EP1432899A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines antriebsmotors eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines antriebsmotors eines fahrzeugs

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EP1432899A1
EP1432899A1 EP02754313A EP02754313A EP1432899A1 EP 1432899 A1 EP1432899 A1 EP 1432899A1 EP 02754313 A EP02754313 A EP 02754313A EP 02754313 A EP02754313 A EP 02754313A EP 1432899 A1 EP1432899 A1 EP 1432899A1
Authority
EP
European Patent Office
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torque
driver
drive motor
request
accelerator pedal
Prior art date
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Application number
EP02754313A
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English (en)
French (fr)
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EP1432899B1 (de
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Lilian Matischok
Juergen Biester
Holger Jessen
Thomas Schuster
Rainer Mayer
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP1432899B1 publication Critical patent/EP1432899B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1006—Engine torque losses, e.g. friction or pumping losses or losses caused by external loads of accessories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • 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.
  • a torque structure for controlling a drive motor is specified which is independent of the type of drive. It is particularly advantageous that this torque structure can be used equally for gasoline and diesel engines and also for electric motors.
  • weighted loss torque is limited to speeds above an engine speed threshold, so that fuel injection in gasoline and diesel engines is only interrupted when the accelerator pedal is not depressed and the engine speed is above a limit speed.
  • pilot control is maintained by the loss torque below the limit speed, so that the idle controller is relieved.
  • the latter only has to compensate for the portion that is the difference between the actual and the piloted loss torque.
  • the requirement is advantageously met to relieve the idle controller and to reduce the influence on the engine torque by the idle control.
  • the torque structure for gasoline and diesel engines can be designed uniformly, especially with regard to the torque coordination (formation of a resulting target torque from various target torques of the driver, stability program, vehicle speed controller, etc.) and the pre-control (taking into account the loss moments when implementing the resulting one Target torque in performance parameters of the drive motor). Further advantages result from the following description of exemplary embodiments or from the dependent patent claims.
  • FIG. 1 shows an overview of a control device for operating a drive motor
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment of a torque structure in connection with the control of a drive motor on the basis of a flow diagram, provided that it is important with regard to the described procedure.
  • FIGS. 3 and 4 show two preferred exemplary embodiments for forming a correction term, with the aid of which the driver's deceleration request is formed at the wheel torque level.
  • 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 which the control unit 10 is supplied with signals which represent operating variables to be evaluated for controlling the drive motor. These signals are recorded by measuring devices 28 to 32.
  • Such operating variables are in the example of an internal combustion engine accelerator pedal position, engine speed, engine load, exhaust gas composition, engine temperature, etc.
  • the control unit 10 controls the output of the drive motor via the output circuit 18. This is symbolized in FIG.
  • control systems of the vehicle which transmit input variables 14, for example torque setpoints, to the input circuit.
  • Control systems of this type are, for example, traction control systems, vehicle dynamics control systems, transmission controls, engine drag torque control systems, speed controllers, speed limiters, etc.
  • Preset sizes are provided for the drive motor, for example the output signal of an idle control, a speed limitation, a torque limitation, etc.
  • the flowchart shown in FIG. 2 describes a program of a microcomputer of the control unit 10, the individual blocks of the illustration in FIG. 2 representing programs, program parts or program steps, while the connecting lines represent the signal flow.
  • the first part up to the vertical, dashed line can run in a separate control unit, also there in a microcomputer, than the part after this line.
  • signals are supplied which correspond to the vehicle speed VFZG and the accelerator pedal position PWG. 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 ratio U in 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 in 106 in the manner described with reference to FIG. 3 or 4 from the variable PWG representing the accelerator pedal position and a variable NMOT representing the engine speed.
  • 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 necessary, further gear ratios in the drive train on the output side of the transmission.
  • This torque variable is coordinated in a further 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 gearshift process.
