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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Verfahren
zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs nach der Gattung
des Hauptanspruchs aus.
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Aus der
DE 100 16 649 A1 ist bereits
ein Verfahren zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs
bekannt, wobei in Abhängigkeit
von Sollwertvorgabegrößen wenigstens
eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit
eingestellt wird, wobei zur Einstellung eine der Sollwertvorgabegrößen herangezogen
wird, die aus den empfangenen Sollwertvorgabegrößen ausgewählt wird. Neben den Sollwertvorgabegrößen werden
Eigenschaftsgrößen empfangen,
die die Art und Weise der Einstellung der Sollwertvorgabegrößen beschreiben.
Zur Steuerung der Antriebseinheit werden diese Eigenschaftsgrößen unabhängig von den
Sollwertvorgaben ausgewählt.
Die Eigenschaftsgrößen umfassen
Dynamikanforderungen und Prioritäten.
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Aus der
DE 197 39 567 A1 sind ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Drehmoments der
Antriebseinheit eines Fahrzeugs bekannt, bei denen aus mehreren
Sollwerten ein Sollmomentenwert zur Einstellung der Füllung und
wenigstens ein Sollmomentenwert zur Einstellung von Leistungsparametern
einer Brennkraftmaschine, die eine schnelle Drehmomentenänderung
bewirken, gebildet wird. Die beiden Sollmomentenwerte sind dabei
unterschiedlich, wobei bei der Bildung dieser Sollmomentenwerte
wenigstens ein unterschiedlicher und/oder korrigierter Sollwert
zu Grunde liegt.
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Aus der
DE 197 09 317 A1 ist ein
Verfahren bekannt, bei welchem für
ein Fahrzeug Koordinatoren vorgegeben sind, die den Ressourcenbedarf
und die Ressourcenverteilung der Steuersysteme des Fahrzeugs u.a.
auf der Basis von mitgeteilten Randbedingungen, beispielsweise einer
gewünschten
Dynamik oder Priorität
vornehmen.
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Bei Motorsteuerungen für Nutzkraftwagen müssen in
verschiedenen Anwendungen Anforderungen von externen Steuergeräten bezüglich des Motormoments
oder der Solldrehzahl berücksichtigt werden.
Die unterschiedlichen Anwendungen mit variabler Art und Anzahl von
Anforderungen sollen mit einer Motorsteuerungssoftware beherrscht
werden, so dass die Motorsteuerung ohne Änderungen die Anforderungen
der externen Steuergeräte
im Verbund koordinieren und umsetzen kann. Dazu sind aus der SAE
J 1939–71
Standardformate für
Drehmoment- und Drehzahlsollwerte und -begrenzungen sowie Prioritäten in vier
Stufen für
deren Koordination definiert. Für
die Auswertung der Anforderungen unter Berücksichtigung der Priorität ist eine
Auswahllogik angegeben. Dabei werden die vorliegenden Anforderungen
sequentiell durch Vergleich auf eine resultierende Anforderung reduziert.
Dabei wird in jedem Vergleich derjenige Sollwert mit größerer Priorität ausgewählt. Bei
gleicher Priorität
wird der aktuellere Sollwert gewählt.
Bei Begrenzungen gleicher Priorität wird die niedrigere Begrenzung
ausgewählt.
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Vorteile der
Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen
des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, dass zur Einstellung der wenigstens einen Ausgangsgröße der Antriebseinheit
in Abhängigkeit
von Sollwertvorgabegrößen ein
Sollwert gebildet wird, der die Sollwertvorgabegrößen in der
Reihenfolge ihrer Priorität
berücksichtigt.
Auf diese Weise können
alle Sollwertvorgabegrößen in die
Bildung des Sollwertes einfließen.
Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren
gegenüber
Erweiterungen und Veränderungen
bezüglich
der Art und Anzahl von Anforderungen bzw. von Sollwertvorgabegrößen flexibel
und robust.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
die Sollwertvorgabegrößen bei
der Bildung des Sollwertes ausgehend von der Sollwertvorgabegröße mit der niedrigsten
Priorität
berücksichtigt
werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Sollwertvorgabegröße mit der
höchsten
Priorität
zuletzt und damit vollständig
umgesetzt wird.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass die Sollwertvorgabegrößen mit
jeweils einer unterschiedlichen Priorität verknüpft sind, mit anderen Worten identische
Prioritäten
für zwei
oder mehr Sollwertvorgabegrößen ausgeschlossen
sind. Auf diese Weise kann es nicht zu Konflikten bei der Berücksichtigung von
Sollwertvorgabegrößen zur
Bildung des Sollwertes aufgrund gleicher Prioritäten kommen. Vielmehr werden
die Sollwertvorgabegrößen bei
der Bildung des Sollwertes in einer eindeutigen Reihenfolge berücksichtigt.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich,
wenn den Sollwertvorgabegrößen jeweils
eine Priorität
fest zugeteilt wird. Auf diese Weise muss die Priorität der jeweiligen
Sollwertvorgabegröße nicht
bei jeder Bildung des Sollwertes ermittelt und abgefragt werden, so
dass die Bildung des Sollwertes nur einen minimalen Rechenzeitbedarf
erfordert.
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Vorteilhaft ist jedoch auch, wenn
den Sollwertvorgabegrößen jeweils
eine Priorität
variabel zugeteilt wird. In diesem Fall kann die Reihenfolge bei der
Berücksichtigung
der Sollwertvorgabegrößen zur Bildung
des Sollwertes geändert
werden und das erfindungsgemäße Verfahren
flexibler eingesetzt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei,
wenn die Prioritäten
in Abhängigkeit
des Betriebszustandes des Fahrzeugs zugeteilt werden. Auf diese
Weise lässt
sich die Reihenfolge bei der Berücksichtigung der
Sollwertvorgabegrößen zur
Bildung des Sollwertes an den Betriebszustand des Fahrzeugs anpassen und
damit eine für
den Betriebszustand des Fahrzeugs optimale Reihenfolge bei der Berücksichtigung der
Sollwertvorgabegrößen zur
Bildung des Sollwertes realisieren.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass verschiedene Arten von Sollwertvorgabegrößen durch verschiedene Module
und gleiche Arten von Sollwertvorgabegrößen durch jeweils ein einziges
Modul zur Bildung des Sollwertes berücksichtigt werden. Auf diese
Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren modular
aufgebaut werden, so dass Erweiterungen und/oder Veränderungen
im Hinblick auf die Art und Anzahl der Sollwertvorgabegrößen sich
nicht auf die Implementierung der einzelnen Module selbst auswirken,
sondern allein durch die Art und Häufigkeit des Aufrufs bereits
vorhandener Module beherrscht werden kann.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
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Es zeigen
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1 ein Übersichtsschaltbild
einer Steuereinrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit in einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel,
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2 einen
Ablaufplan zur Verdeutlichung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens
anhand eines ausgewählten
Beispiels und
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3 eine
zeitliche Abfolge für
die Berücksichtung
einzelner Sollwertvorgabegrößen zur
Bildung eines resultierenden Sollwertes bezüglich des Ablaufplans nach 2
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung zur Steuerung einer
Antriebseinheit eines Fahrzeugs, insbesondere einer Brennkraftmaschine. Es
ist eine Steuereinheit 10 vorgesehen, welche als Komponenten
eine Eingangsschaltung 14, wenigstens eine Rechnereinheit 16 und
eine Ausgangsschaltung 18 aufweist. Ein Kommunikationssystem 20 verbindet
diese Komponenten zum gegenseitigen Datenaustausch. Der Eingangsschaltung 14 der Steuereinheit 10 werden
Eingangsleitungen 22 bis 26 zugeführt, welche
in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
als Bus-System ausgeführt
sind und über
die der Steuereinheit 10 Signale zugeführt werden, welche zur Steuerung
der Antriebseinheit auszuwertende Betriebsgrößen repräsentieren. Diese Signale werden
von Messeinrichtungen 28 bis 32 erfasst. Derartige
Betriebsgrößen sind
Fahrpedalstellung, Motordrehzahl, Motorlast, Abgaszusammensetzung,
Motortemperatur, u.s.w. Über
die Ausgangsschaltung 18 steuert die Steuereinheit 10 die
Leistung der Antriebseinheit. Dies ist in 1 anhand der Ausgangsleitungen 34, 36 und 38 symbolisiert, über welche
in diesem Ausführungsbeispiel
wenigstens die einzuspritzende Kraftstoffmasse, der Zündwinkel der
Brennkraftmaschine, sowie wenigstens eine elektrisch betätigbare
Drosselklappe zur Einstellung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine
betätigt
werden. Dabei soll in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft
davon ausgegangen werden, dass die Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung
betrieben wird. Neben den geschilderten Eingangsgrößen sind
weitere Steuersysteme des Fahrzeugs vorgesehen, die der Eingangsschaltung 14 Sollwertvorgabegrößen, beispielsweise
in Form eines Drehmoments, übermitteln.
