DE4305573A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steu­ erung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs, insbesondere im Leer­ lauf- und/oder leerlaufnahen Bereich, gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 38 29 635 (US-PS 5 046 924) bekannt. Dort wird die Leistungs­ abgabe einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs im Leerlauf- und/oder leerlaufnahen Bereich in Abhängigkeit der Leistungsanforderung eines Verbrauchers am Beispiel eines Kompressors einer Klimaanlage gesteu­ ert. Zur Konstanthaltung der Drehzahl der Antriebseinheit beim Ein­ schalten des Kompressors wird die Erhöhung der Leistungsabgabe der Antriebseinheit abhängig von einem gemessenen, die zu erwartende Be­ lastung der Antriebseinheit repräsentierenden Wert vorgenommen. Eine derartige Meßgröße stellt der Druck im Hochdruckbereich des Kompres­ sors dar. Die bekannte Vorgehensweise setzt die Möglichkeit der Mes­ sung einer derartigen Größe sowie das Vorhandensein einer entspre­ chenden Meßeinrichtung voraus. Daher ist die beschriebene Vorgehens­ weise weder bei Umgebungen ohne diese Meßmöglichkeit anwendbar, noch kann sie auf andere Zusatzverbraucher beim Fahrzeug, wie Heck-, Frontscheibenheizung, Lüfter (Gebläse), Getriebe, Servolenkung, etc., welche je nach Betriebszustand mit die Antriebseinheit unter­ schiedlichen Drehmomentenanforderungen belasten, übertragen werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, welche eine universell einsetzbare und flexible Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs bei Zuschalten von zusätzlichen Verbrauchern mit Blick auf die Konstanz der Drehzahl beim Zuschalten der Verbraucher darstellen, vorzugsweise ohne zusätzliche Peripherieelemente zu be­ nötigen.

Dies wird dadurch erreicht, daß beim Abschalten des zusätzlichen Verbrauchers in einer zurückliegenden Betriebsphase ein Maß für die beim Einschalten des Verbrauchers zu erwartende Belastung des Motors ermittelt, und bei Einschalten des Verbrauchers der wenigstens eine Leistungsparameter der Antriebseinheit auf der Basis dieses Maß mit Blick auf eine Konstanz der Motordrehzahl verändert wird. Vorzugs­ weise steht das Maß der Erhöhung des wenigstens einen Leistungspara­ meter in direkter funktionaler Abhängigkeit zum Maß der voraussicht­ lichen Belastung.

Aus der DE-OS 34 39 927 (US-PS 4 592 320) ist eine adaptive Stör­ größenaufschaltung bekannt, bei auf der Basis des Reglerausgangssig­ nals zu Beginn der Aufschaltung, d. h. bei Einschalten des Verbrau­ chers, und des Reglerausgangssignals im ausgeregelten Zustand der­ selben Betriebsphase eine Anpassung der aufzuschaltenden Konstante vorgenommen wird. Eine Änderung der Belastung während dieser Be­ triebsphase durch z. B. Temperaturdrift, welcher auf diese Weise in die Aufschaltung einbezogen wird, oder durch den Verbraucher selbst, der seinen Leistungsbedarf während des Betrieb ändern kann, können nicht berücksichtigt werden, so daß in manchen Betriebssituationen ein unbefriedigendes Verhalten auftreten kann.

Aus der DE-OS 34 29 351 (US-PS 4 815 433) ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, mit deren Hilfe alterungs- und driftbedingte Abweichungen von einem vorgegebenen Idealzustand im Zusammenhang mit einer Leerlaufdrehzahlregelung erfaßt, gespeichert und bei der Steu­ erung der Antriebseinheit berücksichtigt werden können.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist unabhängig von den jeweili­ gen Umgebungsbedingungen universell einsetzbar und für jede Art zu­ sätzlicher Verbraucher anwendbar. Dabei werden keine zusätzlichen Peripherieelemente benötigt.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vor­ gehensweise in Verbindung mit einer Leerlaufregelung.

Dabei kann insbesondere bei Verbrauchern mit variablem Einschaltmo­ ment, z. B. einem Klimakompressor, einer Heck-, Frontscheibenheizung, eines Lüfters, etc., beim Einschalten des Verbrauchers eine im we­ sentlichen konstante Leerlaufdrehzahl ohne starke Über- bzw. Unter­ schwinger eingehalten werden.

