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Die
Erfindung geht entsprechend der Ansprüche 1 und 11 von einem Verfahren
beziehungsweise von einer Schaltungsanordnung zur automatischen
Anpassung eines Drehmomentenmodells einer Brennkraftmaschine aus,
wobei das Drehmomentenmodell benutzt wird, um in einem konstanten Betriebspunkt
des Kraftfahrzeugs mit Hilfe von Messdaten entsprechender Sensoren
und/oder Einheiten ein von der Brennkraftmaschine abgegebenes Ist-Drehmoment
zu bestimmen.
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Des
weitern ist bekannt, dass in ähnlicher Weise
ein Soll-Drehmoment bestimmt werden kann, das durch einen Fahrerwunsch,
einen Drehmomenteneingriff einer Traktionskontrolle oder auch durch betriebspunktbedingte
Momentenbeschränkungen der
Brennkraftmaschine indirekt vorgegeben wird. Das Drehmomentenmodell
berechnet aus der Differenz der beiden Drehmomente, dem Soll-Drehmoment
und dem Ist-Drehmoment, gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines Gütekriteriums
für den Betrieb
der Brennkraftmaschine in einem Optimalpunkt einen Regelwert für die Drehmomentenregelung
der Brennkraftmaschine. Das Drehmomentenmodell ist sehr komplex
aufgebaut und kann wegen der Vielzahl von Eingangsparametern nahezu
beliebig verändert
werden. Auch zusätzliche
Stellglieder im Antriebsstrang und in dessen Peripherie machen eine
Applikation des Drehmomentenmodells immer schwieriger.
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Als
erschwerend kommt hinzu, dass bei dem Drehmomentenmodell immer schärfere Verbrauchs- und
Abgasforderungen sowie Kundenwünsche
zu berücksichtigen
sind. Bisherige Lösungen,
insbesondere auch mit neuen Aufladungstechniken oder alternativen
Brennverfahren wie Turbo-, Kompressionsaufladung, Schichtladungsbetrieb
reichen ebenso wenig aus, wie den Ventilhub, die -phase oder das Saugrohr
zu verstellen, um die gewünschten
Forderungen zu erfüllen.
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Ein
weiteres Problem besteht auch darin, dass das Drehmomentenmodell
sehr komplex aufgebaut ist und wegen der Vielzahl von Eingangsparametern
nahezu beliebig verändert
werden kann. Auch zusätzliche
Stellglieder im Antriebsstrang und in dessen Peripherie machen eine
Applikation des Drehmomentenmodells immer schwieriger.
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Als
besonders nachteilig wird angesehen, dass sich das Verhalten des
Drehmomentenmodells innerhalb der Lebensdauer des Fahrzeugs durch
Ablagerungen, Verschleiß, Ölalterung
oder durch die Verwendung unterschiedlicher Ölsorten ändern kann. Aber auch Fertigungstoleranzen,
Wartungseinflüsse
oder Veränderungen
bei der Brennkraftmaschine können
dazu führen,
dass das vom Drehmomentenmodell berechnete Ist-Drehmoment nicht
mit dem von der Brennkraftmaschine tatsächlich abgegebenen Drehmoment übereinstimmt.
Damit verschieben sich auch die Optimalwerte für die Gütekriterien der Parameter und
führen
beim Betrieb der Brennkraftmaschine zu einer ungenauen Einstellung für die gewünschten
Parameter beziehungsweise das Soll-Drehmoment. Insbesondere externe
Einrichtungen wie ESP oder die Getriebesteuerung können dann
nicht mehr genau arbeiten. In besonders ungünstigen Fällen kann dies während der
Fahrt zu unerwünschten
Drehmomentenänderungen
führen, die
sich beispielsweise als Ruckeln des Fahrzeugs auswirken können.
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Aus
der
DE 196 12 455
A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln eines Soll-Drehmomentes
an einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Hier wird bereits
ein Drehmomentenmodell vorgeschlagen, das in Abhängigkeit vom Pedalwert, der
Drehzahl der Brennkraftmaschine und einem Stellwert des Fahrgeschwindigkeitsreglers
das abgegebene Drehmoment der Brennkraftmaschine berechnet. Zur
Berechnung des Soll-Drehmomentes werden Kennfelder verwendet, die
das Soll-Drehmoment in Abhängigkeit
der oben genannten Parameter bestimmen.
