DE102014214380B3

DE102014214380B3 - Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors

Info

Publication number: DE102014214380B3
Application number: DE102014214380.2A
Authority: DE
Inventors: Udo Sieber; Markus Deissler; Ulrich Bauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2015-11-19
Anticipated expiration: 2034-07-24
Also published as: WO2016012148A1; EP3172421A1; JP2017522493A; KR20170036684A; JP6403868B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors (910), insbesondere eines Motors (910) eines Kraftfahrzeugs (900). Das Verfahren umfasst dabei folgende Schritte: Erfassen einer Arbeitsstellung (S) eines zwischen einer Ausgangsstellung (A) und einer Endstellung (E) beweglichen Fahrpedals (100) sowie Ermittlung einer Leistungsanforderung (PS) an den Motor (910) unter Verwendung einer ersten Abhängigkeitsbeziehung (510) zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (PS). Um auch in Situationen mit einem nicht mehr voll auslenkbaren Fahrpedal (100) eine ausreichend hohe Leistungsanforderung an den Motor (910) stellen zu können ist dabei vorgesehen, dass nach dem Eintritt eines definierten Ereignisses die Leistungsanforderung (PS) an den Motor (910) unter Verwendung einer weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (PS) ermittelt wird. Dabei ist das definierte Ereignis eine Situation, in der sich das Fahrpedal (100) mit normalem Kraftaufwand nur noch bis in eine erste Stellung (B) bewegen lässt, wobei die erste Stellung (B) zwischen der Ausgangsstellung (A) und der Endstellung (E) liegt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Leistungssteuerungsanordnung (950) für einen Motor (910), insbesondere für einen Motor (910) eines Kraftfahrzeugs (900), auf der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogrammprodukt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Verfahrensanspruchs. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Leistungssteuerungsanordnung für einen Motor auf der ein derartiges Verfahren durchgeführt wird und ein Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, ein derartiges Verfahren durchführt.
Stand der Technik
Bei einem herkömmlichen passiven Fahrpedal zur Steuerung oder Regelung der Leistung eines Motors z. B. eines Kraftfahrzeugs arbeitet der Fahrer gegen eine Feder, die in der Pedalmechanik integriert ist. Die Federkraft ist dabei annähernd proportional zum zurückgelegten Pedalweg. Durch diese proportionale Kraft kann der Fahrer die Fahrpedalstellung genau einregeln und damit die Leistungsanforderung, beispielsweise eine Drehmomentanforderung, an den Motor exakt dosieren.
Elektronische Fahrpedale sind nicht mehr direkt mechanisch mit einem Bauelement am Motor verbunden, welches die Leistungsanforderung an den Motor in die geforderte Leistung umsetzt, beispielsweise eine Drosselklappe. Vielmehr ist das Fahrpedal mit wenigstens einem Sensor versehen und lediglich elektronisch mit einem Element verbunden, welches die Leistungsanforderung an den Motor in die geforderte Leistung umsetzt. Um aus einer Pedalstellung die Leistungsanforderung an den Motor zu bestimmen und diese an den Motor zu übermitteln wird üblicherweise ein Verfahren in einer Steuerungseinheit durchgeführt.
In solchen Verfahren erfasst ein Sensor eine Pedalstellung bzw. Arbeitsstellung des Pedals zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung. In einem weiteren Schritt wird unter Verwendung einer Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Arbeitsstellung und der Leistungsanforderung an den Motor eine Leistungsanforderung an den Motor ermittelt. Die Abhängigkeitsbeziehung ist dabei üblicherweise derart ausgelegt, dass die Leistungsanforderung an den Motor dann maximal ist, wenn das Fahrpedal in die Endstellung bewegt wird. Aus der ermittelten Leistungsanforderung können dann Steuerungsparameter für ein Steuerelement, beispielsweise eine Drosselklappe, ermittelt werden und an das Steuerelement übermittelt werden. Für die Endstellung des Fahrpedals kann der Volllastpunkt des Motors eingestellt werden.
Eine Leistungssteuerungsanordnung, auf welcher ein derartiges Verfahren ausgeführt wird, ist in der DE 10 2010 062 363 A1 beschrieben.
Die DE 37 31 109 C2 beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Meldung eines Defekts an der Technik einer elektronischen Motorleistungssteuerung.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass bei elektronischen Fahrpedalen der Betrieb des Motors in einem mechanischen Fehlerfall am Fahrpedal stark eingeschränkt oder gar unmöglich sein kann. Beispielsweise bei einem eingeschränkten Fahrpedalweg bzw. bei einem eingeschränkten Fahrpedalwinkel, bei dem das Fahrpedal nicht mehr bis in die Endstellung ausgelenkt werden kann, kann mit der herkömmlichen Abhängigkeitsbeziehung der Volllastpunkt des Motors nicht mehr erreicht werden. Je stärker der Fahrpedalweg bzw. Fahrpedalwinkel eingeschränkt ist, desto geringer ist der in der Abhängigkeitsbeziehung der erreichbare Bereich der Leistungsanforderung. Im ungünstigsten Fall kann es vorkommen, dass nicht mehr genügend Leistung vom Motor angefordert werden kann, um das Fahrzeug beispielsweise in eine Werkstatt zu bewegen.
Mit Hilfe aktiver Fahrpedale werden die Einsatzmöglichkeiten elektronischer Fahrpedale zusätzlich erweitert. So kann beispielsweise die Möglichkeit geschaffen werden, dem Fahrer in Abhängigkeit von der Fahrsituation eine haptische Rückmeldung über das Fahrpedal zu übermitteln, beispielsweise durch die Beaufschlagung des Fahrpedals bzw. einer Trittplatte des Fahrpedals mit einer Vibration oder durch das Anlegen einer definierten Kraft an das Fahrpedal, die dem Fahrer einen definiert erhöhten Kraftaufwand abverlangt, um das Fahrpedal über eine beispielsweise von der Fahrsituation abhängige Stellung hinaus weiter in Richtung der Endstellung zu bewegen.
Derartige aktive Fahrpedale können beispielsweise Aktuatorenelemente wie zum Beispiel einen Motor verwenden, um die notwendigen Kräfte auf das Fahrpedal auszuüben. Die Blockierung eines derartigen Motors bzw. Aktuatorelements kann dazu führen, dass das Fahrpedal vom Fahrer mit normalem bzw. vertretbarem Kraftaufwand nicht mehr bis in die Endstellung bewegt werden kann. Damit ist die Erreichung des Volllastpunkts bei einer normalen Abhängigkeitsbeziehung nicht mehr möglich und je nach Einschränkung des Fahrpedalwegs in Folge der Blockierung des Aktuatorelements kann es zu einer Situation kommen, in der nicht genügend Leistung bereitsteht, um das Fahrzeug beispielsweise in die Werkstatt zu bewegen.
