DE102005012863B4

DE102005012863B4 - Powertrain control system

Info

Publication number: DE102005012863B4
Application number: DE102005012863A
Authority: DE
Inventors: Jan Pieter Prins; Derek Leslie Jones; Timothy Charles Slaney; John Nicholas Moore; Andrew Cotta
Original assignee: Land Rover UK Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: GB0406374D0; GB2412448A; GB2412448B; DE102005012863A1

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs, mit einer in dem Fahrzeug vorgesehenen Ausgangsleistungsänderungseinrichtung (1) zur Änderung der Ausgangsleistung des Fahrzeugantriebsstrangs sowie mit einer vom Fahrer betätigbaren Leistungsanforderungseinrichtung (8) zur Erzeugung von Leistungsanforderungssignalen, wobei die Vorrichtung eine Steuereinrichtung (6) zur Erzeugung eines Steuerungsausgangssignals zur Steuerung der Ausgangsleistungsänderungseinrichtung (1) gemäß den Leistungsanforderungssignalen und entsprechend einer von mehreren wählbaren Charakteristiken aufweist, und wobei die Steuereinrichtung (6) so ausgebildet ist, dass sie ein graduelles Umschalten von einer ersten gewählten Steuercharakteristik zu einer zweiten gewählten Steuercharakteristik bewirkt, und zwar in Abhängigkeit von dem Leistungsanforderungssignal, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass diese das Umschalten innerhalb einer festgesetzten Zeitdauer durch Erzeugung eines Steuerungsausgangssignals bewirkt, welches die Ausgangsleistungsänderungseinrichtung (1) veranlasst, die Ausgangsleistung um eine variable Rate in Abhängigkeit von der jeweiligen Größe von Leistungsanforderungssignalen zu ändern, die zu diskreten Zeitintervallen während der Umschaltungsdauer gemessen werden.Apparatus for controlling an automotive powertrain having an output power changing means (1) provided in the vehicle for changing the output power of the vehicle driveline, and a driver operable power demand means (8) for generating power request signals, the apparatus comprising control means (6) for generating a control output signal for Controlling the output power changing means (1) in accordance with the power request signals and in accordance with one of a plurality of selectable characteristics, and wherein the control means (6) is arranged to effect a gradual switching from a first selected control characteristic to a second selected control characteristic depending on from the power request signal, characterized in that the control device (6) is designed such that it switches within a fixed n period by generating a control output signal which causes the output power changing means (1) to change the output power by a variable rate depending on the respective magnitude of power request signals measured at discrete time intervals during the switching period.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 bzw. 5 sowie auf ein Kraftfahrzeug mit so einer Vorrichtung.The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a motor vehicle drive train having the features of the preambles of claims 1 and 5 as well as to a motor vehicle having such a device.

Es wird vielfach angestrebt, die herkömmliche Direktverbindung (gewöhnlich eine mechanische Verbindung, wie z. B. ein Bowdenzug) zwischen dem vom Fahrer zu betätigenden Fahrpedal eines Kraftfahrzeugs und dem System zur Kraftstoffversorgung des Motors anderweitig zu ersetzen. Hierzu sind elektronische Steuerungen der Kraftstoffversorgung des Motors, normalerweise in Form von Motormanagementsystemen, bekannt, die auf der Grundlage einer Closed-Loop-Regelung betrieben werden. Solche Systeme werden im Allgemeinen als ”Drive-by-wire”-Systeme bezeichnet.It is often desired to otherwise replace the conventional direct connection (usually a mechanical connection, such as a Bowden cable) between the driver-actuatable accelerator pedal of a motor vehicle and the engine's fueling system. For this purpose, electronic controls of the fuel supply of the engine, usually in the form of engine management systems, are known, which are operated on the basis of a closed-loop control. Such systems are commonly referred to as "drive-by-wire" systems.

Bei ”Drive-by-wire”-Systemen sind üblicherweise dem von dem Fahrer zu betätigenden Fahrpedal zugeordnete Pedalanforderungspotentiometer vorgesehen, über die dem Motormanagementsystem die angeforderte Leistung in Form eines Signals mitgeteilt wird. Das Motormanagementsystem steuert die Treibstoff- und Luftzufuhr des Motors gemäß dem übermittelten Pedalanforderungssignal.In the case of "drive-by-wire" systems, pedal demand potentiometers assigned to the accelerator pedal to be actuated by the driver are usually provided, via which the requested power is communicated to the engine management system in the form of a signal. The engine management system controls the fuel and air supply of the engine according to the transmitted pedal request signal.

Soll ein Fahrzeug im Geländebetrieb, und somit auf einem unebenen und holprigen Untergrund, eingesetzt werden, sollte das Fahrpedal, zumindest im Anfangsbereich des Pedalwegs, mit geringer Empfindlichkeit reagieren (um eine starke Leistungserhöhung zu erreichen, ist das Pedal also tief herunterzudrücken). Dies ist dadurch bedingt, dass im Geländebetrieb im Allgemeinen starke Vibrationen auftreten, die dann die Kontrolle über das Fahrzeug erschweren, wenn das Fahrpedal zu empfindlich auf die Anforderung des Fahrers reagiert. Im Straßenbetrieb, d. h. auf einem relativ ebenen Untergrund, ist dagegen für gewöhnlich ein empfindlicheres Fahrpedal vorzuziehen, um das Fahrzeug besser beschleunigen zu können (d. h. bereits durch eine leichte Betätigung des Fahrpedals wird eine starke Erhöhung der Motorleistung erzielt).If a vehicle is to be used in off-road operation, and thus on an uneven and bumpy ground, the accelerator pedal should respond with low sensitivity, at least in the initial range of the pedal travel (in order to achieve a strong power increase, the pedal must be pressed down deeply). This is due to the fact that in terrain generally strong vibrations occur, which then complicate the control of the vehicle when the accelerator pedal too sensitive to the request of the driver reacts. In road operation, d. H. on a relatively flat surface, on the other hand, a more sensitive accelerator pedal is usually preferable to be able to accelerate the vehicle better (i.e., a slight increase in engine performance is already achieved by a slight operation of the accelerator pedal).

