DE102015225564A1 - Method for controlling the speed of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors (34) in einem Kraftfahrzeug, wobei in einen Regler (33) eine Führungsgröße (30) für die Drehzahl eingegeben wird und dieser eine Stellgröße (36) berechnet, die ausgegeben wird, wobei die Führungsgröße (30) sich aus einer Gaspedalstellung (20) ergibt.The invention relates to a method for controlling a rotational speed of an internal combustion engine (34) in a motor vehicle, wherein a reference variable (30) for the rotational speed is input into a controller (33) and the latter calculates a manipulated variable (36) which is output, wherein the Reference variable (30) results from an accelerator pedal position (20).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl eines Verbrennungsmotors und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for controlling the speed of an internal combustion engine and to an arrangement for carrying out the method.

Stand der TechnikState of the art

Ein Verbrennungsmotor ist eine Verbrennungskraftmaschine, die chemische Energie eines Kraftstoffs in mechanische Arbeit, typischerweise den Antrieb eines Kraftfahrzeugs, umwandelt. An internal combustion engine is an internal combustion engine that converts chemical energy of a fuel into mechanical work, typically the propulsion of a motor vehicle.

Dem Fahrer des Kraftfahrzeugs sind Möglichkeiten gegeben, auf den Betrieb des Verbrennungsmotors einzuwirken. So steht ihm regelmäßig ein Gaspedal, das auch als Fahrfußhebel oder Fahrpedal bezeichnet wird, zur Verfügung, mit dem die Motorleistung geregelt werden kann. Es werden grundsätzlich zwei Bauformen unterschieden, nämlich ein stehendes Gaspedal und ein hängendes Gaspedal. Daneben gibt es auch mit der Hand zu bedienende Einrichtungen, die als Handgas-Bedienelement bezeichnet werden.The driver of the motor vehicle are given opportunities to act on the operation of the internal combustion engine. So he is regularly an accelerator pedal, which is also referred to as Fahrfußhebel or accelerator pedal available, with which the engine power can be controlled. There are basically two types, namely a stationary accelerator pedal and a hanging accelerator pedal. In addition, there are also hand-operated facilities that are referred to as hand throttle control.

Zur Erfassung der Stellung des Gaspedals werden bspw. induktive Drehwinkelsensoren verwendet, die in Gaspedale eingebaut werden. Bei derzeit verfügbaren Motorsteuerungen wird die hiermit gemessene Position des Gaspedals u. a. dazu verwendet, die Einspritzmenge sowie die Stellung der Drosselklappe zu regeln. Hieraus ergibt sich in Abhängigkeit verschiedener Faktoren, wie bspw. der Last, eine Drehzahl des Motors und über den gewählten Gang eine Fahrzeuggeschwindigkeit. For detecting the position of the accelerator pedal, for example, inductive rotation angle sensors are used, which are installed in accelerators. In currently available engine controls, the hereby measured position of the accelerator pedal u. a. used to regulate the injection quantity as well as the position of the throttle valve. This results in a function of various factors, such as the load, a speed of the engine and the selected gear, a vehicle speed.

Um die Geschwindigkeit, auch bei bergigem Terrain oder wechselnden Windverhältnissen, konstant zu halten, ist eine ständige Anpassung der Gaspedalstellung durch den Fahrer erforderlich. Alternativ kann manuell ein Tempomat verwendet werden. Bei einem häufigen Wechsel der Geschwindigkeit ist dies allerdings nicht zweckmäßig.In order to keep the speed constant, even in hilly terrain or changing wind conditions, a constant adjustment of the accelerator pedal position by the driver is required. Alternatively, a cruise control can be used manually. With a frequent change of the speed this is however not appropriate.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Anordnung gemäß Anspruch 7 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung. Against this background, a method according to claim 1 and an arrangement according to claim 7 are presented. Embodiments emerge from the dependent claims and from the description.

Das vorgestellte Verfahren ermöglicht es, durch Betätigung des Gaspedals die Drehzahl des Motors und damit die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unmittelbar einzustellen bzw. zu regeln. Bei konstanter Gaspedalstellung bleibt somit die Drehzahl des Verbrennungsmotors und auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wenn kein Gangwechsel stattfindet, konstant.The presented method makes it possible to set or regulate the speed of the motor and thus the speed of the motor vehicle directly by pressing the accelerator pedal. With a constant accelerator pedal position thus the speed of the engine and also the speed of the vehicle, if no gear change takes place, constant.

Anstelle eines Gaspedals kann auch ein Handgas-Bedienelement zum Einsatz kommen, wie dies in einigen Kraftfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen von körperlich beeinträchtigten Personen, verwendet wird. Der Einfachheit halber wird nachfolgend nur von einem Gaspedal gesprochen, selbstverständlich sind hiervon auch solche Handgas-Bedienelemente und andere geeignete Einrichtungen umfasst.Instead of an accelerator pedal, a hand throttle operating element can also be used, as is used in some motor vehicles, in particular in motor vehicles by physically impaired persons. For the sake of simplicity, only an accelerator pedal will be discussed below; of course, such hand throttle operating elements and other suitable devices are also included.

Die Stellung des Gaspedals wird bspw. mittels eines induktiven Drehwinkelsensors erfasst. Es können selbstverständlich auch andere Sensoren verwendet werden. Die Stellung des Gaspedals gibt an, wie weit das Gaspedal durch den Fahrer betätigt bzw. niedergedrückt ist. Die Stellung kann bspw. durch einen Winkel angegeben werden. Aus diesem Winkel ergibt sich dann gemäß dem vorgestellten Verfahren eine Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. eine Drehzahl des Verbrennungsmotors, die geregelt werden soll.The position of the accelerator pedal is detected, for example, by means of an inductive rotation angle sensor. Of course, other sensors can be used. The position of the accelerator pedal indicates how far the accelerator pedal is pressed or depressed by the driver. The position can be specified, for example, by an angle. From this angle then results in accordance with the proposed method, a vehicle speed or a speed of the engine to be controlled.

Somit wird eine Motorregelung bereitgestellt, die, abhängig von der Stellung des Gaspedals, die Drehzahl konstant hält oder ggf. ein erforderliches Drehmoment bereitstellt, um die Momentandrehzahl auf die gewünschte Drehzahl zu erhöhen bzw. zu verringern.Thus, a motor control is provided which, depending on the position of the accelerator pedal, keeps the speed constant or possibly provides a required torque to increase or decrease the instantaneous speed to the desired speed.

Die vorgestellte Motorregelung regelt dabei die Motordrehzahl in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung. Dies ermöglicht, dass das Kraftfahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, die nur von der Position des Gaspedals abhängt und keine manuelle Regelung durch den Fahrer erfordert.The proposed engine control regulates the engine speed as a function of the accelerator pedal position. This allows the motor vehicle to travel at a speed that depends only on the position of the accelerator pedal and does not require manual control by the driver.

Das vorgestellte Verfahren hat, zumindest in einigen der Ausführungen, eine Reihe von Vorteilen. Diese sind:

  • • gesteigerte Benutzerfreundlichkeit,
  • • Komfortgewinn,
  • • keine zusätzlichen Bauteile im Innenraum im Gegensatz zu Tempomat,
  • • weniger manueller Regelaufwand durch den Benutzer bzw. Fahrer,
  • • weniger Kraftstoffverbrauch durch energiegünstigste Anpassung.
The presented method has, at least in some of the embodiments, a number of advantages. These are:
  • • increased usability,
  • • comfort gain,
  • • no additional components in the interior as opposed to cruise control,
  • • less manual effort by the user or driver,
  • • less fuel consumption due to the most energy-efficient adaptation.

Die vorgestellte Anordnung dient zur Ausführung des Verfahrens und ist bspw. in einem Steuergerät, bspw. dem Motorsteuergerät, integriert bzw. als solches ausgebildet. The presented arrangement is used to carry out the method and is, for example, in a control unit, eg. The engine control unit, integrated or designed as such.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt in einem Blockschaltbild eine Ausführung des beschriebenen Verfahrens. 1 shows a block diagram of an embodiment of the method described.

2 zeigt beispielhafte Kennlinien. 2 shows exemplary characteristics.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.

1 verdeutlicht das vorgestellte Verfahren. Die Darstellung zeigt eine Einheit 10 zur Berechnung einer Führungsgröße, eine Regelung 12 und ein Getriebe 14. Eingangsgrößen der Einheit 10 sind die Stellung des Gaspedals α 20 und der eingelegte Gang 22. In der Einheit 10 sind Kennlinien 11 hinterlegt. Hieraus ergibt sich eine Führungsgröße 30, in diesem Fall eine Sollgröße für die Drehzahl eines Verbrennungsmotors, die in der Regelung 12 direkt bzw. unmittelbar Berücksichtigung findet. 1 clarifies the presented procedure. The illustration shows a unit 10 for calculating a reference variable, a regulation 12 and a gearbox 14 , Input variables of the unit 10 are the position of the accelerator α 20 and the inserted gear 22 , In the unit 10 are characteristics 11 deposited. This results in a reference variable 30 , in this case, a target value for the speed of an internal combustion engine, in the scheme 12 directly or immediately taken into account.

Die Regelung 12 umfasst eine Regelstrecke 32 mit einem Regler 33 und einem Verbrennungsmotor 34. Der Regler 33 berechnet eine Stellgröße 36, mit der der Verbrennungsmotor 34 beaufschlagt wird.The regulation 12 includes a controlled system 32 with a regulator 33 and an internal combustion engine 34 , The regulator 33 calculates a manipulated variable 36 with which the internal combustion engine 34 is charged.

Mögliche Stellgröße können sein: Einspritzmenge, Stellung der Drosselklappe usw.Possible control values can be: injection quantity, position of the throttle flap, etc.

Hieraus ergibt sich eine Regelgröße 40, in diesem Fall die Istgröße der Drehzahl, mit der das Getriebe 14 beaufschlagt wird. Aus dieser Regelgröße 40, der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors 34, und dem eingelegten Gang 22 ergibt sich eine Geschwindigkeit 42 des Kraftfahrzeugs, in dem der Verbrennungsmotor 34 eingebaut ist.This results in a controlled variable 40 , in this case, the actual size of the speed with which the transmission 14 is charged. From this controlled variable 40 , the actual speed of the internal combustion engine 34 , and the gear engaged 22 results in a speed 42 of the motor vehicle in which the internal combustion engine 34 is installed.

Weiterhin wird die Regelgröße 40 mit der Führungsgröße 30 verglichen, typischerweise wird eine Differenz gebildet, so dass sich eine Regelabweichung 44 ergibt, mit der der Regler 33 beaufschlagt wird.Furthermore, the controlled variable 40 with the reference variable 30 compared, typically a difference is formed so that a control deviation 44 results with the regulator 33 is charged.

Die Führungsgröße 40 ergibt sich bei dieser Ausführung somit aus der Stellung des Gaspedals α 20, dem Gang 22 und einer der hinterlegten Kennlinien 11. Grundsätzlich ist das Verfahren mit mindestens einer Kennlinie 11 durchführbar. Es wird hierzu auch auf 2 verwiesen. Die Regelung 12 passt die Drehzahl des Motors an, die über das Getriebe 14 in die Fahrzeuggeschwindigkeit überführt wird.The reference variable 40 results in this embodiment thus from the position of the accelerator pedal α 20 the gait 22 and one of the stored characteristics 11 , Basically, the method with at least one characteristic 11 feasible. It is also on this 2 directed. The regulation 12 Adjusts the speed of the engine, the over the gearbox 14 is transferred to the vehicle speed.

