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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines
Systems mit einem stufenlos oder quasi stufenlos verstellbaren Getriebe und
einer Geschwindigkeitsregelung nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
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Eine
Fahrgeschwindigkeitsregelung in Verbindung mit Stufengetrieben ist
bekannt und vor allem bei größeren Kraftfahrzeugen
weit verbreitet. Prinzipiell regelt ein Fahrgeschwindigkeitsregler
die Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit
eines vorgegebenen Sollwerts durch Beeinflussung der Kraftstoffzufuhr.
Während
dies bei Geradeausfahrt und bei Bergfahrt unproblematisch möglich ist,
besteht bei Talfahrt die Gefahr, dass trotz Zurücknahme der Kraftstoffzufuhr
bis zum Wert Null die Fahrgeschwindigkeit in Folge des Gefälles weiter
zunimmt. Daher wird üblicherweise
zunächst
die Schubabschaltung aktiviert, und falls dies nicht ausreicht,
wird das Stufengetriebe um einen Gang oder auch um mehrere Gänge zurückgeschaltet,
um die Motorbremswirkung zu erhöhen.
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Bei
stufenlosen CVT-Getrieben (CVT – Continuously
Variable Transmission) werden Fahrgeschwindigkeitsregler bisher
praktisch nicht eingesetzt, und aufgrund der fehlenden Getriebe stufen
ist eine Übernahme
der bekannten Art der Fahrgeschwindigkeitsregelung auf stufenlose
Getriebe allenfalls nur stark eingeschränkt möglich.
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Ein
CVT-Getriebe ist in der Lage, die Getriebeübersetzung in einem weiten
Bereich nahezu stufenlos zu verstellen. Eine grundsätzliche
Problemstellung bei CVT-Getrieben rührt einerseits daher, dass
CVT-Getriebe bevorzugt mit Motoren kombiniert werden, die das CVT-Getriebe
hinsichtlich eines übertragbaren
Drehmoments nicht überfordern.
Zudem wird, um Kraftstoff einzusparen, ein Ottomotor bevorzugt nahe
seiner motorischen Volllast gefahren, um Drosselverluste zu verringern.
Dies wird dadurch erreicht, dass das Getriebe mit einer niedrigen
oder „langen" Übersetzung betrieben wird.
Dies führt
zu sehr niedrigen Motordrehzahlen, weiter Drosselklappenöffnung und
weitgehender Ausschöpfung
des verfügbaren
Motormoments. Wird vom Fahrer mehr Leistung gefordert und Gas gegeben,
wird die Drosselklappe noch weiter geöffnet, wobei nur noch wenig zusätzliches
Motormoment, beispielsweise zum Beschleunigen, zur Verfügung steht.
Damit beschleunigt werden kann, muss jetzt das Getriebe rasch die Übersetzung
vergrößern, also
zurückschalten,
um dem Fahrerwunsch zu entsprechen. Dies erfordert eine hohe Verstelldynamik
des Getriebes. Die neue Übersetzung
wird von einem Verstellregler im Getriebe mit kurzer Zeitkonstante
eingeregelt.
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Die
lange Übersetzung
hat jedoch, wie oben erwähnt,
ein niedriges Drehzahlniveau zur Folge, womit die Höchstgeschwindigkeit
nicht erreicht werden kann, weil das Drehmoment des Motors nicht
ausreicht. Aus diesem Grund wird mit zunehmender Fahrerwunschgeschwindigkeit
die Übersetzung
verkürzt, damit
die erhöhte
Leistungsanforderung bei nicht mehr steigerbarem Motormoment über eine
höhere Drehzahl
erfüllt
werden kann. Mit zunehmender Geschwindigkeit wird jedoch die Drehzahlände rung
größer woraus
auch eine stärkere Änderung
der Übersetzung
des Getriebes folgt. Allerdings erhält die Motorsteuerung üblicherweise
keine Information über die
Regelcharakteristika und die Verstärkungen bei verschiedenen Übersetzungen.
