DE19909074A1 - Vorrichtung zur Auswahl der Reaktion einer Gassteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Steuerung von Verbrennungsmotoren und insbesondere, aber nicht ausschließlich, ein vom Fahrer wählbares Verhalten einer Verbrennungsmotorsteuerung auf eine Gassteuerung bzw. Fahrsteuerung für ein Fahrzeug.

In jüngeren Jahren ist die Leistung von Verbrennungsmotoren durch die Anwendung hochentwickelter Steuersysteme verbessert worden. Typischerweise verwenden diese Systeme eine program­ mierbare Verarbeitungseinrichtung die mit mehreren Motorsenso­ ren und Steuerungen gekoppelt ist. Eine Folge war der Ersatz rein mechanischer Motorregler durch elektronische Regleranord­ nungen. Bei diesen Regleranordnungen wird das Gaspedal des Fahrzeugs ausgelenkt, um elektronisch einen einer gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Motorbetriebspunkt auszuwählen. Die Ermittlung des Motorbetriebspunkts erfolgt gewöhnlich gemäß einer durch die Motorsteuerung festgelegten multivariablen Steuerbeziehung. Folglich wird das "Gefühl" des Gaspedals, das sich dem Fahrzeugführer vermittelt, von der Art dieser Steuerbeziehung beeinflußt.

Allgemein ändert sich die Funktion oder das Empfinden des Gaspedals bei einer vorgegebenen Art der Steuerbeziehung mit Faktoren wie Fahrzeugbeladung, Fahrzeugart, Fahrbedingungen und persönlichen Vorlieben des Fahrers. Die Änderung kann bei Schwerlastfahrzeugen wie LKWs oder Busse, die oftmals große Beladungsunterschiede erfahren, besonders spürbar sein. Selbst­ verständlich wäre es wünschenswert, diese Änderung zu verrin­ gern, da sie den Fahrer leicht ablenken kann.

Es besteht daher Bedarf an einer Technik, die es einem Fahr­ zeugführer ermöglicht, zwischen mehreren verschiedenen Reaktio­ nen der Gassteuerung zu wählen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Technik zum Anbieten einer Auswahl verschiedener Reaktionen der Gassteuerung für einen Fahrzeugführer vor, die in den beigefüg­ ten Patenansprüchen angegeben ist. Die Auswahl kann durch einen Fahrer über eine Eingabeeinrichtung erfolgen, wie z. B. einen Schalter oder andere vom Fahrer betätigte Einrichtungen.

Die Erfindung sieht ferner folgendes Verfahren vor: Betreiben eines Fahrzeugs, das von einem Verbrennungsmotor mit einer Gassteuerung angetrieben wird, Wählen zwischen wenigstens zwei Motorregelbeziehungen mittels einer Auswahleinrichtung, und Regeln des Motorbetriebs mit der ausgewählten Regelbeziehung. Die Reaktion der Gassteuerung ist für jede der Regelbeziehungen unterschiedlich und die Gassteuerung ist durch den Fahrer einstellbar, um die Motordrehzahl zu erhöhen oder zu verringern und dadurch die Fahrzeuggeschwindigkeit für jede dieser Regel­ beziehungen entsprechend zu erhöhen oder zu verringern. Diese unterschiedlichen Regelbeziehungen können unterschiedlichen Arten von Motorreglern entsprechen. Beispielsweise kann eine erste Regelbeziehung einem Drehzahlregler bzw. Regler des gesamten Drehzahlbereichs und eine zweite Regelbeziehung einem Drehmomentregler entsprechen.

Gemäß einem weiteren Merkmal wird ein Fahrzeug betrieben, das von einem Verbrennungsmotor mit einer Gassteuerung angetrieben wird. Es kann zwischen wenigstens zwei Motorsteuerbeziehungen ausgewählt werden, die je eine unterschiedliche Absenkungscha­ rakteristik haben, um einem Bediener der Gassteuerung eine entsprechend unterschiedliche Eigenschaft der Gassteuerung zu bieten. Die Gassteuerung ist durch den Bediener einstellbar, um für jede dieser Steuerbeziehungen die Motordrehzahl zu erhöhen oder zu verringern. Der Motor wird mit der ausgewählten Steuer­ beziehung gesteuert. Vorzugsweise sind bestimmte Bedingungen erreicht, bevor der Motorbetrieb von einer zu einer anderen Steuerbeziehung umgeschaltet wird. Beispielsweise kann das Wechseln der Motorsteuerung von einer zu einer anderen Steuer­ beziehung vom Erfassen einer vorbestimmten Stellung der Gassteuerung und einer Motorlast unterhalb eines vorbestimmten Minimums abhängig sein. Wenn die Gassteuerung ein Gaspedal umfaßt, kann die vorbestimmte Stellung einer nicht ausgelenkten Stellung des Gaspedals entsprechen.

