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Die
Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum
Betreiben einer Antriebseinheit nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
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Es
ist bereits bekannt, dass bei einer Antriebseinheit, insbesondere
eines Fahrzeugs, ein Sollwert für
mindestens eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit
vorgegeben wird. Bei diese Ausgangsgröße handelt es sich in der Regel
um ein Drehmoment. Bei konventionellen Steuersystemen für eine Antriebseinheit
eines Fahrzeugs wird beispielsweise von der Getriebesteuerung während eines
Schaltvorgangs oder während
eines Eingriffs einer Fahrdynamikregelung entweder ein Sollwert
für das
Drehmoment des Motors des Fahrzeugs oder ein Sollwert für eine Motordrehzahl
vorgegeben. Beide Vorgabe können
nicht gleichzeitig erfüllt
werden, da sich auf Grund der physikalischen Zusammenhänge der
eine Wert durch die Vorgabe des anderen ergibt.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Betreiben einer Antriebseinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben
demgegenüber
den Vorteil, dass in mindestens einem Betriebszustand der Antriebseinheit
außerdem
ein Sollwert für
eine Betriebsgröße der Antriebseinheit
vorgegeben wird, wobei in diesem Betriebszustand die mindestens
eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit
ungeachtet ihres Sollwertes im Sinne einer Annäherung eines Istwertes für die Betriebsgröße an den
Sollwert für
die Betriebsgröße vorgegeben
wird. Auf diese Weise erhält die
Einstellung des Sollwertes der Betriebsgröße in dem mindestens einen
Betriebszustand Vorrang vor der Einstellung des Sollwertes der Ausgangsgröße der Antriebseinheit.
Dies kann den Komfort bei Betrieb der Antriebseinheit in dem mindestens
einen Betriebszustand erhöhen.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der mindestens eine Betriebszustand als
Anfahrbetriebszustand der Antriebseinheit gewählt wird. Auf diese Weise lässt sich
beispielsweise ein Einkuppelvorgang eines Getriebes komfortabel
und mit wenig Aufwand realisieren, ohne dass eine Begrenzung der Ausgangsgröße der Antriebseinheit
erforderlich ist.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Sollwert für die mindestens
eine Ausgangsgröße von einer
ersten Steuerung oder ersten Funktion vorgegeben wird und der Sollwert
für die
Betriebsgröße von derselben
Steuerung oder Funktion oder einer zweiten Steuerung oder zweiten
Funktion vorgegeben und an eine dritte Steuerung zur Einstellung
der mindestens einen Ausgangsgröße der Antriebseinheit weitergeleitet
wird, und wenn die dritte Steuerung ausgehend von dem Sollwert für die mindestens
eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit
diesem Sollwert für
die mindestens eine Ausgangsgröße im Sinne
einer Annäherung
des Istwertes der Betriebsgröße an den
Sollwert der Betriebsgröße modifiziert.
Auf diese Weise lässt
sich eine überlagerte
Einstellung des Sollwertes der Betriebsgröße nach Vorgabe des Sollwertes
für die
Ausgangsgröße realisieren,
sodass sowohl der Sollwert für
die Betriebsgröße als auch
der Sollwert für
die Ausgangsgröße weitestgehend
umgesetzt werden können,
wobei die Umsetzung des Sollwertes für die Betriebsgröße Vorrang
hat. Dadurch kann der Komfort bei einem externen Eingriff wie z.
B. während
eines Schaltvorgangs des Getriebes verbessert werden.
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Besonders
einfach und wenig aufwändig lässt sich
die Annäherung
des Istwertes der Betriebsgröße an den
Sollwert der Betriebsgröße mittels
einer Regelung durchführen,
in deren Abhängigkeit
die Ausgangsgröße der Antriebseinheit
vorgegeben wird.