Zusätzlich
liegen typischerweise die Zeitkonstanten der Geschwindigkeitsregelung
und der Übersetzungsregelung
im gleichen Bereich, weshalb eine gegenseitige Beeinflussung gegeben
ist. Dies führt
zu grundsätzlichen
Regelproblemen bei einer Kombination eines CVT-Getriebes und eines
Geschwindigkeitsreglers wie z.B. einem Tempomat® oder
einem variablen Geschwindigkeitsbegrenzer, die bei leistungsstärkeren Motoren,
die üblicherweise
mit mechanisch belastbareren Stufengetrieben kombiniert werden,
in dieser Weise nicht auftreten.
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Aus
dem Patent
DE 199
11 538 C1 ist eine Fahrgeschwindigkeitsregelung in Kombination
mit einem CVT-Getriebe aufweist, bei der in jedem Geschwindigkeitsbereich
eine definierte Geschwindigkeitszunahme zu einer gleichartigen Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
führt und
der Getriebeeingriff immer exakt auf derselben Übersetzung endet, bei dem er
begonnen hat.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Betreiben eines Systems mit einem stufenlos oder quasi stufenlos
verstellbaren Getriebe und einer Geschwindigkeitsregelung anzugeben,
die den Stand der Technik weiter verbessert.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Betreiben eines Systems mit einer Getriebesteuerungseinheit
zur Regelung eines stufenlos verstellbaren oder quasi stufenlos
verstellbaren Getriebes und mit einer Gegchwindigkeitsregelungseinheit
in einem Fahrzeug wird ein Ausgangssignal der Geschwindigkeitsregelungseinheit
als unbeeinflusster Sollwert hinsichtlich einer an einem Antriebsmotor
bei einer aktuellen Drehzahl des Antriebsmotors verfügbaren Momentenreserve
eines Antriebsmoments bewertet und bei Überschreiten eines Schwellwerts
der Momentenreserve ein modifizierter Sollwert der Geschwindigkeitsregelungseinheit
gebildet. Vorzugsweise erfolgt dies in einem abgeschlossenen Funktionsmodul,
das Informationen einer Motorsteuerung derart verarbeitet, dass
eine Leistungsanforderung unter Berücksichtigung der Drehzahländerung
gradientenbegrenzt wird. Eine bewährte Regelstruktur kann daher
vorteilhafterweise unverändert
beibehalten werden. Ebenso bleibt eine Schnittstelle zu weiteren
Funktionen der Motorsteuerungseinheit unverändert. Dadurch, dass die Geschwindigkeitsregelungseinheit
unverändert
bleiben kann, kann diese wie üblich
für ihre
Aufgaben optimal ausgelegt werden. Dies gilt ebenso für die Getriebesteuerungseinheit,
die gleichfalls unverändert
bleiben kann und für wiederum
ihre Aufgaben optimal ausgelegt werden kann. Das erfindungsgemäße Funktionsmodul
entkoppelt das Zeitverhalten der Geschwindigkeitsregelungseinheit
vom Zeitverhalten der Getriebesteuerungseinheit derart, dass im
Wesentlichen nur die Geschwindigkeitsregelungseinheit das Fahrverhalten
bestimmt, obwohl eine Leistungsentfaltung bei höheren Geschwindigkeiten und/oder
höheren
Leistungsanforderungen im Wesentlichen durch die Getriebesteuerungseinheit
bewirkt wird. Günstigerweise ist
der Sollwert ein Leistungssollwert.
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Günstige Ausgestaltungen
und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu
entnehmen.
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Bevorzugt
wird der modifizierte Sollwert statt des unbeeinflussten Sollwerts
der Motorsteuerungseinheit zugeführt,
was zu einer Beruhigung einer Regelstrecke zwischen Geschwindigkeitsregelungseinheit
und Motorsteuerungseinheit führt.
Vorzugsweise arbeitet die Geschwindigkeitsregelungseinheit unabhängig von
dem modifizierten Sollwert weiter.
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In
einer günstigen
Ausgestaltung wird der modifizierte Sollwert abhängig von einem Statussignal
gebildet, das aus dem unbeeinflussten Sollwert abgeleitet wird.