Bei einer weiteren Ausgestaltung umfaßt die vorliegende Erfin­ dung ein Fahrzeug und einen Verbrennungsmotor zum Antrieb dieses Fahrzeugs. Ferner sind eine auf einen Fahrzeugführer reagierende Gassteuerung vorhanden, um ein Gaseinstellsignal, zum Einstellen der Motordrehzahl zu generieren, und eine fah­ rergesteuerte Eingabeeinrichtung, um ein Auswahlsignal zu erzeugen, das einer Fahrer durchgeführten Auswahl entspricht. Des weiteren ist eine Motorsteuerung vorhanden, die auf das Auswahlsignal reagiert, um den Motorbetrieb gemäß einer aus mehreren verschiedenen vorbestimmten Motorsteuerbeziehungen ausgewählten Motorsteuerbeziehung zu regeln. Der Motor wird gemäß dem Gaseinstellsignal und der ausgewählten Steuerbezie­ hung gesteuert. Die Gassteuerung hat für jede Steuerbeziehung ein unterschiedliches Leistungsverhalten und ist durch den Fahrer einstellbar, um die Fahrzeuggeschwindigkeit für jede Steuerbeziehung zu erhöhen oder zu verringern.

In noch einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfaßt eine Einrichtung ein Fahrzeug, einen das Fahrzeug antreibenden Verbrennungsmotor, eine betrieblich mit dem Motor gekoppelte Gassteuerung und ein Mittel zur Auswahl einer Leistungs­ charakteristik der Gassteuerung durch den Fahrer. Dieses Mittel umfaßt mehrere Motorsteuerbeziehungen, die je eine unterschied­ liche Absenkungseigenschaft haben. Der Motor wird durch dieses Mittel gemäß einer ausgewählten Steuerbeziehung und der Gassteuerung geregelt.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispie­ le unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen darge­ stellt. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines Fahrzeugsystems einer erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Ausführungsform in Fig. 1 mit zusätzlichen Aspekten der vorlie­ genden Erfindung,

Fig. 3 eine teilweise schematische Ansicht, die weite­ re ausgewählte Aspekte eines Steuersystems der Ausführungsform in Fig. 1 veranschaulicht, und

Fig. 4A und 4B ein Ablaufdiagramm, das weitere Details einer Auswahlroutine des Steuersystems in Fig. 3 dar­ stellt.

Fig. 1 stellt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems 20 dar. Das Fahrzeugsystem 20 umfaßt ein Land­ verkehrsfahrzeug 22 in Form eines Lastkraftwagens bzw. einer Zugmaschine. Das Fahrzeug 22 hat einen Motorraum 24, wobei ein weggebrochene Ausschnitt den sich darin befindenden Motor 30 zeigt. Das Fahrzeug 22 hat auch eine Fahrerkabine 26 mit einer darin angeordneten Gassteuerung 40. In der Fahrerkabine 26 ist darüber hinaus eine vom Fahrer betätigbare Auswahleinrichtung 50 angebracht. Das Fahrzeug 22 wird durch eine Antriebsmaschine 28 in Form des Motors 30 angetrieben. Der Motor 30 ist in herkömmlicher Weise als Teil eines Triebstrangs zum Antreiben des Fahrzeugs 22 angeordnet. In anderen Ausführungsformen kann eine andere Antriebsmaschine 28, wie beispielsweise ein Elek­ tromotor, zum Antreiben des Fahrzeugs 22 verwendet sein.

Mit Bezug auf Fig. 2 sind weitere Aspekte des Fahrzeugsystems 20 dargestellt. Der Motor 30 hat mehrere Zylinder mit einer Kurbelwelle 32, die von mehreren sich hin- und herbewegenden, drehbar gelagerten Kolben P1 bis P6 angetrieben wird, die je eine getrennte Brennkammer aufweisen. Alternativ kann der Motor 30 ein intermittierend arbeitender Verbrennungsmotor mit einem Rotationskolben oder ein anderer Motor mit intermittierender Verbrennung sein. Der Motor 30 kann mit einer oder mehreren Arten Kraftstoff, wie beispielsweise Dieselkraftstoff, Benzin oder gasförmigem Kraftstoff, betrieben sein. Der Kraftstoff kann durch Einspritzen, Vergasen oder andere Techniken zugemes­ sen werden. Die Verbrennung kann durch Fremdzündung (SI), Kompressionszündung (CI) oder eine andere dem Fachmann bekannte Art erfolgen. Der Motor 30 ist vorzugsweise ein Viertakt-Diesel­ motor mit hin- und herbewegenden Kolben P1 bis P6, die durch Pleuelstangen in herkömmlicher Weise mit der Kurbelwelle 32 gekoppelt sind.

Die Kraftstoffzufuhr des Motors 30 wird durch ein Kraftstoffzu­ fuhr-Teilsystem 35 geregelt. Das Kraftstoffzufuhr-Teilsystem 35 liefert Kraftstoff aus einer Kraftstoffquelle, wie beispiels­ weise einem Kraftstofftank (nicht dargestellt). Das Kraftstoff­ zufuhr-Teilsystem 35 reagiert auf von einer Motorsteuerung 60 erzeugte Kraftstoff-Anforderungssignale FC. Das Kraftstoffzu­ fuhr-Teilsystem 35 umfaßt vorzugsweise elektronisch gesteuerte Kraftstoffdüsen; es können jedoch andere Arten Kraftstoffzu­ fuhr-Teilsysteme verwendet werden, wie sie einem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind.