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Vorteilhaft
ist weiterhin, wenn nach Beendigung des mindestens einen Betriebszustandes
der Sollwert für
die mindestens eine Ausgangsgröße ohne
Modifizierung umgesetzt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt,
dass der Sollwert für
die Ausgangsgröße in den übrigen Betriebszuständen mit Vorrang
umgesetzt wird.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen 1 ein Blockschaltbild einer Antriebseinheit, 2 ein Funktionsdiagramm
zur Veranschaulichung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform, 3 ein
Funktionsdiagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
und 4 ein Funktionsdiagramm zur Veranschaulichung
der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 kennzeichnet 1 eine
Antriebseinheit beispielsweise eines Fahrzeugs. Die Antriebseinheit 1 umfasst
dabei in diesen Beispielen in dem Fachmann bekannter Weise einen
Antriebsmotor, der eine Ausgangsgröße abgibt. Die Ausgangsgröße ist beispielsweise
ein Drehmoment, eine Leistung oder eine Zylinderfüllung im
Falle eines Verbrennungsmotors oder eine von einer oder mehreren
der genannten Größen abgeleitete
Größe. Im Folgenden
soll beispielhaft angenommen werden, dass es sich bei der Ausgangsgröße der Antriebseinheit 1 um
das Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotors handelt. Dieses wird auch
als das innere Moment des Antriebsmotors bezeichnet und allein durch
die Verbrennung eines Luft-/Kraftstoffgemisches im Brennraum des Antriebsmotors
bereitgestellt, wobei vorausgesetzt ist, dass es sich bei dem Antriebsmotor
um einen Verbrennungsmotor handelt. Dies kann bspw. ein Ottomotor
oder ein Dieselmotor sein. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen
werden, dass es sich bei dem Verbrennungsmotor um einen Ottomotor
handelt. Gemäß 1 umfasst
die Antriebseinheit 1 eine Motorsteuerung 20.
Ferner ist eine Getriebesteuerung 5 vorgesehen, die ein
in 1 nicht dargestelltes Getriebe ansteuert, um ein
gewünschtes Übersetzungsverhältnis zwischen
einer Kurbelwelle des Antriebsmotors und einer Kardanwelle in dem
Fachmann bekannter Weise herzustellen. Die Getriebesteuerung 5 erzeugte
während
eines Schaltvorgangs eine Momentenanforderung MG und eine Drehzahlanforderung
nsoll. Die Momentenanforderung MG wird an eine Umsetzungseinheit 45 der
Motorsteuerung 20 weitergeleitet. Die Drehzahlanforderung nsoll
wird einer Drehzahlregelung 25 der Motorsteuerung 20 zugeführt. Im
Folgenden wird die Drehzahlanforderung nsoll auch als Solldrehzahl
bezeichnet. Bei der Drehzahl des Antriebsmotors handelt es sich um
eine Betriebsgröße der Antriebseinheit 1.
Diese wird von einem Drehzahlsensor 40 erfasst und als Istdrehzahl
nist ebenfalls der Drehzahlregelung 25 zugeführt. Ferner
ist ein Modul 15 vorgesehen, das als Fahrpedalmodul oder
als Fahrgeschwindigkeitsregler ausgebildet sein kann und ein Vorgabemoment
MF zur Umsetzung des Fahrerwnsches bzw. der vom Fahrgeschwindigkeitsregler
angeforderten Fahrgeschwindigkeit erzeugt und an die Umsetzungseinheit 45 weiterleitet.
Der Fahrgeschwindigkeitsregler stellt hier eine Fahrzeugfunktion
dar. Ferner ist eine weitere Steuerung oder Fahrzeugfunktion 10 vorgesehen,
beispielsweise eine Fahrdynamikregelung, eine Antriebschlupfregelung,
ein Antiblockiersystem, usw., die ein weiteres Vorgabemoment MW
von der Umsetzungseinheit 45 anfordert. Die weitere Steuerung
oder Fahrzeugfunktion 10 steht hier symbolisch für eine oder
mehrere solcher Steuerungen oder Fahrzeugfunktionen, die jeweils
ein solches Vorgabemoment erzeugen und an die Umsetzungseinheit 45 abgeben
können.
Die Drehzahlregelung 25 erzeugt eine erste Ausgangsgröße A1 und ggf.
eine zweite Ausgangsgröße A2, die
ebenfalls der Umsetzungseinheit 45 zugeführt und
im Sinne einer Annäherung
des Istwertes nist der Drehzahl an die Solldrehzahl nsoll gebildet
wird. Ferner werden der Umsetzungseinheit 45 vom Drehzahlsensor 40 der Istwertes
nist der Drehzahl sowie weitere Betriebsgrößen 85 der Antriebseinheit 1 zugeführt, beispielsweise
die Motortemperatur, der Saugrohrdruck, die Abgasrückführrate,
usw. Aus den Momentenanforderungen MG, MF, MW sowie den Ausgangsgrößen A1, A2
bildet die Umsetzungseinheit 45 eine resultierende Momentenanforderung,
die nach Maßgabe
der aktuellen Betriebsbedingungen der Antriebseinheit 1 gemäß den zugeführten Betriebsgrößen 85 umgesetzt
wird. Diese Umsetzung erfolgt bei dem beschriebenen Ottomotor durch
entsprechende Ansteuerung der Zündung
und/oder der Luftzufuhr und/oder der Kraftstoffzufuhr in dem Fachmann
bekannter Weise und wie in 1 durch
die entsprechenden Symbole für
die Zündung,
die Luftzufuhr und die Kraftstoffzufuhr angedeutet.
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In 2 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel für die Umsetzungseinheit 45 in
Form eines Funktionsdiagrammes dargestellt. Die Momentenanforderungen
MG, MF, MW werden zusammen mit den Betriebsgrößen 85 der Antriebseinheit 1 einem
Momentenkoordinator 50 zugeführt, der aus diesen Größen in dem
Fachmann bekannter Weise einen resultierenden Sollwert MSOLL für das Ausgangsdrehmoment
des Antriebsmotors bildet. Gemäß dem hier
beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
ist es vorgesehen, dass die Drehzahlregelung 25 zur Verringerung
der Differenz zwischen dem Sollwert nsoll der Drehzahl und dem Istwert
nist der Drehzahl als erste Ausgangsgröße A1 ein Differenzmoment erzeugt,
um das das resultierende Sollmoment MSOLL geändert werden muss, um die beschriebene
Verringerung der Differenz zwischen dem Sollwert nsoll der Drehzahl und
dem Istwert nist der Drehzahl zu realisieren. Zu diesem Zweck wird
die erste Ausgangsgröße A1 in einem
Additionsglied 55 mit dem resultierenden Sollmoment MSOLL
additiv verknüpft,
d. h. addiert. Somit entsteht ein modifiziertes resultierendes Sollmoment
MSOLL1 am Ausgang des Additionsgliedes 55. Zusätzlich oder
alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Drehzahlregelung 25 zur
Verringerung der Differenz zwischen dem Sollwert nsoll der Drehzahl und
dem Istwert nist der Drehzahl als zweite Ausgangsgröße A2 einen
Faktor erzeugt, mit dem das resultierende Sollmoment MSOLL bzw.
das modifizierte resultierende Sollmoment MSOLL1 multipliziert werden
muss, um die gewünschte
Verringerung der Differenz zwischen dem Sollwert nsoll der Drehzahl und
dem Istwert nist der Drehzahl zu realisieren. Diese Multiplikation
erfolgt mit Hilfe eines Multiplikationsgliedes 60, wobei
gemäß 2 das
Multiplikationsglied 60 gestrichelt dargestellt ist. Es
kann also vorgesehen sein, wie in 2 den Ausgang
des Momentkoordinators 50, also das resultierende Sollmoment
MSOLL zunächst
wie beschrieben additiv mit der ersten Ausgangsgröße A1 zu
verknüpfen
und das dadurch entstehende modifizierte resultierende Sollmoment
MSOLL1 anschließend
mittels des Multiplikationsgliedes 60 mit der zweiten Ausgangsgröße A2 zu
multiplizieren, um letztlich ein doppelt modifiziertes resultierendes
Sollmoment MRES zu erhalten, dass dann von einem Umsatzmodul 65 in
der Umsetzungseinheit 65 durch entsprechende Ansteuerung der
Zündung
und/oder der Luftzufuhr und/oder der Kraftstoffzufuhr eingestellt
wird. Die Reihenfolge der Addition und der Multiplikation durch
das Additionsglied 55 und das Multiplikationsglied 60 kann
dabei auch vertauscht sein. Alternativ kann nur die additive Korrektur
mit der ersten Ausgangsgröße A1 oder
nur die multiplikative Korrektur mit der zweiten Ausgangsgröße A2 zur
Modifizierung des resultierenden Sollmoments MSOLL vorgesehen sein.
