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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren eines Fahrzeugs, insbesondere
ein Betriebsverfahren, bei dem im Fahrbetrieb des Fahrzeugs wahlweise
ein Schleppmoment oder ein Segelmoment von einem Antriebsmotor bereitgestellt
werden kann.
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Stand der Technik
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Bei
herkömmlichen
Motorsteuerungen für Antriebsmotoren,
insbesondere Verbrennungsmotoren, wird das minimale Fahrerwunschmoment,
das bei nicht betätigtem
Fahr- und Bremspedal vorliegt, bei Automatikgetrieben bei kleinen
Geschwindigkeiten auf ein Kriechmoment und bei größeren Geschwindigkeiten
auf ein Schleppmoment abgebildet bzw. bei Schaltgetrieben nur auf
ein Schleppmoment abgebildet.
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Bislang
wird das vom Verbrennungsmotor abgegebene Drehmoment beispielsweise
abhängig von
der Fahrzeuggeschwindigkeit oder von der Motordrehzahl festgelegt.
Dies ist beispielsweise das Ergebnis eines Leerlaufreglers, der
bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten den Verbrennungsmotor nahe
der Leerlaufdrehzahl betreibt, die aufgrund der Drehzahlregelung
als positives Antriebsmoment, als sogenanntes Kriechmoment, wirken
kann. Bei höheren
Fahrzeuggeschwindigkeiten besteht in der Regel kein Eingriff einer
Drehzahlregelung und es wirkt bei Wegnahme der Betätigung des
Fahrpedals ein verzögerndes,
negatives Antriebsmoment, das sogenannte Schleppmoment, da sich
der Verbrennungsmotor durch Nicht-Einspritzen von Kraftstoff bei Drehzahlen
größer als
die Leerlaufdrehzahl im Schubbetrieb befindet. Das Schleppmoment
entspricht in der Regel dem verzögernden
Drehmoment des Verbrennungsmotors aufgrund von Reibung und dem Betrieb
von Nebenaggregaten.
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Das
Kriechmoment bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten ist jedoch
nicht für
alle Fahrzustände
optimal. Zum Beispiel muss der Fahrer des Fahrzeuges das Bremspedal
betätigen,
um eine Beschleunigung des Fahrzeuges zu vermeiden. Dagegen kann
bei einer Einpark- oder Rangiersituation ein Kriechmoment den Fahrkomfort
erheblich erhöhen.
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Weiterhin
kann bei höheren
Fahrzeuggeschwindigkeiten z. B. ein so genannter Segelbetrieb des
Fahrzeugs vorgesehen werden, der den Fahrkomfort erheblich erhöhen kann.
Beim Segelbetrieb wirkt der Antriebsmotor näherungsweise momentenneutral
oder nur leicht verzögernd
auf die Antriebsräder.
Dies ist insbesondere bei Langstreckenfahrten vorteilhaft, wenn
bei Wegnehmen der Betätigung
des Fahrpedals ein Antriebsmoment nahe Null auch bei höheren Motordrehzahlen
zu einer nur sehr leichten Verzögerung
des Fahrzeugs führt.
In einigen Fahrzuständen
ist dagegen ein negatives (bremsendes) Antriebsmoment als Schleppmoment
erforderlich, z. B. bei längerer
Bergabfahrt, um eine Überhitzung
der Betriebsbremse zu vermeiden. Eine Entscheidung, ob in der aktuellen
Fahrsituation ein Segelmoment oder ein Schleppmoment erforderlich
bzw. komfortabler ist, kann jedoch nicht ausschließlich abhängig von
der Fahrzeuggeschwindigkeit entschieden werden.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben
eines Antriebsmotors eines Motorsystems für ein Kraftfahrzeug sowie eine Vorrichtung
hierfür
zur Verfügung
zu stellen, die einen komfortableren Betrieb des Kraftfahrzeugs
ermöglicht.
