EP2225449A2 - Verfahren zur bestimmung des an der kurbelwelle zur verfügung stehenden momentes des verbrennungsmotors eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur bestimmung des an der kurbelwelle zur verfügung stehenden momentes des verbrennungsmotors eines kraftfahrzeugs

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EP2225449A2
EP2225449A2 EP08860067A EP08860067A EP2225449A2 EP 2225449 A2 EP2225449 A2 EP 2225449A2 EP 08860067 A EP08860067 A EP 08860067A EP 08860067 A EP08860067 A EP 08860067A EP 2225449 A2 EP2225449 A2 EP 2225449A2
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EP
European Patent Office
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torque
crankshaft
eta
internal combustion
available
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08860067A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Winkel
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2225449A2 publication Critical patent/EP2225449A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1402—Adaptive control
    • 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
    • F02D2200/1002—Output torque
    • F02D2200/1004—Estimation of the output torque
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the torque available at the crankshaft of the internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • the torque available at the crankshaft of the internal combustion engine, and thus at the clutch of the vehicle is needed to optimize the calculations underlying the control.
  • the engine torque derived from the injection quantity according to the prior art the engine friction and loss torques and the required drive torques of the auxiliary drives or other consumers such as, for example, the alternator etc. are disadvantageously included.
  • the present invention has for its object to provide a method for determining the torque available at the crankshaft of the internal combustion engine of a motor vehicle, by the implementation of which the accuracy of the determination of the available torque is increased.
  • the production-related tolerances of the internal combustion engines as well as the equipment of the vehicle with different auxiliary units can be taken into account. Furthermore, the engine characteristics can be compensated over the lifetime.
  • the current engine torque is detected and stored based on the injection quantity on the basis of a CAN signal; the detected torque is according to the invention for the further calculations in the operation of the vehicle of the on the injection quantity deducted engine torque, whereby a correction value is formed and a higher calculation accuracy is achieved.
  • the engine torque determined via the injection amount is 5% of the maximum possible torque
  • this 5% the engine friction and torque losses and the required drive torque the power take-offs or other consumers correspond, so that for the determination of the torque available on the crankshaft, the 5% of the engine torque determined via the injection quantity are subtracted.
  • Suitable or defined states for detecting the current engine torque are states with open powertrain and stable engine speed near / equal to the idling speed without specifications (eg, by pressing the accelerator pedal) to the engine control unit.
  • the engine temperature is taken into account, for which purpose the detection of the current engine torque is performed either only when the engine is warm or at different temperature values, in which case n correction values are generated (n is the number of states at different temperatures) a corresponding characteristic are stored.
  • information about other consumers for example via the air conditioning system, which influence the engine torque available at the crankshaft, can be included in the correction value formation / storage.
  • the determined correction value or the correction characteristic can be filtered, limited and subjected to further algorithms; it is stored in a non-volatile memory.
  • an interpolation is performed to determine the current engine torque at idle speed.
  • the torque of the internal combustion engine available at the crankshaft can be determined by a comparison between the currently calculated driving resistance and the real driving resistance.
  • topography One of the most important parameters of a shift strategy in an automatic transmission is the topography or the associated driving resistance. If the topography is known, the ratio between the torque available at the crankshaft and the engine torque determined via the injection quantity can be calculated by a comparison between currently calculated driving resistance and real driving resistance.
  • the driving resistance f_fw is calculated as follows:
  • f_fw ms * a_fzg-f_zs
  • f_fw driving resistance
  • ms vehicle mass including correction mass
  • a_fzg current vehicle acceleration
  • f_zs tractive force on a driven wheel
  • f_fw_org f_fw_rech
  • the known driving resistance f_fw_org is detected during a shift with the drive train open, whereby the known tractive force on the wheel f_zs_org is zero and thus independent of the relationship between the torque available at the crankshaft and the engine torque. Accordingly:
  • f_fw_org f_fw_rech
  • f_fw_org ms * a_fzg-f_zs
  • f_zs ms * a_fwz-f_fw_org
  • eta (ms * a_fzg-f_fw_org) / (m_mot * igg * i_ha / r_dyn)
  • the correction value eta_kor determined in this way is stored according to the invention in a correction map which is added to an existing map via the rotational speed and the moment of the ratio eta between the moment available on the crankshaft and the engine torque, as illustrated by FIG ,
  • the value of eta is expressed in% expressed as a function of the engine speed and also expressed in% torque.
  • the correction value eta_kor is entered in the correction map as a function of the engine speed and the engine torque.