In einem Betriebszustand der Antriebseinheit 1, in dem
die Drehzahlregelung 25 ausgeschaltet ist, beispielsweise
in dem der Drehzahlregelung 25 als Solldrehzahl nsoll der
Wert Null vorgegeben wird, ist die erste Ausgangsgröße A1 gleich
Null und die zweite Ausgangsgröße A2 gleich
Eins. Nur in einem Betriebszustand der Antriebseinheit 1,
in dem die Drehzahlregelung 25 aktiviert ist, kann somit
die erste Ausgangsgröße A1 von
Null und die zweite Ausgangsgröße A2 von Eins
verschieden sein. Wird der Betriebszustand der Antriebseinheit 1 verlassen,
in dem die Drehzahlregelung 25 aktiviert war, so wird die
Drehzahlregelung 25 ausgeschaltet und die erste Ausgangsgröße A1 auf
Null sowie die zweite Ausgangsgröße A2 auf
Eins gesetzt. Somit wird das resultierende Sollmoment MSOLL in Betriebszuständen der
Antriebseinheit 1, in denen die Drehzahlregelung 25 ausgeschaltet
ist bzw. nach Verlassen solcher Betriebszustände, in denen die Drehzahlregelung 25 aktiviert
war, sofern die Drehzahlregelung 25 in dem nachfolgenden
Betriebszustand ausgeschaltet ist, ohne Modifizierung von dem Umsetzmodul 65 umgesetzt.
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Gemäß 3 ist
eine zweite Ausführungsform
für die
Umsetzungseinheit 45 in Form eines Funktionsdiagrammes
dargestellt. Dabei kennzeichnen in 3 gleiche
Bezugszeichen gleiche Elemente wie in 2. Wie auch
beim ersten Ausführungsbeispiel
nach 2 werden die Momentenanforderungen MG, MF, MW
zusammen mit den Betriebsgrößen 85 der
Antriebseinheit 1 dem Momentenkoordinator 50 zugeführt, der
aus diesen Größen in dem Fachmann
bekannter Weise den resultierenden Sollwert MSOLL für das Ausgangsdrehmoment
des Antriebsmotors bildet. Gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
nach 3 ist es nun vorgesehen, dass die Drehzahlregelung 25 lediglich
die erste Ausgangsgröße A1 in
Form eines von der Motorsteuerung 20 einzustellenden Ausgangsdrehmoments MRES 1 des
Antriebsmotors im Sinne einer Verringerung der Differenz zwischen
dem Sollwert nsoll der Drehzahl und dem Istwert nist der Drehzahl
bildet. Das von der Drehzahlregelung 25 gelieferte einzustellende
Ausgangsdrehmoment MRES1 wird einem Vergleichsglied 70 zugeführt. Das
Vergleichsglied 70 prüft,
ob das einzustellende Ausgangsdrehmoment MRES1 gleich Null ist.
Ist dies der Fall, so wird der Ausgang des Vergleichsgliedes 70 auf
logisch Eins gesetzt, andernfalls auf logisch Null. Das Ausgangssignal
des Vergleichsgliedes 70 wird zusammen mit dem Ausgangssignal
des Momentenkoordinators 50, also dem resultierenden Sollmoment
MSOLL einem UND-Glied 75 zugeführt. Der
Ausgang des UND-Gliedes 75 ist in 3 mit MSOLL' bezeichnet und entspricht
dem resultierenden Sollmoment MSOLL für den Fall, dass der Ausgang
des Vergleichsgliedes 70 gesetzt ist, also die erste Ausgangsgröße A1 und
damit das von der Drehzahlregelung 25 gelieferte einzustellende
Ausgangsdrehmoment gleich Null ist. In diesem Fall liegt kein Betriebszustand
vor, in dem eine Solldrehzahl eingestellt werden soll, d. h. die
Drehzahlregelung 25 ist ausgeschaltet. Dies kann bspw.
