EP1412630A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines antriebsmotors eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines antriebsmotors eines fahrzeugs

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EP1412630A1
EP1412630A1 EP02754211A EP02754211A EP1412630A1 EP 1412630 A1 EP1412630 A1 EP 1412630A1 EP 02754211 A EP02754211 A EP 02754211A EP 02754211 A EP02754211 A EP 02754211A EP 1412630 A1 EP1412630 A1 EP 1412630A1
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EP
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torque
engine
speed
driver
minimum
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EP02754211A
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Lilian Matischok
Juergen Biester
Holger Jessen
Thomas Schuster
Rainer Mayer
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for operating a drive motor of a vehicle.
  • Electronic control systems are used to operate drive motors for vehicles, with the aid of which the adjustable performance parameter (s) of the drive motor are determined depending on input variables.
  • Some of these electronic control systems operate on the basis of a torque structure, i.e. H.
  • the driver and, if applicable, other control systems such as vehicle speed controllers, electronic stability programs, transmission controls, etc., specify torque values as setpoints for the control system, which the control system converts into one-size values for the or the performance parameters of the drive motor, taking into account further operating variables.
  • a torque structure is known from DE 42 39 711 AI (US Pat. No. 5,558,178).
  • the external interventions have a torque-reducing effect.
  • such an external intervention can affect the speed reduce the drive motor until the drive motor stalls.
  • An example of a solution that prevents such stalling is given in DE 197 39 567 AI.
  • the output signal of the idle controller is directly applied to the desired driver torque specified as the indexed engine torque, the desired driver torque additionally containing the loss moments from the internal engine friction and the required moments of the auxiliary units. In this way, the driver's desired torque cannot be less than zero. If the torque is reduced by other control systems (e.g. gearbox,
  • a common (identical) basic structure for coordinating torque-influencing interventions for different drive types for example for gasoline engines, diesel engines or even electric motors, can be specified.
  • the idle governor is advantageously designed as an engagement with the resulting target torque formed in the coordination, with various idle controller concepts being integrated.
  • various idle controller concepts are cash.
  • an idle controller concept typical of a gasoline engine which has a pilot control, a limited actuating time dynamic and a limited actuating range, can be integrated as well as an idling controller concept for a diesel engine without pilot control, with a short actuating time and an unlimited actuating range.
  • the minimum torque, to which the resulting target torque is limited is speed-dependent.
  • a starting point of the applied idle control torque is specified, which takes into account whether or not the idle governor has priority over the other interventions at the respective speed-dependent operating point.
  • the idle controller In the lower speed range, the idle controller always has access, so that stalling is avoided when external interventions are active.
  • the resulting setpoint torque which is formed in the torque coordination, is limited to a defined lower value, which corresponds to that which can be achieved at the current operating point without stalling. If the minimum torque is selected so that it corresponds to the driver's request at the wheel torque level with the pedal released and the current rotational speed, an empty travel in the pedal is also advantageously avoided.
  • FIG. 1 shows an overview of a control device for Operating a drive motor
  • FIG. 2 a preferred embodiment of a torque structure in connection with the control of a drive motor is shown on the basis of a flow diagram, provided that it is important with regard to the described procedure.
  • FIG. 3 shows a preferred exemplary embodiment for forming the minimum engine torque value.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a control device for controlling a drive motor, in particular an internal combustion engine.
  • a control unit 10 is provided which has as components an input circuit 14, at least one 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 is supplied with input lines 22 to 26, which in a preferred exemplary embodiment are designed as a bus system and via that of the control unit
  • the control unit 10 controls the output of the drive engine via the output circuit 18. This is symbolized in FIG. 1 on the basis of the output lines 34, 36 and 38, via which the fuel mass to be injected, the ignition angle and at least one electrically actuable throttle valve for adjusting the air supply are actuated.
  • the air paths to the internal combustion engine, the firing angle of the individual cylinders, the fuel mass to be injected, the injection time and / or are determined via the adjustment paths shown the air / fuel ratio, etc. is set.
  • control systems of the vehicle which transmit input variables 14, for example torque setpoints, to the input circuit.
  • Such control systems are, for example, traction control systems, vehicle dynamics control systems, transmission control systems, engine drag torque control systems, speed controllers, speed limiters, etc.
  • external setpoint values which can also include a setpoint value specification by the driver in the form of a driving request or a maximum speed limit, there are internal default values intended for the drive motor, for example the output signal of an idle control, a speed limitation, a torque limitation, etc.