Es kann daher ein Bedarf bestehen, ein Verfahren zur Leistungsansteuerung eines Motors bereitzustellen, mit welchem bei Eintritt eines definierten Ereignisses, beispielsweise einer Einschränkung des maximal erreichbaren Fahrpedalwegs eines elektronischen Fahrpedals, dennoch der Volllastpunkt des Motors erreicht werden kann oder zumindest eine Leistung vom Motor abgerufen werden kann, die ausreicht, um ein vom Motor z. B. angetriebenes Fahrzeug in eine Werkstatt zu bewegen.
Vorteile der Erfindung
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gedeckt werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Im Folgenden werden Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile eines Verfahrens zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors, eine Leistungssteuerungsanordnung für einen Motor und ein Computerprogrammprodukt gemäß Ausführungsformen der Erfindung im Detail diskutiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors, insbesondere eines Motors eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen. Dieses Verfahren ermöglicht die Ansteuerung des Volllastpunkts des Motors oder zumindest eines Lastpunkts des Motors, mit welchem ein Notbetrieb möglich ist, auch in einer Situation, in welcher der Pedalweg eines Fahrpedals zur Vorgabe einer Wunsch-Leistungsanforderung an den Motor derart eingeschränkt ist, dass eine Endstellung des Fahrpedals nicht mehr erreichbar ist.
Als Pedalweg kann beispielsweise ein Weg entlang einer Strecke verstanden werden, bei der die Weglänge z. B. in mm oder cm ermittelbar ist. Es kann sich jedoch auch um einen Weg im Sinne eines Drehwinkels um eine Pedalachse handeln, bei der die Stellung in Grad ermittelbar ist.
Dies wird dadurch erreicht, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erfassung einer Arbeitsstellung eines zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung beweglichen Fahrpedals, Ermittlung einer Leistungsanforderung an den Motor unter Verwendung einer ersten Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Arbeitsstellung und der Leistungsanforderung. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass nach dem Eintritt eines definierten Ereignisses die Leistungsanforderung an den Motor unter Verwendung einer weiteren Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Arbeitsstellung und der Leistungsanforderung ermittelt wird, wobei das definierte Ereignis eine Situation ist, in der sich das Fahrpedal mit normalem Kraftaufwand nur noch bis in eine erste Stellung bewegen lässt, wobei die erste Stellung zwischen der Ausgangsstellung und der Endstellung liegt.
So kann die beispielsweise in einer derartigen Situation die erste Stellung ausgehend von der Ausgangsstellung bei höchstens 40% der Stellungsdifferenz zwischen Endstellung und Ausgangsstellung des Fahrpedals liegen. Somit wären mindestens 60% des üblicherweise vorhandenen Pedalwegs nicht mehr verfügbar.
Unter normalem Kraftaufwand kann ein Kraftaufwand verstanden werden, der nicht wesentlich von dem Kraftaufwand abweicht, der zur Verstellung des Fahrpedals aus der Arbeitsstellung heraus in Richtung der Endstellung bzw. der Ausgangsstellung üblicherweise notwendig ist, beispielsweise um die Kraftwirkung einer mit dem Fahrpedal verbundenen Feder zu überwinden oder um im Falle eines aktiven Fahrpedals diese Federkraft und die von einem Aktuatorenelement auf das Fahrpedal beaufschlagte Zusatzkraft zu überwinden. Eine derartige von einem Aktuatorenelement beaufschlagte Zusatzkraft kann beispielsweise an einem „Kick-Down”-Punkt aufgebracht sein. Beispielsweise kann ein „normaler Kraftaufwand” auch dann (gerade) noch vorliegen, wenn der Kraftaufwand zur Verstellung des Fahrpedals um höchstens 5% oder um höchstens 10% von einem Sollwert abweicht. Höhere Abweichungen vom Sollwert kennzeichnen somit dann eine Situation, in der sich das Fahrpedal nicht mehr mit „normalem Kraftaufwand” aus einer erreichten Stellung heraus bewegen lässt. Eine Situation, in der sich das Fahrpedal mit normalem Kraftaufwand nicht über die erste Stellung hinaus bewegen lässt kann beispielsweise auch ohne Verwendung eines Kraftsensors ermittelbar sein, beispielsweise wenn z. B. von einer Steuerungseinheit erkannt wird, dass ein mit dem Fahrpedal verbundenes Aktuatorenelement blockiert ist und den erreichbaren Bereich des Fahrpedalwegs einschränkt. Eine Steuerung kann an Hand einer solchen Blockadesituation erkennen, dass die erreichbaren Stellungen des Fahrpedals eingeschränkt sind und sich das Fahrpedal mit normalem Kraftaufwand nur noch beispielsweise bis in die erste Stellung bewegen lassen kann.
Gegenüber dem Stand der Technik weist das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil auf, dass nach Eintritt einer Situation, in der nur noch die erste Stellung vom Fahrpedal erreichbar ist, durch eine sehr einfache und schnell durchführbare Änderung der Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Arbeitsstellung und der Leistungsanforderung dem Fahrer beispielsweise der volle Leistungsumfang des Motors oder zumindest ein für einen sicheren Notlaufbetrieb notwendige Leistungsumfang des Motors vom Verfahren zur Verfügung gestellt werden kann. Somit kann der Fahrer vorteilhaft den Motor noch in weiten Bereichen des Lastspektrums des Motors steuern bzw. regeln trotz eines nur eingeschränkt verfügbaren Pedalweg-Bereichs, der das Erreichen der Endstellung des Fahrpedals einschränkt.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ordnet die erste Abhängigkeitsbeziehung zunehmenden Werten der Arbeitsstellung des Fahrpedals zunehmende Leistungsanforderungen an den Motor zu, wobei der Endstellung des Fahrpedals eine Maximal-Leistungsanforderung zugeordnet ist. Dabei wird in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung der ersten Stellung eine Leistungsanforderung zugeordnet, die in einem Bereich zwischen 90% und 100% der Maximal-Leistungsanforderung liegt. Die Maximal-Leistungsanforderung kann dabei zum Beispiel dem Volllastpunkt des Motors entsprechen. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass der volle Leistungsumfang des Motors bzw. annähernd der volle Leistungsumfang des Motors auch dann vom Fahrer abrufbar ist, wenn sich das Fahrpedal nur bis in die erste Stellung bewegen lässt. Die Verwendung des beispielsweise mit dem Motor verbundenen Fahrzeugs wird auf diese Weise vorteilhaft nur unwesentlich oder überhaupt nicht eingeschränkt, so dass ein Ausfall des Fahrzeugs aufgrund einer Blockadesituation des Fahrpedals vorteilhaft vermieden werden kann. Beispielsweise können auf diese Weise selbst mit einem vollgeladenen Fahrzeug auch dann noch eine schnelle Fahrt bzw. gute Beschleunigungswerte erzielt werden, wenn das Fahrpedal nicht über die erste Stellung hinaus bewegt werden kann.
