DE4141947C2 - Steuersystem für eine Antriebseinheit in einem Flugzeug - Google Patents

Steuersystem für eine Antriebseinheit in einem Flugzeug

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine Antriebseinheit, insbesondere für einen Motor, in einem Fahrzeug.
Die nicht vorveröffentlichte DE 40 37 237 A1 beschreibt ein Steuersystem für eine Antriebseinheit, bei dem in Ab­ hängigkeit der Fahrpedalstellung ein Sollabtriebsmoment der ein Ge­ triebe umfassenden Antriebseinheit vorgegeben wird. In Abhängigkeit dieses Sollabtriebsmoments wird eine Gangstellung des Getriebes be­ stimmt und eingelegt und das Motormoment im Sinne einer Einstellung des Sollabtriebsmoments beeinflußt. Das einzustellende Sollmotormo­ ment wird dabei aus Sollabtriebsmoment, Abtriebsdrehzahl und Getrie­ beübersetzung über ein Kennfeld ermittelt. Die Steuerung des Motor­ leistungsparameters wie Drosselklappenposition oder Kraftstoffzumes­ sung erfolgt dann ebenfalls über ein Kennfeld abhängig vom Sollmo­ tormoment und der Motordrehzahl.
Nähere Angaben bezüglich der Vorgehensweise zur Bereitstellung des Sollmotormoments sind jedoch nicht gemacht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Vorgehensweisen anzugeben, mit deren Hilfe ein vorgegebenes Drehmoment am Ausgang eines Motors wirksam bereitgestellt werden kann.
Dies wird dadurch erreicht, daß ein Mittel vorgesehen ist, welchem ein Sollwert für das Ausgangsdrehmoment des Motors zugeführt wird sowie weitere Betriebsgrößen des Motors und/oder des Fahrzeugs, wie Motordrehzahl, Motortemperatur, ein Maß für den Luftdurchsatz durch den Motor und/oder den Status von Verbrauchern, wie Klimaanlage, Servolenkung etc.. Dieses Mittel bestimmt auf der Basis dieser Grö­ ßen wenigstens einen Sollwert für einen die Leistung des Motors be­ einflussenden Parameter derart, daß das am Ausgang des Motors auf­ tretende Moment bei konstantem, über das Fahrpedal vom Fahrer vorge­ gebenem Sollmoment unabhängig von den herrschenden Betriebsbedingun­ gen, wie Drehzahl, Temperatur, Lastzustand, Betriebszustand und/oder Luftdichte ist.
Die nicht vorveröffentlichte DE 41 11 023 A1 beschreibt ein elektronisches Steuersystem für Fahr­ zeuge, bei dem im wesentlichen in Abhängigkeit des Fahrerwunsches eine Antriebseinheit, Motor und Getriebe, gesteuert wird, wobei ein Sollwert für das vom Motor an seiner Ausgangswelle abzugebende Mo­ ment, das sogenannte Sollkupplungsmoment, bestimmt wird.
Die DE 41 12 413 A1 beschreibt eine Vorgehensweise, bei welchem der Fahrer eine Beschleunigung vorgibt, die dann in ein von der Brenn­ kraftmaschine zu erzeugendes Motordrehmoment und ein Gangwechselver­ hältnis des Getriebes umgesetzt wird. Die Umsetzung dieses Sollmo­ mentenwertes in die Einstellung eines Leistungsparameters der Brenn­ kraftmaschine erfolgt auf der Basis von Drehzahl und Drehmoment.
In der DE 40 39 517 A1 wird das Motorausgangszieldrehmoment unter Berücksichtigung der Motordrehzahl in einen Drosselklappenöffnungs­ zielwinkel umgesetzt.
Gemäß der DE 38 27 884 A1 werden bei der Umsetzung des Sollantriebs­ moments in eine Solldrosselklappenstellung neben der Motordrehzahl die Gangstufe als weiterer Parameter eingesetzt, um das getriebeaus­ gangsseitige Abtriebsmoment in ein Motormoment umzurechnen.