  • the maximum permissible deviation can be limited, the resolution resulting from the data width used.
  • FIG. 1 by way of example, a 6 * 6 correction map and a 6 * 6 map of the ratio eta between the torque available at the crankshaft and the engine torque are shown, with other quantities up to a 1 * 1 correction field, which a correction parameter corresponds, are possible.
  • the interpolation points of the correction characteristic field are identical to the interpolation points of the characteristic diagram of the ratio eta between the moment (eta-map) available at the crankshaft and the engine torque and are adopted from there.
  • the determined correction map is stored in the EE-Prom, ie in an electrically erasable, programmable read-only memory. If the correction map can not be read because it has not yet been determined, for example, the correction map must be pre-assigned with zero deviation. Before the driving resistance calculation accesses the eta map, the stored map and the determined correction map are added point by point. It is proposed to perform this addition only when the correction map is updated.
  • the interpolation points when accessing the correction map between the nodes is interpolated.
  • the same process would generate a lot of effort. For this reason, the fields of the map are classified and all values that lie within a range are assigned to this position; there is no influence on adjacent fields.
  • the value range of a class always goes from the middle between two support points to the next center of the next pair of support points, with the edge positions of the characteristic field forming exceptions.
  • the interpolation points are determined from the "Engine Configuration"
  • changing them will also update the class limits for the correction map
  • examples of the interpolation points for the speed and torque, as well as for the corresponding correction ranges or value ranges of a class are shown in FIG.
  • the current driving resistance can be determined very accurately in the traction-free phase. If only a short distance has been traveled between two circuits, which must not exceed a predetermined threshold and if during the circuits the same running resistance or a driving resistance within a predetermined Tolerance band, it can be assumed that the topography has not changed during this period.
  • the driving resistance itself is formed from the mean value of all unfiltered values within the traction-free phase, for which purpose all values are accumulated and temporarily stored as an average during the transition to determining the correction factor. According to the invention, a displacement detection is started at the same time with this transition. The end of the average value binding or the transition to the determination of the correction factor can take place, for example, with the end of the circuit.
  • the values are discarded and the algorithm waits for the next circuit, which then counts as the first circuit. If a new circuit is performed, an averaging over the unfiltered driving resistances is carried out again in the traction-free phase, as already described.
  • the two averages i.e., the first circuit average and the second circuit average
  • the determined correction values can be taken over. If a small number of values are detected, the values are discarded and the algorithm waits for the next circuit.
  • the last determined travel resistance is re-stored as the basis for the next determination and a reset of the position detection if sufficient values are present.
  • the next correction factor determination takes place, etc.
  • the following formula is used to determine the correction factor eta_tmp:
  • eta_tmp (ms * a_fzg-f_fw_org) / f_zs,
  • f_fw_org is the previously determined mean value of the unfiltered driving resistance during the shift. Averaging occurs within the traction free phase of the circuit by adding and counting the number of values.
  • the values for eta_tmp are stored in the fields of a temporary eta map.
  • eta_kor (n, m) eta_kor (m, n) * k + eta_tmp (n, m) * (1 -k)
  • the map eta_kor (n, m) is, as already explained, added to an existing map eta (n, m) of the ratio eta between the torque available at the crankshaft and the engine torque on the speed and the moment.
  • the fields of the correction map eta_tmp (n, m) which are not described, or the fields which have too few values, are not transmitted.
  • the temporary map eta_tmp (n, m) is reset and zeroed for the next determination.
  • no correction factor eta_tmp is calculated when, when the running resistances of the first and second circuits are too large in deviation from each other, when the running resistances are outside an allowable range or when the running resistances could not be detected, e.g. may be caused by too few values or by a brake intervention.
  • no correction factor eta_tmp is calculated when the vehicle speed has exceeded a predetermined threshold in a shift or when the distance traveled between two circuits is too long. Further, a correction factor eta_tmp is not calculated when the interval between two circuits is too large or exceeds a predetermined threshold when the number of determined correction values per field is too small, when the correction values are implausible, when the mass calculation of the vehicle is incomplete, if a reinitialization has taken place if the adaptation has been switched off, if the engine temperature is not within the desired range or if additional consumers are active for which the correction factor should not be determined.
  • the engine drag torque can be determined analogously to the described procedure with known topography.
  • a 1 * 6 map can be used for this purpose, since only the speed dependence is given.
  • the method can be extended such that an activated engine brake can be taken into account.
  • no engine drag torque correction value is determined when a torque change of the engine-side brakes or a torque change of the lift-off-side brakes (for example, a retarder) is performed or when the service brake of the vehicle is operated.
