EP1277940A2 - Method and device for the operation of a drive engine - Google Patents
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- EP1277940A2 EP1277940A2 EP02013385A EP02013385A EP1277940A2 EP 1277940 A2 EP1277940 A2 EP 1277940A2 EP 02013385 A EP02013385 A EP 02013385A EP 02013385 A EP02013385 A EP 02013385A EP 1277940 A2 EP1277940 A2 EP 1277940A2
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- F02D2250/21—Control of the engine output torque during a transition between engine operation modes or states
Definitions
- the invention relates to a method and a device for operating a drive motor of a motor vehicle.
- Control systems used with the help of the the performance parameters that can be set on the drive motor depend be determined by input variables.
- Some of these electronic control systems work on the basis of a Torque structure, i.e. from the driver and, if applicable, from additional systems, like cruise control, electronic stability programs, Transmission controls, etc., are used as setpoints torque values specified for the control system, the from the control system considering other sizes in setting variables for the performance parameter (s) Drive motor are implemented.
- An example of one Torque structure is from DE 42 39 711 A1 (US patent 5 558 178).
- the idle controller component By connecting the idle controller component to the resulting one Target torque after coordination of Driver request torque and target torque of other control systems as well as through the detachment controlled depending on the size of the company of the idle controller contribution, it enables the idle control to optimally fit into a moment structure that can be used regardless of the motor type. torque structure and the replacement or reinstallation of the Idle controller when transitioning from idle to non-idle can therefore be carried out in the same way for all engine types become.
- a time-controlled detachment is particularly advantageous the contribution of the idle controller when the accelerator pedal is pressed. This is because after a limited time Transition process no change or influence the engine torque by idle controller more. In particular jumps in momentum that affect driving comfort and that through different physical Translation of the idle control torque via the transmission arise avoided.
- the engine speed-dependent is advantageous in the context of an alternative solution Replacement of the idle controller fee.
- a speed threshold here too the desired property becomes more constant Translation changes achieved.
- the influencing function of the Idle controller dependent on other operating parameters, e.g. Motor temperature, outside temperature, air pressure, etc.
- Figure 1 shows an overview of a control device for operation of a drive motor
- FIG Flowchart a preferred embodiment of a torque structure in connection with the control of a drive motor is shown, provided it is with a view to the described Approach is important.
- Figures 3 and 4 show two preferred embodiments for formation a correction factor, with the help of which the idle controller influenced in the transition between idle and non-idle becomes.
- FIG. 1 shows a block diagram of a control device to control a drive motor, especially one Internal combustion engine.
- a control unit 10 is provided which as components an input circuit 14, at least has a computer unit 16 and an output circuit 18.
- a communication system 20 connects these components for mutual data exchange.
- the input circuit 14 of the control unit 10 become input lines 22 to 26 supplied, which in a preferred embodiment are designed as a bus system and via that of the control unit 10 signals are supplied, which are used to control the drive motor Represent the operating variables to be evaluated. These signals are recorded by measuring devices 28 to 32.
- such operating variables are one Internal combustion engine accelerator pedal position, engine speed, engine load, Exhaust gas composition, engine temperature, etc.
- About the Output circuit 18 controls the control unit 10 the power of the drive motor.
- FIG Output lines 34, 36 and 38 symbolize via which the fuel mass to be injected, the ignition angle and at least one electrically operated throttle valve Adjustment of the air supply can be operated.
- About the illustrated Paths become the air supply to the internal combustion engine, the firing angle of each cylinder, the one to be injected Fuel mass, the injection timing and / or the air / fuel ratio, etc. is set.
- Further further control systems of the vehicle can be provided, the input circuit 14 default sizes, for example Transmit torque setpoints.
- Such control systems are, for example, traction control systems, vehicle dynamics controls, Transmission controls, engine drag torque controls, Speed controller, speed limiter, etc.
- control system will also be equipped with alternative drive concepts, e.g. Electric motors used.
- an idle controller intended to maintain engine operation when not pedaling Accelerator pedal and low speed. This determines, for example, depending on the Speed deviation between a target and an actual speed using a specified controller strategy (e.g. proportional, Integral and / or differential component) one Contribution (e.g. torque change quantity or setpoint torque) that to the resulting target torque value for the drive motor is activated. In the preferred embodiment this intrusion is carried out as an addition. In other embodiments the idle contribution is e.g. normalized so that the connection is made by means of multiplication.
- the idle controller is connected to the resulting one Target torque, which is coordinated by the driver's desired torque and the target torques of other control systems, external and, if necessary, internal default values are formed. Thereby becomes an influencing of the wheel torque as mentioned above avoided by the idle controller, so that wheel torque constant Translation changes can be achieved.
- Pressing the accelerator pedal is in the preferred embodiment a temporary process started, during the time-dependent idle controller contribution continuously is withdrawn to zero.
- a factor is formed depending on the time, which starts with one after a given one has expired Time period takes the value zero and with the idle controller contribution is weighted (multiplied). After expiration the idle controller contribution is the specified time period Zero.
- the accelerator pedal is released, if this is its idle position this factor is preferred Embodiment suddenly set to one to Idle regulators give the opportunity to maintain immediately of the engine operation.
- a time-dependent control is also exemplary here of the idle controller contribution, with the Factor increases from zero to one.
- the time periods for detachment and switching on the idle controller are preferred different, one when switching on the controller a shorter time period is selected than for the replacement.
- An alternative solution shows a corresponding replacement of the Idle controller depending on the speed instead of the time.
- the idle controller contribution increases with increasing speed drove to zero, in the preferred embodiment the factor mentioned above corresponds to a speed-dependent Characteristic curve is formed.
- the factor mentioned above corresponds to a speed-dependent Characteristic curve is formed.
- sinking Engine speed a speed-dependent adjustment of the idle controller contribution according to the same or a different one Characteristic curve provided, the above-mentioned factor accordingly is formed.
- Another alternative is that of the idle controller output signal maximum and minimum value limits assigned to which the signal is limited.
- the detachment or control is then manipulated by these limits realized, with e.g. the maximum value preferably time-dependent or speed-dependent on the Value zero is controlled, and / or the minimum value to the Value zero is controlled.
