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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein erstes Signal, das ein
Drehmoment der Brennkraftmaschine charakterisiert, ermittelt wird. Die
Erfindung betrifft außerdem eine Steuer- oder Regeleinrichtung
für eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug.
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Aus
der
DE 37 38 719 A1 sind
ein Verfahren und eine Anordnung zur Verhinderung störender Lastwechselschläge
bei einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug bekannt.
Solche Lastwechselschläge treten insbesondere dann auf,
wenn ein Solldrehmoment der Brennkraftmaschine einen Sprung aufweist,
der beispielsweise dadurch verursacht wird, dass ein Fahrer eines
Kraftfahrzeugs ein Gaspedal des Kraftfahrzeugs plötzlich
betätigt oder plötzlich loslässt. Wird
ein solcher Sprung des Solldrehmoments unmittelbar in einen entsprechenden Sprung
einer Stellgröße der Brennkraftmaschine umgesetzt,
so entsteht häufig ein vom Fahrer als störend
wahrgenommener Lastwechselruck, auf den Lastwechselschwingungen
folgen. Gemäß dem Verfahren wird ein von dem Gaspedal
vorgegebener Sprung für das Solldrehmoment genau dann verzögert
in eine Änderung der Stellgröße umgesetzt, wenn
sich ein Drehmomentenverlauf der Brennkraftmaschine in einem Nulldurchgang
befindet. Hierdurch wird ein relativ sanfter Übergang von
einem Zugbetrieb der Brennkraftmaschine, bei welchem das Drehmoment
der Brennkraftmaschine positiv ist (die Brennkraftmaschine treibt
das Kraftfahrzeug an), in einem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine,
bei dem das Drehmoment negativ ist (die Brennkraftmaschine bremst
das Kraftfahrzeug), erreicht, wodurch der Lastwechselruck und die
nachfolgenden Lastwechselschwingungen verringert oder im Idealfall vollständig
vermieden werden. Entsprechend werden auch der Lastwechselruck und
die Lastwechselschwingungen, die bei einem Übergang von
dem Schubbetrieb in den Zugbetrieb der Brennkraftmaschine auftreten,
verringert beziehungsweise vermieden. Verfahren, die den Lastwechselruck
und/oder die auf den Lastwechselruck folgenden Lastwechselschwingungen
verringern oder eliminieren werden allgemein häufig als
Verfahren zur Lastwechselformung bezeichnet.
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Da
Kraftfahrzeuge üblicherweise keine Sensoren zum Erfassen
des Drehmoments der Brennkraftmaschine aufweisen, muss das Drehmoment aus
verschiedenen Zustandsgrößen oftmals unter Verwendung
eines Kennfeldes ermittelt werden. Allerdings kann insbesondere
im Bereich des Nulldurchgangs des Drehmomentenverlaufs das Drehmoment
nicht exakt ermittelt werden, so dass die Gefahr besteht, dass ein
Zeitintervall, in dem sich das Drehmoment der Brennkraftmaschine
im Bereich des Nulldurchgangs des Drehmoments befindet, falsch ermittelt
wird und somit der Sprung des Solldrehmoments nicht im Bereich des
Nulldurchgangs des Drehmoments, sondern in einem anderen Bereich des
Drehmomentenverlaufs der Brennkraftmaschine verzögert in
die Änderung der Stellgröße umgesetzt wird.
Dadurch wird die Wirksamkeit des Verfahrens eingeschränkt.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem ein Drehmoment der
Brennkraftmaschine, insbesondere im Bereich eines Nulldurchgangs
des Drehmoments, genauer ermittelt wird.
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Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch eine Steuer- oder Regeleinrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 9 gelöst.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass das erste Signal relativ einfach anhand von dem erfassten,
insbesondere von mindestens einem Sensor gemessenen, dritten Signal
korrigiert werden kann, wenn zunächst aus dem ersten Signal
das zweite Signal ermittelt wird. Das zweite und das dritte Signal charakterisieren
dieselbe Zustandgröße der Brennkraftmaschine,
wobei das dritte Signal die Zustandsgröße genauer
wiedergibt als das zweite Signal, weil das dritte Signal mittels
des Sensors erfasst worden ist. Durch das Vergleichen des zweiten
und des dritten Signals miteinander wird das erste Signal korrigiert,
sodass ein Unterschied zwischen dem zweiten und dem dritten Signal
verringert wird. Das heißt, das erste Signal wird anhand
des zweiten Signals derart korrigiert, dass ein Unterschied zwischen
dem vom ersten Signal charakterisierten Drehmoment und einem tatsächlichen
Drehmoment der Brennkraftmaschine möglichst gering ist.