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Aus
der
DE 42 32 974 C2 sind
ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei dem mit Hilfe eines Drehmomentenmodells
ein Drehmoment eines Ottomotors einstellbar ist. Hier wird für ein vorgegebenes Soll-Drehmoment
zunächst
ein für
die aktuellen Motorbetriebsbedingungen geltender Soll-Zündwinkel ermittelt.
Anschließend
wird ein auf den Soll-Zündwinkel
normiertes Ist-Drehmoment ermittelt. Danach wird eine Abweichung zwischen
dem Soll-Drehmoment und dem normierten Ist-Drehmoment ermittelt, integriert und
das Soll-Drehmoment zu einem Effektiv-Drehmoment korrigiert. Zu
diesem Effektiv-Drehmoment
wird ein Einstellwert für
eine Luftzumesseinrichtung ermittelt. Des weiteren wird aus der
Drehmomentenabweichung eine Zündwinkelabweichung
ermittelt und der Soll-Zündwinkel
derart verstellt, dass das Ist-Drehmoment mit dem Soll-Drehmoment übereinstimmt.
Das Drehmomentenmodell wird somit lediglich zur Anpassung des Ist-Drehmomentes
an das vorgegebene Soll-Drehmoment verwendet. Eine automatische
Korrektur des Drehmomentenmodells selbst ist nicht vorgesehen.
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In
der
DE 195 23 898
A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
der Antriebseinheit vorgeschlagen, um Schwingungen im Antriebsstrang
zu reduzieren, die ähnlich
wie bei einem Feder-Masse-System durch die Elastizität der Antriebswelle
und beim Übergang
vom Schiebebetrieb in den Beschleunigungsbetrieb entstehen und als störend empfunden
werden. Bei diesem Verfahren wird ebenfalls zur Ermittlung des Ist-Drehmomentes ein
Drehmomentenmodell verwendet. Dabei wird ein Beschleunigungsmoment
bestimmt, das von der Differenz zwischen einem indizierten Drehmoment
und einer nachgebildeten Last abhängig ist. Um Schwingungen im
Antriebsstrang zu reduzieren, wird ein Regler verwendet, der eine
Momentenkorrektur derart durchführt,
dass die Schwingungen verringert werden. Der Druckschrift ist nicht
entnehmbar, dass das Drehmomentenmodell selbst in irgendeiner Form verändert wird.
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Aus
der Veröffentlichung,
Bestimmung des Motordrehmoments aus dem Drehzahlsignal, Fehrenbach
H. et al., MTZ 12/2002, 63, S.1020–1027, ist ein Verfahren bekannt,
bei dem aus der Motordrehzahl und Ladedruckinformationen ein indiziertes
Motormoment bestimmbar ist. Bei dem Verfahren werden hochgenaue
Geberräder
verwendet, aus deren Signalen die Kurbelwellengeschwindigkeit abgeleitet wird.
Für aufgeladene
Motoren werden des weiteren Ladedruckinformationen verarbeitet.
Gefilterte und korrigierte Werte werden für jeden Motor nur ein Mal er mittelt
und für
die weitere Nutzung eingespeichert. Auf diese Werte kann dann später während des
regulären
Betriebs des Motors auf die gespeicherten Werte zurückgegriffen
werden. Eine beispielsweise von Alterungseinflüssen abhängige Korrektur des Drehmomentenmodells
ist nicht vorgesehen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Drehmomentenmodell für die Motorsteuerung durch
eine automatische Anpassung zu verbessern. Diese Aufgabe wird mit
den Merkmalen der Ansprüche
1 oder 11 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
beziehungsweise die Schaltungsanordnung zur Anpassung eines Drehmomentenmodells
für die
Steuerung einer Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen
der Ansprüche
1 und 11 hat demgegenüber
den Vorteil, dass das Drehmomentenmodell selbst während der
Fahrt des Fahrzeugs regelmäßig überprüft werden
kann. Das erfolgt in vorteilhafter Weise während einer Konstantfahrt dadurch,
dass das Drehmomentenmodell mit dem vom Fahrzeug aufgenommenen und
aus Eingangsparametern berechneten Fahrzeug-Drehmoment und dem von
der Brennkraftmaschine abgegebenen Ist-Drehmoment, das mit Hilfe
des Drehmomentenmodells ermittelt wird, verglichen wird. Treten
während
der Fahrt Verschiebungen zwischen dem berechneten Fahrzeug-Drehmoment
und dem ermittelten Ist-Drehmoment auf, dann werden ein oder mehrere
das Drehmoment beeinflussende Parameter im Drehmomentenmodell angepasst.
