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Patent Searching and Data


Title:
DRIVE ARRANGEMENT FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/007022
Kind Code:
A1
Abstract:
The drive arrangement for a motor vehicle comprises an internal combustion engine (1) with at least one controlling element (29) affecting its power and/or torque and/or rotation speed, controllable by a motor element (27), an electric generator arrangement (3) driven by the engine (1), at least one electric motor (11) powered by the generator arrangement (3) and driving the motor vehicle and an electronic control (19) which controls at least the one motor element (27) and the electric power supplied by the generator arrangement (3) and/or the electric power taken by the electric motor (11) depending on the position of an accelerator pedal (23). The arrangement includes means for detecting the actual value of the rotation speed of the engine (1) and means for detecting an actual value of the power supplied by the generator (3). The control (19) comprises rotation speed regulators (33), which maintain the actual rotation speed at a predetermined setting, and power regulators (37) which maintain the actual electric power at a predetermined setting. To the control (19) is allocated a data store (31) in which characteristic data for combinations of data for the power setting and data for the rotation speed setting and/or data for regulating the at least one motor element (27) are stored. The control (19) selects the data combinaison depending on the position of the driving pedal (23). The data combinaisons determine operating points of the motor characteristic for optimum settings of at least one driving parameter, e.g. minimum fuel consumption and/or minimum pollutant emission and/or minimum noise. The characteristics of the driving parameters can be updated on the basis of constant power from the engine (1) or the generator (3).