Damit kann zielgerecht der Sollwert modifiziert werden.
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Vorzugsweise
wird bei einem Anstieg des unbeeinflussten Sollwerts ein Gradient
des modifizierten Sollwerts gegenüber einem Gradienten des unbeeinflussten
Sollwerts begrenzt. Dabei kann der Gradient des modifizierten Sollwerts
zweckmäßigerweise
umso stärker
begrenzt werden, je geringer die Momentenreserve ist. Es gelingt
dadurch ein langsamerer Sollwertanstieg für das Getriebe, das dann langsamer
reagiert und folglich sein Zeitverhalten gegenüber der Geschwindigkeitsregelungseinheit
vorteilhaft verlangsamt. Das erfindungsgemäße Funktionsmodul verändert nicht
eine Regelcharakteristik, sondern steuert nur durch eine Gradientenbegrenzung
des unbeeinflussten Sollwerts. In seiner Eigenschaft als reiner
Steuerungsblock fügt
das Funktionsmodul der Regelstrecke insbesondere keine eigene, zusätzliche
Zeitkonstante bei.
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Ebenso
wird bevorzugt bei einer Abnahme des unbeeinflussten Sollwerts der
Gradient des modifizierten Sollwerts gegenüber dem Gradienten des unbeeinflussten
Sollwerts begrenzt. Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn
bei Abnahme des unbeeinflussten Sollwerts der Gradient des modifizierten
Sollwerts kleiner ist als der Gradient beim Anstieg des unbeeinflussten
Sollwerts. Ein Lastpunkt höherer Leistung
wird dann bei einem Abregeln länger
gehalten, so dass dann beim Einstellen einer längeren Übersetzung diese hinreichend
si cher ausreichend ist, um eine Leistungsanforderung abzudecken.
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Die
Geschwindigkeitsregelungseinheit findet ihren richtigen Lastpunkt
bei abnehmendem Sollwertsignal schneller, wenn bei gleich bleibendem,
unbeeinflusstem Sollwert ein aktuelles modifiziertes Ausgangssignal
beibehalten wird. Die Regelqualität wird weiter verbessert, wenn
bei einem Wechsel von einem Zustand mit gleich bleibendem unbeeinflussten
Sollwert zu einem Zustand mit abnehmendem unbeeinflussten Sollwert
erst dann der Sollwert modifiziert wird, wenn der unbeeinflusste
Sollwert gleich oder kleiner geworden ist als der aktuelle modifizierte Sollwert.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Durchführen
eines solchen Verfahrens ist ein Mittel vorgesehen, mit dem ein
unbeeinflusster Sollwert als Ausgangssignal der Geschwindigkeitsregelungseinheit
hinsichtlich einer am Antriebsmotor bei einer aktuellen Drehzahl
des Antriebsmotors verfügbaren
Momentenreserve eines Antriebsmoments bewertbar ist und bei Überschreiten
eines Schwellwerts der Momentenreserve ein modifizierter Sollwert
der Geschwindigkeitsregelungseinheit bildbar ist.
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Vorzugsweise
ist das Mittel als selbständiges Funktionsmodul
zwischen die Geschwindigkeitsregelungseinheit einerseits und die
Motorsteuerungseinheit und die Getrieberegelungseinheit andererseits geschaltet.
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Insgesamt
erhält
eine Geschwindigkeitsregelung in Verbindung mit einem stufenlosen
oder quasi stufenlosen Getriebe bei hohen Lasten bzw. Leistungsanforderungen
wie etwa bei hohen Geschwindigkeiten und/oder an Steigungen eine
bei einem Stufengetriebe übliche
Regelstabilität.
Unter quasi stufenlosem Ge triebe wird ein Planetenradgetriebe verstanden,
welches eine Vielzahl von eng benachbarten Getriebestufen aufweist.