Insbesondere soll bei Vorgabe einer minimalen Antriebsmomentenanforderung
und bei Vorgabe einer minimalen Bremsmomentenanforderung, d. h.
z. B. bei nicht betätigtem
Fahrpedal und nicht betätigtem
Bremspedal, die Auswahl des bereitzustellenden Antriebsmoments in
verbesserter Weise durchgeführt
werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren zum Betreiben eines Motorsystems
für ein
Kraftfahrzeug gemäß Anspruch
1 sowie durch eine Vorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch
gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem
ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsmotors
eines Motorsystems für
ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei das Motorsystem ausgebildet
ist, um ein vorgegebenes Antriebsmoment bereitzustellen. Das Verfahren umfasst
folgende Schritte:
- – Vorgeben einer Antriebsmomentenanforderung, die
ein gefordertes Antriebsmoment angibt;
- – Vorgeben
einer Bremsmomentenanforderung, die ein gefordertes Bremsmoment
angibt;
- – Bereitstellen
eines Segelmoments oder eines Schleppmoments als das Antriebsmoment
bei Vorliegen einer minimalen Antriebsmomentenanforderung und bei
Vorliegen einer minimalen Bremsmomentenanforderung abhängig von
einer Historie der zeitlichen Verläufe der vorgegebenen Antriebsmomentenanforderung
und der vorgegebenen Bremsmomentenanforderung,
wobei das Schleppmoment
einem minimalen Antriebsmoment des Antriebmotors entspricht,
wobei
das Segelmoment ein Antriebsmoment darstellt, das größer ist
als das Schleppmoment und bei dem entweder die Fahrzeuggeschwindigkeit des
Kraftfahrzeugs beibehalten oder das Fahrzeug verzögert wird;
- – Betreiben
des Antriebsmotors gemäß dem bereitgestellten
Antriebsmoment.
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Eine
Idee der Erfindung besteht darin, dass bei einer minimalen Antriebsmomentenanforderung, z.
B. bei nicht betätigtem
Fahrpedal, und bei minimaler Bremsmomentenanforderung, z. B. bei
nicht betätigtem
Bremspedal, das von dem Antriebsmotor bereitzustellende Antriebsmoment
von der Historie der zeitlichen Verläufe der vorgegebenen Antriebsmomentenanforderung
und der vorgegebenen Bremsmomentenanforderung abhängig gemacht
wird. Im obigen Bei spiel wird das bereitzustellende Antriebsmoment
abhängig
von einer Betätigung
des Fahrpedals und einer Betätigung
des Bremspedals als Schleppmoment oder als Segelmoment bereitgestellt.
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Hat
der Fahrer des Kraftfahrzeuges bei einer minimalen Antriebsmomentenanforderung
zuletzt eine Bremsmomentenanforderung vorgegeben, die dem Schleppmoment
entspricht oder kleiner ist als das Schleppmoment, so soll ein Schleppmoment
als Antriebsmoment bereitgestellt werden, da anzunehmen ist, dass
der Fahrer eine Verzögerung
des Fahrzeugs wünscht.
Wurde die Antriebsmomentenanforderung auf eine minimale Antriebsmomentenanforderung
reduziert, während
die Bremsmomentenanforderung der minimalen Bremsmomentenanforderung
entspricht, so wird ein Segelmoment als das Antriebsmoment bereitgestellt,
das größer ist
als das Schleppmoment und beispielsweise für ein Segeln des Fahrzeugs
mit einem Antriebsmoment, das eine Verzögerung des Kraftfahrzeuges
hervorruft, einen komfortablen Fahrbetrieb ermöglicht.
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Weiterhin
kann als das Segelmoment ein maximales Segelmoment bereitgestellt
werden, wenn bei Vorliegen der minimalen Bremsmomentenanforderung
die Antriebsmomentenanforderung auf die minimale Antriebsmomentenanforderung
verringert wird, wobei das Schleppmoment bereitgestellt wird, wenn
bei Vorliegen der minimalen Antriebsmomentenanforderung die Bremsmomentenanforderung
auf die minimale Bremsmomentenanforderung verringert wird.
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Es
kann vorgesehen sein, dass das Segelmoment auf ein maximales Segelmoment
eingestellt wird, wobei das maximale Segelmoment insbesondere abhängig von
der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben wird.
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Insbesondere
kann bei Vorgeben einer Bremsmomentenanforderung, die zu einem Bremsmoment
führt,
das kleiner ist als das durch das momentane Segelmoment hervorgerufene
Antriebsmoment und größer als
das Schleppmoment des Antriebsmotors, das momentane Segelmoment
abhängig
von dem Bremsmoment eingestellt werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
kann bei bereitgestelltem Segelmoment und bei steigender Antriebsmomentenanforderung
ein Antriebsmoment bereitgestellt werden, das sich aus einer Abbildung
des gesamten Bereichs zwischen der mi nimalen Antriebsmomentenanforderung
und einer maximalen Antriebsmomentenanforderung auf den Momentenbereich
zwischen dem momentanen Segelmoment und einem maximalen Antriebsmoment
ergibt, so dass sich eine monotone, insbesondere streng monotone
Funktion des Antriebsmoments bezüglich
der Antriebsmomentenanforderung ergibt.
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Bei
einer steigenden Antriebsmomentenanforderung, z. B. bei Betätigung des
Fahrpedals, wenn das Kraftfahrzeug mit einem Segelmoment als Antriebsmoment
betrieben wird, kann bei bisherigen Motorsystemen durch das obige
Verfahren ein Bereich existieren, bei dem eine sich ändernde
Antriebsmomentenanforderung nicht zu einer Änderung des von dem Antriebsmotor
bereitgestellten Antriebsmoments führt. Bei einem Fahrpedal führt ein
solches Verhalten zu einem Leerweg, der für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs
ungewohnt und unkomfortabel ist. Die oben vorgeschlagene Abbildung
des gesamten Bereichs zwischen der minimalen Antriebsmomentenanforderung
und einer maximalen Antriebsmomentenanforderung auf den Momentenbereich zwischen
dem momentanen Segelmoment und einem maximalen Antriebsmoment ermöglicht es,
dass eine sich ändernde,
insbesondere eine steigende Antriebsmomentenanforderung jederzeit
unmittelbar in einem sich ändernden
Antriebsmoment berücksichtigt
wird.
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Weiterhin
kann das Bereitstellen des Segelmoments oder des Schleppmoments
als Antriebsmoment abhängig
von der Historie der zeitlichen Verläufe der vorgegebenen Antriebsmomentenanforderung und
der vorgegebenen Bremsmomentenanforderung nur durchgeführt werden,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als eine Grenzgeschwindigkeit.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Betreiben eines Antriebsmotors
eines Motorsystems für
ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei das Motorsystem ausgebildet
ist, um ein vorgegebenes Antriebsmoment bereitzustellen. Die Vorrichtung
umfasst:
- – eine
Vorgabevorrichtung, insbesondere ein Fahrpedal, zum Vorgeben einer
Antriebsmomentenanforderung, die ein gefordertes Antriebsmoment
angibt;
- – eine
weitere Vorgabevorrichtung, insbesondere ein Bremspedal, zum Vorgeben
einer Bremsmomentenanforderung, die ein gefordertes Bremsmoment
angibt;
- – ein
Steuergerät
zum Bereitstellen eines Segelmoments oder eines Schleppmoments als
Antriebsmoment bei Vorliegen einer minimalen Antriebsmomentenan forderung
und bei Vorliegen einer minimalen Bremsmomentenanforderung abhängig von
einer Historie der zeitlichen Verläufe der vorgegebenen Antriebsmomentenanforderung
und der vorgegebenen Bremsmomentenanforderung und zum Betreiben
des Antriebsmotors gemäß dem bereitgestellten
Antriebsmoment,
wobei das Schleppmoment einem minimalen Antriebsmoment
des Antriebmotors entspricht,
wobei das Segelmoment ein Antriebsmoment
darstellt, das größer ist
als das Schleppmoment und bei dem entweder die Fahrzeuggeschwindigkeit des
Kraftfahrzeugs beibehalten oder das Fahrzeug verzögert wird.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm vorgesehen, das einen Programmcode
enthält,
der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird,
das obige Verfahren ausführt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte
Ausführungsformen
werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Motorsystems für ein Kraftfahrzeug;
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2 eine
Darstellung einer Segelmomenten- und einer Schleppmomentenkennlinie
des Motorsystems bei nicht betätigtem
Fahrpedal und nicht betätigten
Bremspedal;
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3 ein
Funktionsblockdiagramm zur Veranschaulichung der Funktion zum Einstellen
des Motormoments abhängig
von der Historie der Betätigungen
des Fahrpedals und des Bremspedals;
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4 ein
Diagramm zur Darstellung des angeforderten Antriebsmoments abhängig von
einem Betätigungszyklus
eines Fahrpedals.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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In 1 ist
ein Motorsystem 1 für
ein Kraftfahrzeug dargestellt. Das Motorsystem 1 umfasst
einen Antriebsmotor 2, insbesondere einen Verbrennungsmotor 2.
Der Verbrennungsmotor 2 wird durch ein Motorsteuergerät 3 angesteuert,
um ein Antriebsmoment bereitzustellen. Das Antriebsmoment ist in der
Regel positiv. Durch Wegnehmen der Einspritzung von Kraftstoff kann
aufgrund von Reibung und/oder Gaskompression auch ein negatives
Antriebsmoment realisiert werden. Das minimale Antriebsmoment wird
Schleppmoment genannt und tritt bei so genanntem Schubbetrieb des
Verbrennungsmotors 2 auf.
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Die
Ansteuerung des Verbrennungsmotors 2 durch das Motorsteuergerät 3 erfolgt
im Wesentlichen in bekannter Weise. Im Motorsteuergerät 3 werden
von einem Fahrpedal 4 Angaben über ein Fahrerwunschmoment
zum Beispiel in Form eines Absolutwertes des Fahrerwunschmoments
oder in Form einer prozentualen Vorgabe, bei der 0% dem minimalen
Fahrerwunschmoment und 100% dem maximalen Fahrerwunschmoment entsprechen.
Die Fahrpedalvorgabe kann mit Hilfe eines geeigneten Kennfeldes
geformt werden.
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Weiterhin
ist mit dem Motorsteuergerät 3 ein Bremspedal 5 verbunden,
um einen Bremswunsch des Fahrers an das Motorsteuergerät 3 abzugeben. Der
Bremswunsch kann in Form einer Bremsmomentangabe als Angabe über die
Höhe des
Bremsmoments an das Motorsteuergerät 3 weitergegeben werden.
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Bei
einem Fahrzustand, bei dem weder das Fahrpedal 4 noch das
Bremspedal 5 betätigt
wird, wird bei höheren
Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs ein Schleppmoment bewirkt,
durch das das Fahrzeug in der Regel verzögert bzw. abgebremst wird.
Erreicht die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 einen Bereich
Nahe einer Leerlaufdrehzahl, so wird in der Regel durch den in dem
Motorsteuergerät 3 implementierten
Leerlaufregler eine Drehzahlregelung aktiviert, die zu einer Abgabe
eines Drehmoments führen
kann, um die vorgegebene Leerlaufdrehzahl nicht zu unterschreiten.
Auch bei einem Automatikgetriebe entsprechen Drehzahlen über der
Leerlaufdrehzahl in der Regel höheren
Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges, so dass in diesem Fall bei Nichtbetätigen des
Fahrpedals 4 und des Bremspedals 5 ein Schleppmoment
durch den Verbrennungsmotor 2 bewirkt wird. Bei niedrigen
Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges befindet sich das Kraftfahrzeug
im Kriechbetrieb, d. h. es wird zur Unterstützung des Fahrers, insbesondere
bei einem Automatikgetriebe, ein erhöhtes Drehmoment vorgegeben,
das ein Kriechen des Fahrzeugs mit geringer Geschwindigkeit ermöglicht.
Dies ist in 2 durch die Kennlinie K1 dargestellt.
Die Kennlinie K1 zeigt, dass bei Nichtbetätigen des Fahrpedals und des
Bremspedals ein positives Antriebs moment, nämlich das Kriechmoment, vom
Verbrennungsmotor 2 unterhalb einer Grenzgeschwindigkeit
VGrenz abgegeben wird, während oberhalb der Grenzgeschwindigkeit
VGrenz des Kraftfahrzeugs ein Schleppmoment,
d. h. ein negatives Antriebsmoment von dem Verbrennungsmotor 2 bereitgestellt
wird. Je nach Fahrzustand ist es jedoch unkomfortabel für den Fahrer
des Kraftfahrzeuges, wenn durch Loslassen des Fahrpedals 4 sofort
ein Schleppmoment bewirkt wird, das insbesondere, da das Schleppmoment
drehzahlabhängig
ist, bei höheren
Drehzahlen des Verbrennungsmotors 2 zu einer erheblichen
Verzögerung
des Kraftfahrzeuges führt. Dagegen
ist es komfortabler, wenn bei Loslassen des Fahrpedals 4 das
Fahrzeug zunächst
in einem Segelbetrieb betrieben wird, bei dem ein Antriebsmoment wirkt,
das zu einer Verzögerung
des Fahrzeuges führt,
die geringer ist als die Verzögerung
bei Anliegen des Schleppmoments. Dies wird durch die Kennlinie K2
veranschaulicht. Im Geschwindigkeitsbereich unterhalb der Grenzgeschwindigkeit
VGrenz entspricht der Verlauf der Kennlinie
K2 dem der Kennlinie K1. Beispielsweise kann der Segelbetrieb ein
geringes positives Antriebsmoment bereitstellen, um Reibungen im
Antriebssystem des Kraftfahrzeuges sowie den Luftwiderstand auszugleichen,
um einen konstanten gleichmäßigen Fahrbetrieb
oder einen nur leicht verzögernden
Fahrbetrieb zu erreichen. Alternativ kann ein leicht negatives Antriebsmoment
bereitgestellt werden, um eine leichte Verzögerung des Fahrzeuges zu erreichen,
die geringer ist als diejenige bei Wirken des Schleppmoments.
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Wird
nun das Bremspedal 5 betätigt, so wird das Antriebsmoment
je nach Höhe
des vorgegebenen Bremsmoments bis zum Schleppmoment bei der jeweiligen
Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert und bei weiterem Erhöhen des
Bremsmomentes zusätzlich
eine Bremswirkung durch Aktivieren der Fahrzeugbremsen und dergleichen
hervorgerufen. Nach Loslassen des Bremspedals 5 wird jedoch
das momentane Antriebsmoment des Verbrennungsmotors 2 beibehalten,
d. h. der Verbrennungsmotor 2 stellt ein negatives Antriebsmoment
als Schleppmoment in dem Zwischenbereich B zwischen der Kennlinie
K1 und der Kennlinie K2 zur Verfügung
oder das Schleppmoment gemäß der Kennlinie
K1, wenn das zuvor angeforderte Bremsmoment kleiner war als das
vom Verbrennungsmotor 2 minimal bereitzustellende Schleppmoment
(negatives Antriebsmoment). Auf diese Weise kann abhängig von
der Historie der Betätigungen
von Fahrpedal 4 und Bremspedal 5 das vom Verbrennungsmotor 2 bereitgestellte
Antriebsmoment, nämlich
ein Segelmoment (Kriechmoment) für
den Segelbetrieb oder ein Schleppmoment für einen Verzögerungsbetrieb
sowie dazwischenliegende Antriebsmomente bei vorheriger leichter
Betätigung des
Bremspedals 5, bereitgestellt werden.
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Befindet
sich das Motorsystem 1 in einem Fahrzeugstand, bei dem
das Fahrpedal 4 nicht betätigt wird, das Fahrzeug mit
einer Geschwindigkeit über
der Grenzgeschwindigkeit VGrenz fährt und
der Verbrennungsmotor 2 ein Antriebsmoment bereitstellt,
das größer ist
als das durch die Kennlinie K1 angegebene Schleppmoment, so kann
es ohne weitere Maßnahme
bei einer nun erfolgenden Betätigung
des Fahrpedals zu einem Leerweg kommen. Der Grund hierfür liegt
darin, dass bei herkömmlichen Motorsystemen
der Stellweg des Fahrpedals auf den gesamten Momentenbereich von
dem aktuellen minimalen bereitstellbaren Motormoment, d. h. dem Schleppmoment,
das durch die Kennlinie K1 angegeben wird, bis zu dem maximal bereitzustellenden
Motormoment abgebildet wird. Befindet sich das Fahrzeug beispielsweise
in dem Segelbetrieb, der durch die Kennlinie K2 angegeben ist, so
entsteht ein Leerweg des Fahrpedals 4 dadurch, dass zunächst das geforderte
Antriebsmoment von dem Schleppmoment bzw. dem momentanen Segelmoment
bis zu dem Segelmoment der Kennlinie K2 erhöht wird, ohne dass das vom
Verbrennungsmotor 2 abgegebene Antriebsmoment verändert wird.
Erst bei weiterer Erhöhung
des geforderten Antriebsmoments durch weiteres Verstellen des Fahrpedals 4 kommt
es zu einer Erhöhung
des vom Verbrennungsmotor 2 abgegebenen Antriebsmoments.
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Um
diesen Leerweg zu vermeiden, ist nun vorgesehen, dass, wenn sich
das Motorsystem 1 in einem Fahrzustand befindet, bei dem
der Verbrennungsmotor 2 bei nicht betätigtem Fahrpedal und nicht
betätigtem
Bremspedal ein Antriebsmoment abgibt, das größer ist als das Schleppmoment,
der durch das Fahrpedal 4 zur Verfügung stehende Stellbereich
auf den verbleibenden Antriebsmomentenbereich des Verbrennungsmotors 2 abgebildet
wird. Auf diese Weise kann auch dann, wenn von dem Verbrennungsmotor 2 ein
Antriebsmoment bereitgestellt wird, das größer ist als das Schleppmoment
der Kennlinie K1 bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, eine
Betätigung
des Fahrpedals 4 von Beginn an in eine Erhöhung des
Antriebsmomentes umgesetzt werden.
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3 zeigt
ein Funktionsdiagramm zur Realisierung der entsprechenden Funktion
in dem Motorsteuergerät 3.
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In 3 ist
eine Funktion schematisch dargestellt, bei der ein Fahrpedalstellwert
AcPed_rad in ein gefordertes Antriebsmoment trqPrpReq umgesetzt
wird. Dazu soll die oben beschriebene Funktion realisiert werden,
wobei insbesondere daraus möglicherweise
resultierende Leerwege des Fahrpedals 4 vermieden werden
sollen.
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Dazu
wird der Fahrpedalstellwert AcPed_rad mit Hilfe eines Kennfeldes 11 in
einen modellierten Fahrpedalstellwert AcPed_rad' umgesetzt, um eine gewünschte Fahrpedaldynamik
zu erhalten. Das Kennfeld 11 wird vorzugsweise von einem
Fahrzeughersteller appliziert, so dass in dem Kennfeld 11 Fahrkomfort
und Sportlichkeit des Fahrens berücksichtigt werden können. Der
Fahrpedalstellwert AcPed_rad sowie der modifizierte Fahrpedalstellwert AcPed_rad' entsprechen prozentualen
Angaben, z. B. über
die prozentuale Auslenkung des Fahrpedals 4, und sind somit
einheitenlose Größen. Der
Fahrpedalstellwert AcPed_rad' kann
jedoch auch in Form anderer Größen wie
zum Beispiel eines geforderten Fahrerwunschmomentes und dergleichen
angegeben sein.
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Der
Fahrpedalstellwert AcPed_rad+ wird einem
Kennlinienblock 12 zugeführt, der den modellierten Fahrpedalstellwert
AcPed_rad' in ein
gefordertes Antriebsmoment trqPrpReq umsetzt. Während bei herkömmlichen
Motorsystemen der Fahrpedalstellwert AcPed_rad' von 0 bis 100% auf den gesamten Antriebsmomentenbereich,
den der Verbrennungsmotor 2 bereitstellen kann, abgebildet
wird, sieht der Kennlinienblock 12 und die darin realisierte Funktion
vor, den gesamten Bereich der Fahrpedalstellwerte AcPed_rad' auf einen Antriebsmomentenbereich
zwischen einem momentanen Segelmoment trqPrpMin_sail und dem maximal
bereitzustellenden Antriebsmoment abzubilden. Dies erfolgt mit Hilfe
der Funktion trqPrpReq = trqPrpMin_sail + AcPed'_rad(trqPrpMax – trqPrpMin_sail)
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Der
aktuelle Segelmoment trqPrpMin_sail wird in einem Segelbetriebsmodus
bereitgestellt und entspricht einem Antriebsmoment, das größer ist
als das Schleppmoment (Kennlinie K1) und einem Antriebsmoment entspricht,
das gleich oder kleiner ist als ein durch die Kennlinie K2 vorgegebenes
maximales Segelmoment trq_Sail.
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Ob
der Segelbetriebsmodus vorliegt, wird in dem Entscheidungsblock 13 ermittelt.
Der Entscheidungsblock 13 überprüft, ob folgende Bedingungen vorliegen:
- – Es
wird kein Bremsmoment, z. B. durch Nicht-Betätigen des Bremspedals 5 angefordert (trqBrake
= 0);
- – Das
momentan angeforderte Antriebsmoment trqPrpReq muss kleiner sein
als das durch die Kennlinie K2 vorgegebene maximale Segelmoment
trq_Sail (trqPrpreq ≤ trq_Sail);
- – Die
zuletzt zurückliegende
Pedalbetätigung muss
eine Betätigung
des Fahrpedals 4 mit einem Fahrpedalstellwert AcPed_rad' sein, bei der das geforderte
Antriebsmoment trqPrpReq größer war als
das maximale Segelmoment trq_Sail (trqPrpReq > trq_Sail). Diese Bedingung wird mit Hilfe
eines Flip-Flops 21 realisiert. Das Flip-Flop 21 wird
bei obiger Bedingung gesetzt und es wird zurückgesetzt, wenn ein Bremsmoment
ungleich Null angefordert wird.
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Die
Bedingungen werden mit Hilfe eines Und-Blocks 22 miteinander
verknüpft
und es wird ein High-Pegel ausgegeben, wenn jede der obigen Bedingungen
erfüllt
ist. Der Ausgang des Und-Blockes 22 liefert das Segelbetriebssignal
SS, das den Segelbetriebsmodus anzeigt.
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Das
Segelbetriebssignal SS wird an den Schalter 14 angelegt.
Liegen die obigen Bedingungen vor, so wird ein Eingang des Umschalters 14 ausgewählt, an
dem eine Größe anliegt,
die aus folgender Formel in dem Berechnungsblock 15 ermittelt und
von diesem bereitgestellt wird.
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Dieser
Wert wird an ein mit einem Ausgang des Umschalters 14 verbundenes
Latch 16 ausgegeben und darin gespeichert. Der Ausgang
des Latches 16 ist mit einem Maximalauswahlblock 17 verbunden.
Der Maximalauswahlblock 17 erhält als weitere Eingangsgröße das minimal
von dem Verbrennungsmotor 2 bereitstellbare Antriebsmoment
trqPrpMin (entspricht der Kennlinie K1 bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit)
und wählt
den größten Wert aus,
um diesen als das Segelmoment trqPrpMin_sail dem Kennlinienblock 12 zur
Berechnung des Antriebsmoments trqPrpReq bereitzustellen.
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Der
Ausgang des Latches 16 ist weiterhin mit dem Minimalauswahlblock 18 verbunden,
dessen Ausgang einem weiteren Eingang des Umschalters 14 zugeführt wird.
Als weiterer Eingang des Minimalauswahlblockes 18 ist eine
in einer Differenzeinheit 19 gebildete Differenz zwischen
dem maximalen Segelmoment trq_Sail (gemäß der Kennlinie K2) und dem
Bremsmoment trqBrake angelegt.
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Der
Minimalauswahlblock 18 wählt das jeweils geringere geforderte
Antriebsmoment aus dem momentanen vorliegenden Segelmoment trqPrpMin_sail
und dem geforderten Bremsmoment trqBrake aus und speichert dieses
in dem Latch 16 ab. Bei geringen Bremsmomenten trqBrake
liegt die Bremswirkung innerhalb des zwischen den Kennlinien K1
und K2 (bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit) aufgespannten
Zwischenbereichs B, so dass das unter Bremsmoment trqBrake verringerte
maximale Segelmoment trq_sail in dem Latch 16 gespeichert
wird und in dem Maximalauswahlblock 17 als das Segelmoment
trqPrpMin_sail ausgewählt
wird.
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Insbesondere
durch den Kennlinienblock 12 in Verbindung mit dem Segelmoment
trqPrpMin_sail, das von dem Latch 16 bereitgestellt wird,
wird erreicht, dass die Fahrpedalstellung AcPed_rad' im gesamten Stellbereich
auf den verfügbaren
Antriebsmomentenbereich abgebildet wird. Weiterhin wird durch den
Entscheidungsblock 13 gewährleistet, dass abhängig von
der Historie der Betätigung
der Pedale 4, 5 entweder ein Schleppmoment trqPrpMin als
minimales Antriebsmoment oder ein entsprechendes Kriechmoment als
aktuelles Segelmoment trqPrpMin_sail bei weiterhin nichtbetätigten Pedalen 4, 5 als
gefordertes Antriebsmoment trqPrpReq ausgegeben wird.
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In 4 ist
die in 3 realisierte Funktion als Kennlinienverlauf des
geforderten Antriebsmomentes trqPrpReq über den modellierten Fahrpedalstellwert
AcPed_rad' dargestellt.
Die gezeigte Kennlinie gilt für
eine bestimmte Geschwindigkeit über
der Grenzgeschwindigkeit VGrenz, so dass
das Schleppmoment trqPrpMin und das maximale Segelmoment trq_sail
voneinander abweichen. Die durchgezogene Kennlinie veranschaulicht
den Verlauf des geforderten Antriebsmomentes trqPrpReq über dem
prozentualen modifizierten Fahrpedalstellwert AcPed_rad'. Man erkennt, dass
bei einer 100%-Auslenkung das maximal geforderte Antriebsmoment
trqPrpReq bereitgestellt wird, während
bei 0% Auslen kung, d. h. bei nicht betätigtem Fahrpedal, das Schleppmoment trqPrpMin
als Antriebsmoment trqPrpReq für
den Verbrennungsmotor 2 ausgegeben wird.
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Bei
steigenden Fahrpedalstellwerten AcPed_rad' steigt gemäß der entsprechenden (durchgängig gezeichneten)
Kennlinie das geforderte Antriebsmoment trqPrpReq an. Reduziert
man die Fahrpedalstellung AcPed_rad', ohne das Bremspedal zu betätigen, so
sinkt das geforderte Antriebsmoment trqPrpReq nur bis zu dem maximalen
Segelmoment trq_Sail gemäß der Kennlinie
K2 ab. Das maximale Segelmoment trq_Sail ist als horizontal gepunktete
Linie dargestellt. Bei weiterem Reduzieren des modifizierten Fahrpedalstellwertes
AcPed_rad' verbleibt
das geforderte Antriebsmoment trqPrpReq auf dem Niveau des maximalen
Segelmoments trq_Sail.
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Wird
ausgehend von dem nun erreichten Punkt P1 die Fahrpedalstellung
wieder erhöht,
so ergeben sich die geforderten Antriebsmomente trqPrpReq aus der
modifizierten durch den Kennlinienblock 12 angegebenen
Kennlinie, die gestrichelt dargestellt ist. Auf diese Weise kann
ein Leerweg bei erneutem Betätigen
des Fahrpedals 4 vermieden werden, da sofort bei Erhöhen des
modifizierten Fahrpedalstellwertes AcPed_rad' eine Erhöhung des geforderten Antriebsmomentes
trqPrpReq auftritt.
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Wird
dagegen ausgehend von Punkt P1 die Bremse betätigt, so wird das Segelmoment trqPrprMin_Sail
ausgehend von dem maximalen Segelmoment trq_sail reduziert, bis
die durchgezogene Kennlinie erreicht wird. Eine weitere Reduzierung des
Antriebsmoments trqPrpReq ist nicht möglich und das darüber hinausgehende
Bremsmoment muss durch eine Fahrzeugbremse bereitgestellt werden.
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Wird
das minimale Moment der durchgezogenen Kennlinie nicht erreicht,
so bildet das bis dahin erreichte maximale Bremsmoment, das zwischen dem
maximalen Segelmoment trq_Sail und dem minimalen Antriebsmoment
trqPrpMin liegt, den Schnittpunkt der neuen angepassten Kennlinie
mit der Momentenachse. Vor dort ausgehend verläuft die Kennlinie des geforderten
Antriebsmomentes trqPrpReq bei einer nun folgenden Betätigung des Fahrpedals 4.