dadurch geschehen, dass die Solldrehzahl nsoll von der Getriebesteuerung 5 auf
Null gesetzt wird und die Drehzahlregelung 25 bei Detektion
der Solldrehzahl nsoll = 0 ausgeschaltet wird. Ist jedoch der Ausgang
des Vergleichsgliedes 70 zurückgesetzt, weil die erste Ausgangsgröße A1 ungleich
Null ist, dann ist auch der Ausgang MSOLL' des UND-Gliedes 75 gleich
Null. Der Ausgang MSOLL' des
UND-Gliedes 75 wird zusammen mit der ersten Ausgangsgröße A1 =
MRES1 einem ODER-Glied 80 zugeführt. Für den Fall, dass die erste
Ausgangsgröße A1 gleich
Null ist, entspricht die Ausgangsgröße MSOLL'' des
ODER-Gliedes 80 der Ausgangsgröße MSOLL' des UND-Gliedes 75, die in diesem
Fall dem resultierenden Sollmoment MSOLL am Ausgang des Momentenkoordinators 50 entspricht.
Ist die erste Ausgangsgröße A1 jedoch
ungleich Null, so entspricht der Ausgang MSOLL'' des ODER-Gliedes 80 der
ersten Ausgangsgröße A1, da in
diesem Fall die Aus gangsgröße MSOLL' des UND-Gliedes 75 gleich
Null ist. Die Ausgangsgröße MSOLL'' ist das letztlich einzustellende Ausgangsdrehmoment
des Antriebsmotors und wird dem Umsetzmodul 65 zur Umsetzung
in der zum ersten Ausführungsbeispiel
nach 2 beschriebenen Weise zugeführt. Das bedeutet, dass in
einem Betriebszustand der Antriebseinheit 1, in dem die
Drehzahlregelung 25 aktiviert ist, die Getriebesteuerung 5 also eine
Solldrehzahl nsoll ungleich Null vorgibt, das letztlich einzustellende
Ausgangsdrehmoment MSOLL'' des Antriebsmotors
der ersten Ausgangsgröße A1 der
Drehzahlregelung 25 entspricht, deren Umsetzung somit Vorrang
vor der Umsetzung der Momentenanforderungen MW, MG, MF hat. Ist
jedoch die Drehzahlregelung 25 ausgeschaltet, die Solldrehzahl
nsoll also gleich Null, dann liegt ein Betriebszustand der Antriebseinheit 1 vor,
in dem die Momentenanforderungen MW, MG, MF unter Berücksichtigung
der Momentenkoordination umgesetzt werden sollen.
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Anhand
des zweiten Ausführungsbeispiels soll
im Folgenden eine Alternative gemäß dem Funktionsdiagramm nach 4 beschrieben
werden. Dabei kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente
wie in den vorherigen Figuren. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel
ist es gemäß 4 vorgesehen,
dass die Drehzahlregelung 25, der von der Getriebesteuerung 5 die
Solldrehzahl nsoll und vom Drehzahlsensor 40 die Istdrehzahl
nist zugeführt
ist, zwei einzustellende Ausgangsdrehmomente des Antriebsmotors
im Sinne einer Verringerung der Differenz zwischen der Solldrehzahl
nsoll und der Istdrehzahl nist bestimmt. Dabei ist ein erstes einzustellendes
Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotores in 4 mit MZRES
und ein zweites einzustellendes Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotores
mit MLRES bezeichnet. Das erste einzustellende Ausgangsdrehmoment
MZRES ist ein auf einem Zündungspfad
des als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotors umzusetzendes
Ausgangsdrehmoment und das zweite einzustellende Ausgangsdrehmoment
MLRES ist ein auf eine Luft- und/oder Kraftstoffpfad des als Verbrennungsmotor ausgebildeten
Antriebsmotors umzusetzendes Ausgangsdrehmoment. Die in 2 dargestellte
Struktur des Funktionsdiagrammes ist für diesen Fall doppelt vorgesehen,
nämlich
einmal für
den Zündungspfad und
einmal für
den Luft- und/oder Kraftstoffpfad. Lediglich der Momentenkoordinator 50 ist
nur einmal erforderlich und liefert in diesem Fall statt des resultierenden
Sollmoments MSOLL ein erstes resultierendes Sollmoment für den Zündungspfad
und ein zweites resultierendes Sollmoment für den Luft- und/oder Kraftstoffpfad.
