DE4238919A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Abtriebsmoments einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steue­ rung des Abtriebsmoments einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE-P 42 04 401.4 bekannt. Dort wird eine elektronische Steuerung eines automatischen Getriebes mit Motoreingriff vorgeschlagen, bei welcher das vom Fah­ rer vorgegebene Abtriebsmoment während eines Schaltvorgangs bei sich nicht verändernden Fahrerwunsch konstant gehalten wird. Bei der be­ kannten Veröffentlichung werden Maßnahmen zur Steuerung des Getrie­ bes vorgeschlagen, während die Einstellung des Motors zur Durchfüh­ rung des gewünschten Funktionsverhaltens nur am Rande erwähnt wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, welche im Zusammenhang mit einer elektronischen Getriebesteuerung eine Ein­ stellung des Motors im Sinne eines im wesentlichen gleichbleibenden Abtriebsmoments bei im wesentlichen gleichbleibendem Fahrerwunsch während eines Schaltvorgangs des Getriebes gewährleisten.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Einstellung der Füllung der Brennkraftmaschine frühzeitig noch während des Schaltvorgangs derart erfolgt, daß diese bereits dann auf einen Wert eingestellt wird, den sie nach Abschluß des Schaltvorgangs einnehmen wird.

Aus der ebenfalls nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmel­ dung DE-P 42 32 973.6 ist ein Verfahren zur schnellen Beeinflussung des Drehmoments eines Motors durch Koordination der Füllung, d. h. im wesentlichen durch Steuerung der Luftzufuhr, und Zündung vorge­ stellt. Dabei wird ein Sollmotormoment auf der Basis der momentanen Motordrehzahl berechnet und die Luftzufuhr entsprechend eingestellt. Das auf diese Weise ermittelte Maß für die Luftzufuhr und damit für die Füllung und das aufgrund der eingestellten Füllung abgegebene Motormoment entspricht jedoch nicht dem nach der Schaltung zur Be­ reitstellung des gewünschten Abtriebsmoments notwendigen, weil eine Änderung der Motordrehzahl sowie eine möglicherweise vorhandene Wandlerverstärkung nicht berücksichtigten werden können.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE-P 42 20 243.3 ist die Berück­ sichtigung von Verlustmomenten und die Adaption der der Bestimmung dieser Momente zugrundeliegenden Kennfelder bei Berechnung des Soll­ verbrennungsmoments des Motors bekannt.

Vorteile der Erfindung

Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise läßt sich eine optimale Einstellung des Motors während eines Schaltvorgangs erreichen.

Besonders vorteilhaft dabei ist, daß durch die frühzeitige Einstel­ lung der Füllung des Motors über die frühzeitige Einstellung der Luftzufuhr, vorzugsweise über die frühzeitige Einstellung einer Drosselklappe, die Füllung und damit das aufgrund der Füllung er­ zeugte Motormoment bereits vor Beendigung des Schaltvorgangs auf den Wert eingestellt wird, der zur Bereitstellung des gewünschten Mo­ ments erforderlich ist.

Dadurch kann in vorteilhafter Weise das Motormoment während des Schaltvorgangs auf schnelle und exakte Weise über Zündungskorrektur zur Bewältigung des Schaltvorgangs beeinflußt werden.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß die erfindungsgemäße Vorgehensweise Wandlerverstärkungen bei der Einstellung des Motors berücksichtigt, während Änderungen der Motordrehzahl ohne Einfluß auf die Einstel­ lung der Füllung bleiben.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß ein Überschwingen der Drosselklappen­ stellung und damit des Motormoments nach Abschluß des Schaltvorgangs infolge von schnellen Drehzahländerungen während der Schaltung wirk­ sam vermieden wird. Daraus folgt verallgemeinernd eine Reduzierung der Saugrohrdynamik.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den abhängigen Ansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Übersichtsblockschaltbild der Antriebseinheit mit Steuereinheit, während in Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorgehensweise anhand eines Flußdiagramms dargestellt ist. Fig. 3 zeigt schließlich beispiel­ haft schematische Zeitverläufe einiger Betriebsgrößen. In Fig. 4 und 5 sind Flußdiagramm und Zeitverläufe einer zweiten Ausführungs­ form dargestellt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild mit einer Antriebseinheit 8 eines Fahrzeugs und einer Steuereinheit 28 dar. Die Antriebseinheit 8 um­ faßt einen Motor 10, eine Brennkraftmaschine, welcher über die Kur­ belwelle 12 mit einer Wandlereinheit 14 verbunden ist, welche wiederum aus Wandler 16 und Wandlerkupplung 18 besteht. Die Wandler­ einheit 14 ist über die Welle 20, die Getriebeeingangswelle, mit ei­ ner Getriebeeinheit 24 verknüpft, deren Ausgangswelle 26 die Ab­ triebswelle des Antriebsstrangs darstellt.