Die DE 35 04 195 A1 zeigt einen Drehmomentenregler, bei welchem ab­ hängig von der Fahrpedalstellung ein Solldrehmoment ermittelt wird, das Istdrehmoment ermittelt wird und abhängig von der Differenz zwi­ schen Ist- und Solldrehmoment die Brennkraftmaschine eingestellt wird.
Vorteile der Erfindung
Durch die Verwendung des abzugebenden Kupplungsmoments als Sollwert für die Antriebseinheit kann eine allgemeine Größe, die für alle Mo­ torarten, wie Ottomotor, Dieselmotor oder Elektromotor gilt, als Schnittstelle zum Motor verwendet werden. Dadurch lassen sich z. B. unabhängig vom Typ oder von der Zusammensetzung der Antriebseinheit für den jeweiligen Motortyp Maßnahmen zur Einstellung des Sollkupp­ lungsmoments ergreifen.
Grundgedanke ist, daß die Einstellung der Leistungsparameter zur Ab­ gabe des gewünschten Sollkupplungsmoments auf der Basis der herr­ schenden Lastbedingungen des Motors unter Berücksichtigung von Ver­ lusten und Wirkungsgrad des Motors erfolgen muß. Dadurch kann das Sollkupplungsmoment unabhängig von den herrschenden Betriebsbedin­ gungen eingestellt werden.
Vorteilhaft ist zu diesem Zweck, das abzugebende Drehmoment in einen indizierten und einen durch Verluste erzeugten Anteil aufzuteilen. Die Aufteilung ermöglicht letztendlich eine Bestimmung der bzw. des Leistungsparameters auf der Basis von nur noch zwei Größen, des in­ dizierten Sollmoments und der Motordrehzahl. Das indizierte Moment stellt dabei das durch Verbrennung erzeugte Moment dar.
Durch die Bestimmung des oder der Leistungsparameter des Motors zur Einstellung des gewünschten Sollmoments auf der Basis von Drehmo­ mentanteilen wird die lineare Addition des Drehmomentbedarfs von z. B. Leerlaufregler und anderen Nebenverbrauchern zum Kupplungssoll­ moment bzw. zum indizierten Sollmoment ermöglicht. Da ferner bei der Bestimmung der Drehmomentanteile der Motorwirkungsgrad, der last- und drehzahlabhängig ist, Berücksichtigung findet, führt die lineare Addition dieser Beträge nahezu zu einem fehlerfreien Ergeb­ nis.
Durch den Vergleich des ermittelten Luftmassensollwertes mit dem ge­ messenen Luftmassenistwertes und die Berücksichtigung des Unter­ schiedes zwischen den beiden Werten bei der Einstellung des bzw. der Leistungsparameter wird die Luftdichteunabhängigkeit des eingestell­ ten Momentenwerts gesichert.
Vorteilhaft ist auch, daß das vom Motor abgegebene Drehmoment be­ kannt ist und im Zusammenhang mit der Getriebesteuerung, wie im ein­ gangs genannten Stand der Technik dargestellt, Verwendung finden kann.
Entsprechend der linearen Addition der oben skizzierten Beiträge lassen sich Funktionen wie Antriebsschlupfregelung, Motoreingriff der Getriebesteuerung und/oder Fahrgeschwindigkeitsregelung auf ein­ fache Weise einbinden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Block­ schaltbild eines Steuersystems für eine Antriebseinheit, während Fig. 2 ein Übersichtsblockschaltbild des Steuersystems skizziert. Fig. 3 schließlich zeigt die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Be­ stimmung des vom Motor abgegebenen Moments am Beispiel eines Fluß­ diagramms.
Beschreibung von Ausführungsformen
Fig. 1 zeigt einen Motor (Brennkraftmaschine) 10, welche über eine Antriebswelle 12 mit einem elektronisch steuerbaren Getriebe 14 ver­ bunden ist. Die Drehzahl der Welle 12, das heißt die Motordrehzahl, wird von der Meßeinrichtung 16 erfaßt und über die Leitung 18 an ei­ ne Steuereinheit 20 abgegeben. Die Welle 22 stellt die Abtriebswelle des Getriebes 14 dar. Eine Meßeinrichtung 24 erfaßt die Abtriebs­ drehzahl. Eine Leitung 26 verbindet die Meßeinrichtung 24 mit der Steuereinheit 20.