- the control is reversed method.
- the flow chart shown in Figure 2 describes a Program of a microcomputer of the control unit 10, wherein the individual blocks of the representation of FIG. 2 programs, Represent program parts or program steps while the Connection lines represent the signal flow. It can the first part up to the vertical, dashed line in a first control unit, also there in a microcomputer, expire while the part in after that line a second control unit runs.
- signals are supplied which correspond to the vehicle speed VFZG and the accelerator pedal position PWG correspond. These variables are in a map 100 in a torque request implemented by the driver.
- This driver request moment which is a default size for a moment on the output side represents the transmission or for a wheel torque, one Correction stage 102 supplied. This correction is preferred an addition or subtraction.
- the driver request moment is determined by a weighted loss moment Corrected MKORR, which was formed in node 104 has been. In this is the supplied, by means of Translation Ü in the drive train and possibly further translations in the drive train on the output side of the gearbox Moment after the transmission, preferably a wheel torque converted Loss moment MVER weighted by a factor F3.
- the weighting is preferably carried out as a multiplication.
- the Factor F3 is in 106 from the accelerator pedal position representing Size PWG and possibly also the engine speed representative size NMOT formed.
- a first Maximum value selection stage 108 is the maximum value from the driver's desired torque MFA and the default torque MFGR of a cruise control selected. This maximum value is to a subsequent minimum value stage 110, in which the smaller of this value and the target torque value MESP an electronic stability program is selected.
- the output variable of the minimum value stage 110 represents a torque variable output side of the transmission or a wheel torque size represents by taking into account the gear ratio Ü and, if necessary, further translations in the drive train converted into a torque size on the output side of the gearbox which is on the transmission input side or output side of the drive motor is present.
- This moment size is in one another coordinator 112 with the target torque MGETR one Transmission control coordinated.
- the target torque of the transmission control is formed according to the needs of the switching process.
- the resulting setpoint torque MSOLLRES then becomes the larger one the torque values minimum torque MMIN and the output torque coordination level 112.
- the minimum moment is in a preferred embodiment from the Torque loss derived.
- the moment coordination is only exemplary above shown.
- one or the other other default torque not used for coordination or other default torques are provided, for example a moment of a maximum speed limit, one Engine speed limitation, etc.
- Target torque is supplied to a correction stage 116 in which the target torque with the engine to apply, not that Corrected loss torques available becomes.
- the loss moments MVER are possibly in a weighting level 118 weighted with a factor F2. This is depending on the version constant (also 1) or depending on the company size, e.g. engine speed-dependent.
- the loss moments MVER themselves become the torque requirement in the addition stage 120 MNA of auxiliary units and the engine loss torque MVERL formed.
- the determination of these sizes is from the Known in the prior art, the torque requirement depending depending on the operating status of the respective auxiliary unit of characteristic curves or the like, the engine loss moments determined depending on engine speed and engine temperature becomes.
- the loss torque MVER formed in this way becomes then provided to correction stage 104, where a conversion of the torque loss using the known Gearbox transmission Ü as well as further translations in the Drive train on the output side of the gearbox on the plane the transmission output or wheel torque occurs.
- correction stage 116 which in the preferred Embodiment represents an addition is a default size for that to be generated by the drive unit Torque for the drive taking into account the inner Losses and for the operation of auxiliary units (e.g. Air conditioning compressor) necessary torque (indicated engine torque).
- This default torque is in a further correction stage 122 with the weighted in a correction stage 124 Output variable DMLLR of the idle controller corrected (preferably added).
- the weighting factor F1 with which the Output variable of the idle controller is included depending on speed and / or time, when leaving the Idle range the factor temporally or with increasing Engine speed decreases to zero.
- the default size is MISOLL then in 126 as known from the prior art in manipulated variables for setting the performance parameters of the drive motor implemented, in the case of a gasoline engine in Air supply, fuel injection and ignition angle, in the case a diesel engine in fuel quantity.
- the idle controller intervenes in the direction of action after moment coordination (108 to 114) in the torque specification in which it corresponds to its output signal the resulting target torque MSOLLRES is corrected.
- the correction is complete in the idle controller area.
- the idle controller output with a factor F1 weighted, which over time after pressing the Accelerator pedal or speed-dependent from one to zero. If the factor is zero, there is no idle controller component more activated.
- the idle controller itself can do this continue to be active according to the design and according to the speed ratios run to its limit or through Time control of the integral part, by zero enforce proportional and differential portion or Partially fixing the integral part to the current value or be stopped entirely.
- the idle controller is further by the connection the loss moments MVER piloted in 116.
- the loss moments MVER piloted is missing, so that Idle controller the total loss moments and the demand adjusts the auxiliary units.
- the loss torque feedforward control by a factor To weight F2 which is complementary to the curtailment of the Idle controller contribution is raised. That means in that Dimensions by the weighting of the idle controller contribution in 124 this decreases, decreases by corresponding opposite Weighting the precontrol in step 118 increases this.
- FIG. 3 A first solution is shown in FIG. 3. there the factor F1 is triggered by actuation of the accelerator pedal (signal PWG> 0) from its value one to Reduced value zero.
- An example is shown in Figure 3, in which the reduction is carried out linearly.
- other time functions for example exponential, step-like time functions, etc. used.
- the pedal is operated at time T0, after a certain predetermined period of time At time T1, factor F1 is then reduced to zero. This means a complete disappearance of the effect of the idle controller as part of the torque control.
- the pedal is released, i.e. the drive motor returns back into idle mode, the idle controller part 1 in one embodiment again depending on time headed for its full value.
- a second embodiment is shown in FIG. 4.
- a characteristic curve 150 which is the engine speed NMOT is fed.
- the factor F1 plotted against engine speed.
- N1 a speed that is just above the idle speed (e.g. 900 revolutions per minute) while the second speed N2 a higher speed of e.g. 1500 revolutions represents per minute.
- the characteristic 150 becomes the value of the factor F1 read out, which then has the effect according to its size of the idle controller as part of the torque control shown weighted.
- the speed returns to the range the speeds N1 and N2 back, so the idle controller portion in one embodiment depending on the speed headed back to its full value.
- the speed-dependent change of the idle controller signal not the engine speed, but one, e.g. to the idle target speed, standardized size used. This is beneficial when using an operating state dependent (standardized) Speed threshold for the idle control, whose Activate when this speed threshold is undershot the (normalized) engine speed occurs.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method and a device for operating a drive motor of a motor vehicle.
Um Antriebsmotoren für Fahrzeuge zu betrieben werden elektronische Steuersysteme eingesetzt, mit deren Hilfe der oder die am Antriebsmotor einstellbaren Leistungsparameter abhängig von Eingangsgrößen festgelegt werden. Einige dieser elektronischen Steuersysteme arbeiten auf der Basis einer Drehmomentenstruktur, d.h. vom Fahrer und ggf. von Zusatzsystemen, wie Fahrgeschwindigkeitsregler, elektronische Stabilitätsprogramme, Getriebesteuerungen, etc., werden als Sollwerte für das Steuersystem Drehmomentenwerte vorgegeben, die von dem Steuersystem unter Berücksichtigung weiterer Größen in Einstellgrößen für den oder die Leistungsparameter des Antriebsmotors umgesetzt werden. Ein Beispiel für eine solche Drehmomentenstruktur ist aus der DE 42 39 711 A1 (US-Patent 5 558 178) bekannt.In order to operate drive motors for vehicles, electronic ones are used Control systems used with the help of the the performance parameters that can be set on the drive motor depend be determined by input variables. Some of these electronic control systems work on the basis of a Torque structure, i.e. from the driver and, if applicable, from additional systems, like cruise control, electronic stability programs, Transmission controls, etc., are used as setpoints torque values specified for the control system, the from the control system considering other sizes in setting variables for the performance parameter (s) Drive motor are implemented. An example of one Torque structure is from DE 42 39 711 A1 (US patent 5 558 178).
Zur Aufrechterhaltung des Motorbetriebs übernimmt bei bekannten Steuersystemen bei nichtgetretenem Fahrpedal und geringen Drehzahlen ein Leerlaufregler die Aufgabe, die Motordrehzahl auf einem für den Motorbetrieb sicheren Niveau zu stabilisieren. Dieser Leerlaufregler soll jedoch das Moment des Antriebsmotors dann nicht beeinflussen, wenn bei getretenem Fahrpedal und höheren Drehzahlen das Motormoment entsprechend dem Fahrerwunsch eingestellt werden soll. Der Übergang zwischen diesen beiden Betriebszuständen ist dabei so zu realisieren, dass die Funktionsweise der Motorsteuerung und der Fahrkomfort möglichst wenig beeinflusst werden. Ferner ist eine optimierte Einbindung dieser Übergangsfunktion in eine Momentenstruktur, welche unabhängig von der jeweiligen Motorart (Ottomotor, Dieselmotor) ist, anzustreben.To maintain engine operation takes over at known Control systems with the accelerator pedal depressed and low Speeds an idle controller the task of engine speed at a safe level for engine operation to stabilize. However, this idle controller is supposed to be the moment of the drive motor do not influence if at depressed accelerator pedal and higher engine speeds should be set according to the driver's request. The There is a transition between these two operating states to realize that the way the motor control works and driving comfort are influenced as little as possible. There is also an optimized integration of this transition function into a moment structure, which is independent of the respective The type of engine (petrol engine, diesel engine) should be aimed for.
Durch die Aufschaltung des Leerlaufregleranteils auf das resultierende Sollmoment nach Abschluss der Koordination von Fahrerwunschmoment und Sollmomenten anderer Steuersysteme sowie durch die betriebsgrößenabhängig gesteuerte Ablösung des Leerlaufreglerbeitrags wird es ermöglicht, die Leerlaufregelung optimal in eine Momentenstruktur einzupassen, die unabhängig von der Motorart eingesetzt werden kann. Momentenstruktur und die Ablösung bzw. das Wiedereinsetzen des Leerlaufreglers beim Übergang vom Leerlaufbetrieb und Nichtleerlaufbetrieb können damit für alle Motorarten gleich ausgeführt werden.By connecting the idle controller component to the resulting one Target torque after coordination of Driver request torque and target torque of other control systems as well as through the detachment controlled depending on the size of the company of the idle controller contribution, it enables the idle control to optimally fit into a moment structure that can be used regardless of the motor type. torque structure and the replacement or reinstallation of the Idle controller when transitioning from idle to non-idle can therefore be carried out in the same way for all engine types become.
In vorteilhafter Weise ist es möglich, für Otto- und Dieselmotoren die gleiche (identische) Struktur für die Momentenkoordination einschließlich der Aufschaltung der Leerlaufregelung zu ermöglichen. Der Beitrag des Leerlaufreglers wird dabei in gleicher Weise für Otto- und Dieselmotoren beim Übergang vom Leerlauf zum Nichtleerlaufbetrieb und/oder umgekehrt beeinflusst.It is advantageously possible for gasoline and diesel engines the same (identical) structure for moment coordination including the activation of the idle control to enable. The contribution of the idle controller will in the same way for petrol and diesel engines Transition from idle to non-idle operation and / or vice versa affected.
Besonders vorteilhaft ist eine zeitlich gesteuerte Ablösung des Beitrags des Leerlaufreglers bei Betätigung des Fahrpedals. Dies deshalb, weil nach Ablauf eines zeitlich begrenzten Übergangsprozesses keine Veränderung oder Beeinflussung des Motormoments durch Leerlaufregler mehr erfolgt. Insbesondere werden Momentensprünge, die den Fahrkomfort beeinträchtigen und die durch unterschiedliche physikalische Übersetzung des Leerlaufreglermoments über das Getriebe entstehen, vermieden.A time-controlled detachment is particularly advantageous the contribution of the idle controller when the accelerator pedal is pressed. This is because after a limited time Transition process no change or influence the engine torque by idle controller more. In particular jumps in momentum that affect driving comfort and that through different physical Translation of the idle control torque via the transmission arise avoided.