Durch die Bestimmung der durch den zusätzlichen Verbraucher zu erwartende Belastung der Antriebseinheit und damit der geforderten Leistungsabgabe der Antriebseinheit aus einer vorigen Betriebsphase und die Verwendung dieser Information bei der Steuerung (Erhöhung) der Leistung in Abhängigkeit von entsprechenden Steuerwerten bei Einschalten des zusätzlichen Verbrauchers wird die Leistung der An­ triebseinheit entsprechend dem voraussichtlich geforderten Ausmaß gesteuert. Der Einschaltvorgang des Verbrauchers kann somit zufrie­ denstellend beherrscht werden.

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 einer Leerlaufregelung mit Vorsteuerung, bei der die erfindungsgemäße Vorgehensweise realisiert ist. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für der Bestimmung der zu erwartenden Belastung durch den Verbraucher, während Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Bildung der Steuerwerte zur Durchführung der Steuerung der Lei­ stung der Antriebseinheit durch Beeinflussung der die Luftzufuhr darstellt. Fig. 4 zeigt den entsprechenden Eingriff durch Steuerung des Zündzeitpunktes, was gleichzeitig zum Lufteingriff stattfinden kann.

Beschreibung von Ausführungsformen

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Leerlaufregelung mit Vor­ steuerung und kombiniertem Luft- und Zündungseingriff dargestellt. Dabei ist mit 10 eine die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beein­ flussende Stelleinrichtung, beispielsweise ein Bypassventil oder eine Drosselklappe, dargestellt, während mit 12 Einrichtungen zur Zündungseinstellung symbolisiert sind. Ferner sind einer Sollwert­ bildungseinheit 14 Eingangsleitungen 15 bis 17 zugeführt, welche die Sollwertbildungseinheit 14 mit Meßeinrichtungen 19 bis 21 verknüpft, die Betriebsgrößen der Antriebseinheit und/oder des Fahrzeugs wie z. B. Motordrehzahl, Motortemperatur, Batteriespannung, Fahrgeschwin­ digkeit, und die nachfolgend aufgeführten Größen erfassen. Von einer Meßeinrichtung 22, die den Status eines Zusatzverbrauchers wie Kli­ maanlage, Heck-, Frontscheibenheizung, Lüfter, Getriebe, etc. er­ faßt, führt eine Leitung 18 zur Sollwertbildungseinheit 14. Die Aus­ gangsleitung 24 der Sollwertbildungseinheit 14 führt auf eine Ver­ gleichseinheit 26 zur Bildung der Regelabweichung, welche über eine Leitung 28 an die Regeleinheit 30 geführt wird. Die Ausgangsleitung 32 der Regeleinheit 30 führt auf eine Verknüpfungsstelle 34, deren Ausgangsleitung 36 auf die Stelleinrichtung 10 zur Beeinflussung der Luftzufuhr führt. Der Vergleichseinheit 26 wird von einer Meßein­ richtung 38 die Leitung 40 zugeführt.

Anstelle bzw. neben der Beeinflussung der Luftzufuhr kann auch eine entsprechende Steuerung der Kraftstoffzufuhr vorgesehen sein, z. B. bei Dieselmotoren. Die Einrichtung 10 ist in dieser Ausführung eine Dieseleinspritzpumpe.

Sind mehrere zusätzliche Verbraucher vorhanden, so ist jedem Ver­ braucher eine entsprechende Meßeinrichtung 22 sowie eine Leitung 18 zugeordnet.

Informationen über die einzelnen Betriebsgrößen werden an vielen Stellen der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung benötigt. Auf eine Einzeldarstellung wird aus Übersichtlichkeitsgründen verzichtet. Die Leitungen 15 bis 17 sind daher allen Elemente, die Betriebsgrößen verarbeiten zugeführt, wobei auch abgedeckt sein soll, daß jedem Element nur teilweise die gleichen und/oder andere Größen zugeführt werden. Zur Auswertung der Motordrehzahl werden entsprechende, nicht eingezeichnete Leitungen ausgehend von der Leitung 40 zu dem betref­ fenden Element geführt.

Ferner weist die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung eine Vorsteuer­ einheit 42 auf, der die Eingangsleitungen 15 bis 17 sowie 18 zuge­ führt werden. Ferner wird der Vorsteuereinheit 42 die Eingangslei­ tung 48 zugeführt, die sie mit einer Adaptionseinheit 50 verbindet. Die Ausgangsleitung 52 der Vorsteuereinheit 42 führt über eine Ver­ knüpfungsstelle 54 zur Verknüpfungsstelle 34.

Der Adaptionseinheit 50 werden neben den Leitungen 15 bis 17 eine Leitung 56 ausgehend von der Leitung 32 zugeführt sowie ausgehend von der Leitung 18 eine Leitung 58. Neben der Ausgangsleitung 48 verfügt die Adaptionseinheit 50 über eine Ausgangsleitung 60, welche auf die Verknüpfungsstelle 54 geführt ist.

Ferner ist eine Einheit 62 zur Zündungszeitpunktsbestimmung vorge­ sehen, welcher neben den Leitungen 15 bis 17 und 18 ausgehend von der Leitung 48 die Leitung 64, von der Leitung 28 die Leitung 66 zu­ geführt werden. Die Ausgangsleitung 72 der Einheit 62 führt auf die Einrichtungen 12.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt eine Leerlaufdrehzahl­ regelung mit Vorsteuerung, Adaption dieser Vorsteuerung und Zün­ dungseingriff. Neben dieser bevorzugten Ausführungsform kann in anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen kein Zündungseingriff vorgesehen sein, die Drehzahlregelung nur über die Regelung des Zündzeitpunktes durchgeführt werden, oder anstelle der Luftbeein­ flussung eine Kraftstoffbeeinflussung vorhanden sein. Die Funktions­ weise der Regelung, der Vorsteuerung und der Adaption bleibt im Grundsatz bei jeder Konfiguration gleich.

In der Sollwertbildungseinheit 14 wird in Abhängigkeit der über die Leitungen 15 bis 17 und 18 zugeführten, dem Fachmann in Verbindung mit Leerlaufregelungen geläufigen Betriebsgrößen ein Drehzahlsoll­ wert N_soll gebildet, beispielsweise auf der Basis eines Kennfeldes oder einer Tabelle. Über die Leitung 24 wird der Sollwert an die Vergleichsstelle 26 ausgegeben und zur Bildung der Abweichung zwi­ schen Soll- und Istwert mit dem von der Meßeinrichtung 38 erfaßten Motordrehzahlsignal verglichen. Die so gebildete Regelabweichung wird über die Leitung 28 dem Regler 30 zugeführt. Dieser erzeugt in Abhängigkeit der Größe und Richtung der Drehzahlabweichung, bei­ spielsweise auf der Grundlage eines proportionalen, integralen und/oder differentiellen Reglerverhaltens ein Ausgangssignal, wel­ ches über die Leitung 32 die die Luftzufuhr bestimmende Stellein­ richtung 10 zur Annäherung des Istwertes an den Sollwert betätigt. Zur Verbesserung des Regelverhaltens und zur Entlastung des Reglers ist die Vorsteuereinheit 42 vorgesehen, welche in Abhängigkeit von Betriebsgrößen wie Motordrehzahl, Getriebestellung, Verbraucher­ status, Fahrgeschwindigkeit, etc. Vorsteuerwerte ermittelt und diese dem Stellsignal auf der Leitung 32 in der Verknüpfungsstelle 34 auf­ addiert. Dadurch wird bei plötzlichen Änderungen der jeweiligen Be­ triebsgröße die Reaktionsfähigkeit der Regelung verbessert, da ein entsprechender Steuerwert durch die Vorsteuereinheit unter Umgehung des Reglers direkt die Stelleinrichtung 10 zur Beeinflussung der Luftzufuhr ansteuert.

Zur weiteren Verbesserung des Regelverhaltens insbesondere im dyna­ mischen Verhalten wird in Abhängigkeit der Drehzahlabweichung (Größe und Richtung) eine Zündwinkeländerung in der Einheit 62 bestimmt und der Zündwinkel zur schnelleren Reaktion auf eine Sollwertänderung beeinflußt.

Durch Drift- und Alterungserscheinungen wird das voreingestellte Sy­ stem, insbesondere die Zuordnung der Betriebsgrößen zu den Vorsteu­ erwerten in der Einheit 42 zunehmend ungenauer. Daher ist die Adap­ tionseinheit 50 vorgesehen, welche wie im eingangs genannten Stand der Technik beschrieben arbeitet. Der Grundgedanke dieser Adaption besteht darin, daß das Reglerausgangssignal im stationären Leerlauf­ betriebszustand ein Maß für die Abweichung vom voreingestellten, "idealen" Zustand gibt. Daher wird das Reglerausgangssignal der Adaptionseinheit über die Leitung 56 zugeführt, dort im wesentlichen integriert und das integrierte Signal über die Leitung 60 mit den Vorsteuerwerten verknüpft (54), schließlich auf das Reglerausgangs­ signal in der Verknüpfungsstelle 34 aufaddiert. Die Integration läuft dabei solange, bis das Reglerausgangssignal auf der Leitung 32 bzw. 56 einen voreingestellten "Ideal"-Wert, z. B. Null erreicht hat und die Integration stoppt.

Der voreingestellte Wert ist definitionsgemäß derart gewählt, daß sich der Regler in der Mitte seines Regelbereichs befindet, somit Abweichung in beiden Richtungen genau ausregeln kann.

Die Adaption hält also den Regler unabhängig von Alterung und Drift in der Mitte seines Regelbereichs. Die Adaptionseinheit 50 bildet demnach eine zusätzliche Vorsteuergröße, welche ein Maß für die Sum­ me der Abweichungen vom voreingestellten Zustand repräsentiert, den betriebsgrößenabhängigen Vorsteuerwerten aufaddiert und den optima­ len Zustand der Anordnung wiederherstellt. Die über die Leitungen 15 bis 17 der Adaptionseinheit 50 zugeführten Betriebsgrößen dienen zur Feststellung des stationären Leerlauffalls und zur Freigabe der Adaption.

Im Rahmen der beschriebenen Adaption wird die erfindungsgemäße Vor­ gehensweise, ein Maß für die bei Zuschalten des zusätzlichen Ver­ brauchers zu erwartende Belastung des Motors zu ermitteln, wie nach­ folgend näher beschrieben, durchgeführt. Dieses Maß wird zum einen an die Vorsteuereinheit 42, zum anderen in einem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel an die Einheit 62 für den Zündwinkeleingriff übertra­ gen. Dort wird jeweils entsprechend der ermittelten zukünftigen Be­ lastung beim erneuten Einschalten des zusätzlichen Verbrauchers die entsprechenden Vorsteuerwerte gebildet sowie das Ausmaß des Zündwin­ keleingriffs, somit die notwendige Leistungserhöhung des Motors, er­ mittelt. Bei Zuschalten des Verbrauchers wird so die erforderliche Drehmomentenerhöhung des Motors genau ermittelt, so daß die Motor­ drehzahl im wesentlichen konstant bleibt. Die Ermittlung der zu er­ wartenden Belastung wird aus dem beim letzten Ausschalten des Ver­ brauchers in einer zurückliegenden Betriebsphase vom Motor abver­ langten Zusatzmoment ermittelt. Die Motordrehzahl wird durch die er­ findungsgemäße Vorgehensweise daher insbesondere bei Verbrauchern konstant gehalten, welche beim Einschalten im wesentlichen das glei­ che Moment dem Motor wie beim letzten Ausschalten abverlangen.

In einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann die Adaption auf die erfindungsgemäße Vorgehensweise beschränkt sein, d. h. auf die Leitung 60 und die Verknüpfungsstelle 54 verzichtet werden.

Fig. 2 zeigt die Adaptionseinheit 50 und stellt die erfindungsge­ mäße Vorgehensweise bezüglich der Bestimmung der voraussichtlichen Belastung des Motors durch den Zusatzverbraucher dar.

Über die Leitung 56 wird das Regelausgangssignal der Adaptionsein­ heit 50, dort über ein Schaltelement 100 einem integrierenden Ele­ ment 102 zugeführt. Das Schaltelement 100 wird über eine Leitung 104 von einem Freigabeelement 106 betätigt, dem über die Leitungen 15 bis 17 die zur Beurteilung für das Schließen des Schaltelements 100 und damit der Freigabe der Adaption notwendigen Betriebsgrößen zu­ geführt werden. Die Ausgangsleitung 108 des integrierenden Elements 102 führt auf ein weiteres Schaltelement 110, dessen einer Anschluß die Leitung 112, dessen anderer Anschluß die Leitung 114 bildet, so daß je nach Stellung des Schaltelements 110 die Leitung 108 mit der Leitung 112 oder mit der Leitung 114 verbunden ist. Ferner geht von der Leitung 108 die Ausgangsleitung 60 der Adaptionseinheit 50 ab. Das Schaltelement 110 wird von einem Steuerelement 116 über die Lei­ tung 118 betätigt. Dem Steuerelement 116 wird dabei über die Leitung 58 der jeweilige Schaltzustand des oder der zusätzlichen Verbraucher zugeführt. Ferner führt von der Leitung 56 die Leitung 120 über ein weiteres Schaltelement 122 zu einem Filterelement 124. Das Schalt­ element 122 wird über eine Leitung 126 von einem Freigabeelement 128, dem analog zum Freigabeelement 106 die Leitungen 15 bis 17 zu­ geführt sind, betätigt. Vom Filterelement 124 führt eine Leitung 130 zur Verknüpfungsstelle 132, der ferner die Leitung 112 und die Lei­ tung 114 zugeführt sind. Die Ausgangsleitung des Verknüpfungsele­ ments 132 bildet die Leitung 48. Das Filterelement 124 stellt dabei einen schnellen Integrator dar, im Gegensatz zum Element 102, wel­ cher zur Erfassung der stationären Abweichungen einen langsamen In­ tegrator darstellt.

Das Schaltelement 100 schließt im stationären Leerlaufwall, der von der Freigabeeinheit 106 anhand der über die Leitungen 15 bis 17 zu­ geführten Betriebsgrößen erkannt wird. Dabei wird z. B. das Schließen des Leerlaufschalters, ein stehendes Fahrzeug, der Abschluß der Start- und Warmlaufphase sowie das Nichtvorliegen der Schubabschal­ tung berücksichtigt. In einem solchen stationären Leerlauffall wird das Regelausgangssignal vom integrierenden Element 102 mit einer vorgegebenen Integrationskonstante integriert und das Integrations­ ergebnis über die Leitung 108 und die Leitung 60 zu den Vorsteuer­ werten der Leerlaufregelung addiert, so daß beispielsweise bei posi­ tiver Abweichung des Regelausgangssignals von seinem Normwert eine Erhöhung des Vorsteuersignals auf der Leitung 52 erzielt wird, so daß das Reglerausgangssignal sich langsam seinem Normwert nähert. Im in­ tegrierenden Element 102 ist demnach nach Abschluß des stationären Leerlauffalls ein Maß für die Summe aller Abweichungen vom Normzu­ stand gespeichert. Das Schaltelement 110 wird von der Steuereinheit 116 in Abhängigkeit des Schaltzustandes der oder der zusätzlichen Verbraucher, im bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Kompressor einer Klimaanlage, betätigt. Dabei steht das Schaltelement in der darge­ stellten Stellung bei eingeschaltetem Verbraucher, während es die Verbindung zwischen Leitung 108 und Leitung 114 herstellt, wenn der Verbraucher abgeschaltet ist. Der Verknüpfungseinheit 132 wird dem­ nach über die Leitung 112 ein Maß für die Summe aller Abweichungen im stationären Leerlauffall bei eingeschaltetem Verbraucher (QADPK), über die Leitung 114 die Summe aller Abweichungen im stationären Leerlaufzustand bei ausgeschaltetem Verbraucher (QADP) zugeführt. Ferner wird das Reglerausgangssignal über die Leitung 120, das Schaltelement 122 und das Filterelement 124, den schnellen Integra­ tor, auf der Leitung 130 der Verknüpfungsstelle 132 direkt zuge­ führt. Eine Veränderung des Reglerausgangssignals und damit der Soll-Ist-Abweichung bei Einschalten des zusätzlichen Verbrauchers wird zuerst über den schnellen Integrator aufaddiert, dessen Aus­ gangssignal QADS einen Grundanteil für die Störgrößenaufschaltung bildet. Die Freigabeeinheit 128 betätigt das Schaltelement 122 im stationären Leerlauffall bei eingeschaltetem Verbraucher, so daß der Verknüpfungsstelle 132 ein direktes Maß für die Änderung des Regel­ ausgangssignals bei Zuschalten des zusätzlichen Verbrauchers zuge­ führt wird. In der Verknüpfungsstelle 132 wird aus den zugeführten Werten ein Maß für die zu erwartende Belastung beim Einschalten eines Verbrauchers gebildet, indem der Adaptionswert QADPK bei ein­ geschaltetem Verbraucher und der Wert für die Reglersignaländerung QADS addiert und von dieser Summe der Adaptionswert QADP bei ausge­ schaltetem Verbraucher abgezogen wird. Der über die Leitung 48 ab­ gegebene Wert bildet demnach auf der Basis des vom Verbraucher beim letzten Ausschalten vom Motor geforderten Drehmoments ein Maß für die zu erwartenden Belastung beim erneuten Wiedereinschalten. Abhän­ gig von diesem Wert wird dann in der Vorsteuereinheit bzw. in der Zündungeinheit beim nächsten Einschalten die entsprechende Lei­ stungserhöhung durchgeführt.

Sind mehrere Verbraucher vorhanden, wird das oben geschilderte Ver­ fahren für jeden Verbraucher einzeln durchgeführt, wenn nur dieser im Leerlauffall eingeschaltet ist. Entsprechend der Zahl der Ver­ braucher weist das Schaltelement 110 Anschlüsse auf.

Fig. 3 zeigt die Vorsteuereinheit 42. Dabei ist ein erstes Vorsteu­ erelement 200, beispielsweise ein Kennfeld oder eine Tabelle vorge­ sehen, dem Leitungen 15 bis 17 zugeführt sind und dessen Ausgangs­ leitung 202 über eine Verknüpfungsstelle 204 zur Ausgangsleitung 52 der Vorsteuereinheit 42 führt. Ferner ist ein zweites Vorsteuerele­ ment 206 vorgesehen, welchem ebenfalls Leitungen 15 bis 17 sowie die Leitung 44 zugeführt ist. Die Ausgangsleitung 208 des Elements 206 führt über eine zweite Verknüpfungsstelle 210 und die Leitung 212 zur Verknüpfungsstelle 204. Ferner ist ein drittes Vorsteuerelement 214 vorhanden, dem die Leitung 48 zugeführt wird und dessen Aus­ gangssignal 216 über das Schaltelement 218, die Leitung 220, dem Abregelelement 222, der Leitung 224 und das Schaltelement 226 zur Verknüpfungsstelle 210 geführt ist. Das Schaltelement 226 wird dabei über die Leitung 228 von einer Freigabeeinheit 230, der die Leitung 44 zugeführt ist, betätigt. Das Schaltelement 218 wird über die Lei­ tung 232 von einer Freigabeeinheit 234 betätigt, der Leitungen 15 bis 17 zugeführt sind. Das Schaltelement 218 verbindet dabei in einer ersten Schaltstellung die Leitungen 216 und 220, während in einer zweiten Schaltstellung die Leitung 220 mit einer Leitung 236 verbunden wird, welche Ausgangsleitung eines vierten Vorsteuerele­ ments 238, dem eine der Leitungen 15 bis 17 zugeführt wird, dar­ stellt.

Das Vorsteuerelement 200, welches ein oder mehrere Kennfelder bzw. Tabellen enthält, bildet in Abhängigkeit seiner Eingangssignale, z. B. für den Startfall, bei eingelegter Getriebestufe, abhängig von der Motortemperatur oder der Motordrehzahl entsprechende Vorsteuer­ werte für die Luftzufuhr zum Motor, welche über die Leitung 202, die Verknüpfungsstelle 204 und die Leitung 52 unter Addition zu den ge­ speicherten, wie oben dargestellt ermittelten Adaptionswerten dem Reglerausgangssignal aufaddiert werden. Die Summe ergibt dann das Ansteuersignal 36 für die Stelleinrichtung 10. Die Vorsteuerelemente 206, 214 und 238 stellen symbolisch die Vorsteuerung für die Zu­ schaltung eines zusätzlichen Verbrauchers dar. Dabei wird dem Vor­ steuerelement 206 bei eingeschaltetem Verbraucher (Leitung 44) ab­ hängig von Betriebsgrößen wie Motortemperatur, Außenlufttemperatur im Falle einer Klimaanlage und Motordrehzahl aus einem Kennfeld das vorbestimmte Maß für die erhöhte Luftzufuhr und damit für die erhöh­ te Motorleistung bzw. Drehmoment zur Aufrechterhaltung der Leerlauf­ drehzahl bei eingeschaltetem Verbraucher bestimmt. Über die Leitung 208 die Verknüpfungsstelle 210, die Leitung 212 wird dieser den stationären Betriebsfall bei eingeschaltetem Verbraucher abdeckende Vorsteuerwerten den anderen im Verknüpfungselement 204 aufaddiert. Bei ausgeschaltetem Verbraucher ist dieser Wert Null. Ferner muß im Rahmen der Vorsteuerung der Zuschaltvorgang, bei dem dynamisch eine Leistungsänderung des Motors erforderlich ist, um das Einschaltmo­ ment des jeweiligen Verbrauchers zu kompensieren, berücksichtigt werden. Dies erfolgt erfindungsgemäß durch die Vorsteuerelemente 214 und 238. Dabei wird das Schaltelement 218 abhängig von der Freigabe­ einheit 234 betätigt, wenn dieses anhand der über die Leitungen 15 bis 17 zugeführten Betriebsgrößen erkennt, daß das letzte Abschalten des Verbrauchers während des Leerlaufbetriebs erfolgt. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Verknüpfung des Leerlaufschalterzustandes oder den im Rahmen der Adaptionseinheit 50 zur Feststellung des sta­ tionären Leerlauffalls geprüften Bedingungen mit dem Status des Ver­ brauchers. Wird der Verbraucher ausgeschaltet, wenn sich das Fahr­ zeug im Leerlauf befindet, steuert die Freigabeeinheit 234 das Schaltelement 218 in die gezeigte Stellung, wobei die Leitung 216 und die Leitung 220 verknüpft sind.