Die Gassteuerung 40 umfaßt ein Gaspedal 42. Das Gaspedal 42 ist in eine nicht ausgelenkte Stellung vorgespannt, die einem Betrieb des Motors 30 im Leerlauf entspricht, es kann jedoch durch den Fuß eines Fahrzeugführers ausgelenkt werden, um die Motordrehzahl und dadurch die Fahrzeuggeschwindigkeit entspre­ chend einzustellen. Der Grad der Auslenkung des Gaspedals 42 wird mit einem Sensor erfaßt und als ein Eingangssignal TCP an die Motorsteuerung 60 geleitet.

Die vom Fahrer betätigbare Auswahleinrichtung 50 in Fig. 2 umfaßt einen Schalter 52 zum Bereitstellen zugehöriger, durch ein Signal SS dargestellter Auswahlzustände. Der Schalter 52 hat zwei Stellungen, um zwei mit "Ein" und "Aus" bezeichnete Zustände des Signals SS zu liefern. Alternativ kann der Schal­ ter 52 ein Kurzzeit- bzw. Momentschalter sein, der zwischen den Zuständen "Ein" und "Aus" wechselt. In anderen Ausführungsfor­ men kann eine Auswahleinrichtung verwendet sein, die die Aus­ wahl von mehr als zwei Zuständen ermöglicht und die außer einem Schalter mit anderen Arten von Eingabeeinrichtungen versehen ist, wie beispielsweise das konfigurierbare Überwachungssystem gemäß dem US Patents Nr. 5 303 163 an Ebaugh et al.

Die Motorsteuerung 60 umfaßt einen Prozessor 64, der durch einen Übertragungsbus B betrieblich mit einem Speicher 66 gekoppelt ist. Die Motorsteuerung 60 umfaßt ferner einen Sensor 62 zum Erfassen eines Steuerparameters des Motors 30, der als ein Signal ACTUAL bereitgestellt wird. Das Format des vom Sensor 62 kommenden Signals ACTUAL kann jedes mit der Motor­ steuerung 60 kompatible Format sein, inklusive eines digitalen oder eines analogen Formates. Die Motorsteuerung 60 umfaßt entsprechend eine Einrichtung, die erforderlich ist, um das Signal ACTUAL aufzubereiten und in das für verschiedene interne Verfahrensschritte passende Format wie erforderlich umzuwan­ deln. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 62 so ausge­ führt, daß er die Motordrehzahl durch Überwachen der Umdrehungszahl der Kurbelwelle 32 in herkömmlicher Weise er­ faßt. Bei einer anderen Anordnung kann der Sensor 62 so ange­ paßt sein, daß er das von der Kurbelwelle 32 erzeugte Drehmoment mit einer herkömmlichen Drehmoment-Meßanordnung erfaßt. In noch anderen Ausführungsformen kann der Sensor 62 so angepaßt sein, daß er eine andere Steuereigenschaft des Fahr­ zeugsystems 20 erfaßt, wie es einem Fachmann auf diesem Gebiet sinnvoll erscheint.

Der Prozessor 64 kann durch eines oder mehrere Bauteile gebil­ det sein. Der Prozessor 64 ist vorzugsweise eine elektronische Schaltung mit digitalem und/oder analogem Schaltungsaufbau. Ferner ist der Prozessor 64 bevorzugt programmierbar, obwohl der Prozessor 64 alternativ durch fest programmierte Hardware oder eine Kombination aus programmierbarer und fest program­ mierter Hardware gebildet sein kann.

Der Speicher 66 kann eines oder mehrere elektronische (z. B. Festkörperbauteile) und magnetische oder optische Bauteile umfassen, die zum Einsatz mit elektronischen Steuerungen oder Prozessoren ohne weiteres erhältlich sind. Der Speicher 66 kann einen optischen Scheibenspeicher, ein elektromagnetisches oder diskettenartiges Medium, oder eine Kombination dieser Arten umfassen. Der Speicher 66 ist vorzugsweise von digitaler, zum Anschließen an den Prozessor 64 geeigneter Art. Der Speicher 66 weist vorzugsweise sowohl flüchtige als auch nichtflüchtige Speicherbauteile zum Speichern von Anweisungen und Daten des Prozessors 64 auf, er kann jedoch alternativ durch ein einziges Bauteil einer einzigen Speicherart gebildet sein. In einer alternativen Ausführungsform ist die Steuerung 60 durch eine einzige integrierte Schaltung gebildet, die den Prozessor 64, den Speicher 66 und den Bus B in sich vereinigt.

Fig. 3 veranschaulicht ein Motorsteuersystem 68. Das Motorsteu­ ersystem 68 weist Steuerelemente 69 auf, die vorzugsweise durch programmierbare und fest programmierte Hardware der Motorsteue­ rung 60 verkörpert sind. Die Steuerelemente 69 umfassen eine Auswahlroutine 70 zum Implementieren einer ausgewählten Reakti­ on der Gassteuerung oder eines Leistungsverhaltens gemäß dem mit der Auswahleinrichtung 50 festgelegten Signal SS. Die Motorsteuerung 60 reagiert darüber hinaus auf das Signal ACTUAL des Sensors 62. Das Signal ACTUAL wird vorzugsweise für eine Regelung im geschlossenen Regelkreis des Motors 30 verwendet, wie mit einem Pfeil 90 symbolisiert ist.