Dadurch, dass in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung ausgehend von der Ausgangsstellung bis zur ersten Stellung zunehmenden Werten der Arbeitsstellung zunehmende Werte der Leistungsanforderung an den Motor zugeordnet sind, wird vorteilhaft bewirkt, dass der Fahrer das Fahrpedal weiterhin in gewohnter Weise nutzen kann und auf dem eingeschränkten Pedalwegbereich das von der weiteren Abhängigkeitsbeziehung zur Verfügung gestellte Lastspektrum des Motors voll ausnutzen kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ergibt sich die weitere Abhängigkeitsbeziehung durch eine Stauchung entlang der Achse mit den Werten der Arbeitsstellung aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung, insbesondere durch eine lineare Stauchung. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass der Fahrer bezüglich seines Leistungsanforderung-Wunsches ein bezogen auf die übliche Situation sehr ähnlichen Fahrverhalten in Abhängigkeit von der Fahrpedal-Stellung vorfindet. Dadurch kann die Sicherheit in einer derartigen Situation vorteilhaft verbessert werden da der Fahrer sich lediglich an den eingeschränkten Fahrpedal-Weg gewöhnen muss.
Unter einer derartigen Stauchung kann verstanden werden, dass dieselben Werte der Leistungsanforderung, die in der ersten Abhängigkeitsbeziehung Werten für den Pedalweg aus dem Pedalweg-Bereich von der Ausgangsstellung bis zu Endstellung zugeordnet sind in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung Werten für den Pedalweg aus dem Pedalweg-Bereich von der Ausgangsstellung bis zur ersten Stellung zugeordnet werden. Dies entspricht bei einer Auftragung derartiger Abhängigkeitsbeziehungen in einem Diagramm, in welchem die Pedalstellung auf der einen Achse (z. B. der x-Achse) und die Leistungsanforderung auf einer dazu orthogonal anderen Achse (z. B. y-Achse) aufgetragen sind einer Stauchung entlang der Achse mit den Werten der Pedalstellung bzw. der Arbeitsstellung des Pedals. Eine derartige Stauchung kann beispielsweise durch eine Multiplikation jedes Wertes der Arbeitsstellung aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung mit einem Proportionalitätsfaktor bewirkt werden. Ein geeigneter Proportionalitätsfaktor (a) ergibt sich beispielsweise durch den Quotienten aus einer ersten Wegstrecke (SB) der erster Stellung (B) bezüglich der Ausgangsstellung (A) und einer zweiten Wegstrecke (SE) der Endstellung (E) bezüglich der Ausgangsstellung (A): a = SB/SE. Der Proportionalitätsfaktor a kann dabei konstant sein oder beispielsweise noch eine Abhängigkeit von der Pedalstellung aufweisen.
So kann sich die weitere Abhängigkeitsbeziehung bei einer derartigen Stauchung aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung dadurch ergeben, dass sich für die Ausgangsstellung bei der weiteren Abhängigkeitsbeziehung und bei der ersten Abhängigkeitsbeziehung derselbe Wert für die Leistungsanforderung ergibt und dass sich für die erste Stellung in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung derselbe Wert für die Leistungsanforderung ergibt wie in der ersten Abhängigkeitsbeziehung für die Endstellung, beispielsweise die Maximal-Leistungsanforderung, also der Volllastpunkt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ergibt sich die weitere Abhängigkeitsbeziehung durch eine Stauchung entlang der Achse mit den Werten der Leistungsanforderung aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung, insbesondere durch eine lineare Stauchung. Dadurch wird vorteilhaft unterbunden, dass beispielsweise bei einer sehr starken Einschränkung des Fahrpedalwegs, bei welcher die erste Stellung zum Beispiel bereits auf 10% oder beispielsweise auf 20% des Gesamtwegs von der Ausgangsstellung zur Endstellung liegt, dem Fahrer der Volllastpunkt des Motors vom Verfahren zur Verfügung gestellt wird. Denn bei einer derartigen Einschränkung des Fahrpedalwegs wäre der Bereich zwischen der Ausgangsstellung des Fahrpedals, bei der kaum oder keine Leistungsanforderung an den Motor gestellt wird und der ersten Stellung des Fahrpedals, bei welcher der Volllastpunkt des Motors angesteuert würde, zu klein, um eine sinnvolle Steuerung der Leistung des Motors zu bewirken. Vielmehr bestünde in einer solchen Situation das Risiko, den Motor und andere Komponenten des Fahrzeugs durch zu schnelle Lastwechsel zu beeinträchtigen. Gleichzeitig bestünde das Risiko, die Sicherheit des Fahrers, von Insassen und anderen Verkehrsteilnehmern durch ein nicht mehr sinnvoll in der Leistung seines Motors zu steuerndes bzw. regelndes Fahrzeug zu gefährden. Durch eine Stauchung entlang der Achse mit den Werten der Leistungsanforderung kann somit vorteilhaft eine weitere Abhängigkeitsbeziehung geschaffen werden, mit der sich ein sinnvoller Teil des Leistungsspektrums des Motors mit dem noch verfügbaren Bereich des Fahrpedalwegs ansteuern lässt, um auf diese Weise zum Beispiel zuverlässig und sicher in einer Art Notlaufbetrieb eine Werkstatt ansteuern zu können. Der erreichbare Teil des Leistungsspektrums des Motors kann dabei in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung deutlich größer sein als der erreichbare Bereich des Leistungsspektrums, der sich bei dem noch verfügbaren Bereich des Fahrpedalwegs aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung ergibt.