Dadurch wird das Drehmomentenmodell in vorteilhafter Weise unabhängig von Alterungseinflüssen, Fertigungstoleranzen
oder Wartungsarbeiten. Die vom Drehmomentenmodell abhängigen Regelungen
der Brennkraftmaschine und auch externer Steuerkreise können daher über die Lebensdauer
des Fahrzeugs zuverlässig
aufrecht erhalten werden.
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Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den
Ansprüchen 1
und 11 angegebenen Verfahrens beziehungsweise der Schaltungsanordnung
gegeben. Als beson ders vorteilhaft wird angesehen, dass der Parameter
nur so weit verstellt wird, dass bei der Überprüfung des Drehmomentenmodells
keine für
den Fahrer spürbaren
Einflüsse
auftreten können.
Dadurch bleibt das Fahrverhalten des Fahrzeug in vorteilhafter Weise unverändert.
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Zur Überprüfung des
Drehmomentenmodells kann als Verstellparameter der Zündwinkel
verwendet werden. Da üblicherweise
bei heutigen Brennkraftmaschinen rechnergesteuerte Steuergeräte für die Motorsteuerung
verwendet werden, lässt
sich durch Verstellung des Zündwinkels
beispielsweise in Richtung Frühzündung oder
Spätzündung leicht
der Einfluss der Verstellung auf das Drehmoment überprüfen, da der Zündwinkel
auf elektronischem Wege verstellbar ist. Andererseits sind leichte
Verstellungen des Zündwinkels
vom Fahrer praktisch nicht wahrnehmbar, da sich die Verstellung
nicht auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs auswirkt.
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Alternativ
lässt sich
als Verstellparameter auch die Zylinderfüllung der Brennkraftmaschine
heranziehen. Die Zylinderfüllung
ist abhängig
beispielsweise von Fahrbedingungen und dem verwendeten Brennverfahren.
Auch hier wirken sich geringfügige Verstellungen
nicht auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs aus.
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Als
vorteilhafte Lösung
wird auch angesehen, wenigstens zwei Parameter gegeneinander zu verstellen,
so dass deren Wirkung kompensiert werden kann. Auf diese Weise kann
leicht analysiert werden, ob das Verhalten der Brennkraftmaschine
noch dem des Drehmomentenmodells entspricht.
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Am
einfachsten lässt
sich das Drehmomentenmodell während
einer Konstantfahrt des Fahrzeugs überprüfen, da dann die zu messenden
Parameter eingeschwungen sind und stabile Messwerte liefern.
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Als
besonders vorteilhaft wird angesehen, das Drehmomentenmodell mit
Hilfe einer Anpassungseinheit zu realisieren. Dabei wird eine mögliche Drehmomentendifferenz
zwischen dem aktuell wirkenden, aus den Fahrzeugdaten berechneten
Drehmoment und dem Ist-Drehmoment des Drehmomentenmodells bestimmt
und die Auswirkung analysiert. Dieser Vorgang läuft automatisch ab, wenn der
Stationärbetrieb
festgestellt wurde. Besonders günstig
ist dabei, dass dieser Vorgang als Softwareroutine ausgeführt werden
kann, die in ein vorhandenes System mit einer Rechnereinheit eingebunden
ist.
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Eine
Anpassungsroutine kann vorteilhaft dadurch durchgeführt werden,
dass bei konstanter Belastung der Nebenaggregate das Drehmoment
des Fahrzeugs ermittelt und das Motor-Drehmoment des Drehmomentenmodells
eingelesen wird. Danach werden der Zündwinkel und die Zylinderfüllung mit gegenläufiger Wirkung
soweit verstellt, dass bei fehlerfreier Drehmomentenmodellierung
keine Änderung
des Fahrzeug-Drehmomentes auftritt. Tritt dennoch eine Änderung
des Fahrzeug-Drehmomentes auf, ist dies ein deutliches Anzeichen
für ein
fehlerhaftes Drehmomentenmodell.