Derartige Steuersysteme sind beispielsweise Antriebsschlupfregelungen,
Fahrdynamikregelungen, Getriebesteuerungen, Motorschleppmomentenregelungen,
u.s.w. Über
die dargestellten Steilpfade werden die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine,
der Zündwinkel
der einzelnen Zylinder, die einzuspritzende Kraftstofffmasse, der
Einspritzzeitpunkt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, u.s.w. eingestellt.
Neben den dargestellten Sollwertvorgabegrößen, zu denen auch eine Sollwertvorgabe durch
den Fahrer in Form eines Fahrerwunsches gehört, sind interne Sollwertvorgabegrößen zur
Steuerung der Antriebseinheit vorhanden, beispielsweise eine Drehmomentenänderung
einer Leerlaufregelung, eine Drehzahlbegrenzung, die eine entsprechende
Sollwertvorgabegröße ausgibt,
eine Geschwindigkeits- und/oder Drehmomentenänderungsbegrenzung, Begrenzungen
aus Bauteileschutz oder eine separate Sollwertvorgabegröße im Start.
Die internen und die externen Sollwertvorgabegrößen können dabei zum Teil entgegengesetzte
Auswirkungen zeigen, so dass diese Sollwertvorgabegrößen koordiniert
werden müssen.
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Die Koordination der Sollwertvorgabegrößen führt schließlich zur
Bildung eines Sollwertes, dessen Umsetzung durch Einstellung wenigstens
einer Ausgangsgröße der Antriebseinheit
realisiert wird. Eine solche Ausgangsgröße kann, wie beschrieben, beispielsweise
die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine, der Zündwinkel der einzelnen Zylinder,
die einzuspritzende Kraftstoffmasse, der Einspritzzeitpunkt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, oder
dergleichen sein. Im Folgenden soll beispielhaft davon ausgegangen
werden, dass es sich bei dem umzusetzenden Sollwert um ein Sollmoment
handelt, beispielsweise in Form eines Motorausgangsmomentes. Die
Sollwertvorgabegrößen sind
dann in diesem Beispiel Anforderungen an das Sollmoment, mit anderen
Worten Momentenanforderungen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
soll somit in diesem Beispiel die Koordination von Momentenanforderungen
in der Steuereinheit 10 unabhängig von der Anzahl, der Quelle
und der Art der Momentenanforderungen realisiert werden. Die Steuereinheit 10 kann
in diesem Ausführungsbeispiel als
Motorsteuerung ausgebildet sein. Quelle der Momentenanforderung
können
die oben beschriebenen externen Steuersysteme, wie beispielsweise
Antriebsschlupfregelung, Fahrdynamikregelung, Getriebesteuerung,
Motorschleppmomentenregelung, u.s.w. sein. Quelle der Momentenanforderungen kann
auch die Motorsteuerung 10 selbst sein, wobei die Anforderungen
dann wie beschrieben beispielsweise in Form einer Drehmomentenänderung
einer Leerlaufregelung, einer Drehzahlbegrenzung, die eine entsprechende
Sollwertvorgabegröße für das Sollmoment
ausgibt, eine Geschwindigkeits- und/oder Drehmomentenänderungsbegrenzung, Sollmomentenbegrenzungen
aus Bauteileschutz oder eine separate Sollmomentenvorgabegröße im Start
des Fahrzeugs vorliegen können.