Unter einer derartigen Stauchung kann verstanden werden, dass für dieselben Werte der Pedalstellung bzw. der Arbeitsstellung des Fahrpedals, denen in der ersten Abhängigkeitsbeziehung Werte für die Leistungsanforderung zugeordnet sind in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung nun geringere bzw. proportional geringere Werte für die Leistungsanforderung zugeordnet werden. Beim Auftragung derartiger Abhängigkeitsbeziehungen in einem Diagramm, in welchem die Pedalstellung auf der einen Achse (z. B. x-Achse) und die Leistungsanforderung auf einer dazu orthogonal anderen Achse (z. B. y-Achse) aufgetragen sind entspricht dies einer Stauchung entlang der Achse mit den Werten der Leistungsanforderung (z. B. y-Achse). Eine derartige Stauchung kann beispielsweise durch eine Multiplikation jedes Wertes der Leistungsanforderung aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung mit einem Proportionalitätsfaktor b bewirkt werden. Dabei kann der Proportionalitätsfaktor b beispielsweise kleiner oder gleich 1 sein. Er kann entweder konstant sein (lineare Stauchung) oder auch noch eine Abhängigkeit von der Arbeitsstellung des Fahrpedals aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird in einem Übergangszeitraum zwischen dem Eintritt des definierten Ereignisses und der Verwendung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung wenigstens eine temporäre Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Leistungsanforderung und der Arbeitsstellung verwendet. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass nach einer Feststellung des definierten Ereignisses der Fahrer nicht plötzlich mit einer schlagartig veränderten Abhängigkeitsbeziehung konfrontiert wird. So kann beispielsweise verhindert werden, dass für den Fall, dass sich das Fahrpedal bei Feststellung des definierten Ereignisses in der ersten Stellung befindet, eine schlagartige Leistungszunahme des Motors mit einer entsprechenden Beschleunigung des Fahrzeugs eintritt. Eine solche Situation könnte auftreten, wenn schlagartig von der ersten Abhängigkeitsbeziehung, bei welcher für die erste Stellung des Fahrpedals beispielsweise eine mittlere Leistungsanforderung an den Motor gestellt bzw. für den Motor ermittelt wird, in die weitere Abhängigkeitsbeziehung umgeschaltet wird, für die sich bei der ersten Stellung beispielsweise der Volllastpunkt ergibt. Durch die vorgeschlagene Ausführungsform der Erfindung wird zumindest in einem Übergangszeitraum, der beispielsweise mehrere Sekunden, beispielsweise wenigstens 5 Sekunden, bevorzugt wenigstens 10 Sekunden, ganz besonders bevorzugt wenigstens 30 Sekunden dauert, wenigstens eine temporäre Abhängigkeitsbeziehung zur Ermittlung der Leistungsanforderung an den Motor verwendet. Die wenigstens eine temporäre Abhängigkeitsbeziehung ist bevorzugt derart gestaltet, dass sie einen sanften Übergang von der ersten Abhängigkeitsbeziehung zur weiteren Abhängigkeitsbeziehung bezüglich der vom Verfahren ermittelten Werte der Leistungsanforderung in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung bzw. der Arbeitsstellung ermöglicht.
Dadurch, dass für jeden Wert der Arbeitsstellung der relative Unterschied der für diese Arbeitsstellung ermittelten Leistungsanforderungen aus zwei aufeinanderfolgend zu verwendenden Abhängigkeitsbeziehungen bzw. temporären Abhängigkeitsbeziehungen höchstens 5% beträgt, insbesondere höchstens 1%, wird vorteilhaft bewirkt, dass bis zur Verwendung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung keine ruckartige Änderung im Verhalten des Motors bei der Betätigung des Fahrpedals vorliegt, sondern dass sich der Zusammenhang zwischen der Fahrpedalstellung und der angeforderten Leistungsanforderung an den Motor im Wesentlichen kontinuierlich und stetig ändert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Fahrpedal als ein aktives Fahrpedal gestaltet, bei welchem ein auf das Fahrpedal wirkendes Aktuatorenelement vorgesehen ist. Dadurch kann vorteilhaft ein Fehlerfall eines blockierten Aktuatorenelements, welches den erreichbaren Bereich des Fahrpedalwegs einschränkt auf einfache Weise aufgefangen werden, so dass der Fahrer z. B. zumindest in die Lage versetzt wird, sein von diesem Fehler betroffenes Fahrzeug bis in die nächste Werkstatt zu fahren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Abhängigkeitsbeziehungen zwischen der Leistungsanforderung und der Arbeitsstellung als eine Pedalkennlinie in einem Speicher abgelegt sein, wobei in der Pedalkennlinie Werte von Leistungsanforderungen Werten von Pedalstellungen zugeordnet sind. Die Abhängigkeitsbeziehungen können gleichzeitig oder alternativ auch als ein Kennfeld in einem Speicher abgelegt sein, wobei in dem Kennfeld Werte von Leistungsanforderungen Werten von Pedalstellungen zugeordnet sind. Gleichzeitig oder alternativ können die Abhängigkeitsbeziehungen auch als ein oder mehrere funktionale Zusammenhänge in einem Speicher abgelegt sein, wobei sich aus dem funktionalen Zusammenhang bzw. aus den funktionalen Zusammenhängen für einen Wert einer Pedalstellung ein Wert für die Leistungsanforderung berechnen bzw. bestimmen bzw. ermitteln lässt. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass die Abhängigkeitsbeziehungen in einer einfachen und schnellen Weise beispielsweise für ein Steuergerät bzw. eine Steuerungseinheit zugänglich sind.
Um den Übergang von der ersten Abhängigkeitsbeziehung zur weiteren Abhängigkeitsbeziehung für den Bediener des Fahrpedals deutlich zu machen kann eine Warnlampe oder ein Warnsignal vorgesehen sein. Weiterhin kann vorgesehen sein, den Übergang von der ersten Abhängigkeitsbeziehung zur weiteren Abhängigkeitsbeziehung von einer aktiven Bestätigung des Bedieners des Fahrpedals, beispielsweise durch die Betätigung eines Knopfes, einer Schaltfläche oder allgemein eines haptischen oder akustischen oder optischen Eingabeelements abhängig zu machen. Zur Erhöhung der Sicherheit kann vorgesehen sein, dass die Verwendung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung eine wenigstens einmalige Rückkehr des Fahrpedals in seine Ausgangsstellung nach Eintritt des definierten Ereignisses voraussetzt. Auch die Beibehaltung des Fahrpedals in seiner Ausgangsstellung für einen definierten Haltezeitraum, der beispielsweise wenigstens 3 Sekunden, bevorzugt wenigstens 5 Sekunden, ganz besonders bevorzugt wenigstens 10 Sekunden beträgt, kann nach Eintritt des definierten Ereignisses die Voraussetzung dafür sein, dass die weitere Abhängigkeitsbeziehung zur Ermittlung der Leistungsanforderung an den Motor von dem Verfahren verwendet wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Leistungssteuerungsanordnung für einen Motor, insbesondere für einen Motor eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, auf der ein Verfahren gemäß der oben vorgestellten Ausführungsformen ausgeführt bzw. durchgeführt wird. Diese Leistungssteuerungsanordnung ermöglicht die Ansteuerung beispielsweise des Volllastpunkts des Motors oder zumindest eines Lastpunkts des Motors, mit welchem ein Notbetrieb möglich ist, auch in einer Situation, in welcher der Pedalweg eines Fahrpedals zur Vorgabe einer Wunsch-Leistungsanforderung an den Motor derart eingeschränkt ist, dass eine Endstellung des Fahrpedals nicht mehr erreichbar ist.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Leistungssteuerungsanordnung ein zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung bewegliches Fahrpedal umfasst sowie weiterhin einen Sensor zur Erfassung einer Arbeitsstellung des Fahrpedals sowie eine Steuerungseinheit zur Ermittlung der Leistungsanforderung an den Motor. Dabei verwendet die Steuerungseinheit zur Ermittlung der Leistungsanforderung eine erste Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Leistungsanforderung und der Arbeitsstellung oder eine weitere Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Leistungsanforderung und der Arbeitsstellung. Die Verwendung der ersten Abhängigkeitsbeziehung bzw. der weiteren Abhängigkeitsbeziehung hängt dabei vom Eintritt eines definierten Ereignisses ab und wird von dem oben vorgestellten Verfahren bestimmt.