Durch Wechseln der von einem Regler 80 als Reaktion auf die Auswahlroutine 70 verwendeten Art der Motorsteuerbeziehung, werden unterschiedliche, vom Bediener der Gassteuerung wahrge­ nommene Leistungscharakteristiken oder -eigenschaften der Gassteuerung erhalten. Die Auswahlroutine 70 kann ferner ein passendes Aufbereiten und Darstellen des Eingangssignals TCP der Gassteuerung liefern, um dieser Auswahl zu entsprechen.

In Fig. 3 sind zwei Arten Motorsteuerbeziehungen schematisch als Relationen oder Funktionen 82 und 84 dargestellt. Die Relationen 82 und 84 charakterisieren die Beziehung zwischen zwei oder mehreren Parametern relativ zum Motorsteuersystem 68. Beispielsweise können die Relationen 82 und 84 eine vorbestimm­ te Relation zwischen dem Motordrehmoment und der Motordrehzahl darstellen. Die Relationen 82 und 84 sind vorzugsweise je in der Motorsteuerung 60 als eine im Speicher 66 gespeicherte Nachschlagetabelle verkörpert (siehe Fig. 2). Bei einer alter­ nativen Ausführungsform können die Relationen 82 oder 84 durch einen entsprechenden mathematischen Ausdruck dargestellt sein, der die zwei oder mehreren Parameter zueinander in Beziehung setzt, oder durch andere Techniken, die einem Fachmann auf diesem Gebiet sinnvoll erscheinen. Es sein ferner bemerkt, daß jegliche zwischen drei oder mehr Parametern festgelegte Relati­ on allgemein durch mehrere Relationen festgelegt sein kann, die jeweils weniger Parameter aufweisen. Für diese Umwandlungen weist jede der mehreren Relationen allgemein wenigstens eine Variable oder einen Parameter einer anderen Relation auf, um einen Querbezug korrespondierender Nachschlagetabellen, Aus­ drücke oder Darstellungen zu erzeugen.

Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der Fig. 4A und 4B wird die Auswahlroutine 70 aus Fig. 3 weiter veranschaulicht. Die Auswahlroutine 70 startet in Fig. 4A, wenn der Motor 30 gestar­ tet oder der Prozessor 64 rückgesetzt wird. Der erste Operator der Auswahlroutine 70 ist die Bedingung 122. Die Bedingung 122 erfaßt, ob eine in Fig. 4A dargestellte Schleife 120a oder eine teilweise in Fig. 4B dargestellte Schleife 120b ausgeführt wird. Die Prüfung der Bedingung 122 basiert auf der Variablen SEL, die in der Motorsteuerung 60 voreingestellt ist. Die Variable SEL gibt eine von zwei Auswahlmöglichkeiten der Reak­ tion der Gassteuerung an. Wenn SEL = DROOP, kann die Auswah­ leinrichtung 50 verwendet werden, um zwischen zwei Absenkungs­ faktoren für die Drehzahlreglerart zu wählen. Wenn SEL = GOV, liefert die Auswahleinrichtung 50 eine Auswahl zwischen zwei unterschiedlichen Reglerarten; (1) einem Drehzahlregler und (2) einem Drehmomentregler. SEL ist typischerweise entsprechend einer vorbestimmten Zusammenstellung von Fahrzeug 22 und Motor 30 im Herstellungswerk voreingestellt.

Vor der weiteren Beschreibung der Fig. 4A und 4B werden die bevorzugten Eigenschaften der Regler und Absenkungsfaktoren näher beschrieben. In Personenkraftwagen wird gewöhnlich ein Drehmomentregler verwendet, der so gestaltet ist, daß die Stellung der Gassteuerung, wie sie durch das Signal TCP darge­ stellt ist, allgemein dem Motordrehmoment entspricht. Bei dieser Reglerart erfordert ein Aufrechterhalten einer konstan­ ten Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer Drehmomentregelanordnung typischerweise ein Anpassen der Gasstellung als Reaktion auf Veränderungen in Steigung und Gefälle der Straße. Für Diesel-Last­ wagenmotoren wird diese Art der Gasregelanordnung manchmal als ein "min-max"-Regler bezeichnet, weil er typischerweise sowohl die kleinste als auch die größte Motordrehzahl begrenzt, aber nicht unmittelbar die Motordrehzahl zwischen diesen Gren­ zen regelt.

Im Gegensatz dazu regelt ein Drehzahlregler die Motordrehzahl über einen durchgehenden Motordrehzahlbereich. Diese Reglerart wird gewöhnlich in Lastwagenmotoren verwendet, bei denen die Gasstellung unmittelbar mit der Motordrehzahl gleichzusetzen ist und nicht mit dem Motordrehmoment. Eine Art von Drehzahl­ reglern ist als ein "zeitgleicher" bzw. isochroner Regler bekannt. Beim zeitgleichen Regler wird lastunabhängig eine konstante Motordrehzahl durch eine konstante Gasstellung be­ reitgestellt. Normalerweise wird für Anwendungen auf Schnell­ straßen kein streng zeitgleicher Drehzahlregler verwendet, weil kleine Änderungen der Gasstellung großen Änderungen des Motor­ drehmoments entsprechen und es so erschweren, ein Fahrzeug gleichmäßig zu bewegen. Als Ergebnis sind Drehzahlregler typi­ scherweise so angepaßt, daß sie einen "Absenkungsfaktor" auf­ weisen.