  • the calculation of the torque available at the crankshaft of the internal combustion engine of a motor vehicle can not only be carried out permanently online in a control unit.
  • This calculation can also be performed on a specific system on known routes; For example, the calculation can be carried out with a suitable computer on a test track, the values thus determined being stored in the ROM memory of the control unit.
  • the existing functions in the control unit are activated only by a special call, which can be done for example by a diagnostic tool.
  • the adaptation can advantageously be accelerated by the fact that the topography is fixed or determined before the start of the calculations.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, im Rahmen dessen eine Adaption des Motormomentes durchgeführt wird.

Description

Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Realisierung moderner Fahrstrategien in Automatgetrieben wird nach dem Stand der Technik für die verschiedensten Berechnungen das Motordrehmoment benötigt. Hierbei ist bekannt, das Motordrehmoment von der Einspritzmenge abzuleiten, was jedoch in nachteiliger Weise in einer hohen Unge- nauigkeit resultiert.
Des weiteren wird für die Getriebesteuerung das an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und somit das an der Kupplung des Fahrzeugs verfügbare Moment benötigt, um die der Steuerung zugrunde liegenden Berechnungen zu optimieren. Im nach dem Stand der Technik von der Einspritzmenge abgeleiteten Motordrehmoment sind in nachteiliger Weise die Motorreib- und Verlustmomente sowie die erforderlichen Antriebsmomente der Nebenabtriebe bzw. weiterer Verbraucher wie beispielsweise der Lichtmaschine etc. enthalten.
Aus der EP 1365129 A2 ist ein Verfahren zur Regelung eines Verbrennungsmotors bekannt, im Rahmen dessen das an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zur Verfügung stehende Moment dadurch berechnet wird, dass der in einem Brennraum des Motors auftretende Brennraumdruck in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel erfasst wird, woraus das indizierte Motormoment im Brennraum abgeleitet wird. Aus dem indizierten Motormoment und der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle wird anschließend das Verlustmoment des Verbrennungsmotors und das an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zur Verfügung stehende Moment abgeleitet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs anzugeben, durch dessen Durchführung die Genauigkeit der Bestimmung des verfügbaren Moments erhöht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, im Rahmen dessen eine Adaption des Motormomentes durchgeführt wird.
Dadurch können die fertigungsbedingten Toleranzen der Verbrennungsmotoren sowie die Ausstattung des Fahrzeugs mit unterschiedlichen Nebenaggregaten berücksichtigt werden. Des weiteren können die Motoreigenschaften über die Lebensdauer ausgeglichen werden.
Im Rahmen einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, eine Adaption des Motormomentes basierend auf dem Leerlaufmoment des Verbrennungsmotors durchzuführen. Hierbei wird in definierten, geeigneten Zuständen des Verbrennungsmotors das aktuelle Motormoment basierend auf der Einspritzmenge anhand eines CAN-Signals erfasst und gespeichert; das erfasste Moment wird gemäß der Erfindung für die weiteren Berechnungen im Betrieb des Fahrzeugs von dem über die Einspritzmenge ermittelten Motormoment abgezogen, wodurch ein Korrekturwert gebildet wird und eine höhere Berechnungsgenauigkeit erreicht wird.
Wenn beispielsweise im Leerlauf, wo das an der Kurbelwelle zur Verfügung stehende Moment des Verbrennungsmotors Null ist, das über die Einspritzmenge ermittelte Motormoment 5% des maximal möglichen Momentes beträgt, wird davon ausgegangen, dass diese 5% den Motorreib- und Verlustmomenten sowie den erforderlichen Antriebsmomenten der Nebenabtriebe bzw. weiterer Verbraucher entsprechen, so dass für die Ermittlung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehende Momentes die 5% vom über die Einspritzmenge ermittelte Motormoment abgezogen werden.
Geeignete bzw. definierte Zustände zur Erfassung des aktuellen Motormomentes sind Zustände bei offenem Antriebsstrang und stabiler Motordrehzahl nahe/gleich der Leerlaufdrehzahl ohne Vorgaben (z. B. durch Betätigung des Fahrpedals) an das Motorsteuergerät.
Vorzugsweise wird die Motortemperatur berücksichtigt, wobei zu diesem Zweck die Erfassung des aktuellen Motormomentes entweder nur bei betriebswarmen Motor durchgeführt wird oder bei unterschiedlichen Temperaturwerten erfolgt, wobei im letzteren Fall n Korrekturwerte generiert werden (n ist die Anzahl der Zustände bei unterschiedlichen Temperaturen), die in einer entsprechenden Kennlinie abgelegt werden.
Gemäß der Erfindung können Informationen über weitere Verbraucher, beispielsweise über die Klimaanlage, die das an der Kurbelwelle zur Verfügung stehende Motormoment beeinflussen, mit in die Korrekturwertbildung/- Speicherung einfließen. Der ermittelte Korrekturwert bzw. die Korrekturkennlinie kann gefiltert, begrenzt und weiteren Algorithmen unterzogen werden; er wird in einem nicht flüchtigen Speicher abgelegt. Für den Fall, dass die Erfassung des aktuellen Motormomentes bei Drehzahlen ungleich der Leerlaufdrehzahl durch- geführt wird, wird eine Interpolation durchgeführt, um das aktuelle Motormoment bei der Leerlaufdrehzahl zu ermitteln.
Gemäß einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Rahmen der Adaption das an der Kurbelwelle zur Verfügung stehende Moment des Verbrennungsmotors durch einen Vergleich zwischen dem aktuell berechneten Fahrwiderstand und dem realen Fahrwiderstand bestimmt werden.
Eine der wichtigsten Größen einer Schaltstrategie bei einem Automatgetriebe ist die Topographie oder der dazugehörige Fahrwiderstand. Wenn die Topographie bekannt ist, kann durch einen Vergleich zwischen aktuell berechnetem Fahrwiderstand und realem Fahrwiderstand das Verhältnis zwischen dem an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Moment und dem über die Einspritzmenge ermittelten Motormoment berechnet werden.
Der Fahrwiderstand f_fw wird wie folgt berechnet:
f_fw = ms*a_fzg-f_zs
mit f_fw = Fahrwiderstand ms = Fahrzeugmasse inklusive Korrekturmasse a_fzg = aktuelle Fahrzeugbeschleunigung f_zs = Zugkraft an einem angetriebenen Rad
Des weiteren gilt für eine angetriebene Hinterachse eines Fahrzeugs:
f_zs = m_mot*i_gg*iha*eta/r_dyn
mit m_mot = Motormoment i_gg = aktuelle Gangübersetzung i_ha = Hinterachsübersetzung eta = Wirkungsgrad (d.h. Verhältnis zwischen dem an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Moment und dem Motormoment) r_dyn = dynamischer Abrollradius des Reifens
Im folgenden wird der bekannte Fahrwiderstand als f_fw_org bezeichnet, wobei der berechnete Fahrwiderstand als f_fw_rech bezeichnet wird. Im Idealfall gilt: f_fw_org=f_fw_rech
Für die folgenden Berechnungen wird angenommen, dass die Fahrzeugmasse inklusive Korrekturmasse ms keiner zeitlichen Änderung unterworfen ist und dass die Beschleunigung a_fzg gemessen und korrekt ist. Hierbei ist bekannt, dass das gemessene Motormoment im Vergleich zur gemessenen Beschleunigung den wesentlich größeren Fehler haben kann.
Gemäß der Erfindung wird der bekannte Fahrwiderstand f_fw_org während einer Schaltung bei offenem Antriebsstrang erfasst, wodurch die bekannte Zugkraft am Rad f_zs_org Null ist und somit unabhängig vom Verhältnis zwischen dem an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Moment und dem Motormoment. Demnach gilt:
f_fw_org=f_fw_rech f_fw_org=ms*a_fzg-f_zs f_zs=ms*a_fwz-f_fw_org eta=(ms*a_fzg-f_fw_org)/(m_mot*igg*i_ha/r_dyn)
Da gemäß der Erfindung nicht der absolute Wert des Verhältnisses eta zwischen dem an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Moment und dem Motormoment berechnet werden soll, sondern nur ein Korrekturwert eta_kor zu einem abgelegten Kennfeld, ergibt sich folgende Formel:
eta_kor=(ms*a_fzg-f_fw_org)/(m_mot*igg*i_ha*eta/r_dyn) und eta_kor=(ms*a_fzg-f_fw_org)/f_zs
Der auf diese Weise ermittelte Korrekturwert eta_kor wird gemäß der Erfindung in einem Korrekturkennfeld abgelegt, welches zu einem vorhandenen Kennfeld über die Drehzahl und dem Moment des Verhältnisses eta zwischen dem an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Moment und dem Motormoment addiert wird, wie anhand Figur 1 veranschaulicht.
Im Kennfeld des Verhältnisses eta zwischen dem an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Moment und dem Motormoment ist der Wert von eta in % ausgedrückt in Abhängigkeit der Motordrehzahl und des ebenfalls in % ausgedrückten Momentes eingetragen. Analog dazu ist im Korrekturkennfeld der Korrekturwert eta_kor in Abhängigkeit der Motordrehzahl und des Motormomentes eingetragen.
Gemäß der Erfindung kann die maximal zulässige Abweichung beschränkt werden, wobei sich die Auflösung aus der verwendeten Datenbreite ergibt. In Figur 1 wird als Beispiel wird ein 6*6 großes Korrekturkennfeld und ein 6*6 großes Kennfeld des Verhältnisses eta zwischen dem an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Moment und dem Motormoment dargestellt, wobei andere Größen bis hin zu einem 1 *1 Korrekturfeld, was einem Korrekturparameter entspricht, möglich sind.
Die Stützstellen des Korrekturkennfeldes sind im in Figur 1 gezeigten Beispiel identisch zu den Stützstellen des Kennfeldes des Verhältnisses eta zwischen dem an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Moment (eta - Kennfeld) und dem Motormoment und werden von dort übernommen. Mit Zün- dung_aus wird das ermittelte Korrekturkennfeld im EE-Prom, d.h. in einem elektrisch löschbaren, programmierbaren Nur-Lese-Speicher gespeichert. Wenn das Korrekturkennfeld nicht eingelesen werden kann, weil es beispielsweise noch nicht ermittelt wurde, ist das Korrekturkennfeld mit Null Abweichung vorzubelegen. Bevor die Fahrwiderstandsberechnung auf das eta - Kennfeld zugreift, werden das abgelegte Kennfeld und das ermittelte Korrekturkennfeld Punkt für Punkt addiert. Hierbei wird vorgeschlagen, diese Addition immer nur dann durchzuführen, wenn das Korrekturkennfeld aktualisiert wird.
Gemäß der Erfindung wird beim Zugriff auf das Korrekturkennfeld zwischen den Stützstellen interpoliert. Beim Beschreiben eines Kennfeldes würde dasselbe Verfahren einen hohen Aufwand erzeugen. Aus diesem Grunde werden die Felder des Kennfeldes klassifiziert und alle Werte, die innerhalb eines Bereiches liegen, dieser Position zugeordnet; es erfolgt kein Einfluss auf daneben liegende Felder. Hierbei geht der Wertebereich einer Klasse immer von der Mitte zwischen zwei Stützstellen bis zur nächsten Mitte des nächsten Stützstellenpaares, wobei die Randpositionen des Kennfeldes Ausnahmen bilden. Für den Fall, dass die Stützstellen aus der „Engine-Configuration" ermittelt werden, werden bei einer Änderung dieser die Klassengrenzen für das Korrekturkennfeld ebenfalls mit aktualisiert. Beispiele für die Stützstellen für die Drehzahl und das Moment, sowie für die entsprechenden Korrekturbereiche bzw. Wertebereiche einer Klasse sind in Figur 2 dargestellt.
Für die Bestimmung des Korrekturfaktors ist es notwendig, die aktuelle Topographie zu kennen, wobei sich diese über den Zeitraum der Ermittlung nicht ändern darf.
Während einer Schaltung kann in der zugkraftfreien Phase der aktuelle Fahrwiderstand sehr genau bestimmt werden. Wenn zwischen zwei Schaltungen nur ein kurzer Weg zurückgelegt wurde, der einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreiten darf und wenn während der Schaltungen der gleiche Fahrwiderstand bzw. ein Fahrwiderstand innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes berechnet wurde, kann angenommen werden, dass sich die Topographie während dieses Zeitraums nicht geändert hat.
Der Fahrwiderstand selber wird aus dem Mittelwert aller ungefilterten Werte innerhalb der zugkraftfreien Phase gebildet, wobei zu diesem Zweck alle Werte aufsummiert und bei dem Übergang zur Ermittlung des Korrekturfaktors als ein Mittelwert zwischengespeichert werden. Gemäß der Erfindung wird mit diesem Übergang gleichzeitig eine Wegerfassung gestartet. Das Ende der Mittelwertbindung bzw. der Übergang zur Ermittlung des Korrekturfaktors kann beispielsweise mit Schaltungsende erfolgen.
Ist die Anzahl der ungefilterten Werte für die Fahrwiderstände zu gering bzw. geringer als eine vorgegebene Anzahl, so werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Werte verworfen und der Algorithmus wartet auf die nächste Schaltung, die dann als erste Schaltung gilt. Wird eine neue Schaltung durchgeführt, so wird wieder in der zugkraftfreien Phase eine Mittelwertbildung über die ungefilterten Fahrwiderstände durchgeführt, wie bereits beschrieben.
