EP3568582B1 - Motorsteuerung, motorsteuerungsverfahren und entsprechendes computerprogramm - Google Patents

Motorsteuerung, motorsteuerungsverfahren und entsprechendes computerprogramm Download PDF

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EP3568582B1
EP3568582B1 EP17822653.6A EP17822653A EP3568582B1 EP 3568582 B1 EP3568582 B1 EP 3568582B1 EP 17822653 A EP17822653 A EP 17822653A EP 3568582 B1 EP3568582 B1 EP 3568582B1
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EP
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torque
idle
speed control
speed
torque demand
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Axel Ibenthal
Benjamin Kaczor
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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    • F02D41/307—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes to avoid torque shocks
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    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/21—Control of the engine output torque during a transition between engine operation modes or states

Definitions

  • the invention relates to an engine control, an engine control method and a corresponding computer program.
  • a speed controller In vehicles with an internal combustion engine, a speed controller is usually used to ensure that a minimum speed is maintained below which the internal combustion engine cannot be operated. This is known as what is known as "idle control".
  • a mechanical or electronic idle speed controller regulates the idle speed to a constant value, so that the engine is prevented from stalling due to an excessively low speed. So that the internal combustion engine can be operated safely, the torque requirement of the idle control should be implemented with high priority or high dynamics. This is particularly the case when the torque demand on the internal combustion engine is influenced by other components in addition to the idling control and the driver's request.
  • torque shaping One aspect that influences the torque demand on the internal combustion engine is the so-called torque shaping.
  • the operation of the vehicle should be made as comfortable as possible for the driver. For this reason, torque requirements are suitably shaped so that the driver experiences a high level of comfort.
  • torque shaping the engine torque is limited in the gradient depending on the gear and the speed in order to make driving more comfortable.
  • a motor controller which, in operating states of the drive unit in which load compensation is required, for example to prevent the drive unit from going out, adapts a predetermined torque setpoint depending on a load to be compensated to the respective operating state of the drive unit.
  • this solution does not provide a continuous transition between idling control and torque shaping.
  • Patent application US2004187841 A1 describes a method and a device for operating a drive motor of a vehicle, a resulting setpoint torque for controlling the drive motor being specified as a function of the driver's desired torque and other setpoint torque variables.
  • Patent application US2004011575 A1 describes a method and a device for operating a drive motor of a vehicle. On the basis of a torque requested by the driver, which is converted into a resulting target torque while taking additional torques into account, the resulting target torque is corrected as a function of the torque loss that is not available for the drive
  • the object of the present invention is to provide an engine control and a corresponding engine control method which at least partially overcome the above-mentioned disadvantages.
  • an engine controller is provided, in particular for a drive engine of a motor vehicle, which is set up to shape the torque requirement of an idle control as a function of a situation recognition.
  • the idle speed control can be, for example, a speed control that prevents the speed of an engine, in particular a motor vehicle engine, from falling below a critical speed at which the engine dies or threatens to die.
  • the engine is in particular an internal combustion engine.
  • the motor vehicle is in particular a trackless land motor vehicle, for example a passenger car or a truck.
  • the engine control according to the invention can advantageously be used to weight torque requirements from the point of view of comfort and performance.
  • the torque shaping can be based on a method for torque shaping known to the person skilled in the art, for example on a method that limits the torque gradient to increase driving comfort.
  • the engine control is set up in such a way that there is a continuous (or stepless) transition between idle control and torque shaping.
  • a functionally continuous, stepless transition between the two extreme states can be generated.
  • the transition between the two extreme states can be designed in such a way that the parameterization of the idle control and that of the torque shaping are decoupled. This has the advantage that the two areas can be set individually to the respective optimum.
  • the engine control is set up to determine a target torque on the basis of a torque requested by the driver and the torque requirement of the idle control.
  • This setpoint torque can serve, for example, as an output variable for a setpoint torque of the vehicle engine to be set by the engine control.
  • no torque shaping of the torque requirement of the idling control is carried out in a first extreme state and in a second In the extreme state, a maximum torque shaping of the torque requirement of the idle control is carried out.
  • the engine controller is set up to determine a weighting on the basis of input variables of the situation recognition, which weighting determines the extent to which the torque requirement of the idle control is being shaped.
  • This weighting can be, for example, an index that indicates how strongly the torque requirement of the idle control should be shaped.
  • the weighting or the index can be represented by a numerical value, for example. For example, the greater the value, the greater the shaping of the torque requirement of the idle control, or vice versa. Other implementations of weighting are also conceivable.
  • the engine control can be set up to shape a proportion of the torque requirement of the idle control that corresponds to the weighting and to leave the remaining proportion unformed. This can be done, for example, by diverting a portion of the torque requirement of the idle control that corresponds to the index to a torque shaping.