Eine weitere Eingangsleitung der Steuereinheit 20 ist die Leitung 28, die die Steuereinheit 20 mit einer Meßeinrichtung 30 zur Erfas­ sung der Temperatur des Motors (Brennkraftmaschine) 10 verbindet. Eine Leitung 32 verbindet die Steuereinheit 20 mit einem vom Fahrer betätigbaren Bedienelement 34, insbesondere einem Fahrpedal. Über die Leitung 32 wird der Steuereinheit 20 die Stellung des Bedienele­ ments 34 und somit der Fahrerwunsch übermittelt. Von einer Meßein­ richtung 36, die den Luftdurchsatz durch den Motor (Brennkraftma­ schine) 10 erfaßt, führt eine Verbindungsleitung 38 zur Steuerein­ heit 20. Weitere Eingangsleitungen 40 bis 42 verbinden die Steuer­ einheit 20 mit entsprechenden Meßeinrichtungen 44 bis 46 und führen der Steuereinheit weitere Betriebsgrößen des Motors (Brennkraftma­ schine) und/oder des Fahrzeugs zu.
Die Ausgangsleitung 48 der Steuereinheit 20 verbindet diese mit dem elektronisch steuerbaren Getriebe 14. Eine weitere Ausgangsleitung 50 verbindet die Steuereinheit 20 mit einer Stelleinrichtung 52, welche über die Verbindung 54 eine im Ansaugsystem 56 der Brenn­ kraftmaschine 10 angebrachte Drosselklappe 58 betätigt. Ferner ver­ bindet die Ausgangsleitung 60 die Steuereinheit 20 mit Mitteln 62 zur Beeinflussung der Kraftstoffzumessung zur Brennkraftmaschine, während die Ausgangsleitung 64 die Steuereinheit 20 mit Mitteln 66 zur Einstellung des Zündzeitpunkts verbindet.
In Abhängigkeit des Fahrerwunsches sowie der anderen zugeführten Be­ triebsgrößen bildet die Steuereinheit 20 Ansteuersignale zur Betäti­ gung des elektrisch steuerbaren Getriebes 14 sowie der Leistung des Motors (Brennkraftmaschine) 10. Die Leistung des Motors (Brennkraft­ maschine) kann dabei mittels Betätigung der Drosselklappe 58, durch Beeinflussung der Kraftstoffzumessung und/oder des Zündzeitpunkts beeinflußt werden.
Die Steuerung von Getriebe und Motorleistung erfolgt dabei in einer der prinzipiell aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekann­ ten Weisen.
Aus Fahrerwunsch und Abtriebsdrehzahl wird ein sogenanntes Abtriebs­ sollmoment gebildet, welches durch Steuerung des Getriebes und der Motorleistung eingestellt wird. Dabei wird dem elektrisch steuerba­ ren Getriebe ein Sollübersetzungwert zugeführt, während der Motor­ leistungssteuerung ein Sollwert für das abzugebende Motormoment oder für das am Ausgang des Motors auftretende Kupplungsmoment übermit­ telt wird. Dieser wird wie nachfolgend beschrieben eingestellt.
In Fig. 2 wird ausgehend von der oben skizzierten prinzipiellen Funktionsweise eine vorteilhafte Ausführungform der Steuereinheit 20 dargestellt. Dabei wurden für dieselben Elemente, die bereits anhand der Beschreibung von Fig. 1 erläutert wurden, dieselben Bezugszei­ chen verwendet.
In Abhängigkeit des über die Leitung 32 zugeführten Fahrerwunsches sowie die über die Leitung 26 zugeführten Abtriebsdrehzahl der An­ triebseinheit wird in einem ersten Berechnungsblock 100 eine Soll­ übersetzung für das elektrisch steuerbare Getriebe 14 sowie ein Sollkupplungsmoment in der in der DE 41 11 023 A1 beschriebenen Weise berech­ net. Die Sollgetriebeübersetzung wird dabei über die Ausgangsleitung 48 von der Steuereinheit 20 an das elektrisch steuerbare Getriebe 14 abgegeben, während der Sollwert für das Kupplungsmoment (mkupsoll) vom Berechnungsblock 100 an den Steuerblock 101 abgegeben wird.