Ist die zweite Schaltung abgeschlossen, so werden die beiden Mittelwerte (d.h. der Mittelwert der ersten Schaltung und der Mittelwert der zweiten Schaltung) verglichen. Liegen sie innerhalb eines Toleranzbandes und ist die zurückgelegte Wegstrecke klein, so können die ermittelten Korrekturwerte ü- bernommen werden. Wird eine geringe Anzahl von Werten erfasst, so werden die Werte verworfen und der Algorithmus wartet auf die nächste Schaltung.
Gemäß der Erfindung erfolgt nach der zweiten Schaltung ein Umspei- chern des zuletzt ermittelten Fahrwiderstandes als Basis für die nächste Ermittlung und ein Rücksetzen der Wegerfassung, wenn genügend Werte vorliegen. Bei der nächsten Schaltung erfolgt die nächste Korrekturfaktorermittlung, etc. Zur Bestimmung des Korrekturfaktors eta_tmp wird die folgende Formel verwendet:
eta_tmp=(ms*a_fzg-f_fw_org)/f_zs,
wobei f_fw_org der zuvor ermittelte Mittelwert des ungefilterten Fahrwiderstandes während der Schaltung ist. Die Mittelwertbildung erfolgt innerhalb der zugkraftfreien Phase der Schaltung durch Addition und Zählen der Anzahl der Werte. Die Werte für eta_tmp werden in die Felder eines temporären eta- Kennfeldes gespeichert.
Erst wenn nach der zweiten Schaltung eine Übernahme der Werte zulässig ist, werden die Mittelwerte ermittelt und zu den Werten des Korrekturkennfeldes addiert. Die Addition kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung durch eine einfache PT1 -Filterung erfolgen. Hierbei gilt:
eta_kor(n,m)=eta_kor(m,n)*k+eta_tmp(n,m)*(1 -k)
mit
eta_kor(n,m) = das Korrekturkennfeld über Drehzahl und Moment eta_tmp(n,m) = das temporäre Korrekturkennfeld über Drehzahl und Moment; und k = Filterfaktor mit einem Wertebereich zwischen 0 und 1.
Das Kennfeld eta_kor(n,m) wird, wie bereits erläutert, zu einem vorhandenen Kennfeld eta (n,m) des Verhältnisses eta zwischen dem an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Moment und dem Motormoment über die Drehzahl und dem Moment addiert. Die nicht beschriebenen Felder des Korrekturkennfeldes eta_tmp(n,m), bzw. die Felder, die eine zu geringe Anzahl von Werten aufweisen, werden nicht übertragen. Nach Abschluss der Werteübernahme wird das temporäre Kennfeld eta_tmp(n,m) zurückgesetzt und für die nächste Ermittlung genullt.
Gemäß der Erfindung wird kein Korrekturfaktor eta_tmp berechnet, wenn, wenn die Fahrwiderstände der ersten und zweiten Schaltung eine zu große Abweichung voneinander haben, wenn die Fahrwiderstände außerhalb eines zulässigen Bereiches liegen oder wenn die Fahrwiderstände nicht ermittelt werden konnten, was z.B. durch eine zu geringe Anzahl an Werten oder durch einen Bremseingriff verursacht sein kann.
Des weiteren wird kein Korrekturfaktor eta_tmp berechnet, wenn bei einer Schaltung die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat oder wenn die zwischen zwei Schaltungen zurückgelegte Wegstrecke zu lang ist. Ferner wird kein Korrekturfaktor eta_tmp berechnet, wenn der Zeitabstand zwischen zwei Schaltungen zu groß ist bzw. einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wenn die Anzahl der ermittelten Korrekturwerte je Feld zu gering ist, wenn die Korrekturwerte unplausibel sind, wenn die Massenberechnung des Fahrzeugs nicht abgeschlossen, wenn eine Neuinitialisierung stattgefunden hat, wenn die Adaption ausgeschaltet wurde, wenn die Motortemperatur nicht im gewünschten Bereich liegt oder wenn zusätzliche Verbraucher aktiv sind, bei denen keine Ermittlung des Korrekturfaktors erfolgen soll.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann analog zur beschriebenen Vorgehensweise bei bekannter Topographie das Motorschleppmoment ermittelt werden. Beispielsweise kann zu diesem Zweck ein 1 *6 Kennfeld verwendet werden, da nur die Drehzahlabhängigkeit gegeben ist. Hierbei kann das Verfahren derart erweitert werden, dass eine aktivierte Motorbremse berücksichtigt werden kann. Analog zur beschriebenen Vorgehenswei- se wird kein Korrekturwert für das Motorschleppmoment ermittelt, wenn eine Momentenänderung der motorseitigen Bremsen oder eine Momentenänderung der gethebeabtriebsseitigen Bremsen (beispielsweise eines Retarders) durchgeführt wird oder wenn die Betriebsbremse des Fahrzeugs betätigt wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Berechnung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs nicht nur permanent online in einem Steuergerät durchgeführt werden. Diese Berechnung kann auch auf einem speziellen System auf bekannten Strecken durchgeführt werden; beispielsweise kann die Berechnung mit einem geeigneten Computer auf einer Teststrecke erfolgen, wobei die dadurch ermittelten Werte im ROM-Speicher des Steuergerätes abgelegt werden. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die im Steuergerät vorhandenen Funktionen nur durch einen besonderen Aufruf aktiviert werden, was beispielsweise durch ein Diagnosetool erfolgen kann.