  • the situation detection can be based, for example, on one or more of the following information: state of the drive train, actual speed value, speed setpoint, torque request from the idle controller, torque request from the driver, and driving speed.
  • the weighting can be determined, for example, which determines the extent to which a torque shaping of the torque request of the idle control takes place.
  • the invention also relates to an engine control method in which the torque request of an idling control is formed as a function of a situation recognition, as well as a computer program which comprises instructions which, when they are executed on a processor, cause the processor to execute this engine control method.
  • the engine control method according to the invention can in particular include the use of an engine control with one or more of the features described in this illustration.
  • the device according to the invention can be used in all vehicles which have an idle control, for example in motor vehicles with an internal combustion engine, whereby it can be a motor vehicle driven purely by means of an internal combustion engine or a hybrid vehicle.
  • a situation recognition is carried out for the continuous calculation of the weighting of the two components.
  • the situation recognition is carried out, for example, by the evaluation unit 2 of Fig. 1 executed.
  • This situation recognition is used, for example, to recognize how urgent a torque requirement of the idling control is in order to prevent the engine from stalling. For example, if the driver's torque demand is high or if the actual speed is high, it can be assumed that the engine is less likely to stall than if the speed drops quickly and is low or if the proportion of the idle control torque in the total torque is high.
  • the state of the drive train (open, slipping, closed, ...) and the actual speed value (current speed) can be used as input variables (situation detection input variables 5 of the Fig. 1 ).
  • the speed setpoint (setpoint speed)
  • the torque request of the idle controller and the torque request of the driver can be used as input variables.
  • the driving speed can also be used as an input variable for the situation recognition.
  • the situation recognition can be based on one or more of the input variables mentioned. However, other input variables can also be used to identify the situation.
  • Fig. 2a shows a first embodiment for a continuous formation of the weighting (3 in Fig. 1 ).
  • the speed controller torque for example idle speed controller
  • M LL and the driver's desired torque M F are used as input variables for calculating a weighting index.
  • the total desired torque M GES (driver's request plus speed controller) is determined from the driver's desired torque M F and the speed regulator torque M LL.
  • the weighting index is formed as a function of the ratio M LL / M GES of the speed controller torque M LL to the total desired torque M GES .
  • an exemplary dependence of the index on the ratio M LL / M GES is shown.
  • a first value range of the ratio M LL / M GES from 0 to 0.2, the index is selected as 0, ie the torque coordination regulates completely to the extreme state of torque shaping (3b in Fig. 1 ). In this area, the idle controller torque is completely shaped by the torque shaping.
  • the index rises linearly from 0 to 1, ie there is a continuous transition between the two extreme states of idling control and torque shaping in this range.
  • the index is selected as 1, ie the torque coordination regulates 100% to the extreme state of controller performance (3a in Fig. 1 ) a.
  • the idle controller torque remains unshaped in this area.
  • Exemplary values of the weighting index are given in the following table: M LL [Nm] 30th 30th 20th 10 0 M TOTAL [Nm] 30th 50 50 35 200 M LL / M TOTAL [-] 1 0.6 0.4 0.28 0 Index [-] 1 0.5 0.25 0.1 0
  • Figure 2b shows a further embodiment for the continuous formation of the weighting (3 in Fig. 1 ).
  • this embodiment go as input variables for the calculation of a weighting index of the speed reference value n, a target and the actual speed n.
  • the index is formed in dependence on the rotational speed deviation of the speed controller (n SOLL -N).
  • the index is selected as 0, ie the torque coordination regulates completely to the extreme state of torque shaping (3b in Fig. 1 ) a.
  • the idle control torque is completely shaped by the torque shaping.
  • the index increases linearly from 0 to 1, ie there is a continuous transition between the two extreme states of idling control and torque shaping in this range.
  • the index is selected as 1, ie the torque coordination regulates 100% to the extreme state of controller performance (3a in Fig. 1 ) a. The idle controller torque remains unshaped in this area.
  • Fig. 3 shows an exemplary embodiment of the implementation of a weighting index to influence the moment shaping.
  • an input torque 12 is fed to a torque shaping unit 4, one portion of which consists of the driver's desired torque M F and another portion of which is a speed governor torque portion 14.
  • the moment shaping unit 4 performs a moment shaping of the input torque 12 supplied to it in a manner known to a person skilled in the art.
  • the moment shaping can be based on known methods for increasing driving comfort by, for example, limiting the torque gradient.
  • the torque shaping unit 4 receives, as input variable 12, a torque that is formed by adding the torque M F requested by the driver to a speed governor torque component 14.
  • the driver's desired torque M F is fed directly to the torque shaping unit 4, that is to say it is always shaped.
  • the weighting is done by multiplying the speed control torque M LL with the modified weighting factor 3 'in a multiplier 9.