  • the resulting setpoint torque MSOLLRES is then the largest The lower of the torque values minimum torque MMIN and the output torque of the coordination stage 112 are formed.
  • one or the other setpoint torque is not used for coordination or other setpoint torques are provided, for example a torque of a maximum speed limit, an engine speed limit, etc.
  • the resulting setpoint torque 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 could be constant or dependent on company size, e.g. be dependent on 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 quantities 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 depending on the engine speed and engine temperature.
  • the loss torque MVER formed in this way is then made available to the correction stage 104, the loss torque being converted using the known transmission ratio Ü and, if appropriate, further ratios in the drive train on the output side of the transmission to the level of the transmission output or
  • the output variable of the correction stage 116 which represents an addition in the preferred exemplary embodiment, is a predetermined variable for the rotation to be generated by the drive unit. torque for the drive, for overcoming internal losses and for operating auxiliary units (e.g. air conditioning compressor).
  • This setpoint torque is corrected in a further correction stage 122 with the output variable DMLLR of the idle controller weighted in a correction stage 124 (preferably added).
  • the weighting factor Fl with which the output variable of the idle controller is weighted in 124, is speed-dependent and / or time-dependent, the factor decreasing to zero in time or with increasing engine speed when the idle range is left.
  • the default variable 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 deceleration request determined in 106 corrects the driver request in such a way that the loss torque applied in the further course of the torque control is compensated for.
  • This compensation means that the default value MISOLL, which is converted into performance parameters of the drive motor, has a value when the accelerator pedal is released and there is no external intervention, which leads to an engine braking effect. In the case of internal combustion engines, this value is ideally zero (compensation of the lost torque, idle controller intervention not effective at high speeds). Such a torque value is then realized by switching off the fuel injection.
  • the loss moments are corrected to correct the driver's desired torque depending on the accelerator pedal position and engine speed, so that when the engine speeds decrease, no compensation or complete compensation of the loss torque is carried out.
  • the interior Ren losses of the drive motor and the need for auxiliary units in the low speed range with the accelerator pedal released can then continue to be applied by the drive motor.
  • the factor F3 which can also be interpreted by the driver's request for deceleration, is formed in 106 depending on the accelerator pedal position and engine speed.
  • two characteristic curves 200 and 202 are provided as part of 106.
  • a weighting factor which ranges between 0 and 1, is plotted in the first characteristic curve 200 above the accelerator pedal position signal PWG. When the accelerator pedal is actuated> 15%, this weighting factor is 1, while below 15% it decreases linearly to the value 0 with the accelerator pedal position falling.
  • the second characteristic diagram 202 shows a further weighting factor, which likewise moves between 0 and 1, depending on the engine speed N, up to an engine speed Nl this factor is 0, above a larger engine speed N2 1. Between the engine speeds Nl and N2, the essentially covering the range of the idling speed (for example between 500 revolutions per minute and 1500), the weighting factor preferably increases linearly with increasing speed.
  • the two weighting factors are multiplied together in the multiplication point 204 and subtracted from FIG. 1 in the subtraction point 206.
  • the result is the correction factor F3, which determines the deceleration the driver's request and with which the loss torque value is weighted.
  • F3 is 1 if both factors of the characteristic curves are 0, it is zero if both factors are 1.
  • a map 250 is provided, in which the weighting factor F3 is plotted via the accelerator pedal position PWG and engine speed NMOT.
  • the example in FIG. 4 shows a characteristic curve course, in which the weighting factor is above a characteristic curve above this, which begins at 900 revolutions and an accelerator pedal angle of 0% and runs with increasing engine speed to an accelerator pedal position value of 15%, below this characteristic curve is -1. If the accelerator pedal is released (accelerator pedal position ⁇ 15%) and the engine speed is at values> 900 revolutions, the correction factor -1 is specified, which leads to a complete compensation of the lost torques.
  • the result of this compensation is a shutdown or interruption of the fuel injection, thus providing the full engine drag torque and realizing the deceleration request desired by the driver in a known manner.
  • the weighting factor takes on values between 0 and -1. The loss moments are partially compensated in this area, so that there is a continuous transition between maximum deceleration and zero deceleration.
  • the driver's desired torque is not corrected, but rather another torque value is corrected, for example the resulting target torque or a torque value that arises as part of the torque coordination.
  • the driver's deceleration request is not absolutely given as a relatively weighted loss torque.
  • the deceleration request is specified depending on the accelerator pedal position and speed, for example by means of a map, and is applied to the driver request torque as a correction value. The deceleration request increases with decreasing pedal position and increasing speed.
  • normalized variables are used as input variables (pedal position e.g. normalized to maximum setting value, speed e.g. standardized to idling speed). This is particularly advantageous when taking into account an operating state-dependent speed threshold for the loss torque compensation, the loss moments being applied to the resulting target torque when a (standardized) speed threshold is exceeded.

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 .
Um Antriebseinheiten für Fahrzeuge zu betrieben, werden e- lektronische Steuersysteme eingesetzt, mit deren Hilfe der oder die an der Antriebseinheit 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 AI (US-Patent 5 558 178) bekannt.
Bei solchen Steuersystemen muss Sorge dafür getragen werden, dass auch ein negatives Beschleunigungsmoment (Motorbremse) realisiert werden kann. Bei herkömmlichen Steuersystemen er- folgt dies durch Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung unter bestimmten Bedingungen. Beispielsweise wird die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bei Ottomotoren ausgelöst, wenn das Fahrpedal nicht getreten ist und die Motordrehzahl oberhalb einer Drehzahlgrenze sich befindet (vgl. z. B. DE 44 45 462 AI) . Bei Steuerungen für Dieselmotoren wird die Kraftstoffeinspritzmenge mit Zurücknahme des Fahrpedals stetig auf Null reduziert. Im Zuge einer Vereinheitlichung der Steuersysteme besteht also Bedarf an einer Vorgehensweise zur Realisierung eines negativen Beschleunigungsmoments mit dem Ziel der Fahrzeugverzögerung, wobei unabhängig von der Antriebsart (z. B. Otto- oder Diesel- oder Elektromotor) die gleiche (identische) Momentenstruktur verwendet wird.
Vorteile der Erfindung
In vorteilhafter Weise wird durch Berücksichtigung eines abhängig von der Fahrpedalstellung und der Drehzahl des Antriebsmotors gewichteten Verlustmoments bei der Bestimmung des Fahrerwunschmomentes eine Momentenstruktur zur Steuerung eines Antriebsmotors vorgegeben, welche unabhängig von der Antriebsart ist. Besonders vorteilhaft ist, dass diese Momentenstruktur für Otto- und Dieselmotoren und auch für E- lektromotoren gleichermaßen einsetzbar ist.
Ferner ergibt sich funktionell die vorteilhafte Eigenschaft, dass nicht nur bei nichtgetretenem Fahrpedal sondern auch bei kleinen Motordrehzahlen die Berücksichtigung des gewichteten Verlustmoments bei der Bildung der Fahrervorgabe unterbleibt . Dadurch wird ein Verzögerungswunsch des Fahrers (auf Radmomentenebene) nur bei losgelassenem Fahrpedal und höheren Drehzahlen angenommen. Für größere Drehzahlen gibt somit die Pedalstellung das Ausmaß des Verzögerungswunsches vor, wobei bei vollständig losgelassenem Pedal eine hohe Verzögerung gewünscht ist, bei getretenem Pedal im Bereich kleiner ca. 15% eine geringere, bei Pedalstellungen größer ca. 15% Beschleunigung gewünscht ist.
Die Berücksichtigung des gewichteten Verlustmoments beschränkt sich auf Drehzahlen oberhalb einer Motordrehzahl- schwelle, so dass eine Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung bei Otto- und Dieselmotoren nur dann stattfindet, wenn das Fahrpedal nicht getreten ist und die Motordrehzahl oberhalb einer Grenzdrehzahl sich befindet.
Dadurch wird die Berücksichtigung der Verlustmomente bei getretenem Pedal und hoher Drehzahl ermöglicht, was Voraussetzung für einen radmomentenkonstanten Schaltvorgang is .
Vorteilhaft ist ferner, dass unterhalb der Grenzdrehzahl die Vorsteuerung durch das Verlustmoment aufrecht erhalten wird, so dass der Leerlaufregler entlastet ist. Letzterer muss nur den Anteil ausregeln, den die Abweichung des tatsächlichen von dem vorgesteuerten Verlustmoment ausmacht .
In vorteilhafter Weise wird der Forderung genüge getan, den Leerlaufregler zu entlasten und die Beeinflussung des Motormoments durch die Leerlaufregelung zu reduzieren.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Momentenstruktur für Otto- und Dieselmotoren einheitlich ausgelegt werden kann, insbesondere was die Momentenkoordination (Bildung eines resultierenden Sollmoments aus verschiedenen Sollmomenten von Fahrer, Stabilitätsprogramm, Fahrgeschwindigkeitsregler etc.) und der Vorsteuerung (Berücksichtigung der Verlustmomente bei der Umsetzung des resultierenden Sollmoments in Leistungsparameter des Antriebsmotors) angeht. 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 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 Antriebs- motors 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 Korrekturterms, mit dessen Hilfe der Verzögerungs- wunsch des Fahrers auf Radmomentenebene gebildet wird.
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, Motor- last, AbgasZusammensetzung, Motortemperatur, etc. Über die AusgangsSchaltung 18 steuert die Steuereinheit 10 die Leistung des Antriebsmotors. Dies ist in Figur 1 anhand der Aus- gangsleitungen 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. 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, Mo- torschleppmomentenregelungen, Geschwindigkeitsregler, Geschwindigkeitsbegrenzer, etc.. Neben diesen externen Sollwertvorgaben, zu denen auch eine Sollwertvorgäbe durch den Fahrer in Form eines Fahrwunsches bzw. eine Maximalgeschwin- digkeitsbegrenzung gehören, sind interne Vorgabengrößen für den Antriebsmotor vorgesehen, z.B. das Ausgangssignal einer Leerlaufregelung, einer Drehzahlbegrenzung, einer Drehmomentenbegrenzung, etc..
Nimmt der Fahrer seinen Fuß vom Fahrpedal, so möchte er in der Regel das Fahrzeug verzögern. Die Steuerung des Antriebsmotors des Fahrzeugs hat daher Sorge dafür zu tragen, dass dieser Wunsch des Fahrers nach Fahrzeugverzögerung entsprechend umgesetzt wird. Eine Vorgehensweise, die dies leistet, und die eine einheitliche Struktur für Otto- und Dieselmotoren und Elektroantriebe bereitstellt, ist anhand des Ablaufdiagramms der Figur 2 dargestellt. Kern dieser Momentenstruktur ist die Berücksichtigung des fahrpedalstel- lungs- und motordrehzahlabhängig gewichteten negativen Ver- lustmoments bei dem aus dem Fahrpedalkennfeld ermittelten Fahrerwunschmoment . Das Gewichtung wird dabei so vorgenommen, dass bei hohen Drehzahlen und losgelassenem Fahrpedal der Gewichtungsfaktor 1 ist, während bei niedrigen Drehzahlen oder bei großem Fahrpedalwinkel die Gewichtung 0 ist. Dies bedeutet, dass bei einem Gewichtungsfaktor von 1 das im weiteren Verlauf der Momentenstruktur aufgeschaltete Verlustmoment kompensiert wird. Dadurch erfolgt eine Steuerung des Antriebsmotors, die zu einer großen Fahrzeugverzögerung führt, während bei einem Gewichtungsfaktor von 0 keine Kompensation dieses Verlustmomentes erfolgt und somit eine Steuerung des Antriebsmotors, die eine kleinere Verzögerung bewirkt, erfolgt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht eine kontinuierliche Abhängigkeit zwischen Gewichtungsfaktor und Pedalstellung bzw. Motordrehzahl, so dass der Fahrer durch Betätigen des Pedals einen Verzögerungswunsch (Radmo- mentenebene) vorgeben kann, der dann durch den unterschiedlichen Grad der Verlustmomentenkompensation realisiert wird.
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, strichlierten Linie in einer getrennten Steuereinheit, dort ebenfalls in einem Mikrocomputer, ablaufen als der Teil nach dieser Linie.
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 ausgangssei- tig des Getriebes bzw. für ein Radmoment darstellt, wird einer Korrekturstufe 102 zugeführt. Diese Korrektur ist vor- zugsweise 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 in der in anhand Figur 3 oder 4 beschriebenen Weise aus der die Fahrpedalstellung repräsentierenden Größe PWG und einer die Motordrehzahl repräsentierenden Größe NMOT gebildet .
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 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 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 grö- ßere der Momentenwerte Minimalmoment MMIN und dem Ausgangs- moment der Koordinationsstufe 112 gebildet.
Diese Momentenkoordination ist vorstehend lediglich beispielhaft. 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.
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 könnte konstant sein oder betriebsgrößenabhängig, z.B. mo- tordrehzahlabhängig sein. 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 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 Übersetzungen im Antriebsstrang abtriebsseitig des Getriebes auf die Ebene der getriebeausgangs- bzw. Radmomente erfolgt.
Die Ausgangsgröße der Korrekturstufe 116, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Addition darstellt, ist eine Vorgabegröße für das von der Antriebseinheit zu erzeugende Dreh- moment für den Antrieb, für die Überwindung der inneren Verluste und zum Betrieb von Nebenaggregaten (z. B. Klimakompressor) . Dieses Vorgabemoment wird 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 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 Falle einer Ottobrennkraftmaschine in Luftzufuhr, Kraftstoffeinspritzung und Zündwinkel, im Falle einer Dieselbrennkraftmaschine in Kraftstoffmenge, etc.
Wesentlich ist, dass durch den in 106 ermittelten Verzögerungswunsch eine Korrektur des Fahrerwunsches dergestalt stattfindet, dass das im weiteren Verlauf der Momentensteuerung aufgeschaltete Verlustmoment kompensiert wird. Diese Kompensation führt dazu, dass der Vorgabewert MISOLL, der in Leistungsparameter des Antriebsmotors umgesetzt wird, bei losgelassenem Fahrpedal und fehlendem externen Eingriff einen Wert aufweist, der zu einer Motorbremswirkung führt. Bei Brennkraftmaschinen ist dieser Wert im Idealfall Null (Kompensation des Verlustmoments, Leerlaufreglereingriff bei hohen Drehzahlen nicht wirksam) . Ein solcher Momentenwert wird dann durch Abschalten der Kraftstoffeinspritzung realisiert.
Die Gewichtung der Verlustmomente zur Korrektur des Fahrerwunschmoments erfolgt dabei in Abhängigkeit von Fahrpedal- Stellung und Motordrehzahl, so dass bei kleiner werdenden Motordrehzahlen keine Kompensation bzw. keine vollständige Kompensation des Verlustmoments vorgenommen wird. Die inne- ren Verluste des Antriebsmotors sowie der Bedarf von Nebenaggregaten im Niedrigdrehzahlbereich bei losgelassenem Fahrpedal können dann weiterhin vom Antriebsmotor aufgebracht werden .
Der Faktor F3 , der auch Verzögerungswunsch des Fahrers interpretiert werden kann, wird in 106 abhängig von Fahrpedalstellung und Motordrehzahl gebildet. Dabei sind verschiedene Ausführungsformen denkbar, die anhand der Figur 3 und 4 dargestellt sind. Wesentlich ist, dass die Abhängigkeit des Verzögerungswunsches von den beiden genannten Größen so vorgegeben ist, dass bei hohen Drehzahlen und losgelassenem Fahrpedal eine nahezu vollständige Kompensation erfolgt (F3 = 1) , während bei niedrigen Drehzahlen oder bei großem Fahrpedalwinkel keine Kompensation erfolgt (F3 = 0) .
In einer ersten Ausführungsform (Figur 3) sind zwei Kennlinien 200 und 202 als Bestandteil von 106 vorgesehen. Dabei ist in der ersten Kennlinie 200 ein Gewichtungsfaktor, der sich zwischen 0 und 1 bewegt, über dem Fahrpedalstellungs- signal PWG aufgetragen. Bei einer Betätigung des Fahrpedals >15% ist dieser Gewichtungsfaktor 1, während er unterhalb 15% mit fallender FahrpedalStellung linear auf den Wert 0 zurückgeht. Im zweiten Kennfeld 202 ist ein weiterer Gewichtungsfaktor, der ebenfalls sich zwischen 0 und 1 bewegt, in Abhängigkeit der Motordrehzahl N dargestellt, bis zur einer Motordrehzahl Nl ist dieser Faktor 0, oberhalb einer größeren Motordrehzahl N2 1. Zwischen den Motordrehzahlen Nl und N2, die im wesentlichen den Bereich der Leerlaufdrehzahl abdecken (beispielsweise zwischen 500 Umdrehungen pro Minute und 1500) nimmt der Gewichtungsfaktor vorzugsweise linear mit zunehmender Drehzahl zu. Die beiden Gewichtungsfaktoren werden in der Multiplikationsstelle 204 miteinander multipliziert und in der Subtraktionsstelle 206 von 1 abgezogen. Ergebnis ist der Korrekturfaktor F3 , welcher den Verzöge- rungswunsch des Fahrers repräsentiert und mit welchem der Verlustmomentenwert gewichtet wird. F3 ist dabei 1, wenn beide Faktoren der Kennlinien 0 sind, er ist Null, wenn beide Faktoren 1 sind.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Figur 4, ist ein Kennfeld 250 vorgesehen, in dem der Gewichtungsfaktor F3 über Fahrpedalstellung PWG und Motordrehzahl NMOT aufgetragen ist. Das Beispiel in Figur 4 zeigt einen Kennfeldverlauf, bei welchem der Gewichtungsfaktor oberhalb einer bei 900 Umdrehungen und einem Fahrpedalwinkel von 0% beginnenden, mit zunehmender Motordrehzahl auf einen Fahrpe- dalstellungswert von 15% laufenden Kennlinie 0 ist, unterhalb dieser Kennlinie -1 ist. Ist also das Fahrpedal losgelassen (Fahrpedalstellung <15%) und befindet sich die Motordrehzahl bei Werten >900 Umdrehungen, so wird als Korrekturfaktor -1 vorgegeben, was zu einer vollständigen Kompensation der Verlustmomente führt. Bei Otto- und Dieselmotoren ist Ergebnis dieser Kompensation eine Abschaltung bzw. Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung, somit Bereitstellung des vollständigen Motorschleppmomentes und Realisierung des vom Fahrer gewünschten Verzögerungswunsches in bekannter Weise. In einem Übergangsbereich nimmt der Gewichtungsfaktor Werte zwischen 0 und -1 an. In diesem Bereich werden die Verlust- momente teilkompensiert, so dass ein kontinuierlicher Übergang zwischen maximaler Verzögerung und Verzögerung Null entsteh .
In einem anderen Ausführungsbeispiel erfolgt nicht die Korrektur des Fahrerwunschmoments, sondern die Korrektur eines anderen Momentenwerts, z.B. des resultierenden Sollmoments oder eines Momentenwertes, der im Rahmen der Momentenkoordination entsteht. Ferner wird in einer alternativen Ausführung nicht wie oben dargestellt der Verzögungswusch des Fahrers als relativ ge- wichtetes Verlustmoment absolut vorgegeben. Dazu wird der Verzögerungswunsch abhängig von Fahrpedalstellung und Drehzahl, z.B. mittels eines Kennfeldes, vorgegeben und dem Fahrerwunschmoment als Korrekturwert aufgeschaltet . Der Verzögerungswunsch wird dabei mit abnehmender Pedalstellung und zunehmender Drehzahl größer .
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird anstelle der Absolutwerte für die Pedalstellung und/oder für die Drehzahl als Eingangsgrößen normierte Größen (Pedalstellung z.B. normiert auf Maximalstellugnswert, Drehzahl z.B. normiert auf Leerlaufdrehzahl) verwendet. Insbesondere ist dies vorteilhaft bei der Berücksichtigung einer betriebszustandsabhängi- gen Drehzahlschwelle für die Verlustmomentkompensation, wobei bei Überschreiten einer (normierten) Drehzahlschwelle die Verlustmomente auf das resultierende Sollmoment aufgeschaltet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs, wobei abhängig vom Fahrerwunsch eine Vorgabegröße für ein Drehmoment des Antriebsmotors vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von Fahrpedalstellung und Motordrehzahl ein Verzögerungswunsch des Fahrers ermittelt wird, welcher der Fahrerwunsch aufgeschaltet wird, wobei diese korrigierte Fahrerwunschgröße die Vorgabegröße zur Steuerung des Antriebsmotors ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verlustmoment ermittelt wird, welches das zur Überwindung der Motorverluste und/oder zum Betrieb von Nebenaggregaten benötigte Drehmoment des Antriebsmotors repräsentiert, welches bei der Steuerung des Antriebsmotors abhängig von der Vorgabegröße berücksichtigt wird, wobei das Verlustmoment abhängig von Fahrpedalstellung und Motordrehzahl gewichtet wird und die Vorgabegröße abhängig von dem gewichteten Verlustmoment korrigiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung des Verlustmomentenwertes abhängig vom Verzögerungswunsch des Fahrers erfolgt .
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungswunsch abhängig von Fahrpedalstellung und Motordrehzahl gebildet wird, wobei ein großer Verzögerungswunsch angenommen wird, wenn die Drehzahl hoch ist und das Fahrpedal losgelassen, während ein niedriger Verzögerungswunsch angenommen wird, wenn die Drehzahl niedrig oder der Fahrpedalwinkel groß ist .
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgabegröße das Fahrerwunschmoment ist, welches ein Getriebeausgangsmoment oder ein Radmoment darstellt .
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit ein Ottomotor oder ein Dieselmotor ist.
7. Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs, mit einer elektronischen Steuereinheit, die abhängig vom Fahrerwunsch eine Vorgabegröße für ein Drehmoment des Antriebsmotors vorgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit Mittel aufweist, welche abhängig von Fahrpedalstellung und Motordrehzahl ein Verzögerungswunsch des Fahrers ermitteln, welcher dem Fahrerwunsch aufgeschaltet wird, wobei diese korrigierte Fahrerwunschgröße die Vorgabegröße zur Steuerung des Antriebsmotors ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ferner Mittel aufweist, welche ein nicht zum Antrieb zur Verfügung stehendes Verlustmoment ermitteln, die dieses Verlustmoment bei der Steuerung des Antriebsmotors abhängig von der Vorgabegröße berücksichtigen, und die die Vorgabegröße korrigieren, wobei die Korrekturgröße das abhängig von Fahrpedalstellung und Motordrehzahl gewichtete Verlustmoment ist.
9. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
10. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.
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