Unabhängig von äußeren Begebenheiten, wie bspw. dem Fahrbahnbelag, Wind, Steigung usw., bleibt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs konstant, wenn die Stellung des Gaspedals nicht verändert wird. Dies vermindert den Regelaufwand des Fahrers und sorgt neben einem Komfortgewinn für eine mögliche Kraftstoffersparnis durch optimales Dosieren des Kraftstoffs.Regardless of external events, such as. The road surface, wind, gradient, etc., the speed of the motor vehicle remains constant, if the position of the accelerator pedal is not changed. This reduces the driver's control effort and, in addition to a gain in comfort, provides for possible fuel savings by optimally metering the fuel.

2 zeigt in einem Graphen 50, an dessen Abszisse 52 die Stellung des Gaspedals α [°] und an dessen Ordinate 54 die Geschwindigkeit v [km/h] aufgetragen ist, Kennlinienverläufe. 2 shows in a graph 50 , on the abscissa 52 the position of the accelerator pedal α [°] and its ordinate 54 the velocity v [km / h] is plotted, characteristic curves.

Dabei zeigt eine erste Kurve 60 eine Kennlinie für den ersten Gang, eine zweite Kurve 62 eine Kennlinie für den zweiten Gang, eine dritte Kurve 64 eine Kennlinie für den dritten Gang, eine vierte Kurve 66 eine Kennlinie für den vierten Gang, eine fünfte Kurve 68 eine Kennlinie für den fünften Gang und eine sechste Kurve 70 eine Kennlinie für den sechsten Gang.This shows a first curve 60 a characteristic for the first gear, a second curve 62 a characteristic for the second gear, a third curve 64 a characteristic for the third gear, a fourth curve 66 a characteristic for the fourth gear, a fifth curve 68 a characteristic for the fifth gear and a sixth curve 70 a characteristic for the sixth gear.

In Abhängigkeit des eingelegten Gangs wird somit eine der Kennlinien 60 bis 70 ausgewählt, jedem möglichen Gang ist eine der Kennlinien 60 bis 70 zugeordnet. Aus der unter Berücksichtigung der Gaspedalstellung abgelesenen Geschwindigkeit an der Ordinate 54 ergibt sich dann unter Berücksichtigung des eingelegten Gangs die Drehzahl des Verbrennungsmotors, die geregelt wird. Anstelle einer Regelung der Drehzahl kann das vorgestellte Verfahren auch als Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bezeichnet werden.Depending on the engaged gear thus becomes one of the characteristics 60 to 70 selected, every possible gear is one of the characteristics 60 to 70 assigned. From the speed at the ordinate taken in consideration of the accelerator pedal position 54 Then, taking into account the engaged gear, the speed of the internal combustion engine, which is controlled. Instead of a regulation of the speed, the proposed method can also be referred to as a method for regulating the speed of the motor vehicle.

Es gilt zu beachten, dass die Kennlinien 60 bis 70 in 2 lediglich Geschwindigkeitsinformation und keine Beschleunigungsinformation enthalten. Bei der technischen Umsetzung sollte beachtet werden, dass bei 0° Gaspedalposition, d. h. Fuß vom Gas, der Verbrennungsmotor eingekuppelt in den Leerlauf geht und das Kraftfahrzeug langsamer wird. Die vorgeschlagene Regelung umfasst in Ausgestaltung ebenfalls die bisherige Regelung nach dem Drehmoment, dadurch dass die Regelung der Drehzahl erst nach Erreichen der durch den Fahrer gewünschten Drehzahl erfolgt.It should be noted that the characteristics 60 to 70 in 2 contain only speed information and no acceleration information. In the technical implementation, it should be noted that when 0 ° accelerator pedal position, ie foot off the gas, the engine is engaged in the idle and the vehicle slows down. The proposed regulation also includes in design the previous control according to the torque, characterized in that the regulation of the rotational speed takes place only after reaching the desired speed by the driver.

Claims (9)

Verfahren zur Regelung einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors (34) in einem Kraftfahrzeug, wobei in einen Regler (33) eine Führungsgröße (30) für die Drehzahl eingegeben wird und dieser eine Stellgröße (36) berechnet, die ausgegeben wird, wobei die Führungsgröße (30) sich aus einer Gaspedalstellung (20) ergibt.Method for controlling a rotational speed of an internal combustion engine ( 34 ) in a motor vehicle, wherein a regulator ( 33 ) a reference variable ( 30 ) is entered for the speed and this a manipulated variable ( 36 ), which is output, whereby the reference variable ( 30 ) from an accelerator pedal position ( 20 ). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Führungsgröße (30) sich zusätzlich aus einem eingelegten Gang (22) ergibt.Method according to Claim 1, in which the reference variable ( 30 ) in addition from an inserted gear ( 22 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Führungsgröße (30) sich zusätzlich aus mindestens einer hinterlegten Kennlinie (11, 60, 62, 64, 66, 68, 70) ergibt. Method according to Claim 1 or 2, in which the reference variable ( 30 ) additionally from at least one stored characteristic ( 11 . 60 . 62 . 64 . 66 . 68 . 70 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem mehrere Kennlinien (11, 60, 62, 64, 66, 68, 70) verwendet werden, wobei jede der Kennlinien (11, 60, 62, 64, 66, 68, 70) einem eingelegten Gang (22) zugeordnet ist.Method according to one of Claims 1 to 3, in which several characteristic curves ( 11 . 60 . 62 . 64 . 66 . 68 . 70 ), each of the characteristic curves ( 11 . 60 . 62 . 64 . 66 . 68 . 70 ) an inserted gear ( 22 ) assigned. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Regelung (12) der Drehzahl in Abhängigkeit der Gaspedalstellung (20) erst nach Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl erfolgt.Method according to one of Claims 1 to 4, in which the control ( 12 ) of the speed as a function of the accelerator pedal position ( 20 ) takes place after reaching a predetermined speed. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem bis zum Erreichen der vorgegebenen Drehzahl eine Regelung eines Drehmoments des Verbrennungsmotors (34) erfolgt.Method according to Claim 5, in which regulation of a torque of the internal combustion engine ( 34 ) he follows. Anordnung zur Regelung einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors (34) in einem Kraftfahrzeug, mit einem Regler (33), der dazu eingerichtet ist, eine Stellgröße (36) unter Berücksichtigung einer eingegeben Führungsgröße (30) für die Drehzahl zu ermitteln, und einer Einheit (10) zur Berechnung der Führungsgröße (30), wobei die Einheit (10) dazu eingerichtet ist, die Führungsgröße (30) unter Berücksichtigung einer Gaspedalstellung (20) zu berechnen.Arrangement for controlling a rotational speed of an internal combustion engine ( 34 ) in a motor vehicle, with a regulator ( 33 ), which is adapted to a manipulated variable ( 36 ) taking into account an entered reference variable ( 30 ) for the speed, and a unit ( 10 ) for calculating the reference variable ( 30 ), where the unit ( 10 ) is set up, the reference variable ( 30 ) taking into account an accelerator pedal position ( 20 ) to calculate. Anordnung nach Anspruch 7, bei der die Einheit (10) dazu eingerichtet ist, bei der Berechnung der Führungsgröße (30) zusätzlich einen eingelegten Gang (22) zu berücksichtigen.Arrangement according to claim 7, in which the unit ( 10 ) is set up in the calculation of the reference variable ( 30 ) additionally an inserted gear ( 22 ). Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Einheit (10) dazu eingerichtet ist, bei der Berechnung der Führungsgröße (30) zusätzlich mindestens eine hinterlegte Kennlinie (11, 60, 62, 64, 66, 68, 70) zu berücksichtigen.Arrangement according to claim 7 or 8, in which the unit ( 10 ) is set up in the calculation of the reference variable ( 30 ) additionally at least one stored characteristic ( 11 . 60 . 62 . 64 . 66 . 68 . 70 ).
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