DE4334552A1 - Verfahren zur Beschleunigungs- und Schleppmomentschlupfregelung bei einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschleunigungs- und Schleppmomentschlupfregelung bei einem Kraftfahrzeug, bei dem durch einen Eingriff eines Antriebsschlupfregel­ systems in das Brennkraftmaschinen-Steuersystem bei Be­ schleunugungsschlupf das Brennkraftmaschinendrehmoment verringert und bei Schlupf aufgrund des Brennkraftmaschi­ nenschleppmoments das Brennkraftmaschinendrehmoment ange­ hoben wird.

Bei allen bisher bekannten Beschleunigungs- und Schlepp­ momentschlupfregelsystemen erfolgt der Eingriff des An­ triebsschlupfregelsystems in das Brennkraftmaschinen- Steuersystem durch unmittelbare Modifikation der für die Drehmomentabgabe der Brennkraftmaschine relevanten Para­ meter wie unmittelbare Änderung des Füllungsgrades durch Verstellung des Drosselklappenwinkels, durch Zündzeit­ punktverstellung oder durch Unterbrechung der Kraftstoff­ zufuhr für einzelne oder mehrere Zylinder der Brennkraft­ maschine. Dieser unmittelbare Eingriff des Antriebs­ schlupfregelsystems auf die Zündungssteuereinrichtung, die Einspritzsteuereinrichtung und/oder auf die Füllungs­ steuereinrichtung erfolgt zudem bei den bisher bekannten Antriebsschlupfregelsystemen unkoordiniert.

Aus der DE 37 13 374 A1 ist beispielsweise ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Antriebsschlupfregelung be­ kannt, bei der das Brennkraftmaschinendrehmoment von dem Antriebsschlupfregelsystem direkt mit Hilfe einer zweiten Drosselklappe gesteuert wird, die in Reihe zu einer nor­ malen Haupt-Drosselklappe in dem Ansaugrohr der Brenn­ kraftmaschine angebracht ist. Da der Zusammenhang zwi­ schen dem jeweiligen Drosselklappenwinkel und dem von der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmoment stark nicht­ linear ist und diese Nichtlinearität zudem für die ver­ schiedenen Brennkraftmaschinen stark unterschiedlich ist, erfordert ein derartiger direkter Eingriff des Antriebs­ schlupfregelsystems in die Füllungssteuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine bei Anwendung eines bestimmten An­ triebsschlupfregelsystems bei verschiedenen Brennkraftma­ schinentypen jeweils eine separate und individuelle An­ passung, durch die die vorstehend beschriebene Nicht­ linearität kompensiert wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Be­ schleunigungs- und Schleppmomentschlupfregelung bei einem Kraftfahrzeug eingangs genannter Art anzugeben, durch das der Applikationsaufwand von Antriebsschlupfregelsystemen beim Übergang auf andere Brennkraftmaschinenvarianten deutlich reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eingriff des Antriebsschlupfregelsystems in Form einer Brennkraftmaschinendrehmomentanforderung an das Brennkraftmaschinensteuersystem erfolgt und daß das Brennkraftmaschinensteuersystem die Brennkraftmaschinen­ drehmomentanforderung des Antriebsschlupfregelsystems durch koordinierten Eingriff in die Zündungssteuerungs­ einrichtung, Einspritzsteuerungseinrichtung und/oder Fül­ lungssteuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine er­ füllt.

Der Kern der Erfindung besteht dabei darin, daß das An­ triebsschlupfregelsystem nicht unkoordiniert in die Zün­ dungssteuerungseinrichtung, die Einspritzsteuerungsein­ richtung und/oder die Füllungssteuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine in unmittelbarem Zugriff eingreift, sondern daß das Antriebsschlupfregelsystem an das Brenn­ kraftmaschinensteuersystem einen gewünschten Drehmoment­ wert weitergibt, der dann durch das Brennkraftmaschinen­ steuersystem durch koordinierten Eingriff in die Zün­ dungssteuerungseinrichtung, Einspritzsteuerungseinrich­ tung und/oder Füllungssteuerungseinrichtung der Brenn­ kraftmaschine umgesetzt wird. Es besteht damit zwischen dem Antriebsschlupfregelsystem und dem Brennkraftmaschi­ nensteuersystem lediglich noch eine Schnittstelle, über die einerseits das vom Antriebsschlupfregelsystem ge­ wünschte Brennkraftmaschinendrehmoment an das Brennkraft­ maschinensteuersystem übertragen wird und andererseits vom Brennkraftmaschinensteuersystem das aktuelle Brenn­ kraftmaschinendrehmoment an das Antriebsschlupfregel­ system rückübertragen wird. Die Umsetzung des gewünschten Brennkraftmaschinendrehmoments erfolgt ausschließlich durch das Brennkraftmaschinensteuersystem. Damit werden die für jeden Brennkraftmaschinentyp spezifischen Nicht­ linearitäten zwischen dem Brennkraftmaschinendrehmoment einerseits und dem Drosselklappenwinkel, dem Zündzeit­ punkt und/oder der Kraftstoffeinspritzmenge im Brenn­ kraftmaschinensteuergerät selbst kompensiert.

Es ist damit in einfacher Weise möglich, ein bestimmtes Antriebsschlupfregelsystem ohne großen Applikationsauf­ wand bei verschiedenen Brennkraftmaschinentypen einzu­ setzen.

Vorzugsweise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Brennkraftmaschinendrehmomentanforderung in Form eines auf den maximalen Brennkraftmaschinendrehmomentwert unter Normbedingungen bezogenen normierten Drehmomentwertes von dem Antriebsschlupfregelsystem an das Brennkraftmaschi­ nensteuersystem übermittelt.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt zur Verringerung des Brennkraftmaschinendrehmoments zunächst ein Eingriff in die Zündungssteuerungseinrichtung, dann ein Eingriff in die Einspritzsteuerungseinrichtung und schließlich ein Eingriff in die Füllungssteuerungsein­ richtung der Brennkraftmaschine. Diese Reihenfolge ergibt sich aufgrund der unterschiedllichen Wirkungsweise der einzelnen Eingriffe. Durch Eingriff in die Zündungssteue­ rungseinrichtung kann durch Zündverstellung in Richtung spät das Brennkraftmaschinendrehmoment am schnellsten verringert werden. Diesen Eingriff kann man jedoch nicht sehr lange vornehmen, da dadurch die Abgastemperatur und damit die Brennkraftmaschinentemperatur stark ansteigt. Am zweitschnellsten wirkt die Einzelzylindereinspritzab­ schaltung und damit ein Eingriff in die Einspritzsteue­ rung. Ein derartiger Eingriff hat jedoch den Nachteil, daß die Kraftstoff-Luft-Verhältnisregelung der Brenn­ kraftmaschine stark gestört wird. Am langsamsten, aber für einen längeren Zeitraum am unproblematischsten wirkt ein Eingriff in die Füllungssteuerungseinrichtung, d. h. eine Verringerung des Drosselklappenöffnungswinkels. Es ist daher vorteilhaft, den Eingriff in die Zündungssteue­ rungseinrichtung, in die Einspritzsteuerungseinrichtung und in die Füllungssteuerungseinrichtung in dieser Rei­ henfolge koordiniert vorzunehmen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das das Zusammenwirken eines Antriebsschlupfregelsystems und eines Brennkraftmaschinensteuersystems wiedergibt, und

Fig. 2 ein Diagramm, das den nichtlinearen Zusammen­ hang zwischen dem Drosselklappenwinkel und dem Brennkraftmaschinendrehmoment für verschiedene Brennkraftmaschinendrehzahlen wiedergibt.

Die Fig. 1 zeigt ein Antriebsschlupfregelsystem 1, das über eine Leitung 2 eine gewünschte Brennkraftmaschinen­ drehmomentanforderung an das Brennkraftmaschinensteuer­ system übermittelt, das sich aus einer sog. digitalen Mo­ torelektronik 3 und einer elektromotrisch betriebenen Drosselklappenregelung 4 zusammensetzt.

Tritt beispielsweise bei dem betreffenden Kraftfahrzeug ein Beschleunigungsschlupf aufgrund eines zu hohen Brenn­ kraftmaschinendrehmoments auf, so fordert das Antriebs­ schlupfregelsystem 1 über die Leitung 2 ein geringeres Drehmoment an. Da es von großer Bedeutung ist, den Dreh­ momentwunsch des Antriebsschlupfregelsystems möglichst schnell umzusetzen, greift die digitale Motorelektronik 3 zunächst über die Leitung 5 in die in der Figur nicht dargestellte Zündungssteuerungseinrichtung ein und ver­ stellt den Zündzeitpunkt zur Reduzierung des Brennkraft­ maschinendrehmoments in Richtung spät. Dieser Eingriff wirkt am schnellsten, hat aber längerfristig den Nach­ teil, daß die Abgastemperatur der Brennkraftmaschine sehr stark ansteigt. Am zweitschnellsten wirkt die Einzelzylindereinspritzausblendung, so daß die digitale Motorelektronik als nächsten Schritt zur Verringerung des Brennkraftmaschinendrehmoments über die Leitung 6 in die in der Figur nicht dargestellte Einspritzsteuereinrich­ tung eingreift und dadurch bewirkt, daß zumindest bei einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine die Ein­ spritzung zumindest zeitweise ausgeblendet wird. Als Rückmeldung zu diesen beiden Eingriffen erhält das Antriebsschlupfregelsystem 1 von der digitalen Motorelek­ tronik 3 über die Leitung 7 das aktuell eingestellte Brennkraftmaschinendrehmoment.

Am langsamsten, aber dafür am unproblematischsten wirkt ein Eingriff in die Drosselklappenregelung 4 zur Verände­ rung des Füllungsgrades der Brennkraftmaschine. Auch die Drosselklappenregelung 4 gibt im Zusammenwirken mit der digitalen Motorelektronik 3 über die Leitung 7 die Infor­ mation, welches Brennkraftmaschinendrehmoment gerade ein­ gestellt ist an das Antriebsschlupfregelsystem 1 zurück.

Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht dabei darin, daß die Kommunikation zwischen dem Antriebs­ schlupfregelsystem und dem aus der digitalen Motorelek­ tronik 3 und der Drosselklappenregelung 4 bestehenden Brennkraftmaschinensteuersystem lediglich in einer Dreh­ momentanforderung und als Antwort darauf in der Übermitt­ lung des aktuell eingestellten Brennkraftma­ schinendrehmomentwertes besteht. Vorzugsweise können da­ bei die Drehmomentwerte in Form eines auf den maximalen Brennkraftmaschinendrehmomentwert unter Normbedingungen bezogenen normierten Drehmomentwertes übermittelt werden. Das Antriebsschlupfregelsystem kann über einen Höhen­ adaptionswert, der von der Motorelektronik gebildet wird, vom normierten Drehmomentwert auf den absoluten Dreh­ momentwert schließen. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht dabei darin, daß bei Verwendung eines bestimmten Antriebsschlupfregelsystems bei verschiedenen Brennkraftmaschinentypen nur ein sehr geringer Appli­ kationsaufwand erforderlich ist, da das Antriebs­ schlupfregelsystem 1 keinerlei Informationen über die Nichtlinearitäten beispielsweise zwischen dem Brennkraft­ maschinendrehmoment und dem Drosselklappenwinkel der be­ treffenden Brennkraftmaschine benötigt.