  • the modified weighting factor 3' is created by subtracting the weighting index 3 (index from the situation recognition) from the one in a subtraction unit 8. It is assumed that the weighting index 3 lies in a value range from zero to one, as was described above in connection with the situation recognition. Consequently, the resulting modified weighting index 3 'also lies in a value range from zero to one.
  • the modified weighting index 3 ' represents a kind of "inversion" of the weighting index 3.
  • the torque shaping unit 4 consequently also shapes a portion of the speed regulator torque M LL , which is determined by the weighting index from the situation recognition.
  • the torque shaping unit 4 outputs an output torque 13.
  • a further (unshaped) torque component 15 of the speed controller torque M LL is added to this output torque 13 by means of adder 14.
  • This unshaped torque component 15 is created by multiplying the speed regulator torque M LL by the weighting index 3 in a multiplier 11.
  • the resulting output torque 7 is output as the setpoint torque.
  • the driver's desired torque M F is therefore always formed by the torque shaping unit 4, whereas the speed controller torque M LL is only shaped by the torque shaping unit 4 to a portion M LL x (1 - index).
  • the remaining portion M LL ⁇ index is diverted past the torque shaping unit 4.
  • the driver's request component M F is always formed, whereas the speed governor torque M LL is only formed to a proportion that is determined by the weighting index 3 from the situation recognition. If the weighting index 3 from the situation recognition is zero, the speed governor torque M LL is also completely formed. This corresponds to the extreme state of driving comfort 3a Fig. 1 .
  • the speed governor torque M LL is completely bypassed the torque shaping unit 4 and is therefore not shaped at all. This corresponds to the extreme state of controller performance 3b of Fig. 1 .
  • a gradient limitation of the speed controller torque M LL does not take place in this extreme state.
  • the weighting index 3 is between zero and one, the speed governor torque M LL is proportionately shaped according to the value of the weighting index 3.
  • a gradient restriction of the speed controller torque M LL takes place in this extreme state.
  • the engine control shown therefore offers a situation assessment that leads to a continuous weighting between controller performance and driving comfort and creates an independence between the parameterization of the controller behavior and driving comfort.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Motorsteuerung, ein Motorsteuerungsverfahren und ein entsprechendes Computerprogramm.
  • Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird üblicherweise mittels Drehzahlregler sichergestellt, dass eine Mindestdrehzahl eingehalten wird unterhalb welcher der Verbrennungsmotor nicht betrieben werden kann. Dies ist als sogenannte "Leerlaufregelung" bekannt. Ein mechanischer oder elektronischer Leerlaufregler regelt die Leerlaufdrehzahl auf einen konstanten Wert, so dass ein Absterben des Motors aufgrund einer zu niedrigen Drehzahl verhindert wird. Damit der Verbrennungsmotor sicher betrieben werden kann, sollte die Momentenanforderung der Leerlaufregelung mit hoher Priorität bzw. hoher Dynamik umgesetzt werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Momentenanforderung an den Verbrennungsmotor neben der Leerlaufregelung und dem Fahrerwunsch auch noch durch weitere Komponenten beeinflusst wird.
  • Eine Aspekt, der Einfluss auf die Momentenanforderung an den Verbrennungsmotor hat, ist die sogenannte Momentenformung. Der Betrieb des Fahrzeugs soll für den Fahrer so komfortabel wie möglich gestaltet werden. Daher werden Momentenanforderungen so geeignet geformt, dass sich für den Fahrer ein hohes Komfortempfinden einstellt. So wird beispielsweise durch Momentenformung das Motormoment in Abhängigkeit von der Fahrstufe und der Drehzahl im Gradienten begrenzt, um das Fahren komfortabel zu gestalten.
  • Es kann jedoch der Fall eintreten, dass die beiden oben beschriebenen Anforderungen im Gegensatz zueinander stehen, was die Anforderungen an die Umsetzung der Momentenanforderung angeht, so dass ein Zielkonflikt auftreten kann.
  • Um derartige Zielkonflikte auflösen, gibt es Lösungen, bei denen zwischen den beiden Umsetzungsvarianten Leerlaufregelung und Momentenformung umgeschaltet wird, in dem z.B. eine Momentenformung deaktiviert wird, sobald sich der Motor im leerlaufnahen Bereich befindet. Bei der umschaltenden Lösung kann es jedoch zu Konflikten zwischen der Leerlaufregelung und dem Komfortempfinden kommen. So sinkt z.B. der Fahrkomfort im leerlaufnahen Bereich auch dann, wenn gar nicht die Gefahr eines Absterben des Motors besteht. Auf der anderen Seite kann es zu Schwingungen in der Motordrehzahl kommen, wenn im leerlaufnahen Bereich die Momentenumsetzung zu stark geformt wird und somit die Performance des Leerlaufreglers eingeschränkt wird. Weiter besteht die Gefahr, dass der Momentenwunsch des Fahrers beim Beschleunigen negativ beeinflusst wird, da der Leerlaufregler mit hoher Dynamik versucht, gegen eine steigende Drehzahl zu regeln.
  • Bislang wurde versucht, diesen Zielkonflikt durch geeignete Bedatungsvarianten zu beheben, bei denen eine Kompromissbedatung zwischen Reglerperformance und Fahrkomfort gewählt wurde, wobei beide Anforderungen damit nicht optimal umgesetzt werden können. Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2015/067874 ist beispielsweise eine Motorsteuerung mit einer Momentenformung und einer Leerlaufregelung bekannt, bei der die Momentenformung nur dann vollständig abgeschaltet wird, wenn das Risiko des Absterbens des Motors besteht. Bei solch umschaltenden Lösungen kann es jedoch zu Konflikten zwischen der Leerlaufregelung und dem Komfortempfinden kommen. Darüber hinaus ist es bei dieser Lösung von Nachteil, dass die Parametrierung der Leerlaufregelung und die der Fahrbarkeit nicht entkoppelt sind und sich somit gegenseitig beeinflussen, d.h. in der jeweiligen Funktion müssen in der Praxis Anforderungen aus der anderen Funktion berücksichtigt werden, um ein akzeptables Gesamtergebnis zu erzielen.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2004 060 527 A1 ist ferner eine Motorsteuerung bekannt, die in Betriebszuständen der Antriebseinheit, in denen eine Lastkompensation erforderlich ist, bspw. um ein Ausgehen der Antriebseinheit zu verhindern, ein vorgegebener Drehmomentsollwert abhängig von einer zu kompensierenden Last an den jeweiligen Betriebszustand der Antriebseinheit anpasst. Diese Lösung liefert jedoch keinen kontinuierlichen Übergang zwischen einer Leerlaufregelung und einer Momentenformung.
  • Patentanmeldung US2004187841 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs, wobei ein resultierendes Sollmoment zur Steuerung des Antriebsmotors abhängig vom Fahrerwunschmoment und weiteren Sollmomentengrößen vorgegeben wird.
  • Patentanmeldung US2004011575 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs. Ausgehend von einem Fahrerwunschmoment, welcher unter Berücksichtigung weiterer Momente in ein resultierendes Sollmoment umgerechnet wird, wird eine Korrektur des resultierenden Sollmoments abhängig von den nicht zum Antrieb zur Verfügung stehenden Verlustmomenten vorgenommen
  • J Vor diesem Hintergrund ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuerung und ein entsprechendes Motorsteuerungsverfahren bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile wenigstens teilweise überwinden.
  • Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Motorsteuerung nach Anspruch 1 und/oder das Motorsteuerungsverfahren nach Anspruch 4 und/oder das Computerprogramm nach Anspruch 5 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
  • Erfindungsgemäß wird eine Motorsteuerung, insbesondere für einen Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs, bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, die Momentenanforderung einer Leerlaufregelung in Abhängigkeit von einer Situationserkennung zu formen. Bei der Leerlaufregelung kann es sich beispielsweise um eine Drehzahlregelung handeln, die verhindert, dass die Drehzahl eines Motors, insbesondere eines Kraftfahrzeugmotors, unter eine kritische Drehzahl fällt, bei der der Motor abstirbt oder abzusterben droht.
  • Der Motor ist insbesondere ein Verbrennungsmotor. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein gleisloses Landkraftfahrzeug, zum Beispiel ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen. In vorteilhafter Weise kann mit der erfindungsgemäßen Motorsteuerung eine Gewichtung von Momentenanforderungen unter Komfort- und Performancegesichtspunkten erfolgen.
  • Die Momentenformung kann auf einem dem Fachmann bekannten Verfahren zur Momentenformung beruhen, beispielsweise auf einem Verfahren, das zur Erhöhung des Fahrkomforts den Momentengradienten beschränkt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Motorsteuerung so eingerichtet, dass ein kontinuierlicher (bzw. stufenloser) Übergang zwischen Leerlaufregelung und Momentenformung erfolgt. Mit solch einer Motorsteuerung kann, statt mit einer schaltenden Entscheidung zwischen Reglerperformance und Fahrkomfort zu variieren, ein funktional kontinuierlicher, stufenloser Übergang zwischen den beiden Extremzuständen erzeugt werden.
  • Der Übergang zwischen den beiden Extremzuständen kann so gestaltet werden, dass die Parametrierung der Leerlaufregelung und die der Momentenformung entkoppelt sind. Dies hat den Vorteil, dass die beiden Bereiche jeweils für sich gesehen auf das jeweilige Optimum eingestellt werden können.
  • Die Motorsteuerung ist dazu eingerichtet, ein Sollmoment auf Grundlage eines Fahrerwunschmoments und der Momentenanforderung der Leerlaufregelung zu ermitteln. Dieses Sollmoment kann beispielsweise als Ausgangsgröße für ein durch die Motorsteuerung einzustellendes Sollmoment des Fahrzeugmotors dienen.
