: Dort ist ein Flussschaubild (34A–34B) und eine graphische Darstellung desselben (33) gezeigt, wobei das Flussschaubild aus 34 eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmuses 830 zum Ausführen der Hochschaltroutine aus Schritt 810 des Algorithmuses 800 für den Fall darstellt, dass das Getriebe 208 ein oder mehrere automatisch wählbare Übersetzungsverhältnisse und/oder ein oder mehrere von Hand wählbare Übersetzungsverhältnisse umfasst. Der Algorithmus 830 wird mit Hilfe der 33 beschrieben werden, um verschiedene Hochschaltszenarien bezogen auf die Kontur C und die Leistungskurve 262 darzustellen. Der Algorithmus 830 beginnt mit dem Schritt 832, und im Schritt 834 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er bestimmt, ob EOC kleiner ist als die Kontur C, d.h. auf der linken Seite von dieser liegt. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmus eine Schleife zum Schritt 834 zurückgeführt. Falls der Steuercomputer 202 im Schritt 834 bestimmt, dass EOC nicht kleiner als die Kontur C ist, d.h. EOC gleich C ist bzw. auf C liegt, wird bei der Ausführung des Algorithmuses mit dem Schritt 836 fortgefahren, in welchem der Steuercomputer so arbeitet, dass er eine Motordrehzahl (ES_C) bestimmt, bei der die Motorbetriebsbedingungen die Kontur C kreuzen oder schneiden.
Ausgehend vom Schritt 836 wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 838 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Gangstufe (GS) vom gegenwärtig eingreifenden Getriebegang zum numerisch nächsthöheren Getriebegang bestimmt. Bei einer Ausführungsform sind die unterschiedlichen Gangschritte des Getriebes 208 im Speicher 204 oder in einer ähnlichen Speichereinheit in dem Getriebesteuermodul 242 abgelegt. Bei einer alternativen Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die unterschiedlichen Gangstufen des Getriebes 208 periodisch während normaler Schaltvorgänge lernt, vorzugsweise indem derartige Schritte periodisch als Funktion der Motor- und Schraubenwellendrehzahlen oder durch andere bekannte Techniken berechnet werden, und dann die gelernten Gangschritte im Speicher ablegt. In beiden Fällen arbeitet der Steuercomputer 202 entsprechend so, dass er im Schritt 838 GS bestimmt, indem ein gegenwärtig eingelegter Getriebegang bestimmt wird (vorzugsweise über das Verhältnis der Motor- und Schraubenwellendrehzahlen oder mittels einer anderen bekannten Technik), und dann einen entsprechenden Gangschritt zum numerisch nächsthöheren Getriebegang aus dem Speicher ausliest.
Bei der Ausführung des Algorithmus wird vom Schritt 838 zum Schritt 840 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob die Motorbetriebsbedingungen (EOC) sich auf der Leistungskurve, d.h. der Kurve 262 befinden. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 842 übergegangen, in welchem ein Motordrehzahlschaltpunkt (ESSP) als Funktion der Motordrehzahl berechnet wird, welche die Kontur C schneidet und auf der Leistungskurve liegt (ES_C/HPC), und auch als Funktion der Gangstufe (GS). Bei einer Ausführungsform, wie sie als Schritt 842 in 34A dargestellt ist, ist ESSP = ES_C/HPC + 0,5·GS·ES_C/HPC. Mit anderen Worten wird der Motordrehzahlschaltpunkt ESSP gleich der gegenwärtigen Motordrehzahl ES_C/HPC plus der Hälfte der Gangstufe GS mal der gegenwärtigen Motordrehzahl gesetzt, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass ESSP alternativ als Funktion von jedem gewünschten Bruchteil von ES_C/HPC·GS berechnet werden kann. In Fällen, in denen es wünschenswert ist, eine volle Leistung zu behalten, wenn sich die Motorbetriebsbedingungen (EOC) auf der Leistungskurve 262 befinden, kann der Schritt 842 beispielsweise so abgeändert werden, dass ESSP = ES_C/HPC + GS·ES_C/HPC. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmus vom Schritt 842 zum Schritt 850 (34B) übergegangen.
Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 840 bestimmt, dass EOC nicht auf der Leistungskurve 262 liegt, dann wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 844 übergegangen, um eine Motordrehzahl (ES_C – 0,5·GS·ES_C), welche nach einem Schalten unter Verwendung eines bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwerts (d.h. ES_C + 0,5·GS·ES_C) auftreten würde, mit einem Leistungskurvenmotordrehzahlwert ES_HPC zu vergleichen, der einem Motordrehzahlpunkt auf der Leistungskurve 262 entspricht, welcher auf der Trajektorie zwischen dem bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C + 0,5·GS·ES_C) und der resultierenden Motordrehzahl (ES_C – 0,5·GS·ES_C) liegt, die nach dem Schalten auftreten würde. Falls der Motorwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C) größer oder gleich ES_HPC ist, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 846 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt (EESP) auf den bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C + 0,5·GS·ES_C) setzt, welcher eine Funktion der Motordrehzahl ist, welche die Kontur C schneidet, und auch eine Funktion der Gangstufe (GS) ist. Vorzugsweise ist, wie gerade beschrieben, ESSP = ES_C + 0,5·GS·ES_C, so dass der Motordrehzahlschaltpunkt ESSP gleich der gegenwärtigen Motordrehzahl ES_C plus der Hälfte der Gangstufe GS mal der gegenwärtigen Motordrehzahl gesetzt wird, auch wenn es klar ist, dass es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass ESSP alternativ als Funktion jedes beliebigen Bruchteils von ES_C·GS berechnet werden kann. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmuses vom Schritt 846 zum Schritt 850 (34B) übergegangen.
Wenn im Schritt 844 der Motordrehzahlwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C) kleiner ES_HPC ist, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 848 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt (ESSP) als Funktion der Leistungskurvenmotordrehzahl E_HP und auch als Funktion der Gangstufe (GS) berechnet. Bei einer Ausführungsform, wie sie als Schritt 846 in 34A dargestellt ist, ist ESSP = ES_HP + GS·ES_HP. Mit anderen Worten wird der Motordrehzahlschaltpunkt ESSP gleich dem Leistungskurvenmotordrehzahlwert ES_HP plus der Gangstufe GS mal dem Leistungskurvenmotordrehzahlwert ES_HP gesetzt, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass ESSP alternativ als Funktion jedes beliebigen Bruchteils von ES_C·GS berechnet werden kann. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmuses vom Schritt 848 zum Schritt 850 (34B) übergegangen.
Von den Schritten 842, 846 und 848 wird jeweils zum Schritt 850 (34B) übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motordrehzahl (ES) überwacht und im anschließenden Schritt 852 die gegenwärtige Motordrehzahl ES mit dem berechneten Motordrehzahlschaltpunkt ESSP vergleicht. Wenn die gegenwärtige Motordrehzahl im Schritt 852 kleiner als ESSP ist, wird bei der Ausführung des Algorithmus eine Schleife zum Schritt 850 zurückgeführt. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 852 jedoch bestimmt, dass die Motordrehzahl nicht kleiner als ESSP (und daher mindestens gleich ESSP) ist, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 854 übergegangen.
Wenn der numerisch nächsthöhere Getriebegang ein automatisch wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 854 vorzugsweise so, dass er ein automatisches Hochschalten in den numerisch nächsthöheren Getriebegang unter Verwendung einer oder mehrerer Techniken hierfür bewirkt. Wenn der numerisch nächsthöhere Getriebegang andererseits ein von Hand wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 854 vorzugsweise so, dass er die Motordrehzahl auf ESSP begrenzt, um dadurch ein Schalten von Hand in den nächsthöheren Getriebegang zu fördern. Bei der Ausführung des Algorithmus wird vom Schritt 854 zum Schritt 856 übergegangen, in welchem der Algorithmus 830 zum Schritt 810 des Algorithmuses 800 zurückkehrt.
Nun zu 33: Dort sind Beispiele des Algorithmus 800 für drei unterschiedliche Hochschaltszenarien dargestellt, nämlich diejenigen, welche getrennt die Schritte 842, 846 und 848 umfassen. Gemäß einem ersten Hochschaltszenario ist der Motorbetrieb in 33 so gezeigt, dass er den Pfad 720 zur Kontur C hin durchläuft, wobei der Steuercomputer 202 im Schritt 834 so arbeitet, dass er EOC überwacht. Wenn der Motorbetrieb die Kontur C erreicht, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 836 so, dass er den Motordrehzahlwert ES_C bestimmt, welcher der Motordrehzahl entspricht, bei welcher die Motorbetriebsbedingungen die Kontur C schneiden, nämlich im Punkt 722. Da die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen EOC nicht auf der Leistungskurve 262 liegen, arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er den Schritt 844 ausführt und die Motordrehzahl (ES_C – 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 732, welche nach einem Schaltvorgang unter Verwendung eines bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwerts von (ES_C + 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 726 auftritt, mit einem Leistungskurvenmotordrehzahlwert ES_HPC, z.B. am Punkt 727, vergleicht, der einem Motordrehzahlpunkt auf der Leistungskurve 262 entspricht, der auf der Trajektorie zwischen dem bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C + 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 726, und der resultierenden Motordrehzahl, z.B. am Punkt 732, die nach dem Schaltvorgang auftreten würde, liegt. Da der Motordrehzahlwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C) kleiner als E_HP ist, d.h. die dem Punkt 727 entsprechende Motordrehzahl kleiner als die dem Punkt 732 entsprechende Motordrehzahl ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 846 so, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt ESSP gemäß der bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktgleichung ESSP = ES_A + 0,5·GS·ES_C berechnet.