Eine Absenkung ist eine Reglereigenschaft, die es einer einge­ schwungenen Motordrehzahl ermöglicht leicht abzunehmen, wenn die Motorlast zunimmt. Ein übliches Maß der Absenkung wird in Prozent gemäß dem folgenden Ausdruck angegeben:

DROOP% = [(NLS - FLS)/FLS].100%;

mit NLS = Leerlaufmotordrehzahl bzw. Motordrehzahl ohne Last
und FLS = Vollastmotordrehzahl. Die zeitgleiche Reglerart befindet sich am DROOP%-0%-Ende. Am anderen Ende, wie bei­ spielsweise ein DROOP% von etwa 60%, ist das Verhalten mit einem min-max-Regler vergleichbar. Zwischen diesen Enden liegt ein bevorzugter Absenkungsbereich von etwa 10% bis 30% für einen Drehzahlregler. Darüber hinaus sei angemerkt, daß obwohl für die Drehzahlreglerart unterschiedliche vorgegebene Absen­ kungsfaktoren bereitgestellt sind, die Drehmoment- und Dreh­ zahlreglerarten auch je unterschiedliche zugehörige Absenkungs­ charakteristiken haben.

Die Bedingung 122 der Auswahlroutine 70 prüft SEL, um zu erfas­ sen, ob die Schleife 120a (SEL = GOV) oder die Schleife 120b (SEL = DROOP) ausgeführt werden sollen. Für SEL = GOV liegt die Auswahlmöglichkeit zwischen verschiedenen Reglerarten. Entspre­ chend geht die Motorsteuerung 60 weiter zum Schritt 124, um einen vorgegebenen Absenkungsbetrag für die Drehzahlregleraus­ wahl festzulegen. Als nächstes wird die Bedingung 126 erreicht, um die Einstellung der Auswahleinrichtung 50 zu erfassen.

Wenn die Auswahleinrichtung 50 "EIN" ist, geht die Motorsteue­ rung 60 den Zweig 130 zu einer Bedingung 132 hinunter. Die Bedingung 132 erfaßt eine vorgegebene Reglerart, wie durch die Variable PGOVR dargestellt ist. Wenn PGOVR = TORQUE, was an­ zeigt, daß der vorgegebene Regler ein Drehmomentregler ist, geht die Motorsteuerung 60 zum Operator 134 und eine Zwischen­ variable NEXTGOVR wird auf einen die Drehzahlreglerart darstel­ lenden Wert gesetzt (NEXTGOVR = SPEED). Wenn PGOVR = SPEED, was anzeigt, daß der vorgegebene Regler ein Drehzahlregler ist, geht die Motorsteuerung 60 zum Schritt 136 und NEXTGOVR wird ein Wert zugeteilt, der die Drehmomentreglerart darstellt (NEXTGOVR = TORQUE). Der Zweig 130 endet dann, indem die Motor­ steuerung 60 zum Schritt 150 geht. Tatsächlich wechselt der Zweig 130 den NEXTGOVR zugeteilten Wert so, daß er der anderen als der vorgegebenen bzw. voreingestellten Motorreglerart in der Motorsteuerung 60 entspricht.

Wenn die Einstellung der Auswahleinrichtung "AUS" ist, geht die Motorsteuerung 60 von der Bedingung 126 zur Bedingung 142 des Zweiges 140, um erneut die voreingestellte Reglerart zu prüfen, wie sie durch die Variable PGOVR dargestellt ist. Wenn die Voreinstellung ein Drehzahlregler (PGOVR = SPEED) ist, geht die Steuerung zum Schritt 146, um NEXTGOVR die gleiche Reglerart zuzuweisen (NEXTGOVR = SPEED). Wenn die voreingestellte Regler­ art die Drehmomentreglerart ist, geht die Motorsteuerung 60 von der Bedingung 142 zum Schritt 144, um NEXTGOVR diese Art zuzu­ weisen (NEXTGOVR = TORQUE). Der Zweig 140 endet dann, indem die Motorsteuerung 60 wie im Fall des Zweiges 130 zum Schritt 150 gelenkt wird.

Die Auswahlroutine 70 verbleibt im Schritt 150, bis die Motor­ last unter ein voreingestelltes, durch die Variable MINLOAD dargestelltes Minimum fällt und die Gassteuerung 40 in einer vorbestimmten, durch die Variable ZERODEF angezeigten Stellung ist (TCP = ZERODEF). ZERODEF stellt vorzugsweise die nicht ausgelenkte Stellung des Gaspedals 42 dar. Wenn die Bedingungen des Schritts 150 erfüllt sind, geht die Motorsteuerung 60 zum Schritt 152, um den neuen Regler auf die durch die Variable NEXTGOVR dargestellte Art einzustellen. Die Motorsteuerung 60 geht dann zurück zur Bedingung 122, wodurch die Schleife 120a geschlossen wird.