Aus der GB 2154763 A und der FR 2483012 A1 sind jeweils Systeme mit unterschiedlichen Drosselklappencharakteristiken bekannt, die vom Fahrer gewählt werden können, um die gewünschten Fahreigenschaften, wie etwa sportlich oder Kraftstoff sparend, herbeizuführen.From the GB 2154763 A and the FR 2483012 A1 For example, systems having different throttle characteristics are known which can be selected by the driver to provide the desired ride characteristics, such as sportiness or fuel efficiency.

Aus der WO 97/27388 A1 ist ein Antriebsstrangssteuerungssystem bekannt, das ermittelt, ob sich das Fahrzeug im Straßen- oder im Geländebetrieb befindet und eine von zwei Drosselklappencharakteristiken wählt, wobei durch die Wahl einer ersten Charakteristik für Fahrten im Straßenbetrieb eine empfindlichere Reaktion des Fahrpedals bewirkt wird und die Wahl einer zweiten Charakteristik mit einer robusteren Reaktion dann erfolgt, wenn sich das Fahrzeug im Geländebetrieb befindet. Ob sich das Fahrzeug im Straßen- oder im Geländebetrieb befindet, kann das System feststellen, indem es ermittelt, ob der Fahrer einen oberen Gangbereich (für den Straßenbetrieb) oder einen niedrigen Gangbereich (für den Geländebetrieb) gewählt hat.From the WO 97/27388 A1 For example, a powertrain control system is known that determines whether the vehicle is on-road or off-highway and selects one of two throttle characteristics, wherein the selection of a first characteristic for driving in the road mode causes a more sensitive response of the accelerator pedal and the selection of a second characteristic with a more robust response then occurs when the vehicle is in off-road operation. Whether the vehicle is on or off-road can be determined by the system by determining whether the driver has selected an upper range (for road use) or a lower range (for off-road use).

Bei diesen bekannten Systemen kann der Unterschied zwischen zwei Drosselklappencharakteristiken, etwa für Straßen- oder Geländebetrieb, so sein, dass bei derselben Position des Fahrpedals die jeweiligen Motorleistungen erheblich voneinander abweichen. Daher muss der Fahrer, wenn er von einer Charakteristik zu einer anderen wechselt, während das Fahrzeug sich in Bewegung befindet, das Fahrpedal loslassen, um zu verhindern, dass das Fahrzeug ruckartig reagiert. Dieses ruckartige Fahrverhalten kommt durch die plötzliche Zunahme (bzw. Abnahme) der Motorleistung (bzw. des Drehmoments) bei einem Wechsel zwischen zwei Drosselklappencharakteristiken zustande; z. B. bei einem Wechsel vom Straßen- zu einem Geländebetrieb oder von einer sportlichen auf eine ökonomische Fahrweise. Für den Fahrer führt dies zu vermindertem Fahrkomfort und zu Irritationen. Es kann auch problematisch sein, in solchen Situationen das Fahrpedal loszulassen, da dies zu einem Antriebsverlust führt, was zur Folge haben kann, dass das Fahrzeug, etwa bei einem Anstieg auf eine steile Anhöhe oder bei einer Fahrt durch schlammiges Gelände stecken bleibt.In these known systems, the difference between two throttle characteristics, such as for off-road or off-road operation, may be such that at the same position of the accelerator pedal, the respective engine outputs differ significantly. Therefore, when the driver changes from one characteristic to another while the vehicle is in motion, the driver must release the accelerator pedal to prevent the vehicle from jerking. This jerky ride is due to the sudden increase (or decrease) in engine power (or torque) when changing between two throttle characteristics; z. B. when changing from road to off-road or from a sporty to an economical driving style. For the driver, this leads to reduced ride comfort and irritation. It can also be problematic to release the accelerator pedal in such situations, as this leads to loss of drive, which may result in the vehicle getting stuck in a climb to a steep hill or driving through muddy terrain.

Aus der DE 102 57 061 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor bekannt, bei dem Betriebsparameter über eine Regeleinrichtung einstellbar sind, wobei die Regeleinrichtung durch Betätigung eines im Bereich des Fahrersitzes vorgesehenen Betätigungselements in einen kraftoptimierten Zustand schaltbar ist, in dem der Verbrennungsmotor im Wesentlichen optimiert arbeitet.From the DE 102 57 061 A1 a motor vehicle with an internal combustion engine is known, in which operating parameters can be set by means of a control device, wherein the control device can be switched to a power-optimized state by actuating an actuating element provided in the region of the driver's seat, in which the internal combustion engine operates in an essentially optimized manner.

Die DE 102 10 795 A1 offenbart ein gattungsgemäßes Antriebsstrangssteuerungssystem, insbesondere ein Verfahren zur Umschaltung des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeuges zwischen zwei oder mehreren Fahrverhalten, wobei die Fahrverhalten jeweils durch Kennfelder realisiert sind und wobei im Zeitpunkt der Umschaltung des Fahrverhaltens eine aus jedem Kennfeld abgeleitete Vortriebsanforderung mit einem Anpassungsfaktor multipliziert wird.The DE 102 10 795 A1 discloses a generic powertrain control system, in particular a method for switching the driving behavior of a motor vehicle between two or more driving behavior, wherein the driving behavior are each realized by maps and wherein at the time of switching the driving behavior derived from each map propulsion request is multiplied by an adjustment factor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein System zur Verfügung zu stellen, mit dem sich ein Wechsel der Drosselklappencharakteristik durchführen lässt, während ein Fahrzeug in Bewegung ist und ohne dass der Fahrer seinen Fuß während des Wechselns vom Fahrpedal nehmen muss.The invention is based on the object to provide a system with which a change of the throttle characteristic can be performed while a vehicle is in motion and without the driver having to take his foot off the accelerator pedal while changing.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung und einem gattungsgemäßen Verfahren durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 5 sowie durch ein mit dieser Vorrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 6 gelöst.This object is achieved in a generic device and a generic method by the features of claims 1 and 5 and by a vehicle equipped with this device according to claim 6.