Hierdurch wird insbesondere erreicht, dass ein Nulldurchgang eines
Verlaufs des Drehmoments der Brennkraftmaschine vergleichsweise
genau ermittelt wird. Mit Hilfe des Verfahrens kann also das Drehmoment
der Brennkraftmaschine relativ genau bereitgestellt werden, obwohl es
nicht direkt von einem Sensor erfasst wird, sondern indirekt ermittelt
wird. Hierbei werden auch alterungsbedingte Veränderungen
der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise die Alterung von Lagern der
Brennkraftmaschine ausgeglichen, so dass die Genauigkeit des Verfahrens
mit zunehmender Betriebsdauer der Brennkraftmaschine erhalten bleibt.
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Bei
dem Drehmoment handelt es sich vorzugsweise um ein Kupplungsmoment
der Brennkraftmaschine, das heißt um das an einer Kupplung
der Brennkraftmaschine vorhandene Drehmoment. Das erfindungsgemäße
Verfahren kann jedoch auch zum Ermitteln anderer Drehmomentgrößen
der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einem inneren Moment
der Brennkraftmaschine verwendet werden.
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Hierbei
ist bevorzugt, dass in Abhängigkeit von dem korrigierten
ersten Signal ein Steuer- oder Regelablauf insbesondere zur Lastwechselformung gesteuert,
insbesondere aktiviert, wird. Beispielsweise kann vorgesehen werden,
dass der Steuer- oder Regelablauf zur Lastwechselformung aktiviert
wird, wenn ein Verlauf des korrigierten ersten Signals in einen
Bereich um seinen Nullpunkt eintritt oder wenn der Verlauf des korrigierten
ersten Signals den Nullpunkt überschreitet. Dadurch wird
sichergestellt, dass Steuer- oder Regelablauf zur Lastwechselformung
zum richtigen Zeitpunkt aktiviert wird und ein Lastwechselruck und/oder
dem Lastwechselruck zeitlich nachfolgende Lastwechselschwingungen wirksam
vermindert oder im Idealfall sogar eliminiert werden.
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Es
ist bevorzugt, dass anhand des Vergleichs ein Korrekturwert ermittelt
wird und das erste Signal korrigiert wird, indem der Korrekturwert
mit diesem verknüpft wird. Dadurch wird ermöglicht, dass
zum Ermitteln des Drehmoments auf bekannte Verfahren, die auf einem
Momentenmodell der Brennkraftmaschine und/oder des gesamten Kraftfahrzeugs
basieren, bei der Realisierung des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendet werden können und keine besonderen
Vorkehrungen zum Ermitteln des ersten Signals getroffen werden müssen. Weiterhin
kann der Korrekturwert, nachdem das zweite und das dritte Signal
miteinander verglichen worden sind, gespeichert werden und der gespeicherte
Korrekturwert laufend mit dem ersten Signal verknüpft werden.
Nachdem das zweite und das dritte Signal verglichen worden sind,
kann der Korrekturwert anhand dieses Vergleichs nachgeführt
werden. Der Vergleich braucht somit nur relativ selten ausgeführt
werden, sodass eine Steuer- oder Regeleinrichtung vergleichsweise
gering mit Rechenoperationen, die für den Vergleich und
das Nachführen des Korrekturwertes benötigt werden,
belastet wird. Das Verfahren kann also, dadurch dass der Korrekturwert vorgesehen
wird, vergleichsweise einfach realisiert werden.
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Hierbei
ist bevorzugt, dass zum Verknüpfen des ersten Signals mit
dem Korrekturwert eine Linearkombination aus dem ersten Signal und
dem Korrekturwert gebildet wird. Eine derartige Verknüpfung lässt
sich einfach realisieren und erlaubt dennoch, dass das Drehmoment
der Brennkraftmaschine hinreichend genau ermittelt wird. Vorzugsweise
wird die Linearkombination, um das Verfahren noch einfacher zu gestalten,
als additive Verknüpfung des ersten Signals mit dem Korrekturwert
ausgeführt.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann
vorgesehen werden, dass die Zustandsgröße, die
von dem mindestens einen zweiten Signal charakterisiert wird, einer Drehzahl
der Brennkraftmaschine und/oder einer Längsbeschleunigung
des Kraftfahrzeugs entspricht. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine
wird bei bekannten Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine
ohnehin für andere Zwecke erfasst. Dafür werden
genaue und zuverlässige Drehzahlgeber, die mit einer Kurbelwelle
oder einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine verbunden sind, eingesetzt.