Dabei ist weiterhin das für
den Zündungspfad
vorgesehene Umsetzmodul lediglich zur Umsetzung des für den Zündungspfad
letztlich geforderten Ausgangsdrehmoments durch entsprechende Ansteuerung
der Zündung
und das für
den Luft- und/oder Kraftstoffpfad vorgesehene Umsetzmodul lediglich
zur Umsetzung des für
den Luft- und/oder Kraftstoffpfad letztlich geforderten Ausgangsdrehmoments
durch entsprechende Ansteuerung der Luftzufuhr und/oder der Kraftstoffzufuhr
ausgebildet. Die Aufteilung in den Zündungspfad einerseits und den Luft-
und/oder Kraftstoffpfad andererseits zur Momentenvorgabe und – umsetzung
ist an sich bereits Stand der Technik und ermöglicht die Aufteilung eines
gesamten umzusetzenden Ausgangsdrehmoments des Antriebsmotors in
einen schnell umsetzbaren Anteil über den Zündungspfad und einen langsamer
umsetzbaren Anteil über
den Luft- und/oder Kraftstoffpfad.
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Den
beiden Ausführungsformen
nach 2 und 3 gemeinsam ist, dass in einem
Betriebszustand der Antriebseinheit 1, in dem die Drehzahlregelung 25 aktiviert
ist, die Regelung der Istdrehzahl nist auf die Solldrehzahl nsoll
Priorität
vor der Umsetzung der Momentenanforderungen MW, MG, MF hat. Im Falle
des ersten Ausführungsbeispiels
nach 2 wird dies durch eine überlagerte Drehzahlregelung realisiert,
bei der das vom Momentenkoordinator 50 gelieferte resultierende
Sollmoment MSOLL abhängig
von der Drehzahlregelung modifiziert wird, sodass sich das modifizierte
resultierende Sollmoment MSOLL1 bzw. das doppelt modifizierte resultierende Sollmoment
MRES zur Umsetzung über
das Umsetzmodul 65 ergibt. Im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels
nach 3 wird dies dadurch realisiert, dass das von der
Drehzahlregelung 25 geforderten einzustellende Ausgangsdrehmoment
MRES1 Vorrang vor dem vom Momentenkoordinator 50 ermittelten
resultierenden Sollmoment MSOLL bei der Umsetzung über das
Umsetzmodul 65 hat.
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Die
Anwendung des ersten Ausführungsbeispiels
nach 2 kann z. B. für
einen Betriebszustand der Antriebseinheit 1 vorteilhaft
sein, der durch einen Schaltvorgang des Getriebes charakterisiert ist.
Während
des Schaltvorgangs sendet die Getriebesteuerung 5 die sowohl
eine Drehzahlanforderung in Form der Solldrehzahl nsoll an die Drehzahlregelung 25 als
auch die Momentenanforderung MG an den Momentenkoordinator 50.
Unabhängig
von weiteren Momentenanforderungen MW, MF liegt somit zumindest
die Momentenanforderung MG der Getriebesteuerung 5 am Eingang
des Momentenkoordinators 50 an. Aus der Momentenanforderung
MG der Getriebesteuerung 5 ermittelt der Momentkoordinator 50 abhängig von
den Betriebsgrößen 85 das
resultierende Sollmoment MSOLL. Dieses resultierende Sollmoment
MSOLL wird dann von der Drehzahlregelung 25 modifiziert,
um die Solldrehzahl nsoll einzustellen. Es liegt also eine überlagerte
Drehzahlregelung bei Momentenvorgabe vor, die zunächst die Momentenanforderung
MG der Getriebesteuerung 5 bzw. das daraus abgeleitete
resultierende Sollmoment MSOLL berücksichtigt und entsprechend
der Drehzahlregelung 25 verändert. Die Drehzahlregelung 25 beschränkt sich
dabei auf das Erhöhen
bzw. das Verringern des resultierenden Sollmoments MSOLL je nach
Vorzeichen der ersten Ausgangsgröße A1 bzw.
je nachdem, ob die zweite Ausgangsgröße A2 größer oder kleiner 1 ist. Mit
Hilfe der beschriebenen überlagerten
Drehzahlregelung bei Momentenvorgabe lässt sich sowohl die Drehzahlenvorgabe als
auch die Momentenvorgabe gleichzeitig beachten, wodurch der Komfort
eines externen Eingriffs, wie er z. B. während des durch den Schaltvorgang charakterisierten
Betriebszustandes der Antriebseinheit 1 vorliegt, verbessert
wird.