Wenn andererseits die Schleife 120b der Auswahlroutine 70 gemäß SEL = DROOP ausgewählt wird, geht die Motorsteuerung 60 zum Schritt 154 in Fig. 4B. Im Schritt 154 wird die Reglerart auf die Drehzahlreglerart eingestellt, doch der Absenkungsfaktor ist gemäß der Auswahleinrichtung 50 auswählbar. Die Motorsteue­ rung 60 geht vom Schritt 154 zur Bedingung 156. Die Bedingung 156 fragt die Einstellung der Auswahleinrichtung 50 ab. Wenn die Auswahleinrichtung 50 "EIN" ist, geht die Motorsteuerung 60 zum Zweig 160, der mit der Bedingung 162 beginnt. Die Bedingung 162 erfaßt die Einstellung eines voreingestellten Absenkungs­ faktors für den Drehzahlregler, wie er durch die Variable PDROOP dargestellt ist. Wenn der voreingestellte Absenkungsfak­ tor auf einen durch DROOP2 dargestellten Absenkungsfaktor eingestellt ist (PDROOP = DROOP2), geht die Motorsteuerung 60 zum Schritt 164, um der Zwischenvariable NEXTDROOP auf einen anderen durch DROOP1 dargestellten Absenkungsfaktor einzustel­ len (NEXTDROOP = DROOP1). Wenn der voreingestellte Absenkungs­ faktor auf DROOP1 eingestellt ist (PDROOP = DROOP1), geht die Steuerung von der Bedingung 162 zum Schritt 166, um NEXTDROOP auf den Absenkungsfaktor DROOP2 einzustellen (NEXTDROOP - DROOP2). Auf diese Weise stellt der Zweig 160 NEXTDROOP auf den anderen als den voreingestellten Absenkungsfaktor. Der Zweig 160 endet damit, daß die Motorsteuerung 60 von den Schritten 164 und 166 zum Schritt 180 geht.

Wenn die Auswahleinrichtung 50 "AUS" ist, geht die Motorsteue­ rung 60 von der Bedingung 156 zur Bedingung 172 des Zweigs 170. Die Bedingung 172 prüft, ob der voreingestellte Absenkungsfak­ tor DROOP1 oder DROOP2 ist und stellt entsprechend NEXTDROOP auf denselben Pegel, den die voreingestellte Variable PDROOP aufweist. Insbesondere ist NEXTDROOP = DROOP2 im Schritt 176, wenn PDROOP = DROOP2. Wenn PDROOP = DROOP1, ist NEXTDROOP = DROOP1 im Schritt 174. Die Motorsteuerung 60 geht von den Schritten 174 und 176 zum Schritt 180, womit der Zweig 170 endet.

Im Schritt 180 ruht die Schleife 120b, bis die Last des Motors 30 unter MINLOAD fällt und die Gassteuerung eine voreingestell­ te Bedingung TCP = ZERODEF erreicht. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, geht die Motorsteuerung 60 zum Schritt 182, der den neuen Absenkungsfaktor auf den von der Variablen NEXTDROOP dargestellten Absenkungsfaktor einstellt. Die Motorsteuerung 60 geht dann zurück zur Bedingung 122 in Fig. 4A, um die Schleife 120b zu schließen.

Aufgrund der voreingestellten Eigenschaft vom SEL wird entweder die Schleife 120a oder die Schleife 120b gemäß der Voreinstel­ lung von SEL wiederholt durchlaufen. Das Durchlaufen der zuge­ hörigen Schleife hält planmäßig solange an, bis der Motor 30 abgeschaltet oder der Prozessor 64 rückgesetzt wird. Alternativ kann die Auswahlroutine 70 so angepaßt sein, daß sie durch eine Programm-Unterbrechung wirksam wird, die von einem Wechsel des Signals SS erzeugt ist.

Der Regler 80 reagiert auf die durch die Schritte 152 oder 182 der Auswahlroutine 70 dargestellte Auswahl so, daß er die zugehörige Art der Motorregeltätigkeit ausführt. Bei SEL = GOV stellt der Regler 80 die entsprechende gemäß der Auswahlroutine 70 ausgewählte Reglerart bereit, bei der jeder Regler eine unterschiedliche Relation 82 oder 84 verwendet. Wenn SEL = DROOP, ist der Regler 80 ein Drehzahlregler mit den verschiede­ nen wählbaren Absenkungsfaktoren, die je von einer verschiede­ nen Relation 82 oder 84 stammen. Der Regler 80 kann in jeglicher, einem Fachmann auf diesem Gebiet bekannter Weise ausgebildet sein, um die entsprechende Reglerart und wählbare Absenkungsfaktoren ausführen.

In einer Ausführungsform des Reglers 80 umfaßt die Drehzahlaus­ führung ein Abbilden von TCP auf eine entsprechende, durch das Signal REF dargestellte Referenzmotordrehzahl. Bei dieser Ausführungsform entspricht das Signal ACTUAL vom Sensor 62 einem Maß der Motordrehzahl, das dann vom Signal REF abgezogen wird, um ein Fehlersignal ERR zu liefern (ERR = REF - ACTUAL). Das Signal ERR wird in einen PID-Regler bzw. -Kompensator (Proportional, Integral, Differential) im Regler 80 eingegeben. Bei SEL = DROOP legen die Relationen 82 und 84 die wählbaren Absenkungsfaktoren innerhalb des PID-Kompensators fest. Bei SEL - GOV wird eine Relation 82 oder 84 für den PID-Kompensator des Drehzahlreglers verwendet und die andere Relation für eine weniger komplexe P-(Proportional) Steueranordnung, die den Drehmomentregler implementiert. Wenn die Drehmomentreglerart gewählt ist, kann das Signal TCP unmittelbar mit der entspre­ chenden Motorsteuerbeziehung dargestellt werden. Diese drehmo­ mentregelnde Relation charakterisiert den Eingang TCP betreffend einer Kraftstoffzufuhr-Anforderung mit Grenzen entsprechend der kleinsten und größten Motordrehzahl. In ande­ ren Ausführungsformen können andere Anordnungen von Steuer- und Rückkoppelgliedern mit unterschiedlichen Arten und Anzahlen von Steuerparameterrelationen verwendet werden. In einer alternati­ ven Ausführungsform weist die Auswahleinrichtung 50 mehr als zwei Zustände des Signals SS auf und die Motorsteuerung 60 umfaßt entsprechend mehr als zwei Motorsteuerbeziehungen, aus denen man mit der Auswahleinrichtung 50 auswählt.