Das Funktionsmodul und dessen Funktionalität sind überschaubar und einfach in
eine bestehende und bewährte
Regelstruktur integrierbar. Weder Regelkonzept noch Fahrstrategie
des Getriebes müssen
geändert
werden, wodurch sich ein Entwicklungsaufwand nur an der Stelle des
Funktionsmoduls konzentriert. Das erfindungsgemäße Verfahren ist unabhängig von
einem verwendeten Reglertyp, d.h. es können beispielsweise PI-Regler,
PID-Regler, PDT1-Regler
verwendet werden. Es ist belanglos, auf welche Weise der unbeeinflusste
Sollwert als Ausgangssignal der Geschwindigkeitsregelungseinheit
erzeugt wird. Insbesondere können
auch Regelungen angewendet werden, die nicht auf Leistungsbasis
beruhen, sondern auf Momentenbasis beruhen, d.h. direkt ein Moment anfordern
ohne einen Leistungsbezug zu haben.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung beschriebenen
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die
Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale
in Kombination, die der Fachmann zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten
und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
vereinfachte schematische Regelstruktur mit einer Geschwindigkeitsregelungseinheit,
einer Motorsteuerungseinheit und einer Getriebesteuerungseinheit
mit einem erfindungsgemäßen Funktionsmodul;
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2 ein
Verlauf von Gradienten bei einem Anstieg eines Sollwerts (S=1) und
bei einer Abnahme des Sollwerts (S=–1) als Funktion eines Faktors
einer Momentenreserve, und
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3 ein
Zusammenhang zwischen einer Sollwertänderung (oberes Teilbild) und
einem Funktionsstatus (unteres Teilbild) gemäß der Erfindung.
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Die
in 1 skizzierte schematische Regelungsstruktur sieht
eine Geschwindigkeitssteuerungseinheit 11 vor, die aus
einem ersten Eingangssignal einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit
V_IST und einer durch eine Fahrpedalstellung vorgegebene Sollgeschwindigkeit
V_SOLL als zweitem Eingangssignal einen unbeeinflussten Sollwert
SW_TEMP als Ausgangssignal erzeugt, welches eine Motorsteuerungseinheit 12 zur
Verstellung einer Drosselklappe eines Antriebsmotors 14 und/oder
eine Übersetzungsänderung
eines Getriebes 15 veranlasst. Zwischen die Geschwindigkeitssteuerungseinheit 11 und die
Motorsteuerungseinheit 12 ist ein Funktionsmodul 10 geschaltet,
welches abhängig
von bestimmten Bedingungen aus dem unbeeinflussten Sollwert SW_TEMP
einen modifizierten Sollwert SW_GRAD_TEMP erzeugt und an die Motorsteuerungseinheit 12 weitergibt.
Die Geschwindigkeitsregelungseinheit 11 ist zweckmäßigerweise
so ausgelegt, dass sie einen Straßenverlauf möglichst
gut ausregelt und für
ein komfortables Fahrverhalten sorgt. Besonders bevorzugt ist die
Geschwindigkeitsregelungseinheit 11 so ausgelegt, dass
deren Fahrverhalten ein individuelles Fahrverhalten eines Fahrers
ohne Regelung nahe kommt. Die Geschwindigkeitsregelungseinheit 11 arbeitet
unabhängig
von dem modifizierten Sollwert SW_GRD_TEMP weiter und erzeugt weiter
Sollwerte SW_TEMP.
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Der
modifizierte Sollwert SW_GRD_TEMP wird der Motorsteuerungseinheit 12 zugeführt, die auch
die Getriebesteuerungseinheit 13 ansteuert. Das als CVT-Getriebe
ausgebildete Getriebe 15 erhält von der Getriebesteuerungseinhet 13 entsprechende
Vorgaben zum Verlängern
oder Verkürzen oder
Beibehal ten der aktuellen Übersetzung,
während
der Antriebsmotor 14 entsprechende Vorgaben zum eventuellen
Einstellen seiner Drosselklappe erhält.
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Der
unbeeinflusste Sollwert SW_TEMP der Geschwindigkeitsregelungseinheit 11 wird
hinsichtlich einer am Antriebsmotor 14 bei einer aktuellen Drehzahl
des Antriebsmotors 14 verfügbaren Momentenreserve mittels
eines Faktors FAKTOR M = M_AKT/M_MAX bewertet. M_AKT ist das aktuelle Moment
des Antriebsmotors, M_MAX ist dessen maximal verfügbares Moment
bei einer aktuell gefahrenen Drehzahl. Der Faktor FAKTOR_M variiert
zwischen den Werten 0 und 1, bzw. 0% und 100%. Bei 1 bzw. 100% ist
die Momentenreserve minimal und das maximal verfügbare Moment M_MAX bei gegebener Drehzahl
praktisch ausgeschöpft.
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Bei Überschreiten
eines Schwellwerts der Momentenreserve bzw. des Faktors FAKTOR_M
wird ein modifizierter Sollwert SW_GRD_TEMP der Geschwindigkeitsregelungseinheit 11 gebildet.
Es zeigt sich, dass bis zu einem FAKTOR_M von etwa 0,6 bis 0,7 ein
unbeeinflusster Sollwert SW_TEMP noch gut verarbeitet wird und keine
nennenswerten Regelungsschwingungen erzeugt werden. Steigt FAKTOR_M
weiter an, z.B. auf 0,7 oder mehr, nimmt die Momentenreserve deutlich
ab und ein Getriebeanteil zur Erfüllung einer Leistungsanforderung
entsprechend zu, was wegen der oben diskutierten Problematik zu
Reglungsschwingungen führen
kann.
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Im
Fahrbetrieb sollte bei einem Lastanstieg, bei dem das Fahrzeug langsamer
wird, einerseits eine Rückschaltung
bzw. eine Verkürzung
der Übersetzung
zügig erfolgen,
andererseits sollte sie ohne zu große Änderungen, d. h. nicht so stark
erfolgen, dass Regelschwingungen entstehen. Bei einem Lastabfall
sollte die Regelabweichung ausgeglichen werden. Damit das Getriebe 15 bei
kurzer Lastminderung nicht zu schnell die Übersetzung reduziert, was einen
Einbruch an Vortriebsmoment zur Folge hätte, sollte die Übersetzung
verlangsamt reduziert werden.
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Ab
einem vorgegebenen Schwellwert des Faktors FAKTOR_M wird daher eine
Sollwertänderung
des von der Geschwindigkeitsregelungseinheit 11 ausgegebenen
Sollwerts SW_TEMP gradientenbegrenzt werden. Je weniger Momentenreserve
zur Verfügung
steht; desto stärker
wird der Zuwachs an Sollwerterhöhung
begrenzt. Die Gradientenbegrenzung bewirkt, dass der Sollwertanstieg
der Geschwindigkeitsregelungseinheit 11 sowohl in Richtung
einer Momentenkoordination als auch synchron dazu ein Pedalersatzsignal
eines Pedalwertsignal eines Fahrpedals zu verlangsamen, damit eine Übersetzungsänderung
des Getriebes 15 ebenfalls schwächer ausfällt. Hierbei stellt das Pedalersatzsignal
ein Signal dar, das dem Pedalwertsignal des Fahrpedals entspricht,
wenn die Geschwindigkeitsregelung durch Betätigung des Fahrpedals vorgenommen
werden würde.
Auf diese Weise wird der Leistungszuwachs an die Lastverhältnisse
angepasst, und Regelschwingungen unterbleiben. Neben der Begrenzung
des Sollwertanstiegs wird auch der Sollwertabbau bei Annäherung an
die Sollgeschwindigkeit verlangsamt. Es erweist sich als sehr günstig, wenn
der Abbaugradient geringer ist als der Aufbaugradient.