Im Schritt 850 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er die Motordrehzahl überwacht, während der Motorbetrieb längs des Pfades 724 läuft. Im Schritt 852 hat der Steuercomputer 202 bestimmt, dass die Motordrehzahl ESSP erreicht hat, und bei einer Ausführungsform, in welcher der numerisch nächsthöhere Getriebegang ein automatisch wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer im Schritt 854 so, dass er ein Hochschalten in den numerisch nächsthöheren Getriebegang bewirkt. Bei einer alternativen Ausführungsform, in welcher der numerisch nächsthöhere Getriebegang ein von von Hand wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 854 so, dass er die Motordrehzahl auf ESSP, z.B. am Punkt 726, begrenzt, um dadurch ein Hochschalten von Hand zu fördern. In beiden Fällen folgt, wenn ein Hochschalten erfolgt, der Motorbetrieb dem Pfad 728 und 730 zum Punkt 732 hin, welcher Motorbetriebsbedingungen nach dem Hochschalten entspricht, wonach die Motorbetriebsbedingungen dem Pfad 734 zur Kontur C für ein weiteres Hochschaltszenario folgen.
Gemäß einem zweiten in 33 dargestellten Hochschaltszenario ist der Motorbetrieb so gezeigt, dass er den Pfad 740 zur Kontur C hin durchläuft, wobei der Steuercomputer 202 im Schritt 834 so arbeitet, dass er EOC überwacht. Wenn der Motorbetrieb die Kontur C erreicht, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 836 so, dass er den Motordrehzahlwert ES_C bestimmt, der der Motordrehzahl entspricht, bei der die Motorbetriebsbedingungen die Kontur C schneiden, nämlich beim Punkt 742. Da die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen EOC nicht auf der Leistungskurve 262 liegen, arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er den Schritt 844 ausführt und die Motordrehzahl (ES_C – 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 746, die gemäß der Berechnung nach einem Schaltvorgang unter Verwendung eines bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwerts von (ES_C + 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 744, auftreten würde, mit einem Leistungskurvenmotordrehzahlwert ES_HPC, z.B. am Punkt 747, vergleicht, der einem Motordrehzahlpunkt auf der Leistungskurve 262 entspricht, der auf der Trajektorie zwischen dem bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C + 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 744, und der resultierenden Motordrehzahl, z.B. am Punkt 746, die gemäß der Berechnung nach dem Schaltvorgang auftreten würde, liegt. Da der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bei diesem Szenario im Schritt 844 bestimmt, dass der Motordrehzahlwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 746, kleiner als ES_HP, d.h. am Punkt 747 ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 848 anschließend so, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt ESSP gemäß der Motordrehzahlschaltpunktgleichung ESSP = ES_HPC + GS·ES_HPc berechnet, wobei dieser neue Motordrehzahlschaltpunkt ESSP durch den Punkt 748 in 33 dargestellt ist.
Im Schritt 850 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er die Motordrehzahl überwacht, während der Motorbetrieb längs des Pfades 744 läuft. Im Schritt 852 hat der Steuercomputer 202 bestimmt, dass die Motordrehzahl ESSP erreicht, z.B. am Punkt 748, und bei einer Ausführungsform, in welcher der numerisch nächsthöhere Getriebegang ein automatisch wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer im Schritt 854 so, dass er ein Hochschalten in den numerisch nächsthöheren Getriebegang bewirkt. Bei einer alternativen Ausführungsform, in welcher der numerisch nächsthöhere Getriebegang ein von Hand wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 854 so, dass er die Motordrehzahl auf ESSP, z.B. am Punkt 726, begrenzt, um dadurch ein Hochschalten von Hand zu fördern. In beiden Fällen ist der Motorbetrieb nach dem Hochschalten, falls ein solcher Hochschaltvorgang erfolgt, durch den Punkt 750 in 33 dargestellt. Es sollte nun klar sein, dass bei diesem Szenario der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er den bevorzugten Motordrehzahlschaltpunkt ändert, wenn gemäß einer Berechnung die nach dem Hochschaltvorgang resultierende Motordrehzahl außerhalb der Leistungskurve 262 liegen würde. In diesem Fall arbeitet der Steuercomputer so, dass er es zulässt, dass sich die Motordrehzahl weiter erhöht als im bevorzugten Fall, um so einen Motordrehzahlhochschaltpunkt festzusetzen, wobei nach diesem Hochschalten der Motorbetrieb auf der Leistungskurve 262 liegt.
Gemäß einem dritten, in 33 dargestellten Hochschaltszenario durchläuft der Motorbetrieb die Leistungskurve 262 von links zum Punkt 752 hin. Nachdem der Steuercomputer 202 im Schritt 834 bestimmt, dass EOC nicht mehr kleiner als die Kontur C ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 840 so, dass er bestimmt, dass die gegenwärtige Motordrehzahl ES_C/HPC, die die Kontur C schneidet, ebenfalls auf der Leistungskurve 262 liegt, was dem Punkt 752 entspricht. Weil der Steuercomputer 202 im Schritt 840 so arbeitet, dass er bestimmt, dass EOC auf der Leistungskurve 262 liegt, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 842 anschließend so, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt ESSP als ES_C/HPC + 0,5·GS·ES_C/HPC berechnet, was dem Punkt 754 in 33 entspricht. Im Schritt 850 arbeitet der Steuercomputer 202 anschließend so, dass er die Bewegung der Motordrehzahl zum Punkt 754 überwacht. Im anschließenden Schritt 852 hat der Steuercomputer 202 bestimmt, dass die Motordrehzahl ESSP erreicht hat, z.B. am Punkt 750, und bei einer Ausführungsform, bei der der numerisch nächsthöhere Getriebegang ein automatisch wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer im Schritt 854 so, dass er ein Hochschalten in den numerisch nächsthöheren Getriebegang bewirkt. Bei einer alternativen Ausführungsform, bei der der numerisch nächsthöhere Getriebegang ein von Hand wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 854 so, dass er die Motordrehzahl auf ESSP begrenzt, z.B. am Punkt 750, um dadurch ein Hochschalten von Hand zu fördern. In beiden Fällen ist der Motorbetrieb nach dem Hochschaltvorgang, wenn ein derartiger Hochschaltvorgang erfolgt, durch den Punkt 756 in 33 dargestellt. Es ist klar, dass die Motorbetriebspunkte, die bezüglich 33 dargestellt und beschrieben wurden, nur beispielhaft gegeben sind, und dass tatsächliche Motorbetriebspunkte vor und/oder nach dem Schalten typischerweise durch eine Anzahl von Motorbetriebsbe dingungen hinsichtlich der Leistungskurve 262 vorgegeben werden, wobei derartige Motorbetriebsbedingungen typischerweise die Motorlast und/oder die prozentuale Drosselklappenöffnung umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein.
Nun zu den 35 und 36A bis 36B: Dort ist ein Flussschaubild (36A–26B) und eine graphische Darstellung desselben (35) gezeigt, wobei das Flussschaubild aus 36 eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus 870 zum Ausführen der Herunterschaltroutine aus Schritt 814 des Algorithmus 800 für den Fall, dass das Getriebe 208 ein oder mehrere automatisch wählbare Übersetzungsverhältnisse und/oder ein oder mehrere von Hand wählbare Übersetzungsverhältnisse umfasst, darstellt. Der Algorithmus 870 wird mit Hilfe der 35 beschrieben werden, um verschiedene Herunterschaltszenarien bezüglich der Kontur C und Leistungskurve 262 darzustellen. Der Algorithmus 870 beginnt mit dem Schritt 872, und im Schritt 874 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er bestimmt, ob EOC größer ist als die Kontur C, d.h. auf der rechten Seite von dieser liegt. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmuses eine Schleife zum Schritt 874 zurückgeführt. Falls der Steuercomputer 202 im Schritt 874 bestimmt, dass EOC nicht größer als die Kontur C ist, d.h. EOC gleich C bzw. auf C liegt, wird bei der Ausführung des Algorithmuses mit dem Schritt 876 fortgefahren, in welchem der Steuercomputer so arbeitet, dass er eine Motordrehzahl (ES_C) bestimmt, bei der die Motordrehzahlbedingungen die Kontur C kreuzen oder schneiden.
Bei der Ausführung des Algorithmus wird vom Schritt 876 zum Schritt 878 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Gangstufe (GS) von dem gegenwärtig eingreifenden Getriebegang zum numerisch nächstniedrigeren Getriebegang bestimmt. Bei einer Ausführungsform sind die verschiedenen Gangstufen des Getriebes 208 im Speicher 204 oder in einer ähnlichen Speichereinheit in dem Getriebesteuermodul 242 abgelegt. Bei einer alternativen Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die verschiedenen Gangstufen des Getriebes 208 während normaler Schaltvorgänge periodisch lernt, vorzugsweise indem derartige Stufen als Funktion der Motor- und Schraubenwellendrehzahl oder durch andere bekannte Techniken berechnet werden, und dann die gelernten Gangstufen im Speicher ablegt. In beiden Fällen arbeitet der Steuercomputer 202 entsprechend so, dass er im Schritt 878 GS bestimmt, indem er einen gegenwärtig eingelegten Getriebegang (vorzugsweise über das Verhältnis von Motordrehzahl und Schraubenwellendrehzahl oder mittels einer anderen bekannten Technik) bestimmt und dann eine entsprechende Gangstufe zum numerisch nächstniedrigeren Getriebegang aus dem Speicher ausliest.