Die Verwendung eines Sollwertes für das Kupplungsmoment basiert da­ bei auf der Erkenntnis, daß das Kupplungsmoment das vom Motor tat­ sächlich abgegebene Moment repräsentiert und somit die bezüglich des Antriebstrangs relevante Motorgröße darstellt. Eine möglichst genaue Bestimmung dieses Kupplungsmoments, das heißt des vom Motor an den Antriebsstrang abgegebenen Drehmoments, in Abhängigkeit des Fahrer­ wunsches ist somit eine Grundanforderung an eine optimale Fahrzeug­ steuerung.
Um das gewünschte Kupplungsmoment durch Steuerung der Motorleistung einzustellen, müssen neben dem durch Verbrennung bzw. den leistungs­ erzeugenden physikalischen Vorgang aufzubringenden Drehmomentanteil auch Verlustmomente und der Wirkungsgrad des Motors berücksichtigt werden. Daher wird im Verknüpfungspunkt 104 zu dem über die Leitung 102 herangeführten Sollwert des Kupplungsmoments ein auf der Leitung 106 stehender Wert für das Schleppmoment addiert, das heißt das auf­ grund von Reibungsverlusten durch den Motor aufzubringende Drehmo­ ment, welches nicht an die Ausgangswelle des Motors (Brennkraftma­ schine) abgegeben werden kann. Die Summe dieser beiden Werte ergeben einen Wert für das gewünschte indizierte Motormoment, das heißt das Moment, welches zur Einstellung des Sollkupplungsmoments unter Be­ rücksichtigung des Schleppmoments benötigt wird und das durch Ver­ brennungsvorgänge bzw. bei anderen Antriebsarten durch entsprechende leistungserzeugende Vorgänge erzeugt werden muß.
Der Wert des Motorschleppmoments besteht im wesentlichen aus einem drehzahl- und einem motortemperaturabhängigen Anteil. Der von der Meßeinrichtung 16 ermittelte Wert für die Ausgangsdrehzahl des Mo­ tors wird über die Leitung 18 zu einem Funktionselement 112 geführt, der ein Kennfeld bzw. eine Kennlinie repräsentiert. Dort ist der drehzahlabhängige Wert des Motorschleppmoments in Abhängigkeit der Motordrehzahl abgelegt.
Entsprechend wird der von der Meßeinrichtung 30 erzeugte Wert für die Motortemperatur über die Leitung 28 an ein Funktionselement 116 übermittelt, welches ebenefalls ein Kennfeld oder eine Kennlinie um­ faßt. Dieses repräsentiert die temperaturabhängigen Anteile des Mo­ torschleppmoments.
Vom Funktionselement 112 führt eine Leitung 114, vom Funktionsele­ ment 116 eine Leitung 118 zur Verknüpfungsstelle 110. Die ermittel­ ten Werte des drehzahlabhängigen Anteils und des temperaturabhängi­ gen Anteils des Motorschleppmoments werden in der Verknüpfungsstelle 110 zu einem Wert für das Verlustmoment des Motors verknüpft. Die Leitung 106 verbindet die Verknüpfungsstellen 110 und 104.
Die Kennlinien bzw. -felder für das Motorschleppmoment sind dabei experimentell bestimmt bzw. werden für jeden entsprechenden Mo­ tor- bzw. Fahrzeugtyp appliziert. Um Veränderungen der Zuordnungen von Drehzahl bzw. Motortemperatur zu den jeweiligen Drehmomentantei­ len zu korrigieren, werden die Kennlinien bzw. Kennfelder in charak­ teristischen Arbeitspunkten korrigiert bzw. adaptiert. Bezüglich des drehzahlabhängigen Anteils ist ein solcher Arbeitspunkt der unbela­ stete Leerlauf. Der Motor dreht dann mit einer vorgegebenen Dreh­ zahl, die erzeugte Motorleistung dient ausschließlich zur Überwin­ dung der Reibungsverluste. Der eingestellte Leistungsparameter (Kraftstoffmenge, Lufmenge) stellt somit ein Maß für den drehzahlab­ hängigen Verlustmomentenanteil dar, das als Grundlage zur Korrektur der Rennlinie bzw. des Kennfeldes dient.