Das Erfassen der Drehzahl der Brennkraftmaschine lässt sich
deshalb mit geringem Aufwand realisieren. Ebenso kann bei dem Erfassen
der Längsbeschleunigung auf vorhandene Beschleunigungssensoren des
Kraftfahrzeugs zurückgegriffen werden. Es kann auch vorgesehen
werden, dass sowohl die Drehzahl der Brennkraftmaschine als auch
die Längsbeschleunigung erfasst werden, um das erste Signal
zu korrigieren.
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Um
den Rechenaufwand zur Durchführung des Verfahrens gering
zu halten, kann vorgesehen werden, dass das zweite Signal und das
dritte Signal für ein Messintervall miteinander verglichen
werden. Berechnungen für das Vergleichen des zweiten und des
dritten Signals miteinander werden also nur für dieses
relativ kurze Messintervall und nicht für die gesamte Betriebszeit
der Brennkraftmaschine durchgeführt. Folglich werden Rechenmittel
einer Steuer- oder Regeleinrichtung, auf der das Verfahren ausgeführt
wird, vergleichsweise gering belastet.
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Das
Messintervall wird vorzugsweise in einen solchen Abschnitt des zeitlichen
Verlaufs des ersten Signals gelegt, in welchem letzteres gut korrigiert
werden kann, um ein korrigiertes erste Signal zu erzeugen, das das
tatsächliche Drehmoment der Brennkraftmaschine möglichst
genau charakterisiert. Hierbei ist besonders bevorzugt, dass das
zweite und das dritte Signal im Bereich des Nulldurchgangs des Drehmoments
verglichen werden. Hierdurch wird erreicht, dass das erste Signal
derart korrigiert wird, dass der Nulldurchgang des Drehmoments der Brennkraftmaschine
genau ermittelt wird. Dementsprechend ist bevorzugt, dass ein bestimmter
Betriebszustand der Brennkraftmaschine, insbesondere der Nulldurchgang
des Verlaufs des Drehmoments in dem Messintervall liegt. Um dies
zu erreichen, kann vorgesehen werden, dass ein Beginn des Messintervalls
einem bestimmten Wert des Drehmoments und/oder einem bestimmten
Wert der Ableitung des Drehmoments nach der Zeit entspricht. Denn
anhand des Werts des Drehmoments und der Wert einer Änderungsrate
des Drehmoments, welcher der Ableitung des Drehmoments nach der
Zeit entspricht, lässt sich abschätzen, ob der
Nulldurchgang in nächster Zeit auftritt. Weist das Drehmoment
beziehungsweise die Ableitung des Drehmoments einen bestimmten Wert
auf, kann mit dem Vergleichen des zweiten Signals mit dem dritten
Signal für eine Dauer des Messintervalls begonnen werden.
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Vorzugsweise
werden während des Messintervalls das erste Signal und/oder
das dritte Signal gespeichert. Das erste beziehungsweise das dritte Signal
werden also zunächst in einen Speicherbereich der Steuer-
oder Regeleinrichtung abgelegt und erst später ausgewertet.
Folglich müssen die Signale nicht in Echtzeit verarbeitet
werden, sondern können von der Steuer- oder Regeleinrichtung
in einem Rechenprozess mit niederer Priorität verarbeitet
werden. Dadurch werden Konflikte des erfindungsgemäßen
Verfahrens mit anderen von der Steuer- oder Regeleinrichtung ausgeführten
Verfahren, bei denen Echtzeitbedingungen einzuhalten sind, vermieden, und
es kann eine kostengünstige Steuer- oder Regeleinrichtung
mit einer vergleichsweise geringen Rechenleistung verwendet werden.
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Alternativ
dazu, kann anstelle des ersten Signals auch das aus dem ersten Signal
ermittelte zweite Signal gespeichert werden. Dies hat den Vorteil,
dass ein Rechenaufwand für die Signalverarbeitung nach
dem Erfassen der Signale geringer ist und dennoch ein großer
Teil des Verfahrens nicht in Echtzeit abgearbeitet werden muss.