Der Steuereinheit 28 sind verschiedene Eingangsleitungen zugeführt. Eine erste Eingangsleitung 30 verbindet die Steuereinheit 28 mit ei­ nem Meßelement 32 zur Erfassung der Drehzahl der Welle 12, der Mo­ tordrehzahl n_mot. Eine Eingangsleitung 34 verbindet in einem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel die Steuereinheit 28 mit einem Meßelement 36 zur Erfassung der Drehzahl der Welle 20, der sogenannten Turbi­ nendrehzahl n_turb. Eine weitere Eingangsleitung 38 verbindet die Steuereinheit 28 mit einem Meßelement 40 zur Erfassung der Drehzahl der Welle 26, der Abtriebsdrehzahl n_ab. Ferner ist eine Eingangs­ leitung 42 vorgesehen, welche die Steuereinheit 28 mit einem vom Fahrer betätigbaren Bedienelement 44 verbindet und der Steuereinheit 28 Informationen über die Stellung dieses Bedienelements 44 zuführt. Ferner sind Eingangsleitungen 46 bis 48 vorgesehen, welche die Steuereinheit 28 mit Meßelementen 50 bis 52 verknüpfen, welche wei­ tere Betriebsgrößen des Motors, des Antriebsstrangs und/oder des Fahrzeugs erfassen. Bei derartigen Betriebsgrößen handelt es sich beispielsweise um Batteriespannung, Motortemperatur, etc. Ferner kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die strichliert einge­ zeichnete Eingangsleitung 54 vorgesehen sein, welche der Steuerein­ heit 28 mit der Getriebeeinheit 24 verbindet und der Steuereinheit 28 Informationen bezüglich der aktuellen mechanischen Getriebeüber­ setzung der Getriebeeinheit 24, insbesondere das Drehzahlverhältnis, übermittelt.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 dient die Steuereinheit 28 sowohl zur Steuerung des Motors als auch des Antriebsstrangs. Daher verfügt die Steuereinheit 28 über eine erste Ausgangsleitung 56, welche auf eine Einrichtung 58 zur Festlegung der Kraftstoffzumessung führt, eine zweite Ausgangsleitung 60, welche auf eine Einrichtung zur Ein­ stellung der Luftzufuhr 62, insbesondere eine Drosselklappe, führt, eine dritte Ausgangsleitung 64, welche auf eine Einrichtung 66 zur Einstellung des Zündwinkels führt, eine vierte Ausgangsleitung 68, welche auf die regel- bzw. steuerbare Wandlerkupplung 18 führt sowie eine Ausgangsleitung 70, welche auf die Getriebeeinheit 24 führt. Motorsteuerung und Antriebsstrangsteuerung können dabei in vorteil­ haften Ausführungsbeispielen auch durch zwei Steuereinheiten wahrge­ nommen werden, welche über ein Kommunikationssystem, z. B. CAN, mit­ einander verbunden sind.

Die prinzipielle Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten Anord­ nung ergibt sich aus dem eingangsgenannten Stand der Technik der deutschen Patentanmeldung DE-P 42 04 401.4 bezüglich der Steuerung der Getriebeeinheit 24, der deutschen Patentanmeldung DE-P 42 32 973.6 bezüglich der Motorsteuerung sowie aus den im Zusammen­ hang mit elektronischen Getriebesteuerungen allgemein bekannten Steuerung bzw. Regelung der Wandlerkupplung 18.

Kernpunkt der Funktionsweise ist, daß der aufgrund der Stellung des Bedienelements 44 ermittelte Fahrerwunsch in einen Sollwert für das an der Abtriebswelle 26 auftretende Abtriebsmoment m_ab_soll umge­ setzt wird. Bei nichtverändertem Fahrerwunsch wird vorausgesetzt, daß während eines Schaltvorgangs dieser Abtriebsmomentenwunsch, wel­ cher durch entsprechende Einstellung der Antriebseinheit unter Be­ rücksichtigung der Übersetzungs- und Verstärkungsverhältnisse des Antriebsstrangs bereitgestellt wird, unverändert erhalten bleibt. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß die Drehzahl der Welle 26, die Abtriebsdrehzahl n_ab, vor und nach einem Schaltvorgang im wesentli­ chen den gleichen Wert annimmt, solange sich der Fahrerwunsch wäh­ rend des Schaltvorganges nicht verändert hat.