Das Motorschleppmomentwert steigt mit der Drehzahl an, d. h. wird be­ tragsmäßig größer. Die abgelegten Werte des drehzahlabhängigen An­ teils des Motorschleppmoments gelten für den betriebswarmen Motor.
Analog wird bezüglich des temperaturabhängigen Anteils vorgegangen. Auch diese Werte werden auf experimentelle Weise bestimmt bzw. appliziert, wobei für den betriebswarmen Motor der temperaturabhän­ gige Anteil des Motorschleppmoments null ist.
Die Addition des Sollkupplungsmoments und des Verlustmoments in der Verknüpfungsstelle 104 ergibt einen Rohwert für das indizierte Mo­ tormoment, das heißt ein Maß für das durch die Motorleistungerzeugung (Verbrennung) aufzubringende Drehmoment, welches durch Einstel­ lung der Leistungsparameter realisiert wird und zur Bereitstellung des Sollkupplungsmoments dient.
Eine Leitung 108 führt von der Verknüpfungsstelle 104 zur Ver­ knüpfungsstelle 120. Letzterer wird eine Leitung 122 von einem Funk­ tionselement 124 zugeführt. Dem Funktionselement 124 sind die Ein­ gangsleitungen 40 bis 42 zugeleitet.
Das Funktionselement 124 stellt eine Kennlinie bzw. Tabelle bzw. Kennfeld dar, durch welches die Beiträge von Nebenaggregaten wie Klimaanlage, Generator, Servolenkung, etc. zum Verlustmoment des Mo­ tors berücksichtigt wird. Von entsprechenden Meßeinrichtungen 44 bis 46 wird dem Funktionselement 124 der jeweilige Status dieser Neben­ aggregate über die Leitungen 40 bis 42 zugeführt. Im Funktionsele­ ment 124 wird in Abhängigkeit der Meßgrößen der additive Beitrag zum Verlustelement ermittelt.
Diese Kennlinie/Tabelle/Kennfeld wird ebenfalls experimentell je nach Leistungsbedarf des jeweiligen Nebenaggregats ermittelt. Der Drehmomentbedarf der Nebenaggregate ist additiv zueinander, je mehr Leistung für ein Nebenaggregat gebraucht wird, desto größer ist der auf der Leitung 122 an die Verknüpfungsstelle 120 abgegebene Momen­ tenwert.
In der Verknüpfungsstelle 120 wird der Wert für den Drehmomentenbe­ darf der Nebenaggregate zum in der Verknüpfungsstelle 104 ermittel­ ten Wert des indizierten Moments addiert. Auf diese Weise entsteht ein Maß für das vom Motor unter den herrschenden Lastbedingungen aufzubringende Moment.
Eine Leitung 126 verbindet die Verknüpfungsstelle 120 mit der Ver­ knüpfungsstelle 128. Dieser wird eine Leitung 134 von einem Funk­ tionselement 130 zugeführt.
Das Funktionselement 130 stellt dabei einen Leerlaufregler dar, die Verknüpfungsstelle 128 dient zur Berücksichtung des Einfluß des Leerlaufreglers auf das vom Motor abzugebende Moment zur Einstellung des Sollkupplungsmoments.