Inventors:
Adler, Uwe (Baunachweg 4, Schweinfurt, D-8720, DE)
Drexl, Hans-jürgen (Kaltenhöfer Steige 11, Schonungen, D-8724, DE)
Lutz, Dieter (Spessartstr. 12, Schweinfurt, D-97422, DE)
Nagler, Franz (Am Zehntgrafen 12, Ottendorf, D-8729, DE)
Ochs, Martin (Ebersbergstr. 10, Schweinfurt, D-8720, DE)
Schiebold, Stefan (Gymnasiumstr. 4, Schweinfurt, D-8720, DE)
Schmidt-brücken, Hans-joachim (Sonnenstraße 9, Geldersheim, D-8712, DE)
Thieler, Wolfgang (Kastanienweg 1, Haßfurt, D-8728, DE)
Wagner, Michael (Ottostraße 3, Niederwerrn, D-8721, DE)
Westendorf, Holger (Gänseleite 8, Hambach, D-8721, DE)
Wychnanek, Rainer (Erlenbrunnstr. 13, Madenhausen, D-8721, DE)
Application Number:
PCT/DE1992/000836
Publication Date:
April 15, 1993
Filing Date:
September 29, 1992
Export Citation:
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Assignee:
MANNESMANN AKTIENGESELLSCHAFT (Mannesmannufer 2, Düsseldorf 1, D-40213, DE)
Adler, Uwe (Baunachweg 4, Schweinfurt, D-8720, DE)
Drexl, Hans-jürgen (Kaltenhöfer Steige 11, Schonungen, D-8724, DE)
Lutz, Dieter (Spessartstr. 12, Schweinfurt, D-97422, DE)
Nagler, Franz (Am Zehntgrafen 12, Ottendorf, D-8729, DE)
Ochs, Martin (Ebersbergstr. 10, Schweinfurt, D-8720, DE)
Schiebold, Stefan (Gymnasiumstr. 4, Schweinfurt, D-8720, DE)
Schmidt-brücken, Hans-joachim (Sonnenstraße 9, Geldersheim, D-8712, DE)
Thieler, Wolfgang (Kastanienweg 1, Haßfurt, D-8728, DE)
Wagner, Michael (Ottostraße 3, Niederwerrn, D-8721, DE)
Westendorf, Holger (Gänseleite 8, Hambach, D-8721, DE)
Wychnanek, Rainer (Erlenbrunnstr. 13, Madenhausen, D-8721, DE)
International Classes:
B60L50/10; B60K6/46; B60K17/12; B60L15/20; B60W10/06; B60W10/08; B60W20/00; F02D11/10; F02D29/06; F02D31/00; F02D45/00; (IPC1-7): B60L11/02
Foreign References:
DE3243515A11983-12-08
DE4028833A11991-03-28
EP0437266A21991-07-17
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 7, no. 163 (M-229)(1308) 16. Juli 1983 & JP,A,58 069 403 ( DAIHATSU KOGYO K.K. ) 25. April 1983
Attorney, Agent or Firm:
Meissner P. E. (Hohenzollerndamm 89, Berlin 33, D-1000, DE)
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Claims:
PatentansprücheAntriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Brennkraftmaschine 1
1. mit wenigstens einem ihre Leistung und. oder ihr Drehmoment und/oder ihre Drehzahl beeinflussenden, von einem Stellantrieb (27) steuerbaren Stellglied (29), eine mit der fibtriebswelle der Brennkraftmaschine (1) drehfest verbundene elektrische Generatoranordnung (3), wenigstens einen aus der Generatoranordnung (3) gespeisten, das Kraftfahrzeug antreibenden Elektromotor (11), eine elektronische Steuerung (19, 33, 37), die einerseits wenigstens den einen Stellantrieb (27) und andererseits die von de Generatoranordnung (3) erzeugte elektrische Leistung und/oder die won dem Elektromotor (11) aufgenommene elektrische Leistung abhängig won der Einstellung eines Fahrpedals (23) steuert, Mittel zur Erfassung eines Istwerts der Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) oder der mit ihr gekuppelten Generatoranordnung (3) sowie Mittel zur Erfassung eines Istwerts der won der Generatoranordnung (3) erzeugten und/oder der von dem Elektromotor (11) aufgenommenen elektrischen Leistung, wobei die Steuerung (19, 33, 37) Drehzahl egeLmittet (33) umfaßt, die die IstDrehzahl auf einem vorgegebenen DrehzahlSDLlwert halten und LeistungsRegelmittel (37) umfaßt, die die elektrische IstLeistung auf einem worgegebenen Leistungs5ollwert halten, und der Steuerung (19, 33, 37) ein Datenspeicher (31) für Kombinationen von Daten für den LeistungsSollwert mit Daten für den DrehzahlSolLwert und/oder Daten für die Einstellung wenigstens des einen Stellantriebs (27) zugeordnet ist und die Steuerung (19, 33, 37) die Datenkombinationen abhängig won der Einstellung des Fahrpedals (23) auswählt , dadurch gekennzeichnet, daß die Datenkombinationen Betriebspunkte aus dem Motorkennlinienfeld der Brennkra tmaschine (1) mit Optimumswerten bezüglich wenigstens eines Betriebsparameters, insbesondere Betriebspunkte mit minimalem spezifischem Kraftstoffverbrauch und/oder minimaler Schadstoffemission und/oder minimaler Geräuschentwicklung und/oder maximaler Schonung der Brennkraftmaschine (1) in Abhängigkeit von LeistungsSollwerten festlegen und daß die Steuerung (19, 33, 37) abhängig von dem vorgegebenen LeistungsSollwert eine Datenkombination mit Daten für die Einstellung wenigstens des einen Stellglieds (27) der Brennkraftmaschine (1) und/oder Daten für den DrehzahlSollwert aus dem Datenspeicher auswählt.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die DrεhzahlRegelmittel (33) die elektrische Leistung der Generatoranordnung (3) und/oder des ELektro otors (11) beein lussen, daß die Steuerung (19, 33, 37) den Stellantrieb (27) eines Leistungs5tellglieds (29) der Brennkraftmaschine (1) insbesondere einer Drosselklappen oder Einspritzpumpenanordnung zunächst entsprechend den aus dem Datenspeicher (31) ausgewählten EinsteLLdaten einstellt und daß nach Einregelung des DrehzahlSollwerts die LeistungsRegelmitteL (37) den Stellantrieb (27) des LeistungsStellglieds (29) beeinflussen.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die DrehzahLRegeLmittel (33a) den Stellantrieb C27a) eines LeistungsSteLlglieds (29a) der Brennkraftmaschine da), insbesondere einer DrosseLkLappen oder Einspritzpumpenanordnung, beeinflussen und die LeistungsRegelmittel (37a) die elektrische Leistung der Generatoranordnung (3a) und/oder des ELektro otors (11a) beeinflussen. Antriebsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (13, 33, 37) bei einer Änderung des vorgegebenen LeistungsSollwerts das LeistungsStellglied (27) der Brennkraftmaschine (1) auf die durch die Datenkombination des geänderten LeistungsSollwerts bestimmte Einstellung einstellen. Antriebsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (19a, 33a, 37a) bei einer Änderung des vorgegebenen LeistungsSollwerts die elektrische Leistung anfänglich konstant hält, während die DrehzahlRegelmittel (27a) die Drehzahl an den durch die Datenkombination des geänderten LeistungsSollwerts bestimmten DrehzahlSollwert annähern. Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerung (19, 33, 37) ein Sensor zum Erfassen eines Istwerts des die Datenkombination bestimmenden Betriebsparameters zugeordnet ist und daß die Steuerung nach Einstellen des Betriebspunktes an der Brennkraftmaschine' (1) eine Abweichung des Istwerts von dem durch die Datenkombination des Betriebspunktes vorgegebenen gespeicherten Wert des Betriebsparameters erfaßt und den gespeicherten Wert abhängig won der Abweichung insbesondere in Inkre enten korrigiert. 2 7 Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (19, 33, 37) nach einer Korrektur des gespeicherten Werts des Betriebsparameters den Betriebspunkt, welcher dem Optimum des Betriebsparameters zugeordnet ist, abhängig von dem korrigierten Wert des Betriebsparameters, neu festlegt. ß. Antriebsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerung C19, 33, 37) ein die Temperatur der Brennkraftmaschine erfassender Sensor (45) zugeordnet ist und daß die Steuerung C19, 33, 37) den gespeicherten Wert des Betriebsparameters abhängig von der erfaßten Temperatur korrigiert.
4. 9 Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (19, 33, 37) wenigstens einen auf einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (1) und/oder der Generatoranordnung C3) und/oder des Elektromotors (11) ansprechenden Sensor, insbesondere einen Temperatursensor (45) und/oder einen Abgassensor (47), aufweist, daß die im Datenspeicher gespeicherten Datenkombinationen zusätzlich Daten des Betriebsparameters umfassen und daß die Steuerung (19, 33, 37) die Datenkombination abhängig von dem erfaßten Wert des Betriebsparameters auswählt.
5. 10 Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (19, 33, 37) mehrere die Leistung und/oder das Drehmoment und/oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) auf der Grundlage unterschiedlicher Betriebsparameter beeinflussende 5tellmittel und/oder Stellantriebe (27) von Stellgliedern der Brennkraftmaschine (1) steuert und daß der Datenspeicher (31) Datenkombinationen speichert, die auch Daten für die Einstel lungen mehrerer Stellmittel bzw. Stellantriebe umfassen.
6. 11 Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerung (19, 33, 37) Sensoren (43, 45, 47, 49) zur Erfassung von Istwerten mehrerer Betriebsparameter der Brennkra tmaschine (1), insbesondere zur Erfassung des spezifischen Kra tstoffverbrauchs und/oder der Schadstoffemission und/oder der 5chadstoffZusammensetzung und/oder der Geräuschentwicklung zugeordnet sind, daß der Datenspeicher (31) Kombinationsalgorithmen für vorbestimmte, gleichzeitig zu erreichende Optima mehrerer der Betriebsparameter speichert und daß die Steuerung (19, 33, 37) bei auf dem vorgegebenen Leistungs5olLwert gehaltener Leistung der Brennkraftmaschine (1) oder der Generatoranordnung (3) oder des Elektromotors (11) den DrehzahlSollwert und/oder die Einstellung wenistens des einen Stellantriebs (27) abhängig von den erfaßten Istwerten der Betriebsparameter und den im Datenspeicher (31) gespeicherten Kombinationsalgorithmen so variiert, daß die Brennkraftmaschine (1) bei den Optima der Betriebsparameter betrieben wird. 5n 12 Antriebsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (19, 33, 37) den DrehzahlSollwert und/oder die Einstellung wenigstens des einen Stellantriebs (27) so variiert, daß zusätzlich zur Leistung zumindest einer der Betriebsparameter auf einem konstanten Wert gehalten ist, während der Wert eines weiteren Betriebsparameters dem Optimum angenähert wird.
7. 13 Antriebsanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (31) ferner Kennfelddaten für Kombinationen von Daten für den LeistungsSolLwert und/oder Daten für den DrehzahlSollwert und/oder Daten für die Einstellung wenigstens des einen Stellantriebs (27) mit Daten für den Wert zumindenst eines der Betriebsparameter speichert und daß die Steuerung (19, 33, 37) Abweichungen des von dem Sensor (43, 45, 47, 49) erfaßten Istwerts des Betriebsparameters von dem gespeicherten Wert erfaßt und den gespeicherten Wert abhängig von der Abweichung insbesondere in Inkrementen korrigiert.
8. 14 Antriebsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (19, 33, 37) den DrehzahlSollwert und die Einstellung wenigstens des einen Stellantriebs (27) abhängig von den gespeicherten, entsprechend den erfaßten Istwerten aktualisierten Kennfelddaten variiert.
9. 15 Antriebsanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (31) Kombinationen von Anfangsdaten speichert, die die Kennfelddaten im Neuzustand der Brennkraftmaschine (1) repräsentieren und daß die Steuerung (19, 33, 37) die korrigierten Daten wenigstens eines Betriebsparameters, insbesondere des spezifischen Kraftstoffverbrauchs mit den Anfangsdaten vergleicht und bei Überschreitung eines vorbestimmten Werts oder eines vorbestimmten Kennfeldwerlaufs der Abweichung ein eine Betriebsstörung repräsentierendes Steuersignal erzeugt.
10. 15 Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die DrehzahlRegeLmi ttel (33) die IstDrehzahl im zeitlichen Mittel auf einem worgegebenen DrehzahlSollwert halten und die LeistungsRegeL i ttel (37) die elektrische IstLeistung im zeitlichen Mittel auf einem vorgegebenen LeistungsSollwert halten, daß die Steuerung (19, 33, 37) den momentanen Verlauf des Stroms der Generatoranordnung (3) in Abhängigkeit won der momentanen Kurbelwet lenWinkelposition der Brennkraftmaschine (1) erfaßt, abhängig von dem Strom den momentanen Verlauf des Drehmoments der Brennkraftmaschine (1) in Abhängigkeit von der KurbelwellεnWinkelposition ermittelt und mit in einem Datenspeicher (31) gespeicherten Sollwerten für die Größe und/oder den momentanen Verlauf des Drehmoments vergleicht sowie bei Abweichungen mit einer vorbestimmten Größe oder einem vorbestimmten Verlauf ein eine Betriebsstörung repräsentierendes Steuersignal erzeugt. R ATZBLATT.
Description:
ANTRIEBSANORDNUNG FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Kraf fahrzeug und insbesondere eine Antriebsanordnung, bei welcher das Kraftfahrzeug von wenigstens einem Elektromotor angetrieben wird, der von einer ihrerseits von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generatoran¬ ordnung gespeist wird.

Herkömmliche Brennkraf aschinen, wie sie üblicherweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, können eine ge¬ wünschte Ausgangsleistung bestimmter Größe bei unter¬ schiedlicher Motordrehzahl erzeugen. In einem Drehmoment- Motordrehzahl-Kennlinienfeld folgen die Betriebspunkte gleicher Ausgangsleistung annähernd hyperbelförmigen Kennlinien entsprechend der Beziehung, daß die Ausgangs¬ leistung im wesentlichen gleich dem Produkt aus Motor¬ drehzahl und Drehmoment ist. Den Betriebspunkten konstan¬ ter Ausgangsleistung sind jedoch in dem Kennlinienfeld unterschiedliche Werte sonstiger Betriebsparameter, wie zum Beispiel des spezifischen Kraftstoffverbrauchs, der Schadstoffmenge und SchadstoffZusammensetzung der Abgase oder auch der Geräuschentwicklung der Brennkraftmaschine zugeordnet. Durch geeignete Auswahl der Betriebspunkte könnte für jede gewünschte Ausgangsleistung ein Optimum eines der Betriebsparameter, beispielsweise des spezifi¬ schen Kraftstoffverbrauchs, d.h. des auf die geleistete Arbeit bezogenen Kraf stoffverbrauchs, ermittelt werden.

