DE102004002642B4

DE102004002642B4 - Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges und Steuergerät dafür

Info

Publication number: DE102004002642B4
Application number: DE102004002642A
Authority: DE
Inventors: Gernot Becker; Rainer Klösel
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2024-01-20
Also published as: DE102004002642A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer aus einem Motor, einem automatisch schaltbaren Getriebe, einem Fahrpedal und einem Motorsteuergerät bestehenden Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges, bei dem das Motorsteuergerät erfasst, ob das Kraftfahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges vom Motorsteuergerät erfasst wird, das Motorsteuergerät das vom Motor abgegebene Moment erhöht, so dass die konstante Fahrgeschwindigkeit mit einer gegenüber der vorhergehenden Stellung weniger gedrückten Stellung des Fahrpedals aufrechterhalten wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer aus einem Motor, einem automatisch schaltbaren Getriebe, einem Fahrpedal und einem Motorsteuergerät bestehenden Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges und auf ein Steuergerät, das zur Ausführung des Verfahrens geeignet ist.

Aus der Praxis ist bekannt, ein Kraftfahrzeug von einem Motor, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine, anzutreiben. Zur Steuerung der vom Motor abgegebenen Leistung (=vom Motor erzeugtes Moment * Drehzahl * 2 * PI) bzw. des vom Motor erzeugten Moments dient üblicherweise ein Fahrpedal, das vom Nutzer des Kraftfahrzeuges mit einem Fuß gedrückt wird. Bei Motorrädern wird die Leistungsabgabe des Motors mit einem drehbaren Gasgriff gesteuert.

Zur Kraftübertragung vom Motor an die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges dient ein Getriebe, das vorzugsweise ein automatisch zwischen mehreren Schaltstufen schaltendes Getriebe ist. Ein an sich bekanntes Getriebesteuergerät wählt in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung und der aktuellen Drehzahl des Motors bzw. der Fahrzeuggeschwindigkeit die günstigste Getriebestufe aus, bei der das höchstmögliche Moment bei einem so gering wie möglichen Kraftstoffverbrauch des Motors abgegeben und an die Antriebsräder des Kraftfahrzeuges übertragen wird.

Hierfür ist im Motorsteuergerät eine Kennlinie des Motors abgelegt, anhand derer die Zuordnung des vom Motor abgegebenen Moments in Abhängigkeit zur Fahrpedalstellung für die jeweils vom Getriebe auszuwählende Schaltstufe erfolgt.

Bei höheren Geschwindigkeiten, z. B. bei längeren Autobahnfahrten, ist es erforderlich, dass zum Halten einer konstant hohen Geschwindigkeit auch bei einem lang übersetzten Gang das Fahrpedal fast vollständig gedrückt ist. Dies hat zur Folge, dass im Falle einer gewünschten Geschwindigkeitserhöhung der verbleibende Pedalweg bis zum Erreichen des Anschlags bzw. der bei automatischen Getrieben am Anschlag vorgesehenen Kickdown-Funktion nur sehr gering ist. Dies bedingt, dass auch bereits kleine Änderungen der Fahrpedalstellung durch den Nutzer des Kraftfahrzeuges dazu führen können, dass vom Getriebe in vom Fahrer nicht gewünschter Weise eine andere Schaltstufe des Getriebes angewählt wird. Durch diese häufigen Änderungen der Schaltstufen des automatischen Getriebes weist das Kraftfahrzeug ein für den Nutzer unkomfortables oder "nervöses" Fahrverhalten auf und verbraucht mehr Kraftstoff.

Die DE 29 33 714 A1 offenbart einen Verbrennungsmotor mit einem automatisch schaltbaren Getriebe eines Kraftfahrzeuges, wobei ein Motorsteuergerät in Abhängigkeit einer vom Fahrer eingestellten Fahrpedalstellung anhand eines im Motorsteuergerät abgelegten Motorkennfeldes diejenige Schaltstufe auswählt, bei der der Kraftstoffverbrauch des Motors am niedrigsten ist. Auch hier stellt sich das Problem, dass bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten ein Fahrpedal im Wesentlichen vollständig durchgedrückt ist.