Gegenüber dem Stand der Technik ermöglicht die erfindungsgemäße Leistungssteuerungsanordnung vorteilhaft zumindest einen Notlaufbetrieb bzw. auch einen Betrieb bis hin zur Volllast des Motors auch in Situationen, in denen die Endstellung des Fahrpedals nicht oder nicht mehr erreichbar ist. Dadurch kann einem Fahrer zumindest das Anfahren einer Werkstatt im Fehlerfall ermöglicht werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das Verfahren nach einer der oben vorgestellten Ausführungsformen durchführt. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass das Verfahren weitgehend automatisiert beispielsweise in einer Steuerungseinheit durchgeführt werden kann.
Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigen:
1a eine schematische Darstellung einer Leistungssteuerungsanordnung für einen Motor eines Kraftfahrzeugs;
1b eine erste Abhängigkeitsbeziehung zwischen einer Leistungsanforderung und einer Arbeitsstellung in einer Darstellung als Pedalkennlinie;
2a eine gemeinsame Darstellung der ersten Abhängigkeitsbeziehung und einer weiteren Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Leistungsanforderung und der Arbeitsstellung in einem Diagramm als Pedalkennlinie;
2b eine Darstellung gemäß 2a mit mehreren temporären Abhängigkeitsbeziehungen zwischen der ersten Abhängigkeitsbeziehung und der weiteren Abhängigkeitsbeziehung;
3 eine weitere Ausführungsform der weiteren Abhängigkeitsbeziehung in einer Darstellung als Pedalkennlinie.
Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Verfahren, Vorrichtungen oder Computerprogrammprodukte bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine stark vereinfachte Darstellung einer Leistungssteuerungsanordnung 950 dargestellt. Die Leistungssteuerungsanordnung 950 kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug 900 mit einem Motor 910, der beispielsweise als Verbrennungsmotor und/oder Elektromotor ausgeführt sein kann, zum Einsatz kommen. Über die Leistungssteuerungsanordnung 950 kann mittels eines beispielsweise von einem Fuß 140 eines Fahrers betätigten elektronischen Fahrpedals 100 die Leistung des Motors 910 gesteuert und/oder geregelt werden. Hierzu wird von einem Sensor 200 eine Arbeitsstellung (S) eines Fahrpedals 100 bzw. Gaspedals 100 erfasst und in Abhängigkeit von der Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals 100 die Leistung des Motors 910 des Kraftfahrzeugs 900 gesteuert und/oder geregelt. Bei einem Verbrennungsmotor als Motor 910 wird beispielsweise ein hier nicht dargestelltes Drosselelement, zum Beispiel eine Drosselklappe, von einem Stellglied bewegt und bei einem Elektromotor wird die dem Elektromotor zugeführte elektrische Leistung entsprechend gesteuert und/oder geregelt. In einer Ausgangsstellung (A) des Fahrpedals 100 wird von dem Motor 910 beispielsweise die minimale Leistung, zum Beispiel als Standgas angefordert, während in einer Endstellung (E) des Fahrpedals 100 von dem Motor 910 beispielsweise eine Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) angefordert wird, welche einem Volllastpunkt des Motors entsprechen kann. Das Kraftfahrzeug 900 verfügt somit über ein elektronisches Gassystem bzw. ein elektronisches Fahrpedal.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Fahrpedal 100 an einem Lager 110 um eine Drehachse 112 zwischen der Ausgangsstellung (A) und der Endstellung (E) verschwenkbar gelagert. Mit einem elastischen Element 120, welches beispielsweise als Feder 121 ausgebildet sein kann, kann auf das Fahrpedal 100 eine Rückstellkraft in Richtung der Ausgangsstellung (A) aufgebracht werden. Die Feder 121 ist dabei an einer Federlagerung 124 und an dem Fahrpedal 100 befestigt und bildet somit eine Rückstelleinrichtung. Von einem Sensor 200, der zum Beispiel als ein Hallsensor oder als Widerstandspotentiometer ausgebildet sein kann, wird eine Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals 100, beispielsweise als ein Drehwinkel 130 (a) des Fahrpedals 100 erfasst. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrpedal 100 auch eine lineare Bewegung erzeugen und der Sensor 200 derartig ausgebildet sein, dass er beispielsweise eine Wegstrecke erfasst, um welche das Fahrpedal 100 bewegt wird. Die von dem Sensor 200 erfassten Daten zur Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals 100 werden mittels einer in 1a schematisch dargestellten Signalleitung 210 an eine Steuerungseinheit 500 übermittelt. Die Steuerungseinheit 500 kann beispielsweise als ein Steuergerät bzw. als ein Bordcomputer des Kraftfahrzeugs 900 ausgebildet sein. Die Steuerungseinheit 500 kann dabei einen nicht dargestellten Speicher zur Speicherung von Daten und/oder Funktionen sowie einen nicht dargestellten Prozessor aufweisen. In Abhängigkeit von den von dem Sensor 200 erfassten Daten zur Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals 100 und unter Verwendung von einer ersten zum Beispiel in dem Speicher gespeicherten Abhängigkeitsbeziehung 510 zwischen der Leistungsanforderung (PS) und der Arbeitsstellung (S) wird in Abhängigkeit von der Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals 100 die Leistung des Motors 910 des Kraftfahrzeugs 900 gesteuert und/oder geregelt.