E RSATZBLATT

Bei herkömmLichen, von einer Brennkraftmaschine über ein mechanisches Getriebe angetriebenen Kraftfahrzeugen können die Betriebspunkte für eine gewünschte Leistung nur sehr begrenzt dem Betriebsparameteroptimum angenähert werden, da die Motordrehzahl nur entsprechend der Getriebeabstufung wählbar verändert werden kann.

Aus "VDI-Berichte" Nr. 876, 1991, Seiten 611 bis 622 ist eine Rntriebs- anordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt, dessen Räder von gesonderten Elektromotoren angetrieben werden. Den Strom der ELektromotore liefert ein von einer Brennkraftmaschine angetriebener Generator, wobei eine elektronische Steuerung den aus dem Generator den Elektromotoren zuge¬ führten 5trom abhängig von der an einem Fahrpedal vom Fahrer des Kraft¬ fahrzeugs gewünschten flntriebsleistung steuert. Für derartige Antriebe geeignete Elektromotoren und Generatoren sind beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung 0 159 005 bekannt; eine geeignete Steuerung ist in der europäischen Patentanmeldung 0 340 666 beschrieben.

Die DE 32 A3 515 R1 befaßt sich mit einer Strategie zur Einstellung von Leistung und Drehzahl des Verbrennungsmotors einer dieselelektrischen Lokomotive während des finfahrvorgaπgs. Bei einer Lokomotive handelt es sich um ein spurgebundenes Fahrzeug, bei dem im Unterschied zu Kraft¬ fahrzeugen für den Straßenverkehr an sich üblicherweise in weiten Phasen des Fahrbetriebs relativ konstante Fahrbedingungen herrschen. Lediglich für die relativ kurze Phase des flnfahrvorgangs sollen gemäß diesem Stand der Technik unnötig hohe Verbrennungsmotordrehzahlen vermieden werden, die an sich zwangsläufige Folge des wegen der niedrigen Fahrzeug¬ geschwindigkeit ebenfalls niedrigen flntriebsleistung wären. Hierzu ist vorgesehen, unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes der Fahrzeug¬ geschwindigkeit die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit und mit einer von der FührungsgröBe CSoll- Leistung des Antriebs ) abhängigen Steilheit ansteigen zu Lassen, so daß die Drehzahl bei Erreichen des Schwellenwertes der Fahrzeuggeschwindig-

keit den jeweiligen Drehzahlsollwert erreicht und bei höheren Geschwin¬ digkeiten auf diesem Drehzahlsollwert gehalten wird. Die Drehzahlsoll- wεrte sind im übrigen jeweils einem Soll-Leistungswert fest zugeordnet. Die Steuerung sorgt während des flnfahrvorgangs dafür, daß der Sollwert der elektrischen Leistung des Generators des Fahrzeugs entsprechend der finderung der Verbrennungsmotor-Ist-Drehzahl verändert wird. Wie das Ausführungsbeispiel erkennen läßt, sind sowohl der Anstieg der Drehzahl im Ubergangsberεich als auch die Zuordnung zwischen Führungsgröße und Drehzahl willkürlich als lineare Funktion vorgegeben. Die Möglichkeit, eine bestimmte Soll-Leistung des Verbrennungsmotors bei unterschied¬ lichen Soll-Drehzahlen jeweils in Abhängigkeit von vorgegebenen Optimie rungskriterien Cz.B. Verbrauch, Geräuschemission, Schadstoffemission) anhand eines entsprechenden Kennlinienfeldes des Verbrennungsmotors festzulegen, wird nicht erwogen.

Schließlich offenbart die DE 40 26 833 01 ein Steuersystem für ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor und flutomatik-Schaltgetriebe, wobei mittels eines Wählschalters auch eine Betriebsart "economy" auswählbar ist. Das Fahrzeug besitzt einen herkömmlichen mechanischen Antriebs¬ strang, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit bei stationärem Fahrbetrieb fest an die Drehzahl des Verbrennungsmotors gekoppelt ist. Abgesehen vo der Auswahl der Getriebestufe bestehen keinerlei Möglichkeiten, die zur Erzielung einer gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit erforderliche Antriebsleistung in einem möglichst günstigen Punkt des Motorkennfeldes (Drehzahl/Drehmoment in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern) vom Verbrennungsmotor erzeugen zu Lassen. Eine Optimierung des Verbrennungsmotorbetriebs im Hinblick auf z.B. minimalen Verbrauch ist somit bei diesem bekannten Fahrzeug nicht möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahr¬ zeug zu schaffen, bei welcher der Betrieb der die Rntriebsleistung erzeugenden Brennkraftmaschine besser als bisher optimiert werden kann.

Den Ausgangspunkt der Erfindung bildet eine Antriebsanordnung der vor¬ stehend erläuterten Art, welche umfaßt:

eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem ihre Leistung und/oder ihr Drehmoment und/oder ihre Drehzahl bεeinfLussendεn, von einem Stellantrieb steuerbaren Stellglied, eine mit der flbtriebswellε der Brennkraftmaschine drehfest verbundene elektrische Generatoranordπung, wenigstens einen aus der Generatoranordnung gespeisten, das Kraftfahr¬ zeug antreibenden Elektromotor und eine elektronische Steuerung, die einerseits wenigstens den einen Stellantrieb und andererseits die von der Generatoranordnung erzeugte elektrische Leistung und/oder die von dem Elektromotor aufgenommene elektrische Leistung abhängig von der Ein¬ stellung eines Fahrpedals steuert. Weiterhin sind Mittel zur Erfassung eines Istwerts der Drehzahl der Brennkraftmaschine oder der mit ihr gekuppeLten Gεnεratoranordnung sowie Mittel zur Erfassung eines Istwerts der von der Generatoranordnung erzeugten und/oder der von dem Elektro¬ motor aufgenommenen elektrischen Leistung vorgesehen. Die Steuerung umfaßt hierbei Drehzahl-Regelmittel , die die Ist-Drehzahl auf εinεm vorgεgebεnen Drehzahl-Sollwert halten, und Leistungs-RεgelmitteL , die die elektrische Ist-Leistung auf einem vorgegebenen Leistungs-Sollwert halten. Der Steuerung ist ein Datenspeicher mit Keπnfelddaten für Kombinationen von Daten für den Leistungs-5olLwεrt mit Daten für den Drεhzahl-5oLLwert und/oder Daten für die Einstellung wεnigstεns des einεn Stellantriebs zugeordnet, und die 5teuεrung wählt die Datenkombinationen abhängig von der Einstellung, des Fahrpεdals aus.

Erfindungsgemäß repräsentieren bei einer solchen flntriebsanordnung die für die Einstellung der Brεnnkraftmaschine und dεr Gεnεratoranordnung aus dem Datenspeicher auszuwählenden Datenkombinationen Betriεbspunkte aus dem Motorkεπnlinienfeld dεr Brεnnkraftmaschinε mit Optimu swεrtεn bezüglich wenigstens eines Betriebsparamεtεrs, insbesondere Betriebs¬ punkte mit minimalem spezifischem Kraftstof verbrauch und/oder minimaler Schadstoffεmission und/oder minimaler Geräuschentwicklung und/Dder maximaler Schonung der Brennkraftmaschine. Die

