DE10356641A1

DE10356641A1 - Engine control method for automobile with switched transmission calculates engine operating parameters for required acceleration with gear changing when engine operating parameters are achieved

Info

Publication number: DE10356641A1
Application number: DE10356641A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Pochner
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2005-06-30

Abstract

The engine control method detects the position of the gas pedal (7) operated by the driver, for selecting a target gear ratio for the switched transmission (4) in dependence on the detected gas pedal position and the movement condition of the automobile, with determination of the acceleration of the automobile in the actual gear when this is different to the selected gear and calculation of the engine operating parameters for obtaining the required acceleration. The gear changing is performed when the calculated engine operating parameters are achieved. An independent claim for a control circuit for an automobile engine is also included.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Motorsteuerung in einem Kraftfahrzeug mit Stufengetriebe und eine Steuerschaltung, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignet ist.The The present invention relates to a method of motor control in a motor vehicle with stepped transmission and a control circuit, to carry out such a method is suitable.

Stand der Technik zur Laststeuerung von Verbrennungsmotoren war bis vor wenigen Jahren der Bowdenzug als mechanische Verbindung zum manuellen Variieren der Stellung einer Drosselklappe des Motors mit Hilfe eines Fahrpedals. Bei elektronischen Laststeuersystemen der „ersten Generation" wurde diese mechanische Verbindung durch eine Steuerschaltung ersetzt, die die Drosselklappe über einen elektrischen Stellmotor in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrpedals steuerte, wobei der Zusammenhang zwischen Fahrpedalstellung und Drosselklappenstellung durch ein Kennfeld gegeben war, das den Drosselklappenwinkel als Funktion der Fahrpedalstellung und evtl. weiterer Variablen, z. B. der Drehzahl des Motors, spezifizierte. Bei elektronischen Laststeuersystemen der „zweiten Generation" wurde dieses Kennfeld durch ein Kennfeld ersetzt, das ein gewünschtes Drehmoment des Motors als Funktion mindestens der Fahrpedalstellung spezifizierte, und die zum Erzeugen dieses Drehmoments benötigte Luftmenge bzw. die Drosselklappenstellung, die den Zutritt dieser Luftmenge zum Motor ermöglichte, wurde anhand eines Modells des Motors berechnet und eingestellt. Eine derartige Motorsteuerung, die die Stellung des Fahrpedals als eine Drehmomentanforderung des Fahrers interpretiert, ist z. B. in WO 00/29244 beschrieben.was standing The technology for load control of internal combustion engines was up to date a few years ago the Bowden cable as a mechanical connection to the manual Varying the position of a throttle valve of the engine using an accelerator pedal. In electronic load control systems the "first Generation "was replaced this mechanical connection by a control circuit, the throttle over one electric servomotor depending controlled by the position of the accelerator pedal, the context between accelerator pedal position and throttle position by a Characteristic map was given that the throttle angle as a function the accelerator pedal position and possibly other variables, eg. B. the speed of the engine, specified. For electronic load control systems The second Generation "was this map is replaced by a map that a desired Torque of the motor as a function of at least the accelerator pedal position specified, and the amount of air required to produce this torque or the throttle position, the access of this amount of air enabled to the engine, was calculated and adjusted based on a model of the engine. Such an engine control, the position of the accelerator pedal as interpreted a driver torque request is z. B. in WO 00/29244.

Wenn bei einem Fahrzeug ein Gangwechsel zwischen zwei Gängen durchgeführt wird, deren Übersetzungsverhältnisse sich um einen Faktor x unterscheiden, so muss die Drehzahl des Motors (wenn Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit vernachlässigt werden) um einen Faktor 1/x korrigiert werden, um vor und nach Gangwechsel eine gleiche Drehgeschwindigkeit der Räder des Fahrzeugs zu erhalten. Wenn das durch die Fahrpedalstellung und die Drehzahl des Motors festgelegte Wunschdrehmoment im neuen Gang nicht um einen Faktor x größer ist als im vorherigen, so führt der Gangwechsel zu einem Sprung im auf die Räder des Fahrzeugs wirkenden Antriebsmoment und damit zu einer abrupten Änderung der Beschleunigung des Fahrzeugs.If in a vehicle, a gear change between two gears is performed, their translation ratios differ by a factor x, so must the speed of the motor (if changes the vehicle speed are neglected) by a factor 1 / x can be corrected to a same rotational speed before and after gear change the wheels of the vehicle. If that by the accelerator pedal position and the speed of the motor set desired torque in the new Gear is not larger by a factor x as in the previous, so leads the gear change to a jump acting on the wheels of the vehicle Drive torque and thus to an abrupt change in acceleration of the vehicle.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Steuerschaltung für einen Motor anzugeben, die es erlauben, Beschleunigungssprünge beim Gangwechsel zu vermeiden. In einer Weiterbildung des Verfahrens können zusätzlich Informationen zur Gangauswahl für Stufengetriebe mit automatischer Betätigung abgeleitet werden.task The invention is a method and a control circuit for a Specify engine that allow acceleration jumps when To avoid gear changes. In a further development of the method can additionally Information about the gear selection for Multi-step transmissions with automatic operation are derived.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. eine Steuerschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 25.The Task is solved by a method having the features of claim 1 or a Control circuit with the features of claim 25.

Indem die Wunschbeschleunigung unabhängig vom aktuell eingelegten Gang ermittelt, beim Einstellen der zum Realisieren der Wunschbeschleunigung erforderlichen Betriebsparameterwerte des Motors aber der eingelegte Gang berücksichtigt wird, bleibt im Falle eines Gangwechsels bei unveränderter Fahrreglerstellung die Beschleunigung des Fahrzeugs unverändert.By doing the desire acceleration independently determined by the current gear, when setting the for Realizing the desired acceleration required operating parameter values of the engine but the gear engaged is taken into account Case of a gear change with unchanged Fahrreglerstellung the acceleration of the vehicle unchanged.

Grundsätzlich könnte man Fahrreglerstellung und Wunschbeschleunigung einander willkürlich zuordnen. Da bei hohen Geschwindigkeiten die realisierbare Beschleunigung im allgemeinen geringer ist als bei niedrigen, wird man zweckmäßigerweise einer gegebenen Stellung des Fahrreglers eine um so niedrigere Wunschbeschleunigung zuordnen, je höher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, um so die Bewegungsfreiheit des Fahrreglers gut zu nutzen.Basically you could Accelerator position and desired acceleration arbitrarily assign each other. Because at high speeds the realizable acceleration is generally lower than at low, it is expediently a given position of the controller, the lower the desired acceleration assign, the higher the speed of the vehicle is, so the freedom of movement the controller to use well.

Für jede Stellung des Fahrreglers sollte eine Geschwindigkeit existieren, bei der die Wunschbeschleunigung verschwindet, so dass sich diese Geschwindigkeit stationär einstellt, wenn der Fahrregler kontinuierlich in der betreffenden Stellung gehalten wird. Diese Geschwindigkeit sollte eine stetige und monotone Funktion der Stellung des Fahrreglers sein.For every position the speed controller should have a speed at which the desire acceleration disappears, so that this speed stationary adjusts when the cruise control continuously in the relevant Position is held. This speed should be steady and be monotone function of the position of the drive controller.

Als Wunschbeschleunigung soll gemäß der Erfindung vorzugsweise ein durch die Stellung des Fahrreglers bestimmter Prozentsatz einer als Funktion der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs definierten positiven Referenzbeschleunigung angenommen werden. Wird als Referenzbeschleunigung z.B. die bei einer gegebenen Geschwindigkeit in allen Gängen maximal mögliche Beschleunigung angenommen, ergäbe sich für einen nicht ausgelenkten Fahrregler eine Beschleunigung von Null und für einen zu 100% ausgelenkten jeweils die positive Referenzbeschleunigung.When Desired acceleration should be according to the invention preferably a percentage determined by the position of the drive controller one defined as a function of the speed of the motor vehicle positive reference acceleration. Used as a reference acceleration e.g. the maximum at a given speed in all gears possible Acceleration assumed would result for an undeflected speed controller zero acceleration and for a 100% deflected each the positive reference acceleration.

Eine solche Regelung würde eine nichtverschwindenden Motorlast auch bei nicht ausgelenktem Fahrregler zum Halten der aktuellen Geschwindigkeit erforderlich machen. Um dies zu vermeiden und bei nicht ausgelenktem Fahrregler eine Verlangsamung zu ermöglichen, wird vorzugsweise bei nicht betätigtem Fahrregler eine als Funktion der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs definierte negative Referenzbeschleunigung, bei voll betätigtem Fahrregler eine als Funktion der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs definierte positive Referenzbeschleunigung und bei teilweiser Betätigung ein entsprechend dem Grad der Betätigung interpolierter Zwischenwert zwischen der negativen und der positiven Referenzbeschleunigung angenommen.A such regulation would a non-vanishing engine load even when not deflected Speed controller required to maintain the current speed do. To avoid this and in undeflected throttle to allow a slowdown is preferably when not actuated Speed controller one as a function of the speed of the motor vehicle defined negative reference acceleration, with fully activated throttle a defined as a function of the speed of the motor vehicle positive reference acceleration and partial actuation according to the degree of operation interpolated intermediate value between the negative and the positive reference acceleration accepted.