Über die Leitung 18 wird dem Leerlaufregler 130 von der Meßeinrich­ tung 16 ein Wert für die Motordrehzahl zugeführt, während über die Leitung 132 ein entsprechender Sollwert dem Leerlaufregler 130 zuge­ führt wird. Dieser Sollwert steht dabei in Abhängigkeit von bei­ spielsweise der Batteriespannung. Der Leerlaufregler 130 bildet auf­ grund der Differenz zwischen Soll- und Istwert der Motordrehzahl ein Ausgangssignal, welches einen Drehmomentenbedarf repräsentiert, der zum Ausgleich der Differenz zwischen Soll- und Istdrehzahl benötigt wird. Dieser Wert wird gemäß einer vorgegebenen Vorschrift in einen additiven Korrekturwert umgesetzt und über die Leitung 134 und das Schaltelement 136 an die Additionsstelle 128 abgegeben. Das Schalt­ element 136 ist dabei bekannterweise im Leerlaufzustand geschlossen. Neben der Drehzahlregelung kann auch eine Füllungsregelung vorgese­ hen sein.
Von der Verknüpfungsstelle 128 führt die Leitung 138 auf ein Funk­ tionselement 140, welches ein Kennfeld darstellt.
Im Funktionselement 140 wird der ermittelte Wert des indizierten Mo­ tormoments in einen entsprechenden Parameter zur Beeinflussung der Leistung des Motors (Brennkraftmaschine) umgesetzt. Dieser Parameter kann dabei die zuzuführende Luftmasse oder die zuzumessende Kraft­ stoffmasse sein, das heißt einen Drosselklappenwinkelsollwert oder einen Kraftstoffmengensollwert vorgeben.
Zu diesem Zweck wird dem Funktionselement 140 über die Leitung 18 ein Maß für die momentane Motordrehzahl zugeführt. Abhängig vom er­ mittelten Motormomentensollwert und der Motordrehzahl wird aus dem Kennfeld ein Wert für den oder die Leistungsparameter ausgelesen. Das Kennfeld wird dabei für den betriebswarmen Motor aus Messungen für das an der Kurbelwelle abgegebene Moment, das Kupplungsmoment, als Funktion der pro Arbeitstakt eingespritzten Kraftstoffmasse bzw. der pro Arbeitstakt angesaugten Luftmasse und der Drehzahl bestimmt werden. Dabei werden diese Meßwerte auch im Schubbetrieb gemessen, was den Schleppmomentanteil berücksichtigt. Bei der Bestimmung des Kennfeldes dürfen Nebenaggregate nicht eingeschaltet sein.
Eine Leitung 142 führt vom Funktionselement 140 zur Verknüpfungs­ stelle 144, während eine Leitung 146 vom Funktionselement 140 zum Funktionselement 148 führt.
Eine der wesentlichsten Störgrößen für eine Motorsteuerung die variable Luftdichte, welche bei gegebener Motordrehzahl und Drossel­ klappenstellung zu unterschiedlichen Luftmassenwerten führt. Daher ist im Funktionselement 148 ein Korrekturkennfeld vorgesehen. Diesem wird einerseits über die Leitung 38 der gemessene Luftmassenwert, der entweder direkt über ein Luftmassenmesser des Lasterfassungssy­ stems oder über die Lastkorrektur bei α/n/Lambda-Systeme ermittelt wird, zugeführt. Ferner wird diesem über die Leitung 146 ein Maß für den oder die einzustellende Leistungsparameter, im Falle einer Dros­ selklappensteuerung der einzustellende Luftmassensollwert, zugeführt.
Abhängig von der Differenz zwischen Luftmassensollwert und dem er­ mittelten Istwert der Luftmasse wird durch das im wesentlichen aus einem integrierenden Anteil bestehende Funktionselement 148 ein Korrekturwert für die Luftmasse ermittelt.
Eine Leitung 150 führt vom Funktionselement 148 zur Verknüpfungs­ stelle 144, der außerdem die Leitung 142 zugeführt wird.
Der vom Element 148 ermittelte Korrekturwert für die Luftmasse wird in der Verknüpfungsstelle 144 zum Sollwert addiert. Dadurch werden die Auswirkungen der variablen Luftdichte auf die Motorsteuerung ausgeglichen und der Drosselklappenwinkel so nachgeführt, daß stationär die Differenz zwischen Solluftmassenwert und Istluftmas­ senwert verschwindet. Das Funktionselement 148 stellt damit einen Regler dar, der wenigstens einen integrierenden Anteil, vorteilhaf­ terweise einen Anteil für die schnelle Regelung zur Feinkorrektur und einen langsamen, adaptiven Teil für stationäre Abweichungen um­ faßt.
Der korrigierte Luftmassensollwert wird dann über die Leitung 152 an ein Kennfeld 124 übermittelt, dem weiterhin über die Leitung 18 der Istwert der Motordrehzahl zugeführt ist. Aus Luftmassensollwert und Drehzahl wird nun in diesem Kennfeld durch Interpolation ein Soll­ wert für die Drosselklappenstellung ausgelesen, der über die Leitung 50 zur Einstellung an die Stelleinrichtung 52 abgegeben wird. Auch dieses Kennfeld wird experimentell für den jeweiligen Motortyp er­ mittelt bzw. appliziert wird.
In analoger Weise können Beiträge für die zuzuführende Kraftstoff­ masse bzw. für den Zündzeitpunkt ermittelt werden. Dies ist in Fig. 2 durch die strichliert dargestellte Linie 60/64 skizziert.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß der vorgegebene Kupplungsmo­ mentsollwert durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen derart einge­ stellt wird, daß der Sollwert unabhängig von den herrschenden Be­ triebsumständen konstant gehalten wird.
Zur Verdeutlichung der Vorgehensweise zeigt Fig. 3 ein Flußdiagramm der einzelnen Berechnungsschritte.
In bekannter Weise wird aufgrund des Fahrerwunsches (FW) und weite­ rer Parameter ein Sollkupplungsmoment berechnet, welches das vom Mo­ tor an der Kupplung (bzw. am Drehmomentwandler bei Automatikfahrzeu­ gen) abzugebendes Drehmoment ausdrückt. Nach Start des in Fig. 3 skizzierten Programmteils werden in einem ersten Schritt 200 dieser Kupplungsmomentsollwert (m_kup_soll) eingelesen bzw. berechnet, die Meßwerte der Istdrehzahl (n_mot) und der Motortemperatur (t_mot) eingelesen und mit Schritt 202 fortgefahren. Dort wird in Abhängig­ keit der Istmotordrehzahl der drehzahlabhängige Beitrag des Schlepp­ moments (m_schlepp_n) ermittelt, im darauffolgenden Schritt 204 in Abhängigkeit der Motortemperatur entsprechend der temperaturabhängi­ ge Beitrag des Schleppmoments (m_schlepp_t).
Daraufhin wird im Schritt 206 durch Addition der drehzahl- und temperaturabhängigen Beiträge des Schleppmoments und des Kupplungs­ momentssollwertes ein Rohwert für das indizierte Moment (m_ind1) be­ rechnet.
Zu diesem Rohwert werden im Schritt 208 die additiven Beiträge von weiteren Verbrauchern hinzugefügt, insbesondere im Motorleerlauf der Leerlaufregler (m_llr) sowie Beiträge von Nebenaggregaten (m_nv), wie Klimaanlage, Generator, Servolenkung, etc. Die Addition aller dieser Beiträge (bei aktiven Nebenverbrauchern bzw. bei aktivem Leerlaufregler) ergibt einen Wert für das indizierte Moment (m_ind) gemäß Schritt 208, welches durch Einstellung der Leistungsparameter aufzubringen ist. Dabei kann für Kleinverbraucher der additive Bei­ trag geschätzt werden, für starke Verbraucher, wie z. B. für den Kli­ makompressor kann dessen Momentbedarf als Funktion des jeweiligen Betriebszustandes und der Motordrehzahl experimentell ermittelt und vorgegeben werden.
Aus dem im Schritt 208 ermittelte Wert des indizierten Moments wird nun gemäß Schritt 210 unter Berücksichtigung der Motordrehzahl über das Kraftstoffmassen- bzw. Luftmassenkennfeld wie oben skizziert ein Sollwert für die Kraftstoffmasse (mk_soll) bzw. Luftmasse (ml_soll) pro Arbeitstakt berechnet.
Für den Fall, daß im Schritt 210 lediglich ein Sollwert für die Kraftstoffmasse ermittelt wurde, kann über den festgelegten Sollwert für das Luft-Kraftstoffverhältnis (z. B. Lamda = 1) ein Luftmassen­ sollwert berechnet werden.