Bei der Ausführung des Algorithmus wird vom Schritt 878 zum Schritt 880 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob die Motorbetriebsbedingungen (EOC) auf der Leistungskurve, d.h. der Kurve 262 liegen. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 882 übergegangen, in welchem ein Motordrehzahlschaltpunkt (ESSP) als Funktion der Motordrehzahl (ES_C/HPC), die die Kontur C schneidet und auf der Leistungskurve liegt, und auch als Funktion der Gangstufe (GS) berechnet wird. Bei einer Ausführungsform, so wie es im Schritt 882 in 36A dargestellt ist, ist ESSP = ES_C/HPC – 0,5·GS·ES_C/HPC. Mit anderen Worten wird der Motordrehzahlschaltpunkt ESSP gleich der gegenwärtigen Motordrehzahl ES_C/HPC minus der Hälfte der Gangstufe GS mal der gegenwärtigen Motordrehzahl gesetzt, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass ESSP alternativ als Funktion jedes beliebigen Bruchteils von ES_C/HPC·GS berechnet werden kann. In Fällen, in denen es wünschenswert ist, die volle Leistung zu erhalten, wenn die Motorbetriebsbedingungen (EOC) auf der Leistungskurve 262 liegen, kann der Schritt 882 beispielsweise so abgeändert werden, dass ESSP = ES_C/HPC – GS·ES_C/HPC. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmus vom Schritt 882 zum Schritt 890 (36B) übergegangen.
Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 880 bestimmt, dass EOC nicht auf der Leistungskurve 262 liegt, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 884 übergegangen, um einen bevorzugten Motordrehzahlschaltpunkt (ES_C – 0,5·GS·ES_C) mit einem Leistungskurvenmotordrehzahlwert ES_HPC zu vergleichen, der einem Motordrehzahlpunkt auf der Leistungskurve 262 entspricht, der auf der Trajektorie zwischen dem bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C) und der Motordrehzahl ES_C auf der Kontur C liegt. Falls der bevorzugte Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C) größer oder gleich ES_HPC ist, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 886 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt (ESSP) auf den bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C) setzt, der eine Funktion der Motordrehzahl ES_C ist, die die Kontur C schneidet, und außerdem eine Funktion der Gangstufe (GS) ist. Vorzugsweise ist, wie gerade beschrieben, ESSP = ES_C – 0,5·GS·ES_C, so dass der Motordrehzahlschaltpunkt ESSP gleich der gegenwärtigen Motordrehzahl ES_C minus der Hälfte der Gangstufe GS mal der gegenwärtigen Motordrehzahl gesetzt wird, auch wenn es klar ist, dass es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass ESSP alternativ als Funktion von jedem beliebigen Bruchteil von ES_C·GS berechnet werden kann. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmus vom Schritt 886 zum Schritt 890 (36B) übergegangen.
Wenn der bevorzugte Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C) im Schritt 884 kleiner als ES_HPC ist, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 888 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 vorzugsweise so arbeitet, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt (ESSP) auf ES_HPC setzt. Alternativ kann der Steuercomputer 202 den Motordrehzahlpunktwert ESSP auf jede gewünschte Motordrehzahl zwischen ES_C und ES_HP, die auf der Trajektorie zwischen diesen Werten liegt, setzen. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmus vom Schritt 880 zum Schritt 890 (36B) übergegangen.
Von den Schritten 882, 886 und 888 wird jeweils zum Schritt 890 (36B) übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motordrehzahl (ES) überwacht, und im nachfolgenden Schritt 892 die gegenwärtige Motordrehzahl ES mit dem berechneten Motordrehzahlschaltpunkt ESSP vergleicht. Wenn die gegenwärtige Motordrehzahl im Schritt 892 größer als ESSP ist, wird bei der Ausführung des Algorithmus eine Schleife zum Schritt 890 zurückgeführt. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 892 jedoch bestimmt, dass die Motordrehzahl nicht größer als ESSP (und daher mindestens gleich ESSP) ist, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 894 übergegangen.
Wenn der numerisch nächstniedrigere Getriebegang ein automa tisch wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 894 vorzugsweise so, dass er ein automatisches Herunterschalten in den numerisch nächstniedrigeren Getriebegang unter Verwendung von ein oder mehreren bekannten Techniken hierfür bewirkt. Wenn der numerisch nächstniedrigere Getriebegang andererseits ein von Hand wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 894 vorzugsweise so, dass er die Motordrehzahl auf ESSP begrenzt, um dadurch ein Herunterschalten von Hand in den nächstniedrigeren Getriebegang zu fördern. Bei der Ausführung des Algorithmus wird vom 894 zum Schritt 896 übergegangen, in welchem der Algorithmus 870 zum Schritt 814 aus Algorithmus 800 zurückkehrt.
Nun zu 35: Dort sind Beispiele des Algorithmus 800 für drei verschiedene Herunterschaltszenarien dargestellt, nämlich für diejenigen, die getrennt die Schritte 882, 886 und 888 umfassen. Gemäß einem ersten Herunterschaltszenario ist der Motorbetrieb in 35 so gezeigt, dass er den Pfad 778 zur Kontur C hin durchläuft, wobei der Steuercomputer 202 im Schritt 874 so arbeitet, dass er EOC überwacht. Wenn der Motorbetrieb die Kontur C erreicht, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 876 so, dass er den Motordrehzahlwert ES_C bestimmt, der der Motordrehzahl entspricht, bei der die Motorbetriebsbedingungen die Kontur C schneiden, nämlich beim Punkt 780. Da die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen EOC nicht auf der Leistungskurve 262 liegen, arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er den Schritt 884 ausführt und den bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 784, mit einem Leistungskurvendrehzahlwert ES_HPC, z.B. am Punkt 785, vergleicht, der einem Motordrehzahlpunkt auf der Leistungskurve 262 entspricht, welcher auf der Trajektorie zwischen dem bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 787, und dem gegenwärtigen Motordrehzahlwert ES_C, z.B. am Punkt 780, liegt. Da der bevorzugte Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C) kleiner als E_HP ist, d.h. die Motordrehzahl, die dem Punkt 784 entspricht, kleiner als die Motordrehzahl ist, die dem Punkt 785 entspricht, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 886 so, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt ESSP gemäß der bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktgleichung ESSP = ES_C – 0,5·GS·ES_C berechnet.
Im anschließenden Schritt 890 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die Motordrehzahl überwacht, während der Motorbetrieb den Pfad 782 durchläuft. Im Schritt 892 hat der Steuercomputer 202 bestimmt, dass die Motordrehzahl ESSP erreicht hat, und bei einer Ausführungsform, bei der der numerisch nächstniedrigere Getriebegang ein automatisch wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer im Schritt 894 so, dass er ein Herunterschalten in den numerisch nächstniedrigeren Getriebegang bewirkt. Bei einer alternativen Ausführungsform, bei der der numerisch nächstniedrigere Getriebegang ein von Hand wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 894 so, dass er die Motordrehzahl auf ESSP begrenzt, z.B. am Punkt 784, um dadurch ein Herunterschalten von Hand zu fördern. In beiden Fällen folgt, wenn ein Herunterschalten erfolgt, der Motorbetrieb dem Pfad 786 und 788 zum Punkt 790, welcher Motorbetriebsbedingungen nach dem Herunterschalten entspricht, und nach welchem der Motorbetrieb dem Pfad 792 zur Kontur C für ein weiteres Herunterschaltszenario folgt.
Gemäß einem zweiten, in 35 dargestellten Herunterschaltszenario ist der Motorbetrieb so gezeigt, dass er den Pfad 766 zur Kontur C hin durchläuft, wobei der Steuercomputer 202 im Schritt 874 so arbeitet, dass er EOC überwacht. Wenn der Motorbetrieb die Kontur C erreicht, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 876 so, dass er den Motordrehzahlwert ES_C bestimmt, welcher der Motordrehzahl entspricht, bei der die Motorbetriebsbedingungen die Kontur C schneiden, nämlich am Punkt 768. Da die gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen EOC nicht auf der Leistungskurve 262 liegen, arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er den Schritt 884 ausführt und den gegenwärtigen Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 771, mit einem Leistungskurvenmotordrehzahlwert ES_HPC, z.B. am Punkt 772, vergleicht, welcher einem Motordrehzahlpunkt auf der Leistungskurve 262 entspricht, der auf der Trajektorie zwischen dem bevorzugten Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_C – 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 771, und dem gegenwärtigen Motordrehzahlwert ES_C, z.B. am Punkt 768, liegt. Da der Steuercomputer 202 im Schritt 884 so arbeitet, dass er bei diesem Szenario bestimmt, dass der bevorzugte Motordrehzahlschaltpunktwert (ES_A – 0,5·GS·ES_C), z.B. am Punkt 771, kleiner als E_HP, z.B. am Punkt 772, ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im anschließenden Schritt 880 so, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt ESSP gemäß der Motordrehzahlschaltpunktgleichung ESSP = ES_HPC berechnet, was durch den Punkt 772 in 35 dargestellt ist.