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Bei der Art der Momentenanforderungen kann
es sich um die Begrenzung des Sollmoments in maximaler oder minimaler
Hinsicht oder um einen additiven Beitrag in positiver oder negativer
Richtung zum Sollmoment handeln.
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Jeder Momentenanforderung ist nun
erfindungsgemäß eine Priorität zugeordnet,
wobei die Momentenanforderungen bei der Bildung des Sollmomentes
in der Reihenfolge ihrer Priorität
berücksichtigt
werden. Auf diese Weise können
sämtliche Momentenanforderungen
bei der Bildung des Sollmomentes berücksichtigt werden. Dabei wird
jede Sollwertvorgabegröße, also
hier jede Momentenanforderung zur Bildung des Sollwertes, also hier
des Sollmomentes, umgesetzt. Das bedeutet, dass das Sollmoment mit
den begrenzenden Momentenanforderungen verglichen und gegebenenfalls
begrenzt wird. Weiterhin wird das Sollmoment durch additive Momentenanforderungen
um einen additiven Beitrag in positive oder negative Richtung verschoben. Sämtliche
Momentenanforderungen werden auf diese Weise bei der Bildung des
Sollmomentes umgesetzt.
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Dabei werden die Momentenanforderungen bei
der Bildung des Sollmomentes in vorteilhafter Weise ausgehend von
der Momentenanforderung mit der niedrigsten Priorität in aufsteigender
Prioritätsfolge
berücksichtigt.
Dadurch wird sichergestellt, dass die Momentenanforderung mit der
höchsten
Priorität auch
vollständig
umgesetzt wird.
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Um Konflikte bei der Umsetzung der
Momentenanforderung zur Bildung des Sollmomentes zu vermeiden, kann
es vorgesehen sein, dass die Momentenanforderungen mit jeweils einer
unterschiedlichen Priorität
verknüpft
sind, so dass identische Prioritäten
für zwei
oder mehr Momentenanforderungen ausgeschlossen sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise
modular aufgebaut werden, wobei verschiedene Arten von Momentenanforderungen
durch verschiedene Module und gleiche Arten von Momentenanforderungen
durch jeweils ein einziges Modul zur Bildung des Sollmomentes berücksichtigt
werden können.
So kann ein einziges Modul für
sämtliche Momentenanforderungen
vorgesehen sein, die das Sollmoment nach unten begrenzen. Ebenso
kann ein einziges Modul für
sämtliche
Momentenanforderungen vorgesehen sein, die das Sollmoment nach oben begrenzen.
Weiterhin kann ein einziges Modul für sämtliche Momentenanforderungen
vorgesehen sein, die das Sollmoment um einen additiven Beitrag in
positiver Richtung verschieben. Weiterhin kann ein einziges Modul
für sämtliche
Momentenanforderung vorgesehen sein, die das Sollmoment um einen
additiven Beitrag in negativer Richtung verschieben.
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Bei Empfang einer Momentenanforderung
in der Motorsteuerung 10, die eine untere Begrenzung des
Sollmomentes erfordert, wird das entsprechende Modul von der Motorsteuerung 10 aufgerufen
und die unteren Grenze von der Momentenanforderung als Parameter übergeben.
Das Modul veranlasst dann den Vergleich des Sollmoments mit der
der unteren Grenze und bei Unterschreiten der unteren Grenze durch
das Sollmoment eine Begrenzung des Sollmomentes auf die untere Grenze.
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Entsprechend wird bei Empfang einer
Momentenanforderung, die eine Begrenzung des Sollmomentes auf eine
obere Grenze fordert, von der Motorsteuerung 10 das zugehörige Modul
aufgerufen und die obere Grenze als Parameter übergeben. Das aufgerufene Modul
vergleicht dann das Sollmoment mit der oberen Grenze und begrenzt
das Sollmoment auf die obere Grenze, wenn es die obere Grenze überschreitet.