Ferner unterstützt die Tatsache, dass im Fahrbetrieb kein zusätzlicher Leerlaufregleranteil entsteht, die Anforderung an radmomentkonstante Übersetzungsänderungen, d.h. dass vor und nach einem Gangwechsel der gleiche Radmomentenwert eingestellt ist.Furthermore, the fact that no additional idle controller portion arises, the requirement to wheel torque constant translation changes, i.e. that before and the same wheel torque value is set after a gear change is.
Vorteilhaft ist im Rahmen einer alternativen Lösung die motordrehzahlabhängige Ablösung des Leerlaufreglerbeitrags. In einem definierten Drehzahlbereich oberhalb einer Drehzahlschwelle wird auch hier die gewünschte Eigenschaft radmomentkonstanter Übersetzungsänderungen erreicht.The engine speed-dependent is advantageous in the context of an alternative solution Replacement of the idle controller fee. In a defined speed range above a speed threshold here too the desired property becomes more constant Translation changes achieved.
In besonders vorteilhafter Weise ist es möglich, eine doppelte Kompensation von Verlustmomente, die nicht für den Antrieb des Fahrzeugs zu Verfügung stehen, durch eine vorhandene Vorsteuerung dieser Verlustmomente und den Leerlaufregler zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Aktivierung der Verlustmomentenvorsteuerung durch Gewichtung mit dem Komplement des Gewichtungsfaktors der Leerlaufregelung erfolgt. Mit anderen Worten wird bei der Ablösung des Beitrags der Leerlaufregelung eine entsprechende (drehzahloder zeitabhängig) Aufregelung der Verlustmomentenvorsteuerung vorgenommen.In a particularly advantageous manner, it is possible to have a double one Compensation of loss moments that are not for the drive of the vehicle are available through an existing one Pre-control of these loss moments and the idle controller to avoid. This is achieved through the activation the loss torque pre-control by weighting with the complement of the idle control weighting factor he follows. In other words, when the contribution is redeemed a corresponding (speed or time-dependent) regulation of the loss torque pre-control performed.
In vorteilhafter Weise ist die Beeinflussungsfunktion des Leerlaufregler von weiteren Betriebsgrößen abhängig, z.B. Motortemperatur, Aussentemperatur, Luftdruck, etc. The influencing function of the Idle controller dependent on other operating parameters, e.g. Motor temperature, outside temperature, air pressure, etc.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.Further advantages result from the description below from exemplary embodiments or from the dependent ones Claims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Figur 1 zeigt ein Übersichtsbild einer Steuereinrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors, während in Figur 2 anhand eines Ablaufdiagramms eine bevorzugte Ausführungsform einer Momentenstruktur in Verbindung mit der Steuerung eines Antriebsmotors dargestellt ist, sofern sie mit Blick auf die geschilderte Vorgehensweise von Belang ist. Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele zur Bildung eines Korrekturfaktors, mit dessen Hilfe der Leerlaufregler beim Übergang zwischen Leerlauf und Nichtleerlauf beeinflusst wird.The invention is described below with reference to the drawing illustrated embodiments explained in more detail. Figure 1 shows an overview of a control device for operation of a drive motor, while in FIG Flowchart a preferred embodiment of a torque structure in connection with the control of a drive motor is shown, provided it is with a view to the described Approach is important. Figures 3 and 4 show two preferred embodiments for formation a correction factor, with the help of which the idle controller influenced in the transition between idle and non-idle becomes.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung
zur Steuerung eines Antriebsmotors, insbesondere einer
Brennkraftmaschine. Es ist eine Steuereinheit 10 vorgesehen,
welche als Komponenten eine Eingangsschaltung 14, wenigstens
eine Rechnereinheit 16 und eine Ausgangsschaltung 18 aufweist.
Ein Kommunikationssystem 20 verbindet diese Komponenten
zum gegenseitigen Datenaustausch. Der Eingangsschaltung
14 der Steuereinheit 10 werden Eingangsleitungen 22 bis 26
zugeführt, welche in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
als Bussystem ausgeführt sind und über die der Steuereinheit
10 Signale zugeführt werden, welche zur Steuerung des Antriebsmotors
auszuwertende Betriebsgrößen repräsentieren.
Diese Signale werden von Messeinrichtungen 28 bis 32 erfasst.
Derartige Betriebsgrößen sind im Beispiel einer
Brennkraftmaschine Fahrpedalstellung, Motordrehzahl, Motorlast,
Abgaszusammensetzung, Motortemperatur, etc. Über die
Ausgangsschaltung 18 steuert die Steuereinheit 10 die Leistung
des Antriebsmotors. Dies ist in Figur 1 anhand der
Ausgangsleitungen 34, 36 und 38 symbolisiert, über welche
die einzuspritzende Kraftstoffmasse, der Zündwinkel sowie
wenigstens eine elektrisch betätigbare Drosselklappe zur
Einstellung der Luftzufuhr betätigt werden. Über die dargestellten
Stellpfade werden die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine,
der Zündwinkel der einzelnen Zylinder, die einzuspritzende
Kraftstoffmasse, der Einspritzzeitpunkt und/oder
das Luft-/Kraftstoffverhältnis, etc. eingestellt. Ferner
können weitere Steuersysteme des Fahrzeugs vorgesehen sein,
die der Eingangsschaltung 14 Vorgabegrößen, beispielsweise
Drehmomentensollwerte, übermitteln. Derartige Steuersysteme
sind beispielsweise Antriebsschlupfregelungen, Fahrdynamikregelungen,
Getriebesteuerungen, Motorschleppmomentenregelungen,
Geschwindigkeitsregler, Geschwindigkeitsbegrenzer,
etc.. Neben diesen externen Sollwertvorgaben, zu denen auch
eine Sollwertvorgabe durch den Fahrer in Form eines Fahrwunsches
bzw. eine Maximalgeschwindigkeitsbegrenzung gehören
können, sind interne Vorgabengrößen für den Antriebsmotor
vorgesehen, z.B. das Ausgangssignal einer Leerlaufregelung,
einer Drehzahlbegrenzung, einer Drehmomentenbegrenzung,
etc..Figure 1 shows a block diagram of a control device
to control a drive motor, especially one
Internal combustion engine. A
In entsprechender Weise, mit angepassten Ausgangs- und Eingangsgrößen, wird das Steuersystem auch mit alternativen Antriebskonzepten, z.B. Elektromotoren, eingesetzt.Correspondingly, with adapted output and input variables, the control system will also be equipped with alternative drive concepts, e.g. Electric motors used.
Zur Aufrechterhaltung des Motorbetriebs bei nichtgetretenem Fahrpedal und geringen Drehzahlen ist ein Leerlaufregler vorgesehen. Dieser ermittelt beispielsweise abhängig von der Drehzahlabweichung zwischen einer Soll- und einer Istdrehzahl mittels einer vorgegebenen Reglerstrategie (z.B. Proportional-, Integral- und/oder Differenzialanteil) einen Beitrag (z.B. Momentenänderungsgröße oder Sollmoment), der zum resultierenden Sollmomentenwert für den Antriebsmotor aufgeschaltet wird. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird diese Aufschaltung als Addition ausgeführt. In anderen Ausführungsbeispielen wird der Leerlaufbeitrag z.B. normiert werden, so dass die Aufschaltung mittel Multiplikation erfolgt. Die Aufschaltung des Leerlaufreglers erfolgt zum resultierenden Sollmoment, welches durch Koordination von Fahrerwunschmoment und den Sollmomenten weiterer Steuersysteme, externer und ggf. interner Vorgabegrößen gebildet wird. Dadurch wird wie oben erwähnt eine Beeinflussung des Radmoments durch den Leerlaufregler vermieden, so dass radmomentenkonstante Übersetzungsänderungen erreicht werden.To maintain engine operation when not pedaling Accelerator pedal and low speed is an idle controller intended. This determines, for example, depending on the Speed deviation between a target and an actual speed using a specified controller strategy (e.g. proportional, Integral and / or differential component) one Contribution (e.g. torque change quantity or setpoint torque) that to the resulting target torque value for the drive motor is activated. In the preferred embodiment this intrusion is carried out as an addition. In other embodiments the idle contribution is e.g. normalized so that the connection is made by means of multiplication. The idle controller is connected to the resulting one Target torque, which is coordinated by the driver's desired torque and the target torques of other control systems, external and, if necessary, internal default values are formed. Thereby becomes an influencing of the wheel torque as mentioned above avoided by the idle controller, so that wheel torque constant Translation changes can be achieved.
Mit Betätigen des Fahrpedals wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel ein zeitlich begrenzter Vorgang gestartet, während dem zeitabhängig der Leerlaufreglerbeitrag kontinuierlich auf Null zurückgenommen wird. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird abhängig von der Zeit ein Faktor gebildet, der beginnend mit Eins nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode den Wert Null einnimmt und mit dem der Leerlaufreglerbeitrag gewichtet (multipliziert) wird. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitperiode ist der Leerlaufreglerbeitrag Null. Bei Loslassen des Fahrpedals, wenn dies seine Leerlaufposition einnimmt, wird dieser Faktor im bevorzugten Ausführungsbeispiel schlagartig auf Eins gesetzt, um den Leerlaufregler die Möglichkeit zu geben, sofort zur Aufrechterhaltung des Motorbetriebs einzugreifen. In anderen Ausführungsbeispielen wird auch hier eine zeitabhängige Aufsteuerung des Leerlaufreglerbeitrags angewendet, wobei der Faktor von Null auf Eins ansteigt. Die Zeitperioden für Ablösung und Einschalten des Leerlaufreglers sind dabei vorzugsweise verschieden, wobei bei Einschalten des Reglers eine kürzere Zeitperiode gewählt wird als bei der Ablösung.Pressing the accelerator pedal is in the preferred embodiment a temporary process started, during the time-dependent idle controller contribution continuously is withdrawn to zero. In the preferred embodiment a factor is formed depending on the time, which starts with one after a given one has expired Time period takes the value zero and with the idle controller contribution is weighted (multiplied). After expiration the idle controller contribution is the specified time period Zero. When the accelerator pedal is released, if this is its idle position this factor is preferred Embodiment suddenly set to one to Idle regulators give the opportunity to maintain immediately of the engine operation. In other A time-dependent control is also exemplary here of the idle controller contribution, with the Factor increases from zero to one. The time periods for detachment and switching on the idle controller are preferred different, one when switching on the controller a shorter time period is selected than for the replacement.
Ein alternative Lösung zeigt eine entsprechende Ablösung des Leerlaufreglers abhängig von der Drehzahl anstelle der Zeit. Es wird mit steigender Drehzahl der Leerlaufreglerbeitrag auf Null gefahren, wobei im bevorzugten Ausführungsbeispiel der oben erwähnte Faktor entsprechend einer drehzahlabhängigen Kennlinie gebildet wird. Auch hier ist beim Absinken der Motordrehzahl ein drehzahlabhängiges Aufregeln des Leerlaufreglerbeitrags nach Maßgabe derselben oder einer anderen Kennlinie vorgesehen, wobei der oben genannte Faktor entsprechend gebildet wird.An alternative solution shows a corresponding replacement of the Idle controller depending on the speed instead of the time. The idle controller contribution increases with increasing speed drove to zero, in the preferred embodiment the factor mentioned above corresponds to a speed-dependent Characteristic curve is formed. Here, too, is when sinking Engine speed a speed-dependent adjustment of the idle controller contribution according to the same or a different one Characteristic curve provided, the above-mentioned factor accordingly is formed.
Eine weitere Alternative besteht darin, das dem Leerlaufreglerausgangssignal maximale und minimale Wertegrenzen zugeordnet sind, auf die das Signal begrenzt ist. Die Ablösung bzw. Aufsteuerung wird dann durch Manipulation dieser Grenzwerte realisiert, wobei bei der Ablösung z.B. der Maximalwert vorzugsweise zeitabhängig oder drehzahlabhängig auf den Wert Null abgesteuert wird, und/oder der Minimalwert auf den Wert Null aufgesteuert wird. Bei der Aufsteuerung wird umgekehrt verfahren.Another alternative is that of the idle controller output signal maximum and minimum value limits assigned to which the signal is limited. The detachment or control is then manipulated by these limits realized, with e.g. the maximum value preferably time-dependent or speed-dependent on the Value zero is controlled, and / or the minimum value to the Value zero is controlled. The control is reversed method.
Das in Figur 2 dargestellte Ablaufdiagramm beschreibt ein
Programm eines Mikrocomputers der Steuereinheit 10, wobei
die einzelnen Blöcke der Darstellung der Figur 2 Programme,
Programmteile oder Programmschritte darstellen, während die
Verbindungslinien den Signalfluss repräsentieren. Dabei kann
der erste Teil bis zu der senkrechten, gestrichelten Linie
in einer ersten Steuereinheit, dort ebenfalls in einem Mikrocomputer,
ablaufen, während der Teil nach dieser Linie in
einer zweiten Steuereinheit abläuft. The flow chart shown in Figure 2 describes a
Program of a microcomputer of the
Zunächst werden Signale zugeführt, welche der Fahrzeuggeschwindigkeit
VFZG sowie der Fahrpedalstellung PWG entsprechen.
Diese Größen werden in einem Kennfeld 100 in einen Momentenwunsch
des Fahrers umgesetzt. Dieses Fahrerwunschmoment,
welches eine Vorgabegröße für ein Moment ausgangsseitig
des Getriebes bzw. für ein Radmoment darstellt, wird einer
Korrekturstufe 102 zugeführt. Diese Korrektur ist vorzugsweise
eine Addition bzw. Subtraktion. Das Fahrerwunschmoment
wird dabei durch ein gewichtetes Verlustmoment
MKORR korrigiert, welches in der Verknüpfungsstelle 104 gebildet
wurde. In dieser wird das zugeführte, mittels der
Übersetzung Ü im Triebstrang sowie ggf. weitere Übersetzungen
im Antriebsstrang abtriebsseitig des Getriebes auf ein
Moment nach dem Getriebe, vorzugsweise ein Radmoment umgerechnete
Verlustmoment MVER mit einem Faktor F3 gewichtet.
Die Gewichtung erfolgt vorzugsweise als Multiplikation. Der
Faktor F3 wird in 106 aus der die Fahrpedalstellung repräsentierenden
Größe PWG und ggf. zusätzlich einer die Motordrehzahl
repräsentierenden Größe NMOT gebildet.First, signals are supplied which correspond to the vehicle speed
VFZG and the accelerator pedal position PWG correspond.
These variables are in a
Der auf diese Weise Fahrerwunsch MFA wird der Momentenkoordination
zur Bildung eines resultierenden Vorgabemoments
MSOLLRES zugeführt. Im gezeigten Beispiel wird in einer ersten
Maximalwertauswahlstufe 108 der Maximalwert aus Fahrerwunschmoment
MFA und dem Vorgabemoment MFGR eines Fahrgeschwindigkeitsreglers
ausgewählt. Dieser Maximalwert wird
einer darauffolgenden Minimalwertstufe 110 zugeführt, in der
der kleinere aus diesem Wertes und dem Sollmomentenwert MESP
eines elektronischen Stabilitätsprogramms ausgewählt wird.
Die Ausgangsgröße der Minimalwertstufe 110 stellt eine Momentengröße
ausgangsseitig des Getriebes bzw. eine Radmomentengröße
dar, die durch Berücksichtigung der Getriebeübersetzung
Ü sowie ggf. weitere Übersetzungen im Antriebsstrang
abtriebsseitig des Getriebes in eine Momentengröße umgerechnet
wird, welche getriebeeingangsseitig bzw. ausgangsseitig
des Antriebsmotors vorliegt. Diese Momentengröße wird in einem
weiteren Koordinator 112 mit dem Sollmoment MGETR einer
Getriebesteuerung koordiniert. Das Sollmoment der Getriebesteuerung
wird nach den Bedürfnissen des Schaltvorgangs gebildet.
In der darauffolgenden Maximalwertauswahlstufe 114
wird dann das resultierende Sollmoment MSOLLRES als der größere
der Momentenwerte Minimalmoment MMIN und dem Ausgangsmoment
der Koordinationsstufe 112 gebildet. Das Minimalmoment
wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus dem
Verlustmoment abgeleitet.The driver request MFA in this way becomes the moment coordination
to form a resulting default torque
MSOLLRES fed. In the example shown, a first
Maximum
Die Momentenkoordination ist vorstehend lediglich beispielhaft dargestellt. In anderen Ausführungen wird das eine oder andere Vorgabemoment nicht zur Koordination herangezogen bzw. sind weitere Vorgabemomente vorgesehen, beispielsweise ein Moment einer Maximalgeschwindigkeitsbegrenzung, einer Motordrehzahlbegrenzung, etc.The moment coordination is only exemplary above shown. In other versions, one or the other other default torque not used for coordination or other default torques are provided, for example a moment of a maximum speed limit, one Engine speed limitation, etc.
Das auf die oben beschriebene Weise gebildete resultierende
Sollmoment wird einer Korrekturstufe 116 zugeführt, in der
das Sollmoment mit den vom Motor aufzubringenden, nicht dem
Antrieb zur Verfügung stehenden Verlustmomenten korrigiert
wird. Die Verlustmomente MVER werden dabei ggf. in einer Gewichtungsstufe
118 mit einem Faktor F2 gewichtet. Dieser ist
je nach Ausführung konstant (auch 1) oder betriebsgrößenabhängig,
z.B. motordrehzahlabhängig. Die Verlustmomente MVER
selbst werden in der Additionsstufe 120 aus dem Momentenbedarf
MNA von Nebenaggregaten und dem Motorverlustmoment
MVERL gebildet. Die Bestimmung dieser Größen ist aus dem
Stand der Technik bekannt, wobei der Momentenbedarf abhängig
vom Betriebsstatus des jeweiligen Nebenaggregats nach Maßgabe
von Kennlinien oder ähnlichem, die Motorverlustmomente
abhängig von Motordrehzahl und Motortemperatur bestimmt
wird. Das auf diese Weise gebildete Verlustmoment MVER wird
dann der Korrekturstufe 104 zur Verfügung gestellt, wobei
eine Umrechnung des Verlustmoments mit Hilfe der bekannten
Getriebeübersetzung Ü sowie ggf. weitere Übersetzungen im
Antriebsstrang abtriebsseitig des Getriebes auf die Ebene
der getriebeausgangs- bzw. Radmomente erfolgt.The resultant formed in the manner described above
Target torque is supplied to a
Die Ausgangsgröße der Korrekturstufe 116, die im bevorzugten
Ausführungsbeispiel eine Addition darstellt, ist eine Vorgabegröße
für das von der Antriebseinheit zu erzeugende
Drehmoment für den Antrieb unter Berücksichtigung der inneren
Verluste und des zum Betrieb von Nebenaggregaten (z. B.