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Die
Anwendung des zweiten Ausführungsbeispiels
nach 3 kann z. B. für
einen Betriebszustand der Antriebseinheit 1 vorteilhaft
sein, der durch einen Anfahrvorgang des Fahrzeugs charakterisiert ist.
Die herkömmliche
Vorgehensweise für
einen solchen Anfahrvorgang des Fahrzeugs sieht vor, dass beim Anfahren
durch den Fahrer über
das Fahrpedal das Ausgangsdrehmoment MF des Antriebsmotors angefordert
wird und gegebenenfalls modifiziert durch einen Momentenkoordinator
von der Motorsteuerung auch umgesetzt wird. Bei Verwendung eines
automatisierten Schaltgetriebes beginnt dann die Kupplung zu schließen, sodass
der Antriebsmotor nicht Gefahr läuft,
abzusterben bzw. unangenehm hoch zu drehen. Von der Getriebesteuerung
des automatisieren Schaltgetriebes wird dabei nur eine Momentenbegrenzung
an die Motorsteuerung gesandt, damit bei großen angeforderten Ausgangsdrehmomenten
des Antriebsmotors der Einkuppelvorgang dennoch beherrschbar bleibt.
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Erfindungsgemäß ist es
nun mit Hilfe des zweiten Ausführungsbeispiels
nach 3 ausgehend vom Blockschaltbild nach 1 vorgesehen, dass
wenn der Fahrer bei stehendem Fahrzeug bzw. bei geringen Fahrgeschwindigkeiten,
sodass ein Anfahrvorgang notwendig wird, das Fahrpedal drückt, das
dadurch erzeugte Vorgabemoment MF für den Fahrerwunsch gemäß 1 auch
der Getriebesteuerung 5 zugeführt wird, sodass die Getriebesteuerung 5 den
Anfahrwunsch erkennt und durch Bildung einer geeigneten Solldrehzahl
nsoll ungleich Null für den
Anfahrvorgang die Drehzahlregelung 25 für diesen Betriebszustand des
Anfahrvorganges aktiviert. Die Solldrehzahl der Getriebesteuerung 5 wird
nur dann berücksichtigt,
falls diese größer als
die stationäre
Leerlauf-Solldrehzahl ist. Ist die stationäre Leerlauf-Solldrehzahl größer als
die von der Getriebesteuerung 5 vorgegebene Solldrehzahl
nsoll, dann wird aus Sicherheitsgründen statt der Solldrehzahl nsoll
der Getriebesteuerung 5 die stationäre Leerlauf-Solldrehzahl der Drehzahlregelung 25 zugeführt. Solange
der Anfahrvorgang und damit die Drehzahlregelung 25 aktiv
bleibt, wird das Vorgabemoment MF für den Fahrerwunsch bzw. das
damit verknüpfte resultierende
Sollmoment MSOLL am Ausgang des Momentenkoordinators 50 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
ignoriert und nur das von der Drehzahlregelung 25 geforderte
einzustellende Ausgangsdrehmoment MRES1 zur Umsetzung der Solldrehzahl
nsoll in der beschriebenen Weise berücksichtigt und umgesetzt. Das
Fahrpedal hat in diesem Betriebszustand also keinen Einfluss auf
das Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotores, durch Betätigung des
Fahrpedals wird lediglich die Getriebesteuerung 5 beeinflusst,
die durch die Vorgabe der Solldrehzahl nsoll sowie der Einkuppelgeschwindigkeit
das notwendige Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotors beeinflusst.