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Als
günstige
Lösung
erscheint weiterhin, bei einer festgestellten Differenz der beiden
Drehmomente wenigstens einen Stellparameter zu ermitteln, mit dem
die Abweichung kompensiert werden kann. Auf diese Weise kann das
Drehmomentenmodell leicht angepasst werden.
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Sollte
der Anpassungsvorgang einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten,
dann erscheint es vorteilhaft, den Anpassungsvorgang abzubrechen.
In diesem Fall kann davon ausgegangen werden, dass entweder ein
unzulässiger
Mess- oder Rechenfehler vorliegt, der zu ignorieren ist. Dadurch
wird wirkungsvoll beispielsweise eine Fehlsteuerung der Brennkraftmaschine
verhindert und das Fahrverhalten des Fahrzeugs nicht in unerwünschter
Weise beeinträchtigt.
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Bei
der Schaltungsanordnung erscheint von Vorteil, dass eine Rechnereinheit
mit einem Softwareprogramm vorgesehen ist, so dass die Anpassungsroutine
leicht integrierbar ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
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1 zeigt
eine Schaltungsanordnung mit einem Funktionsablauf und
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2 zeigt
ein Flussdiagramm.
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Zum
besseren Verständnis
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Anpassung eines Drehmomentenmodells werden zunächst in 1 an
Hand einer Schaltungsanordnung die Funktionen und die Wirkungsweise
eines bekannten Drehmomentenmodells beschrieben und danach aufgezeigt,
wie das erfindungsgemäße Verfahren
der automatischen Anpassung des Drehmomentenmodells in diese Schaltungsanordnung
eingebunden ist.
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Da
das von der Brennkraftmaschine aufgebrachte Ist-Drehmoment oder
das vom Fahrzeug aufgenommene Fahrzeug-Drehmoment nicht direkt gemessen
werden kann, werden die Drehmomente aus Größen beziehungsweise Parametern
bestimmt, die entweder von Sensoren an der Brennkraftmaschine, am
Fahrzeug und seine Aggregate gemessen oder aus Werten von Steuergeräten wie
einer ESP-, ASR-Regelung, Getrieberegelung usw. berechnet werden.
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Im
linken oberen Teil von 1 ist zunächst eine Einheit A erkennbar,
die per se bekannt ist und aus vorgegebenen Eingangsparametern ein
gewünschtes
Soll-Drehmoment TQI_SP berechnet. Zur Berechnung des Soll-Drehmoments
TQI_SP können eine
Reihe von unterschiedlichen Eingangsparametern berücksichtigt
werden. In der Schaltungsanordnung von 1 sind folgende
Eingangsparameter beispielhaft aufgeführt: ein Fahrerwunsch TQ_REQ, d.h.
der Fahrer des Fahrzeugs betätigt
beispielsweise das Gaspedal, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Eine
Traktionskontrolle TCS gibt einen Wert vor, damit das von der Brennkraftmaschine
aufgebrachte Ist-Drehmoment TQI_AV möglichst verlustfrei auf die Fahrbahn übertragen
werden kann. Eine Getriebesteuerung AMT gibt ein gewünschtes
Drehmoment vor. Beispielsweise kann bei einem Automatikgetriebe
während
des Umschaltens in einen anderen Gang das Drehmoment kurzzeitig
zurückgenommen
werden, um ein weiches und ruckfreies Fahrverhalten des Fahrzeugs
zu erhalten. Eine Drehzahlbegrenzung ENSL überwacht die Drehzahl der Brennkraftmaschine.
Eine Geschwindigkeitsbegrenzung VHSL überwacht die Grenzgeschwindigkeit
für das
Fahrzeug. Ein Tempomat CRU gibt ein Regeldrehmoment vor. Eine Leistungsbegrenzung
ENG_POW_LIM überwacht
die Motorleistung. Eine Katalysator-Schutzschaltung CRT_PROT überwacht
die Katalysatorfunktion und reduziert gegebenenfalls den Drehmoment-Sollwert.
