DE102006046216B3

DE102006046216B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102006046216B3
Application number: DE200610046216
Authority: DE
Inventors: Johannes Feder; Björn Dr. Kattentidt; Stefan Dr. Maier; Martin Dr. Prenninger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-09-30
Also published as: WO2008037796A1; US8843264B2; US20100256854A1

Abstract

Zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (2) mit einem Antriebssystem (4) wird beim Auftreten eines kritischen Betriebszustandes (STATE_CRIT) und/oder eines Betriebsfehlers (ERROR) des Kraftfahrzeuges (2) und/oder des Antriebssystems (4) des Kraftfahrzeugs (2) einem Fahrer des Kraftfahrzeugs (2) der kritische Betriebszustand (STATE_CRIT) und/oder der Betriebsfehler (ERROR) durch eine Reaktion des Antriebssystems (4) und/oder durch eine für den Fahrer spürbare Reaktion des Kraftfahrzeugs (2) signalisiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug umfasst ein Antriebssystem.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen regelmäßig Fahrerinformationssysteme auf. Ein derartiges Fahrerinformationssystem umfasst in der Regel eine optische und/oder eine akustische Ausgabeeinheit, beispielsweise einen Bildschirm beziehungsweise einen Lautsprecher. Bei einem Auftreten eines Betriebsfehlers des Antriebssystems und/oder des Kraftfahrzeugs kann dies einem Fahrer des Kraftfahrzeugs durch das Fahrerinformationssystem signalisiert werden. Das optische und/oder das akustische Signalisieren des Betriebsfehlers kann jedoch den Fahrer von einer aktuellen Verkehrssituation ablenken und in eine gefährliche Verkehrssituation bringen.
Aus der DE 103 26 358 A1 , von der die Erfindung ausgeht, ist eine Vorrichtung zur Fahrerwarnung und zur Anhaltewegverkürzung bekannt. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Einrichtung zur Erfassung von Fahrzustandsgrößen, mindestens eine Einrichtung zur Erfassung von Umgebungsdaten und eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung der erfassten Fahrzustandsgrößen und Umgebungsdaten und zur Generierung von Steuersignalen zur Ansteuerung von mindestens einer Sicherheitseinrichtung. Die Vorrichtung ist manuell vom Fahrer aktivierbar oder deaktivierbar.
Aus der EP 1 426 230 A2 ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt. Bei dem Fahrerassistenzsystem wird abhängig von einer Risikobewertung einer Verkehrssituation ein Widerstand eines Fahrpedals eingestellt.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahr zeugs bereitzustellen, das bzw. die in Abhängigkeit von einem kritischen Betriebszustand und/oder einem Betriebsfehler einen Fahrer des Kraftfahrzeugs warnt, ohne ihn zusätzlich abzulenken.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 oder durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug umfasst ein Antriebssystem. Bei dem Auftreten eines kritischen Betriebszustandes und/oder eines Betriebsfehlers des Kraftfahrzeugs und/oder des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs wird einem Fahrer des Kraftfahrzeugs der kritische Betriebszustand und/oder der Betriebsfehler durch eine Variation einer Sollstellung eines Stellglieds des Antriebssystems um eine vorgegebene Sollstellung des Stellglieds signalisiert. Der kritische Betriebszustand und/oder der Betriebsfehler des Kraftfahrzeugs und/oder des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs werden bewertet. Abhängig von der Bewertung wird eine Intensität der Variation der Sollstellung des Stellglieds um die vorgegebene Sollstellung des Stellglieds ermittelt. Die Variation der Sollstellung des Stellglieds wird mit der ermittelten Intensität durchgeführt. Die Variation der Soll-Stellung des Stellglieds ist eine periodische Schwankung der Soll-Stellung. Die Variation des Stellglieds ermöglicht, dem Fahrer besonders intuitiv und einfach das Auftreten des kritischen Betriebszustand beziehungsweise des Betriebsfehlers zu signalisieren ohne Ablenkung durch ein optisches und/oder akustisches Signal. Das