Weiterhin kann die Vorrichtung einen Speicher zur Speicherung besagter mehrerer wählbarer Steuercharakteristiken umfassen.Furthermore, the apparatus may comprise a memory for storing said plurality of selectable control characteristics.

Die Steuereinrichtung kann so ausgebildet sein, dass eine Charakteristik gemäß einem Signal gewählt wird, das von einem vom Fahrer betätigbaren Fahrmoduswahlschalter erzeugt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Auswahl durch ein Signal von einem On-Board-Sensor erfolgt.The controller may be configured to select a characteristic according to a signal generated by a driver-operable drive mode selector switch. Another possibility is that the selection is made by a signal from an on-board sensor.

Vorzugsweise ist jede der Steuercharakteristiken im Wesentlichen für alle Betriebszustände der Ausgangsleistungsänderungseinrichtung geeignet.Preferably, each of the control characteristics is substantially suitable for all the operating states of the output power changing means.

Vorzugsweise entspricht über den Zustandsbereich der Leistungsanforderungseinrichtung für jeden beliebigen speziellen Zustand innerhalb dieses Bereichs ein Zustand der Ausgangsleistungsänderungseinrichtung, der von der einen Charakteristik erzeugt wird, einer anderen Ausgangsleistung als derjenige, der von den anderen Charakteristiken erzeugt wird.Preferably, over the state region of the power demand means for any particular state within that range, a state of the output power changing means generated by the one characteristic corresponds to a different output power from that generated by the other characteristics.

Die Steuercharakteristiken können an ihren oberen Enden konvergieren, so dass die verfügbare Maximalleistung für jede Charakteristik im Wesentlichen die gleiche ist. Die Steuercharakteristiken können auch an ihren unteren Enden konvergieren, so dass die verfügbare Mindestleistung für jede Charakteristik im Wesentlichen die gleiche ist.The control characteristics may converge at their upper ends so that the maximum available power for each characteristic is substantially the same. The control characteristics may also converge at their lower ends so that the minimum available power for each characteristic is substantially the same.

Zur Erfassung von Vibrationen im Fahrzeug kann der On-Board-Sensor eine Vibrationserfassungseinrichtung aufweisen, durch die der Sensor erkennt, ob sich das Fahrzeug im Geländebetrieb befindet.To detect vibrations in the vehicle, the on-board sensor may include a vibration detection device, by which the sensor detects whether the vehicle is in off-road operation.

Die Leistungsanforderungseinrichtung kann ein Fahrpedal aufweisen, und das Leistungsanforderungssignal kann von der Position des Fahrpedals abhängig sein, so dass, wenn eine erste Charakteristik gewählt wurde, die Ausgangsleistungsänderungseinrichtung empfindlicher auf Veränderungen der Position des Fahrpedals reagiert als es der Fall ist, wenn anschließend eine zweite Charakteristik gewählt wird. Das Pedalanforderungssignal kann über den Gesamtbereich des Fahrpedalwegs variieren.The power requesting means may comprise an accelerator pedal, and the power request signal may be dependent on the position of the accelerator pedal such that, when a first characteristic is selected, the output power changing means is more sensitive to changes in the position of the accelerator pedal than it is when subsequently having a second characteristic is selected. The pedal request signal may vary over the entire range of the accelerator pedal travel.

Bei einer ersten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung so ausgebildet, dass ein Umschalten durch Erzeugung eines Steuerungsausgangssignals erfolgt, welches die Ausgangsleistungsänderungseinrichtung veranlasst, die Ausgangsleistung um einen konstanten Betrag pro Zeiteinheit zu ändern.In a first embodiment, the control means is arranged to switch by generating a control output signal which causes the output power changing means to change the output power by a constant amount per unit time.

Bei einer zweiten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung so ausgebildet, dass ein Umschalten durch Erzeugung eines Steuerungsausgangssignals erfolgt, welches die Ausgangsleistungsänderungseinrichtung veranlasst, die Ausgangsleistung während einer festgelegten Zeitspanne zu ändern.In a second embodiment, the control means is arranged to switch by generating a control output signal which causes the output power changing means to change the output power during a predetermined period of time.

Bei einer dritten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung so ausgebildet, dass ein Umschalten während einer festgelegten Zeitdauer erfolgt, indem ein Steuerungsausgangssignal erzeugt wird, durch das die Ausgangsleistungsänderungseinrichtung veranlasst wird, die Ausgangsleistung in einer variablen Rate zu ändern, und zwar abhängig von der jeweiligen Größe der Leistungsanforderungssignale, die in diskreten Zeitabständen während der Dauer des Umschaltens gemessen werden.In a third embodiment, the controller is configured to switch over a predetermined period of time by generating a control output signal that causes the output power changing means to change the output power at a variable rate depending on the respective magnitude of the power request signals which are measured at discrete time intervals during the duration of the switchover.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings. Show it:

1 ein schematisches Blockdiagramm eines Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und 1 a schematic block diagram of a system according to an embodiment of the invention, and

2 und 3 graphische Darstellungen der Ausgangsleistungscharakteristiken, die bei dem in 1 gezeigten System verwendet werden. 2 and 3 graphical representations of the output power characteristics used in the 1 shown system can be used.