Dabei wird der Schaltvorgang in einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel wie aus dem genannten Stand der Technik gestaltet. Der Druck in den zu- und abschaltenden Kupplungen der Getriebeeinheit 24 ist elektrisch regel- bzw. steuerbar. Beim Schaltvorgang bei konstantem Fahrerwunsch werden die Drücke in den Kupplungen im Sinne einer Kon­ stanthaltung des Abtriebsmoments des Fahrzeugantriebs gesteuert. Da­ bei wird auf der Basis des Fahrerwunsches ein Sollwert für das Ab­ triebsmoment vorgegeben, der in Abhängigkeit des jeweilig eingeleg­ ten Getriebegangs in einen Sollwert für das Übertragungsmoment die­ ses Getriebegangs, d. h. das abtriebsseitig am Getriebegang anliegen­ den Moments, und den Kupplungsschließdruck der zugeordneten Kupp­ lung umgesetzt. Der Sollwert für das Übertragungsmoment des jeweili­ gen Getriebeganges wird dann im Rahmen einer Rampensteuerung während des Schaltvorgangs zur Durchführung der Schaltung verändert, wobei aus diesem zeitlich gesteuerten Sollwert für das jeweilige Übertra­ gungsmoment ein erforderlicher Sollwert für den jeweiligen Kupp­ lungsdruck berechnet wird. Ferner dient der Sollwert für das Über­ tragungsmoment zu einer entsprechenden Steuerung des vom Motor abzu­ gebenden Motormoments. Prinzipiell wird beispielsweise bei der Hoch­ schaltung von einem ersten in einen zweiten Gang in einer ersten Phase in der Kupplung des zweiten Ganges ein Druck aufgebaut, bis diese Kupplung das volle Motormoment überträgt, d. h. das Sollab­ triebsmoment vollständig abtriebsseitig an der Abtriebswelle bereit­ stellt. Damit wird die Kupplung des ersten Getriebeganges entlastet, die dann gelöst wird. Durch das Konstanthalten der eingangsseitigen Drehzahl der Getriebeeinheit während dieser ersten Phase arbeitet die Kupplung des zweiten Ganges zu dieser Zeit mit Schlupf. In einer zweiten Phase wird diese Kupplung nun durch entsprechende Beeinflus­ sung des Motors auf die Synchrondrehzahl gebracht, das heißt die Drehzahl, die im eingelegten zweiten Gang zur Momentenübertragung ohne schlupfende Kupplung konstruktiv vorgesehen ist. Während des gesamten Schaltvorgangs wird das Abtriebsmoment bei gleichbleibendem Fahrerwunsch konstant gehalten.

Die Wandlerkupplung 18 wird in bekannter Weise gesteuert. In Ab­ hängigkeit von Betriebsgrößen wie Last, Temperatur, Drehzahl, einge­ legte Gangübersetzung, etc. wird die Wandlerkupplung aus Komfort­ gründen, zur Einschränkung der Geräuschentwicklung und zur Verminde­ rung von Schwingungen, etc. sowie zur Drehmomentenverstärkung in verschiedene Zustände gebracht. Dabei kann die Wandlerkupplung offen (verstärkender Betrieb), geschlossen sein (1 : 1-Übertragung) oder ge­ regelte Zwischenzustände mit vorbestimmtem Schlupf annehmen.

Diese beispielhafte Darstellung der Funktionsweise der Getriebe­ steuerung wird durch eine im folgenden beispielhaft dargestellten Beeinflussung des vom Motor abgegebenen Drehmoments ergänzt. Dort wird ein kombinierter Eingriff in die Füllung des Motors, welche über die Steuerung der Luftzufuhr über eine Drosselklappe 62 und nachfolgende herkömmliche Bestimmung der zuzumessenden Kraftstoff­ menge eingestellt wird (im Falle eines Dieselmotors über die Steue­ rung der Kraftstoffmenge), und in den Zündwinkel vorgenommen. Dabei wird das nach dem Schaltvorgang vorliegende Motormoment auf der Ba­ sis des alten und des neuen Übersetzungsverhältnis im alten und im neuen Gang bestimmt. Das auf diese Weise berechnete Sollmoment wird in Verbindung mit der aktuellen Motordrehzahl zur Einstellung der Füllung sowie zur Korrektur des Zündwinkels verwendet. Die zeitliche Steuerung ist dabei so, daß die Erhöhung der Füllung frühzeitig er­ folgt und parallel dazu der Zündwinkel so verändert wird, daß die zündwinkelbedingte Momentenveränderung gerade die füllungsbedingte Momentenveränderung kompensiert. Dies hat den Vorteil, daß während des Schaltvorgangs das Motormoment nicht über die relativ langsame und ungenaue Füllungssteuerung, sondern über die dazu vergleichswei­ se schnelle und genaue Zündwinkelkorrektur beeinflußt wird.

Wenn dann nach Abschluß der oben beschriebenen Getriebesteuerung der Zeitpunkt erreicht ist, ab dem das Motordrehmoment zum Erreichen der neuen Synchrondrehzahl verändert werden muß, wird die Zündwinkelän­ derung im wesentlichen rückgängig gemacht.

Diese Vorgehensweise entspricht im wesentlichen der im eingangs ge­ nannten Stand der Technik beschriebenen. Dort werden jedoch die Ver­ stärkungsverhältnisse der Wandlereinheit nicht berücksichtigt und ferner die Berechnung der Drosselklappenstellung abhängig von der aktuellen Drehzahl durchgeführt, so daß die Einstellung der Füllung nicht in allen Fällen dem Wert entspricht, der nach Abschluß des Schaltvorgangs vorliegen wird. Dadurch stimmt auch das eingestellte Motordrehmoment nicht immer mit dem überein, welches nach Abschluß des Schaltvorgangs vorliegen wird.

Um dieses in manchen Anwendungsfällen unbefriedigende Verhalten zu verbessern, wird erfindungsgemäß die Einstellung der Füllung, vor­ zugsweise der Drosselklappenstellung, derart vorgenommen, daß im we­ sentlichen (im Rahmen üblicher Toleranzen) der Wert bereits während des Schaltvorganges eingestellt wird, der nach Abschluß des Schalt­ vorgangs vorliegen wird. Dabei wird durch Zurücknahme der Zündwin­ keländerung bei eingestellter Füllung das nach Abschluß des Schalt­ vorgangs zur Bereitstellung des Sollabtriebsmoments einzustellende Motormoment unabhängig von den Verstärkungsverhältnissen des Wand­ lers und unabhängig von der aktuellen Motordrehzahl realisiert.