In der 1a ist das Fahrpedal 100 in seiner Ausgangsstellung (A) als durchgezogene Linie dargestellt. Das Fahrpedal 100 ist für seine Endstellung (E) in Form einer gestrichelten Linie dargestellt und mit dem Bezugszeichen 100b bezeichnet. Eine zwischen der Ausgangsstellung (A) und der Endstellung (E) liegende Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals 100 ist als strich-punktierte Linie mit dem Bezugszeichen 100a dargestellt. Für die Endstellung (E) ist das als Feder 121 ausgebildete elastische Element 120 in einer zusammengedrückten Form als gestrichelte Linie dargestellt.
Das Fahrpedal 100 der Leistungssteuerungsanordnung 500 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als aktives Fahrpedal ausgebildet. Dazu ist unter dem Fahrpedal 100, auf der dem Fuß 140 abgewandten Seite, ein Aktuatorenelement 300 vorgesehen. Das Aktuatorenelement 300 kann beispielsweise als ein Motor ausgebildet sein, der mittels eines Übertragungselements 310 die von dem Fuß 140 abgewandte Seite des Fahrpedals 100 mit einer Kraft beaufschlagt, die zusätzlich zu der Kraft des elastischen Elements 120 wirkt. Die Kraftbeaufschlagung mittels des Aktuatorenelement und des Übertragungselements 310 kann dabei situativ erfolgen und zum Beispiel von der aktuellen Fahrsituation (Geschwindigkeit, Beschleunigung, Abstand vom Vordermann, etc.) und/oder von dem Erreichen einer bestimmten Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals abhängen.
Im Betrieb kann es vorkommen, dass das Aktuatorenelement 300 nicht mehr steuerbar ist sondern in einer bestimmten Stellung, die hier nicht dargestellt ist, blockiert und in einer derartig blockierten Stellung mittels des Übertragungselements 310 verhindert, dass das Fahrpedal 100 jede Arbeitsstellung (S) zwischen der Ausgangsstellung (A) und der Endstellung (E) erreichen kann. In einer solchen Situation ist beispielsweise mit normalem Kraftaufwand, das heißt mit dem für die aktuelle Stellung des Fahrpedals üblichem Kraftaufwand, die Endstellung (E) nicht mehr erreichbar. Lediglich eine erste Stellung (B) ist als maximale Arbeitsstellung (S) erreichbar, wobei die erste Stellung (B) ausgehend von der Ausgangsstellung (A) zwischen der Ausgangsstellung (A) und der Endstellung (E) liegt. Eine solche Situation kann selbstverständlich auch für ein normales elektronisches Fahrpedal 100 auftreten, welches kein aktives Fahrpedal ist. Eine derartige Situation bzw. ein derartig definiertes Ereignis kann beispielsweise durch die Steuerungseinheit 500 festgestellt, zum Beispiel, indem von dem Aktuatorenelement 300 ein Fehlersignal ausgesendet wird. Dadurch soll das erfindungsgemäße Verfahren nachfolgend zur Leistungsansteuerung des Motors 910 eine weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (PS) verwenden. Dadurch kann erreicht werden, dass die Leistung des Motors selbst bei eingeschränktem Bereich der erreichbaren Arbeitsstellungen (S) des Fahrpedals 100 noch möglichst sinnvoll bzw. vollständig ausgenutzt werden kann.
Bei der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 kann es sich beispielsweise um eine Pedalkennlinie handeln, in welcher Werte von Leistungsanforderungen (PS) Werten von Arbeitsstellungen (S) zugeordnet sind. Es kann sich bei der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 auch um ein Kennfeld handeln, wobei in dem Kennfeld Werte von Leistungsanforderungen (PS) Werten von Arbeitsstellungen (S) bzw. Pedalstellungen zugeordnet sind. Die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 kann auch als ein funktionaler Zusammenhang ausgebildet sein, bei dem aus dem Wert einer Arbeitsstellung (S) bzw. einer Pedalstellung ein Wert für die Leistungsanforderung (PS) berechnet werden kann. Es ist möglich, derartige Abhängigkeitsbeziehungen, beispielsweise die erste Abhängigkeitsbeziehung 510, in einem Diagramm aufzutragen, bei welchem beispielsweise auf der x-Achse die Werte der Pedalstellung bzw. der Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals dargestellt sind und auf der y-Achse die diesen Werten zugeordneten Werte der Leistungsanforderung (PS). Derartige Darstellungen in Diagrammform für die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 sowie für andere Abhängigkeitsbeziehungen sind in den 1b bis 3 dargestellt.
1b zeigt die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 in einem Diagramm, bei dem auf der x-Achse die Arbeitsstellung (S) bzw. die Pedalstellung, welche vom Sensor 200 erfasst wird, dargestellt ist. Die Arbeitsstellung (S) kann dabei zwischen der im Ursprung dargestellten Ausgangsstellung (A) und der Endstellung (E) liegen. Je nach Ausführungsform des Fahrpedals kann die Arbeitsstellung (S) zum Beispiel als ein Drehwinkel α in Grad gemessen werden oder beispielsweise als eine Wegstrecke s in einer Längeneinheit, z. B. in Millimeter. Auf der y-Achse ist die vom Motor 910 anzufordernde Leistung P in Newtonmeter bzw. das anzufordern Drehmoment T in Newtonmetern aufgetragen. Jeder Arbeitsstellung (S) ist eine Leistungsanforderung (PS) zugeordnet. Der Zusammenhang zwischen Arbeitsstellung (S) und Leistungsanforderung (PS) kann anhand der dargestellten durchgezogenen Linie, einer Pedalkennlinie, der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 abgelesen bzw. ermittelt werden. Erreicht das Fahrpedal die Endstellung (E) wird die Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) erreicht. Die Abhängigkeitsbeziehung weist für steigende Fahrpedal Stellungen steigende Leistungsanforderungen auf und erreicht für die Endstellung (E) die Maximal-Leistungsanforderung.
2a zeigt in einem einzigen Diagramm die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 aus 1b und eine von dem Verfahren nach Eintritt des definierten Ereignisses beispielsweise verwendete weitere Abhängigkeitsbeziehung 550. Auf der x-Achse ist die nach Eintritt des definierten Ereignisses maximal noch erreichbare erste Stellung (B) des Fahrpedals 100 dargestellt. Die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 ergibt sich im dargestellten Diagramm aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510, indem die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 entlang der x-Achse gestaucht wird. Dabei ist für die Ausgangsstellung (A) der Wert der Leistungsanforderung (P) für die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 und für die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 gleich.