In diesem Zustand wird der die zu erwartende Belastung repräsentie­ rende Wert über die Leitung 48 dem Vorsteuerelement 214 zugeführt. Dort wird im Rahmen einer Kennlinie der dynamische Luftanteil bei eingeschaltetem Verbraucher in Abhängigkeit des Belastungswerts er­ mittelt und über die Leitung 216 und 220 sowie das Abregelelement 222 und das bei eingeschaltetem Verbraucher geschlossene Schaltele­ ment 226 dem Vorsteuerwert in der Verknüpfungsstelle 210 aufaddiert. Das Abregelelement 222 regelt den im Element 214 gebildeten Vorsteu­ erwert gemäß einer vorgegebenen Zeitfunktion auf 0 ab. Diese Zeit­ funktion ist dabei so bemessen, daß in der Summe der vom Element 214 und dem Element 206 ermittelten Vorsteuerwerten, welche den dynami­ schen und den statischen Zustand betreffen, ein Vorsteuerwert auf der Leitung 212 gebildet wird, welcher sowohl im dynamischen Ein­ schaltvorgang als auch stationären Betrieb eine Steuerung des Motor gewährleistet, so daß die Motordrehzahl im wesentlichen konstant bleibt. Der Zusammenhang zwischen Belastungswert und Vorsteuerwert ist so appliziert, daß die Erhöhung der Motorleistung bei Einschal­ ten des Verbraucher eine annähernde Konstanz der Motordrehzahl ge­ währleistet.

Erfolgte das letzte Abschalten des Verbrauchers nicht im Leerlauf, so befindet sich das Schaltelement 218 in der nichtgezeigten Schalt­ stellung und verbindet die Leitungen 236 und 220. In diesem Fall wird bei Zuschalten des Verbrauchers im Element 238 abhängig von Be­ triebsgrößen wie z. B. Motordrehzahl der dynamische Luftvorsteuerwert bei eingeschaltetem Verbraucher ermittelt, welcher in einer Kennli­ nie im Element 238 abgelegt ist. Dieser wird entsprechend der vor­ stehenden Beschreibung im Abregelelement 222 abgeregelt, wobei die gleichen Grundsätze wie oben erwähnt zum Tragen kommen.

Fig. 4 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem mittels Zündwinkelkorrektur durchgeführt wird. In der Einheit 62 ist in bekannter ein drehzahl-/lastabhängiges Zündwinkelkennfeld 300 vor­ gesehen, dessen Ausgangsleitung 302 über die Verknüpfungsstelle 304 zur Ausgangsleitung 72 führt. Ferner ist ein Leerlaufzündwinkelkor­ rekturelement 306 vorhanden, welchem die Leitung 66 mit Information über die Drehzahlabweichung zugeführt ist. Die Ausgangsleitung des Elements 306 führt auf eine Verknüpfungsstelle 310. Ferner ist ein Element 312 vorgesehen, dem eine der Leitungen 15 bis 17 zugeführt ist und dessen Ausgangsleitung 314 über ein weiteres Verknüpfungs­ element 316, die Leitung 318 und ein Schaltelement 320 auf die Ver­ knüpfungsstelle 310 führt, deren Ausgangsleitung 322 wiederum auf die Verknüpfungsstelle 304 führt. Ferner ist eine weitere Einheit 324 vorgesehen, der die Leitung 64 zugeführt wird und deren Aus­ gangsleitung 326 über ein Abregelelement 328 und dessen Ausgangs­ leitung 330 auf die Verknüpfungsstelle 316 geführt ist. Das Schalt­ element 320 wird über eine Leitung 332 vom Freigabeelement 334, dem die Leitung 44 zugeführt ist, betätigt.

Der Zündwinkel wird in bekannter Weise im Element 300 auf der Basis von Last- und Drehzahlwerten gebildet und über die Leitung 302 und die Leitung 72 an die Einrichtung 12 ausgegeben. Im Leerlauffall ist das Element 306 aktiv, welches in Abhängigkeit der Drehzahlabwei­ chung zur schnelleren Reaktion und Unterstützung der Leerlaufdreh­ zahlregelung einen proportional zur Größe und Richtung der Abwei­ chung einen Zündwinkelkorrekturwert bildet und diesen über die Lei­ tung 308 und 322 auf das Zündwinkelsignal in der Verknüpfungsstelle 304 aufschaltet. Dadurch wird der Zündwinkel je nach Richtung der Drehzahlabweichung verändert und somit die Drehzahl der Antriebsein­ heit schnell im Sinne einer Annäherung des Ist- auf den Sollwert gesteuert. Bei eingeschaltetem Verbraucher, wenn die Freigabeeinheit 334 den Schalter 320 schließt, wird z. B. in Abhängigkeit der Motor­ drehzahl im Element 312 ein weiterer Zündwinkelkorrekturwert gebil­ det und über die Leitung 314 und 318 im Verknüpfungselement 310 mit dem Zündkorrekturwinkel und schließlich mit dem Zündwinkel ver­ knüpft. Dies führt zu einer optimalen Zündwinkelkorrektur bei einge­ schaltetem Verbraucher. Zur Verbesserung des Verhaltens wird zusätz­ lich im Element 324 der in der Adaptionseinheit 50 gebildete Bela­ stungswert bei Zuschalten des Verbrauchers zugeführt und bei einge­ schaltetem Verbraucher eine weitere Zündwinkelkorrektur abhängig von dem über die Leitung 64 zugeführten Wert vorgenommen. Diese dynami­ sche Korrektur des Zündwinkels wird im Abregelelement 328 gemäß der vorstehenden Beschreibung zu 0 reduziert.

In einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann das Maß für die zu erwartende Belastung aus einer Mittelung mehrere Ausschalt­ vorgänge oder auf der Basis eines früheren, nicht des letzten Aus­ schaltvorgangs ermittelt werden.

Die Darstellung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise als Blockdia­ gramm wurde aus Übersichtlichkeitsgründen gewählt. Die erfindungsge­ mäße Vorgehensweise kann vorteilhaft auch als Rechnerprogramm reali­ siert sein.

Claims (11)

1. Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs,

• - wobei die Leistung der Antriebseinheit durch wenigstens einen Lei­ stungsparameter gesteuert wird,
• - wobei im Leerlauf und/oder im leerlaufnahen Bereich die Drehzahl der Antriebseinheit auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß
• - aufgrund des Abschaltens wenigstens eines Verbrauchers in einer zurückliegenden Betriebsphase des wenigstens einen Verbrauchers ein Maß für die beim Einschalten des wenigstens einen Verbrauchers zu erwartende Belastung der Antriebseinheit ermittelt
• - und bei Einschalten des wenigstens einen Verbrauchers wenigstens ein Leistungsparameter der Antriebseinheit auf der Basis der ermit­ telten, zu erwartenden Belastung der Antriebseinheit verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dreh­ zahlsteuerung eine Leerlaufregelung mit Vorsteuerung vorgesehen ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Abhängigkeit eines Reglerausgangssignals von einem optimalen Wert ein Maß für die Abweichungen im Bereich der Leerlaufregelung ermittelt wird und mittels dieses die Vorsteuerung korrigiert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Reglerausgangssignal integriert wird, wobei die beim Einschalten des Verbrauchers entstehende Abweichung er­ mittelt und ein Grundanteil für die Vorsteuerung gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieses Maß bei eingeschaltetem Verbraucher und bei ausgeschaltetem Verbraucher ermittelt wird und daraus, vorzugsweise unter Berücksichtigung des Grundanteils, ein Maß für die zu erwar­ tende Belastung der Antriebseinheit durch den Einschaltvorgang des Verbrauchers bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Vorsteuerwert bei eingeschaltetem Verbraucher in Abhängigkeit der zu erwartenden Belastung korrigiert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Maß für die zu erwartende Belastung dem der Antriebseinheit abverlangten Moment beim letzten Ausschalten des zusätzlichen Verbrauchers entspricht.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Korrektur der Vorsteuerwerte nur dann erfolgt, wenn der zusätzliche Verbraucher zum letzten Mal im Leerlaufzustand ausgeschaltet wurde.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß abhängig von der zu erwartenden Belastung eine Erhöhung der Luftzufuhr zur Antriebseinheit und/oder ein Zünd­ winkelkorrektureingriff vorgenommen wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zusätzliche Verbraucher der Kompressor einer Klimaanlage, eine Heck-, Frontscheibenheizung, ein Lüfter, Getriebe, etc. ist.

11. Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs,

• - mit Mitteln zur Einstellung wenigstens eines Leistungsparameters der Antriebseinheit
• - mit Mitteln zum Einhalten der Drehzahl der Antriebseinheit zumin­ dest im Leerlauf- und/oder leerlaufnahen Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß
• - Mittel vorgesehen sind, welche aufgrund des Ausschaltens wenig­ stens eines Verbrauchers in einer zurückliegenden Betriebsphase des wenigstens einen Verbrauchers ein Maß für die durch das Einschalten des wenigstens einen Verbrauchers zu erwartende Belastung der An­ triebseinheit ermitteln
• - und Mittel vorgesehen sind, die beim Einschalten des wenigstens einen Verbrauchers wenigstens einen Leistungsparameter auf der Basis der ermittelten zu erwartenden Belastung verändern.