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Es
ist besonders bevorzugt, dass das zweite Signal in Abhängigkeit
von Eigenschaften eines Triebstrangs der Brennkraftmaschine gebildet
wird. Es wird also ein Triebstrangmodell verwendet, das physikalische
Eigenschaften des Triebstrangs beschreibt. Dieses Modell ist vorzugsweise
derart ausgebildet, dass es Schwingungen des zweiten Signals, insbesondere
beim Nulldurchgang des Drehmoments der Brennkraftmaschine, in Phase
und Amplitude möglichst exakt wiedergibt. Dies ermöglicht ein
genaues Korrigieren des ersten Signals durch Vergleichen der mittels
des Modells ermittelten Schwingungen mit den gemessenen Schwingungen.
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Als
weitere Lösung der Aufgabe wird eine Steuer- oder Regeleinrichtung
für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit den
Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. Mit einer solchen programmierbaren
Steuer- oder Regeleinrichtung lässt sich das erfindungsgemäße
Verfahren besonders leicht realisieren. Die Steuer- oder Regeleinrichtung weist
die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
auf.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der exemplarische Ausführungsformen anhand
der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei
zeigen:
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1 eine
Brennkraftmaschine und eine Steuer- und Regeleinrichtung;
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2 ein
Regelelement der Steuer- und Regeleinrichtung; und
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3 ein
Flussdiagramm eines Ablaufs in einer Rechenanordnung des Regelelements
aus 2.
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Die 1 zeigt
eine Brennkraftmaschine 11, die mit einer Steuer- oder
Regeleinrichtung 13 verbunden ist. Sowohl die Brennkraftmaschine 11 als auch
die Steuer- oder Regeleinrichtung 13 sind Bestandteil eines
Kraftfahrzeugs, welches in der stark schematischen Darstellung von 1 mit
dem Bezugszeichen 15 versehen ist. Das Kraftfahrzeug 15 weist
ein Gaspedal mit einem Gaspedalsensor 17 zum Erzeugen eines
Sensorsignals s, das eine Stellung des Gaspedals charakterisiert,
auf. In einer weiteren Ausführungsform kann das Kraftfahrzeug 15 wie
in 1 gestrichelt dargestellt einen Beschleunigungssensor 19 zum
Erfassen eines Beschleunigungssignals a, das insbesondere eine Längsbeschleunigung
des Kraftfahrzeugs 15 charakterisiert, aufweisen.
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Die
Brennkraftmaschine 11 ist an ein Saugrohr 21 zum
Ansaugen von Luft (Pfeil 23) angeschlossen. Das Saugrohr 21 ist
mittels einer Drosselvorrichtung 25 zumindest teilweise
verschließbar. Das Saugrohr 21 weist zwischen
der Drosselvorrichtung 25 und der Brennkraftmaschine 11 einen
Drucksensor 27 zur Erzeugung eines Druckssignals p, das einen
Druck im Saugrohr 21 zwischen der Drosselvorrichtung 25 und
der Brennkraftmaschine 11 charakterisiert, auf. Des Weiteren
ist an derjenigen Seite des Saugrohrs 21, die von der Drosselvorrichtung 25 abgewandt
ist, ein Luftmassenstromsensor 29 zum Erfassen eines Luftmassenstromsignals
m, das einen Massenstrom der Luft 23 im Saugrohr 21 charakterisiert,
angeordnet. Außerdem ist die Brennkraftmaschine 11 mit
einem Abgasrohr 31 des Kraftfahrzeugs 15 zum Ableiten
von Abgasen (Pfeil 33) verbunden.
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Die
Steuer- oder Regeleinrichtung 13 weist ein erstes Regelelement 35 zur
Ermittlung eines Auslösesignals q und eines korrigierten
Signals Mk sowie ein zweites Regelelement 37 zur Lastwechselformung
bei einem Nulldurchgang eines Drehmoments der Brennkraftmaschine 11 an
einer Kupplung der Brennkraftmaschine (Kupplungsmoment) auf. An dem
ersten Regelelement 35 sind der Luftmassenstromsensor 29,
der Drucksensor 27, der Beschleunigungssensor 19 (sofern
vorhanden), sowie ein Drehzahlsensor 39 der Brennkraftmaschine 11 zur Erfassung
einer Drehzahl der Brennkraftmaschine 11 verbunden. Das
zweite Regelelement 37 ist mit dem Gaspedalsensor 17 verbunden.
Außerdem ist die Drosselvorrichtung 25 an dem
zweiten Regelelement 37 angeschlossen, damit das zweite
Regelelement 37 einen Öffnungsgrad der Drosselvorrichtung 25 mittels
eines Stellsignals x einstellen kann. Schließlich ist zwischen
dem ersten Regelelement 35 und dem zweiten Regelement 37 eine
erste Leitung zum Übertragen des korrigierten Signals Mk von dem ersten Regelelement 35 zum
zweiten Regelelement 37 und eine zweite Leitung zum Übertragen
des Auslösesignals q von dem ersten Regelelement 35 zum zweiten
Regelement 37 vorhanden.
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2 zeigt
eine detaillierte Ansicht des ersten Regelelements 35.
Man erkennt, dass das erste Regelement 35 erste Rechenmittel 41 zum
Ermitteln eines ersten Signals M, das das Drehmoment der Brennkraftmaschine 13 mit
einer relativ geringen Genauigkeit charakterisiert, umfasst. Das
erste Regelelement 35 umfasst außerdem zweite
Rechenmittel 43 zum Erzeugen eines Korrekturwerts ΔM
aus dem ersten Signal M und einem dritten Signal n, welches die
Drehzahl der Brennkraftmaschine 11 charakterisiert. Ein
Kennfeldelement 45 ist mit dem Luftmassenstromsignal m,
dem Drucksignal p sowie dem dritten Signal n verbunden. Das Kennfeldelement 45 weist
einen Ausgang zur Ausgabe eines Signals Mi, das
ein inneres Drehmoment der Brennkraftmaschine 11 charakterisiert,
auf, welcher mit einem Eingang eines ersten Umrechnungselements 47 zum
Umrechnen des inneren Drehmoments in ein Kupplungsmoment der Brennkraftmaschine 11 verbunden ist.
Ein Ausgang des ersten Umrechnungselements 47 bildet zugleich
einen Ausgang der ersten Rechenmittel 41. Letzterer ist
mit den zweiten Rechenmitteln 43 und mit einem Eingang
eines Addierers 49 des ersten Regelements 35 verbunden.
Ein weiterer Eingang des Addierers 49 ist mit einem Ausgang
der zweiten Rechenmittel 43 verbunden, so dass dem Addierer 49 der
Korrekturwert ΔM zugeführt wird. Ausgangsseitig
ist der Addierer 49 an einen Fensterkomparator 51 des
ersten Regelelements 35 angeschlossen. Der Ausgang des
Addierers 49 kann außerdem wie in den 1 und 2 gestrichelt
dargestellt mit dem zweiten Regelelement 37 verbunden sein.
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Die
zweiten Rechenmittel 43 umfassen ein zweites Umrechnungselement 53 mit
einem Eingang, der mit dem ersten Signal M verbunden ist. Ein Ausgang
des zweiten Umrechnungselements 53 ist mit einem Eingang
eines Vergleicherelements 55 der zweiten Rechenmittel 43 verbunden,
damit ein zweites Signal nm, das eine aus
dem ersten Signal M ermittelte Drehzahl der Brennkraftmaschine charakterisiert,
dem Vergleicherelement 55 zugeführt werden kann.
Ein Ausgang des Vergleicherelements 55 bildet zugleich
einen Ausgang der zweiten Rechenmittel 43 zur Ausgabe des
Korrekturwerts ΔM.
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Beim
Betrieb der Brennkraftmaschine 11 strömt die Luft 23 bei
zumindest teilweise geöffneter Drosselvorrichtung 25 durch
das Saugrohr 21 in die Brennkraftmaschine 11 ein,
und die Brennkraftmaschine 11 erzeugt die Abgase 33,
welche durch das Abgasrohr 31 geleitet werden. Im Saugrohr 21 stellt sich
ein Luftmassenstrom der Luft 23 ein, der vom Luftmassenstromsensor 29 erfasst
und in das Luftmassenstromsignal m umgewandelt wird. Ebenso wird
ein Druck im Saugrohr 21 zwischen der Drosselvorrichtung 25 und
der Brennkraftmaschine 11 vom Drucksensor 27 erfasst
und in ein Drucksignal p umgewandelt. Eine Welle, beispielsweise
eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 11 befindet sich
in einer Drehbewegung (nicht gezeigt), wobei jede Drehung der Welle
um einen bestimmten Winkel vom Drehzahlsensor 39 erfasst
wird und in das dritte Signal n umgewandelt wird. Des Weiteren erfasst
der Gaspedalsensor 17 eine Stellung eines Gaspedals und
erzeugt ein entsprechendes Sensorsignal s. Sofern vorhanden, erzeugt
der Beschleunigungssensor 19 das Beschleunigungssignal
a, welches die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 15 charakterisiert.
