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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein maschinell
lesbares Speichermedien zum Steuern eines Verbrennungsmotors mit
mehreren Zylindern mit einem elektronisch gesteuerten Luftdurchsatz
zur Ermöglichung
einer ähnlichen
Abtriebsdrehmomenteigenschaft bei unterschiedlichen atmosphärischen
Bedingungen.
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Es
wurden verschiedene Motorsteuerstrategien entwickelt, um Änderungen
der verfügbaren
Motorleistung bzw. Drehzahl aufgrund von Umweltbedingungen, wie
zum Beispiel Temperatur und Luftdruck, auszugleichen. Bei Fahren
eines Fahrzeugs in großer
Höhe vermitteln
herkömmliche
mechanische Drosselklappensteuersysteme, die auf ein Fahren auf
Meereshöhe
oder geringeren Höhen
abgestimmt sind, über
den gesamten Bereich der Gaspedalpositionen ein zähes und
untermotorisiertes Fahrgefühl. Dies
führt auch
zu Problemen beim Kalibrieren der Schaltpunkte bei Automatikgetrieben,
die häufig
auf Gaspedalpositionen beruhen, da die gleiche Pedalposition abhängig von
den Umgebungsbetriebsbedingungen zu einem unterschiedlichen Abtriebsdrehmoment
führt.
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Die
Druckschrift
EP 0 785
351 A2 beschreibt eine Drehmomentsteuerung für eine Brennkraftmaschine
für den
Fall, dass die Drosselklappe des Motors in einer geöffneten
Stellung hängen
bleibt. Hierzu wird für
die fixe Stellung der Drosselklappe das maximal mögliche Drehmoment
anhand der Motordrehzahl und Motorlast bestimmt. Anhand der Gaspedalstellung
wird sodann das vom Fahrer gewünschte
Drehmoment entsprechend heruntergerechnet. Die Motorsteuerung wird
letztlich durch eine Verzögerung
des Zündzeitpunktes
und Ausblenden der Benzineinspritzung bewirkt.
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Die
DE 196 19 324 A1 beschreibt
weiterhin ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine,
bei dem die Gaspedalstellung elektronisch erfasst und aus der erfassten
Gaspedalstellung ein Sollwert für
das Motordrehmoment abgeleitet wird. Hierzu wird das aus dem Betätigungsgrad
des Gaspedals abgeleitete Sollmoment auf ein vorgegebenes maximales
und ein vorgegebenes minimales Moment bezogen Der Motor wird sodann
durch Betätigung
der die Brennraumfüllung
bestimmenden Aktoren auf das gewünschte
Sollmoment eingeregelt.
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Schließlich zeigt
die
DE 197 54 286
A1 ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei
dem ebenfalls die Gaspedalstellung erfasst wird, woraus sodann ein
Sollwert für
das Drehmoment gebildet wird. Um einen Leerweg des Gaspedals zu
beseitigen und unter allen Betriebsbedingungen bei einer Stellungsänderung
des Gaspedals eine Momentenänderung
am Antrieb zu erzeugen, sieht die in diesem Dokument beschriebene
Steuerung vor, dass in einem wenig niedergedrückten Bereich des Gaspedals
das Sollmoment ohne Berücksichtigung
von Umwelteinflüssen
wie Höhe
und Ansauglufttemperatur und Nebenlasten wie Klimaanlage etc. berechnet, in
einem stärker
niedergedrückten
Bereich hingegen unter Berücksichtigung
der genannten Lasten berechnet wird. Hierdurch sollen Laständerungen
durch Zu- und Abschalten von Nebenaggregaten im wenig niedergedrückten Bereich
des Gaspedals nicht zu spüren
sein.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin,
eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines
Motors zu schaffen, die einerseits eine gleichmäßige und kontinuierliche Zunahme
des Raddrehmoments relativ zur Gaspedalposition bei jeder Höhe und Umgebungstemperatur
erzeugen, während
andererseits das gleiche Drehmoment bei einer bestimmten Pedalposition bei allen
Höhen und
Umgebungstemperaturen erreicht wird, soweit ausreichend Drehmoment
verfügbar
ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe in verfahrenstechnischer Hinsicht durch Verfahren nach den
Ansprüchen
1 und 20 durch ein maschinenll lesbares Speichermedien nach Anspruch
15 gelöst.
Bevorzugte Ausführungen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß sind also
zum Steuern eines Verbrennungsmotors mit mehreren Zylindern folgende
Schritte vorgesehen: Ermitteln eines momentan verfügbaren maximalen
Drehmoments, Ermitteln eines vom Fahrer geforderten Drehmoments
anhand einer momentanen Gaspedalposition und Bezugsumgebungsbedingungen
und das Steuern des Motors, um den niedrigeren Wert des vom Fahrer
geforderten Drehmoments und eines kalibrierbaren Prozentsatzes des
momentan verfügbaren
maximalen Drehmoments entsprechend den momentanen Umgebungsbedingungen
zu liefern.
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Die
vorliegende Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen. So liefert
die vorliegende Erfindung bei einer bestimmten niedrigen Pedalposition
bei großen Höhen ein ähnliches
Drehmoment wie auf Meeresspiegelniveau, bei gleichmäßigem Übergang
zu dem momentan verfügbaren
Spitzendrehmoment. Von manchen Fahrern wird das bei großer Höhe bei niedrigeren
Pedalpositionen verfügbare
größere Drehmoment
bevorzugt. Zudem liefert die vorliegende Erfindung einen auf einem
Modell beruhenden Ansatz, welcher weniger Kalibrierungsarbeit erfordert
und auf Folgen reagiert, die sich andernfalls von einem komplexere
Kalibrierungen erfordernden Ansatz ergeben können.
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Die
obigen Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden
eingehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungen in Verbindung mit den
Zeichnungen besser hervor.
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1 ist ein Blockdiagramm,
welches den Betrieb einer Ausführung
einer Vorrichtung bzw. eines Verfahrens zum Steuern eines Motors
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2 und 3 sind Flussdiagramme, welche den Betrieb
einer Vorrichtung bzw. eines Verfahrens zum Steuern eines Motors
gemäß einer
Ausführung der
vorliegenden Erfindung zeigen, und
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4 ist eine Kurvendarstellung,
welche den Betrieb der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit einigen
Ansätzen
des Stands der Technik zeigt.
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Wie
für den
Durchschnittsfachmann ersichtlich ist die vorliegende Erfindung
von der besonderen zugrunde liegenden Motortechnologie und Motorkonfiguration
unabhängig.
So kann die vorliegende Erfindung in einer Vielzahl von Verbrennungsmotorarten verwendet
werden, um für
eine entsprechende Gaspedalposition in großer Höhe ein ähnliches Drehmoment wie auf
Meereshöhe
zu liefern. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung neben Direkteinspritzmotoren
mit Schichtladung (DISC) oder Direkteinspritzmotoren mit Fremdzündung (DISI),
welche VCT- oder variable Ventilsteuerungsmechanismen in Kombination
mit oder an Stelle einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe
verwenden, auch in herkömmlichen
Motoren zur Steuerung des Luftdurchsatzes verwendet werden.
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In 1 wird ein Blockdiagramm
gezeigt, welches eine Motorsteuerungsvorrichtung und ein Motorsteuerungsverfahren
für einen
Verbrennungsmotor gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Vorrichtung 10 umfasst vorzugsweise
einen Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern, stellvertretend
durch Zylinder 12 dargestellt, mit entsprechenden Brennräumen 14.
Wie für
einen Durchschnittsfachmann erkennbar ist, umfasst die Anlage 10 verschiedene
Sensoren und Stellantriebe zur Verwirklichung der Steuerung des
Motors. Es können
ein oder meh rere Sensoren oder Stellantriebe für jeden Zylinder 12 vorgesehen
werden oder es kann ein einziger Sensor oder Stellantrieb für den Motor
vorgesehen werden. Zum Beispiel kann jeder Zylinder 12 vier
Stellantriebe umfassen, welche die Einlassventile 16 und
die Auslassventile 18 antreiben, während nur ein einziger Kühlmitteltemperaturfühler 20 enthalten
ist.
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Die
Vorrichtung 10 umfasst vorzugsweise ein Steuergerät 22 mit
einem Mikroprozessor 24 in Verbindung mit verschiedenen
maschinell lesbaren Speichermedien. Die maschinell lesbaren Speichermedien
umfassen vorzugsweise einen leistungsabhängigen Speicher sowie einen
leistungsunabhängigen
Speicher in einem Festwertspeicher (ROM) 26, einen Arbeitsspeicher
(RAM) 28 und einen Erhaltungsspeicher (KAM) 30.
Wie einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet bekannt ist, kann
der KAM 30 zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet
werden, während
das Steuergerät 22 abgeschaltet,
aber mit der (nicht abgebildeten) Fahrzeugbatterie verbunden ist.
Die maschinell lesbaren Speichermedien können mit Hilfe einer aus einer Vielzahl
bekannter Speichervorrichtungen, zum Beispiel PROMs, EPROMs, EEPROMs,
Blitzspeicher, oder einer anderen elektrischen, magnetischen, optischen
oder Kombinations-Speichervorrichtung, die Daten speichern kann,
von denen einige ausführbare Befehle
darstellen, und die vom Mikroprozessor 24 beim Steuern
des Motors verwendet werden, implementiert werden. Die maschinell
lesbaren Speichermedien können
auch Diskettenspeicher, CD-Roms, Festplatten und ähnliches
umfassen. Der Mikroprozessor 24 steht mit den verschiedenen
Sensoren und Stellantrieben mittels einer Eingangs-/Ausgangsschnittstelle
(I/O) 32 in Verbindung. Natürlich könnte die vorliegende Erfindung
mehr als ein Steuergerät, wie
zum Beispiel das Steuergerät 22,
verwenden, um eine Motor/Fahrzeugsteuerung entsprechend der gewünschten
Anwendung zu realisieren.
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Bei
Betrieb gelangt Luft durch den Einlass 34, wo sie über einen
Einlasskrümmer 36 zu
den mehreren Zylindern verteilt werden kann. Die Vorrichtung 10 umfasst
vorzugsweise einen Luftmassensensor 38, welcher ein entsprechendes
Signal (MAF) zum Steuergerät 22 liefert,
welches die Luftmasse angibt. Der Luftmassensensor 38 kann
auch einen Temperaturfühler
umfassen, um ein entsprechendes Signal (ACT) zu liefern, das die
Ansauglufttemperatur anzeigt. Wenn kein Luftmassensensor und/oder Temperaturfühler vorhanden
ist, können
entsprechende Luftmassenwerte und Ansauglufttemperaturen aus verschiedenen
anderen Motorbetriebsparametern abgeleitet werden. Eine Drosselklappe 40 kann
zum Modulieren der Luftmasse durch den Einlass 34 während bestimmter
Betriebsarten verwendet werden. Falls vorhanden, wird die Drosselklappe 40 vorzugsweise
durch einen geeigneten Stellantrieb 42 anhand eines von
dem Steuergerät 22 erzeugten entsprechenden
Drosselklappenpositionssignals elektronisch gesteuert. Ein Drosselklappenpositionssensor 44 liefert
ein Feedbacksignal (TP), das dem Steuergerät 22 die tatsächliche
Position der Drosselklappe 40 anzeigt, um die Regelung
der Position der Drosselklappe 40 zu implementieren.
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Wie
in 1 gezeigt kann ein
Ansaugunterdruckfühler 46 verwendet
werden, um ein Signal (MAP) zu liefern, das dem Steuergerät 22 den
Ansaugdruck anzeigt. Durch den Einlasskrümmer 36 strömende Luft
gelangt durch geeignete Steuerung eines oder mehrerer Einlassventile 16 in
den Brennraum 14. Die Einlassventile 16 und die
Auslassventile 18 können
für Anwendungen
mit variabler Ventilzeitsteuerung oder variabler Nockensteuerung
durch das Steuergerät 22 jeweils
direkt oder indirekt gesteuert werden. Alternativ können die
Einlassventile 16 und die Auslassventile 18 mit
Hilfe einer herkömmlichen
Nockenwellenanordnung gesteuert werden. Ein Kraftstoffeinspritzventil 48 spritzt
für den
momentanen Betriebsmodus abhängig
von einem vom Steuergerät 22 erzeugten
und von einem Treiber 50 verarbeiteten Signal (FPW) eine
geeignete Menge Kraftstoff in einem oder mehreren Einspritzvorgängen ein.
Die Steuerung der Kraftstoffeinspritzvorgänge beruht im Allgemeinen auf
der Position des Kolbens 52 in dem Zylinder 12.
Angaben zur Position werden von einem geeigneten Sensor 54 erhalten, welcher
ein Positionssignal (PIP), das die Drehposition der Kurbelwelle 56 anzeigt,
liefert. Zu dem geeigneten Zeitpunkt erzeugt das Steuergerät 22 während des
Verbrennungstakts ein Zündsignal
(SA), welches von der Zündanlage 58 zur
Steuerung der Zündkerze 60 und
der Einleitung der Verbrennung in dem Raum 14 verarbeitet
wird.
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Das
Steuergerät 22 (oder
eine herkömmliche Nockenwellenanordnung)
steuert ein bzw. mehrere Auslassventile 18, so dass das
verbrannte Luft-/Kraftstoffgemisch durch einen Abgaskrümmer abgelassen
wird. Ein Abgassauerstoffsensor 62 liefert dem Steuergerät 22 ein
Signal (EGO), welches den absoluten oder relativen Sauerstoffgehalt
der Abgase anzeigt. Dieses Signal kann zur Anpassung des Luft/Kraftstoffverhältnisses
oder zur Steuerung der Betriebsart eines oder mehrerer Zylinder
verwendet werden. Abgase werden durch den Abgaskrümmer und
durch erste und zweite Emissionssteuervorrichtungen 64 und 66 geleitet,
welche zum Beispiel einen Katalysator umfassen können, bevor sie an die Umgebungsluft
abgelassen werden.
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Erfindungsgemäß passt
das Steuergerät 22 das
vom Fahrer geforderte Drehmoment an, um eine gleichmäßige und
kontinuierliche Zunahme des Raddrehmoments relativ zu einer Gaspedalposition
bei jeder Höhe
und Umgebungstemperatur zu liefern, während es das gleiche Drehmoment
für eine
bestimmte Gaspedalposition bei allen Höhen und Umgebungstemperaturen
falls verfügbar
durch eine geeignete Luftdurchsatzsteuerung liefert, die zum Beispiel
durch eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe vorgesehen werden
kann. Die vorzugsweise durch das Steuergerät 22 implementierte
Steuerungsstrategie eliminiert bei hohen Pedalwinkeln und großen Höhen das
Gefühl
eines nur zäh
ansprechenden Pedals, während
sie gleichzeitig ein höheres "Meeresspiegel"-Drehmoment bei gleicher
Pedalposition bewahrt, wenn für
die momentanen Umgebungsluftbedingungen ausreichend Drehmoment verfügbar ist.
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Die
Flussdiagramme der 2 und 3 geben den Betrieb einer
Ausführung
einer Vorrichtung bzw. eines Verfahrens nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung wieder. Wie für einen Durchschnittsfachmann
nachvollziehbar ist, können
die Diagramme eine beliebige bzw. mehrere einer Reihe bekannter
Verarbeitungsstrategien darstellen, zum Beispiel ereignisgesteuert,
unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading usw. Somit
können verschiedene
gezeigte Schritte oder Funktionen in der gezeigten Reihenfolge parallel
durchgeführt
oder in manchen Fällen
ausgelassen werden. Analog ist die Reihenfolge der Abarbeitung nicht
unbedingt zwingend, um die Erfindung zu verwirklichen, sondern nur
zur einfacheren Darstellung und Beschreibung vorgegeben. Wenngleich
dies nicht ausdrücklich
gezeigt wird, wird ein Durchschnittsfachmann doch erkennen, dass
einer oder mehrere der gezeigten Schritte oder Funktionen abhängig von
der jeweils verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt durchgeführt werden
kann.
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Vorzugsweise
werden die Vorrichtung und das Verfahren vorrangig in der von einem
Motorsteuergerät
auf Mikroprozessorbasis ausgeführten
Software implementiert. Natürlich
kann die Steuerlogik abhängig
von der jeweiligen Anwendung in der Software, der Hardware oder
einer Kombination aus Software und Hardware implementiert werden.
Bei Implementierung in der Software ist die Steuerlogik vorzugsweise
in einem maschinell lesbaren Speichermedium als gespeicherte Daten
vorgesehen, die von einem Rechner zum Steuern des Motors auszuführende Befehle
darstellen. Das maschinell lesbare Speichermedium bzw. die maschinell
lesbaren Speichermedien können
eine Reihe von verschiedenen bekannten physischen Ausbildungen haben,
welche zur vorübergehenden
oder ständigen
Speicherung der auszuführenden
Befehle und der damit verbundenen Kalibrierungsangaben, Betriebsvariablen
usw. elektrische, magnetische und/oder optische Vorrichtungen verwenden.
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Unter
Bezug auf 2 zeigt der
Block 150 nun die Feststellung, ob ein Getriebegang manuell gewählt wurde.
In einer Ausführung
wird eine Statusmarkierung geprüft
um zu ermitteln, ob ein manuelles Schaltgetriebe oder ein Automatikgetriebe
bei dem Fahrzeug vorliegt. Ferner prüfen mit Automatikgetriebe konfigurierte
Fahrzeuge einen Betriebsparameter, der mit dem vom Fahrer gewählten Gang
in Verbindung steht. Ist das Fahrzeug mit einem manuellen Getriebe
oder einem Automatikgetriebe mit einem manuell gewählten Gang
(wie zum Beispiel 3, 2, Langsam usw., jedoch nicht Fahren oder Spargang) konfiguriert,
dann wird die Fahrerforderung in Einheiten des gewünschten
Motordrehmoments berechnet, wie dies durch Block 152 dargestellt
wird.
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Zur
Berechnung der Fahrerforderung in Einheiten des gewünschten
Motordrehmoments, wie durch Block 152 dargestellt, wird
das momentan verfügbare
maximale oder Spitzendrehmoment wie durch Block 154 gezeigt
ermittelt. Vorzugsweise beruht das momentan verfügbare maximale oder Spitzendrehmoment
auf momentanen Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel Luftdruck
und Temperatur. Wie nachstehend eingehender beschrieben wird, kann
die Temperatur eines einer Reihe von Be triebsparameter einschließlich Ansauglufttemperatur (ACT),
Kühlmitteltemperatur
(ECT) usw. repräsentieren.
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Zur
Ermittlung des momentan verfügbaren Spitzendrehmoments,
wie durch Block 154 dargestellt, wird mit Hilfe des Höchstwerts
für die
Gaspedalposition (PP) und des momentanen Werts für die Motordrehzahl (ES) ein
Tabellenlesen durchgeführt. Vorzugsweise
umfasst die Tabelle kalibrierbare Werte für das verschiedenen Gaspedalpositionen
bei Bezugsumgebungsbedingungen entsprechende gewünschte Motordrehmoment, wie
zum Beispiel Standardtemperatur- und Druckbedingungen (STP). In
einer Ausführung
entsprechen die Bezugsbedingungen einem Luftdruck von etwa 29,92
mmHg und einer Ansauglufttemperatur von etwa 100°F (37,7°C) Der für STP ermittelte Höchst- oder
Spitzendrehmomentwert, wie durch Block 156 veranschaulicht,
wird dann an die momentanen Umgebungsbedingungen angepasst, wie
durch Block 158 veranschaulicht. In einer Ausführung wird
das geforderte Spitzendrehmoment mit Hilfe eines Anpassungsfaktors,
wie durch die Blöcke 160–164 dargestellt,
an den momentanen Luftdruck und die Ansauglufttemperatur angepasst.
Der Luftanpassungsfaktor gibt im Allgemeinen das Verhältnis der
Luftmasse bei den momentanen Luftdruck- und Ansauglufttemperaturbedingungen
zur Luftmasse bei Bezugsbedingungen wieder. Der Luftanpassungsfaktor
findet im Allgemeinen auf das in dieser Implementierung indizierte
Drehmoment Anwendung. Somit werden verschiedene Verluste zu dem
Bremsdrehmoment addiert (z. B. aufgrund von Reibung usw.), um das
Bremsdrehmoment vor der Multiplikation mit dem Anpassungsfaktor
in das indizierte Drehmoment umzuwandeln. Diese Verluste werden
dann subtrahiert, um wieder ein gewünschtes Drehmoment zu erhalten,
wie dies nachstehend eingehend beschrieben wird.
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Block 160 ermittelt
das indizierte Drehmoment anhand verschiedener Drehmomentverluste und
des zuvor ermittelten Bremsdrehmoments durch Addieren der Verluste
zu dem Bremsdrehmoment, wie dies vorstehend erwähnt wurde. Dann ermittelt Block 162 einen
Luftanpassungsfaktor, welcher vorzugsweise in einer durch Kühlmitteltemperatur
(ETC) und Ansauglufttemperatur (ACT) indizierten Kalibrierungstabelle
zu finden ist, welcher dann mit einem Verhältnis des momentanen Luftdrucks
(BH) zu dem Bezugswert für
den Luftwert, typischerweise 29,92 mmHg, multipliziert wird. Nach
Anpassen des indizierten Drehmoments durch Multiplizieren mit dem Luftanpassungsfaktor
addiert Block 164 die Drehmomentverluste, um das momentan
verfügbare
maximale Bremsdrehmoment zu ermitteln, was durch Block 154 wiedergegeben
wird.
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Block 166 von 2 ermittelt ein vom Fahrer gefordertes
Drehmoment anhand einer momentanen Gaspedalposition und der Bezugsumgebungsbedingungen.
In der gezeigten Ausführung
wird das vom Fahrer geforderte Drehmoment anhand einer nach momentaner
Motordrehzahl (ES) und Gaspedalposition (PP) indizierten Verweistabelle
ermittelt, wobei die Bezugsumgebungsbedingungen einem Luftdruck von
29,92 mmHg und einer Ansauglufttemperatur von 100°F (37,7°C) entsprechen.
Dann wird das Übergangsdrehmoment
wie durch Block 168 dargestellt ermittelt.
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Das Übergangsdrehmoment
sieht eine gleichmäßige und
kontinuierliche Drehmomentzunahme zwischen dem vom Fahrer geforderten
Drehmoment anhand der Bezugsumgebungsbedingungen und dem momentan
verfügbaren
maximalen Drehmoment anhand der momentanen Umgebungsbedingungen
vor. In einer Ausführung
wird das Übergangsdrehmoment
durch eine Funktion basierend auf der momentanen Gaspedalposition
(PP) implementiert, wie durch Block 170 dargestellt. In
dieser Ausführung
ist das Übergangsdrehmoment
ein kalibrierbarer Prozentsatz (K1) des momentan verfügbaren maximalen
Drehmoments für
Pedalpositionen unterhalb eines ersten Schwellenwerts (X niedrig), eines
zweiten kalibrierbaren Prozentsatzes (K2) für Gaspedalpositionen über einem
zweiten Schwellenwert (X hoch) und wird zwischen den Schwellenwerten
linear interpoliert. Die folgenden Werte sind repräsentative
Werte für
eine typische Anwendung:
X niedrig = 8
X hoch = 20
K1
= 0,9 oder 90
K2 = 1,0 oder 100
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Der
Motor wird so gesteuert, dass er den niedrigeren Wert des vom Fahrer
geforderten Drehmoments entsprechend den Bezugsumgebungsbedingungen
und des kalib rierbaren Prozentsatzes des momentan verfügbaren maximalen
Drehmoments entsprechend den momentanen Umgebungsbedingungen liefert,
wie durch Block 172 dargestellt. Wie dem Durchschnittsfachmann
bekannt ist, kann das Motordrehmoment durch Steuern von Kraftstoff,
Luftdurchsatz und/oder Zündung
gesteuert werden.
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Wenn
Block 150 von 2 ermittelt,
dass ein Automatikgetriebe vorhanden ist und ein Automatikgang (beispielsweise
Fahren oder Spargang) gewählt
wurde, dann läuft
die Verarbeitung wie durch Block 164 und das Flussdiagramm
von 3 gezeigt weiter
ab. In diesem Fall wird die Fahrerforderung vorzugsweise in Einheiten
des Abtriebswellendrehmoments ermittelt oder berechnet, wie durch
Block 186 dargestellt. Das momentan verfügbare maximale oder
Spitzendrehmoment wird wie durch Block 188 dargestellt
ermittelt. Vorzugsweise wird das momentan verfügbare Spitzendrehmoment zuerst
durch Ermitteln des verfügbaren
Spitzendrehmoments für
Bezugsumgebungsbedingungen entsprechend einer maximalen Gaspedalposition
und der momentanen Abtriebswellendrehzahl (OS) ermittelt, wie durch Block 190 gezeigt.
Dieser Wert wird dann an die momentanen Umgebungsbedingungen, zum
Beispiel dem Luftdruck und der Ansauglufttemperatur, angeglichen,
wie durch Block 192 dargestellt. Vorzugsweise wandelt die
Anpassung an die momentanen Umgebungsbedingungen das Abtriebswellendrehmoment
anhand der momentanen Übersetzung
(GR), des Drehmomentwandlerverhältnisses
(TCR) und der Verluste in ein angegebenes Motordrehmoment um. Vorzugsweise
sind die Verluste in einer Tabelle enthalten, welche eine Funktion
der Motordrehzahl, des Ansaugunterdrucks, der Kühlmitteltemperatur und des
Betriebszustands verschiedenen Zubehörs sein kann, wie dies zum
Beispiel eingehender in dem US-Patent Nr. 5,241,855 A beschrieben
wird. Dann ermittelt Block 196 anhand einer Kühlmitteltemperatur
(ECT) und einer Ansauglufttemperatur (ACT) aus der Verweistabelle
einen Luftanpassungsfaktor, der dann mit einem Verhältnis des
momentanen Luftdrucks relativ zu dem Bezugsluftdruck multipliziert wird.
Dann werden die Verluste zu dem vom Motor indizierten Drehmoment
addiert, um das Motorbremsdrehmoment zu ermitteln, welches dann
in ein Abtriebswellendrehmoment umgewandelt wird, wie durch Block 198 dargestellt.
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Nach
Ermitteln des momentan verfügbaren maximalen
Drehmoments, wie durch Block 188 dargestellt, wird das
vom Fahrer geforderte Drehmoment aus einer Ver weistabelle anhand
der Abtriebswellendrehzahl und der Gaspedalposition bei den Bezugsumgebungsbedingungen
ermittelt, wie durch Block 200 dargestellt. Ein Übergangsdrehmoment wird
dann ermittelt, wie durch Blöcke 202 und 204 dargestellt
und wie vorstehend unter Bezug auf Block 168 und Block 170 beschrieben.
Dann wird der Motor so gesteuert, dass er den niedrigeren Wert des
vom Fahrer geforderten Drehmoments und des Übergangsdrehmoments liefert,
wie durch Block 206 dargestellt.
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Unter
Bezug auf 4 wird nun
eine den Betrieb der vorliegenden Erfindung verglichen mit Steuerstrategien
des Stands der Technik veranschaulichende Kurve gezeigt. Die Kurve
zeigt das Drehmomentverhalten als Funktion der Gaspedalposition
bei einer bestimmten Motordrehzahl. Linie 220 stellt das Drehmoment
bei Bezugsumgebungsbedingungen dar, wie zum Beispiel auf Meeresspiegelhöhe. Linie 222 repräsentiert
eine herkömmliche
Vorrichtung, welche keine bei einem niedrigeren Luftdruck, wie er bei
größeren Höhen vorkommen
würde,
betriebene elektronische Luftdurchsatzsteuerung aufweist. Wie durch
Linie 222 gezeigt, ist über
den gesamten Betriebsbereich das bei einem niedrigeren Luftdruck
für eine
bestimmte Pedalposition vorgesehene Drehmoment niedriger als das
bei dem höheren
Luftdruck vorgesehene Drehmoment. Linie 224 stellt den
Betrieb einer Steuerungsvorrichtung und eine Ausführung der
vorliegenden Erfindung bei gleichem Luftdruck wie Linie 222 dar
(entsprechend einem Betrieb bei größeren Höhen). Wie durch Linie 224 gezeigt, sieht
die erfindungsgemäße Ausführung über einen großen Teil
des Betriebsbereichs das gleiche Abtriebsdrehmoment wie durch Linie 220 gezeigt
vor. Zwischen den Punkten 226 und 228 geht das
Drehmoment zwischen dem für
die Bezugsumgebungsbedingungen vorgesehenen Drehmoment und dem momentan
verfügbaren
maximalen Drehmoment, welches anhand der momentanen Umgebungsbedingungen
wie vorstehend beschrieben ermittelt wird, gleichmäßig über. Somit
liefert die vorliegende Erfindung für eine bestimmte Pedalposition
bei allen Höhen
und Umgebungstemperaturen soweit möglich das gleiche Drehmoment,
d.h. bis zu Punkt 226. Ferner sieht die vorliegende Erfindung
durch Ineinanderübergehen
bzw. Anpassen des Drehmoments zwischen den Punkten 226 und 228 eine
gleichmäßige und
kontinuierliche Zunahme des Drehmoments gegenüber der Pedalposition bei jeder
Höhe und
Umgebungstemperatur vor.