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Entsprechend wird bei Empfang einer
Momentenanforderung, die einen additiven Beitrag in positiver Richtung
zum Sollmoment fordert, von der Motorsteuerung das zugeordnete Modul
aufgerufen und der additive Beitrag als Parameter übergeben. Das
aufgerufene Modul wird dann das Sollmoment um den additiven Beitrag
in positiver Richtung verschieben.
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Das selbe Modul kann von der Motorsteuerung 10 auch
bei Empfang einer Momentenanforderung für einen additiven Beitrag in
negativer Richtung zum Sollmoment aufgerufen werden, wenn neben dem
additiven Beitrag auch das Vorzeichen als Parameter an dieses Modul übergeben
wird, so dass das aufgerufene Modul das Sollmoment um den additiven
Beitrag in negativer Richtung verschiebt. Die Module können in
Form einer Software- und/oder Hardware-Struktur realisiert sein.
Durch den beschriebenen modularen Aufbau des erfindungsgemäßen Verfahrens
lässt sich
in einfacher Weise eine Erweiterung um neue Momentenanforderungen
oder eine Veränderung
der Art bestehender Momentenanforderungen realisieren, ohne dass
aufwändige Änderungen
der Software oder der Hardware der Motorsteuerung 10 erforderlich
sind. Voraussetzung ist dabei, dass die neuen Momentenanforderungen
bzw. die veränderten
Arten der bestehenden Momentenanforderungen durch entsprechend vorhandene
Module realisierbar sind. Die genannten Erweiterungen und/oder Veränderungen
der Momentenanforderungen wirken sich somit nicht auf die Implementierung der
Module selbst aus, sondern allein in der Häufigkeit des Aufrufs der einzelnen
schon bestehenden Module und in dem jeweils übergebenen Parameter. Somit
ist das erfindungsgemäße Verfahren
gegenüber
Erweiterungen und Veränderungen
der Momentenanforderungen hinsichtlich deren Art und Anzahl robust
und flexibel. Dabei kann es vorgesehen sein, dass solche Erweiterungen
und/oder Veränderungen während der
Laufzeit des Verfahrens vorgenommen werden.
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Den einzelnen Momentenanforderungen
ist, wie beschrieben, in diesem Beispiel jeweils eine eindeutige
Priorität
zugeordnet. Die Zuordnung der Prioritäten zu den einzelnen Momentenanforderungen kann
dabei beispielsweise vom Fahrzeughersteller fest vorgegeben sein.
Somit liegt auch die Reihenfolge der Abarbeitung der einzelnen Momentenanforderungen
zur Bildung des Sollmomentes von vorne herein fest, und insbesondere
bei einer softwaretechnischen Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens
lässt sich
dadurch ein minimaler Rechenzeitbedarf realisieren. Die einzelnen
Module werden in entsprechend fest vorgegebener Reihenfolge nacheinander
aufgerufen und mit den entsprechenden Parameterwerten der einzelnen
Momentenanforderungen versorgt.
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Es ist jedoch auch möglich, den
einzelnen Momentenanforderungen die zugehörigen Prioritäten variabel
zuzuteilen, beispielsweise in Abhängigkeit des Betriebszustandes
des Fahrzeuges. Auf diese Weise muss zwar vor der Umsetzung der
Momentenanforderung bei der Bildung des Sollmomentes zunächst die
Reihenfolge für
den Aufruf der einzelnen Module festgelegt werden. Durch geeignete
Behandlung der zu verarbeitenden Daten, insbesondere der von den
Momentenanforderungen an die Module zu übergebenden Parameter und des
gerade aktuellen Sollmomentes mit Verweisen bzw. Zeigern auf Speicherplätze kann
der Zusatzaufwand an Laufzeit und Speicher für die in der Priorität variable
Abarbeitung der Momentenanforderungen jedoch gering gehalten werden.
Zusätzliche
Speichervorgänge
können
mit Hilfe einer solchen Verweistechnik weitgehend verhindert werden.
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Durch die Anpassung der Priorität der einzelnen
Momentenanforderungen an den Betriebszustand des Fahrzeugs lässt sich
die Fahrsicherheit erhöhen.
