EP1865174A2 - Dynamikmanagement Antriebsstrang - Google Patents

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EP1865174A2
EP1865174A2 EP07010541A EP07010541A EP1865174A2 EP 1865174 A2 EP1865174 A2 EP 1865174A2 EP 07010541 A EP07010541 A EP 07010541A EP 07010541 A EP07010541 A EP 07010541A EP 1865174 A2 EP1865174 A2 EP 1865174A2
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speed
acceleration
vehicle
engine
engine speed
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EP07010541A
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EP1865174A3 (de
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Horst-Peter Dipl.-Ing. Fingerhut
Karsten Dr.-Ing. Gerusel
Stefan Dipl.-Ing. Holzmann
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MAN Truck and Bus SE
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MAN Nutzfahrzeuge AG
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    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
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    • F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/50—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02D2200/501—Vehicle speed

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the operating behavior of a diesel engine of a motor vehicle, in which a vehicle management computer controls an electronic fuel injection in dependence on the engine speed.
  • a method for controlling the performance of a diesel engine of a motor vehicle is known, using an electronic diesel injection control, in which the maximum injection quantity is regulated in dependence on the rotational speed of the engine.
  • the injection quantity designated from the operating parameters is additionally regulated as a function of the acceleration of the rotational speed, such that a fuel excess quantity is reduced when a maximum permissible acceleration desired curve is exceeded.
  • the fuel surplus is associated with an acceleration overhang, the difference between the actual and target acceleration, a correction value that results from a progressive curve of acceleration overhang and a fuel overflow correction determined from driving tests.
  • the object is achieved in that the acceleration of the engine speed is controlled by a, programmed into the vehicle control computer map that assigns the setpoints of the speed acceleration, the engine speed and the vehicle speed in relation to each other.
  • Modern diesel engines for motor vehicles, especially commercial vehicles, today have a speed acceleration behavior that far exceeds the respective requirements in the unloaded state in normal road traffic.
  • the invention enables the speed acceleration of the engine by means of a map that the vehicle management computer is programmed, speed and speed can be limited depending.
  • the setpoint values of the individual parameters speed acceleration, engine speed and vehicle speed are transmitted to the engine control system where they lead to a motor run-up which is appropriate for the respective load state and corresponds to the desired dynamic behavior.
  • the setpoints can be chosen so that when loaded vehicle no limitation of the vehicle dynamics takes place and thus the full performance of the powertrain is maintained.
  • the vehicle speed parameter ensures that the conceivable configuration options of a modern powertrain are covered by a uniform characteristic map.
  • the invention makes it possible for the commercial vehicle z. B.
  • the rear axle ratio or the tire size possible vehicle configurations a single map is sufficient. It is advantageous to reduce the noise emission by adapting the acceleration behavior in city-standard speed range. In the Abregel Switzerland the engine beyond an improvement in the overshoot and a smoothing of the dynamic excitation is achieved, which stems from the elasticity of the drive train and superimposed on the speed-up. It is also advantageous that the method according to the invention leads to a reduction in fuel consumption during empty runs, since with a reduced power requirement, less fuel is injected and a conventional conventional smoke emission is avoided. The method therefore has a positive effect on the exhaust emission, since the black smoke, as a proportion of the unburned fuel in the exhaust gas is reduced.
  • a reduced excess power of the engine speed acceleration leads to a reduction of the wheel slip, especially on wet or smooth roads, which leads to an improvement of the driving behavior of the vehicle predominantly when empty runs.
  • the speed acceleration in the state or the upper engine idle speeds in driving mode z. B. as a function of the vehicle speed to regulate.
  • a further reduction of the noise emission is achieved.
  • the use of the method in buses has a positive effect on the driving experience of the bus occupants, since too fast acceleration processes, which can lead to dizziness or even fall to the passengers, are largely excluded.
  • the method can be applied in at least one defined vehicle speed range.
  • the method can be applied in a vehicle speed range of 0 to 50 kilometers per hour.
  • the figure shows a characteristic diagram, in the sense of the method in which, for example, on the X-axis 2, the engine speed in revolutions per minute (rpm), on the Y-axis 3, the acceleration of the engine speed in revolutions per minute per second (dn / dt in rpm / s) and on the Z-axis 4 the travel speed in kilometers per hour (km / h) is shown.
  • the engine speed has a speed range of 0 to 3000 (rpm), the acceleration of the engine speed is shown in a range of 0 to 2000 (rpm / s) and the speed in a range of 0 to 120 (km / h).
  • the engine's engine speed increase returns to a value of about 600 (rpm / s) at an available engine speed spectrum of 500 to 3000 (rpm) then, unaffected by the further increase in the vehicle speed inventive method again on an exemplarily chosen maximum possible value of 2000 (rpm / s) to rise.
  • the figure thus shows that in a given engine speed range, the speed acceleration of the engine caused by the process-related limitation of the speed acceleration in the example selected value of about 15-40 km / h first strong and then slowed down to a minimum range, then at increasing Speed slows down only by the process and then unaffected by the process back to a maximum possible value.
  • the map can therefore be tuned so that there is a "natural" acceleration behavior of the vehicle corresponding to the known Switzerlandkrafthyperbel.

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Abstract

Verfahren zur Regelung des Betriebsverhaltens eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Fahrzeugführungsrechner eine elektronische Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl regelt. Die Beschleunigung der Motordrehzahl wird durch ein in den Fahrzeugführungsrechner einprogrammiertes Kennfeld (1) geregelt, das die Sollwerte der Drehzahlbeschleunigung, der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit in Relation zueinander vergibt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung des Betriebsverhaltens eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Fahrzeugführungsrechner eine elektronische Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl regelt.
  • Aus der EP 0 732 491 B1 ist ein Verfahren zur Regelung des Betriebsverhaltens eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs bekannt, unter Anwendung einer elektronischen Diesel-Einspritzregelung, bei der die maximale Einspritzmenge in Abhängigkeit der Drehzahl des Motors geregelt wird. Die aus den Betriebsparametern bezeichnete Einspritzmenge wird zusätzlich in Abhängigkeit der Beschleunigung der Drehzahl geregelt, derart, dass bei Überschreiten einer maximal zulässigen Beschleunigungssollkurve eine Treibstoffübermenge reduziert wird. Die Treibstoffübermenge ist einem Beschleunigungsüberhang, dem Unterschied zwischen Ist- und Sollbeschleunigung zugeordnet, einem Korrekturwert, der sich aus einer aus Fahrversuchen ermittelten progressiven Kurve aus Beschleunigungsüberhang und einer Treibstoffübermengenkorrektur ergibt.
  • Nachteilig ist dabei, dass für jedes, mit einem solchen Dieselmotor ausgerüsteten Kraftfahrzeug in Abhängigkeit des jeweiligen Antriebsstrangs und des Einsatzgebietes der Sollwert individuell festgelegt werden muss.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Regelung des Betriebsverhaltens eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, das für eine Vielzahl von, mit entsprechenden Dieselmotoren ausgerüsteten Kraftfahrzeugen einheitlich verwendbar ist.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Beschleunigung der Motordrehzahl durch ein, in den Fahrzeugführungsrechner einprogrammiertes Kennfeld geregelt wird, das die Sollwerte der Drehzahlbeschleunigung, der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit in Relation zueinander vergibt.
  • Moderne Dieselmotoren für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge, verfügen heute über ein Drehzahlbeschleunigungsverhalten, das die jeweiligen Anforderungen im unbeladenen Zustand im normalen Straßenverkehr weit übersteigt. Die Erfindung ermöglicht, dass die Drehzahlbeschleunigung des Motors mittels eines Kennfeldes, das dem Fahrzeugführungsrechner einprogrammiert wird, Geschwindigkeits- und Drehzahlabhängig begrenzt werden kann. Die Sollwerte der einzelnen Parameter Drehzahlbeschleunigung, Motordrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit werden der Motorsteuerung übermittelt und führen dort zu einem, dem jeweiligen Beladungszustand angemessenen und dem gewünschten Dynamikverhalten entsprechenden Motorhochlauf. Die Sollwerte können dabei so gewählt werden, dass bei beladenem Fahrzeug keine Einschränkung der Fahrdynamik erfolgt und somit die volle Leistungsfähigkeit des Antriebsstrangs erhalten bleibt. Der Parameter der Fahrzeuggeschwindigkeit stellt sicher, dass die vorstellbaren Konfigurationsmöglichkeiten eines modernen Antriebsstrangs durch ein einheitliches Kennfeld abgedeckt sind. Die Erfindung ermöglicht, dass für die im Nutzfahrzeugbau z. B. im Bezug auf die Getriebebestückung, die Hinterachs-übersetzung oder die Reifengröße möglichen Fahrzeugkonfigurationen ein einziges Kennfeld ausreichend ist. Vorteilhaft ist eine Verminderung der Geräuschemission durch Anpassung des Beschleunigungsverhaltens im stadtüblichen Geschwindigkeitsbereich. Im Abregelbereich des Motors werden darüber hinaus eine Verbesserung des Überschwingverhaltens und eine Glättung der dynamischen Anregung erreicht, die aus der Elastizität des Triebsstrangs herrührt und den Drehzahlhochlauf überlagert. Vorteilhaft ist auch, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Absenkung des Kraftstoffverbrauchs bei Leerfahrten führt, da bei verminderter Leistungsanforderung weniger Kraftstoff eingespritzt und ein bei herkömmlichen Fahrzeugen üblicher Rauchstoß vermieden wird. Das Verfahren wirkt sich daher positiv auf die Abgasemission aus, da der Schwarzrauch, als Anteil des unverbrannten Kraftstoffs im Abgas vermindert wird. Eine verminderte Überschussleistung der Drehzahlbeschleunigung des Motors führt zu einer Verminderung des Radschlupfes insbesondere bei feuchten oder glatten Straßen, was zu einer Verbesserung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs vorwiegend bei Leerfahrten führt. Nach Maßgabe der Erfindung ist es auch denkbar, die Drehzahlbeschleunigung im Stand oder die oberen Motorleerlaufdrehzahlen im Fahrtbetrieb z. B. in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu regeln. Hierdurch wird eine weitere Senkung der Geräuschemission erreicht. Die Anwendung des Verfahrens bei Omnibussen wirkt sich positiv auf das Fahrgefühl der Businsassen aus, da zu schnelle Beschleunigungsvorgänge, die bei den Passagieren zu Schwindelgefühl oder auch zum Sturz führen können, weitgehend ausgeschlossen sind.