  • the various preset torque values such as the driver's desired torque, the desired torque of a stability controller, the desired torque of a transmission control, and, if applicable, the internal desired torques etc. are coordinated with one another and a resulting desired torque is selected. Idling controller and torque loss are then taken into account by switching to the target torque resulting from the coordination.
  • the loss torque can be included in the setpoint torque or change torque of the idle controller when the idle governor is active, or is added as a separate addition variable when the idle governor is active.
  • the resulting target torque is reduced by an engine minimum torque, which is preferably a clutch torque at the engine output and is zero in this speed range. limited.
  • an engine minimum torque which is preferably a clutch torque at the engine output and is zero in this speed range. limited.
  • the same point of contact applies to the idle governor and / or the application of the loss moments, such as he occurs when there is no driver request (pedal released). This also applies if the external intervention requests a target torque that is smaller than the loss torque and / or the idle correction. This has the advantage that losses can be fully compensated and the idle governor has priority over other interventions, so that stalling is effectively avoided.
  • the minimum engine torque is the proportion of lost torque that does not have to be compensated for in overrun.
  • the torque limitation cannot be smaller than the negative total loss torque. If the minimum torque is required in this area, the application of the total loss torque ensures that losses are only partially or not compensated for.
  • the minimum torque preferably corresponds to the torque that is calculated as the driver's desired torque (wheel torque or transmission output torque) when the pedal is released and, if appropriate, the current speed.
  • Program of a microcomputer of the control unit 10 the individual blocks representing programs, program parts or program steps, while the connecting lines represent the signal flow.
  • the first part can be separated up to the vertical, dashed line
  • Control unit there also in a microcomputer, run as the part according to this line.
  • signals are supplied which correspond to the vehicle speed VFZG and the accelerator pedal position PWG. chen. These parameters are converted into a torque request of the driver in a map 100.
  • This driver request torque which represents a specification for a torque on the output side of the transmission or for a wheel torque, is fed to a correction stage 102.
  • This correction is preferably an addition or subtraction.
  • the driver's desired torque is corrected by a weighted loss torque MKORR, which was formed in the linkage point 104.
  • the loss torque MVER that is fed in, by means of the transmission Ü of the drive train and possibly further translations in the drive train on the output side of the transmission, is weighted to a torque after the transmission, preferably a wheel torque, by a factor F3.
  • the weighting is preferably carried out as a multiplication.
  • the factor F3 is formed from the variable representing the accelerator pedal position and, in one exemplary embodiment, a variable representing the engine speed, or is solely dependent on the accelerator pedal position.
  • the driver's request MFA in this way is fed to the torque coordination for the formation of a resulting setpoint torque MSOLLRES.
  • the maximum value is selected in a first maximum value selection stage 108 from the driver's desired torque MFA and the preset torque MFGR of a vehicle speed controller. This maximum value is fed to a subsequent minimum value stage 110, in which the smaller value is selected from this value and the setpoint torque value MESP of an electronic stability program.
  • the output variable of the minimum value stage 110 represents a torque variable on the output side of the transmission or a wheel torque variable, which is converted into a torque variable on the output side of the transmission by taking into account the transmission ratio Ü and, if applicable, further gear ratios in the drive train, which is the transmission input side and the output side of the drive motor is present.
  • This moment size is nem coordinated another coordinator 112 with the target torque MGETR of a transmission control.
  • the target torque of the transmission control is formed according to the needs of the switching process.
  • the resulting target torque MSOLLRES is then formed as the larger of the torque values engine minimum torque MMIN and the output torque of the coordination stage 112.
  • This moment coordination is exemplary.
  • one or the other of the specified torques is not used for coordination or other preset torques are provided, for example a torque of a maximum speed limit, an engine speed limit, a torque limit, etc.
  • the resulting setpoint torque MSOLLRES formed in the manner described above is fed to a correction stage 116, in which the setpoint torque is corrected with the loss torques to be applied by the motor and not available to the drive.
  • the loss moments MVER may be weighted in a weighting stage 118 with a factor F2. This is constant or dependent on the operating size, eg depending on the engine speed.
  • the loss moments MVER itself are formed in the addition stage 120 from the torque requirement MNA of auxiliary units and the engine loss torque MVERL. The determination of these variables is known from the prior art, the torque requirement depending on the operating status of the respective auxiliary unit being determined in accordance with characteristic curves or the like, and the engine loss torques being determined in accordance with characteristic curves as a function of engine speed and engine temperature.