  • Beispielsweise wird in einem ersten Extremzustand keine Momentenformung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung vorgenommen und in einem zweiten Extremzustand wird eine maximale Momentenformung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung vorgenommen.
  • Gemäß eines Ausführungsbeispiels ist die Motorsteuerung dazu eingerichtet, auf Grundlage von Eingangsgrößen der Situationserkennung eine Gewichtung zu ermitteln, die bestimmt, in welchem Maße eine Momentenformung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung erfolgt. Bei dieser Gewichtung kann es sich beispielsweise um einen Index handeln, der angibt, wie stark die Momentenanforderung der Leerlaufregelung geformt werden soll. Die Gewichtung bzw. der Index kann beispielsweise durch einen Zahlenwert repräsentiert werden. So kann beispielsweise eine umso stärkere Formung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung erfolgen, je größer der Wert ist, oder umgekehrt. Auch andere Umsetzungen einer Gewichtung sind denkbar.
  • Ferner kann die Motorsteuerung dazu eingerichtet werden, einen der Gewichtung entsprechenden Anteil der Momentenanforderung der Leerlaufregelung zu formen und den übrigen Anteil ungeformt zu belassen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein dem Index entsprechender Anteil der Momentenanforderung der Leerlaufregelung an einer Momentenformung vorbeigeleitet wird.
  • Die Situationserkennung kann beispielsweise auf einer oder mehrerer der folgenden Informationen beruhen: Zustand des Triebstrangs, Drehzahlistwert, Drehzahlsollwert, Momentenanforderung des Leerlaufreglers, Momentenanforderung des Fahrers, und Fahrgeschwindigkeit. Abhängig von diesen Informationen kann beispielsweise die Gewichtung ermittelt werden, die bestimmt, in welchem Maße eine Momentenformung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung erfolgt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Motorsteuerungsverfahren, bei dem die Momentenanforderung einer Leerlaufregelung in Abhängigkeit von einer Situationserkennung geformt wird, sowie ein Computerprogramm, das Instruktionen umfasst, die, wenn sie auf einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor dieses Motorsteuerungsverfahren ausführt. Das erfindungsgemäße Motorsteuerungsverfahren kann insbesondere die Verwendung einer Motorsteuerung mit einzelnen oder mehreren der in dieser Darstellung beschriebenen Merkmalen umfassen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei sämtlichen Fahrzeugen eingesetzt werden, die eine Leerlaufregelung aufweisen, z.B. bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor, wobei es sich um ein rein mittels eines Verbrennungsmotors angetriebenes Kraftfahrzeug oder um ein Hybridfahrzeug handeln kan.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Motorsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
    • Fig. 2a ein erstes Ausführungsbeispiel für eine kontinuierliche Bildung einer Gewichtung zeigt;
    • Fig. 2b ein zweites Ausführungsbeispiel für eine kontinuierliche Bildung einer Gewichtung zeigt; und
    • Fig. 3 eine beispielhafte Ausführung der Umsetzung eines Gewichtungsindex zur Beeinflussung der Momentenformung zeigt.
    • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Motorsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Motorsteuerung 1 umfasst eine Bewertungseinheit 2, die mittels einer Situationserkennung eine kontinuierliche (bzw. stufenlose) Bewertung von Eingangsgrößen 5 vornimmt, um daraus eine Gewichtung 3 zu ermitteln. Die Gewichtung 3 gibt eine Gewichtung zwischen den beiden Extremzuständen Reglerperformance 3a, bei dem die Momentenanforderung einer Leerlaufregelung ungeformt bleibt, und Fahrkomfort 3b, bei der die Momentananforderung einer Leerlaufregelung maximal geformt wird, an. Die Motorsteuerung 1 umfasst ferner eine Momentenformungseinheit 4, die aus Momentenformungseingangsgrößen 6 auf Basis des Gewichtungsindex 3 ein Sollmoment 8 bestimmt.
  • Gemäß der Ausführungsbeispiele wird für die kontinuierliche Berechnung der Gewichtung der beiden Anteile eine Situationserkennung durchgeführt. Die Situationserkennung wird beispielsweise von der Bewertungseinheit 2 der Fig. 1 ausgeführt. Diese Situationserkennung dient z.B. dazu, zu erkennen, wie dringlich eine Momentenanforderung der Leerlaufregelung ist, um zu verhindern, dass der Motor abstirbt. So kann zum Beispiel bei großer Fahrerwunschmomentenanforderung oder hoher Ist-Drehzahl davon ausgegangen werden, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass der Motor abstirbt, als wenn die Drehzahl schnell fällt und gering ist oder der Anteil des Leerlaufreglermoments am Gesamtmoment hoch ist.
  • Für die Situationserkennung können beispielsweise der Zustand des Triebstrangs (geöffnet, schlupfend, geschlossen,..) und die Drehzahlistwert (aktuelle Drehzahl) als Eingangsgrößen verwendet werden (Situationserkennungseingangsgrößen 5 der Fig. 1). Ferner können der Drehzahlsollwert (Solldrehzahl), die Momentenanforderung des Leerlaufreglers und die Momentenanforderung des Fahrers als Eingangsgrößen verwendet werden. Ferner kann auch die Fahrgeschwindigkeit als Eingangsgröße der Situationserkennung verwendet werden. Die Situationserkennung kann auf einer oder auf mehrerer der genannten Eingangsgrößen beruhen. Es können aber auch weitere Eingangsgrößen zur Situationserkennung hinzutreten.
  • Ein Ausführungsbeispiel für typische Wertebereiche für Eingangsgrößen ist in der folgenden Tabelle gegeben:
    von bis
    Drehzahlreglermoment [Nm] 0 30...50
    Fahrerwunschmoment [Nm] 0 250...500
    Drehzahlsollwert [1/min] 600 1100
    Drehzahlistwert [1/min] 0 >4000
  • Fig. 2a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine kontinuierliche Bildung der Gewichtung (3 in Fig. 1). In diesem Ausführungsbeispiel gehen als Eingangsgrößen für die Berechnung eines Gewichtungsindex das Drehzahlreglermoment (z.B. Leerlaufregler) MLL und das Fahrerwunschmoment MF ein. Aus dem Fahrerwunschmoment MF und dem Drehzahlreglermoment MLL wird das Gesamtwunschmoment MGES (Fahrerwunsch plus Drehzahlregler) ermittelt. Der Gewichtungsindex wird in Abhängigkeit von dem Verhältnis MLL/MGES des Drehzahlreglermoments MLL zum Gesamtwunschmoment MGES gebildet. In Fig. 2a ist eine beispielhafte Abhängigkeit des Index vom Verhältnis MLL/MGES gezeigt. In einem ersten Wertebereich des Verhältnisses MLL/MGES von 0 bis 0.2 wird der Index als 0 gewählt, d.h. die Momentenkoordinierung regelt vollständig auf den Extremzustand Momentenformung ein (3b in Fig. 1). Das Leerlaufreglermoment wird in diesem Bereich vollständig durch die Momentenformung geformt. In einem zweiten Wertebereich des Verhältnisses MLL/MGES von 0.2 bis 1.0 steigt der Index linear von 0 auf 1 an, d.h. es findet in diesem Bereich ein kontinuierlicher Übergang zwischen den beiden Extremzuständen Leerlaufregelung und Momentenformung statt. In einem dritten Wertebereich, in dem das Verhältnis MLL/MGES größer als 1 ist, wird der Index als 1 gewählt, d.h. die Momentenkoordinierung regelt zu 100% auf den Extremzustand Reglerperformance (3a in Fig. 1) ein. Das Leerlaufreglermoment bleibt in diesem Bereich ungeformt. Beispielhafte Werte des Gewichtungsindex sind in folgender Tabelle wiedergegeben:
    MLL [Nm] 30 30 20 10 0
    MGES [Nm] 30 50 50 35 200
    MLL/MGES [-] 1 0,6 0,4 0,28 0
    Index [-] 1 0,5 0,25 0,1 0
  • Fig. 2b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die kontinuierliche Bildung der Gewichtung (3 in Fig. 1). In diesem Ausführungsbeispiel gehen als Eingangsgrößen für die Berechnung eines Gewichtungsindex der Drehzahlsollwert nSOLL und der Drehzahlistwert nIST ein. Der Index wird in Abhängigkeit von der Drehzahlabweichung des Drehzahreglers (nSOLL-nIST) gebildet. In einem ersten Wertebereich, in dem die Drehzahlabweichung nSOLL-nIST kleiner als -200 ist, wird der Index als 0 gewählt, d.h. die Momentenkoordinierung regelt vollständig auf den Extremzustand Momentenformung (3b in Fig. 1) ein. Das Leerlaufregelermoment wird in diesem Bereich vollständig durch die Momentenformung geformt. In einem zweiten Wertebereich, in dem die Drehzahlabweichung nSOLL-nIST zwischen -200 und 50 liegt, steigt der Index linear von 0 auf 1 an, d.h. es findet in diesem Bereich ein kontinuierlicher Übergang zwischen den beiden Extremzuständen Leerlaufregelung und Momentenformung statt. In einem dritten Wertebereich, in dem die Drehzahlabweichung nSOLL-nIST größer als 50 ist, wird der Index als 1 gewählt, d.h. die Momentenkoordinierung regelt zu 100% auf den Extremzustand Reglerperformance (3a in Fig. 1) ein. Das Leerlaufreglermoment bleibt in diesem Bereich ungeformt. Beispielhafte Werte des Gewichtungsindex sind in folgender Tabelle wiedergegeben:
    nSOLL [1/min] 600 700 800 900 1000
    NIST [1/min] 550 775 937 1075 1200
    Index [-] 1 0,5 0,25 0,1 0
  • Fig. 3 zeigt eine beispielhafte Ausführung der Umsetzung eines Gewichtungsindex zur Beeinflussung der Momentenformung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird einer Momentenformungseinheit 4 ein Eingangsmoment 12 zugeführt, das zu einem Anteil aus dem Fahrerwunschmoment MF und zu einem anderen Anteil aus einem Drehzahlreglermomentanteil 14 besteht. Die Momentenformungseinheit 4 führt eine Momentenformung des ihr zugeführten Eingangsmoments 12 auf eine dem Fachmann bekannte Weise aus. Die Momentenformung kann auf bekannten Verfahren zur Erhöhung des Fahrkomforts durch beispielsweise Beschränkung des Momentengradienten beruhen.
  • Die Momentenformungseinheit 4 nimmt als Eingangsgröße 12 ein Drehmoment entgegen, das durch Addition des Fahrerwunschmoments MF mit einem Drehzahlreglermomentanteil 14 gebildet wird. Das Fahrerwunschmoment MF wird der Momentenformungseinheit 4 direkt zugeführt, wird also immer geformt. Das Drehzahlreglermoment MLL wird dagegen abhängig vom Gewichtungsindex 3 anteilig geformt (Index = 0: vollständige Formung) oder ungeformt (Index = 1: vollständig ohne Formung) einkoordiniert. Dies wird erzielt, indem der Momentenformungseinheit 4 lediglich der Drehzahlreglermomentanteil 14 zugeführt wird, der durch Gewichtung des Drehzahlreglermoments MLL mit einem modifizierten Gewichtungsfaktor 3' erhalten wird. Die Gewichtung erfolgt durch Multiplikation des Drehzahlreglermoments MLL mit dem modifizierten Gewichtungsfaktor 3' in einem Multiplizierer 9. Der modifizierte Gewichtungsfaktor 3' entsteht durch Subtraktion des Gewichtungsindex 3 (Index aus der Situationserkennung) von der Eins in einer Subtraktionseinheit 8. Dabei wird angenommen, dass der Gewichtungsindex 3 in einem Wertbereich von Null bis Eins liegt, wie dies oben im Zusammenhang mit der Situationserkennung beschrieben wurde. Folglich liegt der resultierende modifizierte Gewichtungsindex 3' ebenfalls in einem Wertbereich von Null bis Eins. Der modifizierte Gewichtungsindex 3' stellt eine Art "Umkehrung" des Gewichtungsindex 3 dar.
  • Die Momentenformungseinheit 4 formt neben dem Fahrerwunschanteil MF folglich auch einen Anteil des Drehzahlreglermoments MLL, der durch den Gewichtungsindex aus der Situationserkennung bestimmt wird. Die Momentenformungseinheit 4 gibt ein Ausgangsmoment 13 aus. Diesem Ausgangsmoment 13 wird mittels Addierer 14 ein weiterer (ungeformter) Momentenanteil 15 des Drehzahlreglermoments MLL hinzugemischt. Dieser ungeformte Momentenanteil 15 entsteht durch Multiplikation des Drehzahlreglermoments MLL mit dem Gewichtungsindex 3 in einem Multiplizierer 11. Das dadurch entstehende Ausgansmoment 7 wird als Sollmoment ausgegeben.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Fahrerwunschmoment MF also immer durch die Momentenformungseinheit 4 geformt, wogegen das Drehzahlreglermoments MLL nur zu einem Anteil MLL x (1 - Index) durch die Momentenformungseinheit 4 geformt wird. Der Restanteil MLL × Index wird an der Momentenformungseinheit 4 vorbeigeleitet. Folglich wird der Fahrerwunschanteil MF immer geformt, wogegen das Drehzahlreglermoment MLL nur zu einem Anteil geformt wird, der durch den Gewichtungsindex 3 aus der Situationserkennung bestimmt wird. Wenn der Gewichtungsindex 3 aus der Situationserkennung Null beträgt, wird auch das Drehzahlreglermoment MLL vollständig geformt. Dies entspricht dem Extremzustand Fahrkomfort 3a der Fig. 1. Beträgt der Gewichtungsindex 3 aus der Situationserkennung dagegen Eins, dann wird das Drehzahlreglermoment MLL vollständig an der Momentenformungseinheit 4 vorbeigeleitet und somit gar nicht geformt. Dies entspricht dem Extremzustand Reglerperformance 3b der Fig. 1. Eine Gradientenbeschränkung des Drehzahlreglermoment MLL findet in diesem Extremzustand nicht statt. Liegt der Gewichtungsindex 3 zwischen Null und Eins, so wird das Drehzahlreglermoment MLL entsprechend dem Wert des Gewichtungsindex 3 anteilig geformt. Eine Gradientenbeschränkung des Drehzahlreglermoment MLL findet in diesem Extremzustand teilweise statt.