Bezugnehmend auf 1 wird die Ausgangsleistung eines Motors eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) durch eine Ausgangsleistungsänderungseinrichtung 1 in Form eines Gleichstrommotors 2 gesteuert, der eine Drosselklappenwelle 3 in zwei Richtungen antreibt, auf der eine Drosselklappe 4 sitzt, die den in den Motor eintretenden Luftstrom regelt. Der Gleichstrommotor 2 wird von einer Einspeisung mit 12 Volt Gleichstrom versorgt, die von einer Steuereinrichtung 5 in Form einer elektronischen Steuereinheit (Electronic Control Unit (ECU)) 6 im Datenaustausch mit einem Speicher 7 gesteuert wird. Die ECU 6 empfängt ein Eingangssignal von einer Leistungsanforderungseinrichtung 8 in Form eines Pedalanforderungspotentiometers 9, welches so angeordnet ist, dass es ein Pedalanforderungssignal erzeugt, das von der Position des Fahrpedals 10 abhängig ist. Das Pedalanforderungssignal variiert über den Gesamtbereich des Fahrpedalwegs und besteht aus einer stetig variablen Spannung, die von 0,5 Volt, wenn das Pedal nicht betätigt wird, bis 5 Volt Gleichstrom ansteigt, wenn das Pedal bis zum Anschlag heruntergedrückt ist. Ein zweites Eingangssignal erhält die ECU 6 von einem Fahrmoduswahlschalter 11. Dieses Eingangssignal zeigt das Gelände an, über das das Fahrzeug fährt bzw. fahren soll, oder einen Fahrmodus. Typische wählbare Schaltereinstellungen, sind ”Sport”, ”Schlamm”, ”Gras” und ”Asphalt”.Referring to 1 becomes the output power of an engine of a motor vehicle (not shown) by an output power changing means 1 in the form of a DC motor 2 controlled by a throttle shaft 3 drives in two directions, on which a throttle 4 sits, which regulates the air flow entering the engine. The DC motor 2 is powered by a 12 volt DC feed supplied by a controller 5 in the form of an electronic control unit (ECU) 6 in the data exchange with a memory 7 is controlled. The ECU 6 receives an input signal from a power demand device 8th in the form of a pedal request potentiometer 9 , which is arranged so that it generates a pedal request signal, that of the position of the accelerator pedal 10 is dependent. The pedal request signal varies over the entire range of the accelerator pedal travel and consists of a continuously variable voltage that increases from 0.5 volts when the pedal is not depressed to 5 volts DC when the pedal is depressed all the way down. A second input signal is received by the ECU 6 from a drive mode selector 11 , This Input signal indicates the terrain over which the vehicle is to travel or drive or a driving mode. Typical selectable switch settings are "Sport", "Mud", "Grass" and "Asphalt".

Zusätzliche bzw. alternative Fahrmodi sind möglich, zu Anschauungszwecken sind jedoch nur diese vier Modi dargestellt. Jeder Einstellung ist eine Steuercharakteristik zugeordnet, welche die von dem Motor für eine gegebene Pedalposition angeforderte Leistungsmenge vorgibt. Jede der vier mit einer Einstellung verbundenen Charakteristiken ist im Speicher 7 gespeichert.Additional or alternative driving modes are possible, but for purposes of illustration only these four modes are shown. Each setting is associated with a control characteristic that specifies the amount of power requested by the engine for a given pedal position. Each of the four characteristics associated with a setting is in memory 7 saved.

Ein drittes Eingangssignal an die ECU 6 stammt von einer Fahrzustandsfühleinrichtung 12, die eine Radaufhängungsüberwachung 13 sowie vier Radaufhängungspotentiometer 14 umfasst, die die jeweilige vertikale Position der Fahrzeugräder anzeigen.A third input to the ECU 6 comes from a Fahrzustandsfühleinrichtung 12 who have a suspension control 13 as well as four wheel suspension potentiometers 14 includes, which indicate the respective vertical position of the vehicle wheels.

Die ECU 6 gibt ein Steuerungssignal an eine Leitung 15, die an den Motor 2 gekoppelt ist, um die Öffnungsstellung der Drosselklappe 4 zu steuern.The ECU 6 gives a control signal to a line 15 attached to the engine 2 is coupled to the open position of the throttle 4 to control.

2 veranschaulicht zwei Ausgangsleistungscharakteristiken in Form einer ”Asphalt”-Charakteristik 16 und einer ”Schlamm”-Charakteristik 17. Die Charakteristiken 16 und 17 zeigen den Verlauf der Drosselklappenöffnung (y-Achse) in Abhängigkeit von einer Betätigung durch den Gleichstrommotor 2 aufgrund eines Pedalanforderungssignals (x-Achse) Die Charakteristiken 16 und 17 werden von der ECU 6 gewählt, und zwar in Abhängigkeit von Eingangssignalen entweder von dem Schalter 11 oder von der Radaufhängungsüberwachung 13. 2 illustrates two output performance characteristics in the form of an "asphalt" characteristic 16 and a "mud" characteristic 17 , The characteristics 16 and 17 show the course of the throttle opening (y-axis) in response to an operation by the DC motor 2 due to a pedal request signal (x-axis) The characteristics 16 and 17 be from the ecu 6 selected, depending on input signals from either the switch 11 or from the suspension control 13 ,

Die Charakteristiken 16 und 17, nachfolgend auch Kurven genannt, beginnen beide an demselben Punkt, an dem die Öffnung der Drosselklappe gleich Null ist, da das Fahrpedal nicht betätigt wird und somit von dem Pedal kein Anforderungssignal ausgeht. Bei einer nur geringen Betätigung des Fahrpedals und damit geringen Pedalanforderungssignalen ist die ”Asphalt”-Charakteristik 16 steiler als die ”Schlamm”-Charakteristik 17, so dass bei einer jeweils gleichgroßen Pedalbewegung die Drosselklappe weiter geöffnet wird. Bei einem stärkeren Herunterdrücken des Pedals, und damit starken Pedalanforderungssignalen, flacht die ”Asphalt”-Charakteristik 16 ab und die ”Schlamm”-Charakteristik 17 wird steiler. In diesem Bereich bewirkt die ”Asphalt”-Charakteristik 16 daher bei einer gegeben großen Pedalbewegung eine geringere Veränderung der Öffnung der Drosselklappe als die ”Schlamm”-Charakteristik 17. Daher laufen die Charakteristiken 16 und 17 zu ihren oberen Enden hin zusammen und treffen sich an einem Punkt, an dem das Herunterdrücken des Fahrpedals bis zum Anschlag zu einer weiten Öffnung der Drosselklappe führt.The characteristics 16 and 17 , hereinafter also referred to as curves, both start at the same point at which the opening of the throttle valve is zero, since the accelerator pedal is not actuated and therefore no request signal emanates from the pedal. With only a slight operation of the accelerator pedal and thus low pedal request signals is the "asphalt" characteristic 16 steeper than the "mud" characteristic 17 , so that the throttle valve is opened further with an equally large pedal movement. If the pedal is pressed down a bit more and the pedal request signals are strong, the "asphalt" characteristic flattens out 16 and the "mud" characteristic 17 gets steeper. In this area causes the "asphalt" characteristic 16 therefore, with a given large pedal movement, a smaller change in the opening of the throttle than the "mud" characteristic 17 , Therefore, the characteristics are running 16 and 17 to their upper ends together and meet at a point where the depression of the accelerator pedal leads to the stop to a wide opening of the throttle.

Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird nun beispielhaft ein erster Betriebsmodus beschrieben. In diesem ersten Beispiel hat der Fahrer auf dem Wahlschalter 11 den Fahrmodus ”Schlamm” eingestellt, woraufhin die ECU 6 die Drosselklappenreaktionscharakteristik 17 aus dem Speicher 7 zur Steuerung des Gleichstrommotors 2 gewählt hat. Daher gibt Kurve 17 den Wert für das Steuerungsausgangssignal auf der Leitung 15 und damit für die Öffnung der Drosselklappe vor. Drückt der Fahrer nun z. B. das Pedal um etwa ein Drittel des gesamten Pedalwegs herunter (d. h. das Pedalanforderungssignal beträgt etwa 2 Volt), so dass die Öffnung der Drosselklappe 10% beträgt, so arbeitet das System bei Punkt A auf Kurve 17. Anschließend verlässt das Fahrzeug das Gelände und fährt auf einer Asphaltfläche. Der Fahrer stellt den Fahrmoduswahlschalter 11 daher von ”Schlamm” auf ”Asphalt” um, wobei er die Pedalposition unverändert lässt. Die ECU 6 registriert den Wechsel des Fahrmodus und muss nun die Öffnung der Drosselklappe auf einen Zielwert von 80% ändern, was Punkt B auf Kurve 16 entspricht. Hierzu erzeugt die ECU 6 über Leitung 15 ein Steuerungssignal, um den Motor in Betrieb zu setzen, so dass die Öffnung der Drosselklappe um eine feste, zuvor festgelegte Rate pro Zeiteinheit zunimmt. Der Fahrer bemerkt daher eine schrittweise Zunahme der Leistungsanforderung durch den Motor, obwohl der von ihm ausgeübte Druck auf das Pedal 10 gleich bleibt. Wenn die ECU 6 feststellt, dass die Öffnung der Drosselklappe den Zielwert von 80% erreicht hat, lässt die ECU 6 die Öffnung der Drosselklappe solange unverändert bei diesem Wert, bis der Fahrer die Pedalposition ändert. Danach wird das Ausgangssignal der ECU 6 über die Leitung 15 von der aus dem Speicher 7 gewählten ”Asphalt”-Kurve 16 bestimmt.With reference to the 1 and 2 a first mode of operation will now be described by way of example. In this first example, the driver has on the selector switch 11 set the driving mode "mud", whereupon the ECU 6 the throttle response characteristic 17 from the store 7 for controlling the DC motor 2 has chosen. Therefore, curve 17 the value for the control output signal on the line 15 and thus for the opening of the throttle. The driver now presses z. For example, if the pedal is about one-third of the total pedal travel down (ie, the pedal request signal is about 2 volts), so that the throttle opening is 10%, the system will operate at point A on the curve 17 , Then the vehicle leaves the area and drives on an asphalt surface. The driver sets the drive mode selector switch 11 therefore, from "mud" to "asphalt", leaving the pedal position unchanged. The ECU 6 registers the change of drive mode and now has to change the opening of the throttle to a target value of 80%, which is point B on turn 16 equivalent. For this the ECU generates 6 via wire 15 a control signal to operate the engine so that throttle opening increases by a fixed, predetermined rate per unit of time. The driver, therefore, notes a gradual increase in power demand by the engine, although the pressure applied to it by the pedal 10 stays the same. If the ECU 6 determines that the opening of the throttle has reached the target value of 80% leaves the ECU 6 the opening of the throttle valve remains unchanged at this value until the driver changes the pedal position. Thereafter, the output of the ECU 6 over the line 15 from the store 7 chosen "asphalt" curve 16 certainly.

Zu berücksichtigen ist, dass es, da die ECU 6 in diesem Beispiel so arbeitet, dass sie die Öffnung der Drosselklappe um eine feste Rate pro Zeiteinheit ändert, länger dauert, die neue gewählte Moduskurve zu erreichen, die bei Punkt A auf Kurve 17 beginnt, als es dauern würde, wenn sie z. B. von einem Punkt C ausgehen würde, an dem das Pedal fast bis zum Anschlag heruntergedrückt ist.It should be taken into account that, since the ECU 6 In this example, working to change the opening of the throttle at a fixed rate per unit of time will take longer to reach the new selected mode curve, that at point A to curve 17 starts when it would take, for example B. starting from a point C, where the pedal is depressed almost to the stop.