Aus US 4 541 052 sind ein Verfahren und ein Steuergerät nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 4 bekannt. Diese Schrift lehrt, die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs zu überwachen, um, wenn eine Fahrt bei konstanter Geschwindigkeit erfasst wird, von einem ersten Betriebsmodus des Steuergeräts, in welchem dieses eine Fahrpedalstellung als Leistungswunsch des Fahrers interpretiert und den Motor steuert, um die gewünschte Leistung bereitzustellen, in einen zweiten Betriebsmodus zu wechseln, in welchem die gleichbleibende Fahrpedalstellung als Wunsch des Fahrers interpretiert wird, die zum Zeitpunkt des Wechsels gegebene Geschwindigkeit des Fahrzeugs beizubehalten, und das Steuergerät folglich die Leistung des Motors so steuert, dass diese Geschwindigkeit eingehalten wird. Dies kann es erforderlich machen, die Leistung des Motors bei unveränderter Fahrpedalstellung zu erhöhen oder zu erniedrigen, wenn die Fahrbahn ansteigt oder abfällt. Drückt der Fahrer das Fahrpedal tiefer, so wird dies als Wunsch des Fahrers interpretiert, die Fahrgeschwindigkeit zu ändern, und um dies zu ermöglichen, kehrt das Steuergerät vom zweiten in den ersten Modus zurück.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Steuergerät zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen ein weiteres Drücken des Fahrpedals bei Konstantfahrt nicht unmittelbar zum Anwählen einer anderen Schaltstufe des Getriebes durch ein Steuergerät führt und der Fahrkomfort für den Nutzer des Kraftfahrzeuges erhöht ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Steuergerät gemäß Anspruch 4 gelöst.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass ein Motorsteuergerät, das Bestandteil einer zentralen Steuerelektronik für alle Funktionen eines Kraftfahrzeuges sein kann, eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges erfasst. Bei konstanter Fahrtgeschwindigkeit, z. B. auf einer mehrspurigen Autobahn, wird das Fahrpedal vom Nutzer in eine Stellung gedrückt und in dieser Stellung gehalten. Nachdem diese Konstantfahrt vom Motorsteuergerät erfasst ist, wird das vom Motor abgegebene Moment langsam erhöht. Dies hat zur Folge, dass der Nutzer des Kraftfahrzeuges das Fahrpedal weniger stark durchdrücken muss, um dennoch eine konstante Fahrtgeschwindigkeit zu halten. Das bedeutet, dass trotz leichtem Anheben des Fahrpedals durch die Erhöhung des vom Motor abgegebenen Moments die gewünschte konstante Fahrtgeschwindigkeit gehalten wird. Das Moment des Motors kann z. B. durch eine Änderung der Stellung einer Drosselklappe für die Luftzufuhr geändert bzw. erhöht werden.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass bei konstanter Fahrtgeschwindigkeit das Fahrpedal weniger stark durchgedrückt ist, wodurch sich der Weg des Fahrpedals bis zum Anschlag bzw. bis zum Kickdown erhöht. Dies führt dazu, dass ein leichtes Drücken des Fahrpedals, in der nunmehr nicht mehr ganz soweit gedrückten Stellung, wenn z. B. ein anderes Kraftfahrzeug mit erhöhter Geschwindigkeit überholt werden soll, nicht mehr unmittelbar zu einem Schalten in eine andere Schaltstufe des automatischen Getriebes führt, da der Fahrpedalweg gegenüber dem Stand der Technik verlängert ist. Somit ist der Fahrkomfort insgesamt erhöht, da leichte Verän derungen der Fahrpedalstellung, insbesondere ein leichtes Durchdrücken des Fahrpedals, nicht mehr unmittelbar zum Anwählen einer anderen Schaltstufe führen. Das Fahrverhalten ist weniger "nervös". Somit ist auch der Kraftstoffverbrauch verringert. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass bei sehr starkem Durchdrücken des Fahrpedals, insbesondere bis zum Kickdown, dennoch eine andere Schaltstufe vom Getriebe angewählt wird, wenn dies vom Fahrer durch das starke Drücken gewünscht ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das vom Motor abgegebene Moment durch das Steuergerät erst nach einem einstellbar festlegbaren Zeitraum erhöht, wobei innerhalb dieses Zeitraumes die Fahrtgeschwindigkeit zumindest innerhalb von geschwindigkeitsabhängigen und/oder einstellbaren Grenzwerten konstant war. Der Zeitraum bzw. die konstante Fahrtgeschwindigkeit kann vom Motorsteuergerät in bekannter Weise überwacht werden, um nach dem Feststellen des Fahrens mit konstanter Geschwindigkeit das Moment des Motors zu erhöhen. Vorzugsweise ist der Zeitraum einstellbar, z. B. 1, 2 oder 3 Sekunden, um dem Nutzer des Kraftfahrzeuges eine komfortablere Fahrweise bieten zu können.

Bevorzugt wird das vom Motor abgegebene Moment durch das Motorsteuergerät kontinuierlich erhöht, um es dem Nutzer des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, das Fahrpedal gleichmäßig zurückzunehmen. Vorzugsweise wird die Motorleistung mit einer Rate von 1, 2 oder 3 Prozent pro Sekunde erhöht, um keine ruckartigen Änderungen des Moments, das vom Motor abgegeben wird, zu erzeugen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Moment des Motors bis zu einem Maximalwert erhöht. Somit ist vermieden, dass kleine Bewegungen am Fahrpedal unerwünscht starke Änderungen des vom Motor abgegebenen Moments verursachen. Insbesondere beträgt der Maximalwert 20 Prozent über dem vom Motor während der vorhergehenden Konstantfahrt abgegebenen Moment.

In einfacher Weise kann die konstante Fahrtgeschwindigkeit, die zu einer Erhöhung des vom Motor abgegebenen Moments führt, mit einem an sich bekannten Geschwindigkeitssensor erfasst werden, dessen Sensorsignale in bekannter Weise an das Motorsteuergerät bzw. eine zentrale Steuereinheit des Kraftfahrzeuges übertragen und dort verarbeitet werden.

Zweckmäßigerweise ist ein dem Fachmann bekannter Tempomat vorgesehen, mit dem eine konstante Fahrtgeschwindigkeit einstellbar ist. Dabei ist das Motorsteuergerät derart ausgelegt, dass nach dem Einstellen einer konstanten Fahrtgeschwindigkeit, insbesondere nach einem festlegbaren Zeitraum, das Motormoment kontinuierlich bis zu einem Maximalwert erhöht wird, um bei einem leichten Durchdrücken des Fahrpedals durch den Nutzer ein Herunterschalten des automatischen Getriebes zu vermeiden.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Die einzige Fig. zeigt ein schematisches Diagramm der Fahrpedalstellung eines Kraftfahrzeuges im zeitlichen Verlauf bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei dem dargestellten Diagramm ist in der Y-Achse die Fahrpedalstellung in Prozent angegeben, d.h. zwischen 0 Prozent "nicht gedrückt" und 100 Prozent "voll durchge drückt". Die X-Achse stellt den zeitlichen Verlauf der Zeit t in Sekunden dar. Zum Zeitpunkt t = 0 beginnt die Fahrt und durch das ständig stärkere Durchdrücken des Fahrpedals wird die Geschwindigkeit bis zum Zeitpunkt t = t0 kontinuierlich erhöht. Über den Zeitraum t = t0 bis t = t1 ist die Fahrpedalstellung und damit die tatsächliche Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges konstant. Dieser Zeitraum kann vom Nutzer des Kraftfahrzeuges einstellbar sein und z. B. 1, 2 oder 3 Sekunden betragen.
Beim Zeitpunkt t = t1 wird das vom Motor abgegebene Moment durch das Motorsteuergerät kontinuierlich erhöht. Dies kann z.B. durch eine Veränderung der Stellung der Drosselklappe des Motors erfolgen. Die Erhöhung des Moments des Motors erfolgt kontinuierlich, um somit ein zu rasches Ansteigen des Motormoments und eine unerwünschte Reaktion des Nutzers des Kraftfahrzeuges hierauf zu vermeiden. Die Rate der Erhöhung des Motormoments beträgt z. B. 1, 2 oder 3% pro Sekunde. Um eine konstante Fahrtgeschwindigkeit zu halten, kann der Nutzer daher, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, das Fahrpedal entsprechend zurücknehmen, d. h. weniger stark durchdrücken.
Beim Zeitpunkt t = t2 ist die maximale Erhöhung des Moments des Motors erreicht, z. B. 20% über dem Ausgangswert bei der vorhergehenden konstanten Fahrtgeschwindigkeit, und das Moment wird darüber hinaus vom Motorsteuergerät nicht erhöht und die weniger stark durchgedrückte Stellung des Fahrpedals durch den Nutzer gehalten.
Im Folgenden zeitlichen Verlauf, der ebenfalls gestrichelt eingezeichnet ist, wird daher die vorherige konstante Fahrtgeschwindigkeit mit einer gegenüber dem durch die durchgehende Linie angedeuteten Stellung des Fahrpedals weniger gedrückten Stellung aufrecht erhalten. Das bedeutet, dass trotz eines weniger stark gedrückten Fahrpedals dennoch die gleiche Geschwindigkeit erreichbar ist. Dies führt dazu, dass der zur Verfügung stehende Fahrpedalweg bis zum Erreichen der Volllast bzw. des Anschlags mit Kickdown-Funktion vergrößert ist und eine geringfügige Erhöhung der Fahrpedalstellung nicht sofort zu einem Umschalten in eine andere Schaltstufe des automatischen Getriebes führt. Dies stellt eine Erhöhung des Fahrkomforts des Kraftfahrzeuges dar.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer aus einem Motor, einem automatisch schaltbaren Getriebe, einem Fahrpedal und einem Motorsteuergerät bestehenden Antriebseinheit eines Kraftfahrzeuges, bei dem das Motorsteuergerät erfasst, ob das Kraftfahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges vom Motorsteuergerät erfasst wird, das Motorsteuergerät das vom Motor abgegebene Moment erhöht, so dass die konstante Fahrgeschwindigkeit mit einer gegenüber der vorhergehenden Stellung weniger gedrückten Stellung des Fahrpedals aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Moment kontinuierlich erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Moment kontinuierlich mit 1, 2 oder 3 Prozent pro Sekunde erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Moment bis zu einem Maximalwert erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Moment um bis zu 20 Prozent des während der vorhergehenden Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit abgegebenen Moments erhöht wird.
Motorsteuergerät einer Antriebseinheit mit einem Motor, einem automatisch schaltbaren Getriebe und einem Fahrpedal zum Steuern des von einem Kraftfahrzeugmotor abgegebenen Moments anhand einer erfassten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät eingerichtet ist, das abgegebene Moment zu erhöhen, nachdem es eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges erfasst, so dass die konstante Fahrgeschwindigkeit mit einer gegenüber der vorhergehenden Stellung weniger gedrückten Stellung des Fahrpedals aufrechterhalten wird.
Motorsteuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eingerichtet ist, eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit zu erfassen, wenn während eines Zeitraums von durch einen Benutzer einstellbarer Dauer die tatsächliche Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs konstant gewesen ist.
Motorsteuergerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuergerät mit einem Geschwindigkeitssensor verbunden ist.
Motorsteuergerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuergerät mit einem Tempomat gekoppelt ist.