Die Anordnung der Auswahlroutine 70, die zwei Auswahlmöglich­ keiten beinhaltet, vereinfacht eine größere Flexibilität und Austauschbarkeit der Steuerroutinen zwischen verschiedenen Motorarten und Fahrzeugzusammenstellungen, und erfordert höch­ stens das Anpassen mehrerer voreingestellter Werte, wie bei­ spielsweise SEL. In anderen Ausführungsformen kann jedoch die Anwendung einer voreingestellten Bedingung nicht umfaßt sein. Die Auswahlroutine 70 ist vorzugsweise in einem vom Prozessor 64 ausgeführten Programm mit für Fachleute bekannten Program­ miertechniken verkörpert. In anderen Ausführungsformen kann die Auswahlroutine 70 in fest programmierter Hardware der Motor­ steuerung 60 integriert sein.

Allgemein sieht die vorliegende Erfindung zwei oder mehr Arten der Motorregelung oder der Steuerbeziehungen vor, von denen eine entsprechende Leistung, Charakteristik, Eigenschaft oder Reaktion der Gassteuerung ausgewählt wird.

Es sei bemerkt, daß die hierin verwendeten Begriffe "Variable", "Kriterium", "Charakteristik", "Eigenschaft", "Betrag", "Wert", "Konstante", "Daten", "Aufnahme", "Faktor", "Schwelle", "Eingang", "Ausgang", "Auswahl", "Anforderung", "Nachschlage­ tabelle" oder "Speicherplatz" je einem oder mehreren Signalen innerhalb der Verarbeitungseinrichtung der vorliegenden Erfin­ dung entsprechen.

Es können verschiedene in Verbindung mit dieser Erfindung beschriebene Elemente, Auswahlroutinen, Operatoren, Vorgänge, Schritte, Bedingungen, Prozeduren, Schwellen und Verfahren verändert, umgeordnet, ersetzt, weggelassen, verdoppelt oder kombiniert werden, wie es Fachleuten auf diesem Gebiet sinnvoll erscheint.

Claims (24)

1. Verfahren, mit den Schritten:

• - Betreiben eines Fahrzeugs (22), das von einem Verbrennungsmo­ tor (30) mit einer Gassteuerung (40) angetrieben ist,
• - Auswählen zwischen wenigstens zwei Motorsteuerbeziehungen (82, 84) mit einer Auswahleinrichtung (50), wobei die Reaktion der Gassteuerung für jede der Motorsteuerbeziehungen unter­ schiedlich ist, die Gassteuerung durch den Fahrer einstellbar ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit für jede Motorsteuerbezie­ hung zu erhöhen oder zu verringern; und
• - Regeln des Motorbetriebs mit der ausgewählten Motorsteuerbe­ ziehung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerbeziehungen je einem unterschiedlichen Grad an Absenkung (DROOP) entsprechen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung einen in einer Fahrerkabine (26) des Fahrzeugs angebrachten Schalter (52) und die Gassteuerung ein Gaspedal (42) in der Fahrerkabine umfaßt.

4. Verfahren, mit den Schritten:

• - Betreiben eines Fahrzeugs, das von einem Verbrennungsmotor mit einer Gassteuerung angetrieben ist;
• - Auswählen zwischen wenigstens zwei Motorsteuerbeziehungen mit einer Auswahleinrichtung, wobei die Motorsteuerbeziehungen je eine unterschiedliche Absenkungscharakteristik aufweisen, um eine entsprechend unterschiedliche Gassteuerungseigenschaft an einem Drosselsteller vorzusehen, die Gassteuerung durch den Fahrer einstellbar ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit für jede Motorsteuerbeziehung zu erhöhen oder zu verringern; und
• - Regeln des Motorbetriebs mit der ausgewählten Motorsteuerbe­ ziehung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Motorsteuerbeziehung einem Drehzahlregler und eine zweite Motorsteuerbeziehung einem Drehmomentregler entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung einen im Fahrzeug angebrachten Schalter und die Gassteuerung ein im Fahrzeug angebrachtes Gaspedal umfassen.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:

• - Aktivieren der Auswahleinrichtung während des Regelns, um eine andere Motorsteuerbeziehung auszuwählen.

8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:

• - Erfassen einer vorbestimmten Stellung der Gassteuerung und der Motorlast unter einem vorbestimmten Minimum; und
• - Wechseln zur anderen Motorsteuerbeziehung zum Regeln des Motors als Reaktion auf die Erfassung.