Es folgt die Beschreibung eines zweiten alternativen Betriebsmodus, wieder unter Bezugnahme auf die 1 und 2. In diesem Beispiel hat der Fahrer den ”Asphalt”-Modus gewählt und hat beim Fahren das Pedal 10 bis zur Hälfte des Pedalwegs heruntergedrückt (d. h. das Pedalanforderungssignal beträgt 2,25 Volt). Dies entspricht einer Öffnung der Drosselklappe von 90% und damit dem als Punkt D auf Kurve 16 angegebenen Arbeitspunktspunkt, der von der ECU 6 aus dem Speicher 7 gewählt wurde. Der Fahrer setzt nun die Fahrt im Gelände auf einem unebenen Untergrund fort. Er hält dabei die Position des Fahrpedals 10 konstant, vergisst jedoch, den Fahrmoduswahlschalter 11 auf ”Schlamm” umzustellen. Ein an die ECU 6 gesendetes Signal des Radaufhängungsüberwachung 13 wird von den Radaufhängungspotentiometern 14 hergeleitet und zeigt an, dass das Fahrzeug unter Bedingungen betrieben wird, die dem Geländebetrieb gleichkommen. In diesem Beispiel bewegt sich das Fahrzeug jetzt über einen holprigen Untergrund, woraufhin die Radaufhängungsüberwachung 13 ein Signal an die ECU 6 sendet. Die ECU 6 verarbeitet die eingehenden Signale so, dass von der Radaufhängungsüberwachung 13 eingehende Signale stets Vorrang vor den Signalen haben, die die ECU 6 von dem Fahrmoduswahlschalter 11 empfängt. Stellt die ECU 6 aufgrund eines Signals von der Radaufhängungsüberwachung 13 fest, dass das Fahrzeug sich nicht länger im Geländebetrieb befindet, so, schaltet die ECU 6 wieder auf die von dem Fahrmoduswahlschalter 11 festgelegte Leistungscharakteristik zurück. Als Reaktion auf den Empfang des Signals von der Radaufhängungsüberwachung 13, mit dem diese der ECU 6 mitteilt, dass nun die ”Schlamm”-Charakteristik erforderlich ist, muss die ECU 6 die Öffnung der Drosselklappe von dem aktuellen Wert von 90% auf 25% heruntersetzen, was Punkt E auf Kurve 17 entspricht. Hierzu erzeugt die ECU 6 ein Steuerungssignal über die Leitung 15, um den Gleichstrommotor 2 in Betrieb zu setzen, so dass sich die Öffnung der Drosselklappe linear über einen festen, voreingestellten Zeitraum, z. B. drei Sekunden, solange verkleinert, bis der Arbeitspunkt E auf Kurve 17 erreicht ist. Der Fahrer bemerkt, dass die Motorleistung während dieses Zeitraums von drei Sekunden allmählich nachlässt, obwohl sein Fuß einen gleich bleibenden Druck auf das Fahrpedal 10 ausübt. Nach Ablauf des Zeitraums und Rückgang der Öffnung der Drosselklappe auf den Zielwert von 25%, hält die ECU 6 diese Öffnung der Drosselklappe solange konstant, bis der Fahrer die Position des Fahrpedals ändert. Danach wird das Ausgabesignal der ECU 6 über die Onlineverbindung von der aus dem Speicher 7 gewählten ”Schlamm”-Kurve 17 bestimmt.The following is a description of a second alternative mode of operation, again with reference to FIGS 1 and 2 , In this example, the driver has chosen the "Asphalt" mode and has the pedal while driving 10 depressed down to half of the pedal travel (ie, the pedal request signal is 2.25 volts). This corresponds to an opening of the throttle valve of 90% and thus the point D on curve 16 specified by the ECU 6 from the store 7 was chosen. The driver now continues the drive in the field on an uneven surface. He keeps the position of the accelerator pedal 10 constant, but forget the drive mode selector switch 11 on "mud" convert. One to the ECU 6 transmitted signal of the suspension control 13 comes from the wheel suspension potentiometers 14 derived and indicates that the vehicle is operated under conditions that equate to off-road operation. In this example, the vehicle is now moving over a bumpy ground, whereupon the suspension control 13 a signal to the ECU 6 sends. The ECU 6 processes the incoming signals so that from the suspension control 13 incoming signals always have priority over the signals that the ECU 6 from the drive mode selector switch 11 receives. Represents the ECU 6 due to a signal from the suspension control 13 determines that the vehicle is no longer in off-road mode, so, the ECU shuts off 6 back to that of the drive mode selector switch 11 fixed performance characteristics back. In response to receiving the signal from the suspension control 13 with which this the ECU 6 informs that now the "mud" characteristic is required, the ECU 6 Decrease the throttle opening from the current value of 90% to 25%, which is point E on the curve 17 equivalent. For this the ECU generates 6 a control signal via the line 15 to the DC motor 2 in operation, so that the opening of the throttle valve linear over a fixed, preset period, eg. B. three seconds, as long as reduced, until the operating point E on curve 17 is reached. The driver notices that engine power gradually decreases during this three-second period, even though his foot puts constant pressure on the accelerator pedal 10 exercises. After the expiration of the period and decrease in the opening of the throttle to the target value of 25%, the ECU stops 6 this opening of the throttle valve constant until the driver changes the position of the accelerator pedal. Thereafter, the output signal of the ECU 6 via the online connection from the store 7 chosen "mud" curve 17 certainly.

Bei diesem zweiten Beispiel ist zu berücksichtigen, dass die Zeit, die benötigt wird, um von einem beliebigen Punkt auf der einen Kurve (z. B. D oder F) zu dem entsprechenden Punkt auf der einen Kurve (E bzw., G) zu gelangen, gleich lang ist.In this second example, it should be noted that the time required to move from any point on the one curve (eg, D or F) to the corresponding point on the one curve (E, or G) arrive, is the same length.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 und 3 ein dritter alternativer Betriebsmodus beschrieben. Bei diesem Beispiel hat der Fahrer den ”Schlammmodus” gewählt und bei der Fahrt das Fahrpedal 10 um ein Drittel des gesamten Pedalwegs heruntergedrückt (das Pedalanforderungssignal hat einen Wert von etwa 2 Volt). In Reaktion auf das Signal des Wahlschalters 11 hat die ECU 6 die dazugehörige Charakteristikkurve 18 aus dem Speicher 7 zur Steuerung des, Gleichstrommotors 2 gewählt. Die Öffnung der Drosselklappe beträgt bei Punkt A auf Kurve 18 10%, anschließend nähert sich das Fahrzeug unebenem Gelände, und der Fahrer schaltet den Wahlschalter 11 auf ”Asphalt.” Die ECU 6 stellt die Änderung des Betriebsmodus fest und muss daher die Öffnung der Drosselklappe auf einen Zielwert von 80% ändern, was Punkt B auf Kurve 19 entspricht. In diesem Beispiel ist die ECU 6 so eingestellt, dass sie die Umschaltung zwischen den Kurven 18 und 19 in einem auf drei Sekunden eingestellten Zeitraum ”T” bewirkt und das Pedalanforderungssignal während dieses Zeitraums in voreingestellten Intervallen ”t” misst, wobei ”t” einer Sekunde entspricht. Zum Zeitpunkt t,, zu dem der Umschaltbefehl erfolgt, beträgt das Pedalanforderungssignal 1,7 Volt. Die ECU 6 stellt fest, dass sie innerhalb von drei Sekunden eine Öffnung der Drosselklappe von dem aktuellen Wert von 10% auf den Zielwert von 80% durchzuführen hat. Daher sendet die ECU 6 ein entsprechendes Signal an den Gleichstrommotor 2, so dass die Drosselklappe pro Sekunde um jeweils weitere 23% geöffnet wird. Eine Sekunde später, zu dem Zeitpunkt t₂, misst die ECU 6 das Pedalanforderungssignal erneut. Die Öffnung der Drosselklappe hat zu diesem Zeitpunkt 33% erreicht. Es soll jedoch bei diesem Beispiel einmal davon ausgegangen werden, dass der Fahrer das Fahrzeug beschleunigen will und das Fahrpedal 10 fast bis zum Anschlag durchgetreten hat, und die ECU 6 zu dem Zeitpunkt t₂, ein Pedalanforderungssignal von 4,5 Volt misst. Ein Pedalanforderungssignal von 4,5 Volt entspricht einer Öffnung der Drosselklappe von 98% auf der ”Asphalt”-Kurve 19 (Punkt B'). Der Abstand zwischen der gemessenen Öffnung der Drosselklappe und dem Zielwert der Öffnung der Drosselklappe beträgt 55%. Dieser Unterschied muss innerhalb der verbleibenden zwei Sekunden auf Null reduziert werden. Daher passt die ECU 6 ihr Ausgangssteuerungssignal über die Leitung 15 so an, dass sich die Drosselklappe um 27,5% pro Sekunde öffnet. Nachdem drei Sekunden verstrichen sind und die Öffnung der Drosselklappe 98% erreicht hat, wird das Ausgabesignal der ECU 6 von der ”Asphalt”-Kurve 19 bestimmt.The following is with reference to 1 and 3 a third alternative operating mode described. In this example, the driver has selected the "mud mode" and the accelerator pedal while driving 10 depressed by one third of the total pedal travel (the pedal request signal has a value of about 2 volts). In response to the signal of the selector switch 11 has the ECU 6 the associated characteristic curve 18 from the store 7 for controlling the, DC motor 2 selected. The opening of the throttle valve is at point A on curve 18 10%, then the vehicle approaches uneven terrain, and the driver turns the selector switch 11 on "asphalt." The ECU 6 detects the change of the operating mode and therefore has to change the opening of the throttle to a target value of 80%, which is point B on turn 19 equivalent. In this example, the ECU 6 adjusted so that they switch between the curves 18 and 19 during a period set to three seconds, causes "T" and measures the pedal request signal during this period at preset intervals "t", where "t" corresponds to one second. At the time t, at which the switching command occurs, the pedal request signal is 1.7 volts. The ECU 6 notes that within three seconds it has to open the throttle from the current value of 10% to the target value of 80%. Therefore, the ECU sends 6 a corresponding signal to the DC motor 2 so that the throttle valve is opened by a further 23% per second. One second later, at time t ₂ , the ECU measures 6 the pedal request signal again. The opening of the throttle has reached 33% at this time. However, in this example, it should be assumed that the driver wants to accelerate the vehicle and the accelerator pedal 10 almost to the limit, and the ECU 6 at time t ₂ , measures a pedal request signal of 4.5 volts. A pedal request signal of 4.5 volts corresponds to an opening of the throttle of 98% on the "Asphalt" curve 19 (Point B '). The distance between the measured throttle opening and the target throttle opening is 55%. This difference must be reduced to zero within the remaining two seconds. Therefore, the ECU fits 6 its output control signal over the line 15 so that the throttle opens 27.5% per second. After three seconds have elapsed and the opening of the throttle has reached 98%, the output signal of the ECU 6 from the "asphalt" curve 19 certainly.

In diesem alternativen dritten Betriebsmodus kann das System somit eine Änderung der Pedalposition während der Umschaltung von einer Drosselklappencharakteristik zu einer anderen vornehmen. Für den Zeitraum ”T” und die Zeitintervalle ”t” können, je nachdem, wie dies zweckmäßig erscheint, auch jeweils andere Werte eingestellt werden als drei Sekunden bzw. eine Sekunde.Thus, in this alternative third mode of operation, the system may make a change in pedal position during the transition from one throttle characteristic to another. For the period "T" and the time intervals "t", values other than three seconds or one second can also be set, depending on how this appears appropriate.

Dieser dritte Betriebsmodus kann auch auf den Fall angewandt werden, in dem ein Wechsel vom Asphalt- zum Schlammmodus erforderlich ist, so dass die Öffnung der Drosselklappe während eines festgesetzten Zeitraums um ein variables Maß verringert wird, und zwar unter Berücksichtigung des gemessenen Pedalanforderungssignals.This third mode of operation can also be applied to the case where an asphalt-to-mud mode change is required so that the opening of the throttle valve is reduced by a variable amount for a set period, taking into consideration the measured pedal request signal.