Ermitteln der Intensität der Variation ermöglicht einfach, dem Fahrer zu signalisieren, ob der Betriebszustand besonders kritisch ist und/oder ob der Betriebsfehler schwerwiegend ist oder nicht schwerwiegend ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird mit zunehmender Zeitdauer, in der der kritische Betriebszustand und/oder der Betriebsfehler des Kraftfahrzeugs und/oder des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs vorliegt, die Intensität der Variation der Sollstellung des Stellglieds verstärkt. Dies trägt dazu bei, den Fahrer anzuregen, zeitnah das Kraftfahrzeug abzustellen und/oder in eine Werkstatt zu bringen, bevor der kritische Betriebszustand und/oder der Betriebsfehler zu einer kritischen Fahrsituation und/oder zu einem schwerwiegenden Schaden des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Antriebssystems führt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wirkt sich die Stellung des Stellglieds auf ein von dem Antriebssystem hervorgerufenes Drehmoment und/oder auf eine Drehzahl des Antriebssystems und/oder auf eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs aus. Dies trägt dazu bei, dass der Fahrer besonders intuitiv mit einer wirkungsvollen Signalwirkung über den kritischen Betriebszustand beziehungsweise den Betriebsfehler informiert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens umfasst die Variation der Sollstellung des Stellglieds eine Variation eines Widerstandes eines Fahrpedals des Antriebssystems. Dies trägt dazu bei, dass der Fahrer besonders intuitiv mit einer wirkungsvollen Signalwirkung über den kritischen Betriebszustand beziehungsweise den Betriebsfehler informiert wird.
Die vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens können ohne weiteres auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung übertragen werden.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Kraftfahrzeug,
2 ein Programm zum Betreiben des Kraftfahrzeugs,
3 ein erster Sollwertverlauf,
4 ein zweiter Sollwertverlauf,
5 ein dritter Sollwertverlauf.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Ein Kraftfahrzeug 2 (1) umfasst ein Antriebssystem 4 und vorzugsweise ein Fahrerinformationssystem 6. Das Antriebssystem 4 umfasst vorzugsweise eine Brennkraftmaschine und/oder einen Elektromotor.
Eine Motorsteuerung des Antriebssystems 4 kann einen kritischen Betriebszustand STATE_CRIT des Antriebssystems 4 erkennen. Der kritische Betriebszustand STATE_CRIT kann beispielsweise dadurch gekennzeichnet sein, dass ein Element des Antriebssystems 4 ausfällt und/oder ein unplausibles Verhalten zeigt und/oder dass ein Messwert des Antriebssystems 4 in einen Bereich kommt, in dem es wahrscheinlich ist, dass ein Betriebsfehler ERROR auftritt. Die Motorsteuerung kann auch als Vorrichtung zum Betreiben des Antriebssystems 4 bezeichnet werden.
Falls der kritische Betriebszustand STATE_CRIT durch das fehlerhafte Element des Antriebssystems 4 ausgelöst wird, so kann das Antriebssystem 4 dennoch normal weiter betrieben werden. Das Auftreten des Betriebsfehlers ERROR, macht hingegen einen limitierten Betrieb LIMIT des Antriebssystems 4 erforderlich, da sonst ein schwerwiegender Schaden an dem Antriebssystem 4 und/oder dem Kraftfahrzeug 2 auftreten kann. Das Element des Antriebssystems 4 umfasst beispielsweise einen Sensor und/oder ein Stellglied des Antriebssystems 4. Das Stellglied kann beispielsweise eine Drosselklappe, ein Impulsladeventil, ein Einspritzventil, eine Zündkerze oder ein beliebiges weiteres Stellglied des Antriebssystems 4 sein.
In dem limitierten Betrieb LIMIT kann beispielsweise einem Sollwert TQ_SP eines von dem Antriebssystem 4 hervorgebrachten Drehmoments ein oberer Drehmomentsgrenzwert gesetzt werden und/oder es kann einem Sollwert V_SP einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 2 ein oberer Geschwindigkeitsgrenzwert gesetzt werden und/oder es kann einem Sollwert N_SP einer Drehzahl des Antriebssystems 4 ein oberer Drehzahlgrenzwert gesetzt werden.
Das Umschalten in den limitierten Betrieb LIMIT des Antriebssystems 4 kann zu einem abrupten Leistungsabfall des Antriebssystems 4 führen. Damit der Fahrer nicht durch den Leistungsabfall überrascht wird, was zu einer gefährlichen Fahrsituation führen kann, wird vorzugsweise in dem kritischen Betriebszustand STATE_CRIT vor Auftreten des Betriebsfehlers ERROR dem Fahrer signalisiert, dass sich das Antriebssystem 4 in dem kritischen Betriebszustand STATE_CRIT befindet. Alternativ oder zusätzlich kann dem Fahrer das Auftreten des Betriebsfehlers ERROR signalisiert werden.
Dem Fahrer wird das Eintreten des kritischen Betriebszustands STATE_CRIT beziehungsweise das Auftreten des Betriebsfehlers ERROR durch eine Reaktion des Antriebssystems 4 und/oder durch eine für den Fahrer spürbare Reaktion des Kraftfahrzeugs 2 signalisiert.
Die Reaktion des Antriebssystems 4 umfasst vorzugsweise eine Variation VAR einer Sollstellung eines Stellglieds des Antriebssystems 4 um eine vorgegebene Sollstellung des entsprechenden Stellglieds. Vorteilhafterweise wirkt sich die Stellung des Stellglieds auf das Drehmoment, die Drehzahl und/oder die Geschwindigkeit aus. Alternativ oder zusätzlich kann die Reaktion des Antriebssystems 4 ein Verstellen eines Widerstandes eines Gaspedals des Antriebssystems 4 sein. Der Fahrer erkennt dann an dem beispielsweise stärkeren Widerstand, dass sich das Antriebssystem 4 in dem kritischen Be triebszustand STATE_CRIT befindet und/oder dass der Betriebsfehler ERROR vorliegt.
Die vorgegebene Sollstellung des Stellglieds wird vorzugsweise durch eine Anforderung des Fahrers des Kraftfahrzeugs 2 vorgegeben, um seinen Fahrerwunsch umzusetzen. Der Fahrerwunsch kann beispielsweise ein gewünschtes Drehmoment, eine gewünschte Drehzahl und/der eine gewünschte Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 2 umfassen. Die Variation VAR der Sollstellung ist vorzugsweise eine periodische Schwankung der Sollstellung innerhalb eines vorgegebenen Stellungsbereichs um die vorgegebene Sollstellung.
Die spürbare Reaktion des Kraftfahrzeugs 2 kann beispielsweise einen Vibrationsalarm des Fahrerinformationssystems 6 umfassen. Der Vibrationsalarm kann beispielsweise mit einem Lenkrad und/oder einem Fahrersitz des Kraftfahrzeugs 2 gekoppelt sein. Die spürbare Reaktion des Kraftfahrzeugs 2 kann alternativ oder zusätzliche durch zumindest einen Aktor, der auf ein Fahrwerk des Kraftfahrzeugs 2 wirkt, hervorgerufen werden.
Ein Programm zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 2 ist vorzugsweise auf einem Speichermedium der Motorsteuerung des Antriebssystems 4 gespeichert. Das Programm dient dazu, den Fahrer beim Auftreten des kritischen Betriebszustandes STATE_CRIT über das Auftreten des kritischen Betriebszustandes STATE_CRIT zu informieren und ihn gegebenenfalls rechtzeitig vor dem Auftreten des Betriebsfehlers ERROR und dem damit verbundenen Umschalten in den limitierten Betrieb LIMIT zu warnen. Alternativ oder zusätzlich kann das Programm dazu dienen, den Fahrer beim Auftreten des Betriebsfehlers ERROR zu warnen. Das Programm wird vorzugsweise in einem Schritt S1 zeitnah einem Start des Antriebssystems 4 gestartet. In dem Schritt S1 werden gegebenenfalls Variablen initialisiert.
In einem Schritt S2 wird geprüft, ob der kritische Betriebszustand STATE_CRIT vorliegt, und/oder, ob der Betriebsfehler ERROR vorliegt. Ist die Bedingung des Schritts S2 nicht erfüllt, so wird die Bearbeitung erneut in dem Schritt S1 fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S2 erfüllt, so wird die Bearbeitung in einem Schritt S3 fortgesetzt.
In dem Schritt S3 wird ein Signal SIG erzeugt zum Signalisieren des kritischen Betriebszustands STATE_CRIT. Vorzugsweise umfasst das Signal SIG die Variation VAR eines Sollwerts TQ_SP eines von dem Antriebssystem 4 hervorgerufenen Drehmoments, die Variation VAR eines Sollwerts N_SP einer Drehzahl des Antriebssystems 4 und/oder die Variation VAR des Sollwerts V_SP der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 2.
In einem Schritt S4 kann das Programm beendet werden. Vorzugsweise wird jedoch das Programm regelmäßig während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 2 abgearbeitet. Ferner kann mit dem Beenden des Programms in den limitierten Betrieb LIMIT umgeschaltet werden.
Der Sollwert TQ_SP des von dem Antriebssystem 4 hervorgerufenen Drehmoments, der Sollwert V_SP der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 2 und/oder der Sollwert N_SP des Drehmoments des Antriebssystems 4 können beispielsweise entsprechend einem Rechtecksignal (3) variiert werden. Die Variation VAR findet vorzugsweise innerhalb eines Drehmomentbereichs beziehungsweise Geschwindigkeitsbereichs beziehungsweise Drehzahlbereichs um eine Drehmomentanforderung TQ_REQ beziehungsweise eine Geschwindigkeitsanforderung V_REQ beziehungsweise eine Drehzahlanforderung N_REQ statt. In der 3 sind die Sollwerte und die Anforderungen leicht zueinander versetzt, damit die Linien voneinander unterscheidbar sind. Außerhalb der schematischen Darstellung gemäß 3 entsprechen die Sollwerte vorzugsweise den Anforderungen.
Vorzugsweise wird nach Eintreten des kritischen Betriebszustandes STATE_CRIT zumindest einer der Sollwerte mit der vorgegebenen Variation VAR moduliert, bis eine vorgegebene Zeitdauer DUR verstrichen ist und/oder bis der kritische Betriebszustand STATE_CRIT nicht mehr vorliegt und/oder bis der Betriebsfehler ERROR auftritt und in den limitierten Betrieb LIMIT umgeschaltet wird.
Vorzugsweise wird eine Amplitude der Variation VAR abhängig von einer Bewertung des kritischen Betriebszustandes STATE_CRIT und/oder abhängig von einer Bewertung des möglicherweise auftretenden Betriebsfehlers ERROR ermittelt. So kann ein schwerwiegender kritischer Betriebszustand STATE_CRIT beziehungsweise ein schwerwiegender Betriebsfehler ERROR eine starke Reaktion des Antriebssystems 4 hervorrufen, was beispielsweise einer großen Amplitude der Variation VAR entspricht, wohingegen ein relativ harmloser kritischer Betriebszustand STATE_CRIT beziehungsweise ein harmloser Betriebsfehler ERROR lediglich eine leichte Reaktion des Antriebssystems 4 hervorrufen kann, was beispielsweise einer kleinen Amplitude der Variation VAR entspricht.
Vorzugsweise wird mit fortschreitender Zeitdauer DUR und/oder mit näher rückendem und/oder wahrscheinlicher werdendem Eintreten des Betriebsfehlers ERROR die Reaktion des Antriebssystems 4 und/oder die spürbare Reaktion des Kraftfahrzeugs 2 verstärkt (4). Vorzugsweise wird dies durch eine zunehmende Amplitude der Variation VAR erreicht.
Alternativ oder zusätzlich kann dem Fahrer lediglich das Auftreten des Betriebsfehlers ERROR signalisiert werden (5). Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Antriebssystem 4 ohne Übergangsmodus, der durch den kritischen Betriebszustand STATE_CRIT charakterisiert ist, in den limitierten Betrieb LIMIT umschaltet und/oder wenn der Betriebsfehler ERROR ohne Eintreten des kritischen Betriebszustands STATE_CRIT auftritt.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise kann ein beliebiger Sollwert eines Stellglieds variiert werden, wenn dies zu einer Reaktion des Antriebssystems 4 führt, die für den Fahrer wahrnehmbar ist. Ferner kann das Programm in einem beliebigen Fahrzeug, beispielsweise einem Flugzeug und/oder einem Schiff und/oder einem LKW eingesetzt werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (2) mit einem Antriebssystem (4), bei dem – beim Auftreten eines kritischen Betriebszustandes (STATE_CRIT) und/oder eines Betriebsfehlers (ERROR) des Kraftfahrzeugs (2) und/oder des Antriebssystems (4) des Kraftfahrzeugs (2) einem Fahrer des Kraftfahrzeugs (2) der kritische Betriebszustand (STATE_CRIT) und/oder der Betriebsfehler (ERROR) durch eine Variation (VAR) einer Soll-Stellung eines Stellglieds des Antriebssystems (4) um eine vorgegebene Soll-Stellung des Stellglieds signalisiert wird, – der kritische (CRIT) Betriebszustand (STATE) und/oder der Betriebsfehler (ERROR) des Kraftfahrzeugs (2) und/oder des Antriebssystems (4) des Kraftfahrzeugs (2) bewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der Bewertung eine Intensität der Variation (VAR) der Soll-Stellung des Stellglieds des Antriebssystems (4) ermittelt wird und dass die Variation (VAR) der Soll-Stellung des Stellglieds des Antriebssystems (4) mit der ermittelten Intensität durchgeführt wird und dass die Variation (VAR) der Soll-Stellung des Stellglieds eine periodische Schwankung der Soll-Stellung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mit zunehmender Zeitdauer, in der der kritische Betriebszustand (STATE_CRIT) und/oder der Betriebsfehler (ERROR) des Kraftfahrzeugs (2) und/oder des Antriebssystems (4) des Kraftfahrzeugs (2) vorliegt, die Intensität der Variation (VAR) der Soll-Stellung des Stellglieds des Antriebssystems (4) verstärkt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem sich die Stellung des Stellglieds auf ein von dem Antriebssystem (4) hervorgerufenes Drehmoment und/oder auf eine Dreh zahl des Antriebssystems und/oder auf eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (2) auswirkt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Variation (VAR) der Soll-Stellung des Stellglieds des Antriebssystems (4) eine Variation (VAR) eines Widerstandes eines Fahrpedals des Antriebssystems (4) umfasst.
Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (2) mit einem Antriebssystem (4), die dazu ausgebildet ist – beim Auftreten eines kritischen Betriebszustandes (STATE_CRIT) und/oder eines Betriebsfehlers (ERROR) des Kraftfahrzeugs (2) und/oder des Antriebssystems (4) des Kraftfahrzeugs (2) einem Fahrer des Kraftfahrzeugs (2) den kritischen Betriebszustand (STATE_CRIT) und/oder den Betriebsfehler (ERROR) durch eine Variation (VAR) einer Soll-Stellung eines Stellglieds des Antriebssystems (4) um eine vorgegebene Soll-Stellung des Stellglieds zu signalisieren, – den kritischen (CRIT) Betriebszustand (STATE) und/oder den Betriebsfehler (ERROR) des Kraftfahrzeugs (2) und/oder des Antriebssystems (4) des Kraftfahrzeugs (2) zu bewerten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, abhängig von der Bewertung eine Intensität der Variation (VAR) der Soll-Stellung des Stellglieds des Antriebssystems (4) zu ermitteln und die Variation (VAR) der Soll-Stellung des Stellglieds des Antriebssystems (4) mit der ermittelten Intensität durchzuführen, und dass die Variation (VAR) der Soll-Stellung des Stellglieds eine periodische Schwankung der Soll-Stellung ist.