Die Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) wird im dargestellten Diagramm für eine virtuelle Arbeitsstellung (F) erreicht, die in diesem Fall der ersten Stellung (B) entspricht. Die hier dargestellte weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 erlaubt somit innerhalb des erreichbaren Pedalwegs von der Ausgangsstellung (A) bis zur ersten Stellung (B) die Ausnutzung des vollen Leistungsspektrum bzw. der vollen Leistungsanforderungen des Motors 910. In der 2a kann für eine Arbeitsstellung (S), welche zwischen der Ausgangsstellung (A) und der ersten Stellung (B), liegt für die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 eine bestimmte Leistungsanforderung (PS0) ermittelt werden. Bei Verwendung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 nach Eintritt des definierten Ereignisses ergibt sich für dieselbe Arbeitsstellung (S) dagegen ein größerer Wert der Leistungsanforderung (PS5). Die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 kann sich beispielsweise aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 dadurch ergeben, dass für jeden Wert der Leistungsanforderung der zugehörige Wert der Pedalstellung mit einem Proportionalitätsfaktor a multipliziert wird. Der Proportionalitätsfaktor a kann dabei konstant sein oder auch eine Abhängigkeit von der Arbeitsstellung (S) aufweisen. Beispielsweise kann der Proportionalitätsfaktor a sich aus folgender Gleichung ergeben: a = SB/SE, wobei SB der Stellungsdifferenz aus der ersten Stellung (B) und der Ausgangsstellung (A) entspricht und wobei SE der Stellungsdifferenz aus der Endstellung (E) und der Ausgangsstellung (A) entspricht.
In gleicher Weise kann die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 durch eine Stauchung der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 entlang der y-Achse gebildet sein. Oder auch durch eine Stauchung entlang der x-Achse und der y-Achse, wobei dabei beispielsweise unterschiedliche Stauchungsfaktoren bzw. Proportionalitätskonstanten für die Stauchung entlang der x-Achse und entlang der y-Achse verwendet sein können. Auf diese Weise kann beispielsweise erreicht werden, dass in dem Diagramm aus 2a bei einer zusätzlichen Stauchung entlang der y-Achse bei der ersten Stellung (B) des Fahrpedals 100 nicht die Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) abgerufen wird. Vielmehr wird ein Wert ermittelt, der unterhalb der Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) liegt aber gleichzeitig oberhalb derjenigen Leistungsanforderung, die für die ersten Stellung (B) bei Verwendung der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 von dem Verfahren ermittelt wird.
In 2b ist das Diagramm aus 2a erneut wiedergegeben. Zusätzlich sind hier jedoch noch exemplarisch vier temporäre Abhängigkeitsbeziehungen 512, 514, 516, 518 eingezeichnet. Diese temporären Abhängigkeitsbeziehungen 512, 514, 516, 518 können sich beispielsweise auch durch zunehmende Stauchung der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 entlang der Pedalstellungs-Achse bzw. der x-Achse ergeben. Die temporären Abhängigkeitsbeziehungen 512, 514, 516, 518 liegen zwischen der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 und der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550. Das Verfahren kann dabei zwischen der Verwendung der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 und der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 in einem Übergangszeitraum Δt zwischen dem Eintritt des definierten Ereignisses und der Verwendung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 nacheinander die temporären Abhängigkeitsbeziehungen 512, 514, 516, 518 verwenden, um aus einer Arbeitsstellung (S) eine Leistungsanforderung an den Motor 910 zu ermitteln. Dabei wird für jede der temporären Abhängigkeitsbeziehungen 512, 514, 516, 518 die Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) für je eine virtuellen Arbeitsstellung (F1, F2, F3, F4) vorgegeben, die sich schrittweise von der Endstellung (E) hin zur virtuellen Arbeitsstellung (F) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 hinbewegen. Durch die temporären Abhängigkeitsbeziehungen 512, 514, 516, 518 wird erreicht, dass der Übergang von der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 zur weiteren Übergangsbeziehung 550 nicht schlagartig erfolgt, sondern eine schrittweise Adaption erfolgt, die dem Fahrer eine Anpassung an die neuen Gegebenheiten des Verfahrens ermöglicht. Bei einer Arbeitsstellung, die der ersten Stellung (B) entspricht ergeben sich beim Übergang von einer Abhängigkeitsbeziehung zur jeweils nächsten Abhängigkeitsbeziehung somit jeweils inkrementelle Anstiege der Leistungsanforderung, die in der 2b durch die Strecken entlang der y-Achse mit den Bezeichnungen ΔP1, ΔP2, ΔP3, ΔP4 und ΔP5 dargestellt sind.
Bei einer fixen Arbeitsstellung (S) erfolgt die beim jeweiligen Übergang von einer Abhängigkeitsbeziehung zur nächsten Abhängigkeitsbeziehung erfolgende steigende Leistungsanforderung an den Motor inkrementell, wie nachfolgend beschrieben wird. Von der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 zur ersten temporären Abhängigkeitsbeziehung 512 steigt die Leistungsanforderung an der fixen Arbeitsstellung (S) von PS0 auf PS1. Von der ersten temporären Abhängigkeitsbeziehung 512 zur zweiten temporären Abhängigkeitsbeziehung 514 steigt die Leistungsanforderung dann auf PS2, von der zweiten temporären Abhängigkeitsbeziehung 514 zur dritten temporären Abhängigkeitsbeziehung 516 steigt die Leistungsanforderung auf den Wert PS3 und von der dritten temporären Abhängigkeitsbeziehung zur vierten temporären Abhängigkeitsbeziehung 518 steigt sie von PS3 auf PS4. Schließlich wird die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 verwendet, für die eine Leistungsanforderung von PS5 für die hier exemplarisch dargestellte fixe Arbeitsstellung (S) zur Anwendung kommt.
Bevorzugt werden die temporären Abhängigkeitsbeziehungen so dicht aufeinander gestaffelt, dass für jede fixe Arbeitsstellung (S) zwischen der Ausgangsstellung (A) und der ersten Stellung (B) der inkrementelle Zuwachs der Leistungsanforderung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abhängigkeitsbeziehungen nicht mehr als 5% beträgt idealerweise nicht mehr als 1%.
Der Übergangszeitraum von der Verwendung der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 bis zur weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 kann dabei mehrere Sekunden, beispielsweise bis zu 30 Sekunden oder sogar 60 Sekunden betragen. Die Anzahl der temporären Abhängigkeitsbeziehungen kann sich dabei nach der Lage der ersten Stellung richten: je näher die erste Stellung (B) an der Ausgangsstellung (A) liegt, desto mehr temporäre Abhängigkeitsbeziehungen können beispielsweise vorgesehen werden. Die temporären Abhängigkeitsbeziehungen können jeweils für eine gewisse Zeitdauer, beispielsweise einige Millisekunden, z. B. 10 ms, bis hin zu mehreren Sekunden, z. B. 5 s verwendet werden, bevor die nächste Abhängigkeitsbeziehung verwendet wird.
In 3 ist ein Diagramm mit einer anderen Ausführungsform der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 dargestellt. Die hier dargestellte weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 weist für eine virtuelle Arbeitsstellung (F) die Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) auf. Dabei liegt die virtuelle Arbeitsstellung (F) zwischen der ersten Stellung (B) die vom Fahrpedal 100 real noch erreicht werden kann und der Endstellung (E). Die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 kann sich aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 beispielsweise durch eine Stauchung entlang der x-Achse ergeben. Die hier dargestellte weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 führt dann bei der ersten Stellung (B) des Fahrpedals 100 zu einer bezüglich der Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) reduzierten maximal erreichbaren Leistungsanforderung (PSmax). Auf diese Weise kann durch die Einführung des virtuellen Arbeitsstellung (F) auf einfache Weise eine weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 geschaffen werden, für die die bei der ersten Stellung (B) erreichbare maximale Leistungsanforderung (PSmax) gegenüber der Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) reduziert ist, aber dennoch höher liegt als bei der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510. Gleichzeitig kann auf diese Weise auf eine (zusätzliche) Stauchung der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 entlang der y-Achse verzichtet werden, um die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 zu schaffen.
Das vorgeschlagene Verfahren kann beispielsweise als ein Computerprogrammprodukt in einem Speicher der Steuerungseinheit 500 hinterlegt sein und auf einem Prozessor der Steuerungseinheit 500 in Abhängigkeit von verschiedenen Eingabeparametern zur Ausführung gelangen.
Das vorgeschlagene Verfahren bzw. die vorgeschlagene Leistungssteuerungsanordnung 950 kann generell für die Ermittlung von Leistungsanforderungen bzw. bei der Steuerung bzw. der Regelung von Motoren in Kraftfahrzeugen Anwendung finden, bei denen ein elektronisches Fahrpedal bzw. ein elektronisches Gaspedal verwendet wird.

Claims

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors (910), insbesondere eines Motors (910) eines Kraftfahrzeugs (900), mit den Schritten: – Erfassung einer Arbeitsstellung (S) eines zwischen einer Ausgangsstellung (A) und einer Endstellung (E) beweglichen Fahrpedals (100), – Ermittlung einer Leistungsanforderung (PS) an den Motor (910) unter Verwendung einer ersten Abhängigkeitsbeziehung (510) zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (PS), wobei nach dem Eintritt eines definierten Ereignisses die Leistungsanforderung (PS) an den Motor (910) unter Verwendung einer weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (PS) ermittelt wird, wobei das definierte Ereignis eine Situation ist, in der sich das Fahrpedal (100) mit normalem Kraftaufwand nur noch bis in eine erste Stellung (B) bewegen lässt, wobei die erste Stellung (B) zwischen der Ausgangsstellung (A) und der Endstellung (E) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abhängigkeitsbeziehung (510) zunehmenden Werten der Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals (100) zunehmende Leistungsanforderungen (PS) an den Motor (910) zuordnet, wobei der Endstellung (E) des Fahrpedals (100) eine Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) zugeordnet ist, wobei in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) der ersten Stellung (B) eine Leistungsanforderung (PB) zugeordnet wird, die in einem Bereich zwischen 90% und 100% der Maximal-Leistungsanforderung (Pmax) liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) ausgehend von der Ausgangsstellung (A) bis zur ersten Stellung (B) zunehmenden Werten der Arbeitsstellung (S) zunehmende Werte der Leistungsanforderung (PS) an den Motor (910) zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Abhängigkeitsbeziehung (550) durch eine Stauchung entlang der Achse mit den Werten der Arbeitsstellung (S) aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung (510) ergibt, insbesondere durch eine lineare Stauchung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Abhängigkeitsbeziehung (550) durch eine Stauchung entlang der Achse mit den Werten der Leistungsanforderung (PS) aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung (510) ergibt, insbesondere durch eine lineare Stauchung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Übergangszeitraum (Δt) zwischen dem Eintritt des definierten Ereignisses und der Verwendung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) wenigstens eine temporäre Abhängigkeitsbeziehung (512, 514, 516, 518) zwischen der Leistungsanforderung (PS) und der Arbeitsstellung (S) verwendet wird, um die Leistungsanforderung (PS) an den Motor (910) der Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals (100) zuzuordnen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Wert der Arbeitsstellung (S) der relative Unterschied der für diese Arbeitsstellung (S) ermittelten Leistungsanforderungen (PS) aus zwei aufeinanderfolgend zu verwendende Abhängigkeitsbeziehungen (510, 512, 514, 516, 518, 550) höchstens 5% beträgt, insbesondere höchstens 1%.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrpedal (100) ein aktives Fahrpedal ist, bei welchem ein auf das Fahrpedal (100) wirkendes Aktuatorenelement (300) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeitsbeziehungen (510, 550, 512, 514, 516, 518) zwischen der Leistungsanforderung (PS) und der Arbeitsstellung (S) als eine Pedalkennline in einem Speicher abgelegt sind, wobei in der Pedalkennlinie Werte von Leistungsanforderungen Werten von Pedalstellungen zugeordnet sind, oder dass die Abhängigkeitsbeziehungen (510, 550, 512, 514, 516, 518) zwischen der Leistungsanforderung (PS) und der Arbeitsstellung (S) als ein Kennfeld in einem Speicher abgelegt sind, wobei in dem Kennfeld Werte von Leistungsanforderungen Werten von Pedalstellungen zugeordnet sind, oder dass die Abhängigkeitsbeziehungen (510, 550, 512, 514, 516, 518) zwischen der Leistungsanforderung (PS) und der Arbeitsstellung (S) als ein oder mehrere funktionale Zusammenhänge in einem Speicher abgelegt sind, wobei sich aus dem funktionalen Zusammenhang bzw. aus den funktionalen Zusammenhängen aus dem Wert einer Pedalstellung ein Wert für die Leistungsanforderung berechnen lässt.
Leistungssteuerungsanordnung für einen Motor (910), insbesondere für einen Motor (910) eines Kraftfahrzeugs (900), auf der ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt wird, die Leistungssteuerungsanordnung umfassend: – ein zwischen einer Ausgangsstellung (A) und einer Endstellung (E) bewegliches Fahrpedal (100), – einen Sensor (200) zur Erfassung einer Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals (100), – eine Steuerungseinheit (500) zur Ermittlung der Leistungsanforderung (PS) an den Motor (910), wobei die Steuerungseinheit (500) zur Ermittlung der Leistungsanforderung (PS) eine erste Abhängigkeitsbeziehung (510) zwischen der Leistungsanforderung (PS) und der Arbeitsstellung (S) oder eine weitere Abhängigkeitsbeziehung (550) zwischen der Leistungsanforderung (PS) und der Arbeitsstellung (S) verwendet.
Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführt.