DE102009040681A1

DE102009040681A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102009040681A1
Application number: DE102009040681A
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing.(FH) Eppler; Reiner Wild
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2011-03-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs. Erfindungsgemäß wird ein Fahrerbeschleunigungswunsch und anhand dessen eine einstellbare Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert und zur Durchführung des Beschleunigungsvorgangs auf die Fahrzeuggeschwindigkeit wird der Antriebsmotor des Fahrzeugs entlang einer Kennlinie betrieben. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei eine Steuereinheit (3) einen Fahrerbeschleunigungswunsch auf eine einstellbare Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert und anschließend den Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs durch eine Stellgröße (S) verbrauchsoptimiert steuert und/oder regelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
Im Stand der Technik kann ein Fahrer eines Fahrzeugs während eines Beschleunigungsvorgangs nicht abschätzen, ob er viel oder wenig Kraftstoffverbrauch verursacht. Deshalb werden Übungskurse und Lehrgänge angeboten, um einem Fahrer eine verbrauchsoptimierte Fahrweise zu lehren.
In der DE 199 54 807 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs vorgeschlagen, bei welchem wenigstens ein Steuersignal, zur Beeinflussung der Verzögerung und/oder der Beschleunigung des Fahrzeugs, nach Maßgabe eines entsprechenden Vorgabewertes gebildet wird. Ferner wird ein Korrekturfaktor gebildet, der die Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs repräsentiert, die durch die Fahrbahnlängsneigung entsteht. Dieser Korrekturwert wird dem Vorgabewert aufgeschaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst und hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs wird ein Fahrerbeschleunigungswunsch und anhand dessen eine einstellbare Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert und zur Durchführung des Beschleunigungsvorgangs auf die Fahrzeuggeschwindigkeit wird der Antriebsmotor des Fahrzeugs entlang einer Kennlinie betrieben.
Vorteilhafterweise wird der Antriebsmotor gezielt in Bereichen entlang einer verbrauchsoptimierten Bestkennlinie betrieben. Somit wird der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors minimiert und der Verbrennungsmotor wird nur in den Bereichen seines größten Wirkungsgrades betrieben. Durch den reduzierten Kraftstoffverbrauch werden sowohl die Schadstoffemissionen, insbesondere die CO₂-Emission, als auch die Betriebskosten des Fahrzeugs reduziert.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs detektiert eine Steuereinheit einen Fahrerbeschleunigungswunsch auf eine einstellbare Fahrzeuggeschwindigkeit und steuert und/oder regelt anschließend den Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs durch eine Stellgröße verbrauchsoptimiert.
Durch diese automatische verbrauchsoptimierte Steuerung und/oder Regelung des Beschleunigungsvorgangs des Fahrzeugs ist der Fahrer entlastet und kann ein Verkehrsgeschehen in seinem Umfeld besser wahrnehmen. Somit ist vorteilhafterweise die Verkehrssicherheit erhöht.
Durch die automatische Steuerung und/oder Regelung des Beschleunigungsvorgangs des Fahrzeugs ist ein verbrauchsoptimierter Beschleunigungsvorgang unter allen auftretenden Verkehrsbedingungen ermöglicht.
Weitere sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen entnehmbar. Im Übrigen wird die Erfindung anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In der einzigen 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung abgebildet.
Die Vorrichtung umfasst zumindest ein Gaspedal 1, ein Pedalwerterfassungs- und auswertemodul 2 und eine Steuereinheit 3.
Das Gaspedal 1 ist ein herkömmliches Gaspedal und in herkömmlicher Art und Weise im Fahrzeug angeordnet. Mittels des Gaspedals 1 werden die Fahrzeuggeschwindigkeit und der daraus resultierende Fahrerbeschleunigungswunsch vorgegeben. Am Gaspedal 1 ist ein Sensor, beispielsweise ein herkömmlicher Drehwinkelsensor, angeordnet, welcher eine Position P des Gaspedals 1 entlang eines veränderlichen Pedalwegs detektiert und ein die Position P des Gaspedals 1 repräsentierendes Signal über eine elektrische Verbindung an das Pedalwerterfassungs- und auswertemodul 2 übermittelt.
Im Pedalwerterfassungs- und auswertemodul 2 sind nicht dargestellte Mittel zur Ansteuerung und Energieversorgung des Sensors vorhanden. Das Pedalwerterfassungs- und auswertemodul 2 verarbeitet das die Position P des Gaspedals repräsentierende Signal des Sensors und berechnet eine Sollwertvorgabe S für eine verbrauchsoptimierte Beschleunigung des Fahrzeugs. Diese Sollwertvorgabe S wird über eine elektrische Verbindung an die Steuereinheit 3 übermittelt.
Durch erfassen der Gaspedalwegveränderung wird im Pedalwerterfassungs- und auswertemodul 2 geprüft, welchen Geschwindigkeitswunsch der Fahrer hat. Im Pedalwerterfassungs- und auswertemodul 2 wird hierzu jeder Position P des Gaspedals 1 entlang des veränderlichen Pedalwegs jeweils ein Fahrzeuggeschwindigkeitswert zugeordnet. Der Pedalweg von 0 mm auf x mm wird im Verhältnis zur Fahrzeuggeschwindigkeit aufgeteilt. Beispielsweise ist im Pedalwerterfassungs- und auswertemodul 2 eine virtuelle Tabelle abgelegt, in der ein Gaspedalweg in mm einem bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert in km/h zugeordnet ist.
Alternativ zu einer solchen im Pedalwerterfassungs- und auswertemodul 2 hinterlegten Tabelle kann die Berechnung der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit auch aus den Größen maximaler Pedalweg, maximale Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Gaspedalweg zyklisch durchgeführt werden.
In einer möglichen Ausführungsform ist das Pedalwerterfassungs- und auswertemodul 2 mit einer Anzeigeeinheit 4 elektrisch verbunden. Mittels einer Anzeigeeinheit 4, welche in einem Sichtbereich des Fahrers, beispielsweise in einem Armaturenbrett, angeordnet ist, wird der mit der Position des Gaspedals 1 korrespondierende Fahrzeuggeschwindigkeitswert optisch für den Fahrer erfassbar dargestellt.
Die Anzeigeeinheit 4 ist vorzugsweise als so genanntes Kombiinstrument ausgebildet. In Kombiinstrumenten, die einen so genannten Segmentring für die Geschwindigkeitsanzeigen, beispielsweise der Funktionen eines so genannten Tempomats, eines Limiters und/oder einer Distronic beinhalten, kann die vom Fahrer gewünschte Geschwindigkeit mittels dieses Segmentrings dargestellt werden. Bei Kombiinstrumenten ohne Segmentring kann die vom Fahrer eingestellte Geschwindigkeit beispielsweise digital im Kombiinstrument angezeigt werden.
Die Sollwertvorgabe S, welche einer vom Fahrer eingestellten und gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, wird in der Steuereinheit 3 als Eingangsgröße verarbeitet. Die Steuereinheit 3 ist zumindest mit einer Motorsteuerung 6 elektrisch verbunden.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Steuereinheit 3 zusätzlich zur Motorsteuerung 6 mit einer Getriebesteuerung 7 verbunden.
In der Steuereinheit 3 sind herkömmliche Mittel zur Detektion des Fahrzeugsgewichts, der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und des im Getriebe aktivierten Gangs G vorhanden. Des Weiteren sind in der Steuereinheit die Getriebeschaltkennlinien und ein Verbrauchskennfeld des Antriebsmotors hinterlegt. Aus diesen Vorgaben und/oder Parametern ermittelt die Steuereinheit 3 eine Drehmomentvorgabe M_soll, welche einen verbrauchsoptimierten Beschleunigungsvorgang auf die vom Fahrer eingestellte und gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglicht. Die Drehmomentvorgabe M_soll wird anschließend an die Motorsteuerung 6 übermittelt.
Ist die Steuereinheit 3 mit der Getriebesteuerung 7 eines Automatikgetriebes verbunden, wird zusätzlich zur Drehmomentvorgabe M_soll für den Antriebsmotor eine Vorgabe für den oder die während des verbrauchsoptimierten Beschleunigungsvorgangs zu aktivierenden Gänge G des Automatikgetriebes ermittelt und an die Getriebesteuerung 7 übermittelt.
Sind in der Steuereinheit 3 Getriebeschaltkennlinien eines manuellen Getriebes hinterlegt, werden Schaltempfehlungen für den oder die während des verbrauchsoptimierten Beschleunigungsvorgangs zu aktivierenden Gänge G ermittelt und optisch mittels der Anzeigeeinheit 4 ausgegeben.
Um den verbrauchsoptimierten Beschleunigungsvorgang zu ermöglichen, wird der Antriebsmotor von der Steuereinheit 3 in Bereichen entlang einer verbrauchsoptimierten Bestkennlinie betrieben, insbesondere gesteuert oder geregelt. Somit wird der Kraftstoffverbrauch des Antriebsmotors minimiert. Dabei wird der Antriebsmotor bevorzugt nur in den Bereichen seines größten Wirkungsgrades betrieben. Durch den reduzierten Kraftstoffverbrauch werden sowohl die Schadstoffemissionen, insbesondere die CO₂-Emission, als auch die Betriebskosten des Fahrzeugs reduziert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuereinheit 3 mit einem Schalter 5 elektrisch verbunden, mittels welchem die Steuereinheit 3 abschaltbar ist. Der Schalter 5 ist beispielsweise als herkömmlicher Schalter ausgebildet und beispielsweise in einer Umgebung des Fahrers, insbesondere an einem Armaturenbrett, angeordnet.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Schalter 5 als Menüpunkt in einem so genannten Bordcomputer oder im Konfigurationsmenü des Kombiinstrumentes des Fahrzeugs ausgebildet.
Das Pedalwerterfassungs- und auswertemodul 2 und die Steuereinheit 3 sind beispielsweise als herkömmliche programmierbare Steuergeräte, z. B. Motor- und/oder Getriebesteuergeräte, ausgebildet.
Alle elektrischen Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten der Vorrichtung sind vorteilhafterweise als ein herkömmliches Bussystem, beispielsweise ein CAN-Bus, ausgebildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19954807 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrerbeschleunigungswunsch und anhand dessen eine einstellbare Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert wird und zur Durchführung des Beschleunigungsvorgangs auf die Fahrzeuggeschwindigkeit der Antriebsmotor des Fahrzeugs entlang einer Kennlinie betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrerbeschleunigungswunsch und die daraus resultierende Fahrzeuggeschwindigkeit mittels einer Stellung eines Gaspedals (1) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Position (P) des Gaspedals (1) entlang eines veränderlichen Pedalwegs jeweils ein Fahrzeuggeschwindigkeitswert zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeitswert mittels einer Anzeigeeinheit (4) optisch dargestellt wird.
Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (3) einen Fahrerbeschleunigungswunsch auf eine einstellbare Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert und anschließend den Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs durch eine Stellgröße (S) verbrauchsoptimiert steuert und/oder regelt.
Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) abschaltbar ist.