Eine Notlaufregelung LIM überwacht
Notlauffunktionen im Störungsfall.
Als weitere Größe kann
eine Drehmomentverlust-Kontrolle TQLO vorgesehen sein, um beispielsweise
Belastungen durch eine Klimaanlage, elektrische Fensterheizung oder
Scheinwerfer zu berücksichtigen
beziehungsweise nachzuregeln, ohne dass der Fahrer von diesen Einflüssen etwas
merkt. Aus den genannten oder ähnlichen
Eingangsparametern wird mit Hilfe einer Rechnereinheit und eines
entsprechenden Steuerprogramms (Software-Programm) ein Soll-Drehmoment
TQI_SP berechnet, das am Ausgang der Einheit A zur Verfügung steht.
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In
einer Einheit B wird mit Ist-Werten gearbeitet. Es wird ein Ist-Drehmoment
TQI_AV bestimmt, das von der Brennkraftmaschine abgegeben wird,
wobei hier ebenfalls eine Reihe von Eingangsparametern verwendet
werden. Ein wesentlicher Eingangsparameter ist beispielsweise ein
Drosselklappen-Istwert TPS_AV, weil mit ihm der Luftstrom für die Zylinderfüllung gesteuert
wird. Des weiteren werden Istwerte für einen Lambdaregler LAMB,
für einen Zündwinkel
IGA_AV, für
eine einzuspritzende Kraftstoffmasse MFF_AV, für einen aktuellen Verbrennungsmodus
STATE_CMB (beispielsweise Schichtladung, homogen stöchiometrisch
oder homogen mager), eine Einspritzphase IP_AV und/oder eine Luftmasse
MAF_AV eingegeben. Die Berechnung des Ist-Drehmomentes TQI_AV erfolgt
mit Hilfe von Tabellen oder Kurven, die in der Einheit B für die einzelnen Eingangsparameter
gespeichert sind. Wie später
noch ausgeführt
wird, können
diese Eingangsparameter von einer erfindungsgemäßen Anpassungseinheit G korrigiert
werden. Nach Abschluss eines Anpassungsvorganges übergibt
die Einheit G den Einheiten B und C korrigierte Daten, mit denen dann
exaktere Berechnungen von TQI_AV sowie der drehmomentrelevanten
Vorgabewerte (Setpoints) möglich
ist.
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Eine
Einheit C ist als Drehmomenten-Koordinator ausgebildet und gibt
Sollwerte vor. Der Drehmomenten-Koordinator C bestimmt aus dem ermittelten
Soll-Drehmoment TQI_SP der Einheit A und dem Ist-Drehmomentes TQI_AV
der Einheit B einzustellende Steuergrößen für die angeschlossenen Stellglieder
und Regler, um das gewünschte
Drehmoment zu erreichen. Weitere Eingangsparameter des Drehmomenten-Koordinators
C können
Werte von einem Brennverfahrensmanager 10 und/oder einem
Abgasmanager 11 sein. Der Brennverfahrensmanager 10 muss
dabei je nach dem vorliegenden Brennmodus die entsprechenden Parameter
steuern. Zum Beispiel müssen
bei Schichtladung die einzelnen Parameter anders stehen als bei
einer homogenen Ladung: höhere
Füllung,
weniger Kraftstoff, anderer Zündwinkel
bei gleichem Drehmoment.
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Auf
der Basis der eingegebenen Eingangsparameter berechnet der Drehmomenten-Koordinator
C die aktuellen Steuergrößen, die
an seinen Ausgängen
zur Verfügung
stehen. In 1 sind folgende Sollwerte für die Steuergrößen aufgeführt: 21 für einen
Drosselklappen-Sollwert TPS_SP, 22 für eine Lambda-Sollwert LAMB_SP, 23 für einen
Zündwinkel-Sollwert
IGA_SP, 24 für
einen Kraftstoffmassen-Sollwert MFF_SP, 25 für einen
Verbrennungsmodus-Sollwert STATE_CMB, 26 für einen
Abgasrückführraten-Sollwert
EGR_SP, 27 für
einen Einspritzphasen-Sollwert
EOI_SP und 28 für
einen Luftmassen-Sollwert MAF_SP.