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Dies
ist in der 2 näher erläutert. Auf der Ordinate sind
Gradientenwerte GRAD_POS, GRAD_NEG aufgetragen, auf der Abszisse
der Faktor FAKTOR_M. Die durchgezogene Linie stellt den Verlauf
der Gradientenwerte GRAD_NEG mit abnehmenden unbeeinflussten Sollwerten
SW_TEMP dar und beschreibt damit den Abbaugradientenverlauf. Die
strichlierte Linie liegt im mittleren Bereich oberhalb der durchgezogenen
Linie und stellt den Verlauf der Gradientenwerte GRAD_POS mit zunehmen den unbeeinflussten
Sollwerten SW_TEMP dar und beschriebt damit den Verlauf der Aufbaugradienten.
Mit abnehmender Momentenreserve, d.h. zunehmendem FAKTOR_M fallen
beide Kennlinien ab, wobei im mittleren Bereich ein stärkerer Abfall
der Kennlinien zu verzeichnen ist. Die Kennlinie der Abbaugradienten
ist mit S = –1
und die Kennlinie der Aufbaugradienten mit S = 1 bezeichnet. Die
Kennlinien sind nur der Einfachheit halber in ein gemeinsames Schaubild gezeichnet.
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Zur
Ordinate hin sind betragsmäßig so große Gradienten
GRAD_POS, GRAD_NEG eingetragen, dass der Sollwert SW_TEMP nicht
mehr begrenzt wird. Je mehr sich FAKTOR_M gegen 1 bewegt, desto
stärker
werden die Änderungen
des Sollwerts SW_TEMP bedämpft.
Praktisch wird damit die Regelverstärkung in Abhängigkeit
der Momentenreserve des Antriebsmotors 14 variiert, ohne
die Grundregelstabilität
und Grundregelqualität
im Bereich größerer Momentenreserve
zu verändern.
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Die
Gradientenwerte GRAD_POS, GRAD_NEG können im Fahrversuch individuell
zu einer Leistungscharakteristik der jeweiligen Kombination von
Antriebsmotor 14 und Getriebe 15 bestimmt werden
und können
für jeden
Hubraum und jede Leistungsstufe separat festgelegt werden.
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Um
festzustellen, welche Gradientenbegrenzung zu welchem Zeitpunkt
wirksam werden soll, wird aus dem zeitlichen Verlauf des unbeeinflussten Sollwerts
SW_TEMP mittels eines Funktionsstatus S entschieden, welche Gradientenbegrenzung
wirksam wird.
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Bei
ansteigendem Sollwert SW_TEMP wird der Funktionsstatus S = 1 gesetzt.
Dieser Zustand wird auch als aufregeln bezeichnet. Bei unverändertem
Sollwert SW_TEMP wird S = 0 gesetzt, und der Momentanwert des Sollwerts
SW_TEMP wird beibe hälten.
Bei abnehmend Sollwert SW_TEMP wird der Funktionsstatus S = –1 gesetzt.
Der modifizierte Sollwert SW_GRD_TEMP wird abhängig von dem Statussignal S
gebildet, welches aus dem unbeeinflussten Sollwert SW_TEMP abgeleitet
wird.
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Bei
einem Wechsel von S = 1 Aufregeln nach S = –1 Abregeln oder umgekehrt
im Bereich der divergierenden Kennlinien kommt es nicht zu einem Sollwertsprung
des Sollwerts SW_GRD_TEMP, sondern es werden quasi nur Steigungen
der Begrenzung umgeschaltet, die auf den aktuellen Sollwert SW_TEMP
angewendet werden, nicht aber der Sollwert SW_TEMP selbst. Dadurch
ist die Stetigkeit des Signalverlaufs weiterhin gegeben.
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Der
unbeeinflusste Sollwert SW_TEMP wird zweckmäßigerweise innerhalb eines
Zeitintervalls Δt betrachtet.
Wird innerhalb dieser Zeit ein applizierbarer Schwellwert in positiver
oder negativer Richtung überschritten,
wird der Funktionsstatus S z.B. auf +1 bzw. –1 gesetzt und ein entsprechender
modifizierter Sollwert SW_GRD_TEMP gebildet. Ist die Sollwertänderung
kleiner als der Schwellwert, wird der Funktionsstatus S = 0 gesetzt.