  • Die gezeigte Motorsteuerung bietet folglich eine Situationsbewertung, die zu einer kontinuierlichen Gewichtung zwischen Reglerperformance und Fahrkomfort führt und eine Unabhängigkeit zwischen der Parametrierung des Reglerverhaltens und Fahrkomforts erzeugt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motorsteuerung
    2
    Bewertungseinheit
    3
    Gewichtungsindex
    3'
    modifizierten Gewichtungsfaktor: 1-Index
    3a
    Extremzustand Reglerperformance
    3b
    Extremzustand Fahrkomfort
    4
    Momentenformungseinheit
    5
    Eingangsgrößen der Situationserkennung
    6
    Eingangsgrößen der Momentenformung
    7
    Sollmoment
    8
    Subtraktionseinheit
    9
    Multiplizierer
    10
    Addierer
    11
    Multiplizierer
    12
    Eingangsmoment der Momentenformung
    13
    Ausgangsmoment der Momentenformung
    14
    geformter Drehzahlreglermomentanteil: MLL × (1 - Index)
    15
    ungeformter Drehzahlreglermomentanteil: MLL × Index
    MF
    Fahrerwunschmoment
    MLL
    Leerlaufreglermoment (Momentenanforderung des Drehzahlregler)
    MGES
    gesamtes Drehmoment (MLL + MF)

Claims (5)

  1. Motorsteuerung, die dazu eingerichtet ist, ein Sollmoment (7) auf Grundlage eines Fahrerwunschmoments (MF) und einer Momentenanforderung einer Leerlaufregelung (MLL) zu ermitteln,
    wobei das Fahrerwunschmoments (MF) und ein erster Teil der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) geformt in das Sollmoment (7) eingehen und ein zweiter Teil der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) ungeformt in das Sollmoment (7) eingeht,
    wobei der zweite Teil der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) durch die Gewichtung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) mit einem Gewichtungsfaktor (3) gebildet wird, und der erste Teil der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) durch die Gewichtung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) mit einem modifizierten Gewichtungsfaktor (3') gebildet wird,
    wobei der modifizierte Gewichtungsfaktor (3') durch Subtraktion des Gewichtungsfaktor (3) von der Eins gebildet wird,
    wobei der Gewichtungsfaktor (3) aus einer Situationserkennung (2) bestimmt wird, wobei die Situationserkennung auf einer oder mehrerer der folgenden Informationen beruht: Zustand des Triebstrangs, Drehzahlistwert, Drehzahlsollwert, Momentenanforderung des Leerlaufreglers, Momentenanforderung des Fahrers, und Fahrgeschwindigkeit.
  2. Motorsteuerung nach Anspruch 1, bei der der Übergang zwischen Leerlaufregelung und Momentenformung so gestaltet ist, dass die Parametrierung der Leerlaufregelung und die der Momentenformung entkoppelt sind.
  3. Motorsteuerung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der in einem ersten Extremzustand (3a) keine Momentenformung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) vorgenommen wird und bei der in einem zweiten Extremzustand (3b) eine maximale Momentenformung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) vorgenommen wird.
  4. Verfahren, bei dem ein Sollmoment (7) auf Grundlage eines Fahrerwunschmoments (MF) und einer die Momentenanforderung einer Leerlaufregelung ermittelt wird,
    wobei das Fahrerwunschmoments (MF) und ein erster Teil der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) geformt in das Sollmoment (7) eingehen und ein zweiter Teil der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) ungeformt in das Sollmoment (7) eingeht,
    wobei der zweite Teil der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) durch die Gewichtung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) mit einem Gewichtungsfaktor (3) gebildet wird, und der erste Teil der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) durch die Gewichtung der Momentenanforderung der Leerlaufregelung (MLL) mit einem modifizierten Gewichtungsfaktor (3') gebildet wird,
    wobei der modifizierte Gewichtungsfaktor (3') durch Subtraktion des Gewichtungsfaktor (3) von der Eins gebildet wird,
    wobei der Gewichtungsfaktor (3) aus einer Situationserkennung bestimmt wird, wobei die Situationserkennung auf einer oder mehrerer der folgenden Informationen beruht: Zustand des Triebstrangs, Drehzahlistwert, Drehzahlsollwert, Momentenanforderung des Leerlaufreglers, Momentenanforderung des Fahrers, und Fahrgeschwindigkeit.
  5. Computerprogramm, das Instruktionen umfasst, die, wenn sie auf einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der Prozessor das Verfahren nach Anspruch 4 ausführt.
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