Im anschließenden Schritt 890 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die Motordrehzahl überwacht, während der Motorbetrieb den Pfad 770 durchläuft. Im Schritt 892 hat der Steuercomputer 202 bestimmt, dass die Motordrehzahl ESSP erreicht hat, z.B. am Punkt 772, und bei einer Ausführungsform, bei der der numerisch nächstniedrigere Getriebegang ein automatisch wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer im Schritt 894 so, dass er ein Herunterschalten in den numerisch nächstniedrigeren Getriebegang bewirkt. Bei einer alternativen Ausführungsform, bei der der numerisch nächstniedrigere Getriebegang ein von Hand wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die Motordrehzahl auf ESSP begrenzt, z.B. am Punkt 772, um dadurch ein Herunterschalten von Hand zu fördern. In beiden Fällen ist der Motorbetrieb nach dem Herunterschalten, falls ein derartiges Herunterschalten erfolgt, durch den Punkt 774 in 35 dargestellt, wonach der Motorbetrieb dem Pfad 776 zur Kontur C für ein weiteres Herunterschaltszenario folgt. Es sollte nun klar sein, dass der Steuercomputer 202 bei diesem Szenario so ar beitet, dass er den bevorzugten Motordrehzahlschaltpunkt ändert, wenn der bevorzugte Motordrehzahlschaltpunkt gemäß einer Rechnung außerhalb der Leistungskurve 262 liegen würde. In diesem Falle arbeitet der Steuercomputer so, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt auf eine Motordrehzahl setzt, die auf der Leistungskurve 262 liegt.
Gemäß einem dritten, in 35 dargestellten Hochschaltszenario, durchläuft der Motorbetrieb die Leistungskurve 262 von der rechten Seite her zum Punkt 762. Nachdem der Steuercomputer 202 im Schritt 874 bestimmt, dass EOC nicht mehr größer als die Kontur C ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 880 so, dass er bestimmt, dass die gegenwärtige Motordrehzahl ES_C/HPC, die die Kontur C schneidet, ebenfalls auf der Leistungskurve 262 liegt, was dem Punkt 762 entspricht. Da der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er im Schritt 880 bestimmt, dass EOC auf der Leistungskurve 262 liegt, arbeitet der Steuercomputer 202 im anschließenden Schritt 882 so, dass er den Motordrehzahlschaltpunkt ESSP als ES_C/HPC – 0,5·GS·ES_C/HPC berechnet, was dem Punkt 760 in 35 entspricht. Im anschließenden Schritt 890 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die Bewegung der Motordrehzahl zum Punkt 760 hin überwacht. Im anschließenden Schritt 892 hat der Steuercomputer 202 bestimmt, dass die Motordrehzahl ESSP erreicht hat, z.B. am Punkt 770, und bei einer Ausführungsform, bei der der numerisch nächstniedrigere Getriebegang ein automatisch wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer im Schritt 894 so, dass er ein Herunterschalten in den numerisch nächstniedrigeren Getriebegang bewirkt. Bei einer alternativen Ausführungsform, bei der der numerisch nächstniedrigere Getriebegang ein von Hand wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 894 so, dass er die Motordrehzahl auf ESSP begrenzt, z.B. am Punkt 760, um dadurch ein Herunter schalten von Hand zu fördern. In beiden Fällen ist der Motorbetrieb nach dem Herunterschalten, falls ein Herunterschalten erfolgt, durch den Punkt 764 in 35 dargestellt. Es ist klar, dass die Motorbetriebspunkte, die bezüglich 35 dargestellt und beschrieben wurden, nur beispielhaft gegeben werden, und dass tatsächliche Motorbetriebspunkte vor und/oder nach dem Schalten typischerweise durch eine Anzahl von Motorbetriebsbedingungen hinsichtlich der Leistungskurve 262 vorgegeben werden, wobei derartige Motorbetriebsbedingungen typischerweise die Motorlast und/oder die prozentuale Drosselklappenöffnung umfassen können, ohne darauf beschränkt zu sein.
Unter Bezug auf die 37 bis 40B wird nun eine weitere Technik zum Steuern eines Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Die 37 und 38 zeigen Beispiele einer typischen Kurve 262 der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl, die mit der aus den 13 und 26 identisch ist. Der Kurve 262 der Motorausgangsleistung gegen die Motordrehzahl überlagert sind eine Anzahl von bremsspezifischen Kraftstoffverbrauchs-(BSKV)-Konturen (die gestrichelt gezeichnet sind), wobei die Flächen zwischen allen diesen BSKV-Konturen sogenannte BSKV-Inseln definieren, so wie es oben unter Bezug auf 13 beschrieben. Die BSKV-Kontur 264 entspricht allgemein einem Punkt (oder Bereich) der Motorausgangsleistung/Motordrehzahl an/in dem der Motor 206 am wirksamsten arbeitet, d.h. an/in dem die beste Kraftstoffwirtschaftlichkeit erzielt wird. Die zwischen den BSKV-Konturen 264 und 266 definierte BSKV-Insel entspricht einem Bereich der Motorausgangsleistung/Motordrehzahl, in welchem der Motor 206 weniger wirksam als auf der BSKV-Kontur 264 arbeitet, aber wirksamer als unter Motorleistungs/Motordrehzahlbedingungen außerhalb dieser Insel. In ähnlicher Weise entspricht die zwischen den BSKV-Konturen 266 und 268 definierte BSKV-Insel einem Bereich der Motorausgangsleistung/Motordrehzahl, in welchem der Motor 206 weniger wirksam als in der zwischen den BSKV-Konturen 264 und 266 definierten Insel arbeitet usw.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Motorbetrieb, befindet er sich erst einmal auf der Leistungskurve 262, in einem Leistungsbetriebsmodus gesteuert, in welchem Getriebeschaltpunkte bezüglich der Leistungskurve 262 definiert werden, um eine erhöhte Motorleistungsfähigkeit bereitzustellen. In 37 ist beispielsweise eine bevorzugte Ausführungsform des vorliegenden Aspektes der Erfindung gezeigt, bei der sich eine Kontur C zwischen einer Bedingung niedriger Last und der Leistungskurve 262 erstreckt, wobei die Kontur C identisch zu der in 31 dargestellten und bezüglich dieser beschriebenen Kontur ist. In die 37 weiter eingetragen ist eine gestrichelte Linie 900, die ein vorbestimmtes Motorlastniveau anzeigt (z.B. 90% Motorlast, auch wenn andere Motorlastprozentwerte denkbar sind), und auf der Leistungskurve 262 sind zwei Motorbetriebspunkte 902 und 904 dargestellt. Der Punkt 904 befindet sich auf der Leistungskurve 262 bei einer Motordrehzahl, die einer festgesetzten oder Regelmotordrehzahl entspricht, so wie dieser Begriff im Fachgebiet bekannt ist, und der Punkt 902 befindet sich auf der Leistungskurve bei einer Motordrehzahl, die kleiner als die festgesetzte oder Regeldrehzahl ist. Die 38 zeigt hingegen eine identische Leistungskurve mit den Punkten 902 und 904 darauf, wo aber die Kontur C und die Motorlastlinie 900 weggelassen wurden.
Zur vorliegenden Erfindung gehören mindestens zwei unterschiedliche Techniken zum Steuern oder Bewirken des Getriebegangschaltens in einem Leistungsbetriebsmodus. In 37 ist eine erste Technik dargestellt, bei der das Getriebegangschal ten vorzugsweise in einem Wirtschaftlichkeitsbetriebsmodus um die Kontur C gemäß einer der oben unter Bezug auf die 31 bis 36 beschriebenen Technik gesteuert oder bewirkt wird, solange der Motorbetrieb unterhalb des vorbestimmten Motorlastwerts 900 (oder alternativ eines vorbestimmten Werts der prozentualen Drosselklappenöffnung) gehalten wird. Oberhalb des vorbestimmten Motorlastwerts (oder des vorbestimmten Werts der prozentualen Drosselklappenöffnung) 900 wird das Getriebegangschalten in einem Leistungsmodus auf der Leistungskurve 262 zwischen den Punkten 902 und 904 gesteuert oder bewirkt. Eine zweite, alternative Technik zum Steuern oder Bewirken des Getriebegangschaltens in einem Leistungsbetriebsmodus ist in 38 dargestellt, wobei das Getriebegangschalten während des Motorbetriebs unterhalb der Leistungskurve 262 vorzugsweise gemäß Standardschaltroutinen oder -praktiken ausgeführt wird, und wobei das Getriebegangschalten in einem Leistungsmodus zwischen den Punkten 902 und 904 gesteuert wird, wenn der Motorbetrieb sich auf der Leistungskurve 262 befindet.
Durch das Steuern der Schaltpunkte eines oder mehrerer automatischer Getriebegänge ist die Ausführungsform aus den 37 bis 40B auf Systeme anwendbar, bei denen das Getriebe 208 eine Anzahl von automatisch wählbaren Gängen umfasst. Bei derartigen Ausführungsformen umfasst das Getriebe 208 typischerweise ein Getriebesteuermodul 242 mit einem Hilfssteuercomputer, der über eine Kommunikationsdatenverbindung 244 mit dem Steuercomputer 202 verbunden ist, wie es oben unter Bezug auf 12 beschrieben wurde. In derartigen Systemen können Algorithmen zum Steuern der Getriebeschaltpunkte daher entweder durch den Steuercomputer 202 oder durch den Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242 ausgeführt werden, wobei die beiden Computer Informationen in bekannter Weise über die Datenverbindung 242 austauschen können. Bei einer Ausführungsform kann der Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242 beispielsweise Algorithmen zum Steuern der Schaltpunkte der automatisch wählbaren Gänge des Getriebes 208 in einem Leistungsbetriebsmodus ausführen, wobei diese Algorithmen nachfolgend ausführlicher unter Bezug auf die 39 und 40A bis 40B beschrieben werden, und wobei jegliche Daten oder andere Informationen, die der Steuercomputer 202 benötigt, von dem Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242 über die Kommunikationsdatenverbindung 244 erhalten oder ausgesandt werden können. Alternativ kann der Steuercomputer 202 derartige Algorithmen ausführen, bei denen von dem Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodus 242 benötigte Daten oder weitere Informationen durch den Steuercomputer 202 über die Kommunikationsdatenverbindung 244 erhalten oder ausgesendet werden können.
Nun zu 39: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus 920 zum Steuern der Schaltpunkte eines automatischen Getriebes in einem Leistungsmodus zwischen den Punkten 902 und 904 und/oder zum Begrenzen der Motordrehzahl zum Zwecke des Bewirkens eines Schaltens von Hand zwischen den Punkten 902 und 904 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Auch wenn der Algorithmus 920 nachfolgend so beschrieben werden wird, dass er durch den Steuercomputer 202 ausgeführt wird, ist es klar, dass der Algorithmus 920 alternativ durch den Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242 ausgeführt werden kann, falls es einen solchen gibt, wie oben beschrieben wurde. Auf jeden Fall beginnt der Algorithmus 920 mit dem Schritt 922, und im Schritt 924 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die Motorbetriebsbedingungen (EOC) bestimmt, vorzugsweise so, wie es oben unter Bezug auf die Schritte 306 des Algorithmus 300 (14) und 330 des Algorithmuses 300' (24) beschrie ben wurde. Im anschließenden Schritt 926 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er EOC mit der Leistungskurve (HPC) 262 vergleicht. Wenn der Steuercomputer im Schritt 926 bestimmt, dass EOC kleiner als die Leistungskurve 262 ist, was anzeigt, dass der Motorbetrieb innerhalb der Grenze 262 der Leistungskarte auftritt, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 928 übergegangen, in welchem eine Motordrehzahlschaltpunkt-(ESSP)-Routine ausgeführt wird.
Zwei bevorzugte Ausführungsformen einer derartigen Routine sind in den 40A und 40B dargestellt, wobei derartige Routinen den in 37 bzw. 38 dargestellten Ausführungsformen entsprechen, wenn der Motorbetrieb unterhalb der Leistungskurve 262 liegt. In 40A ist beispielsweise ein Flussschaubild gezeigt, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwarealgorithmus 950 zum Ausführen des Schritts 928 aus 39 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Algorithmus 950 entspricht der in 37 gegebenen graphischen Darstellung, und 37 wird daher verwendet, um die Betriebsweise des Algorithmus 950 darzustellen und zu beschreiben. Auf jeden Fall beginnt der Algorithmus 950 mit dem Schritt 952, und im Schritt 954 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er wie zuvor abermals EOC bestimmt und EOC mit einem vorbestimmten Prozentwert X% für die Motorlast oder Drosselklappenöffnung, d.h. der gestrichelten Linie 900 aus 37 im Schritt 956 vergleicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist X = 90, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass X jede Ganzzahl zwischen 0 und 100 sein kann. Auf jeden Fall wird, wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 956 bestimmt, dass EOC kleiner oder gleich X% ist, bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 958 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er den Algorithmus 800 (32) oder eine andere Routine zum Steuern und/oder Bewirken der Getriebeschaltpunkte ausführt. Vorzugsweise wird der Algorithmus 800 im Schritt 958 so ausgeführt, dass die Getriebeschaltpunkte bezüglich der in 37 gezeigten und oben beschriebenen Kontur C gesteuert und/oder bewirkt werden. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 956 bestimmt, dass EOC größer ist als X%, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 960 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er angibt, dass EOC wirklich auf der Leistungskurve 262 liegt, so dass vom Schritt 926 des Algorithmuses 920 zur nachfolgenden Ausführung des "NEIN"-Zweiges übergegangen wird. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmuses sowohl vom Schritt 958 als auch 960 zum Schritt 962 übergegangen, in welchem der Algorithmus 950 zum Schritt 928 des Algorithmus 920 zurückkehrt.
Nun zu 40B: Dort ist beispielsweise ein Flussschaubild gezeigt, das eine weitere Ausführungsform eines Softwarealgorithmus 970 zum Ausführen des Schrittes 928 aus 39 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Algorithmus 970 entspricht der in 38 gezeigten graphischen Darstellung, und 38 wird daher verwendet, um die Betriebsweise des Algorithmuses 970 darzustellen und zu beschreiben. Auf jeden Fall beginnt der Algorithmuses 970 mit dem Schritt 972, und im Schritt 974 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er Schaltpunkte zumindest irgendwelcher automatisch wählbarer Getriebegänge gemäß Standardlogiken steuert. Dieses Szenario ist in 38 dargestellt, wobei unterhalb der Leistungskurve 262 keine Schaltpunktsteuerung gezeigt ist. Bei der Ausführung des Algorithmus wird vom Schritt 974 zum Schritt 976 übergegangen, in welchem der Algorithmus 970 zum Schritt 928 des Algorithmus 920 zurückkehrt.
Nun wieder zu 39: Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 926 bestimmt, dass EOC nicht unter der Leistungskurve 262 und daher auf der Leistungskurve 262 liegt, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 930 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Motordrehzahl (ES) bestimmt, vorzugsweise mittels des Motordrehzahlsensors 218 (12). Im anschließenden Schritt 932 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er bestimmt, ob ES ansteigt oder sonstwie der festgesetzten oder Regelmotordrehzahl ES_GS gleich ist. Falls ja, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 934 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er bestimmt, ob ES kleiner als ES_GS ist. Falls ja, steigt die Motordrehzahl an, ist aber noch nicht der Regeldrehzahl ES_GS gleich, und bei der Ausführung des Algorithmus wird demzufolge eine Schleife zum Schritt 924 zurückgeführt. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 934 jedoch bestimmt, dass ES nicht kleiner als ES_GS ist und daher mindestens gleich ES_GS ist, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 936 übergegangen. Bei einer Ausführungsform, bei der der numerisch nächsthöhere Getriebegang ein automatisch wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 936 im Schritt so, dass er ein Hochschalten in den numerisch nächsthöheren Getriebegang bewirkt. Bei einer alternativen Ausführungsform, bei der der numerisch nächsthöhere Getriebegang ein von Hand wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 936 so, dass er die Motordrehzahl auf ES_GS begrenzt, z.B. auf den Punkt 904 in den 37 oder 38, um dadurch ein Hochschalten von Hand zu fördern.
Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 932 bestimmt, dass die Motordrehzahl ES weder ansteigt, noch gleich der Regeldrehzahl ES_GS ist, wird davon ausgegangen, dass die Motordrehzahl sinkt, und bei der Ausführung des Algorithmus wird zum Schritt 938 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Gangstufe (GS) des Getriebes 208 unter Verwendung irgendeiner der oben beschriebenen Techniken oder irgendeiner anderen hierfür bekannten Technik bestimmt. Im anschließenden Schritt 940 arbeitet der Steuercomputer so, dass er einen Motordrehzahlschaltpunkt (ESSP) als Funktion der Regeldrehzahl ES_GS und der Gangstufe GS bestimmt. Bei einer Ausführungsform, wie es als Schritt 940 in 39 dargestellt ist, arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er ESSP gemäß der Gleichung ESSP = ES_GS – GS·ES_GS berechnet, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, ESSP sonstwie als jeden gewünschten Bruchteil von GS·ES_GS zu berechnen. Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmuses vom Schritt 940 zum Schritt 942 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 942 so arbeitet, dass er die Motordrehzahl ES mit dem berechneten Motordrehzahlschaltpunkt ESSP vergleicht. Wenn die Motordrehzahl ES im Schritt 942 größer als ESSP ist, wird bei der Ausführung des Algorithmuses eine Schleife zum Schritt 922 zurückgeführt. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 942 jedoch bestimmt, dass die Motordrehzahl ES nicht kleiner als ESSP und dafür mindestens gleich ESSP ist, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 944 übergegangen. Bei einer Ausführungsform, bei der der numerisch nächstniedrigere Getriebegang ein automatisch wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer im Schritt 944 so, dass er ein Herunterschalten in den numerisch nächstniedrigeren Getriebegang bewirkt. Bei einer alternativen Ausführungsform, bei der der numerisch nächstniedrigere Getriebegang ein von Hand wählbarer Getriebegang ist, arbeitet der Steuercomputer 202 im Schritt 944 so, dass er die Motordrehzahl auf ES_GS begrenzt, z.B. auf den Punkt 902 in 37 oder 38, um dadurch ein Herunterschalten von Hand zu fördern.
Bei der Ausführung des Algorithmus wird von den Schritten 928, 936 und 944 zum Schritt 946 übergegangen, in welchem bei der Ausführung des Algorithmus 920 zu der ihn aufrufenden Routine zurückgekehrt wird. Alternativ kann der Algorithmus 920 so abgeändert werden, dass von den Schritten 928, 936 und 944 eine Schleife zum Schritt 924 für eine kontinuierliche Ausführung des Algorithmus 920 führt. Die Fachleute werden erkennen, dass in dem Falle, dass das Getriebe 208 ein kontinuierlich veränderliches Getriebe ist, die Schritte 930 bis 944 durch einen einzelnen Schritt ersetzt werden können, indem der Steuercomputer 202 dazu gebracht wird, das kontinuierlich veränderliche Getriebe in bekannter Weise zu steuern, um die Motordrehzahl auf Spitzenleistung zu halten.
Nun zu 41: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das einen weiteren Algorithmus 300'' darstellt, der verwendet werden kann, um den Hauptmotorsteueralgorithmus 300 aus 14 zu ersetzen, wobei der Algorithmus 300'' eine Verbesserung dahingehend umfasst, dass bestimmt wird, wann die Motorsteuerroutine (EC) der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird und wann die Routine ausgeschaltet wird, und daher Standardmotorbetrieb bereitgestellt wird. Der Algorithmus 300'' aus 41 gleicht dem Algorithmus 300 aus 14 in vieler Hinsicht, und es werden daher zum Kennzeichnen gleicher Schritte gleiche Bezugszahlen verwendet. Es sind daher beispielsweise die Schritte 302, 304 und 314 bis 318 des Algorithmuses 300'' mit denselben Schritten aus Algorithmus 300 identisch, und aus Gründen der Kürze der Darstellung wird daher hier auf eine ausführliche Beschreibung derselben verzichtet. Es sei jedoch angemerkt, dass bei der Ausführung des Schrittes 304 der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die Information über die Last-/Motordrehzahlgrenze gemäß irgendeiner oder mehreren der oben unter Bezug auf die 13, 15 bis 16 und 26 bis 29 beschriebenen Techniken bestimmt. Ferner kann bei der Ausführung des Schrittes 314 der Steuercomputer 202 so arbeiten, dass er eine Motorsteuerung gemäß einer oder mehrerer der oben unter Bezug auf die 17A bis 18B und 30 beschriebenen Techniken ausführt. Außerdem arbeitet bei der Ausführung des Schrittes 316 der Steuercomputer 202 vorzugsweise so, dass er eine Routine zum Aufheben der Motorsteuerung gemäß dem in den 19A bis 19C dargestellten Flussschaubild ausführt, nur mit der Ausnahme, dass die Schritte 532 bis 538 desselben vorzugsweise weggelassen werden, weil der Algorithmus 300'' eine Strategie umfasst, die den Straßenanstieg berücksichtigt.
Auf jeden Fall wird anders als beim Algorithmus 300 beim Algorithmus 300'' aus 41 vom Schritt 304 zum Schritt 980 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er eine Motordrehzahlbestimmungsroutine ausführt. Eine bevorzugte Ausführungsform einer derartigen Routine wird nachfolgend unter Bezug auf die 42A und 42B beschrieben werden. Die Motordrehzahlbestimmungsroutine aus Schritt 980 gibt vorzugsweise zwei Werte aus, nämlich einen geschätzten Wert für die Motordrehzahl (EET) und einen tatsächlichen Wert für die Motordrehzahl (AET). Im anschließenden Schritt 982 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er AET mit EET vergleicht. Wenn AET kleiner oder gleich EET ist, wird bei der Ausführung des Algorithmus zum Schritt 314 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er irgendeine der oben beschriebenen Motorsteuerroutinen (EC) ausführt. Wenn der Steuercomputer 202 im Schritt 982 jedoch bestimmt, dass AET größer als EET ist, wird bei der Ausführung des Algorithmuses zum Schritt 315 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er die EC-Routine ausschaltet.
Nun zu den 42A und 42B: Dort ist ein Flussschaubild gezeigt, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Softwareal gorithmus 1000 zum Ausführen der Motordrehzahlbestimmungsroutine aus Schritt 980 des Algorithmus 300'' gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Vorzugsweise ist der Algorithmus 300'' durch den Steuercomputer 202 ausführbar und wird nachfolgend als solcher beschrieben, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass alternativ der Hilfssteuercomputer in dem Getriebesteuermodul 242 den Algorithmus 300'' ausführen kann, wobei der Hilfssteuercomputer dann so ausgelegt ist, dass er, wie oben beschrieben, Daten und weitere Informationen über die Kommunikationsdatenverbindung 244 mit dem Steuercomputer 202 austauscht. Auf jeden Fall beginnt der Algorithmus 1000 mit dem Schritt 1002, und im Schritt 1004 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er die Motordrehzahl ES, vorzugsweise mittels des Motordrehzahlsensors 218, und die Fahrzeuggeschwindigkeit, vorzugsweise mittels des Sensors 230, bestimmt (in 12 gezeigt). Im anschließenden Schritt 1006 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er das Fahrzeuggewicht (M) bestimmt. Bei einer Ausführungsform arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er den Schritt 1006 ausführt, indem er einen Fahrzeuggewichtswert aus dem Speicher abruft. Bei dieser Ausführungsform wird ein Standardfahrzeuggewicht vorzugsweise im Speicher 204 abgelegt, wobei dieser Wert mittels der Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 258 eingestellt oder "angepasst" werden kann. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Steuercomputer 202 einen Fahrzeuggewichtabschätzungsalgorithmus umfassen, mittels welchem eine Abschätzung für das Fahrzeuggewicht erhalten werden kann. In beiden Fällen wird bei der Ausführung des Algorithmuses vom Schritt 1006 zum Schritt 1008 übergegangen.
Im Schritt 1008 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er eine Luftwiderstandskraft (F_AERO) bestimmt, vorzugsweise als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit VS. Bei einer Ausführungsform wird die Luftwiderstandskraft im Schritt 1008 gemäß der Gleichung F_AERO = 0,5·ρ·A·K_AERO·VS² berechnet, wobei ρ die Luftdichte ist, A die Frontfläche des Fahrzeugs ist und K_AERO ein Luftwiderstandskoeffizient ist. Vorzugsweise werden ρ, A und K_AERO im Speicher 204 als Konstanten abgelegt, wobei einer oder mehrere dieser Werte mittels der Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 258 angepasst werden können, und wobei Beispielswerte für diese Konstanten sind: ρ = 1,202 kg/m³, A = 10,968 m² und K_AERO = 0,646. Es ist jedoch klar, dass die Luftwiderstandskraft F_AERO im Schritt 1008 alternativ gemäß einer oder mehrerer bekannter Gleichungen hierfür berechnet werden kann, und dass jede derartige alternative Berechnungsmethode in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen soll.
Im anschließenden Schritt 1010 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er eine Rollwiderstandskraft (F_ROLL) berechnet, vorzugsweise als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit VS und des Fahrzeuggewichts M. Bei einer Ausführungsform wird die Rollwiderstandskraft im Schritt 1010 gemäß der Gleichung F_ROLL = (K_STAT + K_DYN·VS)·M berechnet, wobei K_STAT ein Koeffizient für den statischen Rollwiderstand und K_DYN ein Koeffizient für den dynamischen Rollwiderstand ist. Vorzugsweise werden K_STAT und K_DYN im Speicher 204 als Konstanten abgelegt, wobei diese beiden Werte mittels der Wartungs-/Rekalibrierungseinheit 258 angepasst werden können, und wobei Beispielswerte für diese Konstanten sind: K_STAT = 0,042 N/kg, K_DYN = 0,000899 (N·Sek)/(m·kg) und M = 80000 lbs. Es ist jedoch klar, dass die Rollwiderstandskraft F_ROLL im Schritt 1010 alternativ gemäß einer oder mehreren anderen bekannten Gleichungen hierfür berechnet werden kann, und dass jede derartige alternative Berechnungsmethode in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen soll.
Im anschließenden Schritt 1012 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er eine Kraftübertragungswiderstandskraft (F_PT) be rechnet, vorzugsweise als Funktion von zumindest der Motordrehzahl ES. Bei einer Ausführungsform wird die Kraftübertragungswiderstandskraft im Schritt 1012 berechnet, indem Widerstandskräfte aufgrund der Verwendung von Motorzubehör wie auch mechanische Störungen bei der Kraftübertragung, darunter Reibung (z.B. im Lager, an der Dichtfläche etc.), Getriebekämmen, Durchdrehen, Bewegung des Öls und Ablenkung durch den Wind berücksichtigt werden. Die Fachleute werden erkennen, dass der Term betreffend die Kraftübertragungswiderstandskraft gemäß einer Anzahl bekannter Techniken berechnet werden kann und irgendeine Anzahl von gewünschten Termen umfassen kann, die irgendeine Anzahl von Motorzubehörteilen und/oder mechanischen Kraftübertagungsbauteilen entsprechen. Beispielsweise benötigt die Lichtmaschine eine von der Motordrehzahl unabhängige Leistung, während die Verluste des Ventilators zur Motorkühlung umgekehrt proportional zu ES³ sind, die Verluste bei der Luftklimatisierung, wenn eine Klimaeinrichtung aktiviert ist, sind umgekehrt proportional zu ES², die Verluste bei der Hilfskraftlenkung sind umgekehrt proportional zu ES² usw. Vorzugsweise sind alle derartigen Parameter im Speicher 204 als Konstanten abgelegt, wobei einer oder mehrerer dieser Werte mittels der Wartungs-/Rekalibrierungseinrichtung 258 angepasst werden kann/können. Es ist jedoch klar, dass die Kraftübertragungswiderstandskraft F_PT im Schritt 1012 gemäß einer oder mehrerer Gleichungen hierfür berechnet werden kann, und dass alle derartigen Berechnungsmethoden in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen.
Im anschließenden Schritt 1014 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er eine Widerstandskraft aufgrund des Straßenanstiegs (F_STEIGUNG) berechnet, vorzugsweise als Funktion des Fahrzeuggewichts M und des Winkels θ. Bei einer Ausführungsform wird die Straßenanstiegswiderstandskraft im Schritt 1014 gemäß der Gleichung F_STEIGUNG = M·g·sin(θ) berechnet, wobei g die Beschleunigungskonstante von 9,8 m/s² ist und wobei θ der durch den Arkustangens der angenommenen Steigung gegebene Winkel ist. Bei einer Ausführungsform wird eine Steigung von 1,5% und M = 80000 lbs verwendet, auch wenn diese beiden Werte mittels der Wartungs-/Rekalibrierungseinrichtung 258 angepasst werden können. Es ist jedoch klar, dass die Straßenanstiegswiderstandskraft F_STEIGUNG im Schritt 1014 alternativ gemäß einer oder mehrerer anderer bekannter Gleichungen hierfür berechnet werden kann, und dass jede derartige alternative Berechnungsstrategie in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen soll.
Im anschließenden Schritt 1016 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er einen Fahrzeugwiderstand aufgrund der Beschleunigungskraft (F_ACCEL), vorzugsweise als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit VS und des Fahrzeuggewichts M. Bei einer Ausführungsform wird der Fahrzeugwiderstand aufgrund der Beschleunigungskraft im Schritt 1016 gemäß der Gleichung F_ACCEL = Mi·VS, wobei Mi die Masse an den Reifen aufgrund von Trägheit ist, und wobei Mi = [(MR²) + (Ie·GR²·RAR²)]/R². In dieser Gleichung ist M das Fahrzeuggewicht, R der Radius der Reifen, Ie die Motorträgheit, GR das Getriebeübersetzungsverhältnis und RAR das Hinterachsenverhältnis. Vorzugsweise sind R, RAR und Ie im Speicher 204 als Konstanten abgelegt, wobei alle diese Werte mittels der Wartungs-/Rekalibrierungseinrichtung 258 eingestellt werden können, und wobei Beispielswerte für die Konstanten R = 0,496 bei 514 Umdrehungen/Meile, Ie = 2,85 kg·m² und M = 80000 lbs sind. Das Übersetzungsverhältnis GR wird vorzugsweise wie im Fachgebiet bekannt als Verhältnis der Motordrehzahl ES und der Fahrzeuggeschwindigkeit VS berechnet, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, das Übersetzungsverhältnis GR mittels einer oder mehrerer anderer bekann ten Techniken zu bestimmen. Es ist jedoch klar, dass der Fahrzeugwiderstand aufgrund der Beschleunigungskraft F_ACCEL im Schritt 1016 alternativ gemäß einer oder mehrerer anderer bekannter Gleichungen hierfür berechnet werden kann, und dass jede derartige alternative Berechnungsmethode in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen soll.
Nun zu 42B: Bei der Ausführung des Algorithmus wird vom Schritt 1016 zum Schritt 1018 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er ein geschätztes Achsendrehmoment (EAT), welches einem Widerstandsdrehmoment an der Fahrzeugachse entspricht, als Summe sämtlicher obiger Widerstandskräfte F_AERO, F_ROLL, F_PT, F_STEIGUNG und F_ACCEL berechnet. Im anschließenden Schritt 1020 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er einen Gesamtantriebsstrangverringerungsterm (ODR) berechnet, welcher der Drehmomentverringerung über den gesamten Antriebsstrang entspricht. Bei einer Ausführungsform, bei der der Fahrzeugantriebsstrang ein einziges Getriebe umfasst, das an einem Ende mit einem Verbrennungsmotor und an einem entgegengesetzten Ende mit einer Fahrzeugachse verbunden ist (siehe 12) wird die Gesamtantriebsstrangverringerung (ODR) vorzugsweise mittels der Gleichung ODR = GR·RAR berechnet, wobei GR das Getriebeübersetzungsverhältnis ist und RAR das Hinterachsenverhältnis ist. Die Fachleute werden erkennen, dass der Fahrzeugantriebsstrang alternativ weitere Antriebsstrangbauteile umfassen kann, zu denen ein oder mehrere Getriebe usw. gehören, und dass die den Gesamtantriebsstrangverringerungsterm (ODR) definierende Gleichung infolgedessen aussehen wird. Es ist beabsichtigt, dass alle derartigen alternativen Antriebsstrangstrukturen in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen.
Auf jeden Fall wird bei der Ausführung des Algorithmus vom Schritt 1020 zum Schritt 1022 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er ein geschätztes Motordrehmoment (EET), welches einem vom Motor 206 (12) erfahrenen Gesamtwiderstandsdrehmoment entspricht, als Funktion des geschätzten Achendrehmoments EAT und des Gesamtantriebsstrangsverringerungswerts ODR berechnet. Bei einer Ausführungsform ist EET = EAT/ODR, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass EET mittels anderer bekannter Techniken hierfür berechnet werden kann. Bei der Ausführung des Algorithmuses wird vom Schritt 1022 zum Schritt 1024 übergegangen, in welchem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er mittels bekannter Techniken einen Wert (CF) für die gegenwärtige Kraftstoffzufuhr und einen Wert (MF) für die maximale Kraftstoffzufuhr berechnet. Im anschließenden Schritt 1026 arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er ein tatsächliches Motorausgangsdrehmoment (AET) unter Verwendung wohlbekannter Gleichungen als Funktion von CF und MF berechnet. Im anschließenden Schritt 1028 kehrt der Algorithmus 1000 zum Schritt 980 des Algorithmus 300'' zurück.
Gemäß der in den 41 bis 42B dargestellten Vorgehensweise arbeitet der Steuercomputer 202 so, dass er eine Gesamtwiderstandskraft am Motor (EET) sowie ein tatsächliches Motorausgangsdrehmoment (AET) berechnet und diese beiden Werte miteinander vergleicht, um zu bestimmen, ob die Motorsteuerroutine der vorliegenden Erfindung durchzuführen ist. Wenn AET kleiner oder gleich EET ist, arbeitet der Motor 206 nicht ausreichend stark, und daher wird die Motorsteuerroutine der vorliegenden Erfindung ausgeführt. wenn EET jedoch größer als AET ist, zeigt dies an, dass das Fahrzeug Arbeit leistet und einen stärkeren Anstieg entlangfährt als es in den vorangegangenen Berechnungen angesetzt wurde (z.B. 1,5%). In diesem Falle besteht ein reelles Bedürfnis nach Motorausgangsleistung, und der Steuercomputer 202 arbeitet entsprechend so, dass er die Motorsteuerroutine der vorliegenden Erfindung ausschaltet und für einen Standardmotorbetrieb sorgt.
Auch wenn die Erfindung in den obigen Zeichnungen und der obigen Beschreibung ausführlich dargestellt und beschrieben wurde, ist dieses als prinzipiell erläuternd und nicht einschränkend zu betrachten, wobei klar ist, dass nur die bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, und dass sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die unter die Grundidee der Erfindung fallen, geschützt werden sollen. Beispielsweise wurde der Steuercomputer 20' in den in den 1 bis 11 dargestellten Ausführungsformen so dargestellt und beschrieben, dass er die Motordrehzahl und die Motor- (oder Fahrzeug-) Beschleunigung mittels eines Kraftstoffbegrenzungswerts FL steuert, auch wenn es zur vorliegenden Erfindung gehört, dass der Steuercomputer 20' alternativ so ausgelegt sein kann, dass er die Motordrehzahl und die Motor- (oder Fahrzeug-) Beschleunigung mittels eines Motordrehzahlbegrenzungswerts steuert, wobei einige der unter Bezug auf 7 beschriebenen Konzept verwendet werden. Entsprechend könnte, auch wenn der Steuercomputer 20'' so dargestellt und beschrieben wurde, dass er die Motordrehzahl und die Motor- (oder Fahrzeug-) Beschleunigung mittels eines Motordrehzahlbegrenzungswertes ESL berechnet, der Steuercomputer 20'' alternativ so ausgelegt sein, dass er die Motordrehzahl und Motor- (oder Fahrzeug-) Beschleunigung mittels eines Kraftstoffbegrenzungswerts FL unter Verwendung einiger der unter Bezug auf 3 beschriebenen Konzepte steuert. In beiden Fällen arbeitet der Steuercomputer aus den 1 bis 11 letztlich so, dass er den Motorbetrieb mittels der Steuerung des Signals für die geforderte Kraftstoffzufuhr steuert. Die Fachleute werden erkennen, dass eine beliebige Vielzahl bekannter Techniken verwendet werden kann, um die Motorsteuerkonzepte der vorlie genden Erfindung zu verwirklichen, wobei der wesentliche Punkt bei sämtlichen derartigen Techniken nicht in den Einzelheiten der Techniken selber liegt, sondern in ihrer Fähigkeit, die Motorsteuerkonzepte der vorliegenden Erfindung zu verwirklichen. Um ein weiteres Beispiel zu geben: Bei Ausführungsformen, in denen das Getriebe 208 ein Getriebesteuermodul 242 mit einem Hilfscomputer umfasst, der so arbeitet, dass er den Betrieb des Getriebes 208 elektronisch steuert, und bei dem der Steuercomputer 202 so arbeitet, dass er einen Motorbetrieb außerhalb des Bereichs U für den unerwünschten Motorbetrieb fördert oder aufrechterhält, gehört es zur vorliegenden Erfindung, dass der Steuercomputer 202 in derartigen Fällen so ausgelegt sein kann, dass er über die Datenverbindung 244 eine oder mehrere Nachrichten, die den begrenzten Motorbetrieb kennzeichnen, zum Hilfscomputer sendet. Der Hilfscomputer antwortet dann vorzugsweise auf eine derartige Nachricht oder derartige Nachrichten so, dass auf ihrer Grundlage die automatischen Getriebeschaltpunkte bestimmt. In einem besonderen Beispiel für diese Vorgehensweise kann der Steuercomputer 202 gemäß einer Ausführungsform der Motorsteuerroutine der vorliegenden Erfindung (z.B. Schritt 316 des Algorithmuses 300, Schritt 330 des Algorithmus 300' oder Schritt 316 des Algorithmus 300'') die Motordrehzahl auf Motordrehzahlen außerhalb des Bereichs U für unerwünschten Motorbetrieb begrenzen. In derartigen Fällen arbeitet der Steuercomputer 202 vorzugsweise so, dass er über die Datenverbindung 244 eine Nachricht zum Getriebesteuermodul 242 aussendet, wobei die Nachricht die Information umfasst, dass die Motordrehzahl gegenwärtig begrenzt ist und dass nicht zugelassen werden wird, dass die Motordrehzahl eine aufgrund der gegenwärtigen Motorbetriebsbedingungen (z.B. gegenwärtigen Motorlast, der prozentualen Drosselklappenöffnung etc.) bestimmte Motordrehzahl zu überschreiten. Der Hilfscomputer in dem Getriebesteuermodul 242 arbeitet in derartigen Fällen vorzugsweise so, dass er seine gegenwärtige Vorgehensweise zur Bestimmung eines Getriebeschaltpunktes ändert und ein Hochschalten in einen numerisch höheren Gang bewirkt, wenn die Motordrehzahl ihre festgesetzte Begrenzung erreicht, um dadurch für eine Verfügbarkeit zusätzlicher Motordrehzahlen im höheren Getriebegang zu sorgen. Die Fachleute werden andere Szenarien zum Ändern der Vorgehensweise bei der Bestimmung des Getriebeschaltpunktes auffinden und alle derartigen Szenarien sollen in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen. Um noch ein weiteres Beispiel zu geben: Es gehört zur vorliegenden Erfindung, den Algorithmus zur Bestimmung des geschätzten und des tatsächlichen Motordrehmoments aus den 42A bis 42B so abzuändern, dass mehr, weniger und/oder andere Terme einbezogen werden, welche sich einem Fachmann anbieten. Um ein besonderes Beispiel zu geben: Es kann bei manchen Anwendungen wünschenswert sein, die Bestimmung des geschätzten Motordrehmoments derart zu ändern, dass zur Bestimmung der Widerstandskraft aufgrund des Straßenanstiegs für einen vorgegebenen Straßensteigungswinkel andere Werte als 1,5% verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann es wünschenswert sein, in die Bestimmung des geschätzten Drehmoments eine Motorbeschleunigungskomponente einzubeziehen. Die Fachleute werden erkennen, dass die beiden in den 42A bis 42B dargestellten Berechnungen des geschätzten Motordrehmoments und des tatsächlichen Motordrehmoments entsprechend mehr, weniger und/oder andere Variablen einbeziehen kann, wobei derartige Variablen im Fachgebiet allgemein als Faktoren bekannt sind, die zu den jeweiligen Drehmomentberechnungen beitragen, und dass derartige Abwandlungen in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen.