Der Betriebszustand des Anfahrvorgangs wird beispielsweise dann
von der Getriebesteuerung 5 als beendet erkannt, wenn das Fahrpedal
zumindest teilweise wieder Iosgelassen wird. Dann wird die Vorgabe
der Solldrehzahl nsoll an die Drehzahlregelung 25 beendet,
d. h. die Solldrehzahl nsoll auf Null gesetzt und die Drehzahlregelung 25 dadurch
ausgeschaltet. Somit wird mit Beendigung des Betriebszustandes des
Anfahrvorganges wieder das Vorgabemoment MF gemäß dem Fahrerwunsch bzw. das
damit verknüpfte
resultierende Sollmoment MSOLL zur Umsetzung mittels dem Umsetzmodul 65 berücksichtigt.
Durch das Anhalten der Solldrehzahl nsoll während des Anfahrvorganges lässt sich
der Anfahrvorgang komfortabler gestalten, vorausgesetzt die Solldrehzahl
nsoll für
den Anfahrvorgang wurde beispielsweise auf einem Prüfstand zuvor
geeignet appliziert. Das von der Motorsteuerung 20 zu stellende
Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotors kann zusätzlich und in nicht in den
Figuren dargestellter Weise überlagert
werden mit dem Ergebnis einer Momentenvorsteuerung. Dabei wird dem
dem Umsetzmodul 65 gemäß den Ausführungsbeispielen
nach 2 und 3 zugeführten umzusetzenden Ausgangsdrehmoment
des Antriebsmotors vor der Umsetzung noch ein Vorsteuermoment überlagert,
das beispielsweise Reibungsverluste des Antriebsmotors, Verluste
von Verbrauchern, wie beispielsweise Klimaanlage, elektrisches Schiebedach, usw.,
Momentenbedarf aus der Kupplungsposition, usw. berücksichtigt.
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Die
Drehzahlregelung 25 kann einen Integralregler und/oder
einen Proportionalregler und/oder einen Differenzialregler umfassen.
Beispielsweise kann die Drehzahlregelung 25 als PID-Regler
ausgebildet sein. Die Betriebszustände der Antriebseinheit 1,
in denen die Drehzahlregelung 25 in der beschriebenen Weise
erfindungsgemäß aktiviert
sein soll, sind von einer Leerlaufdrehzahlregelung der Antriebseinheit 1 verschieden.
Für die
Drehzahlregelung 25 kann dennoch bspw. die Struktur einer
bereits vorhandenen Leerlaufdrehzahlregelung der Antriebseinheit 1 genutzt
werden. Dabei können die
gleichen Regler wie für
die übliche
Leerlaufdrehzahlregelung verwendet werden, wobei lediglich die Regelparameter
abhängig
von den verschiedenen Betriebszuständen der Antriebseinheit 1,
also z. B. Leerlauf oder Anfahrvorgang oder Schaltvorgang, angepasst
werden müssen.
Dies erfordert eine Differenzierung der verschiedenen Be triebszustände. Der Drehzahlregelung 25 müssen in
diesem Fall abhängig
vom jeweiligen Betriebszustand Informationen über den aktuellen Betriebszustand
zugeführt
werden, in dem die Drehzahlregelung 25 aktiv sein soll. Der
aktuelle Betriebszustand der Antriebseinheit 1 und damit
beispielsweise der Leerlaufbetriebszustand, der Betriebszustand
des Anfahrvorgangs und der Betriebszustand des Schaltvorgangs, kann
in dem Fachmann bekannter Weise von der Motorsteuerung 20 abhängig von
den Betriebsgrößen 85 ermittelt
und der Drehzahlregelung 25 zur Anpassung der Regelparameter
mitgeteilt werden. Auf diese Weise können durch die Verwendung gleicher
Regler für
die Drehzahlregelung in verschiedenen Betriebszuständen der
Antriebseinheit 1 Ressourcen insbesondere in Form von Rechenleistung
eingespart werden.
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Getriebesteuerung 5 kann
zur Steuerung eines bspw. als Handschaltgetriebe, als automatisiertes
Schaltgetriebe, als stufenloses Getriebe oder als Automatikgetriebe
ausgebildeten Getriebes ausgebildet sein.