Gemäß der Erfindung kann die Adaption in vorteilhafter Weise dadurch beschleunigt werden, dass die Topographie fest vorgegeben oder vor dem Start der Berechnungen ermittelt wird.

Claims

Patentan sprü ch e
1. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, dadurch geken n zei ch n et, dass zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes eine Adaption des Motormomentes durchgeführt wird.
2. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 1 , dadurch geken n zei ch n et, dass eine Adaption des Motormomentes basierend auf dem Leerlaufmoment des Verbrennungsmotors durchgeführt wird, wobei in definierten Zuständen des Verbrennungsmotors das über die Einspritzmenge ermittelte aktuelle Motormoment anhand eines CAN- Signals erfasst und gespeichert wird, wobei das erfasste Moment von dem im Betrieb des Fahrzeugs über die Einspritzmenge ermittelten Motormoment abgezogen wird, wodurch ein Korrekturwert gebildet und eine höhere Berechnungsgenauigkeit erreicht wird.
3. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 2, dadurch geken n zei ch n et, dass die definierten Zustände zur Erfassung des aktuellen Motormomentes Zustände bei offenem Antriebsstrang und stabiler Motordrehzahl nahe/gleich der Leerlaufdrehzahl ohne Vorgaben an das Motorsteuergerät sind.
4. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 2 oder 3, dadurch geken n zei ch n et, dass die Erfassung des aktuellen Motormomentes entweder nur bei betriebswarmen Motor durchge- führt wird oder bei unterschiedlichen Temperaturwerten erfolgt, wobei im letzteren Fall n Korrekturwerte generiert werden, wobei n die Anzahl der Zustände bei unterschiedlichen Temperaturen ist und wobei die n Korrekturwerte in einer Kennlinie abgelegt werden.
5. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch geken n zei ch n et, dass Informationen über weitere Verbraucher die das an der Kurbelwelle zur Verfügung stehende Motormoment beeinflussen, mit in die Korrekturwertbildung einfließen.
6. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch geken n zei ch n et, dass für den Fall, dass die Erfassung des aktuellen Motormomentes bei Drehzahlen ungleich der Leerlaufdrehzahl durchgeführt wird, eine Interpolation durchgeführt wird, um das aktuelle Motormoment bei der Leerlaufdrehzahl zu ermitteln.
7. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 1 , dadurch geken n zei ch n et, dass das an der Kurbelwelle zur Verfügung stehende Moment des Verbrennungsmotors durch einen Vergleich zwischen dem aktuell berechneten Fahrwiderstand und dem realen Fahrwiderstand bestimmt wird.
8. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 7, dadurch geken n zei ch n et, dass ein Korrekturfaktor eta_kor berechnet wird, welcher in einem Korrekturkennfeld eta_kor(n,m) abgelegt wird, welches zu einem vorhandenen Kennfeld eta (n,m) über Drehzahl und Moment des Verhältnisses eta zwischen dem an der Kurbelwelle zur Verfügung stehen- den Moment und dem Motormoment über die Drehzahl und dem Moment addiert wird, wobei zur Berechnung des Korrekturfaktors eta_kor folgende Formel verwendet wird:
eta_kor=(ms*a_fzg-f_fw_org)/f_zs, mit f_fw_org = bekannter Fahrwiderstand ms = Fahrzeugmasse a_fzg = aktuelle Fahrzeugbeschleunigung f_zs = Zugkraft an einem angetriebenen Rad, wobei der bekannte Fahrwiderstand f_fw_org während einer Schaltung bei offenem Antriebsstrang erfasst wird und der ermittelte Mittelwert des ungefilterten Fahrwiderstandes während der Schaltung ist, wobei die aktuelle Topographie sich über den Zeitraum der Ermittlung nicht ändern darf.
9. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass wenn zwischen zwei Schaltungen nur ein kurzer Weg zurückgelegt wurde, der einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreiten darf und wenn während zwischen den zwei Schaltungen ein Fahrwiderstand innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbandes berechnet wurde, angenommen wird, dass sich die Topographie während dieses Zeitraums nicht geändert hat, wobei der Fahrwiderstand aus dem Mittelwert aller ungefilterten Werte innerhalb der zugkraftfreien Phase der Schaltungen gebildet wird, wobei zu diesem Zweck die Werte einer Schaltung aufsummiert und bei dem Übergang zur Ermittlung des Korrekturfaktors als ein Mittelwert zwischengespeichert werden, wobei aus den Mittelwerten ein temporärer Korrekturfaktor eta_tmp gebildet wird, mit eta_tmp=(ms*a_fzg- f_fw_org)/f_zs, wobei die Werte für eta_tmp in die Felder eines temporären Kennfeldes eta_tmp(n,m) gespeichert werden und wobei, wenn die zweite Schaltung abgeschlossen ist, die beiden Mittelwerte verglichen werden, wobei, wenn sie innerhalb eines Toleranzbandes liegen und die zurückgelegte Wegstrecke einen Schwellenwert nicht überschreitet, die ermittelten Korrekturwerte übernommen werden.
10. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 9, dadurch geken n zei ch n et, dass wenn nach der zweiten Schaltung eine Übernahme der Werte zulässig ist, das temporäre Kennfeld eta_tmp(n,m) zu den Werten des Korrekturkennfeldes eta_kor(n,m) addiert wird.
11. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 10, dadurch geken n zei ch n et, dass die Addition durch eine einfache PT1 -Filterung erfolgt, wobei gilt:
eta_kor(n,m)=eta_kor(m,n)*k+eta_tmp(n,m)*(1-k)
mit
eta_kor(n,m) = Korrekturkennfeld über Drehzahl und Moment eta_tmp(n,m) = temporäres Korrekturkennfeld über Drehzahl und Moment; und k = Filterfaktor mit einem Wertebereich zwischen 0 und 1.
12. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch geken n zei ch n et, dass die nicht beschriebenen Felder des Korrekturkennfeldes eta_tmp(n,m), bzw. die Felder, die eine zu geringe Anzahl von Werten aufweisen nicht übertragen werden, wobei nach Abschluss der Werteübernahme das temporäre Kennfeld eta_tmp(n,m) zurückgesetzt wird.
13. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, dadurch geken n zei ch n et, dass kein Korrekturfaktor eta_tmp berechnet wird, wenn die Fahrwiderstände außerhalb eines zulässigen Bereiches liegen, wenn die Anzahl der Werte für den Fahrwiderstand eine vorgegebene Anzahl unterschreitet, wenn zwischen den Schalrungen ein Bremseingriff durchgeführt wird, wenn bei einer Schaltung die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat, wenn der Zeitabstand zwischen zwei Schaltungen zu groß ist bzw. einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wenn die Anzahl der ermittelten Korrekturwerte je Feld zu gering ist, wenn die Korrekturwerte unplausibel sind, wenn die Massenberechnung des Fahrzeugs nicht abgeschlossen ist, wenn eine Neuinitialisierung stattgefunden hat, wenn die Motortemperatur nicht im gewünschten Bereich liegt oder wenn zusätzliche Verbraucher aktiv sind, bei denen keine Ermittlung des Korrekturfaktors erfolgen soll.
14. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 9, 10, 11,12 oder 13, dadurch geken n zei ch n et, dass wenn bei der ersten bzw. der zweiten Schaltung die Anzahl der ungefilterten Werte der Fahrwiderstände eine vorgegebene Anzahl unterschreitet, die Werte verworfen werden, wobei die nächste Schaltung als erste bzw. als zweite Schaltung gilt.
15. Verfahren zur Bestimmung des an der Kurbelwelle zur Verfügung stehenden Momentes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 8, 9, 10,11, 12, 13 oder 14, dadurch geken n zei ch n et, dass die Topographie fest vorgegeben oder vor dem Start der Berechnungen ermittelt wird, sodass die Adaption zur Bestimmung des Momentes des Verbrennungsmotors an der Kurbelwelle beschleunigt wird.
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