9. Verfahren nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerbeziehungen je einem Drehzahlregler mit einem unterschiedlichen Grad der Absenkung entsprechen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Motor mit Dieselkraftstoff betrie­ ben ist, mehrere sich hin- und herbewegende, auf einer Kurbel­ welle drehbar gelagerte Kolben aufweist, das Fahrzeug eine Fahrerkabine umfaßt, die Gassteuerung ein Gaspedal in der Fahrerkabine ist, die Auswahleinrichtung einen in der Fahrerka­ bine angebrachten Schalter umfaßt und die vorbestimmte Drossel­ stellung einer nicht ausgelenkten Stellung des Gaspedals entspricht.

11. Vorrichtung, mit:

• - einem Fahrzeug;
• - einem Verbrennungsmotor zum Antreiben des Fahrzeugs;
• - einer auf einen Fahrzeugfahrer reagierenden Gassteuerung, um ein Gaseinstellsignal zum Einstellen der Motorgeschwindigkeit zu erzeugen;
• - einer vom Fahrer gesteuerten Eingabeeinrichtung zum Erzeugen eines Auswahlsignals entsprechend einer aus mehreren vorbe­ stimmten Motorsteuerbeziehungen ausgewählten Motorsteuerbezie­ hung;
• - einer auf das Gaspedal reagierenden Motorsteuerung (60) zum Regeln des Motorbetriebs gemäß der ausgewählten Motorsteuerbe­ ziehung und des Gaseinstellsignals; und
• - bei der die Gassteuerung für jede Motorsteuerbeziehung eine unterschiedliche Leistungscharakteristik hat und durch den Fahrer einstellbar ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit für jede Motorsteuerbeziehung zu erhöhen oder zu verringern.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerbeziehungen je einer anderen Absenkungscharakteristik entsprechen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung einen im Fahrzeug angebrachten Schalter und die Gassteuerung ein im Fahrzeug angebrachtes Gaspedal umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung eine vorbestimm­ te Stellung des Gaspedals und ein Minimalniveau der Motorlast erfaßt, bevor sie die Motorsteuerung gemäß einer Motorsteuerbe­ ziehung auf eine andere Motorsteuerbeziehung als Reaktion auf das Auswahlsignal umschaltet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen an die Motorsteuerung gekoppelten Speicher (66) umfaßt, die Motorsteuerbeziehungen je einer im Speicher gespeicherten Nachschlagetabelle entsprechen, und die Motorsteuerung so programmiert ist, daß sie auf die Nachschlagetabelle entsprechend der ausgewählten Motorsteuerbe­ ziehung zugreift.

16. Vorrichtung, mit:

• - einem Fahrzeug;
• - einem das Fahrzeug antreibenden Verbrennungsmotor;
• - einer mit dem Motor betrieblich gekoppelten Gassteuerung, die als Reaktion auf einen Fahrer die Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt; und
• - einem Mittel zur Auswahl einer Leistungscharakteristik der Gassteuerung durch den Fahrer, das mehrere Motorsteuerbeziehun­ gen mit je einer unterschiedlichen Absenkungseigenschaft auf­ weist, wobei der Motor durch die Mittel gemäß einer ausgewählten Motorsteuerbeziehung und der Gassteuerung geregelt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 11, 14, oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Motorsteuerbeziehung einem Drehzahlregler und eine zweite Motorsteuerbeziehung einem Drehmomentregler entspricht.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerbeziehungen je einem Drehzahlregler mit einem unterschiedlichen Absenkungsbetrag entsprechen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel eine vom Fahrer gesteu­ erte, betrieblich mit einer Motorsteuerung gekoppelte Auswahl­ einrichtung und die Gassteuerung ein Gaspedal umfaßt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung eine vorbestimm­ te Stellung des Gaspedals und ein Minimalniveau der Motorlast erfaßt, bevor sie das Regeln des Motors gemäß einer Motorsteu­ erbeziehung auf eine andere Motorsteuerbeziehung als Reaktion auf ein Auswahlsignal von der Auswahleinrichtung umschaltet.

21. Verfahren, mit den Schritten:

• - Betreiben eines Fahrzeugs, das durch eine Antriebsmaschine mit einer Gassteuerung angetriebenen ist;
• - Auswählen zwischen wenigstens zwei Steuerbeziehungen mit einer Auswahleinrichtung, wobei die Steuerbeziehungen je eine unterschiedliche Absenkungscharakteristik haben, um eine ent­ sprechend unterschiedliche Drosselsteuereigenschaft einem Drosselsteller bereitzustellen, wobei die Gassteuerung durch den Fahrer so einstellbar ist, daß sie die Fahrzeuggeschwindig­ keit für jede Steuerbeziehung erhöht oder verringert; und
• - Regeln des Betriebs der Antriebsmaschine mit der ausgewählten Steuerbeziehung.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Steuerbeziehung einem Drehzahlregler und eine zweite Steuerbeziehung einem Drehmomen­ tregler entspricht.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbeziehungen je einem Drehzahlregler mit unterschiedlichem Grand an Absenkung ent­ sprechen.

24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung einen im Fahrzeug angebrachten Schalter und die Gassteuerung ein im Fahrzeug angebrachtes Gaspedal umfaßt.