Betriebspunkte werden in Abhängigkeit von Leistungs-Sol1- werten festgelegt, wobei die Steuerung abhängig von dem vorgegebenen Leistungs-Sollwert eine Datenkombination mit Daten für die Einstellung wenigstens des einen Stell¬ glieds der Brennkraftmaschine und/oder Daten für den Dreh¬ zahl-Sollwert aus dem Datenspeicher auswählt. Die durch die Datenkombination vorgegebenen Betriebspunkte lassen sich als Basisregelgrößen bei der Steuerung des Betriebs der Brennkraftmaschine einsetzen, um so die jeweils über das Fahrpedal angeforderte Leistung verbrauchsgünstig, umweltschonend und motorschonend einstellen zu können.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß die von der Generatoranordnung erzeugte oder die von dem Elektro¬ motor aufgenommene elektrische Leistung ein mit verhält¬ nismäßig einfachen Mitteln und sehr exakt bestimmbares Maß für die von der Brennkraftmaschine erzeugte Antriebs¬ leistung ist. Auch lassen sich der elektrische Wirkungs¬ grad der Generatoranordnung und die elektrischen Verluste der Steuerung verhältnismäßig leicht bestimmen und auf die Antriebsleistung der Brennkraftmaschine zurückrech¬ nen. Da sowohl die Leistung als auch die Drehzahl auf vorgegebene Werte eingestellt werden, läßt sich der Betriebspunkt, in welchem die Brennkraf maschine in ihrem Motorkennfeld betrieben wird, exakt einstellen. Die in dem Datenspeicher gespeicherten Datenkombinationen legen den Betriebspunkt fest. Die Steuerung hat damit die Möglichkeit, zusätzliche Betriebsparameter mit zu berück¬ sichtigen, deren Daten jeweils mit ein Bestandteil der Datenkombination sein können. Die Datenkombinationen können auf diese Weise ein gewünschtes Optimierungsziel repräsentieren, beispielsweise indem den einzelnen Lei¬ stungs-Sollwerten diejenigen Daten für die Einstellung des Stellantriebs und für den Drehzahl-Sollwert zugeord¬ net werden, für die sich der minimale spezifische Kraft¬ stoffverbrauch ergibt. In gleicher Weise läßt sich das Abgasverhalten optimieren oder die Geräuschemission der Brennkraftmaschine.

Das Konzept der Einregelung der Leistung der Brennkraft¬ maschine auf einen vorbestimmten Leistungswert kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. In einer ersten Variante ist vorgesehen, daß die Drehzahl-Regelmittel die elektrische Leistung der Generatoranordnung und/oder des Elektromotors beeinflussen und daß die Steuerung den Stellantrieb eines Leistungs-Einstellglieds der Brenn¬ kraftmaschine, insbesondere einer Drosselklappen- oder Einspritzpumpenanordnung, zunächst entsprechend den aus dem Datenspeicher ausgewählten Einstelldaten einstellt, und daß nach Einregelung des Drehzahl-Sollwerts die Leistungs-Regelmittel den Stellantrieb des Leistungs- Stellglieds beeinflussen. Bei diesem Konzept wird zu¬ nächst die Brennkraft_τ__schine auf die Drehzahl der im Datenspeicher gespeicherten Datenkcmbination eingestellt, und erst dann wird die Leistung der Brennkraf maschine auf den ge¬ wünschten Leistungswert eingeregelt. Auf diese Weise lassen sich Abweichungen im tatsächlichen Betrieb der Brennkraftmaschine von den Daten des Kennfelds erkennen und ausgleichen.

Während bei dem vorstehenden Konzept die Drehzahl der Brennkraftmaschine-Generator-Einheit durch Regeln der elektrischen Leistung und damit des Drehmoments der Generatoranordnung geregelt wird, ist bei einer Variante vorgesehen, daß die Drehzahl-Regelmittel den Stellantrieb eines Leistungs-Stellglieds der Brennkraf maschine, insbesondere der Drosselklappen- oder Einspritzpumpenan- ordnung beeinflussen, während die Leistungs-Regelmittel die elektrische Leistung der Generatoranordnung und/oder des Elektromotors beeinflussen.

Der Leistungs-Sollwert wird beispielsweise abhängig von der Einstellung eines Fahrpedals des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Bei einer Änderung der Einstellung des Fahr¬ pedals läßt sich der Betriebspunkt nach unterschiedlichen Strategien dem geänderten vorgegebenen Leistungs-Sollwert nachführen. Das Nachführen kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Steuerung bei der Änderung des vorgege¬ benen Leistungs-Ξollwerts das Leistungsstellglied der Brennkraftmaschine auf die durch die Datenkombination des geänderten Leistungs-Sollwerts bestimmte Einstellung einstellt und dadurch eine Drehmomentänderung der Brenn¬ kraftmaschine festlegt, die es der Brennkraftmaschine ermöglicht, auf den geänderten Betriebspunkt zu beschleu¬ nigen oder abzubremsen. Die Drehzahlregelmittel und

Leistungsregelmittel sorgen dann dafür, daß sich am neuen Betriebspunkt die Verhältnisse entsprechend der Datenkom¬ bination des geänderten Leistungs-Sollwerts einstellen.

Eine Variante, die es insbesondere auch erlaubt, die Leistungsänderung im Optimum eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine, beispielsweise bei minimalem spezifi¬ schem Kraftstoffverbrauch, durchzuführen, sieht vor, daß die Steuerung bei einer Änderung des vorgegebenen Lei¬ stungs-Sollwerts zunächst die elektrische Leistung konstant hält, während die Drehzahl-Regelmittel die Drehzahl an den durch die Datenkombination des geänderten Leistungs- Sollwerts bestimmten Drehzahl-Sollwert annähern. Insbe¬ sondere kann bei dieser Variante das für eine Erhöhung des Leistungs-Sollwerts für die Beschleunigung der Brenn¬ kraftmaschine benötigte Differenz-Drehmoment durch eine Erniedrigung des Drehmoments der Generatoranordnung bereitgestellt werden. Die Steuerung sorgt in dieser Variante dafür, daß bei einer Erhöhung des Leistungs- Sollwerts zunächst die Brennkraftmaschine so weit be¬ schleunigt wird, daß die im neuen Betriebspunkt gewünsch¬ te Leistung erzeugt werden kann, bevor die elektrische Leistung für die Beschleunigung des Fahrzeugs an den Elektromotor weitergeleitet wird.

Die Steuerung der Brennkraftmaschine auf der Basis der dem Optimum zumindest eines Betriebsparameters folgenden Datenkombinationen erlaubt die adaptive Korrektur der Werte des Betriebsparameter-Optimums und damit eine selbsttätige Optimierung der Betriebspunkte in bezug auf den Betriebsparameter. Zu diesem Ziel ist in einer bevor¬ zugten Ausgestaltung vorgesehen, daß der Steuerung ein Sensor zum Erfassen eines Istwerts des die Datenkombina¬ tion bestimmenden Betriebsparameters zugeordnet ist und daß die Steuerung nach Einstellen des Betriebspunkts an der Brennkraftmaschine eine Abweichung des Istwerts von dem durch die Datenkombination des Betriebspunkts vorge¬ gebenen, gespeicherten Wert des Betriebsparameters erfaßt und den gespeicherten Wert abhängig von der Abweichung insbesondere in Inkrementen korrigiert. Es versteht sich, daß die Korrektur des Betriebsparameters in einem geson¬ derten Kennfeld dieses Betriebsparameters durchgeführt werden kann, so daß die Steuerung nach einer Korrektur des gespeicherten Werts des Betriebsparameters den Be¬ triebspunkt, welcher dem Optimum des Betriebsparameters zugeordnet ist, abhängig von dem korrigierten Wert des Betriebsparameters für die Datenkombination neu festlegt. Insbesondere in Varianten, bei welchen dem Betriebspara— eter gesonderte Kennfelder zugeordnet sind, kann vorge¬ sehen sein, daß der Steuerung ein die Temperatur der Brennkraftmaschine erfassender Sensor zugeordnet ist und daß die Steuerung den gespeicherten Wert des Betriebs¬ parameters abhängig von der erfaßten Temperatur korri¬ giert. Auf diese Weise läßt sich auch das Optimum des Betriebsparameters, beispielsweise des spezifischen Kraftstoffverbrauchs beispielsweise abhängig von der Ölte peratur oder der Kühlwassertemperatur der Brenn¬ kraf maschine auf ein Minimum bringen. In gleicher Weise

können auch Datenkombinationen für mehrere sich gegebe¬ nenfalls gegenseitig beeinflussende Betriebsparameterkom¬ binationen vorgegeben werden, wie zum Beispiel minimaler spezifischer Kraftstoffverbrauch bei möglichst geringer Schadstof emission. Der Steuerung werden in einem solchen Fall Daten über den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch, die beispielsweise durch einen Kraftstoff-Durchflußsensor gemessen oder aus Kraftstoff-Einspritzdaten ermittelt werden, und Daten eines Abgassensors , beispielsweise einer Lambda-Sonde zugeführt. Auch bei dieser Variante kann die Temperaturabhängigkeit dieser Betriebsparameter berücksichtigt sein. Speziell bei der Berücksichtigung mehrerer Betriebsparameter kann es zur Vereinfachung der Betriebspunkteinstellung der Brennkraftmaschine günstig sein, wenn der Betriebspunkt der Brennkraftiτiaschine über mehrere unterschiedliche Stellmittel beeinflußt wird. Beispielsweise kann zusätzlich zur Leistungseinstellung der Brennkraftmaschine der Zündzeitpunkt oder der Kraft¬ stoff-Einspritzzeitpunkt beeinflußt werden.

Bei den vorstehend erläuterten Ausgestaltungen der Erfin¬ dung erfolgt die betriebsparameteroptimierte Steuerung der Brennkraftmaschine auf der Basis gespeicherter Daten¬ kombinationen. Das der Erfindung zugrunde liegende Kon¬ zept erlaubt auch eine "On-line"-Optimierung des Be ¬ triebspunkts der Brennkraftmaschine. Unter einem zweiten Aspekt der Erfindung ist es Ziel, den Betrieb ' der Brennkraftmaschine so zu steuern, daß mehrere Betriebsparameter zugleich optimiert werden können.

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Ausgehend von der eingangs erläuterten Antriebsanordnung für Kraftfahrzeuge mit elektromotorischem Antrieb wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß der Steuerung Sensoren zur Erfassung von Istwerten mehrerer der Betriebsparame¬ ter der Brennkraftmaschine zugeordnet sind, insbesondere zur Erfassung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs und/oder der Schadstoffemission und/oder der Schadstoff¬ zusammensetzung und/oder der Geräuschentwicklung, daß der der Steuerung zugeordnete Datenspeicher

Kombinationsalgorithmen für vorbestimmte, gleichzeitig zu ' erreichende Optima mehrerer der Betriebsparameter spei¬ chert und daß die Steuerung bei auf dem vorgegebenen Leistungs-Sollwert gehaltener Leistung der Brennkraftma¬ schine oder der Generatoranordnung oder des Elektromotors den Drehzahl-Sollwert und/oder die Einstellung wenigstens des einen Stellantriebs abhängig von den erfaßten Istwer¬ ten der Betriebsparameter und dem im Datenspeicher ge¬ speicherten Kombinationsalgorithmen so variiert, daß die Brennkraftmaschine bei dem Optimum der Betriebspara eter betrieben wird. Unter diesem Aspekt sucht die Steuerung selbsttätig nach dem Optimum des Betriebsparameters für den vorgegebenen Leistungs-Sollwert, wobei durch die Algorithmen der Zusammenhang zwischen den Betriebspara¬ metern in gewünschter Weise vorgegeben wird. Beispiels¬ weise kann der Zündwinkel und die Drosselklappenstellung gemeinsam derart variiert werden, daß bei konstant blei¬ bender Leistung der spezifische Verbrauch abnimmt, ohne daß jedoch zulässige Höchstgrenzen der Schadstoffemission

überschritten werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Kraftstoffverbrauch mit Forderungen nach geringer Ge¬ räuschentwicklung bei angenehmem Klangbild und/oder hohem Beschleunigungsvermögen bei weitgehender Motorschonung optimiert werden. Soweit für dieses Ziel zur Ermittlung der Istwerte Sensoren erforderlich sind, sollen hierunter nicht nur Sensoren verstanden werden, die den Betriebspa¬ rameter direkt messen, sondern auch Mittel, die den Istwert indirekt aus anderen Informationen ermitteln, wie zum Beispiel Mittel, die den spezifischen Kraftstoffver¬ brauch aus der Einspritzdauer ermitteln. Die Variation des Drehzahl-Sollwerts und/oder die Einstellung wenig¬ stens des einen Stellantriebs durch die Steuerung erfolgt zweckmäßigerweise so, daß zusätzlich zur Leistung zumin¬ dest einer der Betriebsparameter auf einem konstanten Wert gehalten wird, während der Wert eines weiteren Betriebsparameters dem Optimum angenähert wird.

Um die Optimierung der Betriebsparameter zu beschleuni¬ gen, speichert der Datenspeicher ferner Kennfelddaten für Kombinationen von Daten für den Leistungs-Sollwert und/ oder Daten für den Drehzahl-Sollwert und/oder Daten für die Einstellung wenigstens des einen Stellantriebs mit Daten für den Wert zumindest eines der Betriebsparameter. Die Steuerung erfaßt Abweichungen des von dem Sensor erfaßten Istwerts des Betriebsparameters von dem gespei¬ cherten Wert und korrigiert den gespeicherten Wert abhän¬ gig von der Abweichung insbesondere in Inkrementen. Auf diese Weise stehen in dem Datenspeicher Basisregelgrößen zur Verfügung, von denen ausgehend die Steuerung den optimalen Betriebspunkt einstellt. Das letztgenannte Konzept läßt sich auch zur Aktualisierung der unter dem ersten Aspekt der Erfindung erläuterten Datenkombinatio¬ nen ausnutzen.

Von besonderer Bedeutung ist eine Ausgestaltung, bei der der Datenspeicher nicht nur die vorstehend erläuterten korrigierten Betriebsparameterdaten speichert, sondern auch Kombinationen von Anfangsdaten, die die Kennfeldda¬ ten im Neuzustand der Brennkraftmaschine repräsentieren. Die Steuerung vergleicht die in vorstehender Weise korri¬ gierten Daten wenigstens eines Betriebsparameters, insbe¬ sondere des spezifischen Kraftstoffverbrauchs mit den Anfangsdaten und erzeugt bei Überschreitung eines vorbe- stimmten Werts oder eines vorbestimmten Kennfeldverlaufs der Abweichung ein eine Betriebsstörung repräsentierendes Steuersignal. Der Vergleich der aktuellen Betriebsparame¬ terdaten mit den Anfangsdaten eröffnet Motordiagnosemög- lichkeiten. Ändert sich beispielsweise der Kraftstoffver¬ brauch abrupt unter Abfall des Drehmoments oder der Leistung der Brennkraftmaschine, so kann hieraus auf den Ausfall eines oder mehrerer Zylinder der Brennkraftma¬ schine geschlossen werden. Übermäßige Änderungen der Schadstoffemission lassen sich als Defekt von Komponenten der Steuerung eines Dreiwegekatalysators interpretieren.

Das die Betriebsstörung repräsentierende Steuersignal läßt sich zur Information des Fahrers beispielsweise durch Aktivierung einer Warneinrichtung ausnutzen. Ebenso kann ein Fehlerspeicher eines Diagnosesystems gesetzt werden, der Daten für eine spätere Reparatur speichert. Abhängig von der Art des diagnostizierten Fehlers kann aber auch unmittelbar in den Betrieb der Brennkraftma¬ schine eingegriffen werden, um weitergehende Schäden zu vermeiden. Beispielsweise kann die maximale Leistung und/oder die maximale Drehzahl der Erennkraftmaschine auf tolerierbare Werte begrenzt werden, oder aber es wird ein die Kraftstoffeinspritzmenge eines defekten Zylinders reduzierendes Notfahrprogramm aktiviert.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeict:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungs- gemäßen Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug; Fig. 2 ein Motorkennlinienfeld einer Brennkraftmaschine der Anordnung nach Fig. 1 zur Erläuterung der

Betriebsweise der Anordnung; Fig. 3 eine Variante der Antriebsanordnung aus Fig. 1; Fig. 4 ein Motorkennlinienfeld zur Erläuterung der

Betriebsweise der Antriebsanordnung nach Fig. 3.

Die in Fig. 1 dargestellte Antriebsanordnung umfaßt eine von einer Brennkraftmaschine 1 angetriebene Generatoran¬ ordnung 3 eines Typs mit einer Vielzahl statorseitiger Strangwicklungen und rotorseitiger Permanentmagnete. An die nicht näher dargestellten Strangwicklungen ist eine elektronische Kommutierungs- und Stromsteuerschaltung 5 angeschlossen, die den von der Generatoranordnung 3 bei Antrieb durch die Brennkraftmaschine 1 gelieferten Wech¬ selstrom durch elektronische Kommutierung in einen Gleich¬ strom steuerbarer Größe wandelt. Die Stromsteuerschaltung 5 speist über einen Gleichspannungszwischenkreis 7 mehre¬ re elektronische Kommutierungs- und Stromsteuerschaltun¬ gen 9 von Elektromotoren 11, von denen jeder gesondert je eines der Räder des Kraftfahrzeugs antreibt. Fig. 1 zeigt lediglich einen der Elektromotore 11 mit zugehöriger Kommutierungs- und Stromsteuerschaltung. Auch bei den Elektromotoren 11 handelt es sich bevorzugt um Motore mit einer mehrsträngigen Ξtatorwicklung und einem Permanent¬ magnetrotor. An die Kommutierungs- und Stromsteuerschal¬ tung 5 ist eine Spannungsregelschaltung 13 angeschlossen, die die Ist-Spannung des Gleichstromzwischenkreises 7 erfaßt und über die Stromsteuerschaltung 5 auf einem bei 15 vorgebbaren Sollwert hält.

Über einen Signalweg 17 kann der von der Stromsteuer¬ schaltung 5 an den Gleichspannungszwischenkreis 7 abgege¬ bene Gleichstrom von einer Steuerung 19 gesteuert werden.

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Die Steuerung 19 spricht auf die mittels eines Sensors 21 erfaßte Stellung eines Fahrpedals 23 an und steuert die dem Produkt aus Strom mal Spannung des Gleichspannungs- zwischenkreises entsprechende, für den Antrieb zur Ver¬ fügung stehende elektrische Leistung abhängig von der Fahrpedalstellung. Die Steuerung 19 steuert über einen Signalweg 25 darüber hinaus den Strom der Elektromotore 11 und damit deren Antriebsdrehmoment.

Die an den Gleichstromzwischenkreis 7 gelieferte elektri¬ sche Leistung muß unter Berücksichtigung der Verluste der Generatoranordnung 3 und der Stromsteuerschaltung 5, d.h. unter Berücksichtigung der elektrischen Wirkungsgrade dieser Komponenten, von der Brennkraftmaschine 1 aufge¬ bracht werden. Die Steuerung 19 steuert dementsprechend über einen Stellantrieb 27 ein Leistungsstellglied 29 der Brennkraf maschine, beispielsweise eine Drosselklappe oder eine Einspritzpumpe, ebenfalls abhängig von der Fahrpedalstellung.

Aufgrund der mechanischen Antriebsverbindung arbeiten die Brennkraftmaschine 1 und die Generatoranordnung 3 mit gleicher Drehzahl, wobei im stationären Betrieb das von der Brennkraftmaschine 1 abgegebene Drehmoment gleich dem von der Generatoranordnung 3 aufgenommenen Drehmoment ist. Die von der Brennkraftmaschine erzeugte Leistung ist näherungsweise proportional dem Produkt aus Drehmoment und Drehzahl. Entsprechendes gilt für die von der Genera¬ toranordnung 3 erzeugte elektrische Leistung, die gleich der Leistung der Brennkraftmaschine 1 vermindert um die Wirkungsgradverluste der Generatoranordnung ist. Die Einstellung des Leistungsglieds 29 der Brennkraf maschine 1 einerseits und der an der Stromsteuerschaltung 5 einge¬ stellte Generatorstrom andererseits bilden zwei Einflu߬ größen, die es erlauben, den Betriebspunkt der Brenn-

kraftmaschine 1 in deren Kennfeld längs einer Kennlinie konstanter Leistung im wesentlichen beliebig zu variie¬ ren. Fig. 2 zeigt das Kennfeld einer Brennkraftmaschine mit 100 kW Leistung. Das Kennlinienfeld zeigt das von der Brennkraftmaschine abgegebene, von der Generatoranordnung aufgenommene Drehmoment M in Abhängigkeit von der Dreh¬ zahl n. Mit dick gestrichelten Linien sind in dem Kenn¬ linienfeld Kurven P konstanter Leistung der Brennkraftma¬ schine dargestellt. Dünn gestrichelte Linien D bezeichnen unter Angabe des Drosselklappenwinkels die Einstellung des Leistungsstellglieds der Brennkraftmaschine. Mit ausgezogenen dünnen Linien sind in dem Kennfeld der Fig.

2 Kurven b mit konstantem spezifischem Kraftstoffver¬ brauch in Gramm pro Kilowattstunde eingezeichnet. Das Kennfeld zeigt, daß Betriebspunkte gleicher Leistung bei unterschiedlichen Drehzahlen durch geeignete Einstellung des Drosselklappenwinkels erreicht werden können, daß aber jedem Leistungswert nur ein Betriebspunkt mit mini¬ malem spezifischem Kraftstoffverbrauch zugeordnet ist. Die Betriebspunkte mit minimalem spezifischem Kraftstoff¬ verbrauch liegen in dem Kennfeld auf einer dick strich¬ punktiert eingezeichneten Linie B. Beispielsweise ist der spezifische Kraftstoffverbrauch für eine Leistung von

30 kW minimal, wenn der Drosselklappenwinkel 45° und die Drehzahl etwa 2100 Umdrehungen pro Minute beträgt.

Die Antriebsanordnung nach Fig. 1 erlaubt es, die Brenn¬ kraftmaschine 1 zumindest im stationären Betrieb stets in einem Betriebspunkt mit minimalem Kraftstoffverbrauch zu betreiben. Hierzu sind in einem Datenspeicher 31 der Steuerung 19 Datenkombinationen des Kennfelds gespeichert, die die Betriebspunkte der Kennlinie B, für die sich minimaler spezifischer Kraftstoffverbrauch ergibt, spei¬ chert. Die gespeicherten Datenkombinationen umfassen für die den einzelnen Leistungswerten zugeordneten Betriebs-

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punkte jeweils Daten für einen Drehzahl-Sollwert sowie Daten für die Einstellung des Leistungsstellglieds der Brennkraftmaschine 1. Die Steuerung 19 liest abhängig von dem über das Fahrpedal 23 angeforderten Leistungs-Soll¬ wert den Drehzahl-Sollwert sowie den Einstellwert des Stellglieds 29 aus dem Datenspeicher 31 aus. Ein Dreh- zahlregelkreis 33, der Bestandteil der Steuerung 19 sein kann, regelt über die S romsteuerschaltung 5 die elektri¬ sche Leistung der Generatoranordnung 33 auf einen Wert ein, bei dem die Drehzahl gleich dem Drehzahl-Sollwert des gewünschten Betriebspunkts ist. Die bei 35 dem Dreh¬ zahlregler 33 zugeführte Ist-Drehzahlinformation wird beispielsweise mittels eines Sensors oder dergleichen erfaßt. Zugleich mit der Einstellung der Drehzahl stellt die Steuerung 19 den Stellantrieb 27 des Leistungsstell¬ glieds 29 auf den durch die Datenkombination festgelegten Drosselklappenwinkel.

Aufgrund von Temperatureinflüssen oder sonstiger Be¬ triebsparameter der Brennkraftmaschine 1 kann die von der Brennkraftmaschine 1 tatsächlich erzeugte Leistung von dem der Datenkombination des Betriebspunkts zugrunde liegenden Leistungssollwert abweichen. Die Steuerung 19 umfaßt deshalb einen bei 37 angedeuteten Leistungsregler, der abhängig von der durch Strom und Spannung der Genera¬ toranordnung 3 bestimmten elektrischen Leistung einen Leistungs-Istwert ermittelt und mit dem entsprechend der Fahrpedalstellung vorgegebenen Leistungs-Sollwert ver¬ gleicht. Zur Leistungsregelung überwacht die Steuerung 19, ob die Drehzahl den Drehzahl-Istwert erreicht hat und gibt danach den auf den Stellantrieb 27 wirkenden Lei¬ stungsregler 37 zum Einregeln der Leistung auf den Lei¬ stungs-Sollwert frei.

Bei einer Änderung der Fahrpedalstellung, beispielsweise

für eine Erhöhung der Leistung von P = 30 kW auf P = 80 kW, ändert die Steuerung 19 die Drosselklappenstellung D von 45° auf den der Datenkombination des neuen Betriebspunkts bei P = 80 kW entsprechenden Winkel von 60°. Die Drossel- klappenstellungsänderung bewirkt eine in Fig. 2 durch einen Pfeil 39 dargestellte Erhöhung des Drehmoments, durch die die Brennkraftmaschine 1 auf die dem neuen Betriebspunkt zugeordnete Drehzahl von etwa 4750 Umdre¬ hungen pro Minute beschleunigt wird. Nachdem der Dreh¬ zahlregler 33 die Drehzahl auf diesen durch die Datenkom¬ bination des neuen Betriebspunkts festgelegten Drehzahl- sollwert eingeregelt hat, regelt auch der Leistungsregler 37 die Leistung der Brennkraftmaschine 1 auf den die Datenkombination des neuen Betriebspunkts bestimmenden Leistungs-Sollwert von 80 kW ein. Mit einer punktierten Linie 41 ist in Fig. 2 der drehzahlabhängige Verlauf des Motormoments während der Leistungsänderung dargestellt.

Das Kennfeld der Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit des Dreh¬ moments M der Brennkraftmaschine von der Drehzahl der Einheit aus Brennkraftmaschine und Generatoranordnung. Die Steuerung der Antriebsanordnung kann jedoch auch auf der Grundlage eines Kennfelds erfolgen, welches als Parameter die elektrische Ausgangsleistung der Generator¬ anordnung 3 oder der Stromsteuerung 5 enthält, also den Wirkungsgrad dieser Komponenten mit berücksichtigt. Das Kennlinienfeld des spezifischen Kraftstoffverbrauchs ist in Fig. 2 dem Drehmomentkennfeld der Brennkraftmaschine überlagert, wobei die Datenkombinationen bereits die Betriebspunkte mit minimalem spezifischem Kraftstoffver¬ brauch repräsentieren. Das Kennfeld des spezifischen Kraftstoffverbrauchs b kann jedoch auch gesondert gespei¬ chert sein, und die Steuerung 19 kann die Datenkombina¬ tionen der Betriebspunkte im Einzelfall jeweils aus mehreren Kennfeldern errechnen.

Der Steuerung 19 sind bei 43 angedeutete Kraftstoffmeß- einrichtungen zugeordnet, die den tatsächlichen Kraft¬ stoff erbrauch ermitteln. Bei den Kraftstoffmeßeinrich- tungen kann es sich um Durchflußmesser oder dergleichen handeln oder aber um Mittel, die eine Information über die zugeführte oder eingespritzte Kraftstoffmenge einem elektronischen Motorsteuerungssystem entnehmen oder aus Öffnungszeiten von Einspritzventilen ermitteln. Die Steuerung 19 ermittelt den spezifischen Kraftstoff-Ist- verbrauch aus der aktuell zugeführten Kraftstoffmenge bezogen auf die im aktuellen Betriebspunkt eingestellte Leistung. Die in dem Datenspeicher 31 gespeicherten Daten über den spezifischen Kraftstoffverbrauch werden abhängig vom Ist-Verbrauch kontinuierlich aktualisiert. Auf diese Weise paßt sich das Kennfeld selbsttätig an alterungsbe¬ dingte oder durch Serienstreuung bedingte Unterschiede der Brennkraftmaschine 1 an. Die Anpassung des Kennfelds des spezifischen Kraftstoffverbrauchs erfolgt schrittwei¬ se, beispielsweise in der Form, daß die gespeicherte Information über den spezifischen Kraftstoffverbrauch lediglich um einen vergleichsweise kleinen Bruchteil der tatsächlichen Abweichung geändert wird. Auf diese Weise wird der Einfluß von Meßfehlern oder dergleichen bei der Ermittlung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs auf das Kennfeld klein gehalten. Es versteht sich, daß die Steue¬ rung 19 beispielsweise nach herkömmlichen iterativen Methoden auch die Betriebspunkte mit minimalem spezifi¬ schem Kraftstoffverbrauch nach einer Aktualisierung des Kennfelds korrigiert.

Die Anpassung des Verbrauchskennfelds erfolgt in Abhän¬ gigkeit weiterer Betriebsparameter der Brennkraftmaschi¬ ne 1, insbesondere in Abhängigkeit von der mittels eines Temperatursensors 45 erfaßten Öltemperatur oder Kühlwas- sertemperatur der Brennkraftmaschine 1.

Neben dem spezifischen Kraftstoffverbrauch können weitere Betriebsparameter bei der Einstellung eines optimalen Betriebspunkts der Brennkraftmaschine 1 mit berücksichtigt werden. Beispielsweise wird die den Betriebspunkt festle¬ gende Leistung auch durch den Zündwinkel oder das Kraft¬ stoff-Luft-Mischungsverhältnis oder die Temperatur der angesaugten Luft beeinflußt. Der Datenspeicher 31 kann zusätzliche Kennfelder für diese Betriebsparameter ent¬ halten. Der Datenspeicher 31 enthält ferner Kombinations- algorithmen, die es der Steuerung 19 ermöglichen, die Bedeutung der einzelnen Betriebsparameter zu bewerten und abhängig von der Bewertung ein der Betriebssituation angemessenes Optimum mehrerer der Betriebsparameter zu ermitteln.

Basis der Ermittlung des gemeinsamen Optimums mehrerer Betriebsparameter ist, daß die von der Brennkraftmaschine oder die von der Generatoranordnung abgegebene Leistung auf dem vorgegebenen Leistungs-Sollwert konstant gehalten wird. Diese Voraussetzung ermöglicht es, auch nicht kraftstoffverbrauchsorientierte Betriebsparameter in die Optimierung mit einzubeziehen. Die Steuerung 19 variiert die auf die Leistung sich auswirkenden Betriebsgrößen vorzugsweise so, daß sich ein durch die gespeicherten Kombinationsalgorithmen definiertes Optimum aus der Kombination folgender Ziele ergibt:

- Minimaler spezifischer Kraftstoffverbrauch,

- minimale Schadstoffmenge und harmloseste SchadstoffZusam¬ mensetzung,

- minimale Geräuschemission,

- möglichst große Schonung der Brennkraftmaschine.

Die Steuerung spricht hierzu auf einen Sensor 47 zur Ermittlung des Schadstoffgehalts, zum Beispiel eine

Lambda-Sonde und/oder auf einen Sensor 49 zur Geräuschmes¬ sung an. Der Datenspeicher 31 enthält dementsprechend Kenn- felder für die Schadstoffemission und -Zusammensetzung, ein Geräuschkennfeld sowie Informationen über die Motor¬ schonung. Es versteht sich, daß die Steuerung 19 gegebenen¬ falls auch nur einen Teil der vorstehenden Kennfelder bei der Bestimmung des optimalen Betriebspunkts berücksich¬ tigt und daß auch diese Kennfelder gegebenenfalls aktua¬ lisierbar sind, wie dies anhand des Kennfelds für den spezifischen Kraftstoffverbrauch bereits erläutert wurde.

Beispielsweise variiert die Steuerung 19 den Zündwinkel und die Einstellung des Leistungsstellglieds 29 gemeinsam derart, daß bei konstant gehaltener Leistung der spezifi¬ sche Kraftstoffverbrauch abnimmt, ohne daß jedoch zuläs¬ sige Höchstgrenzen der Schadstoffemission überschritten werden. Für die Einstellung des Betriebspunkts mit nied¬ rigstem spezifischem Kraftstoffverbrauch variiert die Steuerung 19 die Drehzahl mittels des Drehzahlreglers 33 und die Einstellung des Leistungsstellglieds 29 derart, daß die ermittelte Ausgangsleistung der Generatoranord¬ nung 3 konstant bleibt. In dem Kennfeld der Fig. 2 bedeu¬ tet dies ein Entlangführen des Betriebspunkts entlang einer Kurve konstanter Leistung, wie dies für einen Betriebspunkt 51 durch einen Doppelpfeil 53 angedeutet ist. Der Leistungsregler 37 sorgt nach einer Änderung von Drehzahl und Einstellung des Leistungsstellglieds 29 für das Konstanthalten der Leistung. Entlang der Kurve kon¬ stanter Leistung wird der spezifische Kraftstoffverbrauch sowie gegebenenfalls die Werte der darüber hinaus zu berücksichtigenden Betriebsparameter ermittelt und zusam¬ men mit der zugehörigen Drehzahl in dem Datenspeicher 31 gespeichert. Erhöht sich der spezifische Kraftstoffver¬ brauch bei der Bewegung längs der Kurve konstanter Lei¬ stung, so ist dies ein Zeichen, daß sich der aktuelle

Betriebspunkt vom optimalen Betriebspunkt entfernt. Durch nachfolgende Variation der Drehzahl sorgt die Steuerung 19 wieder für einen günstigeren spezifischen Kraftstoff¬ verbrauch. Die Einregelung der für minimalen Kraftstoff¬ verbrauch günstigsten Drehzahl kann auch im laufenden Fahrbetrieb erfolgen, so daß das Kennfeld für den exakten spezifischen Kraftstoffverbrauch nicht zwingend bekannt sein muß, um im Betrieb optimale Verhältnisse zu schaf¬ fen.

Werden mehrere Betriebsparameter optimiert, so erfolgt dies so, daß bis auf den zu variierenden Parameter die übrigen Parameter konstant gehalten werden.

Fig. 3 zeigt eine Variante einer Antriebsanordnung, die sich von der Antriebsanordnung der Fig. 1 im wesentlichen nur durch die beim Einstellen der Betriebspunkte ange- wandteiiRegelungsstrαhegie u terscheide.:. Gleichwirkende Komponenten sind mit den Bezugszahlen der Fig. 1 und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläu¬ terung des Aufbaus und der Funktionsweise dieser Kompo¬ nenten wird auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 Bezug genommen.

Im Unterschied zur Antriebsanordnung der Fig. 1 steuert der Drehzahlregler 33a den Stellantrieb 27a des Lei¬ stungsstellglieds 29a, während der Leistungsregler 37a über den Spannungsregler 13a die Stromsteuerschaltung 5a den Generatorstrom und damit die von der Generatoranord¬ nung 3a an den Gleichspannungszwischenkreis 7a abgegebene elektrische Leistung beeinflußt. Für die Einstellung eines Betriebspunkts in dem Kennfeld der Fig. 4 liest die Steuerung 19a abhängig von dem durch die Stellung des Fahrpedals 23a vorgegebenen Leistungs-Sollwert eine Datenkombination der Daten dieses Leistungs-Sollwerts

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mit Daten zumindest für einen Drehzahl-Sollwert aus dem Speicher 31a aus. Abhängig von dem Drehzahl-Sollwert regelt der Drehzahlregler 33a die Drehzahl der Brenn¬ kraftmaschine auf die Soll-Drehzahl und der Leistungsreg¬ ler 37a die abgegebene Leistung auf die Soll-Leistung ein. Die Datenkombination kann die Daten weiterer Be¬ triebsparameter umfassen, und im Datenspeicher 31a können Daten für die Optimierung der Betriebsparameter gespei¬ chert sein, wie dies anhand Fig. 1 erläutert wurde.

Bei einer durch Ändern der Fahrpedalstellung gewünschten Leistungsänderung wird im Gegensatz zu der anhand von Fig. 2 erläuterten Einstellstrategie das Leistungsstell¬ glied 29a nicht sofort auf den nach der Leistungsänderung sich ergebenden Einstellwert gestellt, sondern entspre¬ chend der sich ändernden Drehzahl auf der Kurve B des minimalen Kraftstoffverbrauchs nachgeführt. Wie in Fig. 4 dargestellt, ändert sich bei einer Leistungsänderung von P = 20 kW auf P = 60 kW der Drosselklappenwinkel von 35° auf 55° bei einer Drehzahländerung von 1500 auf 3600 Umdrehungen pro Minute. Um ein Beschleunigungsmoment für die Brennkraftmaschine la zu erhalten, erhöht die Steue¬ rung 19a den Drehzahl-Sollwert, wodurch die Drehzahl anzusteigen beginnt. Um ein Beschleunigungsmoment für die Brennkraftmaschine la zu erhalten, hält der Leistungsreg- ler 37a jedoch die von der Gener oranordnung 3a an den Gleichspannungszwischenkreis 7a abgegebene elektrische Leistung konstant, bis sich ein gewünschtes, die Brenn¬ kraftmaschine la beschleunigendes Überschußmoment Ml ergibt. Sodann wird die elektrische Leistung entlang einer beliebig wählbaren Kurve AI in den neuen Betriebs¬ punkt geführt. Sobald die Brennkraftmaschine la den Drehzahl-Sollwert erreicht hat, steht die Beεchleuni- gungsleistung für das Kraftfahrzeug voll zur Verfügung. Die Steuerung 19a sorgt auf diese Weise bei minimalem

Kraftstoffverbrauch zuerst für die Beschleunigung der - Brennkraftmaschine la und Generatoranordnung 3a und erst nach Erreichen des neuen Betriebspunkts für die Abgabe der elektrischen Leistung an die Elektromotore 11a.

Für maximale Beschleunigung, zum Beispiel bei "Kick down" , wird auch für die Zeit der Leistungsänderung ein

Verlassen der Kurve des minimalen Verbrauchs zugelassen, wobei das Leistungsstellglied 29a auf seine durch die

Kurve Dmax repräsentierte Vollaststellung^ eing^estellt wird. Die Brennkraftmaschine 1 folgt damit im Kennfeld der Fig. 4 der Linie 55, und für die Beschleunigung der Brennkraftmaschine steht das Überschußmoment M2 zur Verfügung, nachdem der Leiεtungsregler 37a die elektri¬ sche Leistung wiederum entsprechend der Kurve AI nach¬ führt. Sobald die Brennkraftmaschine la den Drehzahl- Sollwert erreicht hat, wird das Stellglied auf den Be¬ triebspunkt mit minimalem Kraftstoffverbrauch zurückge¬ stellt (55° im Beispiel der Fig. 4) .

Die Möglichkeit, Kennfelddaten des Leistungskennfelds der Einheit aus Brennkraftmaschine und Generatoranordnung zu aktualisieren, erlaubt eine Fehlerdiagnose der Brenn¬ kraftmaschine, wie dies nachfolgend anhand der Antriebs- anordnung der Fig. 1 erläutert wird. Die Diagnosemöglich- keit besteht selbstverständlich auch bei der Antriebsan¬ ordnung der Fig. 3.

Für die Fehlerdiagnose überwacht die Steuerung 19 die in dem Datenspeicher 31 gespeicherten Kennfelddaten für den spezifischen Kraftstoffverbrauch. Aus der Drehzahlabhän¬ gigkeit und der Größe aktualisierter Verbrauchsdaten kann durch Vergleich mit früheren Daten, insbesondere mit einem den Neuzustand der Brennkraftmaschine 1 repräsentie¬ renden ursprünglichen Soll-Kennfeld eine Information über

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den Motorzustand, zum Beispiel dessen Verschleiß, gewon¬ nen werden. Beispielsweise kann bei einem Vierzylinder¬ motor bei plötzlichem Abfall des Kehrwerts des spezifi¬ schen Kraftstoffverbrauchs auf 75". des ursprünglichen Werts auf einen Ausfall eines der Zylinder, zum Beispiel durch eine defekte Zündkerze, geschlossen werden.

Bei Feststellen eines Fehlers erzeugt die Steuerung 19 ein den Fahrer zum Beispiel über ein Display 57 warnendes * Informationssignal und speichert den diagnostizierten Fehler als Information für eine künftige Reparatur in dem Datenspeicher 31 ab. Gegebenenf lls aktiviert die Steue¬ rung 19 durch Veränderung der Kraftstoffeinspritzmenge ein Notfahr rogramm, wobei sie die Kraftstoffeinspritz¬ menge gegebenenfalls gezielt für einzelne Zylinder redu¬ ziert oder ganz abstellt. Weiterhin oder auch alternativ kann die Steuerung 19 die maximale Leistung der Brenn ¬ kraftmaschine 1 und/oder die maximale Drehzahl reduzieren bzw. die im Betrieb erreichbare Drehzahl begrenzen.