Dieser bzw. des aufgrund des Kennfeldes im Schritt 210 bestimmte Sollwert wird im Schritt 212 entsprechend der obigen Beschreibung durch den Korrekturterm für die variablen Luftdichte (ml_korr) durch Addition korrigiert, so daß ein tatsächlicher Luftmassensollwert (ml_adr) entsteht.
Dieser tatsächlicher Luftmassensollwert wird nun zusammen mit der Motordrehzahl im Schritt 214 in einem Kennfeld verarbeitet, wodurch Interpolation ein Sollwert für die Drosselklappenstellung (dk_soll) gebildet wird, der an die Stelleinrichtung abgegeben wird zur Ein­ stellung der Drosselklappe auf den Sollwert. Entsprechend kann unter Brücksichtigung des zugeführten Istluftmenge/-masse aus dem Sollwert für die Kraftstoffmasse eine Einspritzzeit berechnet werden.
Dadurch wird das gewünschte Sollkupplungsmoment unabhängig von den herrschenden Betriebsumständen wie Status von Verbrauchern und/oder Luftdichte eingestellt.
In vergleichbarer Weise, unter Verwendung der entsprechenden Lei­ stungsparameter, kann die vorstehend geschilderte Vorgehensweise auch in Verbindung mit einem Elektromotor als Antrieb oder mit ande­ ren alternativen Antriebskonzepten angewendet werden.

Claims (10)

1. Steuersystem für eine Antriebseinheit in einem Fahrzeug, die we­ nigstens einen Motor umfasst,
mit Mitteln, die ein Maß für das vom Motor abzugebende Moment (m_kup_soll) abhängig vom Fahrerwunsch (FW) vorgeben,
mit Mitteln, die Messgrößen für die Motordrehzahl (n_mot), für die Motortemperatur (t_mot) und für den Status von Nebenaggrega­ ten (Status) erfassen,
mit Mitteln, die das vom Motor abzugebende Moment (m_kup_soll) durch Einstellung wenigstens eines Leistungsparameters des Motors (dk_soll) beeinflussen, wobei bei der Umsetzung des vom Motor ab­ zugebenden Moments (m_kup_soll) in den wenigstens einen Lei­ stungsparameter (dk_soll) die Messgrößen für die Motordrehzahl (n_mot), die Motortemperatur (t_mot) und der Status von Nebenag­ gregaten (Status) berücksichtigt werden.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die das durch den die Motorleistung erzeu­ genden physikalischen Vorgang erzeugte Moment unter Berücksichti­ gung des Wirkungsgrades bestimmen.
3. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die das zur Kompensation der Verluste auf­ zubringende Moment bestimmen.
4. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel das durch Steuerung der Leistungsparameter einzustel­ lende Moment vorbestimmen und daraus Werte für die Leistungspara­ meter bilden.
5. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das einzustellende Moment als Summe aus dem vorgegebenen Moment, dem Verlustmoment und gegebenenfalls dem Momentenbedarf von Neben­ aggregaten und des Leerlaufreglers berechnet wird.
6. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Berechnung des Verlustmoments aus einer drehzahlabhängigen Kennlinie bzw. Kennfeld, welche vorzugsweise adaptierbar ist, für den betriebswarmen Motor, korrigiert mit einem temperaturabhängi­ gen Wert bestimmt wird.
7. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Berechnung des Sollwertes für den oder die Leistungsparameter durch ein Kennfeld als Funktion der Motordrehzahl und dem Sollwert für das einzustellende Motormoment, dem indizierten Moment vorge­ nommen wird.
8. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leistungsparameter die Kraftstoffmasse und/oder die Luftmasse sind.
9. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sollwert für die Luftmasse durch einen Regler korrigiert wird, dem dieser Sollwert und ein Maß für die Istluftmasse zugeführt wird und der ein Ausgangssignal im Sinne einer Kompensation der schwankenden Luftdichte erzeugt.
10. Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit auch ein steuerbares Getriebe umfaßt.
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8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee