DE19806393A1

DE19806393A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19806393A1
Application number: DE19806393A
Authority: DE
Inventors: Peter Kaltenbrunn; Werner Hess
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 1999-08-19
Anticipated expiration: 2018-02-18
Also published as: DE19806393B4

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs ge mäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Aus der DE-A 195 23 898 ist ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung bekannt. Dort wird zur Verringe rung von Schwingungen im Antriebsstrang des Fahrzeugs das Drehmoment der Antriebseinheit, insbesondere deren Zündwin kel, nach Maßgabe eines Vergleichs zwischen der Drehzahl der Antriebseinheit und einer anhand der Drehmomentenzustände im Antriebsstrang des Fahrzeugs gewonnenen Modelldrehzahl be einflußt. Die Modelldrehzahl entspricht dabei dem Fahrer wunsch, der aus einem den Fahrerwunsch repräsentierenden Mo ment durch Integrieren gebildet wird. Durch Vergleich dieser Modelldrehzahl mit der Drehzahl der Antriebseinheit werden Schwingungen des Fahrzeugantriebs erkannt und durch phasen richtige Momenteneingriffe gedämpft. Bei Schließen des Kraftschlusses, beispielsweise bei Schließen einer Kupplung, bei Gangwechseln, etc., treten schnelle Drehzahlgradienten auf. Wegen des Integratorverhaltens kann dadurch eine große Differenz zwischen Modelldrehzahl und Motordrehzahl entste hen, welche eine große, an sich unzulässige Drehmomentenbe einflussung nach sich zieht. In besonders schwerwiegenden Fällen kann sich dies für den Fahrer als ein Drehmomenten einbruch auswirken.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, die eine solche unerwünschte Beeinflussung des Drehmoments beim Her stellen des Kraftschluß im Antriebsstrang wirksam vermeiden.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängi gen Patentansprüche erreicht.

Vorteile der Erfindung

Eine eingangs genannte unerwünschte Beeinflussung des Drehmoments beim Herstellen des Kraftschlusses durch eine Schwingungen im Antriebsstrang des Fahrzeugs verringernde Steuerung werden wirksam vermieden. Besonders vorteilhaft ist, daß durch geeignete Initialisierung der Modelldrehzahl die Beeinflussung des Drehmoments beim Herstellen des Kraft schlusses vermindert wird.

Besonders vorteilhaft ist, daß das Ausmaß der Drehmomenten beeinflussung im obengenannten Betriebszustand abhängig vom Drehzahlgradienten, das heißt der zeitlichen Änderung der Drehzahl und der Motordrehzahl selbst ist. Es wird eine Mo delldrehzahl vorgegeben, welche dem tatsächlichen Verlauf der Motordrehzahl im wesentlichen entspricht. Bei Herstellen des Kraftschlusses berechnet sich somit die Drehmomentenän derung nach Maßgabe der aktuellen Motordrehzahl und des wie oben gebildeten Initialisierungswertes für die Modelldreh zahl, wobei zu große Differenzen vermieden und lediglich tatsächlich auftretende Drehzahlschwingungen berücksichtigt sind.

Besonders vorteilhaft ist, daß der drehzahlgradienten- und ggf. drehzahlabhängige Initialisierungswert des die Modell drehzahl bildenden Integrators dem zu erwartenden Drehzahl verlauf im obengenannten Betriebszustand angepaßt ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild eines Steuersystems für ei ne Brennkraftmaschine, während in

Fig. 2 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Verringerung von Triebstrangschwin gungen als Ablaufdiagramm dargestellt ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt ein Übersichtsschaltbild eines Steuersystems für eine Brennkraftmaschine. Dabei ist mit 10 eine mehrzy lindrige Brennkraftmaschine symbolisiert, welche über ein Ansaugsystem 12 sowie eine Kurbelwelle 14 verfügt. Im An saugsystem 12 ist u. a. eine Meßeinrichtung 16 zur Erfassung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine (Luftmasse, Luftmenge, Saugrohrdruck) vorgesehen, von der eine Leitung 18 zu einer elektronischen Steuereinheit 20 zur Steuerung der Brenn kraftmaschine ausgeht. Im Bereich der Kurbelwelle 14 ist ei ne Meßeinrichtung 22 zur Erfassung der Drehzahl der Brenn kraftmaschine 10 dargestellt, von der eine Leitung 24 zur Steuereinheit 20 führt. Die Steuereinheit 20 weist weitere Eingangsleitungen 26 bis 28 von Meßeinrichtungen 30 bis 32 zur Erfassung weiterer Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und/oder des Fahrzeugs auf. Derartige Betriebsgrößen sind beispielsweise Motortemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit, Gaspedalbetätigungsgrad (Fahrerwunsch), Getriebestellung, Gang-Information Steuersignale von weiteren Steuereinheiten (Getriebesteuerung, Antriebsschlupfregelung), der Schaltzu stand eines Kupplungsschalters, Informationen über den Sta tus einer Wandlerkupplung, etc. Über wenigstens eine Aus gangsleitung 34 steuert die Steuereinheit den Zündwinkel der Brennkraftmaschine. Ferner weist die Steuereinheit 20 weite re Ausgangsleitungen 36 zur Beeinflussung der Kraftstoffzu messung sowie ggf. eine Ausgangsleitung 38 zur Beeinflussung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine auf. Zur Durchführung der nachfolgend beschriebenen Steuerung umfaßt die Steuer einheit 20 ferner wenigstens einen Mikrocomputer, in dem Programme zur Durchführung der nachfolgend beschriebenen Steuerung implementiert sind.

Eine dieser Steuerungen ist eine wie zum Beispiel im ein gangs genannten Stand der Technik dargestellte Regelung zur Vermeidung von Schwingungen im Triebstrang, eine sogenannte Antiruckelfunktion. Diese verringert Schwingungen im Trieb strang, die durch die Elastizität der Antriebswelle 14 ins besondere beim Übergang vom Schiebebetrieb der Antriebsein heit in den Beschleunigungsbetrieb auftreten, die sich auf das Fahrzeug übertragen und den Fahrkomfort sowie das Fahr verhalten des Kraftfahrzeugs erheblich beeinträchtigen kön nen.

Um derartige Schwingungen zu vermeiden, wird beispielsweise der aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannte Regler eingesetzt. Bei einem solchen Regler wird durch Inte gration eine Modelldrehzahl nmod ermittelt, welche dem Fah rerwunsch entspricht. Die Modelldrehzahl stellt dabei eine Abschätzung der am Ausgang des Triebstranges (nach dem Ge triebe) auftretenden Drehzahl dar. Im eingangs dargestellten Antiruckelregler wird die Modelldrehzahl durch Integration eines Beschleunigungsmomentes ermittelt, welches die Abwei chung des vom Fahrer vorgegebenen Drehmoments der An triebseinheit und eines aus den tatsächlichen Drehzahlver hältnissen im Antriebsstrang ermittelten Lastmoments ist. Die Abweichung dieser Modelldrehzahl und der gemessenen Mo tordrehzahl führt zu einer Isolierung der Drehzahlschwin gung, wobei im wesentlichen proportional zu dieser Abwei chung eine Änderung des Drehmoments ermittelt wird, die, vorzugsweise durch eine Änderung der Zündwinkeleinstellung realisiert, der Schwingung gegengekoppelt wird.

Der Integrator zur Bildung der Modelldrehzahl ist dabei in der Regel mit Beginn des Kraftschlusses im Antriebsstrang zu initialisieren, da nur bei kraftschlüssigem Antriebsstrang die beschriebenen Schwingungen auftreten. Bei schnellen Gangwechseln treten im Übergang von offener Kupplung zu kraftschlüssiger Kupplung sehr hohe Motordrehzahländerungen oder -gradienten auf.

Zur Initialisierung der Modelldrehzahl, d. h. im bevorzugten Ausführungsbeispiel des Integrators, wird die ermittelte Drehzahländerung bzw. der ermittelte Drehzahlgradient heran gezogen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der ermit telte Drehzahlgradient gefiltert, über eine Kennlinie in ei nen Drehzahloffsetwert für die Initialisierung der Modelld rehzahl umgerechnet und der Initialisierungswert auf der Ba sis der gemessenen Motordrehzahl und des wie oben gebildeten Drehzahloffsetwertes bestimmt. Mit anderen Worten wird der Initialisierungswert für die Modelldrehzahl derart gebildet, daß die auftretende Motordrehzahl, die zur Isolierung der Drehzahlschwingung herangezogen wird, vorherbestimmt wird, indem die Änderung der Motordrehzahl bei der Initialisierung berücksichtigt wird. Dies bedeutet, daß der Verlauf der Mo delldrehzahl näher an den tatsächlichen Verlauf der Ab triebsdrehzahl angepaßt ist. Die Modelldrehzahl startet von einem voraussichtlich auftretenden Abtriebsdrehzahlwert. Auf diese Weise wird die Dynamik insbesondere bei schnellen Gangwechseln berücksichtigt und die Funktionsweise des An tiruckelreglers verbessert.

Die beschriebene Vorgehensweise wird nicht nur dem konkreten Regler, wie er im eingangs genannten Stand der Technik be schrieben ist, sondern bei allen Antiruckelregler, die auf der Basis einer über ein Modell ermittelten Abtriebsdrehzahl und der gemessenen Motordrehzahl arbeiten.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Initialisierung des Reglers ist anhand des Ablaufdiagramms nach Fig. 2 darge stellt.

Der Regler besteht im wesentlichen aus einem Integrator I, der ein dem Fahrerwunsch FW entsprechendes Signal, bei spielsweise das aus dem Stand der Technik bekannte Beschleu nigungsmoment, zu einer Modelldrehzahl nmod integriert. In einer Vergleichsstelle 100 wird die Abweichung zwischen die ser Modelldrehzahl nmod und der gemessenen Motordrehzahl nmot bestimmt. Diese Abweichung ndiff stellt die Drehzahl schwingung im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs dar. Sie wird daher in eine Momentenänderung ΔM bzw. eine daraus ab geleitete Zündwinkeländerung Δzw umgerechnet. Diese ist der art bemessen, daß der Drehzahlschwingung entgegengewirkt wird.

Der Integrator und damit der Regler selbst wird unter vorbe stimmten Bedingungen auf einen bestimmten Wert gesetzt, das heißt initialisiert. Die Initialisierungsbedingung B_ini wird in 102 nach Maßgabe der zugeführten Signalen bezüglich des Schaltzustandes eines Kupplungsschalters, des Zustandes eines Gangwechsels oder allgemeiner eines externen Eingriffs (z. B. von einer Antriebsschlupfregelung oder einer Getriebe steuerung), des Zustandes einer Wandlerkupplung, etc., ge bildet. Die Bedingung ist dann erfüllt, wenn der Kraftschluß im Antriebsstrang (wieder-)hergestellt ist. Kriterien hier für sind, daß ein Kupplungsschalter betätigt wird, ein Gang wechsel oder ein externer Eingriff abgeschlossen wird, die Wandlerkupplung eines automatischen Getriebes in einen schließenden oder geregelten Zustand übergeht, etc. In die sen Fällen wird das Signal B_ini erzeugt und der Integrator mit dem Initialisierungswert für die Modelldrehzahl nmodini vorbelegt.

Der Initialisierungswert wird wie folgt gebildet. Mittels 104 wird die Drehzahländerung ngas gebildet. Dies erfolgt beispielsweise durch Bildung der zeitlichen Ableitung der Motordrehzahl oder in einem anderen Ausführungsbeispiel durch Bildung der Differenz von aufeinanderfolgenden Motor drehzahlwerten. Diese wird im Filter 106, welches vorzugs weise ein Tiefpaßfilter erster Ordnung darstellt, gefiltert. Die gefilterte Drehzahländerung ngas wird dann in der Kenn linie 108 in einen Drehzahloffsetwert dniar umgewandelt. Die Kennlinie bildet dabei den Drehzahloffsetwert abhängig von der Drehzahländerung ab. Die Werte können als negative oder positive Datenwerte festgelegt werden und werden je nach Fahrzeug appliziert. Der Drehzahloffsetwert wird in der Ver gleichsstelle 110 mit dem gemessenen Motordrehzahlwert nmot addiert. Die Summe der beiden Drehzahlwerte bildet die Mo dellinitialisierungsdrehzahl nmodini, die bei Vorliegen der Initialisierungsbedingungen in den Integrator geladen wird.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, wobei das Drehmoment der Antriebseinheit im Sinne einer Verringerung von Schwingungen im Antriebsstrang des Fahrzeugs beeinflußt wird, wobei die Beeinflussung des Drehmoments auf der Basis der Drehzahl (nmot) der An triebseinheit und einer die Abtriebsdrehzahl des Triebstangs repräsentierenden Modelldrehzahl (nmod) erfolgt, dadurch ge kennzeichnet, daß in wenigstens einem Betriebszustand die Modelldrehzahl (nmod) des Triebstangs abhängig von der Ände rung (ngas) der Drehzahl (nmot) der Antriebseinheit vorgege ben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsdrehzahl (nmod) durch Integrieren eines dem Fah rerwunsch entsprechenden Wertes gebildet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen des Betriebszustan des die Abtriebsdrehzahl auf einen Initialisierungswert ge setzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand dann vorliegt, wenn der Kraftschluß im Antriebsstrang hergestellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand dann vorliegt, wenn ein Gangwechsel oder ein externer Eingriff abgeschlos sen wird, wenn ein Kupplungsschalter seinen Schaltzustand wechselt, wenn die Wandlerkupplung in den geschlossenen oder geregelten Zustand gesteuert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Initialisierungswert abhängig von der Änderung der Dreh zahl der Antriebseinheit und der Drehzahl der Antriebsein heit selbst gebildet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß ein Offsetdrehzahlwert nach Maßga be einer vorgegebenen Kennlinie aus der gefilterten Änderung der Drehzahl der Antriebseinheit gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Initialisierungswert aus der Summe der Drehzahl der Antriebseinheit und dem Offsetwert gebildet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen des Betriebszustands die Abtriebsdrehzahl derart vorbelegt wird, daß sie in etwa der aktuellen Drehzahl entspricht.

10. Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs, mit einer Steuereinheit, die das Drehmoment der Antriebseinheit im Sinne einer Verminderung von Schwingungen im Antriebsstrang des Fahrzeugs beeinflußt, die eine Regel einheit umfaßt, welche das Drehmoment auf der Basis der Mo tordrehzahl (nmot) und einer die Abtriebsdrehzahl des Trieb stangs repräsentierenden Modelldrehzahl (nmod) beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit Mittel auf weist, die in wenigstens einem Betriebszustand die Modell drehzahl (nmod) abhängig von der Änderung der Motordrehzahl (nmot) vorgeben.