Ferner ist anzumerken, daß die erfindungsgemäße Vorgehensweise nicht nur in Verbindung mit der oben geschilderten Getriebesteuerung ange­ wendet werden kann. Wesentlich ist lediglich, daß vor und nach Schaltvorgang bei im wesentlichen unverändertem Fahrerwunsch das von Antriebstrang abgegebene Abtriebsmoment im wesentlichen gleich ist. Im Rahmen dieser Vorgabe können bei anderen vorteilhaften Ausfüh­ rungsbeispielen auch andere Strategien zur Getriebesteuerung Anwen­ dung finden.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Dabei zeigt Fig. 3 Zeitverläufe von Marken SS und SSV (Fig. 3a), des vom Motor erzeugten Istverbrennungsmoments mo_v_ist (Fig. 3b), der Motordrehzahl n_mot (Fig. 3c), des aufgrund der ab­ hängig von der Motordrehzahl gemäß Stand der Technik eingestellten Füllung erzeugten Beitrags zum Verbrennungsmoments mo_v_fü(n_mot) (Fig. 3d), des erfindungsgemäß eingestellten Momentenbeitrag der Füllung mo_v_fü(n_mot_n) (Fig. 3e) sowie der durch die Zündungskor­ rektur vorgenommenen Momentenänderung deltamo_v_zw (Fig. 3f). Je­ weils waagrecht ist die Zeit, senkrecht die jeweilige Größe aufgetra­ gen.

Ein Schaltvorgang des Getriebes wird entweder bei Vorliegen eines entsprechenden Fahrerwunsches oder bei Vorliegen eines bestimmten Betriebszustandes, beispielsweise anhand einer Last-/Drehzahl-Kom­ bination eingeleitet. In diesem Fall wird eine den Schaltvorgang kennzeichnende Marke SS gesetzt. Dies ist in Fig. 3a zum Zeitpunkt T0 durch den Pegelwechsel des Signals SS angedeutet. Danach findet die oben beschriebene Steuerung der Getriebekupplungen statt. Wäh­ rend dieses Zeitraums wird sowohl Motordrehzahl als auch Motormoment unverändert beibehalten, was in den Fig. 3b bis f im Zeitraum zwischen T0 und T1 zum Ausdruck kommt. Zum Zeitpunkt T1, welcher ge­ gebenenfalls betriebsgrößenabhängig je nach Betriebszustand des Mo­ tors, das heißt last- und drehzahlabhängig, nach einer vorbestimmten Zeit nach dem Einleiten des Schaltvorgangs gewählt wird, wird die Verstellung der Drosselklappe, das heißt die Einstellung der Fül­ lung, auf den nach dem Schaltvorgang zu erwartenden Wert vorgenom­ men. Der Zeitpunkt T1 wird dabei derart gewählt, daß die Drossel­ klappe frühzeitig vor Beendigung des Schaltvorgangs betätigt und zumindest kurz vor (idealerweise mit) Beendigung des Schaltvorgangs, d. h. vor Erreichen der Synchrondrehzahl durch die Motordrehzahl- auf den bestimmten Wert eingestellt ist.

Dazu wird gemäß Fig. 3a zum Zeitpunkt T1 eine Marke zum Einstellen der Drosselklappe gesetzt. Dies ist in Fig. 3a anhand des Pegel­ wechsels des Signals SSV angedeutet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drosselklappe zur Einstellung eines vorbestimmten Werts betätigt, der dem Wert entspricht, der die Drosselklappe nach Abschluß der Schaltung aufweisen wird. Die durch die Änderung der Füllung auftre­ tende Momentenänderung wird durch die gegensätzliche Beeinflussung des Zündwinkels gemäß Fig. 3f kompensiert, so daß das resultierende Motormoment konstant bleibt. Das Motormoment (Fig. 3b) wird solange konstant gehalten, bis die Beeinflussung der Getriebeeinheit abge­ schlossen ist, d. h. der neue Gang vollständig das gewünschte Ab­ triebsmoment bereitstellen kann. Dann wird die Motordrehzahl auf vorbestimmte Weise, gesteuert oder geregelt, vom ersten Synchronwert im alten Gang auf den neuen Synchronwert im neuen Gang durch Beein­ flussung des Motors verändert (bis zum Zeitpunkt T3).

Die Bestimmung der Drosselklappeneinstellung wird anhand des Fluß­ diagramms nach Fig. 2 verdeutlicht. Danach wird im ersten Schritt 100 überprüft, ob die Marken SS und SSV gesetzt sind. Ist dies nicht der Fall, wird der Programmteil beendet und bei Vorliegen der Marke SS der Schaltvorgang, ansonsten der Normalbetrieb durchgeführt. Sind beide Marken gesetzt, so werden im Schritt 102 zumindest die Werte für die Abtriebsdrehzahl n_ab, die im neuen Gang vorliegende Ge­ triebeübersetzung Ü_neu, der Fahrerwunsch, das heißt das Sollab­ triebsmoment mo_ab_soll sowie in einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel die Turbinendrehzahl n_turb eingelesen und im darauffolgenden Schritt 104 das Sollturbinenmoment mo_turb_soll, welches an der Wel­ le zwischen Wandler und Getriebeeinheit auftreten soll, durch Quotientenbildung zwischen Sollabtriebsmoment und neuer Getriebe­ übersetzung berechnet. Im Schritt 104 wird die nach dem Schaltvor­ gang vorliegenden Turbinendrehzahl n_turb aus dem Produkt von Ab­ triebsdrehzahl n_ab und neuer Getriebeübersetzung Ü_neu berechnet. Daraufhin wird im Schritt 106 die Verstärkungsparameter des Wandlers bestimmt. Dies geschieht durch Kennfelder in Abhängigkeit der Tur­ binendrehzahl und des Sollturbinenmoments. Der Drehzahlverstärkungs­ faktor nü wird auf der Basis des berechnenden Turbinensollmoments sowie der Turbinendrehzahl für die geöffnete oder geregelte Wandler­ kupplung aus dem Kennfeld ausgelesen. Bei geschlossener Wandlerkupp­ lung, das heißt bei einer 1 : 1-Übertragung der Wandlereinheit, ist der Faktor nü = 1. Danach wird der die Momentenübertragung der Wand­ lereinheit mü auf der Basis des Drehzahlübersetzungsverhältnisses nü aus einer Kennlinie ausgelesen. Bei geschlossener Wandlerkupplung ist auch der Faktor mü = 1. Nach Bestimmung der Wandlerverstärkungs­ faktoren wird im darauffolgenden Schritt 108 die Motordrehzahl nach Abschluß des Schaltvorganges n_motn bestimmt. Diese ergibt sich aus der Quotientenbildung der im Schritt 104 berechnenden Turbinendreh­ zahl nach Beendigung des Schaltvorgangs bei im wesentlichen gleich­ bleibendem Fahrerwunsch durch das Drehzahlübersetzungsverhältnis der Wandlereinheit nü. In analoger Weise ergibt sich der Wert des Motor­ moments, das heißt des Kupplungsmoments mo_kup_nach nach Abschluß des Schaltvorgangs aus der Quotientenbildung des im Schritt 104 be­ rechnenden Turbinenmoments mo_turb_soll nach Abschluß der Schaltung und des Drehmomentenübertragungsfaktor mü der Wandlereinheit.

Im darauffolgenden Schritt 110 wird der Drosselklappenöffnungssoll­ wert auf der Basis der berechneten Werte von Kupplungsmoment mo_kup_nach und Motordrehzahl n_mot_n berechnet.

Zuerst wird ein Sollverbrennungsmoment mo_v_soll als Summe von Kupp­ lungsmoment mo_kup_nach und von Verlustmoment- bzw. Verbrauchsmo­ mentenbeiträgen von Nebenaggregaten mo_schlep (n_mot_n) sowie mo_na berechnet. Diese Werte sind in Kennfeldern bzw. Kennlinien abgespei­ chert und werden wie aus dem Stand der Technik bekannt adaptiert. Dabei berücksichtigt der Faktor mo_schlep Momentenverluste durch Reibung oder Drosselung, was durch die Einstellung des Verbrennungs­ moments aufgebracht werden muß. Diese sind im wesentlichen dreh­ zahl- und temperaturabhängig. Die Besonderheit im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist dabei, daß der Faktor mo schlep in Abhängigkeit der berechneten Motordrehzahl des zweiten Synchronpunktes n_mot_n bestimmte wird und somit bereits die Ver­ hältnisse nach Abschluß des Schaltvorgangs berücksichtigt sind. Das berechnete Verbrennungssollmoment nimmt daher den Wert an, der am zweiten Synchronpunkt zur Bereitstellung des Sollabtriebsmoments er­ forderlich ist.

Daraufhin wird in einem weiteren Kennfeld abhängig von diesem Ver­ brennungsmomentensollwert mo_v_soll und der Motordrehzahl n_mot_n nach Abschluß des Schaltvorgangs ein Luftmassensollwert ml_soll be­ rechnet, welcher in einem weiteren Kennfeld zusammen mit der Motor­ drehzahl n_mot_n nach Abschluß des Schaltvorgangs in einen Drossel­ klappenstellungssollwert DKsoll umgewandelt wird. Dieser wird im darauffolgenden Schritt 112 an die Motorsteuereinheit abgegeben. Da­ nach wird der Programmteil beendet.

Der Drosselklappensollwert wird an eine elektrische Einstellvorrich­ tung für die Drosselklappe abgegeben, die die Stellung der Drossel­ klappe nach eine vorgegebenen Strategie auf den Sollwert einstellt. Auf der Basis der Veränderung der Luftzufuhr, verändert eine Kraft­ stoffzumessung in herkömmlicher Weise die zuzumessende Kraftstoff­ menge. Dies bewirkt die Einstellung der gewünschten Füllung und so­ mit des berechneten Sollverbrennungsmoments. Dies würde ohne Ände­ rung des Zündwinkel in das vom Motor abgegebene Motormoment umge­ setzt. Daher wird der über das bekannte Kennfeld eingestellte Zünd­ winkel derart korrigiert, daß das Verbrennungsmoment gleich bleibt. Der Zündwinkel wird also entsprechend nach spät verstellt.

Die oben dargestellte Bestimmung der Einstellung der Drosselklappe wird in Fig. 3 zum Zeitpunkt T1 vorgenommen. Die Ausgabe des Dros­ selklappensollwerts führt ab dem Zeitpunkt T1 gemäß Fig. 3e zu ei­ ner Erhöhung des aus der Füllung resultierenden Beitrags zum Ver­ brennungsmoments des Motors, welcher gemäß Fig. 3e ansteigt. Dieser Einfluß wird durch die Rücknahme des Zündwinkels gemäß Fig. 3f ab dem Zeitpunkt T1 kompensiert, so daß das Verbrennungsistmoment gemäß Fig. 3b konstant bleibt. Überträgt der neue Gang das volle Moment, so wird die Motordrehzahl geregelt oder gesteuert vom ersten auf den zweiten Synchronpunkt gemäß Fig. 3c geführt. Der zweite Synchron­ punkt wird dabei zum Zeitpunkt T3 erreicht. Spätestens zu diesem Zeitpunkt hat die Drosselklappe ihre Endstellung erreicht. Dies be­ deutet gemäß Fig. 3e, daß der Beitrag für das Verbrennungsmoment aufgrund der Füllung den nach dem Schaltvorgang vorliegenden Wert erreicht hat. Nach dem Zeitpunkt T3 wird durch Zurücknahme der Zünd­ winkelkorrektur das Motormoment im neuen Gang gemäß Fig. 3b herge­ stellt. Die Drosselklappenstellung bleibt dabei gemäß Fig. 3e un­ verändert.

Fig. 3d zeigt im Gegensatz dazu das Verhalten des Momentenbeitrags aufgrund der Füllung, wenn die Drosselklappenstellung entsprechend der momentanen Motordrehzahl eingestellt wird. Charakteristisch da­ bei ist, daß zwischen den Zeitpunkten T1 und T3 ein Überschwingen der Drosselklappe stattfindet, welches zu unbefriedigendem Verhal­ ten, insbesondere zu unerwünschten dynamischen Vorgänge im Saugrohr und Beeinträchtigung des Schaltkomforts führt.

Die in Fig. 3 beschriebene Situation betrifft die Hochschaltung, beispielsweise vom dritten in den vierten Gang. Eine entsprechende Vorgehensweise bei der Rückschaltung ist unter der Voraussetzung, daß ein geeigneter Spielraum zur Korrektur des Zündwinkels (in Rich­ tung einer Momentenerhöhung) vorliegt, ebenso möglich.

Wesentlich bei der beschriebenen Vorgehensweise ist, daß die Dros­ selklappenstellung derart bestimmt wird, daß das resultierende Mo­ tormoment genau dem Kupplungsmoment nach der Schaltung entspricht. Der berechnete Drosselklappenstellungswert hängt von dem Sollab­ triebsmoment (Fahrerwunsch) und der Abtriebsdrehzahl, jedoch nicht von der momentanen Motordrehzahl ab. Ändert sich während des Schalt­ vorgangs der Fahrerwunsch, so kann dies bei der Bestimmung des Soll­ turbinenmoments gemäß Schritt 104 berücksichtigt werden.

Die oben geschilderte Vorgehensweise gilt für den Fall, daß das Sollturbinenmoment, das heißt das am Eingang der Getriebeeinheit an­ liegende Moment am Überschneidungspunkt unverändert bleibt. Als Überschneidungspunkt wird ein Punkt bezeichnet, an dem die Kupplung des alten Ganges gerade kein Moment, die Kupplung des neuen Ganges das volle Moment übersteigt. In anderen vorteilhaften Ausführungs­ beispielen kann als Überschneidungspunkt auch ein Punkt in der Über­ schneidungsphase bezeichnet sein, an dem sowohl die die Kupplung des alten als auch die des neuen Ganges gesteuert in einer Zwischenstel­ lung sich befinden. Da Getriebesteuerungen vorgesehen sein können, welche es erforderlich machen, daß das Sollturbinenmoment in der Überschneidungsphase synchron zum Druckanstieg der neuen Kupplung bis auf den Wert des neuen Ganges eingestellt werden muß, muß bei der frühzeitigen Einstellung der Füllung eine gegenüber der obigen Darstellung ergänzte Vorgehensweise, welchen in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, verfolgt werden.

In Fig. 5 ist ebenfalls jeweils waagrecht die Zeit, senkrecht die Größen Verbrennungsistmoment mo_v_ist (Fig. 5b), Motordrehzahl n_mot (Fig. 5c), Momentbeitrag aus Füllung mo_v_fü (Fig. 5d), Momentenan­ derung durch Zündwinkeleingriff deltamo_v_zw (Fig. 5e), Drosselklap­ penstellung DKist (Fig. 5f) sowie in Fig. 5a die Schaltmarken aufge­ zeichnet.

Wie oben anhand Fig. 3 dargelegt, wird auch in Fig. 5a durch den Pegelwechsels des Signals SS das Einleiten eines Schaltvorgangs zum Zeitpunkt T0 bezeichnet. Zum Zeitpunkt T1, welcher auf der Basis des Zeitpunkts T0 abhängig von Betriebsgrößen gewählt wird, wechselt das Signal SSV seinen Pegel, welches die Beeinflussung der Füllung im Rahmen des Schaltvorgangs erlaubt bzw. auslöst. Danach wird gemäß Fig. 5d der Beitrag der Füllung zum Motormoment bzw. die Stellung der Drosselklappe gemäß der in Fig. 4 dargestellten Vorgehensweise auf den Überschneidungspunkt bezogen berechnet und ausgegeben, die Füllung gemäß Fig. 5d eingestellt, wobei die Momentenänderung bis zum Zeitpunkt T2 durch eine entsprechende Zündwinkelkorrektur gemäß Fig. 5e kompensiert wird. Zum Zeitpunkt T2, vor dem Überschnei­ dungspunkt, wird die Zündwinkelkorrektur synchron zum Druckanstieg der neuen Kupplung zurückgenommen, so daß das Motormoment gemäß Fi­ gur 5b auf den vorbestimmten Wert ansteigt, welches ein Turbinenmo­ ment zur Folge hat, welches dem erforderlichen Sollmoment zur Be­ reitstellung des Sollabtriebsmoments entspricht. Die Drosselklappen­ stellung zum Zeitpunkt T2 ist dabei in Fig. 5f dargestellt. Die Turbinendrehzahl bleibt analog zu Fig. 5c beim Überschneidungspunkt auf dem alten Synchronwert.

Zur Bestimmung der Drosselklappeneinstellung zum Zeitpunkt T2 wird wie in Fig. 4 dargestellt vorgegangen.

In einem ersten Programmschritt 200 wird analog zur Fig. 2 über­ prüft, ob die Marken SS und SSV gesetzt sind. Ist dies nicht der Fall, wird der Programmteil beendet, andernfalls im Schritt 202 zu­ mindest die Betriebsgrößenabtriebsdrehzahl n_ab, Getriebeübersetzung im alten Gang ü_alt, Getriebeübersetzung im neuen Gang ü_neu, Soll­ abtriebsmoment mo_ab_soll und in einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel die aktuelle Turbinendrehzahl n_turba eingelesen. Um am Über­ schneidungspunkt das Sollturbinenmoment mo_turb des neuen Gangs zu realisieren, muß die Drosselklappe schon zu einem gegenüber der Lösung nach Fig. 3 früheren Zeitpunkt auf einen neuen Wert einge­ stellt werden. Zur Berechnung des zur Bereitstellung des Sollturbi­ nenmoments erforderlichen Sollmotormoments mo_kupü am Überschnei­ dungspunkt und der Füllung am Überschneidungspunkt wird die Motor­ drehzahl n_mot_ü am Überschneidungspunkt berechnet. Dies erfolgt auf der Basis von Abtriebsdrehzahl und Abtriebssollmoment, weil während der Schaltung bei nicht verändertem Fahrerwunsch die Abtriebsdreh­ zahl im wesentlichen konstant gehalten wird. Im Gegensatz zur Motor­ drehzahl wird am Überschneidungspunkt die Turbinendrehzahl n_turba noch durch die alte Übersetzung ü_alt bestimmt, da keine Drehzahl­ veränderung stattgefunden hat. Durch die Einstellung des Turbinenmo­ ment, welches einen höheren Wert annimmt, ändert sich die Motordreh­ zahl jedoch bei offener oder geregelten Wandlerkupplung im Überschneidungpunkt. Die Drosselklappensollöffnung wird daher auf der Basis der berechneten Werte der Motordrehzahl und des Motormoments im Überschneidungspunkt berechnet und wie oben dargestellt über ei­ nen Sollwert für die Luftmasse eingestellt.

Aus diesem Grund wird im Schritt 204 in einem Ausführungsbeispiel die Turbinendrehzahl n_turb_a, wenn nicht gemessen, aus Abtriebs­ drehzahl und alter Übersetzung berechnet sowie das Turbinensollmoment am Überschneidungspunkt mo_turb_soll_ü aus dem Quotienten aus Abtriebssollmoment und neuer Getriebeübersetzung bestimmt. Im Schritt 206 werden dann die Wandlerverstärkungsfaktoren nü und mü gemäß den oben dargestellten Vorgehensweisen bestimmt, während im darauffolgenden Schritt 208 die Motordrehzahl im Überschneidungs­ punkt n_motü aus dem Quotienten der Turbinendrehzahl n_turb_a und dem Faktor nü berechnet wird. Ferner wird im Schritt 208 das Motormoment im Überschneidungspunkt mo_kupü aus dem Quotienten des Sollturbinenmoments am Überschneidungspunkt mo_turb_soll_ü und dem Faktor für die Drehmomentübersetzung des Wandlers mü bestimmt. Da­ nach wird gemäß Schritt 209 der Drosselklappensollwert berechnet und gemäß Schritt 210 an die Motorsteuerung ausgegeben, welche die Einstellung gemäß Fig. 5 zwischen den Zeiten T1 und T2 (siehe Fig. 5) auf die obenbeschriebene Art ausführt. Danach wird im Abfrage­ schritt 212 überprüft, odie neue Gangstufe eingelegt ist, das heißt ob der neue Gang vollständig die Momentenübertragung unter Be­ reitstellung des Abtriebsmoments übernimmt und ob die Anpassung der Motordrehzahl auf den Synchronpunkt des neuen Ganges vorgenommen werden kann. Dies ist in Fig. 5 zum Zeitpunkt T3 der Fall. Wird die Frage gemäß Schritt 212 positiv beantwortet, so wird im Schritt 214 zur Berechnung der Drosselklappenstellung nach Beendigung des Schaltvorganges gemäß Fig. 2 vorgegangen und der Programmteil been­ det.

