DE19637210A1 - Antriebsstrangsteuerung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Antriebsstrangsteuerung für ein Kraftfahrzeug

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Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangsteuerung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bekannte Steuerungssysteme für den Motor, das Getriebe und die Nebenaggregate eines Kraftfahrzeugs arbeiten weitgehend selbständig, d. h. sie stellen den Arbeitspunkt und den Be­ triebsmodus des gesteuerten Aggregats weitgehend unabhängig voneinander ein. Es stehen auch Mittel zur Kommunikation zwi­ schen den einzelnen Bestandteilen des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung, z. B. in Form eines CAN-Busses oder ähnlichem, diese werden aber überwiegend nur zum Aus­ tausch von Sensordaten im Wege einer Mehrfachausnutzung ver­ wendet. Außerdem beeinflussen sich die Steuerungen mittels Kommunikation bei bestimmten Vorgängen, z. B. um den Schalt­ komfort durch eine Reduktion des Motormoments bei einem Über­ setzungswechsel des Getriebes zu verbessern.
Weitere Beispiele sind eine Motorschleppmomentregelung beim Bremsen und ein Bremseingriff oder eine Motormomentreduktion bei auftretendem Antriebsschlupf. Bekannt ist ein Vorschlag zur Systemvernetzung im Automobil, die eine integrierte An­ triebsstrangsteuerung für ein Kraftfahrzeug anstrebt, durch die die Stellung des Gaspedals als ein vom Fahrer gewünschtes Radmoment interpretiert und zum Berechnen von Sollwerten für den Motor und für das Getriebe des Kraftfahrzeugs verwendet (F & M 101(1993)3, Seiten 87 bis 90). Zielsetzung der darin vorgeschlagenen übergeordneten Optimierung der Teilsysteme Motorsteuerung, elektronisches Gaspedal und Getriebesteuerung ist es, den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und die Fahr­ barkeit des Kraftfahrzeugs zu verbessern, insbesondere was die spontane Reaktion auf Gaspedalbewegungen betrifft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb eines Kraftfahrzeugs global zu verbessern. Dabei sollen die Emis­ sionen (Kohlenwasserstoffe, Stickoxide usw.) minimiert wer­ den, indem eine Strategie für die Motorsteuerung, die Motor­ leistungsstelleinheit und die Getriebesteuerung zentral der­ art festgelegt wird, daß der Ausstoß von Schadstoffen, insbe­ sondere im Stadtgebiet, minimiert wird. Die zentrale Strate­ gie kann auch einen fahrleistungsorientierten Modus des Kraftfahrzeugs zum Ziel haben. Alle dezentralen Funktionsein­ heiten werden bei dieser Strategie so eingestellt, daß eine bestmögliche Beschleunigung, ein schnelles Ansprechen des An­ triebs auf den Fahrerwunsch zur Verfügung stehen. Notwendig ist ein solcher Modus bei einer sportlichen Fahrweise und bei Bergauffahrt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein die hierarchische Struktur oder Architektur einer integrierten Antriebsstrangsteuerung gemäß der Erfin­ dung darstellendes Blockschaltbild;
Fig. 2 eine integrierte Antriebsstrangsteuerung gemäß der Erfindung;
Fig. 3 die Steuerung des Motors und des Getriebes einer an­ deren Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsstrang­ steuerung;
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm des von der Antriebsstrangsteue­ rung nach Fig. 2 abgearbeiteten Programms, und
Fig. 5 ein Unterprogramm des Ablaufdiagramms von Fig. 4.
Eine integrierte Antriebsstrangsteuerung 1 weist die nachfol­ gend aufgeführten Bestandteile auf (Fig. 1). Der besseren Lesbarkeit halber wird im folgenden bei den einzelnen Schal­ tungs- oder Programmbestandteilen häufig auf die Bezeichnun­ gen "-Schaltung" oder "Block" verzichtet (Beispiel: Auswahl statt Auswahlschaltung).
Die Bestandteile sind: symbolisch zu einem Block zusammenge­ faßte Sensoren 1.01, eine zentrale Klassifikation und Krite­ rienbildung 1.02, eine zentrale Betriebsparametergewinnung 1.03, der die Signale von dem Fahrpedal und dem Bremspedal des Kraftfahrzeugs zugeführt werden, eine Fahrstrategieaus­ wahl 1.04, zu einem Block zusammengefaßte dezentrale Steue­ rungseinheiten 1.05 und die zu steuernden Aggregate des An­ triebsstrangs 1.06, z. B. der Motor, das Getriebe und die Bremsen des Kraftfahrzeugs.
Die Funktion und Wirkungsweise der Bestandteile von Fig. 1 wird in Verbindung mit der Beschreibung der weiteren Figuren erläutert.
Die integrierte Antriebsstrangsteuerung 1 ist in Fig. 2 de­ taillierter dargestellt. Sie weist folgende Bestandteile der zentralen Klassifikationen und Kriterienbildung 1.02 auf: ei­ ne Fahrertyp- und Fahrerwunsch-Gewinnung(sschaltung) 2, eine Umwelt- und Straßentyp-Lokalisation 3 (zum Beispiel über GPS) eine Fahrmanöver- und Fahrsituationserkennung 4 und ein In­ formationskanal 5 (zum Beispiel ein Funktelefon oder ein Sa­ tellitenempfänger). Den Schaltungen 2 bis 5 und weiteren noch zu beschreibenden Schaltungsbestandteilen der Antriebsstrang­ steuerung 1 werden die Signale von verschiedenen Sensoren im Kraftfahrzeug, die hier symbolisch mit S bezeichnet sind, über entsprechende Signalleitungen zugeführt. Die Signallei­ tungen sind in der Zeichnung als Mehrfachleitungen angedeu­ tet, sie können auch als Datenbus (z. B. CAN-Bus) ausgeführt sein.
Eine Primär-Fahrstrategieauswahl 6 empfängt über Leitungen 14 bis 18 Ausgangssignale der vorstehend erwähnten Schaltungen 2 bis 5. Über eine Leitung 19 empfängt sie das Ausgangssignal einer Radmomentberechnung 12, die ihrerseits Signale von ei­ nem Bremspedal 20 und einem Gaspedal 21 empfängt. Ausgangssignale der Primär-Fahrstrategieauswahl 6 werden ei­ ner Basis-Betriebsparametergewinnung 7 und einer elektroni­ schen Motorsteuerung und Motorleistungsstelleinheit 9 zuge­ führt. Ausgangssignale der Basis-Betriebsparametergewinnung 7 gelangen zu einer Fahrerinformation oder Anzeige 16, zu einer elektrischen Servolenkung (EPAS) 8, zu einer elektronischen Motorsteuerung und Motorleistungsstelleinheit (EMS/ETC) 9, zu einer elektronischen Getriebesteuerung (EGS) 10 und zu ei­ ner Bremssteuerung 11, die ein ABS-System, eine Antriebs­ schlupfregelung TCS und eine Fahrstabilitätsregelung FSR ein­ schließen kann.
Die Basis-Betriebsparametergewinnung (oder Block) 7 führt nun gemäß der Strategievorgabe aus dem Block 6 eine koordinierte Berechnung der zentralen Betriebsparameter des gesamten An­ triebsstranges durch. Im Block 7 werden zum Beispiel Getrie­ beübersetzungen und Soll-Motordrehmoment festgelegt, aber auch Antriebsart und deren einzelne Betriebspunkte beim Hy­ bridantrieb. Dies ermöglicht eine wesentlich umfassendere Steuerung von Motor und Getriebe als bisher. So kann das Mo­ tordrehmoment abhängig von der Getriebeübersetzung einge­ stellt werden. Dies erhöht die Fahrbarkeit des Kraftfahr­ zeugs, da der Fahrer bei einer Hochschaltung den Verlust an Abtriebsmoment nicht mehr ausregeln muß. Aber auch Schadstof­ femissionen können so wirksam gesenkt werden (Erklärung folgt weiter unten).