Als positive Referenzbeschleunigung bei einer gegebenen Geschwindigkeit kommt sinnvollerweise die bei dieser Geschwindigkeit maximal mögliche Beschleunigung, d. h. das Maximum der in den verschiedenen Gängen erzielbaren Beschleunigungen – bei voller Last des Motors und Fahrt auf einer Fahrbahn definierter Steigung – in Betracht. Die Steigung der Fahrbahn kann mit 0 angenommen werden, muss aber nicht. Analog wird als negative Referenzbeschleunigung bei einer gegebenen Geschwindigkeit vorzugsweise die bei dieser Geschwindigkeit in verschiedenen Gängen maximal mögliche Verlangsamung des Fahrzeugs bei verschwindender Last des Motors und ungebremster Fahrt auf einer Fahrbahn mit der definierten Steigung angesetzt.When positive reference acceleration at a given speed it makes sense to get the maximum possible acceleration at this speed, d. H. the maximum of the accelerations achievable in the different gears - at full speed Load of the engine and ride on a roadway defined slope - into account. The slope of the roadway can be assumed to be 0, but must Not. Analog is called negative reference acceleration at a given speed, preferably at this speed in different courses maximum possible Slowing down of the vehicle when the load of the engine disappears and unrestricted travel on a roadway with the defined gradient stated.

Die maximal mögliche Beschleunigung entspricht meist der Beschleunigung im kürzesten Gang. Wenn jedoch z. B. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs so hoch ist, dass im niedrigen Gang die zulässige Höchstdrehzahl des Motors überschritten würde, verhindert ein Drehzahlbegrenzer weitere Beschleunigung oder eine Getriebesperre das Einlegen dieses niedrigen Gangs, so dass zu den möglichen Beschleunigungen nur diejenigen gehören, die mit den tatsächlich einlegbaren höheren Gängen realisierbar sind. In Analogie wird zur Bestimmung der maximal möglichen Verlangsamung nur diejenige Verlangsamung berücksichtigt, die unter Berücksichtigung der unteren und oberen Drehzahlgrenzen des Motors in den Gängen tatsächlich realisierbar ist.The maximum possible Acceleration usually corresponds to acceleration in the shortest gear. However, if z. B. the speed of the vehicle is so high, that in low gear admissible Maximum speed the engine would be exceeded a speed limiter further acceleration or a gear lock the insertion of this low gear, allowing for possible accelerations only those belong the ones with the actual insertable higher courses are feasible. By analogy, to determine the maximum possible Slowing only takes into account the slowdown that is taking into account the lower and upper speed limits of the engine in the gears actually feasible is.

Einer bevorzugten Weiterbildung zufolge wird als positive und/oder negative Referenzbeschleunigung jeweils eine im Vergleich zur maximal möglichen Beschleunigung bzw. Verlangsamung bei einer gegebenen Geschwindigkeit geglättete stetige Funktion der Geschwindigkeit angenommen, die für jede Geschwindigkeit betragsmäßig wenigstens so groß ist wie die bei dieser Geschwindigkeit maximal mögliche Beschleunigung bzw. Verlangsamung des Fahrzeugs bei verschwindender Last des Motors und ungebremster Fahrt auf der Fahrbahn definierter Steigung. So kann, solange der Motor nicht unter Volllast gefahren wird, ein extrem gleichmäßiger Beschleunigungsvorgang über große Geschwindigkeitsintervalle hinweg realisiert werden.one According to preferred training is considered positive and / or negative Reference acceleration one each in comparison to the maximum possible Acceleration or deceleration at a given speed smoothed steady function of the speed assumed for each speed in terms of amount at least so big like the maximum possible acceleration at this speed Slowing down of the vehicle when the load of the engine disappears and unbraked ride on the road defined slope. So can, as long as the engine is not driven under full load, a extremely smooth acceleration over large speed intervals be realized away.

Sinnvoll ist es auch, die positive und/oder negative Referenzbeschleunigung jeweils mindestens um einen festen, für alle Geschwindigkeiten gleichen Betrag größer bzw. kleiner als die maximal mögliche Beschleunigung bzw. Verlangsamung des Fahrzeugs bei verschwindender Last des Motors und ungebremster Fahrt auf der Fahrbahn definierter Steigung festzulegen. Dieser Betrag kann z. B. einer Beschleunigung an einem Hang von z. B. 5 oder 10% Steigung bzw. Gefälle entsprechen, wenn als die definierte Steigung 0 angenommen wird. So kann der Fahrer bei Bergabfahrt mit dem Fahrpedal eine Wunschbeschleunigung spezifizieren, die größer als die maximal mögliche Beschleunigung bei Fahrt in der Ebene ist und so bei Bergabfahrt auf einer Strecke mit bis zu 5 oder 10% Gefälle mit der vollen Motorlast beschleunigen.meaningful It is also, the positive and / or negative reference acceleration each at least a fixed, the same amount for all speeds larger or less than the maximum possible acceleration or slowing down of the vehicle when the load of the motor disappears and unbraked ride on the road defined slope set. This amount can be z. B. an acceleration on a slope of z. B. 5 or 10% slope or slope, if as the defined slope 0 is assumed. So the driver can downhill use the accelerator pedal to specify a desired acceleration that is greater than the maximum possible Acceleration when driving in the plane is and so on downhill on a track with up to 5 or 10% gradient with the full engine load accelerate.

In den meisten Fällen wird die Ermittlung der Wunschbeschleunigung von einem als Fahrpedal ausgebildeten Fahrregler ausgehen. Es ist aber auch möglich, eine beliebige Wunschbeschleunigung von einer externen Steuerschaltung oder einem anderen in der gleichen Steuerschaltung integrierten Regler einzulesen und im Sinne der Erfindung Betriebsparameter des Motors und/oder Steuerbefehle des Getriebes abzuleiten. Dies kann insbesondere eine automatische Geschwindigkeitsregelanlage sein (auch als Cruise Control oder Tempomat bezeichnet).In most cases is the determination of the desired acceleration of a trained as an accelerator pedal Throttle out. But it is also possible, any desired acceleration from an external control circuit or another in the same Control circuit integrated controller read and in the sense of Invention operating parameters of the motor and / or control commands of the Derive transmission. This can in particular be an automatic cruise control system be (also called cruise control or cruise control).

Wenn bei gleichbleibender Stellung des Fahrreglers in einen vom aktuellen Gang verschiedenen neuen Gang umgeschaltet wird, so muss anstelle des zum Erzielen der Wunsch beschleunigung im eingelegten Gang erforderlichen Werts des Betriebsparameters der entsprechende Parameterwert für den noch einzulegenden neuen Gang abgeschätzt und eingestellt werden.If at the same position of the controller in one of the current Gear is switched to different new gear, so must instead of the desire acceleration in the gear required to achieve Value of the operating parameter, the corresponding parameter value for the still estimated new gear and be set.

Die Beschleunigung des Fahrzeugs als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und wenigstens eines steuerbaren Betriebsparameters des Motors kann in Form von Kennkurven für die einzelnen Gänge des Stufengetriebes in einer Steuerschaltung gespeichert sein, um anhand einer erfassten Wunschbeschleunigung schnell den zu deren Realisierung am Motor einzustellenden Wert des Betriebsparameters zu ermitteln. Alternativ kann auch eine gemeinsame Kennkurve bereitgestellt werden, die das Drehmoment des Motors als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und des wenigstens einen steuerbaren Betriebsparameters angibt, wobei dann die Wunschbeschleunigung und das Motordrehmoment jeweils unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses des aktuell eingelegten (oder neu einzulegenden) Gangs ineinander umgerechnet werden müssen, um den der Wunschbeschleunigung entsprechenden Betriebsparameterwert zu finden.The Acceleration of the vehicle as a function of vehicle speed and at least one controllable operating parameter of the engine in the form of characteristic curves for the individual courses the step transmission to be stored in a control circuit to Based on a detected desired acceleration quickly to their Realization of the operating parameter to be set on the motor to investigate. Alternatively, a common characteristic curve can also be provided which are the torque of the engine as a function of vehicle speed and the at least one controllable operating parameter indicates where then the desired acceleration and the engine torque respectively considering the translation ratio of the currently inserted (or newly inserted) gear into each other have to be converted by the operating parameter value corresponding to the desired acceleration to find.

Beim Abschätzen des zum Realisieren der Wunschbeschleunigung am Motor einzustellenden Betriebsparameterwerts kann es wünschenswert sein, den Fahrwiderstand zu berücksichtigen, um eine tatsächliche Beschleunigung zu erzielen, die – soweit die Leistungsgrenzen des Motors nicht überschritten werden – von Schwankungen des Fahrwiderstands, etwa aufgrund wechselnden Gegenwinds oder variabler Fahrbahnsteigung, unabhängig ist und so den Fahrgästen den Eindruck einer sehr ruhigen Fahrt und großer Leistungsreserven des Motors vermittelt. Dieser Fahrwiderstand kann kontinuierlich anhand der Abweichung einer aus Betriebsparametern des Motors abgeschätzten erwarteten Beschleunigung und der tatsächlichen Beschleunigung des Fahrzeugs berechnet werden.In estimating the operating parameter value to be set for realizing the desired acceleration on the engine, it may be desirable to consider the driving resistance to achieve actual acceleration which, unless the engine's engine performance limits are exceeded, will be subject to variations in driving resistance due to, for example, changing headwinds or variability Ride slope, is independent and gives the passengers the impression of a very quiet ride and large power reserves of the engine. This driving resistance can be measured continuously based on the deviation of one of operating parameters estimated from the engine's estimated expected acceleration and the actual acceleration of the vehicle.

Der zur Realisierung einer bestimmten Beschleunigung einzustellende Wert eines Betriebsparameters des Motors kann in bekannter Weise aus der relativen Motorlast abgeleitet werden, wenn die maximale und minimale Beschleunigung bekannt sind. In der Regel genügt es dabei, jeweils eine Kennkurve als Funktion der Drehzahl für das maximale (positive) Motordrehmoment und für die maximale Verzögerung (minimales negatives Motormoment, d. h. Summe der Reibverluste und Pumpverluste) in der Steuerschaltung zu speichern. Durch Multiplikation mit dem Rad-Motor-Drehzahlverhältnis im jeweiligen Gang, dem Abrollradius der angetriebenen Räder und Division mit der Fahrzeugmasse ergibt sich daraus die maximale und minimale Beschleunigung des Fahrzeugs, noch unter Vernachlässigung des Fahrwiderstandes. Derartige Kennkurven können umgekehrt auch vor Beginn des Gangwechsels genutzt werden, um anhand von aktuell eingestellten Betriebsparametern des Motors und dessen Drehzahl die aktuelle Beschleunigung des Fahrzeugs abzuschätzen. Andererseits kann die Beschleunigung aber auch direkt an dem Fahrzeug gemessen werden.Of the to be set to realize a certain acceleration Value of an operating parameter of the engine can in a known manner derived from the relative engine load when the maximum and minimum acceleration are known. As a rule, it is sufficient each a characteristic curve as a function of the speed for the maximum (positive) engine torque and for the maximum delay (minimum negative engine torque, ie sum of friction losses and Pump losses) in the control circuit to save. By multiplication with the wheel-motor speed ratio in the respective gear, the rolling radius of the driven wheels and Division with the vehicle mass results from it the maximum and minimal acceleration of the vehicle, still neglected of the driving resistance. Conversely, such characteristic curves can also be made before the start the gear change to be used on the basis of currently set Operating parameters of the engine and its speed the current acceleration of the vehicle. On the other hand, the acceleration but also directly to the vehicle be measured.

Indem während eines Schaltvorgangs die Betriebsparameter des Motors erfindungsgemäß angepasst werden, ist es möglich, zwischen zwei Gängen umzuschalten, ohne dass abrupte Änderungen der Beschleunigung auftreten, die von Fahrgästen unangenehm als Stöße empfunden werden.By doing while a switching operation, the operating parameters of the engine adapted according to the invention be, it is possible between two courses to switch without abrupt changes in the Acceleration occur, which felt uncomfortable by passengers as shocks become.

Eine solche Steuerung ist insbesondere in der Weise zweckmäßig realisierbar, dass eine Stellung eines vom Fahrer betätigten Fahrreglers wie etwa eines Gaspedals von der Steuerung nicht als Drehmomentwunsch, sondern als Beschleunigungswunsch interpretiert wird, d. h., indem anhand der erfassten Stellung des Fahrreglers fortlaufend eine Zielbeschleunigung für das Fahrzeug festgelegt wird, ein Wert des wenigstens einen Betriebsparameters des Motors berechnet wird, der diese Zielbeschleunigung ergibt, und der so berechnete Wert am Motor eingestellt wird. In einer vorteilhaften Ausführung wird diese Zielbeschleunigung als re lativer Fahrerwunsch interpretiert, wobei Null Prozent der maximalen Verzögerung und 100 Prozent der maximalen Beschleunigung im aktuellen Gang entspricht. Insbesondere soll zunächst ein relativer unlimitierter Fahrerwunsch bestimmt werden, für den explizit Werte kleiner Null Prozent oder größer 100 Prozent zulässig sind. Zwar können mit der Motorsteuerung alleine nur Werte innerhalb des Bereichs von Null bis 100 Prozent eingestellt werden. In Verbindung mit einer automatischen Getriebesteuerung kann jedoch für Werte unter Null Prozent zu einem Gang mit größerer Verzögerung im Schub oder für Werte über 100 Prozent zu einem kürzeren Gang mit größerer maximal möglicher Beschleunigung gewechselt werden. Weiterhin können weniger wichtige Verbraucher wie etwa eine Lichtmaschine oder Klimaanlage abgeschaltet oder Hilfsantriebe zugeschaltet werden um den Bereich der möglichen Beschleunigung zu vergrößern.A Such control is particularly feasible in particular in the manner a position of a driver-operated cruise control such as an accelerator pedal of the controller not as a torque request, but is interpreted as an acceleration request, d. h. by using the detected position of the control continuously a target acceleration for the Vehicle is set, a value of the at least one operating parameter of the Engine, which gives this target acceleration, and the calculated value is set on the motor. In an advantageous Execution becomes interpreted this target acceleration as a re lativer driver's request, where zero percent of the maximum delay and 100 percent of the maximum acceleration in the current gear corresponds. Especially should first a relative unlimited driver request can be determined for the explicit Values less than zero percent or greater than 100 percent are allowed. Although you can with the motor control alone only values within the range from zero to 100 percent. In conjunction with a however, automatic transmission control may be for values below zero percent to a gear with a longer delay in the Push or for Values over 100 percent to a shorter one Gear with larger maximum potential Acceleration be changed. Furthermore, less important consumers such as an alternator or air conditioning off or auxiliary drives be switched on to increase the range of possible acceleration.

Ein solcher Wert eines Betriebsparameters wie etwa der Luft- oder Kraftstoffmenge, des Zündzeitpunkts etc. kann recht einfach berechnet werden, indem zunächst unter Berücksichtigung des eingelegten Gangs die Zielbeschleunigung in ein benötigtes Drehmoment des Motors umgerechnet wird und anhand einer Schar von Kennkurven, die in der Steuerschaltung gespeichert sind, zu dem so gegebenen Drehmoment und der aktuellen Drehzahl des Motors der zur Erzeugung des Drehmoments erforderliche Parameterwert ermittelt wird.One such value of an operating parameter such as the amount of air or fuel, the ignition timing etc. can be easily calculated by first under consideration of the engaged gear, the target acceleration in a required torque the engine is converted and based on a set of characteristic curves, which are stored in the control circuit, to the torque thus given and the current speed of the motor for generating the torque required parameter value is determined.

Der Bewegungszustand des Fahrzeugs kann im einfachsten Falle durch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs charakterisiert sein. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, den Bewegungszustand durch eine abgeleitete Größe zu charakterisieren, die außer von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer mit ihr zusammenhängenden Größe auch von ein oder mehreren Korrekturgrößen wie etwa Zuladung, Bereifung, Luftwiderstand, Steigung und Gefälle der Straße oder dergleichen abgeleitet sein.Of the Movement state of the vehicle can in the simplest case by the Speed of the vehicle to be characterized. It is not excluded to characterize the state of motion by a derived quantity, the except from the vehicle speed or one related to it Size too one or more correction quantities such as payload, tires, Air resistance, slope and gradient the street or the like derived.

Wenn man die mit den einzelnen Gängen des Stufengetriebes geschwindigkeitsabhängig realisierbaren Beschleunigungen in einem Diagramm aufträgt, stellt man fest, dass es Bereiche der Geschwindigkeit und der Zielbeschleunigung gibt, die mit zwei verschiedenen Gängen erreichbar sind. Wenn sich Zielbeschleunigung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs während einer Fahrt in diesem Diagramm bewegen, können in besagtem Bereich Gangwechsel erforderlich werden.If one with the individual courses of the Stepped speed-dependent realizable accelerations Plotted in a diagram, you notice that there are areas of speed and target acceleration There are two different courses available. If Target acceleration and speed of the vehicle during a Driving in this chart, gear changes can be made in said area be required.

Eine Weiterbildung des Verfahrens führt zusätzlich zu den Schritten a) bis c) des Hauptanspruchs weitere Schritte aus, um diese Gangwechsel ahne weiteres Zutun des Fahrers auszulösen. Als Kriterium für die Gangauswahl des Schritts d) ist zweckmäßigerweise eine Grenzlinie in besagtem Bereich definiert, und im Schritt d) wird der niedrigere dieser zwei Gänge gewählt, wenn das Fahrzeug auf die Seite niedrigerer Geschwindigkeiten dieser Grenzlinie wechselt. Im Idealfall entspricht diese Grenzlinie 100% relativer Beschleunigung im aktuellen Gang, da der längstmögliche Gang in der Regel den günstigsten Kraftstoffverbrauch und das niedrigste Fahrgeräusch bietet.A Continuing the procedure leads additionally to steps a) to c) of the main claim, further steps, to trigger these gear changes without further action of the driver. As a criterion for the Gear selection of step d) is expediently a borderline is defined in said range, and in step d) becomes the lower one of these two courses selected when the vehicle is on the side of lower speeds of this boundary line replaced. Ideally, this limit is 100% more relative Acceleration in the current gear, since the longest possible gear usually the best Fuel consumption and the lowest driving noise offers.

Für den Wechsel zum höheren Gang ist vorzugsweise in analoger Weise eine Grenzlinie definiert. Dabei wird im praktischen Fahrbetrieb eine (meist asymmetrische) Hysterese als angenehm empfunden. Wird z. B. eine Rückschaltung erst bei 110% relativer Wunschbeschleunigung ausgelöst, so kann der Fahrer trotz geringer unbewußter Gaspedalbewegungen im längeren Gang Motorvollast einstellen. Eine Hochschaltung sollte analog so erfolgen, dass im längeren Gang zunächst nur beispielsweise 95% der verfügbaren Beschleunigung abgefordert werden, um nicht unmittelbar wieder bei geringer Lasterhöhung eine Rückschaltung (Pendelschaltung) auszulösen. Bei Wahl kleiner Hysteresen wird sportliches, schaltfreudiges Verhalten, bei großen Hysteresen dagegen leicht träges, komfortables Verhalten entsprechend dem vom Kunden erwarteten Charakter des Fahrzeugs bewirkt.For the change to the higher gear, a borderline is preferably defined in an analogous manner. This is in practical driving a (usually asymmetric) hysteresis felt pleasant. If z. B. a downshift triggered only at 110% relative desired acceleration, so the driver can adjust full throttle motor despite minor unconscious gas pedal movements in the longer gear. An upshift should be carried out in an analogous manner so that in the longer gear initially only 95% of the available acceleration is requested, for example, so as not to immediately trigger a downshift again when the load is increased slightly. If small hystereses are selected, sporty behavior is required, while in the case of large hystereses, the result is a slightly sluggish, comfortable behavior according to the character of the vehicle expected by the customer.

Um mit dem Fahrzeug eine gleichmäßige Geschwindigkeit fahren zu können, ist es sinnvoll, beim Wählen der Zielbeschleunigung zusätzlich zur Stellung des Fahrreglers auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu berücksichtigen, indem bei einer gegebenen Stellung des Fahrreglers die Zielbeschleunigung um so niedriger gewählt wird, je höher die Geschwindigkeit ist. So nimmt die Beschleunigung des Fahrzeugs bei gleichbleibender Stellung des Fahrreglers mit zunehmender Geschwindigkeit allmählich ab und erreicht schließlich einen Wert, wo sie vom Fahrwiderstand aufgewogen wird, so dass sich eine konstante Geschwindigkeit einstellt.Around with the vehicle a steady speed to be able to drive it makes sense when choosing the target acceleration in addition to the position of the controller and the speed of the vehicle to take into account in that, for a given position of the controller, the target acceleration chosen the lower the higher the Speed is. So the acceleration of the vehicle increases Steady position of the controller gradually decreases with increasing speed and finally reaches a value where it is outweighed by the driving resistance, so that set a constant speed.

Die Zielbeschleunigung sollte eine stetige Funktion der Geschwindigkeit sein, da es sonst schwierig sein kann, bestimmte Geschwindigkeiten stabil zu fahren.The Target acceleration should be a steady function of speed be, otherwise it can be difficult, certain speeds stable to drive.

Eine solche stetige Abnahme der Zielbeschleunigung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit kann auf einfache Weise in einem großen Geschwindigkeitsbereich dadurch realisiert werden, dass als Zielbeschleunigung stets ein durch die Stellung des Fahrreglers bestimmter Prozentsatz der bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit maximal möglichen Beschleunigung angenommen wird.A such steady decrease of the target acceleration with the vehicle speed can easily in a large speed range be realized that as target acceleration always a determined by the position of the controller certain percentage of assumed the current vehicle speed maximum possible acceleration becomes.

In analoger Weise wird die Einstellung einer gewünschten Motordrehzahl im ausgekuppelten Zustand erleichtert, wenn das Wunschdrehmoment für jeden Pedalwert mit steigender Drehzahl monoton abnimmt. Anstelle mit eigenen Kennkurven kann hierfür sehr einfach mit den geschwindigkeitsabhängigen Kennkurven der Zielbeschleunigung gearbeitet werden, indem aus der Motordrehzahl und dem letzten bekannten Übersetzungsverhältnis eine Ersatzgeschwindigkeit bestimmt wird.In analogously, the setting of a desired engine speed is disengaged State facilitates when the desired torque for each pedal value increases with increasing Speed decreases monotonously. Instead of using own characteristic curves this can be done very easily with the speed-dependent Characteristic curves of the target acceleration are worked out by the Engine speed and the last known gear ratio a Spare speed is determined.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of an embodiment with reference to the attached Characters. Show it:

1 ein Schema eines Kraftfahrzeugs, an dem die vorliegende Erfindung realisiert ist; 1 a diagram of a motor vehicle, on which the present invention is realized;

2 ein Geschwindigkeits-Beschleunigungsdiagramm des Fahrzeugs; 2 a speed-acceleration diagram of the vehicle;

3 ein Flussdiagramm eines Steuerverfahrens für Motor und Getriebe des Kraftfahrzeuges; und 3 a flowchart of a control method for the engine and transmission of the motor vehicle; and

4 ein Schema eines Kraftfahrzeugs, an dem eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung realisiert ist. 4 a diagram of a motor vehicle, on which a specific embodiment of the present invention is realized.

Das in 1 schematisch dargestellte Fahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor 1, eine elektrische Maschine, die als Starter-Generator 2 an die Kurbelwelle 3 des Verbrennungsmotors 1 angeschlossen ist, ein von der Kurbelwelle 3 angetriebenes Stufengetriebe 4, in dem unter der Kontrolle einer Steuerschaltung 5 verschiedene Gänge einstellbar sind, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors 1 auf Räder 6 zu übertragen. Die Steuerschaltung 5 ist an ein durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigbares Fahrpedal 7 sowie an Drehmoment- und/oder Drehzahlsensoren 8, z. B. an der Abtriebswelle zwischen dem Stufengetriebe 4 und den angetriebenen Rädern 6 und/oder an der Kurbelwelle 3 gekoppelt. In der Steuerschaltung 5 ist eine Anzahl von Kennkurven gespeichert, die in Abhängigkeit von einer gewünschten Beschleunigung des Fahrzeugs ein oder mehrere Steuerparameter wie etwa Brennstoffeinspritzmenge, Zündzeitpunkt, Luft-Kraftstoff-Verhältnis etc. des Motors für die verschiedenen Gänge des Stufengetriebes 4 spezifizieren.This in 1 schematically illustrated vehicle includes an internal combustion engine 1 , an electrical machine that acts as a starter generator 2 to the crankshaft 3 of the internal combustion engine 1 connected, one from the crankshaft 3 driven step transmission 4 in which is under the control of a control circuit 5 different gears are adjustable to the torque of the internal combustion engine 1 on wheels 6 transferred to. The control circuit 5 is to an actuatable by the driver of the vehicle accelerator pedal 7 as well as torque and / or speed sensors 8th , z. B. on the output shaft between the step transmission 4 and the driven wheels 6 and / or on the crankshaft 3 coupled. In the control circuit 5 A number of characteristic curves are stored which, depending on a desired acceleration of the vehicle, include one or more control parameters such as fuel injection quantity, ignition timing, air-fuel ratio, etc. of the engine for the various gears of the stepped transmission 4 specify.

Die Steuerschaltung 5 interpretiert eine von ihr erfasste Stellung des Fahrpedals 7 als eine Angabe über eine gewünschte Beschleunigung des Fahrzeugs relativ zum Intervall der bei der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs realisierbaren Beschleunigung. D. h., ein voll durchgetretenes Fahrpedal wird als ein Wunsch des Fahrers nach der maximal verfübaren Beschleunigung interpretiert, ein nicht getretenes als der Wunsch nach der minimal verfügbaren Beschleunigung, d. h. der Abbremsung, die resultiert, wenn der Motor ohne Kraftstoffzufuhr durch die Bewegung des Fahrzeugs angetrieben wird. (Selbstverständlich kann das Fahrzeug bei nicht getretenem Fahrpedal auch im Leerlauf rollen, doch wird dieser Fall im Folgenden nicht weiter betrachtet, da er mit der vorliegenden Erfindung nicht in Zusammenhang steht.)The control circuit 5 interprets a detected position of the accelerator pedal 7 as an indication of a desired acceleration of the vehicle relative to the interval of the acceleration realizable at the current speed of the vehicle. That is, a fully pedaled accelerator pedal is interpreted as a driver's desire for the maximum available acceleration, a step that has not been taken as the desire for the minimum available acceleration, ie, deceleration, that results when the engine is de-energized by the movement of the engine Vehicle is driven. (Of course, the vehicle can also idle when the accelerator pedal is not pressed, but this case will not be considered further in the following as it is not related to the present invention.)

2 ist ein Diagramm, das als Funktion der aktuellen Geschwindigkeit v des Fahrzeugs dessen maximale und minimale Beschleunigungswerte für die verschiedenen Gänge des Stufengetriebes 4 bei Fahrt auf ebener Strecke darstellt. Dabei bezeichnet z. B. die Kurve a1 die im ersten Gang bei Volllast erreichbare Beschleunigung (entsprechend dem voll durchgetretenen Fahrpedal 7), d1 die minimale Beschleunigung (d. h. die maximale Verzögerung), die sich beim Fahren im ersten Gang mit nicht getretenem Fahrpedal im Schubbetrieb ergibt, a2 die Volllast-Beschleunigung beim Fahren im zweiten Gang, etc.. Die Kennkurven a1 bis a5, d1 bis d5 sind ausschließlich anhand der Leistungsmerkmale des Motors 1 und des Getriebes 4 sowie durch die Wirkung eines Drehzahlbegrenzers bestimmt, der den Betrieb mit einem niedrigen Gang unterbindet, wenn die Geschwindigkeit v über einer für den betreffenden Gang spezifischen Grenzgeschwindigkeit wie etwa v₁ für den ersten Gang liegt. Daher ist z. B. im Geschwindigkeitsintervall zwischen v₁ und v₂ die maximale Beschleunigung bzw. Verlangsamung durch die Kurven a2 bzw. d2 des zweiten Gangs gegeben, zwischen v₂ und v₃ durch die des dritten, usw.. 2 is a graph showing, as a function of the vehicle's current speed v, its maximum and minimum acceleration values for the various gears of the stepped transmission 4 when driving on a level track represents. In this case, z. B. the curve a1 in the first gear at full load he achievable acceleration (corresponding to the fully penetrated accelerator pedal 7 ), d1 is the minimum acceleration (ie the maximum deceleration) that results when driving in first gear with accelerator pedal not stepped, a2 the full load acceleration when driving in second gear, etc. The characteristic curves a1 to a5, d1 to d5 are based solely on the performance of the engine 1 and the transmission 4 and determined by the action of a speed limiter that inhibits low-speed operation when the speed v is above a specific speed limit, such as v _1, for the first gear. Therefore, z. B. in the speed interval between v ₁ and v _{2 given} the maximum acceleration or deceleration by the curves a2 and d2 of the second gear, between v ₂ and v ₃ by that of the third, etc ..

Zeitlich veränderliche Einflüsse wie Luftwiderstand, je nach Bereifung eventuell unterschiedliche Rollwiderstände etc. sind in den Kurven a1 bis a5, d1 bis d5 unberücksichtigt. Ihr bremsender Einfluss ist in dem Diagramm dargestellt durch eine strichpunktierte Kurve 1, die von 0 beim stehenden Fahrzeug mit der Geschwindigkeit zunimmt. Die maximale Geschwindigkeit v_max des Fahrzeugs ist festgelegt als diejenige Geschwindigkeit, wo die vom Motor 1 verfügbare Beschleunigung im höchsten Gang a5 die Fahrwiderstandskurve 1 schneidet.Time-varying influences, such as air resistance, possibly different rolling resistances, etc., depending on the tires, are disregarded in the curves a1 to a5, d1 to d5. Its braking influence is represented in the diagram by a dot-dashed curve 1 which increases from 0 while the vehicle is stationary with the speed. The maximum speed v _{max of} the vehicle is set as the speed where that of the engine 1 available acceleration in highest gear a5 the driving resistance curve 1 cuts.

Zwei Kurven a_ref, d_ref bezeichnen jeweils eine positive bzw. negative Referenzbeschleunigung, deren Funktion in Verbindung mit dem Flussdiagramm der 3 erläutert wird. Die positive Referenzbeschleunigung ist bei jeder Geschwindigkeit mindestens um einen Betrag Δ höher als die maximale Beschleunigung bei dieser Geschwindigkeit; in der Umgebung der Geschwindigkeitswerte v₁, v₂, v₃, an denen die Beschleunigungskurven ai, aj zweier aufeinanderfolgender Gänge i, j sich kreuzen, ist die Differenz noch etwas größer, um den Verlauf der Referenzbeschleunigungskurve zu glätten. Analog ist eine negative Referenzbeschleunigung d_ref als Funktion der Geschwindigkeit definiert, die jeweils mindestens um den Betrag Δ unter der bei einer gegebenen Geschwindigkeit jeweils maximalen Verlangsamung im Schubbetrieb liegt. Auch hier ist die Differenz zwischen maximaler Verlangsamung und negativer Referenzbeschleunigung in der Umgebung der Grenzgeschwindigkeiten v₁, ..., v₄ größer als bei anderen Geschwindigkeiten, um den Verlauf der Kurve d_ref zu vergleichmäßigen.Two curves a _ref , d _ref denote respectively a positive and negative reference acceleration, the function of which in conjunction with the flowchart of FIG 3 is explained. The positive reference acceleration at each speed is at least an amount Δ higher than the maximum acceleration at that speed; in the vicinity of the speed values v ₁ , v ₂ , v ₃ at which the acceleration curves ai, aj of two successive courses i, j intersect, the difference is still slightly larger in order to smooth the course of the reference acceleration curve. Analogously, a negative reference acceleration d _{ref is defined} as a function of the speed, which is in each case at least by the amount Δ below the maximum deceleration in overrun at a given speed. Again, the difference between maximum deceleration and negative reference acceleration in the vicinity of the boundary velocities v ₁ ,..., V _{4 is} greater than at other velocities to even out the course of the curve d _ref .

Die Arbeitsweise der Steuerschaltung 5 wird anhand des Flussdiagramms der 3 im Detail erläutert. In einem ersten Schritt S1 erfasst die Steuerschaltung einen aktuellen Auslenkwinkel θ(t) des Fahrpedals 7 durch den Fahrer sowie die Geschwindigkeit v(t) des Fahrzeugs zum gegenwärtigen Zeitpunkt t. Aus der erfassten Geschwindigkeit wird die po sitive und die negative Referenzbeschleunigung a_ref(v). d_ref(v) für die betreffende Geschwindigkeit v(t) in Schritt S2 ermittelt. Hierfür verfügt die Steuerschaltung über einen gespeicherten Geschwindigkeitsvektor, dessen Komponenten Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit sind, sowie über zwei weitere Referenzbeschleunigungsvektoren, deren Komponenten jeweils die positive bzw. negative Referenzbeschleunigung zu den Geschwindigkeitswerten des Geschwindigkeitsvektors angeben, und berechnet die Referenzbeschleunigungen a_ref(v), d_ref(v) in an sich bekannter Weise durch Interpolation zwischen den Werten dieser Vektoren.The operation of the control circuit 5 is based on the flowchart of 3 explained in detail. In a first step S1, the control circuit detects a current deflection angle θ (t) of the accelerator pedal 7 by the driver as well as the speed v (t) of the vehicle at the present time t. From the detected speed, the positive and the negative reference acceleration a _ref (v). d _ref (v) for the relevant speed v (t) determined in step S2. For this purpose, the control circuit has a stored velocity vector, the components of which are values of the vehicle speed, as well as two further reference acceleration vectors, whose components respectively indicate the positive and negative reference acceleration to the speed values of the velocity vector, and calculates the reference accelerations a _ref (v), d _ref (v) in a manner known per se by interpolation between the values of these vectors.

Die Steuerschaltung verfügt ferner über einen Vektor von Fahrpedalstellungen bzw. -auslenkwinkeln sowie eine Matrix, deren Komponenten jeweils für eine Kombination eines Geschwindigkeitswerts aus dem Geschwindigkeitsvektor und eines Stellungswerts aus dem Pedalstellungsvektor eine relative Wunschbeschleunigung des Fahrzeugs angeben. Anhand dieser Matrix wird in Schritt S3 eine aktuelle Wunschbeschleunigung a_W(v, θ) des Fahrzeugs aus den aktuellen Messwerten θ(t), v(t) der Pedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit durch zweidimensionale Interpolation berechnet. Eine relative Wunschbeschleunigung α_W von Null, entsprechend einer verschwindenden Auslenkung des Fahrpedals 7, wird als Wunsch des Fahrers nach der negativen Referenzbeschleunigung d_ref(v) interpretiert, eine relative Wunschbeschleunigung von Eins als Wunsch nach der positiven Referenzbeschleunigung a_ref(v). dazwischenliegende Werte werden in Schritt S4 nach der Formel aW(v, θ) = dref(v) + (aref(v) – dref(v))αW interpoliert.The control circuit further has a vector of accelerator pedal deflection angles and a matrix whose components indicate a relative desired acceleration of the vehicle for a combination of a speed value from the speed vector and a position value from the pedal position vector, respectively. Based on this matrix, a current desired acceleration a _W (v, θ) of the vehicle is calculated from the current measured values θ (t), v (t) of the pedal position and the vehicle speed by two-dimensional interpolation in step S3. A relative desired acceleration α _W of zero, corresponding to a vanishing displacement of the accelerator pedal 7 is interpreted as the driver's desire for the negative reference acceleration d _ref (v), a relative desired acceleration of one as the desire for the positive reference acceleration a _ref (v). intermediate values become the formula in step S4 a W (v, θ) = d ref (v) + (a ref (v) - d ref (V)) α W interpolated.

Um den Motor so anzusteuern, dass diese Wunschbeschleunigung a_W möglichst genau realisiert wird, muss der aktuelle Fahrwiderstand des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck wird in Schritt S5 das aktuelle Abtriebsmoment τ der Motorwelle ermittelt und nach der Formel ath = τ/NwNe × C in eine theoretische Beschleunigung a_th des Fahrzeugs umgerechnet, die sich unter Vernachlässigung jeglichen Fahrwiderstandes ergäbe, wobei NwNe das Übersetzungsverhältnis des Getriebes im gegenwärtigen Gang und C = 1/(rm) eine fahrzeugspezifische Konstante ist, die durch Reifenradius r und Masse m des Fahrzeugs bestimmt ist.To control the motor so that this desired acceleration a _W is realized as accurately as possible, the current driving resistance of the vehicle must be taken into account. For this purpose, the current output torque τ of the motor shaft is determined in step S5 and according to the formula a th = τ / NwNe × C converted into a theoretical acceleration a _{th of} the vehicle, which would result in neglecting any driving resistance, where NwNe is the transmission ratio of the transmission in the current gear and C = 1 / (rm) is a vehicle specific constant determined by tire radius r and mass m of the vehicle is.

Die tatsächliche Beschleunigung a_r des Fahrzeugs kann direkt mit Hilfe eines Beschleunigungssensors gemessen oder durch Differenzieren der fortlaufend gemessenen Geschwindigkeit v(t) nach der Zeit in Schritt S6 gewonnen werden. Im einfachsten Falle könnte der Fahrwiderstand einfach durch Bilden der Differenz a_r – a_th ermittelt werden. Da die Beiträge von Getriebe und Fahrwerk zum Fahrwiderstand deterministisch von der Fahrzeuggeschwindigkeit v(t) abhängen, ist in der Steuerschaltung vorzugsweise ein Vektor F gespeichert, dessen Komponenten jeweils den Geschwindigkeitswerten des oben erwähnten Geschwindigkeitsvektors entsprechenden Werte des fahrzeugbedingten Fahrwiderstandes angeben, und aus denen ein aktueller Wert F(v) des fahrzeugbedingten Fahrwiderstandes durch Interpolation anhand der gegenwärtigen Geschwindigkeit v(t) in Schritt S7 berechnet wird. Eine realistische Abschätzung der mit dem gegenwärtigen Motordrehmoment τ zu erwartenden Fahrzeugbeschleunigung a_est wird daher in Schritt S8 nach der Formel aest = ath – F(v) – Δa erhalten, wobei in dem durch gleitende Mittelwertbildung nach der Formel Δa(t) = Δa(t – δ) + (aest – ar)γ erhaltenen Beitrag Δa zeitlich veränderliche Beiträge zum Fahrwiderstand durch Gegenwind, Fahrbahnsteigung etc. enthalten sind. Dabei bezeichnet Δa(t – δ) den bei einer vorhergehenden Iteration des Verfahrens zur Zeit t – δ erhaltenen Wert des Beitrags Δa, und γ ist ein im Intervall zwischen Null und Eins gewählter Vergessensfaktor.The actual acceleration a _{r of} the vehicle can be measured directly by means of an acceleration sensor or obtained by differentiating the continuously measured speed v (t) after the time in step S6. In the simplest case, the driving resistance could be determined simply by forming the difference a _r - a _th . Since the contributions of transmission and chassis to driving resistance deterministic of the Fahrzeugge speed v (t), a vector F is preferably stored in the control circuit, the components of which respectively indicate values of the vehicle-induced driving resistance corresponding to the speed values of the above-mentioned speed vector, and from which a current value F (v) of the vehicle-related driving resistance is calculated by interpolation current speed v (t) is calculated in step S7. A realistic estimate of the vehicle acceleration a _est to be expected with the current engine torque τ therefore follows the formula in step S8 a est = a th - F (v) - Δa obtained in which by moving averaging according to the formula Δa (t) = Δa (t - δ) + (a est - a r ) γ received contribution Δa temporally variable contributions to driving resistance by headwind, road gradient, etc. are included. In this case, Δa (t-δ) denotes the value of the contribution Δa obtained in a preceding iteration of the method at time t-δ, and γ is a forgetting factor selected in the interval between zero and one.

Das vom Motor aufzubringende Wunschdrehmoment τ_W, das erforderlich ist, um unter Berücksichtigung des Fahrwiderstandes die Wunschbeschleunigung a_W zu realisieren, wird folglich nach der Formel τW(t) = aW(t) + F(v) + Δa(t) × NwNe/C berechnet (S9).The desired torque τ _W to be applied by the engine, which is necessary in order to realize the desired acceleration a _W taking into account the driving resistance, is thus calculated according to the formula τ W (t) = a W (t) + F (v) + Δa (t) × NwNe / C calculated (S9).

Es ist a priori nicht gewiss, dass dieses Wunschdrehmoment τ_W mit dem aktuell im Getriebe eingelegten Gang realisierbar ist. Um dies zu überprüfen, werden in Schritt S10 Maximum τ_max(v) und Minimum τ_min(v) des im aktuellen Gang realisierbaren Motormoments für die gegenwärtige Geschwindigkeit v(t) abgeschätzt. Hierzu dient jeweils ein in der Steuerschaltung gespeicherter Vektor von empirisch ermittelten Werten des Drehmoments bei Volllast τ_max bzw, im reinen Schubbetrieb τ_min bei den Geschwindigkeitswerten des Geschwindigkeitsvektors, aus denen das Maximum τ_max(v) und das Minimum τ_min(v) für die aktuelle Geschwindigkeit v(t) durch Interpolation berechnet werden. Das absolute Wunschdrehmoment wird mit diesen beiden Werten in Schritt S11 in Beziehung gesetzt durch Berechnen eines relativen Wunschdrehmoments des Motors τref(v) = (τW(v) – τmin(v))/(τmax(v) – τmin(v)). It is not certain a priori that this desired torque τ _{W can be achieved} with the gear currently engaged in the transmission. In order to verify this, in step S10 maximum τ _max (v) and minimum τ _min (v) of the engine torque that can be realized in the current gear are estimated for the current speed v (t). In each case, a vector stored in the control circuit is used for empirically determined values of the torque at full load τ _max or, in the pure thrust mode τ _min at the velocity values of the velocity vector, from which the maximum τ _max (v) and the minimum τ _min (v) for the current velocity v (t) is calculated by interpolation. The absolute desired torque is related to these two values in step S11 by calculating a relative desired torque of the engine τ ref (v) = (τ W (v) - τ min (V)) / (τ Max (v) - τ min (V)).

In Schritt S12 prüft die Steuerschaltung, ob das so erhaltene relative Wunschdrehmoment τ_rel(V) größer ist als 1 + ε. Wenn das relative Wunschdrehmoment größer als 1 ist, so bedeutet dies, dass die Wunschbeschleunigung mit dem aktuell eingelegten Gang nicht realisierbar ist. Die Vergleichsschwelle in Schritt S12 ist um die kleine positive Zahl ε₁ größer gewählt als 1, um eine Schalthysterese zu erzeugen. Wenn τ_ref > 1 + ε₁ ist, wählt die Steuerschaltung, soweit möglich den nächstniedrigeren Gang (S13) und wiederholt die Schritte S8 bis S10 für den neugewählten Gang, bis entweder τ_rel(V) < 1 + ε₁ ist oder der erste Gang gewählt ist. Wenn festgestellt wird (S14), dass der erste Gang gewählt ist, so ist die Wunschbeschleunigung nicht realisierbar, und, um ihr möglichst nahe zu kommen, wird, sofern noch nicht der Fall und mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit v(t) vereinbar, der erste Gang eingelegt und der Motor in Volllast betrieben (S15).In step S12, the control circuit checks whether the relative desired torque τ _rel (V) thus obtained is larger than 1 + ε. If the relative desired torque is greater than 1, this means that the desired acceleration with the currently engaged gear is not feasible. The comparison threshold in step S12 is set larger than 1 by the small positive number ε ₁ in order to generate a switching hysteresis. When τ _ref > 1 + ε ₁ , the control circuit selects, if possible, the next lower gear (S13) and repeats the newly selected gear steps S8 to S10 until either τ _rel (V) <1 + ε ₁ or the first one Gear is selected. If it is determined (S14) that the first gear is selected, the desired acceleration is not realizable, and, if not yet the case and with the current vehicle speed v (t) compatible, the first Gear engaged and the engine is running at full load (S15).

Wenn in Schritt S12 festgestellt wird, dass τ_ref(v) kleiner als 1 + ε₁ ist, wird in Schritt S16 geprüft, ob ein höherer Gang als der aktuell eingelegte existiert. Wenn nein, geht das Verfahren unmittelbar zu Schritt S17, in welchem ein Satz von Betriebsparametern des Motors anhand von in der Steuerschaltung 15 gespeicherten Kennkurven ausgewählt wird, der das absolute Wunschdrehmoment τ(v(t)) liefert, und diese Betriebsparameter werden am Motor eingestellt.If it is determined in step S12 that τ _ref (v) is less than 1 + ε ₁ , it is checked in step S16 whether a higher gear exists than the currently engaged one. If not, the method immediately proceeds to step S17, in which a set of operating parameters of the engine is determined from in the control circuit 15 stored characteristic curve, which provides the desired absolute torque τ (v (t)), and these operating parameters are set on the engine.

Wenn ein höherer Gang existiert, wird in Schritt S18 geprüft, ob das relative Wunschdrehmoment τ_rel(v) kleiner als n(1 – ε₂) ist, wobei n das Verhältnis der Drehzahlen des aktuell ausgewählten zum nächsthöheren Gang ist und ε₂ wiederum eine kleine positive Zahl ist, die zur Erzeugung einer Schalthysterese dient. Wenn die Bedingung erfüllt ist, so ist das absolute Wunschdrehmoment mit einem höheren als dem aktuell ausgewählten Gang realisierbar, ein höherer Gang wird ausgewählt (S19), und für diesen wird das Verfahren ab Schritt S9 wiederholt, bis entweder kein höherer Gang mehr möglich ist oder das relative Wunschdrehmoment größer ist als n(1 – ε₂). Sobald einer dieser Fälle eintritt, wird, sofern der ausgewählte ein anderer als der aktuell eingelegte Gang ist, der ausgewählte Gang eingelegt und das absolute Wunschdrehmoment τ(v(t)) eingestellt (S17).If a higher gear exists, it is checked in step S18 if the relative desired torque τ _rel (v) is smaller than n (1-ε ₂ ), where n is the ratio of the speeds of the currently selected gear to the next higher gear and ε _{2 is} again one small positive number, which serves to generate a switching hysteresis. If the condition is satisfied, the desired absolute torque having higher gear than the currently selected gear is realizable, a higher gear is selected (S19), and for this, the process is repeated from step S9 until either no higher gear is possible or the relative desired torque is greater than n (1 - ε ₂ ). As soon as one of these cases occurs, if the selected one is other than the currently engaged gear, the selected gear is engaged and the desired absolute torque τ (v (t)) is set (S17).

ε₁ und ε₂ können für jeden aktuell eingelegten Gang unterschiedlich und von der Geschwindigkeit v(t) abhängig sein.ε ₁ and ε ₂ can be different for each currently engaged gear and dependent on the speed v (t).

Diese Art der Motorsteuerung bewirkt ein sehr gleichmäßiges Beschleunigungsverhalten über große Geschwindigkeitsbereiche hinweg, wenn die Stellung des Fahrpedals 7 konstant gehalten wird, wie exemplarisch durch die einer mittleren Last entsprechende Kurve a' in 2 dargestellt. Durch die Glättung der Referenzbeschleunigungen a_ref, d_ref im Vergleich zu den maximalen Beschleunigungen werden Knicke in der Kurve a' vermieden.This type of engine control causes a very smooth acceleration behavior over large speed ranges when the position of the accelerator pedal 7 is kept constant, as exemplified by the mean load corresponding curve a 'in 2 shown. Smoothing the reference accelerations a _ref , d _ref compared to the maximum accelerations avoids kinks in the curve a '.

Innerhalb der durch die Motorleistung vorgegebenen Grenzen ist die Beschleunigung des Fahrzeugs unabhängig von äußeren Einflüssen wie Fahrbahnsteigung, Gegenwind, etc..Within the limits given by the engine power is the acceleration the vehicle independently from outside influences like Road gradient, headwind, etc ..

Indem die Referenzbeschleunigungen a_ref, d_ref jeweils wenigstens um Δ höher bzw. niedriger als die maximale Beschleunigung bzw. Verlangsamung festgelegt sind, bleibt bei Bergabfahrt bis zu einer Hangabtriebsbeschleunigung von Δ das volle Antriebsmoment bzw. bei Bergauffahrt das volle Bremsmoment des Motors verfügbar.In that the reference accelerations a _ref , d _{ref are} respectively higher or lower than Δ by at least Δ the maximum acceleration or deceleration are fixed, the full drive torque or the full braking torque of the engine is available when driving downhill to a downward slope acceleration of Δ.

In der Darstellung der 4 wird anstelle einer Steuerschaltung 5 ein Verbund aus Steuerschaltungen 5a, 5b, 5c gezeigt, denen jeweils ein Teil der Funktionen der erfindungsgemäßen Laststeuerung zugeordnet ist. Steuerschaltung 5a erfasst mindestens die Stellung des Fahrreglers 7 und die Information eines Drehzahlsensors 8 an den Rädern 6 oder der Getriebeabtriebswelle. Unter Zuhilfenahme übertragener Informationen von den Steuerschaltungen 5b und 5c und mit ei nem Teil der Schritte aus 3 berechnet Steuerschaltung 5a das relative Wunschdrehmoment τ_rel des Motors, das an die anderen Steuerschaltungen ausgegeben wird.In the presentation of the 4 is used instead of a control circuit 5 a composite of control circuits 5a . 5b . 5c shown, each of which is assigned a part of the functions of the load control according to the invention. control circuit 5a detects at least the position of the driving controller 7 and the information of a speed sensor 8th at the wheels 6 or the transmission output shaft. With the aid of transmitted information from the control circuits 5b and 5c and with a part of the steps 3 calculates control circuit 5a the relative desired torque τ _{rel of} the motor output to the other control circuits.

In der Steuerschaltung 5b ist eine Anzahl von Kennkurven gespeichert, die in Abhängigkeit von dem relativen Wunschdrehmoment ein oder mehrere Steuerparameter wie etwa Brennstoffeinspritzmenge, Zündzeitpunkt, Luft-Kraftstoff-Verhältnis etc. des Motors spezifizieren. Dabei genügt für die internen Berechnungen der Steuerschaltung 5b, wenn die Werte des relativen Wunschdrehmoments, die die Steuerschaltung 5b von der Steuerschaltung 5a empfängt, auf das Intervall [0,1], d. h. 0 bis 100 Prozent des im aktuellem Gang erzeugbaren Drehmoments, beschränkt sind.In the control circuit 5b A number of characteristic curves are stored which specify one or more control parameters such as fuel injection quantity, ignition timing, air-fuel ratio, etc. of the engine depending on the desired relative torque. It is sufficient for the internal calculations of the control circuit 5b when the values of the relative desired torque that the control circuit 5b from the control circuit 5a is limited to the interval [0,1], ie 0 to 100 percent of the torque that can be generated in the current gear.

Die Steuerschaltung 5c ermittelt anhand des empfangenen relativen Wunbschdrehmoments die den Schaltgrenzen 1 + ε₁ und n(1 – ε₂) entsprechenden Geschwindigkeiten und löst eine Hoch- bzw. Rückschaltung aus, wenn die aktuelle Geschwindigkeit v(t) diese Grenzgeschwindigkeiten über- bzw. unterschreitet. Die Schaltgrenzen können separat für alle eingelegten Gänge des Stufengetriebes sowie ggf. zusätzlich für Doppelhoch- oder -rückschaltungen gespeichert sein.The control circuit 5c determines based on the received relative Wunbschdrehmoments the switching limits 1 + ε ₁ and n (1 - ε ₂ ) corresponding speeds and triggers an upshift or downshift from when the current speed v (t) exceeds or falls below these limits. The switching limits can be stored separately for all gears engaged in the multi-step transmission and possibly also for double upshifts or downshifts.

Da zur Ermittlung der relativen Motorlast in Steuerschaltung 5a sehr viele Informationen der Steuerschaltung 5b benötigt werden, ist es zweckmäßig, wenigstens diese beiden Funktionen in einer einzigen Steuerschaltung zusammenzufassen.As for the determination of the relative engine load in the control circuit 5a a lot of information of the control circuit 5b be needed, it is expedient to combine at least these two functions in a single control circuit.

11: Verbrennunsmotor Verbrennunsmotor
22: Starter-Generator Starter-generator
33: Kurbelwelle crankshaft
44: Stufengetriebe step transmission
55: Steuerschaltung control circuit
66: Räder bikes
77: Fahrregler throttle
a1a1: maximale Beschleunigung im 1. Gang maximum Acceleration in 1st gear
a2a2: maximale Beschleunigung im 2. Gang maximum Acceleration in 2nd gear
a3a3: maximale Beschleunigung im 3. Gang maximum Acceleration in 3rd gear
a4a4: maximale Beschleunigung im 4. Gang maximum Acceleration in 4th gear
a5a5: maximale Beschleunigung im 5. Gang maximum Acceleration in 5th gear
d1 d1: minimale Beschleunigung im 1. Gangminimum Acceleration in 1st gear
d2d2: minimale Beschleunigung im 2. Gang minimum Acceleration in 2nd gear
d3d3: minimale Beschleunigung im 3. Gang minimum Acceleration in 3rd gear
d4d4: minimale Beschleunigung im 4. Gang minimum Acceleration in 4th gear
d5d5: minimale Beschleunigung im 5. Gang minimum Acceleration in 5th gear
11: Fahrwiderstandskurve Running resistance curve
S₁₂ S ₁₂: Schaltlinie shift line

Claims

Method for controlling the engine in a motor vehicle having a stepped transmission ( 4 ) with the steps a) detecting a desired acceleration of the motor vehicle, b) determining the currently engaged gear of the stepped transmission ( 4 ), c) estimating a value of at least one operating parameter of the engine required for achieving the desired acceleration in the engaged gear ( 1 ) and setting the at least one calculated operating parameter value on the engine ( 1 ).

Method according to claim 1, characterized in that that in step a) the desired acceleration from the detected position a driving controller is determined.

Method according to claim 2, characterized in that that in determining the desired acceleration the speed of the vehicle and the desire acceleration at a given position of the Driver selected the lower becomes, the higher the speed of the vehicle is.

Method according to claim 3, characterized that for every position of the speed controller exists at the desire acceleration disappears, and that speed a steady and monotonous function of the position of the speed controller is.

Method according to one of claims 2 to 4, characterized that as desired acceleration by the position of the speed controller certain percentage of a function of the speed of the Motor vehicle defined positive reference acceleration assumed becomes.

Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that as desired acceleration when not operated throttle. a defined as a function of the speed of the motor vehicle negative reference acceleration, with fully actuated throttle a defined as a function of the speed of the motor vehicle positive reference acceleration and, in the case of partial actuation, an interpolated intermediate value between the negative and the positive reference acceleration in accordance with the degree of actuation is assumed.

Method according to Claim 6, characterized that the negative reference acceleration at a given speed the maximum possible deceleration of the vehicle at this speed with vanishing load of the engine and unrestricted travel on one Lane is defined slope.

Method according to claim 5, 6 or 7, characterized that the positive reference acceleration at a given speed is the at this speed maximum possible acceleration at full Load of the engine and ride on a roadway defined slope is.

Method according to Claim 6, characterized that the negative reference acceleration is one compared to the maximum potential Slowing down steady at a given speed Function of the speed is, for each speed in terms of amount at least so big like the maximum possible deceleration of the vehicle at this speed with vanishing load of the engine and unrestricted travel on one Roadway defined slope.

Method according to claim 9, characterized in that that for each speed the negative reference acceleration in terms of magnitude Sum of all tolerances of the engine control is greater than the maximum possible slowdown at this speed.

Method according to one of claims 5 to 10, characterized that the positive reference acceleration is one compared to the maximum possible Smoothing acceleration steady function of the speed is, for each speed at least so big like the maximum possible acceleration at this speed.

Method according to claim 11, characterized in that that for any speed the positive reference acceleration around the Sum of all tolerances of the engine control is greater than the maximum possible acceleration at this speed.

Method according to claim 1, characterized in that that monitors the current speed of the motor vehicle and in step a) the desired acceleration based on a deviation of current speed from a given target speed is determined.

Method according to one of claims 1 to 12, characterized that at the same position of the controller in a change into a new gear different from the current gear one step d) the estimation the at least one operating parameter of the engine for the still new gear to be engaged and setting the calculated operating parameter carried out becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a characteristic value table is provided for each course is the characteristic values as a function of the Fahrreglerstellung and the Vehicle speed specified, and that calculating the at least one operating parameter reading the current Accelerator pedal position and speed corresponding characteristic value the table associated with the engaged gear.

Method according to one of claims 1 to 14, characterized that a characteristic table is provided, the characteristic values as Function of throttle position and engine speed specified, and that calculating the at least one operating parameter is the Reading the current throttle position and the current Vehicle speed taking into account the gear ratio of the engaged gear corresponding speed corresponding characteristic value from the table.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in step c) estimating the value of the operating parameter considering the driving resistance takes place.

Method according to claim 17, characterized in that that the driving resistance continuously based on the deviation of a estimated from operating parameters of the engine expected acceleration and the actual Acceleration of the vehicle is calculated.

Method for engine and transmission control after one of the preceding claims, characterized by the steps: d) Selecting a target gear for the stepped transmission based on the desired acceleration recorded in step a); and e) if the target gear is different from the engaged gear of the stepped gearbox is: instead of step c) calculating one to achieve the desired acceleration in the target gear required value of the at least one operating parameter, Setting the target gear and setting the calculated operating parameter value at the engine.

Method according to claim 19, characterized that in step d) a lower than the current gear is selected, if the desired acceleration by a first predetermined percentage greater than the realizable in the current gear at the current speed Acceleration is.

Method according to claim 19 or 20, characterized that in step d) a higher than the current gear selected if the desired acceleration is less than a second predetermined Percentage of current speed at the current speed realizable acceleration is.

Method according to claim 21, characterized that the second predetermined percentage is set by the first one Percentage is less than the quotient of the gear ratios of the current and higher Vintage.

Method according to one of claims 20 to 22, characterized that the first predetermined percentage is specific to each current gear given function of the speed is.

Method according to one of claims 19 to 23, characterized that under consideration the translation ratio the current gear and the driving resistance that to realize the desired acceleration calculated required torque of the engine and with one in the current gear and at the current speed available Torque of the engine is compared, and that in step d) a lower than the current gear is selected when the required torque the available Torque exceeds.

Control circuit for an engine of a motor vehicle, with a drive command input for receiving a drive command signal, an arithmetic unit for calculating one for a desired value of the acceleration of the vehicle of representative value at least one control parameter based on the drive command signal, and a control output for outputting the parameter value to a Engine.

Control circuit according to Claim 25, characterized that they have a memory for includes a characteristic curve representing the value of the control parameter as a function indicates a desire acceleration.

Control circuit according to claim 26 or 27, characterized characterized in that it comprises means for estimating the speed of the Has vehicle and that the arithmetic unit the desired value of Defines acceleration based on the value of the travel command signal and the estimated speed.

Control circuit according to Claim 27, characterized that they have a memory for a map comprising the desired value of the acceleration as Indicates the function of the value of the travel command signal and the estimated speed.

Control circuit for an engine of a motor vehicle according to any one of claims 25 to 28, characterized in that it estimates a relative desired torque required by the motor for realizing the desired acceleration, and a variable derived from this relative desired torque is connected to a control output to a control circuit ( 5c ) for the transmission ( 4 ) of the motor vehicle.