DE19508889A1 - Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine und eines automatischen Stufenwechselgetriebes eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Brenn­ kraftmaschine und eines automatischen Stufenwechselgetriebes eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein gattungsgemäßes Steuerungsverfahren ist bereits aus der deutschen Patentanmeldung P 43 22 476.8 bekannt, in der ein Verfahren zur verbrauchsoptimalen Steuerung eines mit einer Brennkraftmaschine verbundenen, selbsttätig schaltenden Getrie­ bes mittels eines Kraftfahrzeugcomputers beschrieben ist. Zur Minimierung des Kraftstoffverbrauchs, zur Verbesserung des Schaltkomforts und zum schonenden Betrieb des Antriebsstranges wird in dieser Patentanmeldung vorgeschlagen, mittels des Kraftfahrzeugcomputers aus der Fahrpedalstellung, der Verände­ rungsgeschwindigkeit der Fahrpedalstellung, dem aktuellen Dros­ selklappenwinkel, der Motordrehzahl, des Notordrehzahlgradien­ ten, der Fahrzeuggeschwindigkeit und -beschleunigung sowie dem aktuellen Getriebeübersetzungsverhältnis je ein Stellwert für den Drosselklappenwinkel, den Drosselklappenwinkelgradienten sowie ein Stellwert für das neue Getriebeübersetzungsverhältnis zu ermitteln und die Schaltung durchzuführen.

Ausgehend von diesen bekannten Steuerungsverfahren besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein vereinfachtes und verbrauchs­ optimales Verfahren zur Steuerung der Brennkraftmaschine und eines Automatikgetriebes vorzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1, während vorteilhafte Ausgestaltungen des er­ findungsgemäßen Verfahrens in den Unteransprüchen dargestellt sind.

Erfindungsgemäß wird demnach der verbrauchsoptimale Gang des automatischen Stufenwechselgetriebes und die verbrauchsoptimale Drosselklappenstellung bzw. die verbrauchsoptimale Kraftstof­ feinspritzmenge bei einem vorgegebenen Leistungswunsch (das heißt Radmoment) durch den Fahrer aus einer Vielzahl von in ei­ nem Computerspeicher abgelegten motor-und getriebespezifischen Kennfeldern ermittelt. Diese Kennfelder wurden zuvor mit einem derartigen Kraftfahrzeug beispielsweise auf Motor-und Getriebe- Testständen ermittelt und anschließend in Form von Datenfeldern im Computerspeicher abgelegt. Mit Hilfe der verfahrensgemäßen Verknüpfung der einzelnen Kennfelddaten untereinander kann in Abhängigkeit von der als Eingangsgröße anzusehenden Fahrpedal­ stellung von dem Steuerungscomputer jederzeit ein ver­ brauchsoptimaler Drosselklappenstellwinkel sowie eine ver­ brauchsoptimale Schaltinformation für das Automatikgetriebe er mittelt werden.

Verfahrensgemäß stellt demnach ein Steuerungscomputer während des Betriebes des Kraftfahrzeuges vorzugsweise mittels eines Stellwinkelsensors die Auslenkung des Fahrpedals fest. Mit dem ermittelten Fahrpedalstellwinkel wird anschließend ein im Com­ puterspeiche r in einem Stellwinkel-/Antriebsradmomentkennfeld abgelegtes und zu dem ermittelten Fahrpedalstellwinkel zugehö­ riges Antriebsradmoment aufgesucht.

Mit dem so festgestellten Wert für das vom Fahrer gewünschte Radmoment wird in einem nächsten Verfahrensschritt in einem im Steuerungscomputer abgespeicherten Gangschaltkennfeld der Ge­ triebegang gesucht, mit dem bei minimalem Kraftstoffverbrauch das ermittelte Radmoment darstellbar ist. Diese Ganginformation kann anschließend vom Steuerungsrechner an ein Stellglied am Automatikgetriebe weitergeleitet werden, mit dem der so gefun­ dene optimale Getriebegang zuschaltbar ist.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird mit dem ermittelten Getriebegangwert in einer Vielzahl von im Computerspeicher ab­ gelegten und gangabhängigen Drosselklappenwinkelkennfeldern oder Einspritzmengenkennfeldern das zu dem ausgewählten Gang gehörende Kennfeld aufgesucht und aus ihm der zur Realisierung des gewünschten Radmomentes notwendige Drosselklappenwinkel bzw. die notwendige zeitliche Kraftstoffeinspritzmenge entnom­ men. Diese Information für den Drosselklappenwinkel bzw. die Einspritzmenge der Kraftstoffpumpe wird anschließend vom Steu­ erungscomputer in ein Stellsignal für die Drosselklappe bzw. die Kraftstoffpumpe umgewandelt und an deren Stellglieder wei­ tergeleitet.

Für den Fall, daß der eingelegte Getriebegang dem für den aktu­ ellen Leistungswunsch des Fahrers ermittelten optimalen Getrie­ begang entspricht, wird das Getriebe selbstverständlich im bis­ herigen Getriebegang belassen und gegebenenfalls nur der Dros­ selklappenwinkel dem aktuellen Leistungswunsch des Fahrers an­ gepaßt.

