DE102007026612A1

DE102007026612A1 - Motorsteuergerät

Info

Publication number: DE102007026612A1
Application number: DE200710026612
Authority: DE
Inventors: Rainer Klösel
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2010-01-07

Abstract

Ein Motorsteuergerät steuert das Drehmoment eines Motors eines Kraftfahrzeugs gemäß einer vorgegebenen Chrakteristik (12, 16, 18) in Abhängigkeit wenigstens von einem an einem ersten Eingang (10) empfangenen Drehmoment-Sollsignal. Die vorgegebene Charakteristik (12, 16, 18) spezifiziert das Drehmoment des Motors in Abhängigkeit auch von wenigstens einer von einem Sensor in Echtzeit gelieferten, die Kraftübertragung zwischen Fahrzeugrädern (2) und Fahrbahn beeinflussenden Korrekturgröße.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät zum Steuern des von einem Kraftfahrzeugmotor abgegebenen Drehmoments, ein Verfahren zum Steuern des abgegebenen Drehmoments sowie ein Computerprogramm und einen computerlesbaren Datenträger, die eine Durchführung des Verfahrens auf einem Computer ermöglichen.
In einer herkömmlichen Motorsteuerung ist für das Anfahren des Kraftfahrzeuges aus dem Stand eine Charakteristik hinterlegt, nach der in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung und zum Beispiel der Motordrehzahl ein Motormoment berechnet wird und der Motor angesteuert wird, um dieses berechnete Moment auszugeben. Der Fahrer weiß im Allgemeinen, wie tief er das Fahrpedal treten darf, um zügig anzufahren und dabei dennoch ein Durchdrehen der angetriebenen Räder zu vermeiden. Unter ungünstigen Bedingungen kann jedoch eine Fahrpedalstellung, die normalerweise ein sicheres Anfahren ermöglicht, zum Durchdrehen der Räder führen.
Um die Wahrscheinlichkeit des Durchdrehens auf verschneiter oder vereister Fahrbahn zu verringern, ist eine so genannte Winterschaltung bekannt, die vom Fahrer aktiviert werden kann, um das Anfahrmoment zu begrenzen. Die Winterschaltung bedarf, um wirksam zu sein, der Aktivierung durch den Fahrer. Daher kann es leicht vorkommen, dass sie inaktiv ist, wenn sie eigentlich benötigt wird, weil der Fahrer vergessen hat, sie einzuschalten, oder dass sie unnötigerweise aktiv ist, weil er vergessen hat, sie auszuschalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Technik anzugeben, die das Anfahrverhalten für den Fahrer vorhersagbarer macht und die Wahrscheinlichkeit verringert, dass es bei einer Fahrpedalstellung, die in der Regel normales Anfahren ermöglicht, gelegentlich zum Durchdrehen der Räder kommt, ohne dass es hierfür eines aktiven Eingriffs durch den Fahrer bedarf.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einem Motorsteuergerät zum Steuern des Drehmoments eines Motors eines Kraftfahrzeuges gemäß einer vorgegebenen Charakteristik in Abhängigkeit wenigstens von einem an einem ersten Eingang empfangenen Drehmoment-Sollsignal die vorgegebene Charakteristik das Drehmoment des Motors in Abhängigkeit auch von wenigstens einer von einem Sensor in Echtzeit gelieferten, die Kraftübertragung zwischen Fahrzeugrädern und Fahrbahn beeinflussenden Korrekturgröße spezifiziert.
Als Korrekturgröße kommt eine klimabezogene Größe in Betracht, insbesondere die Angabe, ob Regen fällt oder nicht. Das heißt, bei dem Sensor kann es sich insbesondere um einen Regensensor handeln.
Um die auf nasser Fahrbahn verringerte Bodenhaftung zu berücksichtigen, kann die Charakteristik bei Regen ein um einen festen Korrekturfaktor niedrigeres Drehmoment als bei Trockenheit spezifizieren.
Denkbar ist auch, als Korrekturgröße alternativ oder ergänzend zu der Angabe, dass Regen fällt oder nicht, die Umgebungstemperatur zu erfassen. So kann bei Temperaturen um den Gefrierpunkt zur Berücksichtigung von eventuellem Glatteis die Charakteristik ein reduziertes Drehmoment spezifizieren.
Einer zweiten, mit der oben beschriebenen ersten Ausgestaltung vorteilhaft kombinierbaren Ausgestaltung zufolge kann der Sensor auch einen Radeinschlagwinkel erfassen. Während nämlich bei Geradeausfahrt die Bewegungsrichtung der angetriebenen Räder mit der des Fahrzeugschwerpunktes übereinstimmt und die von den angetriebenen Rädern auf die Fahrbahn übertragene Kraft in Richtung der Fahrzeugbeschleunigung wirkt, unterscheiden sich bei eingeschlagenen Rädern deren Bewegungsrichtung und die Beschleunigungsrichtung des Fahrzeugschwerpunktes. Eine quer zur Beschleunigungsrichtung des Fahrzeugschwerpunktes orientierte Komponente der Antriebskraft kann daher das Fahrzeug nicht beschleunigen, sondern lediglich das Durchdrehen der angetriebenen Räder fördern. Um dies zu berücksichtigen, ist die Charakteristik vorzugsweise als Produkt einer vom Drehmoment-Sollsignal abhängigen Funktion und eines vom Radeinschlagwinkel abhängigen Korrekturfaktors implementiert. Insbesondere ist der Korrekturfaktor vorzugsweise eine monotone Funktion des Winkels zwischen der Bewegungsrichtung der angetriebenen Räder und der Bewegungsrichtung des Fahrzeugschwerpunktes.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren wie von dem oben beschriebenen Steuergerät ausgeführt, zum Steuern des Drehmoments eines Motors, ein die Ausführung des Verfahrens auf einem Computer ermöglichendes Computerprogramm sowie einen Datenträger, auf dem ein solches Programm gespeichert ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einem Motorsteuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung; und
2 einen schematischen Aufbau des Motorsteuergerätes.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit gelenkten, von einem Motor 1 angetriebenen Vorderrädern 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein an einem Fahrpedal 3 angeordneter Sensor liefert die aktuelle Fahrpedalstellung an ein elektronisches Motorsteuergerät 4. Das Motorsteuergerät 4 steuert das Drehmoment des Motors 1 entsprechend der Stellung des Fahrpedals 3. Hierfür ist es ferner mit einem Drehzahlsensor 5 an einer Kurbelwelle des Motors 1, einem Lenkwinkelsensor 6 und einem Regensensor 7 verbunden. Der Lenkwinkelsensor 6 ist hier zur Verdeutlichung an einer Spurstange 8 dargestellt; es versteht sich, dass er an jeder anderen Stelle der Lenkung angebracht sein könnte, an der eine eindeutig mit dem Einschlagwinkel α der Vorderräder 2 verknüpfte Verschiebung ablesbar ist.
Während sich die Vorderräder 2 unter dem Einschlagwinkel α in Bezug auf die Fahrzeuglängsrichtung bewegen, ist der Winkel β zwischen der Fahrzeugslängsrichtung und der Bewegungsrichtung des Fahrzeugschwerpunktes 9 kleiner als α. Lediglich bei Geradeausfahrt oder in dem – theoretischen – Fall eines Einschlagwinkels von 90° stimmen die Bewegungsrichtungen der Vorderräder 2 und des Schwerpunktes 9 überein. In allen anderen Fällen hat die von den Vorderrädern 2 auf die Fahrbahn übertragene Antriebskraft eine zur Bewegungsrichtung des Schwerpunktes 9 orthogonale Komponente, die das Durchdrehen der Vorderräder 2 fördert.
2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm des Motorsteuergerätes 4, das ausgelegt ist, die erhöhte Neigung der Räder 2 zum Durchdrehen auf schlüpfrigem Untergrund und beim Anfahren in der Kurve zu berücksichtigen. Das Motorsteuergerät 4 hat mit dem Fahrpedalsensor bzw. dem Drehzahlsensor 5 verbundene Eingänge 10, 11 und speichert eine Charakteristik 12, die ein Soll-Drehmoment des Motors 1 als Funktion der vom Sensor 5 erfassten Drehzahl und der Fahrpedalstellung spezifiziert. Die Charakteristik 12 kann in an sich bekannter Weise z. B. in Form einer zweiparametrigen Wertetabelle oder einer von einem Mikroprozessor des Motorsteuergerätes 4 auszuführenden Rechenvorschrift hinterlegt sein.
Über einen Eingang 13 steuert der Regensensor 7 in der Darstellung der 2 einen Multiplexer 14 an, um festzulegen, ob ein von der Charakteristik 12 gelieferter Drehmoment-Sollwert in einem Multiplizierer 15 mit 1 oder, im Falle von Regen, mit einem Korrekturfaktor < 1 multipliziert wird.
Als eine weitere Korrekturstufe kann eine in Abhängigkeit von einem (nicht dargestellten) Umgebungstemperatursensor abgefragte Charakteristik 16 und ein weiterer Multiplizierer 17 vorgesehen sein, der den vom Multiplizierer 15 ausgegebenen Drehmoment-Sollwert mit einem temperaturabhängigen Korrekturfaktor multipliziert. Dieser Korrekturfaktor ist bei Temperaturen deutlich oberhalb des Gefrierpunktes gleich 1, in einem glatteisgefährdeten Temperaturbereich um den Gefrierpunkt deutlich kleiner als 1 und kann bei deutlich negativen Temperaturen wieder bei 1 oder, zur Berücksichtigung eventueller Schneeglätte, kleiner als 1, aber größer als am Gefrierpunkt sein.
Eine weitere Korrekturstufe umfasst eine mit dem Lenkwinkelsensor 6 verbundene Charakteristik 18 und einen weiteren Multiplizierer 19. Die Charakteristik 18 liefert einen Korrekturfaktor, der bei verschwindendem Einschlagwinkel α der Vorderräder 2 = 1 ist und mit zunehmendem Einschlagwinkel α stetig abfällt.
Vorzugsweise ist der Korrekturfaktor der Charakteristik 18 eine eindeutige, monoton abnehmende Funktion der Abweichung zwischen Einschlagwinkel α und Bewegungsrichtung β des Schwerpunktes 9, so dass der Korrekturfaktor bei Einschlagwinkeln α, die größer sind als der Einschlagwinkel, bei dem die Abweichung |α – β| maximal ist, wieder zunimmt.
Es liegt auf der Hand, dass die hier jeweils als Schaltungskomponenten dargestellten Elemente 12, 14 bis 19 des Motorsteuergerätes 4 auch in Form einer geeigneten Software auf einem Mikroprozessor des Steuergeräts 4 implementiert werden können.
Das Motorsteuergerät 4 stellt sicher, dass im Falle einer erhöhten Gefahr des Durchdrehens, sei es aufgrund von schlüpfrigem Untergrund oder ungünstigem Einschlagwinkel α der angetriebenen Vorderräder 2, das Motormoment automatisch reduziert wird, so dass der Fahrer mit einer Fahrpedalstellung, die unter günstigen Bedingungen kein Durchdrehen verursacht, auch unter ungünstigen Bedingungen anfahren kann.

1: Motor
2: Vorderrad
3: Fahrpedal
4: Motorsteuergerät
5: Drehzahlsensor
6: Lenkwinkelsensor
7: Regensensor
8: Spurstange

Claims

Motorsteuergerät (4) zum Steuern des Drehmoments eines Motors (1) eines Kraftfahrzeugs gemäß einer vorgegebenen Charakteristik (12, 16, 18) in Abhängigkeit wenigstens von einem an einem ersten Eingang (10) empfangenen Drehmoment-Sollsignal, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Charakteristik (12, 16, 18) das Drehmoment des Motors (1) in Abhängigkeit auch von wenigstens einer von einem Sensor (6, 7) in Echtzeit gelieferten, die Kraftübertragung zwischen Fahrzeugrädern (2) und Fahrbahn beeinflussenden Korrekturgröße spezifiziert.
Motorsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Regensensor (7) ist.
Motorsteuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik (12, 16, 18) bei Regen ein um einen festen Korrekturfaktor niedrigeres Drehmoment als bei Trockenheit spezifiziert.
Motorsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) einen Radeinschlagwinkel (α) erfasst.
Motorsteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik (12, 16, 18) das Produkt einer vom Drehmoment-Sollsignal abhängigen Funktion (12) und eines vom Radeinschlagwinkel abhängigen Korrekturfaktors (18) ist.
Verfahren zum Steuern des Drehmoments eines Motors (1) eines Kraftfahrzeugs gemäß einer vorgegebenen Charakteristik (12, 16, 18) in Abhängigkeit wenigstens von einem an einem ersten Eingang (10) empfangenen Drehmoment-Sollsignal, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Kraftübertragung zwischen Fahrzeugrädern (2) und Fahrbahn beeinflussende Korrekturgröße in Echtzeit erfasst und das Drehmoment des Motors (1) unter Berücksichtigung der Korrekturgröße festgelegt wird.
Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 6 auf einem Mikroprozessor eines Motorsteuergeräts.
Computerlesbarer Datenträger, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm Programmanweisungen aufgezeichnet sind, die einen Computer befähigen, das Verfahren nach Anspruch 6 auszuführen.