  • the loss torque MVER formed in this way is then made available to the correction stage 104, a conversion of the loss torque using the known transmission ratio Ü and, if appropriate, further transmission Settlements in the drive train on the output side of the transmission take place at the level of the transmission output or wheel moments.
  • the output variable of the correction stage 116 which represents an addition in the preferred exemplary embodiment, is a default variable for the torque to be generated by the drive unit for the drive (indicated engine torque), for overcoming the internal losses and for operating auxiliary units (e.g. B. air conditioning compressor). This default torque is
  • the weighting factor Fl with which the output variable of the idle controller is weighted in 124, is speed and / or
  • MISOLL is then implemented in 126, as is known from the prior art, in manipulated variables for setting the performance parameters of the drive unit, in the case of an Otto engine in air supply, fuel injection and ignition angle, in the case of a diesel engine in fuel quantity, etc.
  • the larger of the supplied values namely the target torque value that is formed in 112 and the engine minimum torque MMIN, is selected as the resulting target torque.
  • An intervention that specifies a torque 35 that is smaller than the engine minimum torque therefore no effect or its effect is limited to the engine minimum torque.
  • the minimum engine torque is preferably zero, so that loss torque and idle controller torque are applied unhindered to this torque value corresponding to the driver request in 116 and 122.
  • the loss torque which is applied to the resulting setpoint torque in 116 is partially or completely compensated for by the input in 102 to the driver's request.
  • the negative torque loss value can be specified as the motor minimum torque, so that the positive torque loss value is applied in 116 below.
  • a setpoint torque is thus set which avoids stalling as a result of the idle controller component or allows the provision of the full drag torque (for example by blanking out the injection).
  • the minimum engine torque is determined in 128, preferably depending on the engine speed NMOT and loss torque MVER. There are various alternatives.
  • a characteristic curve 130 is initially shown there, in which a factor F4 moving between 0 and -1 is shown as a function of the engine speed. Up to the idling speed NLL, the factor is 0. From the reinsertion speed or the injection suppression speed in the thrust NWE, the factor is - 1. Between these two values, a characteristic is specified, in the exemplary embodiment shown a linear characteristic, the factor F4 being 0 changed to -1. The factor F4 formed in this way as a function of the engine speed NMOT is then combined, preferably multiplied, in a link 132 with the loss torque MVER, which is formed in 120. Result is the motor Minimum moment NMIN, which is taken into account in the moment coordination.
  • the factor F4 is therefore zero at low engine speeds below the idling speed, so that the torque is zero as the minimum torque.
  • the factor in the overrun range is -1, so that the full negative loss torque is specified as the minimum torque.
  • the minimum torque is a fraction of the loss torque, so that when such a minimum torque is specified, the subsequent application of the loss torque when the minimum torque is specified as the resultant moment partially compensates for the negative loss torque.
  • variable idling speed and thrust suppression speed are taken into account when determining the factor.
  • no characteristic curve is used, but rather a calculation of the factor, into which the current idling speed and the currently selected slide blanking speed are inserted.
  • speed-dependent lower limit available for the driver's request which is applied as a correction torque in 102 to the driver's request.
  • this is speed-dependent and pedal position-dependent and represents the torque value that should result when the pedal is released. If this torque value is used as the minimum motor value, free travel on the pedal is avoided since the resulting torque cannot be less than the correction torque.
  • it is not the engine speed that is used to determine the factor F4, but rather a variable standardized, for example, to the idling setpoint speed.
  • This is advantageous when using an operating dependent (standardized) speed threshold for stall protection or idling control, which is activated when the speed falls below this speed by the (standardized) engine speed.
  • FIG. 2 shows the consideration of the engine minimum torque in the torque coordination at the end of the coordination as the maximum value selection stage.
  • the respective target torque is individually coordinated with the minimum torque in the context of a maximum value selection in front of each coordination block (108, 110, 112), so that limited moments already exist for the coordination and for the formation of the resulting target torque.
  • the minimum torque MMIN is specified as an absolute amount regardless of the loss torque. In this case, the minimum limitation is not effective in the "overrun" operating state (zero internal torque).

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei ein resultierendes Sollmoment zur Steuerung des Antriebsmotors abhängig vom Fahrerwunschmoment und weiteren Sollmomentengrössen vorgegeben wird. Zur Begrenzung des resultierenden Sollmoments ist ein Motorminimalmoment vorgesehen, welches aus den Verlustmomenten abgeleitet ist und drehzahlabhängig ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs .
Zum Betreiben von Antriebsmotoren für Fahrzeuge werden e- lektronische Steuersysteme eingesetzt, mit deren Hilfe der oder die einstellbaren Leistungsparameter des Antriebsmotors abhängig von Eingangsgrößen festgelegt werden. Einige dieser elektronischen Steuersysteme arbeiten auf der Basis einer Drehmomentenstruktur, d. h. vom Fahrer und ggf. von anderen Steuersystemen, wie Fahrgeschwindigkeitsregler, elektroni- sehe Stabilitätsprogramme, Getriebesteuerungen, etc. werden als Sollwerte für das Steuersystem Drehmomentenwerte vorgegeben, die von dem Steuersystem unter Berücksichtigung weiterer Betriebsgrößen in Einsteilgrößen für den oder die Leistungsparameter des Antriebsmotors umgesetzt werden. Ein Beispiel für eine solche Drehmomentenstruktur ist aus der DE 42 39 711 AI (US-Patent 5 558 178) bekannt.
Wie beispielsweise in diesem Stand der Technik beschrieben, wirken die externen Eingriffe drehmomentenreduzierend. Im Extremfall kann ein solcher externer Eingriff die Drehzahl des Antriebsmotors soweit reduzieren, dass der Antriebsmotor abgewürgt wird. Ein Beispiel für eine Lösung, die ein solches Abwürgen verhindert, gibt die DE 197 39 567 AI. Dort wird das Ausgangssignal des Leerlaufreglers direkt auf das als indiziertes Motormoment vorgegebene Fahrerwunschmoment aufgeschaltet, wobei das Fahrerwunschmoment zusätzlich die Verlustmomente aus innerer Motorreibung und Bedarfsmomenten der Nebenaggregate enthält . Das Fahrerwunschmoment kann auf diese Weise nicht kleiner Null sein. Erfolgt eine Momenten- reduktion seitens anderer Steuersysteme (z. B. Getriebe,
Stabilitätsregelung) , so wird ein Abwürgen des Motors vermieden, weil dieser externe Eingriff in der nachfolgenden Verknüpfung der Sollmomente (Momentenkoordination) wegen des hohen Fahrerwunschmoments keinen Durchgriff mehr findet . An seiner Stelle kommt das mit Verlustmoment und Leerlaufregleranteil erhöhte Fahrerwunschmoment zum Tragen. Diese Lösung ist spezifisch an die Gegebenheiten bei der Steuerung eines Ottomotors angepasst und lässt sich weder auf andere Antriebstypen noch auf andere Momentenstrukturen, beispiels- weise auf Strukturen, die den Fahrerwunsch auf Radmomentene- bene bilden, in einfacher Weise abbilden.
Vorteile der Erfindung
Durch die Vorgabe eines Motorminimalmoments, welches im Rahmen der Momentenkoordination berücksichtigt wird, lässt sich eine gemeinsame (identische) Grundstruktur zur Koordination von momentenbeeinflussenden Eingriffen für verschiedene Antriebstypen, beispielsweise für Ottomotoren, Dieselmotoren oder auch Elektromotoren, angeben.
In vorteilhafter Weise wird der Leerlaufregier in einer solchen gemeinsamen Grundstruktur als Aufschaltung auf das in der Koordination gebildete resultierende Sollmoment ausges- taltet, wobei verschiedene Leerlaufreglerkonzepte integrier- bar sind. So ist beispielsweise ein für einen Ottomotor typisches Leerlaufreglerkonzept, welches eine Vorsteuerung, eine begrenzte Stellzeitdynamik und eine begrenzten Stellbereich aufweist, ebenso integrierbar, wie ein Leerlaufregler- konzept bei einem Dieselmotor ohne Vorsteuerung, mit kurzer Stellzeit und unbegrenztem Stellbereich.
In besonders vorteilhafter Weise ist das Minimalmoment, auf welches das resultierende Sollmoment begrenzt ist, drehzahl- abhängig. Dadurch wird ein Aufsetzpunkt des aufgeschalteten Leerlaufreglermoments vorgegeben, der berücksichtigt, ob im jeweiligen drehzahlabhängigen Betriebspunkt der Leerlaufregier Priorität vor den anderen Eingriffen hat oder nicht . So hat im unteren Drehzahlbereich der Leerlaufregler immer Durchgriff, so dass bei aktiven externen Eingriffen dadurch Abwürgen vermieden wird.