Dieses Vorgehen kann gemäß Fig. 5 ab dem Zeitpunkt T3 zu einer leichten Reduktion der Drosselklappenstellung bis zum Zeitpunkt T4, weil die Motordrehzahlsenkung erfolgt, an dem der Schaltvorgang ab­ geschlossen ist, führen. Die Reduzierung der Motordrehzahl vom er­ sten auf den zweiten Synchronpunkt findet dann durch Zündwinkelkor­ rektur statt, die zum Zeitpunkt T4 hin langsam wieder aufgehoben wird. Der Momentenbeitrag aufgrund der Füllung bleibt während dieser Periode gleich.

Der Zeitpunkt T1 und das Setzen der Marke SSV wird auch in diesem Ausführungsbeispiel derart bestimmt, daß die Einstellung der Fül­ lung spätestens bis zum Zeitpunkt T2 erfolgt ist.

Wichtig bei der zweiten Ausführungsform ist, daß der Momentenbeitrag der Füllung von Anfang im wesentlichen auf dem Wert nach Abschluß der Schaltung eingestellt wird.

Claims (10)

1. Verfahren zur Steuerung des Abtriebsmoments einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs,

• - wobei die Antriebseinheit wenigstens einen Motor und eine steuer-/regelbare Kraftübertragungseinheit umfaßt,
• - wobei ausgehend vom Fahrerwunsch ein Abtriebsmoment vorgegeben wird, welches während einer Steuerung der Kraftübertragungseinheit bei im wesentlichen gleichbleibendem Fahrerwunsch im wesentlichen konstant gehalten wird,
• - und das vom Motor abgegebene Drehmoment durch Einstellung von lei­ stungsbestimmenden Größen entsprechend bereitgestellt wird,
• - wobei wenigstens eine leistungsbestimmende Größe während der Steuerung der Kraftübertragungseinheit im wesentlichen auf den Wert eingestellt wird, den diese Größe nach Abschluß der Steuerung auf­ weist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft­ übertragungseinheit wenigstens ein steuerbares Getriebe umfaßt und die Steuerung der Kraftübertragungseinheit einen Schaltvorgang um­ faßt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die wenigstens eine leistungsbestimmende Größe die Luftzufuhr, die Drosselklappenstellung, die Füllung oder der Ver­ brennungsmomentenbeitrag aufgrund der Fullung des Motors ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einstellung der Größe derart frühzeitig er­ folgt, daß diese wenigstens zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, dem Abschluß des Schaltvorgangs oder einem vorbestimmten Zeitpunkt wäh­ rend des Schaltvorgangs (Überschneidungspunkt), den vorbestimmten Wert erreicht hat.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bestimmung und/oder der Beginn der Einstellung des vorbestimmten Werts der Größe während der Schaltung erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert abhängig von dem Sollab­ triebsmoment und der Abtriebsdrehzahl ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kraftübertragungeinheit eine Wandlereinheit umfaßt, deren Übertragungscharakteristik bei der Berechnung des vor­ bestimmten Werts berücksichtigt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert unabhängig von der momenta­ nen Drehzahl und der Übertragungscharakteristik der Wandlereinheit ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert im Überschneidungspunkt ab­ hängig von Abtriebssollmoment und Abtriebsdrehzahl unter Berücksich­ tigung der Übertragungscharakteristik der Wandlereinheit festgelegt wird und spätestens bei Erreichen des Überschneidungspunktes einge­ stellt ist und danach der der vorbestimmte Wert nach Abschluß der Schaltung eingestellt wird.

10. Vorrichtung zur Steuerung des Abtriebsmoments einer Antriebsein­ heit eines Fahrzeugs,

• - wobei die Antriebseinheit wenigstens einen Motor und eine steuer-/regelbare Kraftübertragungseinheit umfaßt,
• - wobei ausgehend vom Fahrerwunsch ein Abtriebsmoment vorgegeben wird, welches während einer Steuerung der Kraftübertragungseinheit bei im wesentlichen gleichbleibenden Fahrerwunsch im wesentlichen konstant gehalten wird,
• - und das von Motor abgegebene Drehmoment durch Einstellung von lei­ stungsbestimmenden Größen entsprechend bereitgestellt wird,
• - wobei wenigstens eine leistungsbestimmende Größe während der Steuerung der Kraftübertragungseinheit im wesentlichen auf den Wert eingestellt wird, den diese Größe nach Abschluß der Steuerung auf­ weist.