So kann beispielsweise im Falle eines Betriebszustandes mit einer
aktiven Antriebsschlupfregelung eine nach oben begrenzende Momentenanforderung
der Antriebsschlupfregelung mit höchster Priorität versehen
und ein Ausbrechen des Fahrzeugs dadurch verhindert werden. Ist
die Antriebsschlupfregelung hingegen nicht aktiv, so kann eine Momentenanforderung
der Antriebsschlupfregelung mit niedriger Priorität behandelt
werden. Dabei kann eine Zuteilung unterschiedlicher Prioritäten an die einzelnen
in der Motorsteuerung 10 empfangenen Momentenanforderungen
durch die Motorsteuerung 10 erfolgen. Dazu wertet die Motorsteuerung 10 den aktuellen
Betriebszustand des Fahrzeugs aus. Dabei kann beispielsweise für jeden
möglichen
Betriebszustand des Fahrzeugs in einem Speicher der Motorsteuerung 10 für die Momentenanforderungen
der verschiedenen Quellen jeweils eine unterschiedliche Priorität fest vorgegeben
sein. Wird dann im entsprechenden Betriebszustand von der entsprechenden Quelle
eine Momentenanforderung in der Motorsteuerung 10 empfangen,
so weist die Motorsteuerung 10 dieser Momentenanforderung
die für
diesen Betriebszustand vorgesehene Priorität zu. Im Falle des Betriebszustandes
mit aktivierter Antriebsschlupfregelung kann es dabei beispielhaft
vorgesehen sein, dass die Motorsteuerung 10 für die Momentenanforderung
der Antriebsschlupfregelung die höchste Prioritätsstufe
vorsieht. Wie bereits beschrieben wird zur Vermeidung von Konflikten
für die
in einem Betriebszustand des Fahrzeugs in der Motorsteuerung 10 empfangenen
Momentenanforderungen jeweils eine unterschiedliche und damit eindeutige
Priorität zugeordnet.
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In 2 wird
anhand eines Ablaufplans ein Beispiel für den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
beschrieben. Für
die Koordination der Momentenanforderungen wird das Sollmoment beim Start
des Programms mit einem unkoordinierten Wert, in der Regel einem
Fahrerwunschmoment, initialisiert. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 100 verzweigt.
Bei Programmpunkt 100 arbeitet die Motorsteuerung 10 die
Momentenanforderung mit der niedrigsten Priorität ab. Dabei handelt es sich um
eine nach unten begrenzende erste Momentenanforderung. Die Motorsteuerung 10 vergleicht
somit bei Programmpunkt 100 das unkoordinierte Sollmoment
mit der unteren Grenze der ersten Momentenanforderung. Dabei prüft die Motorsteuerung 10 bei Programmpunkt 100,
ob das unkoordinierte Sollmoment unterhalb der unteren Grenze der
ersten Momentenanforderung liegt. Ist dies der Fall, so wird zu einem
Programmpunkt 105 verzweigt, andernfalls wird zu einem
Programmpunkt 110 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 105 veranlasst
die Motorsteuerung 10 eine Anhebung des Sollmomentes auf
die untere Grenze gemäß der ersten
Momentenanforderung mit der niedrigsten Priorität. Anschließend wird zu Programmpunkt 110 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 110 arbeitet
die Motorsteuerung 10 die Momentenanforderung mit der nächst höheren Priorität ab. Dabei
handelt es sich in diesem Beispiel um eine nach oben begrenzende zweite
Momentenanforderung. Somit prüft
bei Programmpunkt 110 die Motorsteuerung 10, ob
das vorliegende Sollmoment die obere Grenze dieser zweiten Momentenanforderung überschreitet.
Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 115 verzweigt, andernfalls
wird zu einem Programmpunkt 120 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 115 senkt
die Motorsteuerung 10 das vorliegende Sollmoment auf die obere
Grenze der zweiten Momentenanforderung ab. Anschließend wird
zu Programmpunkt 120 verzweigt.
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Bei Programmpunkt 120 arbeitet
die Motorsteuerung 10 eine dritte Momentenanforderung mit einer
im Vergleich zur zweiten Momentenanforderung wiederum höherer Priorität ab. Dabei
handelt es sich um eine Momentenanforderung mit einem additiven
Beitrag in positiver Richtung. Die Motorsteuerung 10 verschiebt
somit das vorliegende Sollmoment bei Programmpunkt 120 um
den additiven Beitrag der dritten Momentenanforderung in positiver Richtung,
in dem sie zum vorliegenden Sollmoment den additiven Beitrag addiert.
Anschließend
wird zu einem Programmpunkt 130 verzweigt. Bei Programmpunkt 130 arbeitet
die Motorsteuerung 10 eine vierte Momentenanforderung mit
einer gegenüber der
dritten Momentenanforderung erhöhten
und in diesem Beispiel mit der höchsten
Priorität
ab. Dabei handelt es sich bei der vierten Momentenanforderung um
eine nach unten begrenzende Momentenanforderung. Somit prüft die Motorsteuerung 10 bei
Programmpunkt 130, ob das vorliegende Sollmoment unterhalb
der unteren Grenze der vierten Momentenanforderung liegt. Ist dies
der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 135 verzweigt,
andernfalls wird das Programm verlassen.
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Bei Programmpunkt 135 hebt
die Motorsteuerung 10 das vorliegende Sollmoment auf die
untere Grenze der vierten Momentenanforderung an. Anschließend wird
das Programm verlassen.
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In diesem Beispiel wurden vier Momentenanforderungen,
ausgehend von der Momentenanforderung mit der niedrigsten Priorität in aufsteigender Prioritätsreihenfolge
durchlaufen, weitere Momentenanforderungen liegen für dieses
Beispiel nicht vor. Dabei entspricht der Programmteil von Programmpunkt 100 bis
ausschließlich
Programmpunkt 110 einem ersten Modul A zur Umsetzung einer
nach unten begrenzenden Momentenanforderung. Entsprechend entspricht
der Programmteil von Programmpunkt 130 bis zum Programmende
ebenfalls dem Modul A. Der Programmteil von Programmpunkt 110 bis
ausschließlich
dem Programmpunkt 120 entspricht einem Modul B zur Realisierung
einer nach oben begrenzenden Momentenanforderung. Der Programmschritt 120 entspricht
einem Modul C zur Realisierung eines additiven Beitrags. Beim Ablaufplan
nach 2 wird das Modul
A zwei Mal durchlaufen, jedoch mit unterschiedlichem Parameter für die untere
Grenze der jeweiligen Momentenanforderung. Die Reihenfolge des Aufrufs
der einzelnen Module hängt
von der Priorität
der einzelnen Momentenanforderungen ab. Ändert sich die Reihenfolge
der Prioritäten
der einzelnen Momentenanforderungen, so ändert sich entsprechend die
Reihenfolge der im Ablaufplan nach 2 abzuarbeitenden
Module. Ferner können
auch weniger oder mehr Momentenanforderungen in der beschriebenen
Weise abgearbeitet werden. Der Ablaufplan nach 2 wird dann entsprechend um nicht abzuarbeitende
Module verkürzt oder
um zusätzlich
aufzunehmende abzuarbeitende Module ergänzt. Die Reihenfolge der Abarbeitung der
Module ist dabei immer an die Reihenfolge der Prioritäten der
einzelnen in der Motorsteuerung 10 empfangenen Momentenanforderungen
geknüpft,
in diesem Beispiel beginnend mit der niedrigsten Priorität in aufsteigender
Prioritätsreihenfolge. Ändert sich die
Art einer Momentenanforderung, so wird im Ablaufplan auch das entsprechend
abzuarbeitende Modul ausgetauscht, beispielsweise wenn sich eine nach
unten begrenzende Momentenanforderung in eine nach oben begrenzende
Momentenanforderung ändern
sollte. Ändert
sich hingegen das Vorzeichen bei einer Momentenanforderung mit additivem
Beitrag, so kann das gleiche Modul C verwendet werden unter der
Voraussetzung, dass auch das Vorzeichen als Parameter mit übergeben
wird. Auf diese Weise lässt
sich das erfindungsgemäße Verfahren
in einfachster Weise modular aufbauen, wobei darauf geachtet werden
muss, dass die einzelnen Momentenanforderungen in der Reihenfolge
ihrer Priorität
abgearbeitet werden, um das letztlich durch die wenigstens eine
Ausgangsgröße der Antriebseinheit
umzusetzende Sollmoment zu bilden.
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In 3 ist
anhand eines Zeitdiagramms über
der Zeitachse t dargestellt, wie das Sollmoment nacheinander durch
die einzelnen Momentenanforderungen gemäß dem Ablaufplan nach 2 angepasst wird. Dabei
soll angenommen werden, dass das beim Start des Programms vorliegende
unkoordinierte Sollmoment oberhalb der unteren Grenze der ersten
Momentenanforderung liegt, deren Priorität mit dem Wert 1 die niedrigste
Prioritätsstufe
darstellt. Da das unkoordinierte Sollmoment oberhalb der unteren
Grenze der ersten Momentenanforderung liegt, bleibt es nach Ablauf
des Moduls A unverändert.
Bei der zweiten Momentenanforderung, deren Prioritätsstufe
mit dem Wert 2 höher
liegt, als die Prioritätsstufe
der ersten Momentenanforderung, handelt es sich, wie beschrieben,
um eine nach oben begrenzende Momentenanforderung, wobei in diesem
Fall, gemäß 3, das vorliegende Sollmoment oberhalb
der oberen Grenze der zweiten Momentenanforderung liegt. Es wird
daher bei Abarbeitung des Moduls B gemäß dem Ablaufplan nach 2 auf die obere Grenze der
zweiten Momentenanforderung begrenzt. Anschließend wird die dritte Momentenanforderung
abgearbeitet, deren Prioritätsstufe
mit dem Wert 3 höher
liegt, als die Prioritätsstufe
der zweiten Momentenanforderung. Bei der dritten Momentenanforderung
wird dabei gemäß dem Programmpunkt 120 das
vorliegende, also das gemäß der zweiten Momentenanforderung
begrenzte Sollmoment um einen additiven Beitrag erhöht. Anschließend wird
die vierte Momentenanforderung mit einer Prioritätsstufe mit dem Wert 4 abgearbeitet,
die höher
als die Prioritätsstufe
der dritten Momentenanforderung ist. Die vierte Momentenanforderung
wird dabei wiederum mit dem Modul A abgearbeitet, da es sich wiederum um
eine nach unten Begrenzende Momentenanforderung handelt, jedoch
mit einer höheren
unteren Grenze, als bei der ersten Momentenanforderung. Da gemäß 3 das nach Abarbeitung des
Programmpunkt 120 vorliegende Sollmoment unterhalb der
unteren Grenze der vierten Momentenanforderung liegt, wird es bei
Programmpunkt 135 auf die untere Grenze der vierten Momentenanforderung
angehoben und als resultierendes Sollmoment zur Einstellung durch
die wenigstens eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit
vorgegeben.
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Bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren
wird die gerade zu realisierende Momentenanforderung immer auf das
aus der unmittelbar vorausgehenden Momentenanforderung mit der nächst niedrigeren
Priorität
gebildete Sollmoment angewendet, wobei die Momentenanforderung mit
der niedrigsten Priorität
auf das unkoordinierte Sollmoment, das wie in diesem Beispiel beschrieben,
durch das Fahrerwunschmoment initialisiert sein kann, angewendet
wird.
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In 3 ist
das jeweils resultierende Sollmoment durch einen waagrechten Pfeil
dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist nicht nur für
Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung einsetzbar, sondern
generell für
Otto-Motoren, für
Diesel-Motoren,
für Personenkraftwagen
und für
Nutzkraftwagen. Je nach verwendeter Brennkraftmaschine können sich
dabei die zur Umsetzung des Sollmomentes erforderlichen Ausgangsgrößen der
Antriebseinheit in dem Fachmann bekannter Weise ändern. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist darüber hinaus
für beliebige
Antriebskonzepte verwendbar, bei denen ein Sollwert aus Sollwertvorgabegrößen gebildet
und mit Hilfe von wenigstens einer Ausgangsgröße der Antriebseinheit umgesetzt
werden soll. Dabei kann es sich beispielsweise auch um Elektroantriebe
und beliebige alternative Antriebskonzepte handeln.