In besonders vorteilhafter Weise wird das resultierende Sollmoment, welches in der Momentenkoordination gebildet wird, auf einen definierten unteren Wert begrenzt, der dem entspricht, der im aktuellen Betriebspunkt ohne Abwürgen realisierbar ist. Wird das Minimalmoment so gewählt, dass es dem Fahrerwunsch auf Radmomentenebene bei losgelassenem Pedal und der aktuellen Drehzahl entspricht, wird zudem in vorteilhafter Weise ein Leerweg im Pedal vermieden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Figur 1 zeigt dabei ein Übersichtsbild einer Steuereinrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors, während in Figur 2 anhand eines Ablaufdiagramms eine bevorzugte Ausführung einer Momentenstruktur in Verbindung mit der Steuerung eines Antriebsmotors dargestellt ist, sofern sie mit Blick auf die geschilderte Vorgehensweise von Belang ist. Figur 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Bildung des Motormi- nimalmomentenwertes .
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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 er- fasst . 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 einzu- spritzende Kraftstoffmasse, der Einspritzzeitpunkt und/oder das Luft-/Kraf stoffVerhältnis, etc. eingestellt. Neben den geschilderten Eingangsgrößen sind weitere Steuersysteme des Fahrzeugs vorgesehen, die der Eingangsschaltung 14 Vorgabegrößen, beispielsweise Drehmomentensollwerte, übermitteln. Derartige Steuersysteme sind beispielsweise Antriebsschlupf- regelungen, Fahrdynamikregelungen, Getriebesteuerungen, Motorschleppmomentenregelungen, Geschwindigkeitsregler, Geschwindigkeitsbegrenzer, etc.. Neben diesen externen Sollwertvorgaben, zu denen auch eine Sollwertvorgabe durch den Fahrer in Form eines Fahrwunsches bzw. eine Maximalgeschwin- digkeitsbegrenzung gehören können, sind interne Vorgabengrößen für den Antriebsmotor vorgesehen, z.B. das Ausgangssignal einer Leerlaufregelung, einer Drehzahlbegrenzung, einer Drehmomentenbegrenzung, etc..
In der Momentenkoordination werden die verschiedenen Momentenvorgabewerte, wie Fahrerwunschmoment, Sollmoment eines Stabilitätsreglers, Sollmoment einer Getriebesteuerung, sowie ggf. interne Sollmomente etc. miteinander koordiniert und ein resultierendes Sollmoment ausgewählt. Leerlaufregler und Verlustmoment werden dann durch Aufschalten auf das aus der Koordination resultierende Sollmoment berücksichtigt. Das Verlustmoment kann dabei je nach Reglerkonzept bei aktivem Leerlaufregier im Sollmoment bzw. Änderungsmoment des Leerlaufreglers enthalten sein oder wird auch bei aktivem Leerlaufregier als eigene Additionsgröße hinzugefügt .
Wie oben dargestellt wird insbesondere im unteren Drehzahlbereich, in dem der sicher Leerlaufbetrieb bzw. das Vermei- den des Abwürgens von großer Bedeutung ist, das resultierende Sollmoment nach unten durch ein Motorminimalmoment, das bevorzugt ein Kupplungsmoment am Motorausgang ist und in diesem Drehzahlbereich Null ist, begrenzt. So gilt auch bei externen Eingriffen der gleiche Aufsetzpunkt für den Leer- laufregier und/oder die Aufschaltung der Verlustmomente, wie er bei einem fehlenden Fahrerwunsch (losgelassenes Pedal) auftritt. Dies auch dann, wenn der externe Eingriff ein Sollmoment anfordert, welches kleiner als das Verlustmoment und/oder die Leerlaufkorrektur ist. Dies hat den Vorteil, dass Verluste vollständig kompensiert werden können und der Leerlaufregier Priorität vor anderen Eingriffen hat, so dass wirksam Abwürgen vermieden wird.