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Das
Luftmassenstromsignal m, das Drucksignal p, das dritte Signal n
und, sofern vorhanden, das Beschleunigungssignal a werden dem ersten
Regelelement 35 zugeführt. Das erste Regelelement 35 ermittelt
das korrigierte Signal Mk und das Auslösesignal
q, welche beide dem zweiten Regelelement 37 zugeführt
werden. Hierbei aktiviert das erste Regelelement 35 das
Auslösesignal q immer dann, wenn sich das vom korrigierten
Signal Mk charakterisierte korrigierte Drehmoment
der Brennkraftmaschine 11 im Bereich eines Nulldurchgangs
befindet.
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Das
zweite Regelelement 37 erzeugt das Stellsignal x in Abhängigkeit
von dem Sensorsignal s. Hierbei führt das zweite Regelelement 37 ein
Steuer- oder Regelablauf zur Lastwechselformung aus. Der Steuer-
oder Regelablauf zur Lastwechselformung wird in diesem Verfahren
aktiviert, wenn sich das korrigierte Drehmoment im Bereich des Nulldurchgangs befindet.
Beispielsweise kann das zweite Regelelement 37 das Sensorsignal
s immer dann verzögert in ein entsprechendes Stellsignal
x umsetzen, wenn sich das korrigierte Drehmoment im Bereich des
Nulldurchgangs befindet, das heißt wenn das Auslösesignal
q aktiv ist. Zur Beeinflussung des Luftmassenstroms der Luft 23 stellt
die Drosselvorrichtung 25 in Abhängigkeit von
dem Stellsignal x ihren Öffnungsgrad ein. Der Luftmassenstrom
der Luft 23 beeinflusst das Drehmoment der Brennkraftmaschine 11. Je
mehr der Fahrer des Kraftfahrzeugs 15 das Gaspedal betätigt,
desto höher ist der eingestellte Öffnungsgrad
der Drosselvorrichtung 25. Ist das Auslösesignal
q inaktiv, dann setzt das zweite Regelelement 37 Änderungen
der Gaspedalstellung sofort in eine entsprechende Änderung
des Stellsignals x um. Ist das Auslösesignal q aktiv, dann
setzt das zweite Regelelement 37 zur Lastwechselformung
abrupte Änderungen der Gaspedalstellung in langsamere Änderungen
des Stellsignals x um, sodass sich ein relativ gleichmäßiger Übergang
von einem Schubbetrieb zu einem Zugbetrieb der Brennkraftmaschine
ergibt, bei dem ein Lastwechselruck und auf den Lastwechselruck
folgende Lastwechselschwingungen ein geringes Ausmaß aufweisen
oder im Idealfall gar nicht auftreten. Bei einem Übergang
von dem Zugbetrieb zum Schubbetrieb führt das zweite Regelelement 37 in
entsprechender Weise die Lastwechselformung durch.
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In
der gezeigten Ausführungsform wird der Steuer- oder Regelablauf
zur Lastwechselformung aktiviert, wenn das erste Regelelement 35 das
Auslösesignal q aktiviert. Abweichend hiervon kann jedoch auch
das zweite Regelelement 37 zur Ausführung eines
anderen Steuer- oder Regelablaufs zur Lastwechselformung ausgebildet
werden. Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass anstelle des
Auslösesignals q oder zusätzlich zum Auslösesignal
q das Signal Mk den Steuer- oder Regelablauf
zur Lastwechselformung steuert.
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Im
Folgenden wird näher erläutert, wie das Signal
Mk, das das korrigierte Drehmoment charakterisiert,
ermittelt wird. Die ersten Rechenmittel 41 ermitteln aus
dem Luftmassenstromsignal m, dem Drucksignal p sowie dem dritten
Signal n ein erstes Signal M, das das Kupplungsmoment der Brennkraftmaschine 11 mit
einer relativ geringen Genauigkeit charakterisiert. Hierbei ermittelt
das Kennfeldelement 45 aus diesen drei Sensorgrößen
m, p, n das Signal Mi, das das innere Moment
der Brennkraftmaschine 11 mit einer relativ geringern Genauigkeit
charakterisiert. Das erste Umrechnungselement 47 rechnet das
Signal Mi in das erste Signal M, das das
Kupplungsmoment der Brennkraftmaschine 11 mit einer relativ
geringen Genauigkeit charakterisiert, um. Hierzu werden physikalische
Eigenschaften der Brennkraftmaschine 11, insbesondere Verluste,
ein Schleppmoment sowie eine durch im Kraftfahrzeug 15 vorhandene
Verbraucher, wie beispielsweise eine Klimaanlage, verursachte Belastung
der Brennkraftmaschine 11 berücksichtigt.
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Die
zweiten Rechenmittel 43 generieren den Korrekturwert ΔM,
der vom Addierer 49 zu dem ersten Signal M addiert wird,
um das korrigierte Signal Mk zu erzeugen,
welches das Kupplungsmoment der Brennkraftmaschine 11 mit
einer im Vergleich zum ersten Signal M hohen Genauigkeit charakterisiert. Der
Fensterkomparator 51 überprüft, ob das
Kupplungsmoment, das vom korrigierten Signal Mk charakterisiert
wird, sich im Bereich eines Nulldurchgangs befindet. Ist dies der
Fall, aktiviert der Fensterkomparator 51 das Auslösesignal
q. Befindet sich das korrigierte Drehmoment außerhalb des
Bereichs des Nulldurchgangs, dann hält der Fensterkomparator 51 das
Auslösesignal q in einem inaktiven Zustand. Das Auslösesignal
q wird dem zweiten Regelelement 37 zugeführt.
Zusätzlich kann auch das korrigierte Signal Mk dem
zweiten Regelelement 37 zugeführt werden.
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Berechnungen
innerhalb der zweiten Rechenmittel 43 werden in der gezeigten
Ausführungsform nicht ständig, sondern lediglich
zu gewissen Zeitpunkten für ein bestimmtes Messintervall
durchgeführt. Der Ablauf dieser Berechnungen wird im Folgenden
unter Bezugnahme auf die 2 und 3 näher
erläutert.
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Nach
einem Start 71 des Verfahrens wird in einem Schritt 73 überprüft,
ob das erste Signal M einen bestimmten ersten Wert erreicht hat
und ob eine Ableitung des ersten Signals M einen bestimmten zweiten
Wert erreicht hat. Ist dies der Fall, wird zu einem Schritt 75 verzweigt,
anderenfalls wird der Schritt 73 wiederholt. Der Schritt 73 dient
also zum Überprüfen, ob eine Anfangsbedingung
zum Start eines Messvorgangs erfüllt ist. Die beiden Werte
sind hierbei so gewählt, dass der Nulldurchgang des Kupplungsmoments
der Brennkraftmaschine 11 mit hoher Wahrscheinlichkeit
innerhalb des Messintervalls liegt. Denn gerade beim Auftreten des
Nulldurchgangs lässt sich der Korrekturwert ΔM
mit hoher Genauigkeit ermitteln.
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Im
Schritt 75 werden das erste Signal M und das dritte Signal
n für die Dauer des Messintervalls erfasst und in Speicherbereiche
der Steuer- oder Regeleinrichtung 13 abgelegt. Anschließend
wird in einem Schritt 77 mittels des zweiten Umrechnungselements 53 das
gespeicherte erste Signal M in das zweite Signal nm umgerechnet.
Das zweite Signal nm charakterisiert eine
Drehzahl der Brennkraftmaschine 11. Das zweite Signal nm kann auch in einem Speicherbereich der
Steuer- oder Regeleinrichtung abgelegt werden. Das zweite Umrechnungselement 53 berücksichtigt
beim Berechnen des zweiten Signals nm mechanische
Eigenschaften der Brennkraftmaschine 11 und der anderen
Teile des Kraftfahrzeugs. Das heißt, entsprechende Parameter
und Zusammenhänge zwischen diesen Parametern sind zu einem
Triebstangmodell der Brennkraftmaschine 11 beziehungsweise
des Kraftfahrzeugs 15 zusammengefasst, welche im zweiten
Umrechnungselement 53 abgelegt ist. Das Triebstrangmodell
wird durch geeignete Messreihen an eine konkrete Bauart des Kraftfahrzeugs 15 angepasst,
um ein weitgehend genaues Umrechnen des ersten Signals M in das
zweite Signal nm zu erzielen. Weist das
erste Signal M beispielsweise wegen Ungenauigkeiten innerhalb des Kennfeldelements 45 oder
des ersten Umrechnungselements 47 einen Fehler auf, so
ergibt sich auch im zweiten Signal nm ein
Fehler. Da das zweite Signal nm die Drehzahl
der Brennkraftmaschine 11 charakterisiert, die auch mit
dem Drehzahlsensor 39 erfasst wird, kann der Fehler des
zweiten Signals nm erkannt werden. Aus dem
Fehler des zweiten Signal nm kann dann auf
den Fehler im ersten Signal M geschlossen werden und dieser gegebenenfalls
korrigiert werden. Hierzu wird in einem auf den Schritt 77 folgenden Schritt 79 vom
Vergleicherelement 55 das zweite Signal nm mit
dem gespeicherten dritten Signal n verglichen. Beim Vergleichen
des zweiten Signals nm mit dem dritten Signal
n werden bestimmte Merkmale dieser Signale nm,
n, wie beispielsweise eine Amplitude von in den Signalen enthaltenen
Schwingungen nm, n oder eine Phasenlage
der beiden Signale nm, n zueinander berücksichtigt.
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Schließlich
wird in einem nachfolgenden Schritt 81 in Abhängigkeit
von dem Vergleich 77 der Korrekturwert ΔM ermittelt
und vom Vergleicherelement 55 ausgegeben. Nach Beendigung
des Schritts 81 wird wieder zum Schritt 73 zurück
gesprungen, so dass zu einem geeigneten Zeitpunkt der Korrekturwert ΔM
neu ermittelt werden kann.
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In
der weiteren Ausführungsform weisen die zweiten Rechenmittel 43 des
ersten Regelelements 35 zusätzlich ein weiteres
zweites Umrechnungselement 53' (in 2 gestrichelt
dargestellt) auf, welches das erste Signal M in ein weiteres zweites
Signal am, das die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 15 mit
einer relativ geringen Genauigkeit charakterisiert, umrechnet. Das
weitere zweite Signal am wird dem Vergleicherelement 55 zugeführt.
Außerdem ist das Vergleicherelement 55 auch an
ein weiteres drittes Signal, nämlich an das Beschleunigungssignal
a, das die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 15 mit
einer im Vergleich zum weiteren zweiten Signal am hohen
Genauigkeit charakterisiert, angeschlossen. Das Vergleicherelement 55 vergleicht
zusätzlich zu dem oben beschriebenen Vergleich des zweiten
Signals nm mit dem dritten Signal n das
weitere zweite Signal am mit dem Beschleunigungssignal
a und ermittelt in Abhängigkeit von diesem Vergleich und
in Abhängigkeit von dem oben beschriebenen Vergleich des
zweiten Signals nm mit dem dritten Signal
n den Korrekturwert ΔM.
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Alternativ
hierzu ist in einer nicht gezeigten Ausführungsform das
weitere zweite Umrechnungselement 53' anstelle des zweiten
Umrechnungselements 53 der gezeigten Ausführungsform
vorgesehen. Das Vergleicherelement 55 vergleicht somit
lediglich das weitere zweite Signal am mit
dem Beschleunigungssignal a und ermittelt in Abhängigkeit von
diesem Vergleich den Korrekturwert ΔM.
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Durch
das regelmäßige Ermitteln des Korrekturwerts ΔM
und das anschließende Korrigieren des ersten Signals M
anhand des Korrekturwerts ΔM wird das korrigierte Signal Mk bereitgestellt, das das tatsächliche
Kupplungsmoment der Brennkraftmaschine 11 mit einer vergleichsweise
hohen Genauigkeit charakterisiert, die ausreicht, um den vom zweiten
Regelelement 37 durchgeführten Steuer- oder Regelablauf
zur Lastwechselformung zu einem geeigneten Zeitpunkt, nämlich
im Bereich des Nulldurchgangs des Kupplungsmoments, zu aktivieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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