In Fig. 2 ist als Beispiel für derartige Nichtlinearitä­ ten der Zusammenhang zwischen dem Drosselklappenwinkel w_DK, der auf der Ordinate aufgetragen ist, und dem auf das maximale Brennkraftmaschinendrehmoment M_Mot.Max unter Normbedingungen bezogenen Brennkraftmaschinendrehmoment M_Mot, das auf der Abszisse aufgetragen ist, für verschie­ dene Brennkraftmaschinendrehzahlen dargestellt. Die Kenn­ linien 11, 12, 13, 14, 15 und 16 zeigen diesen Zusammen­ hang für die Brennkraftmaschinendrehzahlen n = 1000 U/min, n = 2000 U/min, n = 3000 U/min, n = 4000 U/min, n = 5000 U/min und n = 6000 U/min. Dieses Diagramm zeigt, daß das Brennkraftmaschinendrehmoment M_Mot bei einer Ver­ größerung des Drosselklappenwinkels w_DK nicht proportio­ nal ansteigt. Überdies ist das Verhältnis von Drossel­ klappenwinkel w_DK und Brennkraftmaschinendrehmoment M_Mot von der Brennkraftmaschinendrehzahl n abhängig.

Soll beispielsweise durch Veränderung des Drosselklappen­ winkels w_DK ein bestimmtes, gewünschtes Brennkraftmaschi­ nendrehmoment M_Mot eingestellt werden, so benötigt das entsprechende Steuergerät die Informationen über die im Diagramm dargestellten Nichtlinearitäten.

Wenn beispielsweise, wie dies im Stand der Technik der Fall ist, der Drosselklappenwinkel w_DK direkt vom An­ triebsschlupfregelsystem gesteuert bzw. geregelt wird, so benötigt dieses die Informationen über die vorstehend be­ schriebenen Nichtlinearitäten. Dies hat dann bei Verwen­ dung des Antriebsschlupfregelsystems bei verschiedenen Brennkraftmaschinentypen einen hohen Applikationsaufwand zur Folge.

Wenn jedoch, wie beim erfindungsgemäßen Verfahren, vom Antriebsschlupfregelsystem nur eine Drehmomentanforderung an das Brennkraftmaschinensteuersystem übermittelt wird, und von diesem dann eine Rückmeldung über das aktuell eingestellte Brennkraftmaschinendrehmoment an das An­ triebsschlupfregelsystem erfolgt, so liegt gewissermaßen eine normierte Schnittstelle vor. Die Nichtlinearitäten zwischen dem Drosselklappenwinkel w_DK und dem Brennkraft­ maschinendrehmoment M_Mot müssen dann im Brennkraftmaschi­ nensteuersystem selbst kompensiert werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Beschleunigungs- und Schleppmoment­ schlupfregelung bei einem Kraftfahrzeug, bei dem durch einen Eingriff eines Antriebsschlupfregel­ systems in das Brennkraftmaschinensteuersystem bei Beschleunigungsschlupf das Brennkraftmaschinendreh­ moment verringert und bei Schlupf aufgrund des Brennkraftmaschinenschleppmoments das Brennkraftma­ schinendrehmoment angehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff des An­ triebsschlupfregelsystems (1) in Form einer Brenn­ kraftmaschinenanforderung an das Brennkraftmaschi­ nensteuersystem (3, 4) erfolgt und daß das Brenn­ kraftmaschinensteuersystem (3, 4) die Brennkraftma­ schinendrehmomentanforderung des Antriebsschlupf­ regelsystems (1) durch koordinierten Eingriff in die Zündungssteuerungseinrichtung, Einspritzsteuerungs­ einrichtung und/oder Füllungssteuerungseinrichtung der Brennkraftmaschine erfüllt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschinen­ drehmomentanforderung in Form eines auf den maxima­ len Brennkraftmaschinendrehmomentwert (M_Mot.Max) unter Normbedingungen bezogenen normierten Drehmo­ mentwertes von dem Antriebsschlupfregelsystem (1) an das Brennkraftmaschinensteuersystem (3, 4) übermit­ telt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des Brennkraftmaschinendrehmomentes (M_Mot) zunächst ein Eingriff in die Zündungssteuerungseinrichtung, dann ein Eingriff in die Einspritzsteuerungseinrichtung und schließlich ein Eingriff in die Füllungssteue­ rungseinrichtung der Brennkraftmaschine erfolgt.