Im oberen Drehzahlbetrieb ist Schubbetrieb, das heisst es ist eine Teilkompensation der Verluste und eine Ein- spritzausblendung zulässig. In diesem Fall benötigt der Leerlaufregier keinen Durchgriff bzw. ist inaktiv. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das minimale Motormoment der Verlustmomentenanteil, der im Schub nicht kompensiert werden muss . Kleiner als das negative, gesamte Verlustmoment kann die Momentenbegrenzung nicht werden. Falls in diesem Bereich das Minimalmoment gefordert wird, wird durch die AufSchaltung des gesamten Verlustmomentes erreicht, das Verluste nur teilweise oder nicht kompensiert werden. Um einen Leerweg zu vermeiden, entspricht das Minimalmoment vorzugsweise dem Moment, das als Fahrerwunschmoment (Radmoment oder Getriebeausgangsmoment) bei losgelassenem Pedal und ggf. der aktuellen Drehzahl berechnet wird.
Das in Figur 2 dargestellte Ablaufdiagramm beschreibt ein
Programm eines Mikrocomputers der Steuereinheit 10, wobei die einzelnen Blöcke Programme, Programmteile oder Programmschritte darstellen, während die Verbindungslinien den Sig- nalfluss repräsentieren. Dabei kann der erste Teil bis zu der senkrechten, strichlierten Linie in einer getrennten
Steuereinheit, dort ebenfalls in einem Mikrocomputer, ablaufen als der Teil nach dieser Linie.
Zunächst werden Signale zugeführt, welche der Fahrzeugge- schwindigkeit VFZG sowie der Fahrpedalstellung PWG entspre- chen. Diese Größen werden in einem Kennfeld 100 in einen Momentenwunsch des Fahrers umgesetzt. Dieses Fahrerwunschmoment, welches eine Vorgabegröße für ein Moment ausgangssei- tig des Getriebes bzw. für ein Radmoment darstellt, wird ei- ner 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 Überset- zung Ü des Triebstrang sowie ggf. weiterer 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 aus der die Fahrpedalstellung repräsentierenden Größe und in einem Ausführungsbeispiel einer die Motordrehzahl repräsentierenden Größe gebildet oder ist allein abhängig von der Fahrpedalstellung.
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 Vorgabemoment MFGR eines Fahrgeschwin- digkeitsreglers ausgewählt. Dieser Maximalwert wird einer darauffolgenden Minimalwertstufe 110 zugeführt, in der der kleinere Wert aus diesem Wert und dem Sollmomentenwert MESP eines elektronischen Stabilitätsprogramms ausgewählt wird. Die Ausgangsgröße der Minimalwertstufe 110 stellt eine Mo- mentengröße ausgangsseitig des Getriebes bzw. eine Radmomen- tengröße 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 ei- nem 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 Motorminimalmoment MMIN und dem Aus- gangsmoment der Koordinationsstufe 112 gebildet.
Diese Momentenkoordination ist beispielhaft. In anderen Aus- führungen wird das eine oder andere Vorgabemoment nicht zur Koordination herangezogen bzw. sind weitere Vorgabemomente vorgesehen, beispielsweise ein Moment einer Maximalgeschwindigkeitsbegrenzung, einer Motordrehzahlbegrenzung, einer Drehmomentenbegrenzung, etc.
Das auf die oben beschriebene Weise gebildete resultierende Sollmoment MSOLLRES 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 konstant oder betriebsgrößenabhängig, z.B. motor- drehzahlabhängig . Die Verlustmomente MVER selbst werden in der Additionsstufe 120 aus dem Momentenbedarf MNA von Neben-' aggregaten 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 o- der ähnlichem, die Motorverlustmomente abhängig von Motor- drehzahl und Motortemperatur nach Maßgabe von Kennlinien 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 Über- Setzungen im Antriebsstrang abtriebsseitig des Getriebes auf die Ebene der getriebeausgangs- bzw. Radmomente erfolgt.
Die Ausgangsgröße der Korrekturstufe 116, die im bevorzugten 5 Ausführungsbeispiel eine Addition darstellt, ist eine Vorgabegröße für das von der Antriebseinheit zu erzeugende Drehmoment für den Antrieb (indiziertes Motormoment) , für die Ü- berwindung der inneren Verluste und zum Betrieb von Nebenaggregaten (z. B. Klimakompressor). Dieses Vorgabemoment wird
10 in einer weiteren Korrekturstufe 122 mit dem in einer Korrekturstufe 124 gewichteten Ausgangsgröße DMLLR des Leerlaufreglers korrigiert (vorzugsweise addiert) . Der Gewichtungsfaktor Fl, mit dem in 124 die Ausgangsgröße des Leerlaufreglers gewichtet wird, ist dabei drehzahl- und/oder
15 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 der Antriebseinheit umgesetzt, im 0 Falle einer Ottobrennkraftmaschine in Luftzufuhr, Kraftstoffeinspritzung und Zündwinkel, im Falle einer Diesel- brennkraftmaschine in Kraftstoffmenge, etc.
Die beschriebene Vorgehensweise wurde vorstehend in Verbin- 25 düng mit der Anwendung bei Brennkraftmaschinen gezeigt. In analoger Weise wird sie auch bei Elektromotoren angewendet, wobei das indizierte Moment dort das vom Antriebsmotor aufzubringende Moment für den Antrieb, den Betrieb von Nebenaggregaten und die Überwindung der inneren Reibung ist. B0
In der Maximalwertauswahlstufe 114 wird der größere der zugeführten Werte, nämlich der Sollmomentenwert, der in 112 gebildet wird und das Motorminimalmoment MMIN, als resultierendes Sollmoment ausgewählt. Ein Eingriff, der ein Moment 35 vorgibt, welches kleiner als das Motorminimalmoment ist, hat somit keine Wirkung bzw. seine Wirkung beschränkt sich auf das Motorminimalmoment . Im Leerlaufregelbereich, in dem eine Aufschaltung des Fahrerverzögerungswunsches auf den Fahrerwunsch in 102 nicht stattfindet, ist das Motorminimalmoment vorzugsweise Null, so dass auf diesen, dem Fahrerwunsch entsprechenden Momentenwert in 116 und 122 Verlustmomente und Leerlaufreglermomente ungehindert aufgeschaltet werden. Im Schub wird dagegen das Verlustmoment, welches in 116 auf das resultierende Sollmoment aufgeschaltet wird, durch Aufschal- tung in 102 auf den Fahrerwunsch je nach Betriebszustand teilweise oder ganz kompensiert. In diesem Fall kann als Motorminimalmoment der negative Verlustmomentenwert vorgegeben werden, so dass im Nachfolgenden in 116 der positive Ver- lustmomentenwert aufgeschaltet wird. Es wird somit ein Soll- moment eingestellt, welches infolge des Leerlaufregleran- teils Abwürgen vermeidet bzw. die Bereitstellung des vollen Schleppmoments (z.B. durch Einspritzausblendung) erlaubt.
Die Bestimmung des Motorminimalmoments findet in 128 vor- zugsweise abhängig von Motordrehzahl NMOT und Verlustmoment MVER statt. Dabei bestehen verschiedene Alternativen.
Eine bevorzugte Alternative ist in Figur 3 dargestellt . Dort ist zunächst eine Kennlinie 130 dargestellt, in welcher ein sich zwischen 0 und -1 bewegender Faktor F4 in Abhängigkeit der Motordrehzahl dargestellt ist . Bis zur Leerlaufdrehzahl NLL ist der Faktor 0. Ab der Wiedereinsetzdrehzahl bzw. der Einspritzausblendungsdrehzahl im Schub NWE ist der Faktor - 1. Zwischen diesen beiden Werten ist eine Kennlinie vorgege- ben, im gezeigten Ausführungsbeispiel eine lineare Kennlinie, wobei sich der Faktor F4 von 0 bis -1 verändert. Der auf diese Weise abhängig von der Motordrehzahl NMOT gebildete Faktor F4 wird dann in einer Verknüpfungsstelle 132 mit dem Verlustmoment MVER, welches in 120 gebildet ist, ver- knüpft, vorzugsweise multipliziert. Ergebnis ist das Motor- minimalmoment NMIN, welches in der Momentenkoordination berücksichtigt wird. Somit ist bei kleinen Drehzahlen unterhalb der Leerlaufdrehzahl der Faktor F4 Null, so dass als Minimalmoment das Moment Null vorgegeben ist. Im Schubbe- reich ist der Faktor -1, so dass als Minimalmoment das volle negative Verlustmoment vorgegeben wird. Dazwischen ist das Minimalmoment ein Bruchteil des Verlustmomentes, so dass bei der Vorgabe eines solchen Minimalmoments durch die nachfolgende AufSchaltung des Verlustmoments bei Vorgabe des Mini- malmoments als resultierendes Moment eine teilweise Kompensation des negativen Verlustmoments stattfindet .
Eine Alternative zu der in Figur 3 dargestellte Vorgehens- weise besteht darin, dass die veränderliche Leerlaufdrehzahl und Schubausblendungsdrehzahl bei der Bestimmung des Faktors berücksichtigt wird. In diesem Fall wird keine Kennlinie, sondern eine Berechnung des Faktors vorgenommen, in die die aktuelle Leerlaufdrehzahl und die aktuell ausgewählte Schu- bausblendungsdrezahl eingesetzt wird.
Eine weitere Alternative besteht in der der Verwendung der für den Fahrerwunsch vorliegenden, drehzahlabhängigen unteren Grenze, welche als Korrekturmoment in 102 dem Fahrerwunsch aufgeschaltet wird. Dieses ist im bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiel drehzahl- und pedalstellungsabhängig und repräsentiert den Momentenwert, der sich bei losgelassenem Pedal ergeben soll. Wird dieser Momentenwert als Motorminimal- wert eingesetzt, werden Leerwege am Pedal vermieden, da das resultierende Moment nicht kleiner als das Korrekturmoment werden kann.
Desweiteren wird in einem Ausführungsbeispiel zur Bestimmung des Faktors F4 nicht die Motordrehzahl, sondern eine, z.B. auf die Leerlaufsolldrehzahl, normierte Größe verwendet. Dies ist vorteilhaft beim Einsatz einer betriebszustandsab- hängigen (normierten) Drehzahlschwelle für den Abwürgeschutz bzw. die Leerlaufregelung, deren Aktivieren bei Unterschreiten dieser Drehzahlschwelle durch die (normierte) Motordrehzahl erfolgt .
In Figur 2 ist die Berücksichtigung des Motorminimalmoments in der Momentenkoordination am Ende der Koordination als Maximalwertauswahlstufe dargestellt. In einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird alternativ hierzu vor jedem Koordinationsblock (108, 110, 112) das jeweilige Sollmoment einzeln mit dem Minimalmoment im Rahmen einer Maximalwert- auswahl koordiniert, so dass bereits zur Koordination und zur Bildung des resultierenden Sollmoments begrenzte Momente vorliegen.
In anderen Ausführungsbeispielen wird das Minimalmoment MMIN als Absolutbetrag unabhängig vom Verlustmoment vorgegeben. In diesem Fall ist die Minimalbegrenzung im Betriebszustand „Schub" (inneres Moment Null) nicht wirksam.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahr- zeugs, wobei abhängig vom Fahrerwunsch und weiteren Vorgabegrößen eine Vorgabegröße für ein Drehmoment des Antriebsmotors ermittelt wird, wobei die Fahrerwunschvorgabegröße und die weiteren Vorgabegrößen zur Bildung der resultierenden Vorgabegröße miteinander verknüpft werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorminimalmoment vorgegeben wird, welches die resultierende Vorgabegröße auf einen unteren Grenzwert begrenzt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Vorgabegröße mit dem Motorminimalmoment im Rahmen einer Maximalwertauswahl verknüpft wird oder dass jede Vorgabegröße einzeln vor Verknüpfung mit einer anderen Vorgabegröße im Rahmen einer Maximalwertauswahl mit dem Motorminimalmoment verknüpft wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorminimalmoment drehzahlabhängig vorgegeben wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorminimalmoment abhängig vom Motorverlustmoment ist, welches das zur Überwindung der Motorverluste und/oder zum Betrieb von Nebenaggregaten benötigte Drehmoment des Antriebsmotors reprä- sentiert.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Drehzahlbereich das Motorminimalmoment Null ist, in einem zweiten Drehzahlbereich das Motorminimalwert dem negativen Wert der Motorverluste darstellt, zwischen diesen Drehzahlbereichen eine drehzahlabhängige Veränderung des Motorminimalmoments erfolgt .
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehzahlbereich der Bereich unterhalb der Leerlaufdrehzahl , der zweite Drehzahlbereich der Drehzahlbereich oberhalb einer Schubausblendungsdrehzahl ist .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet das Motorminimalmoment das Moment darstellt, welches bei losgelassenem Fahrpedal als Fahrerwunschmoment vorgegeben wird.
8. Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs, mit einer elektronischen Steuereinheit, welche abhängig vom Fahrerwunsch und weiteren Vorgabegrößen eine resultierende Vorgabegröße für ein Drehmoment des An- triebsmotors vorgibt, wobei die Fahrerwunschgrδße und die weiteren Vorgabegrößen zur Bildung der resultierenden Vorgabegröße verknüpft werden, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit Mittel aufweist, welche ein Motorminimalmoment vorgeben, welches die re- sultierende Vorgabegröße auf eine untere Grenze begrenzt.
9. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
0. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.
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