Zudem kann vorgesehen sein, daß zur Bestimmung des Radmomen­ tenwunsches in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung auf eines aus einer Vielzahl von Stellwinkel-/Radmomentkennfeldern zu­ rückgegriffen wird, die im Computerspeicher abgelegt sind und jeweils einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich zugeordnet sind. In diesen geschwindigkeitsbezogenen Kennfeldern können Grenzwerte für maximal zulässige Fahrgeschwindigkeiten abgelegt sein, so daß der Steuerungscomputer beim Feststellen einer Ge­ schwindigkeit, die im Bereich einer oberen Grenzgeschwindigkeit liegt, den durch die Auslenkung des Fahrpedals signalisierten Leistungswunsch jedenfalls nicht zur weiteren Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit, sondern allenfalls zur Abwahl des einge­ legten Getriebeganges nutzen kann. Zur Feststellung der Fahrge­ schwindigkeit kann in an sich bekannter Weise an der Getriebe­ abtriebswelle ein mit dem Computer verbundener Sensor angeord­ net sein.

Außerdem kann schließlich vorgesehen sein, daß in dem abgespei­ cherten Gangschaltkennfeld sowohl hoch- als auch rückschaltbe­ zogene und radmomentabhängige Schaltinformationen abgelegt sind, mit denen auf zugehörige Drosselklappen- oder Einspritz­ mengenkennfelder im Computerspeicher zurückgegriffen werden kann.

Die erfindungsgemäßen Verfahrensmerkmale erlauben den Einsatz dieses Steuerungsverfahrens in allen denkbaren Brennkraftma­ schinen-/Getriebekombinationen, wobei lediglich die im Compu­ terspeicher abgelegten Kennfelder der jeweiligen Aggregatekom­ bination anzupassen ist.

Das vorgeschlagene Steuerungsverfahren ermöglicht es, daß vor, während und direkt nach der Schaltung des Getriebes das Radmo­ ment konstant gehalten werden kann.

Wenngleich alle Steuerungsfunktionen von einem Steuerungscompu­ ter wahrgenommen werden können, so ist doch für die Motor- und die Getriebesteuerung vorzugsweise je ein gesonderter Steuer­ ungscomputer vorzusehen, die untereinander über Datenleitungen kommunizieren können. Dabei steht der Motorsteuerungscomputer u. a. mit dem Fahrpedalsensor, mit einem Drosselklappensensor und einem Motordrehzahlsensor in Verbindung und steuert u. a. den Zündwinkel und das Drosselklappenstellglied. Zudem stellt er dem Getriebesteuerungscomputer den aktuellen Fahrpedalwin­ kel, also dem Leistungswunsch des Fahrers zur Verfügung.

Im Getriebesteuerungscomputer wird wie oben beschrieben aus der Leistungswunschinformation das notwendige Radmoment ermittelt und an den Motorsteuerungscomputer weitergeleitet, der dann den Drosselklappenwinkel zur entsprechenden Motormomenterzeugung einstellt. Der Getriebesteuerungscomputer steht außerdem natür­ lich mit den Stellgliedern des Automatikgetriebes in Verbin­ dung, um so in Abhängigkeit vom gewünschten Radmoment und dem Fahrstil des Fahrers fahrsituationsgerecht den optimalen Gang zu schalten.

Claims (3)

1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine und eines automatischen Stufenwechselgetriebes eines Kraftfahrzeuges, bei dem der Leistungswunsch des Fahrers mittels eines Stell­ winkelsensors an der Auslenkung des Fahrpedals ermittelt und einem Steuerungscomputer zugeleitet wird, und bei dem der Steuerungscomputer zur verbrauchsoptimalen Steuerung der Brennkraftmaschine und des Getriebes den Signalwert bezüg­ lich des Leistungswunsches des Fahrers in ein Schaltsignal für das Automatikgetriebe und in ein Stellsignal für die Drosselklappe oder den Kraftstoffdurchsatz einer Kraftstof­ feinspritzpumpe weiterverarbeitet, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem festgestellten Fahrpedalstellwinkel ein im Com­ puterspeicher in einem Stellwinkel-/Antriebsradmomentkenn­ feld abgespeichertes Antriebsradmoment ermittelt wird, daß mit dem so festgestelltem Wert für das vom Fahrer ge­ wünschte Radmoment in einem im Computer abgelegten Schalt­ kennfeld der Getriebegangwert aufgesucht wird, mit dem bei minimalem Kraftstoffverbrauch das gewünschte Radmoment dar­ stellbar ist,
daß mit dem derart ermittelten Getriebegangwert in einem in einer Vielzahl von im Computer abgespeicherten und gangab­ hängigen Drosselklappen- oder Einspritzmengenkennfeldern das zu dem auserwählten Gang gehörende Kennfeld aufgesucht und aus ihm der zur Realisierung des gewünschten Radmomentes notwendige Drosselklappenwinkel bzw. die notwendige zeitli­ che Kraftstoffeinspritzmenge entnommen wird, und
daß von dem Steuerungscomputer aus dem so ermittelten Stell­ werten ein Stellsignal für die Einstellung der Drosselklappe oder der Kraftstoffeinspritzpumpe sowie ein Gangschaltsignal für die Zuschaltung des ermittelten optimalen Getriebeganges erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung des Radmomentenwunsches in Abhängigkeit vom Fahrpedalstellwinkel auf eines aus einer Vielzahl von in Ge­ schwindigkeitsbereichsklassen gegliederte und im Computer­ speicher abgelegten Stellwinkel-/Radmomentkennfeldern zuge­ griffen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem abgespeicherten Schaltkennfeld hoch- und rückschalt­ bezogene und radmomentabhängige Schaltinformationen abgelegt sind.