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Für die Berechnung
der Drehmomente ist wesentlich, dass sich die Brennkraftmaschine
in einem stationären
Betriebszustand befindet. Die Erkennung des Stationärbetriebes
erfolgt wäh rend
einer Konstantfahrt des Fahrzeugs, wenn sich die wesentlichen, einflussnehmenden
Parameter nicht ändern.
Die Konstantfahrt des Fahrzeugs beziehungsweise der Stationärbetrieb
wird in einer Stationärbetrieb-Erkennung
D festgestellt. Eingangsseitig wird der Stationärbetrieb der Brennkraftmaschine
mit Hilfe des Soll-Drehmomentes TQI_SP, der Fahrzeuggeschwindigkeit
VS und/oder der Motordrehzahl N ermittelt. Ist eine Konstantfahrt
des Fahrzeugs beziehungsweise ein Stationärbetrieb des Brennkraftmaschine
festgestellt, dann wird ein Signal LV_STAT erzeugt, das der Anpassungseinheit
G als Start für
eine Anpassungsroutine zugeführt
wird.
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Mit
einer Einheit E wird die Fahrzeugmasse VEH_MASS inklusive der Fahrzeugladung
bestimmt. Werte liefert ein externer Sensor 31, beispielsweise ein
Beschleunigungssensor, eine geographische Positionserkennung, eine
Wetterinformation, ein Straßenzustandsdetektor,
eine Steigungserkennung, ein Fahrzeugneigungssensor und/oder ähnliche
Parameter und ein interner Sensor 32, beispielsweise ein Beschleunigungssensor.
Die Fahrzeugmasse VEH-MASS wird in eine Rechnereinheit F eingegeben.
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Die
Rechnereinheit F bestimmt mit Hilfe weiterer Parameter wie der Fahrzeuggeschwindigkeit VS
und der Motordrehzahl N das vom Fahrzeug aufgenommene, aktuelle
Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH. Der Wert für das ermittelte aktuelle Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH
wird ebenfalls auf die Anpassungseinheit G übertragen.
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Als
Eingangsparameter für
die Anpassungseinheit G dient das aktuelle Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH,
das aus der Einheit B berechnete Ist-Drehmomentes TQI_AV, der Verbrennungsmodus 29 (STATE_CMB)
der Brennkraftmaschine, das Signal Stationärpunkt-Erkennung LV_STAT der
Einheit D sowie die Drehmomentverluste TQLO, die beispielsweise
durch die Drehmomentaufnahme einer Klimaanlage, eines Generators,
einer Hydraulikpumpe usw. entstehen. Bei der Drehmomentberechnung TQ_VEH
und TQI_AV müssen
auch diese Drehmomentverluste TQLO berücksichtigt werden.
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Wird
im Stationärbetriebsfall
ein Vergleich des Fahrzeug-Drehmomentes
TQ_VEH mit dem indizierten Motor-Drehmoment TQI_AV durchgeführt, dann
wird das indizierte Motor-Drehmoment
TQI_AV immer größer sein
als das aktuelle Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH, da das Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH
nicht die Drehmomentverluste TQLO berücksichtigt. Das heißt, dass
für einen
gültigen
Vergleich der beiden Drehmomente TQI_AV mit TQ_VEH, die Drehmomentverluste
TQLO wieder von dem Motor-Drehmoment TQI_AV abgezogen werden müssen, da
im Idealfall bei zwei gegensinnig verstellten Parametern keine Differenz
auftreten soll. Die Schnittstelle, an der die Drehmomente und auch
die Gesamt-Drehmomente verglichen werden, ist im Drehmomentensystem
frei wählbar.
Beispielsweise kann ein berechnetes Motor-Drehmoment TQI_AV, das
vom Motor zur Kupplung übertragen
wird, mit einem an der Kupplung aufgenommenen Drehmoment verglichen
werden, wobei das aufgenommene Drehmoment (berechnet aus anderen
Größen) vom
Reifen zur Kupplung bestimmt wird. In diesem Fall wird das wirklich
für die
Fahrdynamik benutzte Drehmoment betrachtet.
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Alternativ
kann auch festgelegt werden, dass das Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH das komplette vom
Fahrzeug aufgenommene Drehmoment inklusive der Drehmomentverluste
aus Reibung und den Nebenaggregaten beinhaltet. Dieses Drehmoment muss
dann mit dem vom Motor tatsächlich
abgegebenen Motor-Drehmoment TQI_AV (,Verbrennungs-Moment') verglichen werden.
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Die
Anpassungseinheit G ist – ebenso
wie die zuvor genannten Einheiten – im wesentlichen durch ein
Softwareprogramm realisiert, das das Drehmomentenmodell ergänzt. Eine
zusätzliche Rechnereinheit
ist daher nicht notwendig. Zur Anpassung des Drehmomentenmodells überprüft die Anpassungseinheit
G zunächst,
ob eine Anpassung des Drehmomentenmodells erforderlich ist. Diese
Prüfung
kann nur erfolgen, wenn zuvor von der Einheit D der Stationärbetrieb
festgestellt wurde und das Signal LV_STAT übermittelt wurde. Wenn dieses
der Fall ist, bildet die Anpassungseinheit G nun aus dem Ist-Drehmoment
(TQI_AV-TQLO) und dem Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH die Differenz und
prüft, ob
diese Differenz von Null verschieden ist, so dass in diesem Fall
eine Anpassung erforderlich wird. Des gleichen prüft sie,
ob die Differenz nicht größer als
ein vorgegebener Grenzwert ist. In diesem Fall würde die Anpassungsroutine abgebrochen
werden, wie später noch
erläutert
wird.
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Wenn
nun eine zu korrigierende Differenz der beiden Drehmomente (TQI_AV-TQLO),
TQ_VEH festgestellt wurde, dann werden zunächst ein, vorzugsweise zwei
gegenläufige
Verstellparameter, beispielsweise der Zündwinkel-Sollwert IGA_SP um
einen Delta-Wert DELTA IGA_SP und der Drosselklappen-Sollwert TPS_SP
um einen Delta-Wert DELTA TPS_SP verstellt. Die Korrekturwerte werden
als Delta-Werte nach Bedarf mit einem entsprechenden Algorithmus
für die
Ausgangsparameter des Drehmomenten-Koordinators C bestimmt und mit
den entsprechenden Parameterwerten nur kurzfristig verknüpft, um
die Auswirkung auf die beiden oben genannten Drehmomente (TQI_AV-TQLO),
TQ_VEH zu überprüfen. Dieser
Vorgang ist mit den horizontalen und senkrechten Pfeilen gekennzeichnet,
die auf die kleinen Kreise im oberen rechten Teil von 1 weisen.
Die genannten Parameter sind nur beispielhaft ausgewählt und
können
nach Bedarf ausgetauscht werden. Dieser Vorgang ist in 1 durch die übrigen DELTA-Werte
DELTA_LAMB_SP, DELTA_MFF_SP, DELTA_EGR_SP, DELTA_EOI_SP und DELTA_MAF_SP
angedeutet.
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Diese
geänderten
Datenwerte werden über eine
Verbindung TQAUTOCALIB von der Anpassungseinheit G zum Drehmomentenmodell
der Einheit B übertragen
und dort als künftige
Werte für
die Bestimmung des Ist-Drehmomentes TQI_AV in Form von Tabellen
oder Kurven gespeichert. Die Anpassungseinheit G berechnet aus den
verstellten Istwerten (zum Beispiel TPS_SP, IGA_SP) neue Parameter und
korrigiert daraufhin die Datenwer te der beiden Einheiten B und C.
Ein Ausgang TQINVAUTOCALIB der Anpassungseinheit G ist daher mit
einem Eingang des Drehmomenten-Koordinators C verbunden.
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Die
korrigierten Parameterwerte stehen dann bei der nächsten Drehmomentenberechnung zur
Verfügung.
Die DELTA-Werte haben dann den Wert null. Auf diese Weise kann das
Drehmomentenmodell automatisch an die festgestellten Veränderungen
in der Fahrzeugumgebung angepasst werden, ohne dass der Fahrer des
Fahrzeugs davon etwas merkt.
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Die
genaue Funktion der Anpassungseinheit G wird nun an Hand des Flussdiagramms
der 2 näher
erläutert.
