Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem Funktionsablauf und

2 zeigt ein Flussdiagramm.

Zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anpassung eines Drehmomentenmodells werden zunächst in 1 an Hand einer Schaltungsanordnung die Funktionen und die Wirkungsweise eines bekannten Drehmomentenmodells beschrieben und danach aufgezeigt, wie das erfindungsgemäße Verfahren der automatischen Anpassung des Drehmomentenmodells in diese Schaltungsanordnung eingebunden ist.

Da das von der Brennkraftmaschine aufgebrachte Ist-Drehmoment oder das vom Fahrzeug aufgenommene Fahrzeug-Drehmoment nicht direkt gemessen werden kann, werden die Drehmomente aus Größen beziehungsweise Parametern bestimmt, die entweder von Sensoren an der Brennkraftmaschine, am Fahrzeug und seine Aggregate gemessen oder aus Werten von Steuergeräten wie einer ESP-, ASR-Regelung, Getrieberegelung usw. berechnet werden.

Im linken oberen Teil von 1 ist zunächst eine Einheit A erkennbar, die per se bekannt ist und aus vorgegebenen Eingangsparametern ein gewünschtes Soll-Drehmoment TQI_SP berechnet. Zur Berechnung des Soll-Drehmoments TQI_SP können eine Reihe von unterschiedlichen Eingangsparametern berücksichtigt werden. In der Schaltungsanordnung von 1 sind folgende Eingangsparameter beispielhaft aufgeführt: ein Fahrerwunsch TQ_REQ, d.h. der Fahrer des Fahrzeugs betätigt beispielsweise das Gaspedal, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Eine Traktionskontrolle TCS gibt einen Wert vor, damit das von der Brennkraftmaschine aufgebrachte Ist-Drehmoment TQI_AV möglichst verlustfrei auf die Fahrbahn übertragen werden kann. Eine Getriebesteuerung AMT gibt ein gewünschtes Drehmoment vor. Beispielsweise kann bei einem Automatikgetriebe während des Umschaltens in einen anderen Gang das Drehmoment kurzzeitig zurückgenommen werden, um ein weiches und ruckfreies Fahrverhalten des Fahrzeugs zu erhalten. Eine Drehzahlbegrenzung ENSL überwacht die Drehzahl der Brennkraftmaschine. Eine Geschwindigkeitsbegrenzung VHSL überwacht die Grenzgeschwindigkeit für das Fahrzeug. Ein Tempomat CRU gibt ein Regeldrehmoment vor. Eine Leistungsbegrenzung ENG_POW_LIM überwacht die Motorleistung. Eine Katalysator-Schutzschaltung CRT_PROT überwacht die Katalysatorfunktion und reduziert gegebenenfalls den Drehmoment-Sollwert. Eine Notlaufregelung LIM überwacht Notlauffunktionen im Störungsfall. Als weitere Größe kann eine Drehmomentverlust-Kontrolle TQLO vorgesehen sein, um beispielsweise Belastungen durch eine Klimaanlage, elektrische Fensterheizung oder Scheinwerfer zu berücksichtigen beziehungsweise nachzuregeln, ohne dass der Fahrer von diesen Einflüssen etwas merkt. Aus den genannten oder ähnlichen Eingangsparametern wird mit Hilfe einer Rechnereinheit und eines entsprechenden Steuerprogramms (Software-Programm) ein Soll-Drehmoment TQI_SP berechnet, das am Ausgang der Einheit A zur Verfügung steht.

In einer Einheit B wird mit Ist-Werten gearbeitet. Es wird ein Ist-Drehmoment TQI_AV bestimmt, das von der Brennkraftmaschine abgegeben wird, wobei hier ebenfalls eine Reihe von Eingangsparametern verwendet werden. Ein wesentlicher Eingangsparameter ist beispielsweise ein Drosselklappen-Istwert TPS_AV, weil mit ihm der Luftstrom für die Zylinderfüllung gesteuert wird. Des weiteren werden Istwerte für einen Lambdaregler LAMB, für einen Zündwinkel IGA_AV, für eine einzuspritzende Kraftstoffmasse MFF_AV, für einen aktuellen Verbrennungsmodus STATE_CMB (beispielsweise Schichtladung, homogen stöchiometrisch oder homogen mager), eine Einspritzphase IP_AV und/oder eine Luftmasse MAF_AV eingegeben. Die Berechnung des Ist-Drehmomentes TQI_AV erfolgt mit Hilfe von Tabellen oder Kurven, die in der Einheit B für die einzelnen Eingangsparameter gespeichert sind. Wie später noch ausgeführt wird, können diese Eingangsparameter von einer erfindungsgemäßen Anpassungseinheit G korrigiert werden. Nach Abschluss eines Anpassungsvorganges übergibt die Einheit G den Einheiten B und C korrigierte Daten, mit denen dann exaktere Berechnungen von TQI_AV sowie der drehmomentrelevanten Vorgabewerte (Setpoints) möglich ist.

Eine Einheit C ist als Drehmomenten-Koordinator ausgebildet und gibt Sollwerte vor. Der Drehmomenten-Koordinator C bestimmt aus dem ermittelten Soll-Drehmoment TQI_SP der Einheit A und dem Ist-Drehmomentes TQI_AV der Einheit B einzustellende Steuergrößen für die angeschlossenen Stellglieder und Regler, um das gewünschte Drehmoment zu erreichen. Weitere Eingangsparameter des Drehmomenten-Koordinators C können Werte von einem Brennverfahrensmanager 10 und/oder einem Abgasmanager 11 sein. Der Brennverfahrensmanager 10 muss dabei je nach dem vorliegenden Brennmodus die entsprechenden Parameter steuern. Zum Beispiel müssen bei Schichtladung die einzelnen Parameter anders stehen als bei einer homogenen Ladung: höhere Füllung, weniger Kraftstoff, anderer Zündwinkel bei gleichem Drehmoment.

Auf der Basis der eingegebenen Eingangsparameter berechnet der Drehmomenten-Koordinator C die aktuellen Steuergrößen, die an seinen Ausgängen zur Verfügung stehen. In 1 sind folgende Sollwerte für die Steuergrößen aufgeführt: 21 für einen Drosselklappen-Sollwert TPS_SP, 22 für eine Lambda-Sollwert LAMB_SP, 23 für einen Zündwinkel-Sollwert IGA_SP, 24 für einen Kraftstoffmassen-Sollwert MFF_SP, 25 für einen Verbrennungsmodus-Sollwert STATE_CMB, 26 für einen Abgasrückführraten-Sollwert EGR_SP, 27 für einen Einspritzphasen-Sollwert EOI_SP und 28 für einen Luftmassen-Sollwert MAF_SP.

Für die Berechnung der Drehmomente ist wesentlich, dass sich die Brennkraftmaschine in einem stationären Betriebszustand befindet. Die Erkennung des Stationärbetriebes erfolgt während einer Konstantfahrt des Fahrzeugs, wenn sich die wesentlichen, einflussnehmenden Parameter nicht ändern. Die Konstantfahrt des Fahrzeugs beziehungsweise der Stationärbetrieb wird in einer Stationärbetrieb-Erkennung D festgestellt. Eingangsseitig wird der Stationärbetrieb der Brennkraftmaschine mit Hilfe des Soll-Drehmomentes TQI_SP, der Fahrzeuggeschwindigkeit VS und/oder der Motordrehzahl N ermittelt. Ist eine Konstantfahrt des Fahrzeugs beziehungsweise ein Stationärbetrieb des Brennkraftmaschine festgestellt, dann wird ein Signal LV_STAT erzeugt, das der Anpassungseinheit G als Start für eine Anpassungsroutine zugeführt wird.

Mit einer Einheit E wird die Fahrzeugmasse VEH_MASS inklusive der Fahrzeugladung bestimmt. Werte liefert ein externer Sensor 31, beispielsweise ein Beschleunigungssensor, eine geographische Positionserkennung, eine Wetterinformation, ein Straßenzustandsdetektor, eine Steigungserkennung, ein Fahrzeugneigungssensor und/oder ähnliche Parameter und ein interner Sensor 32, beispielsweise ein Beschleunigungssensor. Die Fahrzeugmasse VEH-MASS wird in eine Rechnereinheit F eingegeben.

Die Rechnereinheit F bestimmt mit Hilfe weiterer Parameter wie der Fahrzeuggeschwindigkeit VS und der Motordrehzahl N das vom Fahrzeug aufgenommene, aktuelle Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH. Der Wert für das ermittelte aktuelle Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH wird ebenfalls auf die Anpassungseinheit G übertragen.

Als Eingangsparameter für die Anpassungseinheit G dient das aktuelle Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH, das aus der Einheit B berechnete Ist-Drehmomentes TQI_AV, der Verbrennungsmodus 29 (STATE_CMB) der Brennkraftmaschine, das Signal Stationärpunkt-Erkennung LV_STAT der Einheit D sowie die Drehmomentverluste TQLO, die beispielsweise durch die Drehmomentaufnahme einer Klimaanlage, eines Generators, einer Hydraulikpumpe usw. entstehen. Bei der Drehmomentberechnung TQ_VEH und TQI_AV müssen auch diese Drehmomentverluste TQLO berücksichtigt werden.

Wird im Stationärbetriebsfall ein Vergleich des Fahrzeug-Drehmomentes TQ_VEH mit dem indizierten Motor-Drehmoment TQI_AV durchgeführt, dann wird das indizierte Motor-Drehmoment TQI_AV immer größer sein als das aktuelle Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH, da das Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH nicht die Drehmomentverluste TQLO berücksichtigt. Das heißt, dass für einen gültigen Vergleich der beiden Drehmomente TQI_AV mit TQ_VEH, die Drehmomentverluste TQLO wieder von dem Motor-Drehmoment TQI_AV abgezogen werden müssen, da im Idealfall bei zwei gegensinnig verstellten Parametern keine Differenz auftreten soll. Die Schnittstelle, an der die Drehmomente und auch die Gesamt-Drehmomente verglichen werden, ist im Drehmomentensystem frei wählbar. Beispielsweise kann ein berechnetes Motor-Drehmoment TQI_AV, das vom Motor zur Kupplung übertragen wird, mit einem an der Kupplung aufgenommenen Drehmoment verglichen werden, wobei das aufgenommene Drehmoment (berechnet aus anderen Größen) vom Reifen zur Kupplung bestimmt wird. In diesem Fall wird das wirklich für die Fahrdynamik benutzte Drehmoment betrachtet.

Alternativ kann auch festgelegt werden, dass das Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH das komplette vom Fahrzeug aufgenommene Drehmoment inklusive der Drehmomentverluste aus Reibung und den Nebenaggregaten beinhaltet. Dieses Drehmoment muss dann mit dem vom Motor tatsächlich abgegebenen Motor-Drehmoment TQI_AV (,Verbrennungs-Moment') verglichen werden.

Die Anpassungseinheit G ist – ebenso wie die zuvor genannten Einheiten – im wesentlichen durch ein Softwareprogramm realisiert, das das Drehmomentenmodell ergänzt. Eine zusätzliche Rechnereinheit ist daher nicht notwendig. Zur Anpassung des Drehmomentenmodells überprüft die Anpassungseinheit G zunächst, ob eine Anpassung des Drehmomentenmodells erforderlich ist. Diese Prüfung kann nur erfolgen, wenn zuvor von der Einheit D der Stationärbetrieb festgestellt wurde und das Signal LV_STAT übermittelt wurde. Wenn dieses der Fall ist, bildet die Anpassungseinheit G nun aus dem Ist-Drehmoment (TQI_AV-TQLO) und dem Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH die Differenz und prüft, ob diese Differenz von Null verschieden ist, so dass in diesem Fall eine Anpassung erforderlich wird. Des gleichen prüft sie, ob die Differenz nicht größer als ein vorgegebener Grenzwert ist. In diesem Fall würde die Anpassungsroutine abgebrochen werden, wie später noch erläutert wird.

Wenn nun eine zu korrigierende Differenz der beiden Drehmomente (TQI_AV-TQLO), TQ_VEH festgestellt wurde, dann werden zunächst ein, vorzugsweise zwei gegenläufige Verstellparameter, beispielsweise der Zündwinkel-Sollwert IGA_SP um einen Delta-Wert DELTA IGA_SP und der Drosselklappen-Sollwert TPS_SP um einen Delta-Wert DELTA TPS_SP verstellt. Die Korrekturwerte werden als Delta-Werte nach Bedarf mit einem entsprechenden Algorithmus für die Ausgangsparameter des Drehmomenten-Koordinators C bestimmt und mit den entsprechenden Parameterwerten nur kurzfristig verknüpft, um die Auswirkung auf die beiden oben genannten Drehmomente (TQI_AV-TQLO), TQ_VEH zu überprüfen. Dieser Vorgang ist mit den horizontalen und senkrechten Pfeilen gekennzeichnet, die auf die kleinen Kreise im oberen rechten Teil von 1 weisen. Die genannten Parameter sind nur beispielhaft ausgewählt und können nach Bedarf ausgetauscht werden. Dieser Vorgang ist in 1 durch die übrigen DELTA-Werte DELTA_LAMB_SP, DELTA_MFF_SP, DELTA_EGR_SP, DELTA_EOI_SP und DELTA_MAF_SP angedeutet.

Diese geänderten Datenwerte werden über eine Verbindung TQAUTOCALIB von der Anpassungseinheit G zum Drehmomentenmodell der Einheit B übertragen und dort als künftige Werte für die Bestimmung des Ist-Drehmomentes TQI_AV in Form von Tabellen oder Kurven gespeichert. Die Anpassungseinheit G berechnet aus den verstellten Istwerten (zum Beispiel TPS_SP, IGA_SP) neue Parameter und korrigiert daraufhin die Datenwerte der beiden Einheiten B und C. Ein Ausgang TQINVAUTOCALIB der Anpassungseinheit G ist daher mit einem Eingang des Drehmomenten-Koordinators C verbunden.

Die korrigierten Parameterwerte stehen dann bei der nächsten Drehmomentenberechnung zur Verfügung. Die DELTA-Werte haben dann den Wert null. Auf diese Weise kann das Drehmomentenmodell automatisch an die festgestellten Veränderungen in der Fahrzeugumgebung angepasst werden, ohne dass der Fahrer des Fahrzeugs davon etwas merkt.

Die genaue Funktion der Anpassungseinheit G wird nun an Hand des Flussdiagramms der 2 näher erläutert. Die Anpassungseinheit G beginnt erst zu arbeiten, wenn Stationärbetrieb festgestellt wurde. Um eine möglichst breite Anwendung bei allen Antriebsverfahren zu erreichen, bietet es sich an, ein Fahrzeug-Drehmoment zu bestimmen, das das vom Fahrzeug aufgenommene Drehmoment beschreibt.

Wie schon in 1 hingewiesen wurde, wird nach Erkennung des Stationärbetriebes eine mögliche Drehmomentdifferenz zwischen dem aktuell auf das Fahrzeug wirkenden, berechneten Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH und dem Ist-Drehmomentes TQI_AV des Drehmomentenmodells durchgeführt.

Gemäß 2 erfolgt die automatische Anpassung des Drehmomentenmodells in folgenden Schritten.

In Position 41 gibt zunächst die Stationärpunkt-Erkennung D die Anpassungsroutine der Anpassungseinheit G frei. So lange kein Stationärzustand erkannt wird, bleibt die Anpassungseinheit G gesperrt.

Anschließend wird in Position 42 ein erstes Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH1 ermittelt und ein erstes Ist-Drehmoment TQI_AV1-TQLO1 der Brennkraftmaschine aus dem Drehmomentenmodell der Einheit B ausgelesen. Diese Werte werden zwischengespeichert. Bei der Drehmomentenermittlung wird darauf geachtet, dass während des Stationärbetriebes keine Nebenaggregate wie Stromverbraucher oder Klimaanlage geschaltet werden oder ein störendes Bremsmoment auftritt.

In Position 43 werden beispielsweise die Werte der beiden Parameter Zündwinkel-Istwert IGA_AV und Drosselklappen-Istwert TPS_AV um einen kleinen Betrag vorzugsweise gegeneinander so verstellt, dass bei einer fehlerfreien Modellierung des Drehmomentenmodells keine nachweisbare Momentenänderung am Fahrzeug auftritt. Die Eingriffe der Steller sind somit momentenneutral und bleiben ohne Auswirkungen. Der Eingriff wird vom Fahrer daher nicht wahrgenommen. Die verstellten Parameter werden in Position 44 den Stellern der Brennkraftmaschine zugeführt.

In Position 45 wird nach der Verstellung ein zweites Ist-Drehmoment (TQI_AV2-TQLO2) und ein zweites Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH2 ermittelt und ähnlich wie in Position 42 zwischengespeichert. In Position 46 wird die Differenz der beiden Drehmomentenpaare berechnet. Durch die Verstellung der beiden Parameter IGA_AV, TPS_AV ergibt sich für das Ist-Drehmoment TQI_AV (indiziertes Motor-Drehmoment)_somit die Differenz

DELTA TQI_AV = (TQI_AV1-TQLO1) – (TQI_AV2-TQLO2)

und für das Fahrzeug-Drehmoment TQ_VEH die Differenz

DELTA TQ_VEH = TQ_VEH1 – TQ_VEH2

gemäß den Positionen 42 und 44.

Als Nachweis für eine fehlerfreie Funktion des Drehmomentenmodells sollten zwischen der Differenz DELTA TQI_AV und der Differenz DELTA TQ_VEH kein Unterschied sein. Wenn dies nicht der Fall sein sollte, dann werden mit einem vorgegebenen Algorithmus korrigierte Parameter berechnet und im Drehmomentenmodell gespeichert.

In Position 47 wird geprüft, ob die Differenz aus den beiden Fahrzeug-Drehmomenten DELTA TQ_VEH einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Denn eine Änderung des Fahrzeug-Drehmomentes TQ_VEH würde zu einem spürbaren veränderten Fahrverhalten des Fahrzeugs führen und ist unerwünscht. Der Anpassungsvorgang des Drehmomentenmodells wird dann abgebrochen, um störende Auswirkungen auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu vermeiden. Anschließend erfolgt ein Rücksprung auf Position 41 und es wird eine erneute Überprüfung des Stationärzustandes des Fahrzeugs durchgeführt. Dabei werden die geänderten Parameter zur Anpassung des Drehmomentenmodells herangezogen.