Die koordinierte Festlegung der Betriebsparameter von Motor und Getriebe erfolgt dabei nicht nur stationär, d. h. nicht nur bei konstanter Radmomentanforderung aus Block 12, sondern es werden auch Informationen über dynamische Vorgänge wie z. B. über eine Kurvenfahrt oder über einen Übergang in den Schubbetrieb (Fahrzeuggeschwindigkeit wird dabei verkleinert) von Block 7 berücksichtigt, um die nachgeordneten Funktions­ einheiten 8-11 zu koordinieren. So ist es im Fall des Schub­ betriebs möglich, sowohl die aktuelle Gangübersetzung fest zu­ halten als auch gleichzeitig die Schubabschaltung zu aktivie­ ren. Bei einer extremen Kurvenfahrt ist es zum Erhalt der Fahrstabilität sinnvoll, die Übersetzung zu fixieren (→ EGS) und Lastwechsel im Antrieb zu dämpfen oder langsamer ablaufen zu lassen (→ EMS/ETC).
Die Zentralisierung im Sinne von Fahrbarkeits- und Emissions­ management soll aber nur soweit erfolgen wie nötig (Strate­ gievorgabe oder -Delegation). Alle anderen Funktionen laufen in der Ebene der dezentralen Steuerungseinheiten soweit mög­ lich selbständig ab (z. B. Funktionen für Fahrstabilität).
Die Steuerschaltungen oder Geräte 8 bis 11 erzeugen Stellsi­ gnale, mit denen die einzelnen Aggregate oder Bestandteile des Antriebsstrangs 24 des Kraftfahrzeugs gesteuert werden, d. h. der Motor über seine Drosselklappe, das Getriebe und die Bremsen des Kraftfahrzeugs. Die Stellsignale gelangen über Leitungen A von den Schaltungen 9 bis 11 zu den Aggregaten des Antriebsstrangs, Sensorsignale S werden über entsprechen­ de Leitungen den genannten Schaltungen zugeführt. Die Steuer­ schaltungen oder Geräte 8 bis 11 können allerdings auch als sogenannte Vororteinheiten mit dem jeweils zu steuernden Ag­ gregat zusammengebaut oder in dieses integriert sein. So ist es zum Beispiel sinnvoll, die Steuerung 11 im Falle eines elektrischen Bremsaktuators mit dem Bremsaktuator zusammenzu­ fassen. An der Steuerungsfunktion ändert sich dadurch nichts.
Die einzelnen Bestandteile des Antriebsstrangs selbst sind in Fig. 2 unten zeichnerisch dargestellt, sie werden hier nicht weiter erläutert, da sie allgemein bekannt sind. Im Falle ei­ nes Hybridantriebes - d. h. eines Verbrennungsmotors kombi­ niert mit einem Elektromotor - ist ersterer mit dem Elektro­ motor und einem Generator G gekoppelt. Ein solcher Hybridan­ trieb ist zum Beispiel aus VDI-Bericht Nr. 1225, 1995, Seiten 281-297 bekannt.
Beispiele für eine erfindungsgemäße globale oder kombinierte Antriebsstrangsteuerung sind:
  • 1. Ein emissionsminimierter Betrieb (HC, NOx):
    - Die Primär-Fahrstrategieauswahl 6 legt die Betriebsweise des gesamten Antriebstrangs auf minimierten Schadstoffaus­ stoß fest.
  • - Ein zentraler "Entscheider", d. h. die Primär-Fahrstrate­ gieauswahl 6, berechnet gemäß dieser Vorgabe die wesentli­ chen Betriebsparameter der Schaltungen 9, 10 (EMS, ETC, EGS) derart, daß der Ausstoß an Schadstoffen minimiert wird (z. B. im Stadtgebiet). Diese Vorgabe kann von den nachgeordneten Funktionseinheiten folgendermaßen umgesetzt werden:
  • - ETC (elektronische Motorleistungssteuerung): Lastwechsel des Verbrennungsmotors werden gedämpft (angefordert von Einheit 12) oder der Betriebsbereich wird eingeschränkt. Durch Vermeiden von instationären Vorgängen können dabei Regelungen und Steuerungen, die eine Emissionsreduktion bezwecken, fehlerfrei Arbeiten. Betriebsbereiche mit quan­ titativ oder qualitativ unerwünschter Zusammensetzung der Emissionen werden vermieden.
  • - EMS (elektronische Motorsteuerung): Aktivierung eines emissionsarmen Modus, z. B. bei Verbrennungsmotor Verringe­ rung der Beschleunigungsanreicherung, oder
  • - Wechsel der Antriebsart (z. B. auf Elektromotor, Wasser­ stoffantrieb)
  • - EGS (elektronische Getriebesteuerung): bewirkt beim Ver­ brennungsmotor einen möglichst stationären Betrieb im Be­ reich mit kleinster Emission, zum Beispiel mit CVT oder vielstufigem Getriebe;
  • - Anpassung bei Wechsel der Antriebsart (z. B. Elektromo­ tor, Wasserstoffantrieb, und zwar koordiniert durch die Einheit 7). Besonders bei dieser Funktion kommt es auf ein gutes Zusammenspiel von Motor und Getriebe an, denn die Anforderung des Fahrers läßt bezüglich Beschleunigung und Geschwindigkeit mehrere Kombinationen von resultierendem Motordrehmoment und Getriebeübersetzung zu. Auch ist ein abgestimmter Verlauf der zeitlichen Änderung beider Stell­ größen notwendig.
  • 2. Ein fahrleistungsorientierter Modus:
    Analog zum emissionsminimierten Betrieb werden alle dezen­ tralen Funktionseinheiten so eingestellt, daß bestmögliche Beschleunigung, schnelles Ansprechen des Antriebs auf den Fahrerwunsch (uneingeschränkte Antriebsart) zur Verfügung stehen. Notwendig bei sportlicher Fahrweise oder Bergauf­ fahrt.
Aus Fig. 1 ist die Architektur einer solchen Funktionstei­ lung ersichtlich. Allerdings werden Entscheidungen tieferer Kontrollebenen, die übergeordnete Vorgaben beeinflussen, an die höheren Kontrollebenen sofern notwendig signalisiert. Dies wird aber noch anhand von Fig. 2 erklärt werden, deren Funktion nun im Detail erläutert wird.
Der Block (oder Schaltung) 2 dient der Fahrertypgewinnung, d. h. eine Klassifikation zwischen fahrleistungsorientiert und ökonomisch. Ein Beispiel für eine derartige Funktion ist in EP 0 576 703 A1 beschrieben. Ein den Fahrstil des Fahrers charakterisierendes Signal wird einer Primär-Fahrstrategie­ auswahl 6 über eine Leitung 14 zugeführt.
Der Block 3 ermittelt den Straßentyp (Stadt/Autobahn/Land­ straße), kann aber auch über zusätzliche Sensoren z. B. den allgemeinen Grad der Luftverunreinigung feststellen. Ist mit GPS (Global Positioning System) in Verbindung mit einer digi­ talen Karte (auf CD-Rom) der lokale Standort des Fahrzeugs bekannt, so kann diese Information über die lokale Luftverun­ reinigung dem Block 6 zur Verfügung gestellt werden.