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren in mindestens einem definierten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich angewandt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren in einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich von 0 bis 50 Kilometer pro Stunde angewandt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
  • In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1
    ein Kennfeld im Sinn des Verfahrens.
  • Die Figur zeigt ein Kennfeld, im Sinn des Verfahrens, bei dem beispielhaft auf der X-Achse 2 die Motordrehzahl in Umdrehungen pro Minute (rpm), auf der Y-Achse 3 die Beschleunigung der Motordrehzahl in Umdrehungen pro Minute pro Sekunde (dn/dt in rpm/s) und auf der Z-Achse 4 die Fahrgeschwindigkeit in Kilometer pro Stunde (km/h) abgebildet ist. Die Motordrehzahl weist einen Drehzahlbereich von 0 bis 3000 (rpm) auf, die Beschleunigung der Motordrehzahl ist in einem Bereich von 0 bis 2000 (rpm/s) dargestellt und die Geschwindigkeit in einem Bereich 0 bis 120 (km/h). Die genannten Wertebereiche sind rein beispielhaft und sind nicht begrenzend gemeint, so dass auch andere Werte angenommen werden können. Anstatt der Parameter Motordrehzahl, Drehzahlbeschleunigung des Motors und Fahrgeschwindigkeit können auch andere Parameter wie z. B. der Beladungszustand eingesetzt werden. Entsprechend dem der Figur 1 zugrunde liegenden Beispiel ist die Drehzahlbeschleunigung über einen verfügbaren Motordrehzahlbereich von 0 bis 3000 (rpm) in einem Bereich einer Fahrgeschwindigkeit von etwa 15 bis 40 (km/h) auf einen Bereich zwischen ca. 400 bis 600 (rpm/s) begrenzt. Die Figur 1 der Zeichnung zeigt, dass bei einem Motordrehzahlspektrum von 0 bis etwa 3000 (rpm) die Beschleunigung der Motordrehzahl bei Aufnahme der Fahrgeschwindigkeit bis etwa zu einer Fahrgeschwindigkeit von ca. 15 (km/h) von einem maximal möglichen Wert von etwa 2000 (rpm/s) auf eine Drehzahlbeschleunigung von etwa 600 (rpm/s) beschränkt wird. In einer flacher werdenden Kurve sinkt die Drehbeschleunigung des Motors in geringerem Umfang bis auf ein beispielhaft gewähltes Minimum von ca. 400 (rpm/s) bei einer Fahrgeschwindigkeit von etwa 25 (km/h). Bei weiterer Beschleunigung des Fahrzeugs bis zu einer Fahrgeschwindigkeit von etwa 40 (km/h) steigt die Drehzahlbeschleunigung des Motors bei einem zur Verfügung stehenden Motordrehzahlspektrum von 500 bis 3000 (rpm) wieder auf einen Wert von ungefähr 600 (rpm/s) an, um dann bei weiterer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs unbeeinflusst durch das erfindungsgemäße Verfahren wieder auf einen beispielhaft gewählten maximal möglichen Wert von 2000 (rpm/s) zu steigen. Durch die Figur wird also ersichtlich, dass in einem gegebenen Motordrehzahlbereich die Drehzahlbeschleunigung des Motors veranlasst durch die verfahrensbedingte Begrenzung der Drehzahlbeschleunigung im beispielhaft gewählten Wert von ca. 15-40 km/h erst stark und dann verlangsamt auf einen Minimalbereich abfällt, um dann bei zunehmender Geschwindigkeit erst durch das Verfahren verlangsamt und dann vom Verfahren unbeeinflusst wieder auf einen möglichen maximalen Wert anzusteigen. Das Kennfeld kann also so abgestimmt werden, dass sich ein "natürliches" Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs entsprechend zur bekannten Zugkrafthyperbel ergibt.
    • Bezugszeichen
    1. 1. Kennfeld
    2. 2. X-Achse
    3. 3. Y-Achse
    4. 4. Z-Achse

Claims (3)

  1. Verfahren zur Regelung des Betriebsverhaltens eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeuges, bei dem ein Fahrzeugführungsrechner eine elektronische Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl regelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung der Motordrehzahl durch ein, in den Fahrzeugführungsrechner einprogrammiertes Kennfeld (1) geregelt wird, das die Sollwerte der Drehzahlbeschleunigung, der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit in Relation zueinander vergibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in mindestens einem definierten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich angewandt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich von 0 bis 50 km/h angewandt ist.
EP07010541.6A 2006-06-08 2007-05-26 Dynamikmanagement Antriebsstrang Active EP1865174B1 (de)

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EP1865174A3 EP1865174A3 (de) 2009-12-23
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