Die Anpassungseinheit G beginnt erst zu arbeiten, wenn Stationärbetrieb
festgestellt wurde. Um eine möglichst
breite Anwendung bei allen Antriebsverfahren zu erreichen, bietet
es sich an, ein Fahrzeug-Drehmoment zu bestimmen, das das vom Fahrzeug
aufgenommene Drehmoment beschreibt.
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Wie
schon in 1 hingewiesen wurde, wird nach
Erkennung des Stationärbetriebes
eine mögliche
Drehmomentdifferenz zwischen dem aktuell auf das Fahrzeug wirkenden,
berechneten Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH und dem Ist-Drehmomentes
TQI_AV des Drehmomentenmodells durchgeführt.
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Gemäß 2 erfolgt
die automatische Anpassung des Drehmomentenmodells in folgenden Schritten.
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In
Position 41 gibt zunächst
die Stationärpunkt-Erkennung
D die Anpassungsroutine der Anpassungseinheit G frei. So lange kein
Stationärzustand
erkannt wird, bleibt die Anpassungseinheit G gesperrt.
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Anschließend wird
in Position 42 ein erstes Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH1 ermittelt und ein erstes
Ist-Drehmoment TQI_AV1-TQLO1 der Brennkraftmaschine aus dem Drehmomentenmodell
der Einheit B ausgelesen. Diese Werte werden zwischenge speichert.
Bei der Drehmomentenermittlung wird darauf geachtet, dass während des
Stationärbetriebes
keine Nebenaggregate wie Stromverbraucher oder Klimaanlage geschaltet
werden oder ein störendes
Bremsmoment auftritt.
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In
Position 43 werden beispielsweise die Werte der beiden
Parameter Zündwinkel-Istwert IGA_AV
und Drosselklappen-Istwert TPS_AV um einen kleinen Betrag vorzugsweise
gegeneinander so verstellt, dass bei einer fehlerfreien Modellierung
des Drehmomentenmodells keine nachweisbare Momentenänderung
am Fahrzeug auftritt. Die Eingriffe der Steller sind somit momentenneutral
und bleiben ohne Auswirkungen. Der Eingriff wird vom Fahrer daher nicht
wahrgenommen. Die verstellten Parameter werden in Position 44 den
Stellern der Brennkraftmaschine zugeführt.
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In
Position 45 wird nach der Verstellung ein zweites Ist-Drehmoment (TQI_AV2-TQLO2)
und ein zweites Fahrzeug-Drehmoment
TQ_VEH2 ermittelt und ähnlich
wie in Position 42 zwischengespeichert. In Position 46 wird
die Differenz der beiden Drehmomentenpaare berechnet. Durch die
Verstellung der beiden Parameter IGA_AV, TPS_AV ergibt sich für das Ist-Drehmoment TQI_AV
(indiziertes Motor-Drehmoment)_somit die Differenz
DELTA TQI_AV
= (TQI_AV1-TQLO1) – (TQI_AV2-TQLO2)
und
für das
Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH die Differenz
DELTA TQ_VEH = TQ_VEH1 – TQ_VEH2
gemäß den Positionen 42 und 44.
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Als
Nachweis für
eine fehlerfreie Funktion des Drehmomentenmodells sollten zwischen
der Differenz DELTA TQI_AV und der Differenz DELTA TQ_VEH kein Unterschied
sein. Wenn dies nicht der Fall sein sollte, dann werden mit einem
vorgegebenen Al gorithmus korrigierte Parameter berechnet und im
Drehmomentenmodell gespeichert.
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In
Position 47 wird geprüft,
ob die Differenz aus den beiden Fahrzeug-Drehmomenten DELTA TQ_VEH
einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Denn eine Änderung
des Fahrzeug-Drehmomentes
TQ_VEH würde
zu einem spürbaren
veränderten
Fahrverhalten des Fahrzeugs führen
und ist unerwünscht.
Der Anpassungsvorgang des Drehmomentenmodells wird dann abgebrochen,
um störende
Auswirkungen auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu vermeiden. Anschließend erfolgt
ein Rücksprung
auf Position 41 und es wird eine erneute Überprüfung des
Stationärzustandes
des Fahrzeugs durchgeführt.
Dabei werden die geänderten
Parameter zur Anpassung des Drehmomentenmodells herangezogen.