Eine weitere Ausgestaltung des in 1 dargestellten Systems kann darin bestehen, dass eine Rückkopplungseinrichtung in Form eines auf der Drosselklappenwelle 3 angeordneten Drosselklappenpositionspotentiometers (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Das Drosselklappenpositionspotentiometer meldet die Position, auf die der Gleichstrommotor 2 die Drosselklappe 4 gestellt hat, und die Geschwindigkeit, mit der sich die Drosselklappe 4 bewegt, an die ECU 6 weiter, wodurch ein geschlossener Regelkreis (Closed-Loop-Regelung) erreicht wird.Another embodiment of in 1 illustrated system may be that a feedback device in the form of a on the throttle shaft 3 arranged throttle position potentiometer (not shown) is provided. The throttle position potentiometer reports the position to which the DC motor 2 the throttle 4 has put, and the speed at which the throttle 4 moved to the ECU 6 continue, whereby a closed-loop control (closed-loop control) is achieved.

Überdies kann das System ein Datenübertragungsmittel in Form eines Ein-/Ausgabeports enthalten, der so angeordnet ist, dass Daten zwischen der ECU 6 und einer externen Vorrichtung (nicht dargestellt) ausgetauscht werden können. Der Port bietet dem Nutzer die Möglichkeit, sämtliche im Speicher 7 gespeicherten Charakteristiken zu ändern und Justier- oder Diagnoseroutinen gemäß einer geeigneten Funktionalität, die in der ECU 6 enthalten sein kann, durchzuführen.Moreover, the system may include data transfer means in the form of an input / output port arranged to transfer data between the ECU 6 and an external device (not shown). The port gives the user the ability to save all in memory 7 stored characteristics and adjusting or diagnostic routines according to an appropriate functionality, in the ECU 6 may be included.

Das System kann in ein Geländeoptimierungssystem, wie dasjenige, das in EP 13 55 209 A1 beschrieben ist, integriert werden, durch das andere Fahrzeugsysteme wie Getriebe, Bremsen und Radaufhängung je nach dem Gelände, in welchem sich das Fahrzeug bewegt, optimiert werden.The system can operate in a terrain optimization system, such as the one in EP 13 55 209 A1 described, are optimized by the other vehicle systems such as transmission, brakes and suspension depending on the terrain in which the vehicle moves.

Das vorstehend beschriebene Antriebsstrangssteuerungssystem ist nicht auf die Steuerung einer Drosselklappe beschränkt. Kraftstoffeinspritzsysteme vieler gängiger Benzin- und Dieselmotoren verfügen über Einspritzdüsen oder Kraftstoffpumpen, die sich für diese Art von Steuerung eignen. Moderne Getriebe, wie z. B. stufenlose Getriebe, eignen sich für die vorstehend beschriebene Steuerungsart ebenso wie die Versorgung des Traktionsmotors eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit elektrischer Leistung. Die Anforderungseinrichtung der vorliegenden Erfindung ist sich nicht auf die Form eines Fahrpedals beschränkt, sondern kann anders gestaltet sein, wie etwa als Fahrhandhebel oder als Drehgriff. Als On-Board-Sensor kann nicht nur ein Radaufhängungsüberwachungssystem vorgesehen sein, sondern es kann sich um eine beliebige andere Vorrichtung bzw. ein beliebiges anderes System handeln, zu dessen Funktion die automatische Erzeugung eines Signals zur Anzeige des Geländebetriebs gehört, wenn sich das Fahrzeug über einen holprigen oder unebenen Untergrund bewegt. Ein Beispiel für ein solches alternatives System ist ein Antiblockiersystem, das einen adaptiven Algorithmus enthalten kann, um aufgrund unterschiedlicher Geschwindigkeiten der Fahrzeugräder Veränderungen des Straßenuntergrunds zu ermitteln.The powertrain control system described above is not limited to the control of a throttle valve. Fuel injection systems of many popular gasoline and diesel engines have injectors or fuel pumps suitable for this type of control. Modern gears, such. B. continuously variable transmissions, are suitable for the type of control described above, as well as the supply of the traction motor of an electric vehicle with electric power. The requesting device of the present invention is not limited to the shape of an accelerator pedal, but may be configured differently, such as a driving handle or a rotary handle. As an on-board sensor, not only a suspension control system may be provided, but may be any other device or system that includes automatic generation of an off-highway indication signal when the vehicle overruns a bumpy or uneven surface moves. An example of such an alternative system is an anti-lock brake system that may include an adaptive algorithm to detect changes in the road surface due to different vehicle wheel speeds.

Claims

Device for controlling a motor vehicle drive train, having an output power changing device provided in the vehicle ( 1 ) for changing the output power of the vehicle drive train and with a driver-operable power demand device ( 8th ) for generating power request signals, the apparatus comprising a control device ( 6 ) for generating a control output signal for controlling the output power changing means (Fig. 1 ) according to the power request signals and according to one of a plurality of selectable characteristics, and wherein the control means ( 6 ) is arranged to effect a gradual change-over from a first selected control characteristic to a second selected control characteristic , in response to the power request signal, characterized in that the control means ( 6 ) is arranged to effect switching within a predetermined period of time by generating a control output signal indicative of the output power changing means (12). 1 ) causes the output power to be varied by a variable rate in response to the respective magnitude of power request signals measured at discrete time intervals during the switching period.

Device according to claim 1, characterized in that the device comprises a memory ( 7 ) for storing a plurality of selectable control characteristics.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the control device ( 6 ) is adapted to select a control characteristic according to a signal selected by a driver ( 11 ) is produced.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control device ( 6 ) is adapted to select a control characteristic according to a signal received from a vehicle-mounted sensor ( 12 ) is produced.

Method for controlling the drive train of a motor vehicle, comprising an output power changing device ( 1 ), the method comprising the steps of: generating a power request signal, storing a plurality of selectable characteristics, generating a control output according to the power request signal, and according to one of the control characteristics; Transmitting the generated control output signal to the output power changing means (16) 1 ), and causing a gradual switching from a first selected control characteristic to a second selected control characteristic in response to the power request signal, characterized in that the switching is effected within a predetermined period of time by generating a control output signal indicative of the output power changing means (10). 1 ) causes the output power to be varied by a variable rate in response to the respective magnitude of power request signals measured at discrete time intervals during the switching period.

Motor vehicle, characterized in that it comprises a device according to one of claims 1 to 4.