Claims

System zum Steuern eines Fahrzeugantriebsstrangs, mit: – einem Speicher, in dem eine Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor und eine Anzahl dieser Karte zugeordnete Kraftstoffverbrauchskonturen abgelegt sind; und – einer Einrichtung zum Festsetzen eines Bereichs der Motorausgangscharakteristikkarte, in welchem ein Motorbetrieb unerwünscht ist, wobei der Bereich eine erste Grenze als Funktion zumindest einer der Kraftstoffverbrauchskonturen, eine zweite, die erste Grenze schneidende Grenze und eine dritte, die zweite Grenze schneidende Grenze hat, wobei die dritte Grenze einem Abfall-Bereich der Motorausgangscharakteristikkarte entspricht.
System nach Anspruch 1, das ferner eine Einrichtung zum Aufrechterhalten oder Fördern des Betriebes des Verbrennungsmotors außerhalb des Bereichs für unerwünschten Motorbetrieb umfasst.
System nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zum Festsetzen eines Bereichs der Motorausgangscharakteristikkarte, in welchem der Motorbetrieb unerwünscht ist, eine Einrichtung zum Definieren der zweiten Grenze entweder als vorbestimmter Prozentsatz für die Motorlast oder vorbestimmter Prozentsatz für die Drosselklappenöffnung umfasst.
System nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zum Festsetzen eines Bereichs der Motorausgangscharakteristikkarte, in dem ein Motorbetrieb unerwünscht ist, eine Einrichtung zum Definieren der zweiten Grenze als einer Grenze der Motorausgangscharakteristikkarte umfasst.
System nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zum Festsetzen eines Bereichs der Motorausgangscharakteristikkarte, in dem ein Motorbetrieb unerwünscht ist, eine Einrichtung zum Definieren der ersten Grenze derart umfasst, dass diese einen ersten Abschnitt, der als Funktion der Motordrehzahl definiert ist, und einen zweiten Abschnitt, der als Funktion zumindest einer der Kraftstoffverbrauchskonturen definiert ist, umfasst.
System nach Anspruch 1, das ferner umfasst: – eine Einrichtung zum Festsetzen einer Fahrerbelohnung/-bestrafung; und – eine Einrichtung zum Ändern einer der ersten und zweiten Grenzen bezogen auf die Motorausgangscharakteristikkarte als Funktion der Fahrerbelohnung/-bestrafung.
System nach Anspruch 1, das ferner umfasst: – eine Einrichtung zum Bestimmen eines gegenwärtigen Übersetzungsverhältnisses eines mit dem Motor verbundenen Getriebes und zum Erzeugen eines diesem entsprechenden Übersetzungsverhältniswertes; – eine Einrichtung zum Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit eines den Motor tragenden Fahrzeugs und zum Erzeugen eines dieser entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeitssignals; und – eine Einrichtung zum Ändern einer der ersten oder zweiten Grenzen bezüglich der Motorausgangscharakteristikkarte als Funktion von dem Wert für das gegenwärtige Übersetzungsverhältnis oder des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals.
System nach Anspruch 1, das ferner umfasst: – eine Einrichtung zum Bestimmen der gegenwärtigen Fahrzeugposition eines den Motor tragenden Fahrzeugs; und – eine Einrichtung zum Definieren der ersten und zweiten Grenzen in Abhängigkeit von der gegenwärtigen Fahrzeugposition.
Verfahren zum Steuern eines Motorantriebsstrangs, mit den Schritten: – Festsetzen einer Motorausgangscharakteristikkarte für einen Verbrennungsmotor in einem Speicher; – Definieren einer Anzahl von zur Motorausgangscharakteristikkarte zugehörigen Kraftstoffverbrauchskonturen; – Definieren einer ersten Grenze bezogen auf die Motorausgangscharakteristikkarte als Funktion von zumindest einer der Kraftstoffverbrauchskonturen; – Definieren einer zweiten Grenze bezogen auf die Motorausgangscharakteristikkarte, die die erste Grenze schneidet; und – Definieren einer dritten Grenze bezogen auf die Motorausgangscharakteristikkarte, die die zweite Grenze schneidet und einem Abfall-Bereich der Motorausgangscharakteristikkarte entspricht; wobei die ersten, zweiten und dritten Grenzen einen Bereich der Motorausgangscharakteristikkarte definieren, in dem ein Motorbetrieb unerwünscht ist.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner den Schritt des Steuerns des Verbrennungsmotors zum Zwecke des Aufrechterhaltens oder Förderns des Motorbetriebs außerhalb dieses Bereichs umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt des Definierens einer ersten Grenze die Schritte umfasst: – Definieren eines Punktes niedriger Motordrehzahl und niedriger Motorlast bezogen auf die Motorausgangscharakteristikkarte; – Definieren einer ersten Funktion zumindest einer der Kraftstoffverbrauchskonturen bezogen auf die Motorausgangscharakteristikkarte, die einen Punkt hoher Last schneidet; – Definieren einer zweiten Funktion, die den Punkt niedriger Motordrehzahl und niedriger Motorlast und die erste Funktion schneidet, wobei die erste Grenze aus der ersten und zweiten Funktion zusammengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Punkt hoher Last einer Grenze der Motorausgangscharakteristikkarte entspricht.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Punkt hoher Last einem vorbestimmten Wert für die Motorlast oder einer vorbestimmten prozentualen Drosselklappenöffnung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die erste Funktion einer aus der Anzahl der Kraftstoffverbrauchskonturen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die erste Funktion einer Abschätzung für eine Kraftstoffverbrauchskontur entspricht.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Abschätzung für eine Kraftstoffverbrauchskontur eine Funktion von zwei benachbarten Kraftstoffverbrauchskonturen aus der Anzahl von Kraftstoffverbrauchskonturen ist, die diese Kraftstoffverbrauchskontur zwischen ihnen definieren.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Abschätzung für die Kraftstoffverbrauchskontur eine auf einem Modell basierende Abschätzung für eine Kraftstoffverbrauchskontur ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die zweite Grenze einer vorbestimmten Motorlast oder einer vorbestimmten prozentualen Drosselklappenöffnung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die zweite Grenze einer Grenze der Motorausgangscharakteristikkarte entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Schritte des Definierens der ersten und zweiten Grenze die Schritte umfassen: – Bestimmen einer gegenwärtigen Position eines den Motor tragenden Fahrzeugs; und – Bestimmen der ersten und zweiten Grenzen in Abhängigkeit von der Fahrzeugposition.
Verfahren nach Anspruch 20, das ferner den Schritt des Definierens einer dritten Grenze bezogen auf die Motorausgangscharakteristikkarte in Abhängigkeit von der Fahrzeugposition umfasst, wobei die dritte Grenze die zweite Grenze schneidet, und die erste, zweite und dritte Grenze den Bereich definieren.