In diesem Fall wird der aktuelle gradientenbegrenzte, modifizierte
Sollwert SW_GRD_TEMP beibehalten.
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3 illustriert
diesen Zusammenhang zwischen der Sollwertänderung (oberes Teilbild) und dem
Funktionsstatus S (unteres Teilbild) gemäß der Erfindung. In einem vorzugsweise
festen Zeitraster wird geprüft,
ob die Sollwertänderung
von SW_TEMP, nämlich X=SW_TEMP(t)–SW_TEMP(t-Δt) einen
applizierten Schwellwert entweder in die positive oder die negative
Richtung überschritten
hat. Dann wird entsprechend das Funktionsstatus S = 1, 0 oder –1 gesetzt.
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Es
ist möglich,
dass nach einem solchen Zeitintervall Δt, z.B. 100 ms, der Sollwert
SW_TEMP so knapp unter dem Schwell wert liegt, dass im nächsten Zeitintervall
Differenz der Sollwerte SW_TEMP für beide Zeitintervalle die
Bedingung für
S = 1 nicht mehr erfüllen
kann, woraus der Status nach S = 0 wechseln würde und der modifizierte Sollwert SW_GRD_TEMP
unverändert
bliebe. Zweckmäßigerweise
wird S = 1 auch dann gesetzt oder beibehalten, wenn in zwei aufeinander
folgender Zeitintervallen Δt
der Sollwert SW_TEMP bei etwa 100% ist.
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Bei
S = 0 hat das Getriebe 15 die Übersetzung soweit verkürzt, dass
die Regelabweichung sich nicht mehr vergrößert. Der unbeeinflusste Sollwert
SW_TEMP ändert
seine Richtung nach Sollwert = 0, liegt aber über dem gradientenbegrenzten
modifizierten Sollwert SW_GRD_TEMP. Deshalb wird der aktuelle Sollwert
SW_GRD_TEMP beibehalten. Weil das Getriebe 15 mit der Verstellung
der Übersetzung dem
Pedalersatzsignal der Motorsteuerung 12 nacheilt, verkürzt es die Übersetzung
weiter, wodurch sich die Regelabweichung weiter reduziert. Dadurch
findet ein Wechsel des Funktionsstatus auf S = –1 statt. Wenn jetzt lediglich
der Gradientenbetrag umgeschaltet würde, käme es solange zu einer weiteren Erhöhung des
modifizierten, gradientenbegrenzten Sollwerts SW_GRD_TEMP, bis sich
dieser und der unbeeinflusste Sollwert SW_TEMP schneiden. Erst dann
beginnt sich der für
den Antriebsmotor 14 und das Getriebe 15 wirksame
modifizierte Sollwert SW_GRD_TEMP zu reduzieren. Dies bedeutet,
dass zu einem Zeitpunkt, an dem eigentlich schon eine Leistungsreduzierung
stattfinden sollte, noch ein Leistungszuwachs erfolgt.
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Deshalb
wird sinnvollerweise bei einem Wechsel von einem Zustand mit gleich
bleibendem unbeeinflussten Sollwert SW_TEMP zu einem Zustand mit
abnehmendem unbeeinflussten Sollwert SW_TEMP erst dann der modifizierte
Sollwert SW_GRD_TEMP verändert,
wenn der unbeeinflusste Sollwert SW_TEMP gleich oder kleiner geworden ist
wie der aktuelle modifizierte Sollwert SW_GRD_TEMP. Entsprechend
wird sinnvollerweise bei einem Wechsel von einem Zustand mit gleich bleibendem
unbeeinflussten Sollwert SW_TEMP zu einem Zustand mit zunehmendem
unbeeinflussten Sollwert SW_TEMP erst dann der modifizierte Sollwert
SW_GRD_TEMP verändert,
wenn der unbeeinflusste Sollwert SW_TEMP gleich oder größer geworden
ist wie der aktuelle modifizierte Sollwert SW_GRD_TEMP. Dadurch
findet die Geschwindigkeitsregelungseinheit 11 schneller
den richtigen Lastpunkt, und die Regelqualität wird verbessert.