Klimakompressor) notwendigen Moments (indiziertes Motormoment).
Dieses Vorgabemoment wird in einer weiteren Korrekturstufe
122 mit dem in einer Korrekturstufe 124 gewichteten
Ausgangsgröße DMLLR des Leerlaufreglers korrigiert (vorzugsweise
addiert). Der Gewichtungsfaktor F1, mit dem in 124 die
Ausgangsgröße des Leerlaufreglers gewichtet wird, ist dabei
drehzahl- und/oder zeitabhängig, wobei bei Verlassen des
Leerlaufbereichs der Faktor zeitlich oder mit zunehmender
Motordrehzahl auf Null abnimmt. Die Vorgabegröße MISOLL wird
dann in 126 wie aus dem Stand der Technik bekannt in Stellgrößen
zur Einstellung der Leistungsparameter des Antriebsmotors
umgesetzt, im Falle einer Ottobrennkraftmaschine in
Luftzufuhr, Kraftstoffeinspritzung und Zündwinkel, im Falle
einer Dieselbrennkraftmaschine in Kraftstoffmenge.The output of
Zusätzlich zur Zeit oder zur Drehzahl werden in einer Ausführung weitere Betriebsgrößen bei der Bestimmung der Absteuerung bzw. Aufsteuerung des Leerlaufregelanteils berücksichtigt, z.B. Motortemperatur, Außentemperatur, Außendruck, etc.In addition to the time or the speed are in one execution further operating variables in determining the control or control of the idle control component is taken into account, e.g. Engine temperature, outside temperature, outside pressure, Etc.
Der Leerlaufregler greift mit seinem Beitrag DMLLR in Wirkungsrichtung
nach der Momentenkoordination (108 bis 114) in
die Momentenvorgabe ein, in dem er entsprechend seinem Ausgangssignal
das resultierende Sollmoment MSOLLRES korrigiert.
Im Leerlaufreglerbereich ist die Korrektur vollständig.
Beim Übergang vom Leerlaufbetrieb in den Nichtleerlaufbetrieb
wird in 124 der Leerlaufreglerausgang mit einem Faktor
F1 gewichtet, welcher mit der Zeit nach Betätigen des
Fahrpedals oder drehzahlabhängig von Eins auf Null zurückgeht.
Ist der Faktor Null so wird kein Leerlaufregleranteil
mehr aufgeschaltet. Der Leerlaufregler selbst kann dabei je
nach Auslegung weiter aktiv sein und entsprechend den Drehzahlverhältnissen
an seine Begrenzung laufen oder durch
zeitliche Absteuerung des Integralanteils, durch zu Null
setzen von Proportional- und Differenzialanteil oder durch
Festsetzen des Integralanteils auf dem aktuellen Wert teilweise
oder ganz angehalten werden. Im Ausführungsbeispiel
der Figur 2 wird der Leerlaufregler ferner durch die Aufschaltung
der Verlustmomente MVER in 116 vorgesteuert. Dies
bedeutet, dass der Leerlaufregler nur noch die Abweichungen
zwischen Vorsteuerungswerten und den tatsächlichen Momentenverhältnissen
ausregelt. In anderen Ausführungsbeispielen
fehlt diese Vorsteuerung der Verlustmomente, so dass der
Leerlaufregler die gesamten Verlustmomente und den Bedarf
der Nebenaggregate ausregelt. Eine Zwischenlösung besteht
darin, in 118 die Verlustmomentenvorsteuerung mit einem Faktor
F2 zu gewichten, der komplementär zur Abregelung des
Leerlaufreglerbeitrags aufgeregelt wird. Das heißt in dem
Maße, in dem durch die Gewichtung des Leerlaufreglerbeitrags
in 124 dieser abnimmt, nimmt durch entsprechende gegensinnige
Gewichtung der Vorsteuerung in Schritt 118 diese zu.With its contribution DMLLR, the idle controller intervenes in the direction of action
after moment coordination (108 to 114) in
the torque specification in which it corresponds to its output signal
the resulting target torque MSOLLRES is corrected.
The correction is complete in the idle controller area.
When transitioning from idle to non-idle
in 124 the idle controller output with a factor
F1 weighted, which over time after pressing the
Accelerator pedal or speed-dependent from one to zero.
If the factor is zero, there is no idle controller component
more activated. The idle controller itself can do this
continue to be active according to the design and according to the speed ratios
run to its limit or through
Time control of the integral part, by zero
enforce proportional and differential portion or
Partially fixing the integral part to the current value
or be stopped entirely. In the embodiment
of Figure 2, the idle controller is further by the connection
the loss moments MVER piloted in 116. This
means that the idle controller only the deviations
between pilot control values and the actual torque ratios
corrects. In other embodiments
this precontrol of the loss moments is missing, so that
Idle controller the total loss moments and the demand
adjusts the auxiliary units. There is an interim solution
therein, in 118 the loss torque feedforward control by a factor
To weight F2, which is complementary to the curtailment of the
Idle controller contribution is raised. That means in that
Dimensions by the weighting of the idle controller contribution
in 124 this decreases, decreases by corresponding opposite
Weighting the precontrol in
Wesentlich für die Funktionsweise dieser Anordnung ist die
Bildung des Faktors F1, der die Ablösung und ggf. in analoger
Weise die Aufsteuerung des Leerlaufreglerbeitrags bewirkt.
Eine erste Lösung ist in Figur 3 dargestellt. dort
wird der Faktor F1 zeitlich ausgelöst durch die Betätigung
des Fahrpedals (Signal PWG>0) von seinem Wert Eins auf den
Wert Null reduziert. Ein Beispiel ist in Figur 3 dargestellt,
bei welchem die Reduktion linear vorgenommen wird.
In anderen Ausführungen werden andere Zeitfunktionen, beispielsweise
exponentielle, stufenförmige Zeitfunktionen,
etc. eingesetzt. Das Pedal wird zum Zeitpunkt T0 betätigt,
nach Ablauf einer bestimmten vorgegebenen Zeitperiode zum
Zeitpunkt T1 ist der Faktor F1 dann auf den Wert Null reduziert.
Dies bedeutet ein vollständiges Verschwinden der Wirkung
des Leerlaufreglers im Rahmen der Momentensteuerung.
Wird das Pedal losgelassen, d.h. kehrt der Antriebsmotor
wieder in den Leerlaufbetrieb zurück, so wird der Leerlaufreglerantei1
in einem Ausführungsbeispiel zeitabhängig wieder
auf seinen vollen Wert aufgesteuert.This is essential for the functioning of this arrangement
Formation of the factor F1, which is the replacement and, if necessary, in analog
How the idle controller contribution increases.
A first solution is shown in FIG. 3. there
the factor F1 is triggered by actuation
of the accelerator pedal (signal PWG> 0) from its value one to
Reduced value zero. An example is shown in Figure 3,
in which the reduction is carried out linearly.
In other versions, other time functions, for example
exponential, step-like time functions,
etc. used. The pedal is operated at time T0,
after a certain predetermined period of time
At time T1, factor F1 is then reduced to zero.
This means a complete disappearance of the effect
of the idle controller as part of the torque control.
When the pedal is released, i.e. the drive motor returns
back into idle mode, the
Anstelle der Fahrpedalstellung allein ist in anderen Ausführungen eine Kombination aus Fahrpedalstellung und Drehzahl oder Fahrgeschwindigkeit für die Bestimmung des Übergangs ausschlaggebend. Eine andere Ausführung leitet die gezeigte Vorgehensweise bei Betätigen des Pedals über ein bestimmtes Maß hinaus ein.Instead of the accelerator pedal position alone is in other versions a combination of accelerator pedal position and speed or driving speed for determining the transition decisive. Another version leads the shown Procedure for operating the pedal via a specific one Measure beyond.
Eine zweite Ausführungsform wird in Figur 4 dargestellt.
dort ist eine Kennlinie 150 vorgesehen, der die Motordrehzahl
NMOT zugeführt wird. In dieser Kennlinie ist der Faktor
F1 über der Motordrehzahl aufgetragen. Für Drehzahlen unterhalb
der Drehzahl N1 ist der Faktor 1, für Drehzahlen größer
N2 ist er Null. Im Bereich zwischen den Drehzahlen N1 und N2
ist ein Verlauf des Faktors F1 vorgegeben, wobei dieser mit
steigender Drehzahl Richtung Null abfällt. Die dargestellte
lineare Abhängigkeit zwischen Faktor F1 und Drehzahl ist
beispielhaft. In anderen Ausführungen werden andere Abhängigkeiten
gewählt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist N1
eine Drehzahl, die knapp über der Leerlaufdrehzahl liegt
(beispielsweise 900 Umdrehungen pro Minute), während die
zweite Drehzahl N2 eine größere Drehzahl von z.B. 1500 Umdrehungen
pro Minute darstellt. In Abhängigkeit der Motordrehzahl
wird aus der Kennlinie 150 der Wert des Faktors
F1 ausgelesen, der dann entsprechend seiner Größe die Wirkung
des Leerlaufreglers im Rahmen der gezeigten Momentensteuerung
gewichtet. Kehrt die Drehzahl wieder in den Bereich
der Drehzahlen N1 und N2 zurück, so wird der Leerlaufregleranteil
in einem Ausführungsbeispiel drehzahlabhängig
wieder auf seinen vollen Wert aufgesteuert.A second embodiment is shown in FIG. 4.
there is a
Das obige Ausführungsbeispiel, bei welchem die Ablösung bzw. Aufsteuerung des Leerlaufreglerbeitrags über Gewichtungsfaktoren erfolgt, ist beispielhaft. In anderen Ausführungsbeispielen erfolgt dies durch entsprechende Gewichtung der Reglerparameter, z.B. des Integralanteils (wobei Proportionalund Differenzialanteil zu Null gesetzt werden kann). Eine andere Möglichkeit der Realisierung ist, von dem aktuellen Leerlaufreglerbeitrag in Abhängigkeit von der Drehzahl bzw. der Zeit Momentenbeiträge abzuziehen, bis der resultierende Leerlaufreglerbeitrag Null ist.The above embodiment, in which the detachment or Control of the idle controller contribution via weighting factors is exemplary. In other embodiments this is done by appropriate weighting of the controller parameters, e.g. of the integral part (where proportional and Differential component can be set to zero). A another way of realization is from the current one Idle controller contribution depending on the speed or subtract moment contributions until the resulting Idle controller contribution is zero.
Die dargestellte Vorgehensweise wird in analoger Weise in Verbindung mit der Steuerung von Elektromotoren eingesetzt.The procedure shown is in an analogous manner in Used in connection with the control of electric motors.
Desweiteren wird in einem Ausführungsbeispiel zur Bestimmung der drehzahlabhängigen Veränderung des Leerlaufreglersignals nicht die Motordrehzahl, sondern eine, z.B. auf die Leerlaufsolldrehzahl, normierte Größe verwendet. Dies ist vorteilhaft beim Einsatz einer betriebszustandsabhängigen (normierten) Drehzahlschwelle für die Leerlaufregelung, deren Aktivieren bei Unterschreiten dieser Drehzahlschwelle durch die (normierte) Motordrehzahl erfolgt.Furthermore, in one embodiment for determination the speed-dependent change of the idle controller signal not the engine speed, but one, e.g. to the idle target speed, standardized size used. This is beneficial when using an operating state dependent (standardized) Speed threshold for the idle control, whose Activate when this speed threshold is undershot the (normalized) engine speed occurs.
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