Eine in dem Block 4 durchgeführte Detektion einzelner Fahrma­ növer, wie z. B. Kurvenfahrt, Fahrbahnsteigung, Antriebs-Bremsschlupf, sowie eine Information über Längs- und Quersta­ bilität, kann ebenfalls zur Ermittlung der Fahrstrategieaus­ wahl herangezogen werden. Diese Informationen können auch Block 7 zur Verfügung gestellt werden, um über die mittelfri­ stige Betriebsstrategie auch kurzfristig eine geeignete Be­ triebsweise des Antriebsstrangs zu erreichen. Dabei können diese Informationen für die Blöcke 6 und 7 auch von dezentra­ len Steuerungseinheiten stammen (z. B. über die fahrdynamische Stabilität von dem ABS/TCS/FSR-Steuergerät 11) oder von dem Informationskanal 5. Dieser Block 5 stellt Informationen zur Verfügung, die von einer zentralen "Leitstelle", zum Beispiel von einer Verkehrsüberwachungsbehörde, gegeben werden. So ist es möglich, in einer Region zentral eine emissionsarme Be­ triebsweise zu steuern.
Der Block 6 dient der Ermittlung der primären Fahrstrategie­ auswahl für die nachgeordnete Einheit 7, die wiederum die zen­ tralen Betriebsparameter für die dezentralen Steuerungsein­ heiten koordiniert ermittelt. Die Informationen auf den Lei­ tungen 14, 15, 17 und 18 werden mit einem festgelegten Regel­ satz verglichen. Dies wird mit einem Fuzzy-System, mit mathe­ matisch formulierte Algorithmen oder mit einem Neuronalen Netz realisiert.
Die Sensoren S liefern notwendige Signale sowohl für die Bil­ dung der Klassifikation und der Kriterien in der obersten Schicht der Antriebsstrangsteuerung 1 , d. h. in den Einheiten 2-5, als auch an die dezentralen Steuerungseinheiten für die einzelnen Aggregate. Die Lokalisierung der Sensoren be­ züglich der Funktionsblöcke spielt eine untergeordnete Rolle, sofern eine Kommunikation zwischen der Sensorsignalaufberei­ tung in der jeweiligen Steuereinheit (ECU) und der Informati­ onssenke gewährleistet ist. Auch ist es bezüglich der Funkti­ onsarchitektur unwesentlich, in welcher ECU welche Funktions­ einheiten physikalisch vorhanden und zusammengefaßt sind. So ist es durchaus möglich, die Fahrertyp und -Wunschgewinnung in die Getriebesteuerung (EGS) 10 zu integrieren, während Um­ welt- und Straßentypklassifikation in dem Block 11 (Längs- und Querdynamikregelung) untergebracht werden können.
Auch kann ein zentraler Rechner die Einheiten 12, 6, 7 mit enthalten. Wesentlich ist die virtuelle Architektur, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, um eine insgesamt verbesserte Funktion zu erreichen. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Kommunikation zwischen den physikalischen Einheiten, die zweckmäßigerweise als schnelle serielle Buskommunikation (zum Beispiel über einen CAN-Bus) ausgeführt ist.
Die Vorgaben des Fahrers durch das Gaspedal werden in dem Block 12 in eine Soll-Raddrehmomentvorgabe umgesetzt, d. h. in das Drehmoment, das von den Antriebsrädern auf die Fahrbahn zu übertragen ist. Der Einfluß von umweltbedingten Einflüssen wie zusätzlichen Fahrwiderständen (Bergfahrt, Beladung) soll hier nicht berücksichtigt werden, um den Fahrer nicht von der physikalischen Realität zu entfremden.
Der Block 12 ist in Fig. 2 gesondert dargestellt, er kann aber auch in den dezentralen Steuerungseinheiten 8-11 oder 16 physikalisch untergebracht sein (z. B. EMS/ETC). Gleiches gilt für die Blöcke 1-7. Das Signal auf der Leitung 19 kann als Wunsch-Radmoment ausgegeben werden oder auch als Soll-Rad-Umfangskraft oder Soll-Getriebe-Ausgangsdrehmoment. Dabei ist es durch eine kontinuierliche Information über das Brems­ pedal 20 auch möglich, negative Soll-Radmomente oder -Umfangskräfte vorzugeben. Somit ist ein integriertes Manage­ ment von antreibenden Einheiten (z. B. Verbrennungs-, Elektro­ motor, rotierendes Schwungrad) oder verzögernden, Energie aufnehmenden Einheiten (z. B. Betriebsbremse, Stromgenerator, ruhendes Schwungrad) möglich. Alternativ zur Radmomentvorgabe vom Fahrer kann dieses auch von einem Fahrgeschwindigkeits­ regler 23 (kurz FGR) vorgegeben werden.
Die Informationskanäle zwischen dem Block 7 "Basis-Betriebs­ parametergewinnung" und den Einheiten 9, 10 und 11 sind bidi­ rektional nutzbar. Der Grund hierfür ist die Notwendigkeit, bei der Berechnung der Basis-Betriebsparameter nicht nur ex­ terne Bedingungen wie Fahrertyp, Umwelt und Fahrmanöver zu­ grunde zu legen, sondern auch interne vorgegebene Betriebszu­ stände der gesteuerten Einheiten im Antrieb zu berücksichti­ gen. So ist es wichtig, nach dem Kaltstart den Verbrennungs­ motor bei erhöhten Drehzahlen zu betreiben, um damit das Auf­ heizen des Katalysators zu unterstützen. Zudem stellen zu­ sätzliche Heizquellen (z. B. ein elektrisch beheizter Kataly­ sator) eine zusätzliche Last am Motorantrieb dar. Eine Spät­ verstellung der Zündung nach dem Kaltstart (unter Umständen ein Einblasen von Sekundärluft) zum gleichen Zweck verändert die Charakteristik des Antriebs, was von Einheit 7 berück­ sichtigt werden muß (z. B. durch Verschieben von Schaltpunkten zu höheren Motordrehzahlen).
Ebenso kann ein bestimmter Betriebszustand im Getriebe die Berechnung der Übersetzung des Getriebes beeinflussen (z. B. kaltes Getriebeöl beim Zuschalten der Wandlerüberbrückung; bei Getriebeübertemperatur ist ein Verschieben der Motordreh­ zahlen in Bereiche, die den Volumendurchsatz der Ölpumpe des Getriebes durch den Ölkühler erhöhen, sinnvoll). Andere auf das Motordrehmoment erfolgende Eingriffe, wie z. B. eine Erhö­ hung, um den Drehmomentverlust durch den Klimakompressor oder Wirkungsgradverluste des Getriebes (CVT: Verstellung der Übersetzung bedingt größere Pumpenleistung) auszugleichen, finden auf der Steuerungsebene repräsentiert durch die Blöcke 8-11 statt, sofern sie nicht auch durch Maßnahmen in Block 7 unterstützt werden müssen.
Durch die erfindungsgemäße Antriebsstrangsteuerung ist es so möglich, daß nicht nur das Schaltverhalten bei Bergauf- und -abfahrt oder bei fahrstil- und fahrsituationsbezogener Fahr­ leistungsanforderung, sondern die Steuerung des gesamten An­ triebsstranges einschließlich Antriebsquellen anderen Krite­ rien unterliegt und an diese angepaßt wird.
So kann es sinnvoll und notwendig sein, in kritischen Situa­ tionen und Fahrmanövern die aktuelle Übersetzung situations­ bezogen anzupassen (festzuhalten), und zwar unabhängig von der gerade etablierten generellen Strategie. Solche dynami­ schen Korrekturen werden in dem erfindungsgemäßen Steuerungs­ konzept mit der Steuerung des Motors funktional kombiniert (ein Beispiel ist das koordinierte Gangfesthalten und Akti­ vieren der Motorschubabschaltung).
Es ist sinnvoll, in dem Block 12 (Radmomentberechnung) noch keine motorspezifischen Parameter einzubeziehen, da ja zum Beispiel bei einem Hybridantrieb die Wahl der Antriebsart auf dieser Entscheidungsebene noch nicht feststeht. Allerdings ist es nützlich, Bedingungen wie Traktionsverhältnisse (Winterbetrieb, Split-Untergrund) einzubeziehen und vor allem bei stark motorisierten Fahrzeugen präventiv die Empfindlich­ keit des Systems etwas zu reduzieren (bei gleichem Fahrpedal weniger Radmoment erzeugen). Allgemein kann die Umsetzung der Fahrpedalstellung in ein Radmoment mit einen Fuzzy-System er­ folgen, das die mehrfachen Abhängigkeiten zu einem Soll-Radmoment kombiniert.
Die Vorteile der Erfindung liegen auch in einem integrierten Radmomentmanagement, das das Radmoment auch als negativen Wert verarbeitet und sowohl Antriebsquellen als auch das Fahrzeug verzögernde Einheiten beeinflußt. Besonders einfach ist dabei eine Kopplung mit Bremssystemen mit elektrischer Bremsenbetätigung ("Brake by wire").
Im dem Block 7 werden nicht nur die Getriebeübersetzungen und das jeweilige Soll-Motordrehmoment, sondern auch die An­ triebsart und deren einzelne Betriebspunkte festgelegt. Dabei ist nicht nur ein streng radmomentorientierter Betrieb nach Fahrervorgabe möglich, sondern es kann auch durch zentrale Vorgaben bezüglich der Schadstoffemission das reale Radmoment beeinflußt oder begrenzt werden. Allerdings müssen solche Eingriffe dem Fahrer durch den Block 16 angezeigt werden und möglichst ohne Restriktionen der Fahrbarkeit erfolgen.
Die Blöcke 2 bis 7, 12 und 16 können in eigenständigen physi­ kalischen Einheiten (Steuergeräten) untergebracht oder in die Einheiten 8-11 integriert sein. Ein weiterer Vorteil der Er­ findung ist diese Flexibilität.
Der Datenaustausch zwischen den einzelnen Steuergeräten er­ folgt momentenbasiert. Unter "momentenbasiert" ist folgendes zu verstehen: Wird zum Beispiel vom Getriebe eine Motormomen­ treduktion angefordert, dann übermittelt es eine Größe an die Motorsteuerung, die das Wunschmoment, d. h. das gewünschte Mo­ tordrehmoment, darstellt und nicht z. B. eine Zündwinkelreduk­ tion um 5% fordert. Umgekehrt wird zur Ermittlung des Motor­ momentes in dem aktuellen Arbeitspunkt zum Beispiel der Ge­ triebesteuerung nicht die Drosselklappenstellung und die Mo­ tordrehzahl übertragen, aus denen die Getriebesteuerung über eine in der Getriebesteuerung abgelegten Matrix das aktuelle Motormoment ermitteln könnte, sondern die Motorsteuerung überträgt über eine Schnittstelle (z. B. CAN) das aktuelle Mo­ tormoment an die Getriebesteuerung.
Aus Fig. 3 ist eine etwas vereinfachte integrierte Antriebs­ strangsteuerung 1 ersichtlich, die zum Steuern eines Verbren­ nungsmotors und eines Getriebes dient. Die einzelnen Bezugs­ zeichen entsprechen denen von Fig. 2, sind aber zur Unter­ scheidung mit einem "*" versehen. Die Funktion dieser An­ triebsstrangsteuerung entspricht der vorstehend beschriebe­ nen, soweit die Bestandteile jeweils vorhanden sind.
Aus den Fig. 4 und 5 ist ein Ablaufdiagramm ersichtlich, das von der erfindungsgemäßen Antriebsstrangsteuerung 1 abge­ arbeitet wird. Nach dem Beginn A führt das Programm folgende Schritte S1 bis S11 durch:
S1: Es wird, falls gewünscht, die Fahrgeschwindigkeitsrege­ lung FGR aktiviert.
S2: Es wird die Information über das Fahrpedal - oder das Bremspedal in ein Soll-Radmoment umgerechnet (Block 12). Die Fahrgeschwindigkeitsregelung wird ggf. mit einbezogen.
S3: Es wird der Fahrer, die Umwelt und die Fahrmanöver klas­ sifiziert oder erfaßt (in den Blöcken 1, 3 und 4).
S4: Es wird der Informationskanal 5 abgefragt (in Block 6).
S5: Es wird in Block 6 eine Primär-Fahrstrategie ausgewählt.
S6: Es werden die Basis-Betriebsparameter für den Antriebs­ strang gewählt (in Block 7): die Antriebs- oder Verzöge­ rungsquelle, die Berechnung der Arbeitspunkte der An­ triebs- und der Verzögerungsquellen, die Berechnung des Arbeitspunkts des Getriebes (in Block 7).
S7: Es wird die Fahrstabilität überwacht: Mit ABS, Motorlei­ stungsstelleinheit TCS und Fahrstabilitätsregelung FSR. Es wird das Wunsch-Bremsmoment eingestellt.
S8: Es wird abgefragt, ob ein Fahrstabilitätseingriff erfol­ gen soll (in Block 7 oder 9). Falls ja wird in
S9: das Antriebs- oder Bremsmoment im Antrieb korrigiert (Block 7 oder 9). Falls nein, wird in einem Schritt
S10: abgefragt, ob ein Wirkungsgradverlust im Antrieb vor­ liegt. Falls ja, wird in einem Schritt
S11: die Antriebsleistung erhöht. Danach und auch falls nein gelangt das Programm zu seinem
Ende.
Der Schritt S6 kann auch als Unterprogramm mit folgenden Schritten ausgeführt werden (Fig. 5):
S6.1: Es werden die Stationärparameter des Antriebs und des Getriebes berechnet (basierend auf Kennfeldern, auf einen Algorithmus, auf einem Fuzzy-System oder auf einer Strate­ gievorgabe).
S6.2: Es wird ein temporärer Eingriff auf den Antrieb und das Getriebe berechnet, und zwar abhängig von der Fahrsituati­ on und von den Fahrmanövern, z. B. bei einem Gangfesthal­ ten im Schub oder bei einer Bremsassistenz.
Das Programm wird danach wie anhand von Fig. 4 erläutert bis zu seinem Ende abgearbeitet.

Claims (5)

1. Antriebsstrangsteuerung (1) für ein Kraftfahrzeug, durch die die Stellung des Fahrpedals als ein vom Fahrer gewünsch­ tes Radmoment oder Getriebeausgangsmoment interpretiert und zum Berechnen von Sollwerten für den Motor und das Getriebe des Kraftfahrzeugs verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Berechnungseinrichtung (12) aufweist, durch die Stellungen des Fahrpedals (21) und des Bremspedals (20) emp­ fangen und daraus zentrale Steuerparameter für Antriebsquel­ len (9) und verzögernde Einheiten (11) des Antriebsstrangs erzeugt werden.
2. Antriebsstrangsteuerung nach Anspruch l, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie eine Klassifikationseinrichtung (1.02) auf­ weist, durch die Sensorsignale (S) aus dem Antriebsstrang ausgewertet und Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs klassi­ fiziert werden.
3. Antriebsstrangsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:
  • - eine Auswahlschaltung (6), in der anhand von Ausgangssigna­ len der Klassifikationsschaltung (1.02) eine Fahrstrategie ausgewählt wird, und
  • - dezentrale Steuerungseinheiten (8 bis 11), in denen Aus­ gangssignale der Berechnungseinrichtung (12) und der Aus­ wahlschaltung (6) empfangen und Steuersignale für den Mo­ tor, das Getriebe und die Bremsanlage des Kraftfahrzeugs erzeugt werden.
4. Antriebsstrangsteuerung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch sie die Art der Antriebsquelle festgelegt wird.
5. Antriebsstrangsteuerung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Datenaustausch zwi­ schen den einzelnen Steuergeräten (8-11) momentenbasiert er­ folgt.
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