DE102015212023A1

DE102015212023A1 - Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors

Info

Publication number: DE102015212023A1
Application number: DE102015212023.6A
Authority: DE
Inventors: Udo Sieber; Markus Deissler; Ulrich Bauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2016-12-29
Also published as: FR3037874A1; CN106285962A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein 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) entlang eines Pedalwegs (PW) 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). Um einen Bediener des Fahrpedals (100) über das Fahrpedal (100) auf spezielle Fahrsituationen hinzuweisen oder ihm eine Änderung seiner Fahrpedalposition vorzuschlagen und gleichzeitig zu verhindern, dass der Bediener bei einem ruckartigen Nachlassen des Drucks auf das Fahrpedal eine ungewollte ruckartige Leistungsabnahme des Motors (910) bewirkt, ist dabei vorgesehen, dass das Fahrpedal ein Aktuatorelement (300) aufweist, das dem Fahrpedal (100) ein haptisch wahrnehmbares Signal (SIG) aufprägen kann. Dabei wird nach Aktivierung des Aktuatorelements (300) zur Erzeugung des haptisch wahrnehmbaren Signals (SIG) die Leistungsanforderung (PS) an den Motor (910) unter Verwendung einer weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (PS) ermittelt, wobei die weitere Abhängigkeitsbeziehung (550) in einem Teilbereich (TB) entlang des Pedalwegs (PW) zwischen einem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) und einem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) derart gegenüber der ersten Abhängigkeitsbeziehung (510) modifiziert ist, dass im Teilbereich (TB), insbesondere in jedem Punkt des Teilbereichs (TB), die erste Ableitung der Leistungsanforderung (PS) nach der Arbeitsstellung (S) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) geringer ist als die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der ersten Abhängigkeitsbeziehung (510) in demselben Teilbereich.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Leistungssteuerungsanordnung für einen Motor 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 (Kfz) 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.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass es günstig sein kann, den Bediener des Fahrpedals, z.B. also den Fahrer eines Kfz, durch Signale auf spezielle Fahrsituationen aufmerksam zu machen, die ein Eingreifen des Fahrers erfordern. Auch kann es erwünscht sein, dem Fahrer eine Änderung des aktuellen Fahrerwunsches z.B. in Bezug auf die Geschwindigkeit bzw. Leistungsanforderung an den Motor vorzuschlagen. Um den Fahrer nicht durch zusätzliche optische oder akustische Signale zu überfordern, können haptische Informationen, die der Fahrer taktil wahrnehmen kann, gut geeignet sein, diese Informationen zu übermitteln, z.B. über das Fahrpedal. Sogenannte aktive Fahrpedale weisen ein Aktuatorelement auf und können solche Signale erzeugen und dem Fahrer 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.
Dabei ist es wünschenswert, dass die sogenannte Längsdynamik des Fahrzeugs erhalten bleibt bzw. nicht ungewollt sprungartig verändert wird. Unter der Längsdynamik ist dabei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs entlang seiner Längsachse zu verstehen. Eine Änderung der Längsdynamik entspricht somit einer positiven bzw. negativen Beschleunigung. Wenn man von einem Betätigen der Bremse absieht hängt die Längsdynamik bzw. deren Änderung eng mit der Leistungsanforderung an den Motor zusammen.
Wird dem Fahrer ein haptisches Signal übermittelt, so soll es auch bei einem ruckartigen Nachlassen des Drucks auf das Pedal, z.B. durch ein plötzliches Rückziehen des Fußes vom Fahrpedal in Folge eines Erschreckens des Fahrers, nicht unmittelbar zu einer ebenso ruckartigen Minderung der Leistungsanforderung an den Motor kommen. Dies kann sich z.B. in einer ruckartigen negativen Beschleunigung des Fahrzeugs bemerkbar machen, die als unangenehm empfunden wird. Vor allem soll eine Beeinflussung bzw. Änderung der Längsdynamik infolge der Aktivierung des Aktuators vermieden werden, die eigentlich nicht dem Fahrerwunsch entspricht.
Es kann daher ein Bedarf bestehen, ein Verfahren zur Leistungsansteuerung eines Motors bereitzustellen, mit welchem es selbst bei einem ruckartigen Nachlassen des Drucks auf das Fahrpedal in Folge der Übermittlung eines haptischen Signals nicht zu einer ebenso ruckartigen Verringerung der Leistungsanforderung an den Motor kommt.
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.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors vorgeschlagen, welches im Vergleich zum Stand der Technik vorteilhaft das Übermitteln von haptischen Signalen über das Fahrpedal an den Fahrer ermöglicht, ohne dass es zu einer ruckartigen bzw. plötzlichen Änderung der Längsdynamik des Fahrzeugs entgegen dem Fahrerwunsch kommt, selbst, wenn der Fahrer in Folge der Aktivierung des Aktuators und der Übermittlung des haptischen Signals beispielsweise ruckartig bzw. plötzlich vom Fahrpedal geht und infolgedessen eigentlich eine ebenso ruckartige bzw. plötzliche Minderung der Leistungsanforderung an den Motor vorliegt.
Dies wird dadurch erreicht, dass das Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors, insbesondere eines Motors eines Kraftfahrzeugs, folgende Schritte umfasst:

– Erfassung einer Arbeitsstellung (S) entlang eines Pedalwegs (PW) eines zwischen einer Ausgangsstellung (A) und einer Endstellung (E) beweglichen Fahrpedals;
– Ermittlung einer Leistungsanforderung (PS) an den Motor unter Verwendung einer ersten Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (P).

In einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung im Teilbereich (TB), insbesondere in jedem Punkt des Teilbereichs (TB), um wenigstens 30% geringer ist als die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) in demselben Teilbereich der ersten Abhängigkeitsbeziehung, oder dass die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung im Teilbereich (TB), insbesondere in jedem Punkt des Teilbereichs (TB) Null beträgt.
Das Verfahren kann vorsehen, dass die gemittelte Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung im Teilbereich (TB) kleiner ist als die gemittelte Ableitung (z.B. arithmetisches Mittel oder ein gewichtetes Mittel) der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der ersten Abhängigkeitsbeziehung im Teilbereich oder kleiner ist als der kleinste Wert der Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der ersten Abhängigkeitsbeziehung im selben Teilbereich.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass, insbesondere entlang des Pedalwegs (PW), wenigstens einem Punkt (PP) des Teilbereichs (TB) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung, insbesondere dem ersten oder zweiten Teilbereichsendpunkt (TB1, TB2), dieselbe Leistungsanforderung (P) zugewiesen ist wie, insbesondere entlang des Pedalwegs (PW), demselben Punkt (PP) in der ersten Abhängigkeitsbeziehung.
Mit anderen Worten wird durch das Verfahren eine weitere Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Leistungsanforderung und der Arbeitsstellung bereitgestellt, die in dem Teilbereich (TB) bei einer Darstellung in einem X-Y-Diagramm (X-Achse entspricht der Arbeitsstellung (S), Y-Achse entspricht der Leistungsanforderung (P)) einen flacheren Kurvenverlauf bzw. eine geringere Steigung (m) aufweist als im selben Teilbereich (TB) der ersten Abhängigkeitsbeziehung. Denn die Ableitung der Leistungsanforderung nach der Arbeitsstellung entspricht in diesem X-Y-Diagramm gerade der Steigung gemäß der Formel m = dP/dS. Die weitere Abhängigkeitsbeziehung wird also derart gegenüber der ersten Abhängigkeitsbeziehung modifiziert, dass im Teilbereich ein Plateau (bei Steigung Null) oder zumindest eine Abflachung eingestellt ist, z.B. eine plateauartige Abflachung.
Als Teilbereich (TB) kann z.B. ein Abschnitt entlang des Pedalwegs (PW) zwischen der Ausgangsstellung (A) und der Endstellung (E) verstanden werden. Der Teilbereich entspricht im oben beschriebenen X-Y-Diagramm somit einem Abschnitt entlang der X-Achse, welchem dann Werte der Leistungsanforderung auf der Y-Achse zugeordnet sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Leistungssteuerungsanordnung für einen Motor, insbesondere für einen Motor eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, welche im Vergleich zum Stand der Technik vorteilhaft das Übermitteln von haptischen Signalen über das Fahrpedal an den Fahrer ermöglicht, ohne dass es zu einer ruckartigen bzw. plötzlichen Änderung der Längsdynamik des Fahrzeugs entgegen dem Fahrerwunsch kommt, selbst, wenn der Fahrer in Folge der Aktivierung des Aktuators und der Übermittlung des haptischen Signals beispielsweise ruckartig bzw. plötzlich vom Fahrpedal geht und infolgedessen eigentlich eine ebenso ruckartige bzw. plötzliche Minderung der Leistungsanforderung an den Motor vorliegt.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Leistungssteuerungsanordnung für einen Motor derart gestaltet ist, dass auf ihr ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung des Motors durchgeführt wird. Die Leistungsansteuerungsanordnung umfasst dabei ein zwischen einer Ausgangsstellung (A) und einer Endstellung (E) entlang eines Pedalwegs (PW) bewegliches Fahrpedal. Sie umfasst weiterhin einen Sensor zur Erfassung einer Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals entlang des Pedalwegs (PW). Sie umfasst weiterhin eine Steuerungseinheit zur Ermittlung der Leistungsanforderung (P) an den Motor. Die Steuerungseinheit zur Ermittlung der Leistungsanforderung (PS) verwendet dabei eine erste Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Leistungsanforderung (P) und der Arbeitsstellung (S) oder eine weitere Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Leistungsanforderung (P) und der Arbeitsstellung (S). Dabei bezeichnet PS die Leistungsanforderung P am Punkt S des Pedalwegs.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches im Vergleich zum Stand der Technik vorteilhaft das Übermitteln von haptischen Signalen über das Fahrpedal an den Fahrer ermöglicht, ohne dass es zu einer ruckartigen bzw. plötzlichen Änderung der Längsdynamik des Fahrzeugs entgegen dem Fahrerwunsch kommt, selbst, wenn der Fahrer in Folge der Aktivierung des Aktuators und der Übermittlung des haptischen Signals beispielsweise ruckartig bzw. plötzlich vom Fahrpedal geht und infolgedessen eigentlich eine ebenso ruckartige bzw. plötzliche Minderung der Leistungsanforderung an den Motor vorliegt.
Dies wird dadurch erreicht, dass das Computerprogrammprodukt einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchführt.
Gegenüber dem Stand der Technik wird dadurch ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung eines Motors bereitgestellt bzw. wird eine Leistungssteuerungsanordnung für einen Motor bzw. wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, bei welchem bzw. bei welcher dem Fahrer ein haptisches Signal übermittelt werden kann und das bzw. die gleichzeitig verhindert, dass sich die Längsdynamik des Fahrzeugs ruckartig bzw. plötzlich ändert, z.B. infolge der Übermittlung des haptischen Signals und eine dadurch eigentlich nicht beabsichtigte plötzliche sprungartige Reduzierung der Arbeitsstellung des Fahrpedals.
Durch die Ermittlung der Leistungsanforderung (P) an den Motor in Abhängigkeit von der Arbeitsstellung (S) mithilfe der weiteren Abhängigkeitsbeziehung kann die Längsdynamik des Fahrzeugs vorteilhaft zumindest temporär beibehalten werden bzw. erheblich geringer verändert werden, als es bei einer Reduzierung der Arbeitsstellung unter Verwendung der ersten Abhängigkeitsbeziehung der Fall wäre. Denn dadurch, dass die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung in dem Teilbereich (TB) geringer ist als im selben Teilbereich der ersten Abhängigkeitsbeziehung, wird vorteilhaft bei einer Reduzierung der Arbeitsstellung des Fahrpedals die Leistungsanforderung an den Motor nur geringfügig zurückgenommen. Eine Reduzierung der ersten Ableitung um wenigstens 15%, bevorzugt um wenigstens 30% und ganz besonders bevorzugt um wenigstens 50% ermöglicht vorteilhaft eine gezielt einstellbare Anpassung der Änderung der Längsdynamik bei einem plötzlichen Nachlassen des Fahrpedals in Folge einer Aktivierung des Aktuatorelements. Beträgt die Steigung bzw. die erste Ableitung im Teilbereich Null, so wird bei einer Veränderung der Arbeitsstellung innerhalb des Teilbereichs die Leistungsanforderung überhaupt nicht verändert. Vorteilhaft bleibt die Leistungsanforderung (P), die aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung eingestellt ist zunächst an wenigstens einem Punkt des Teilbereichs erhalten, wenn die Leistungsanforderung (P) aus der weiteren Abhängigkeitsbeziehung ermittelt wird.
Dadurch kann vorteilhaft z.B. eine eigentlich unbeabsichtigte „Schreck-Reaktion“ des Fahrers abgefangen werden. Dies wird bewirkt, indem es zu keiner als unangenehm bzw. unkomfortabel bzw. erschreckend empfundenen Reaktion des Fahrzeugs kommt, beispielsweise durch eine ruckartig bzw. plötzlich verminderte Längsdynamik (z.B. in Form einer negativen Beschleunigung bzw. einer Verzögerung).
Vorzugsweise liegt weder der erste Teilbereichsendpunkt (TB1) noch der zweite Teilbereichsendpunkt (TB2) bei der Ausgangsstellung (A) oder bei der Endstellung (E). Besonders bevorzugt weisen die beiden Teilbereichsendpunkt (TB1, TB2) einen Abstand von wenigstens 5% des Pedalwegs (PW) von der Ausgangsstellung (A) und der Endstellung (E) auf.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass sich die weitere Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Ausgangsstellung (A) und dem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung ergibt durch eine Stauchung entlang der Achse mit den Werten der Arbeitsstellung (S) und entlang der Achse mit den Werten der Leistungsanforderung (P) aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung, insbesondere durch eine lineare Stauchung. Dadurch wird vorteilhaft eine besonders einfache Modifizierung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung gegenüber der ersten Abhängigkeitsbeziehung ermöglicht. Weiterhin vorteilhaft ändert sich auf diese Weise die Längsdynamik des Fahrzeugs bzw. die Leistungsanforderung an den Motor für den Fahrer bzw. für den Bediener des Fahrpedals auch nach Verlassen des Teilbereichs besonders wenig, also auch für Fahrpedalstellungen bzw. Arbeitsstellungen (S) unterhalb des ersten Teilbereichsendpunkts (TB1). Weiterhin kann durch eine derartige Stauchung vorteilhaft sichergestellt werden, dass die Leistungsanforderung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung am Ausgangspunkt (A) und am Endpunkt (E) dieselbe ist wie bei der ersten Abhängigkeitsbeziehung. Auch kommt es dadurch beim Übergang von der Arbeitsstellung am ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) zu geringeren Arbeitsstellungen nicht zu einem Sprung in der Leistungsanforderung (P), die weitere Abhängigkeitsbeziehung ist somit vorteilhaft stetig.
Unter einer linearen Stauchung in einem X-Y-Diagramm bzw. einem Kennfeld aus Wertepaaren (X, Y) ist die Multiplikation einer der beiden Werte bzw. beider Werte jedes Wertepaars im Stauchungsbereich mit einem konstanten Faktor zu verstehen. Dabei kann der konstante Faktor für die X-Werte anders ausfallen als der konstante Faktor für die Y-Werte. Ein Wertepaar (X, Y) wird somit zum Wertepaar (a1·X, a2·Y), wobei a1 bzw. a2 die konstanten Faktoren sind. Wird nur entlang einer der beiden Achsen linear gestaucht, so beträgt einer der beiden konstanten Faktoren 1 (Eins). Bei einer nicht-linearen Stauchung können dagegen die Faktoren a1, a2 in Abhängigkeit vom Wert X bzw. Y variabel sein.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der zweite Teilbereichsendpunkt (TB2) einer Auslöse-Arbeitsstellung (S0) des Fahrpedals entspricht, wobei die Auslöse-Arbeitsstellung (S0) in Zusammenhang steht mit der Aktivierung des Aktuatorelements, wobei der erste Teilbereichsendpunkt (TB1) um wenigstens 5% und höchstens 40% geringer ist als die Auslöse-Arbeitsstellung (S0), insbesondere um wenigstens 10% und höchstens 20% geringer ist als die Auslöse-Arbeitsstellung (S0).
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass der Teilbereich nur einen begrenzten Bereich des Pedalwegs umfasst. Die im vorigen Absatz angegebenen Prozentangaben beziehen sich hier relativ auf die Auslöse-Arbeitsstellung. Wenn die Auslöse-Arbeitsstellung (S0) beispielsweise 50° beträgt und der gesamte Pedalweg sich von 0° bis 90° erstreckt, und wenn weiterhin der erste Teilbereichsendpunkt (TB1) 20% unter der Auslöse-Arbeitsstellung (S0) liegen soll (also 10° unter der Auslöse-Arbeitsstellung), dann erstreckt sich der Teilbereich (TB) von dem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) bei 40° bis zum zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) bei 50°. Vorteilhaft wird durch die relativ zur Auslöse-Arbeitsstellung (S0) gewählte Breite des Teilbereichs (TB) eine zuverlässige Steuerung der Leistungsanforderung an den Motor gewährleistet. Denn es wird vorteilhaft bewirkt, dass, wenn der Fahrer das Fahrpedal komplett bis in die Ausgangsstellung (A) zurück bewegt, die Leistungsanforderung an den Motor auch stark zurückgeht, idealerweise auf eine Leistungsanforderung von Null und nicht in dem Plateau des Teilbereichs (TB) hängen bleibt. Weiterhin vorteilhaft wird so das Komfortempfinden des Fahrers positiv beeinflusst, da es sein kann, dass der Fahrer in einem Zustand, in dem er das Fahrpedal nahe der Endstellung gedrückt hält, nach Aktivierung des Aktuators relativ gesehen stärker vom Fahrpedal zurückweicht als in einem Zustand, in dem er das Fahrpedal bei Aktivierung des Aktuatorelements nahe der Ausgangsstellung gedrückt hält.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Auslöse-Arbeitsstellung (S0) aus Arbeitsstellungen ermittelt wird, die in einem ersten Zeitintervall Δt1 vor, einem zweiten Zeitintervall Δt2 nach und dem Zeitpunkt bei der Aktivierung des Aktuatorelements erfasst wurden oder dass die Auslöse-Arbeitsstellung derjenigen Arbeitsstellung entspricht, die zum Zeitpunkt der Aktivierung des Aktuatorelements erfasst wurde.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das erste Zeitintervall Δt1 und das zweite Zeitintervall Δt2 wenigstens 5ms und höchstens 500ms betragen.
Durch die Weiterbildungen wird vorteilhaft bewirkt, dass zur Festlegung des zweiten Teilbereichsendpunkts (TB2) die Fahrpedal-Bewegungen des Fahrers vor, bei und nach der Aktivierung des Aktuators berücksichtigt werden können, wodurch die Verstetigung der Längsdynamik gezielter gesteuert bzw. eingestellt werden kann. Dies kann beispielsweise durch eine Mittelwertbildung mehrerer Arbeitsstellungen des Fahrpedals vor, bei oder nach der Aktivierung des Aktuatorelements geschehen oder durch andere mathematische Operationen (gewichtetes Mittel, Bildung von Ableitungen oder Integration, Hochpassfilterung oder Tiefpassfilterung, etc.). Es kann beispielsweise vorkommen, dass der Fahrer unmittelbar vor, bei und kurz nach der Aktivierung des Aktuators kontinuierlich das Fahrpedal weiter von der Ausgangsstellung in Richtung Endstellung gedrückt hat und erst infolge der Aktivierung des Aktuators (z.B. ruckartig) vom Fahrpedal geht und es so in Richtung Ausgangsstellung bewegen lässt. Dann kann das zweite Teilbereichsende (TB2) bei höheren Werten des Pedalwegs (PW) mit einer entsprechenden höheren Leistungsanforderung (PS) festgelegt werden, verglichen mit einer Situation, in der der Fahrer das Fahrpedal über einen langen Zeitraum in einer konstanten Arbeitsstellung (S) gehalten hat oder sogar vor, bei und nach Aktivierung des Aktuatorelements bereits das Fahrpedal in Richtung der Ausgangsstellung (A) bewegt hat.
Durch die Auswahl der Größe des ersten Zeitintervalls und der Größe des zweiten Zeitintervalls kann die Vergleichmäßigung der Längsdynamik vorteilhaft gezielt eingestellt werden. Beispielsweise können so vorteilhaft unterschiedliche Fahrdynamikprograme (sportlich, komfortabel, normal) gezielt eingestellt werden. Alternativ kann auf diese Weise eine gezielte Adaption auf den Fahrstil bzw. das Komfortempfinden des Fahrers bewirkt werden.
Die Festlegung der Auslöse-Arbeitsstellung auf diejenige Arbeitsstellung die zum Zeitpunkt der Aktivierung des Aktuatorelements erfasst wurde, ist vorteilhaft mit besonders geringem Rechenaufwand des Steuergeräts oder eines Computers verbunden.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Ermittlung der Leistungsanforderung an den Motor unter Verwendung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (PS) nur während eines dritten Zeitintervalls Δt3 erfolgt.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das dritte Zeitintervall Δt3 mindestens 100ms und höchsten 2000ms beträgt, insbesondere wenigstens 250ms und höchstens 750ms beträgt.
Durch diese Weiterbildungen wird vorteilhaft bewirkt, dass die weitere Abhängigkeitsbeziehung und die damit einhergehende Plateau-Bildung bzw. Abflachung im Teilbereich (TB) nur temporär zur Anwendung kommt. Ausgelöst werden kann diese Modifizierung der ersten Abhängigkeitsbeziehung hin zur weiteren Abhängigkeitsbeziehung zum Beispiel durch die Aktivierung des Aktuatorelements. Vorteilhaft kann dadurch eine dynamische Steuerung der verwendeten Abhängigkeitsbeziehung implementiert werden. Über die Dauer des dritten Zeitintervalls kann vorteilhaft gezielt die Verstetigung der Längsdynamik eingestellt werden. Eine Dauer des dritten Zeitintervalls im Bereich von 100ms (ms = Milli-Sekunde) bis 2000ms, vorzugsweise von 250ms bis 750ms bewirkt vorteilhaft eine Verstetigung der Längsdynamik innerhalb der sogenannten „Schrecksekunde“. Damit wird für den Fahrer vorteilhaft überhaupt nicht mehr spürbar, dass er durch ein ruckartiges Nachlassen vom Fahrpedal eine ebenso ruckartige Verminderung der Leistungsanforderung ausgelöst hätte. Nach der „Schrecksekunde“ bzw. der Dauer des dritten Zeitintervalls justiert er das Fahrpedal wieder gemäß seines wirklichen Leistungsanforderungs-Wunsches. Dieser wird dann gemäß der dann wieder geltenden ersten Abhängigkeitsbeziehung eingestellt (die erste Abhängigkeitsbeziehung wird nach Ablauf der „Schrecksekunde“ bzw. nach Ablauf des dritten Zeitintervalls wieder maßgeblich). Die „Schrecksekunde“ kann dabei von Person zu Person unterschiedlich lang sein. Auch die Dauer des dritten Zeitintervalls kann in Abhängigkeit von der Person des Fahrers bzw. seines Zustands (Ermüdungserkennung) variiert werden, beispielsweise verkürzt oder verlängert werden.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Abhängigkeitsbeziehungen zwischen der Leistungsanforderung und der Arbeitsstellung als eine Pedalkennline in einem Speicher abgelegt sind, wobei in der Pedalkennlinie Werte von Leistungsanforderungen Werten von Pedalstellungen zugeordnet sind, oder dass die Abhängigkeitsbeziehungen zwischen der Leistungsanforderung und der Arbeitsstellung als ein Kennfeld in einem Speicher abgelegt sind, wobei in dem Kennfeld Werte von Leistungsanforderungen Werten von Pedalstellungen zugeordnet sind, oder dass die Abhängigkeitsbeziehungen zwischen der Leistungsanforderung und der Arbeitsstellung 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. Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass die Abhängigkeitsbeziehungen in einer einfachen und schnellen Weise beispielsweise für ein Steuergerät bzw. eine Steuerungseinheit zugänglich sind.
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 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2a eine gemeinsame Darstellung der ersten Abhängigkeitsbeziehung und einer weiteren Abhängigkeitsbeziehung zwischen der Leistungsanforderung und der Arbeitsstellung in einem Diagramm als Pedalkennlinie gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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 1a 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. Die Ausgangsstellung (A) kann dabei einem Wert von 0% des gesamten Pedalwegs (PW) entsprechen. Die Endstellung kann dabei einem Wert von 100% des gesamten Pedalwegs (PW) entsprechen. Beträgt der gesamte Pedalweg z.B. 90°, d.h.: das Pedal lässt sich um 90° zwischen der Ausgangsstellung (A) und der Endstellung (E) bewegen, so entspricht 0° einem Wert von 0% und 90° einem Wert von 100%. Das Kraftfahrzeug 900 verfügt somit über ein elektronisches Gassystem bzw. ein elektronisches Fahrpedal. Das Fahrpedal 100 ist zwischen der Ausgangsstellung A und der Endstellung E entlang eines Pedalwegs (PW) beweglich.
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 (α) 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 Aktuatorelement 300 vorgesehen. Das Aktuatorelement 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 bzw. die haptische Signalübermittlung mittels des Aktuatorelements 300 und des Übertragungselements 310 kann dabei situativ erfolgen und zum Beispiel von der aktuellen Fahrsituation (Geschwindigkeit, Beschleunigung, Abstand vom Vordermann, erkannte Gefahrensituation, Erkennung einer unökonomischen Fahrweise, etc.) und/oder von dem Erreichen einer bestimmten Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals abhängen.
Im Betrieb kann es vorkommen, dass der Fahrer von der Aktivierung des Aktuatorelements 300 bzw. der Übermittlung des haptischen Signals überrascht wird. Seine Reaktion kann dann beispielsweise in einem ruckartigen bzw. plötzlichen Nachlassen des Drucks auf das Fahrpedal 100 bestehen. Durch die Wirkung des elastischen Elements 120 wird dann das Fahrpedal 100 relativ zügig in Richtung der Ausgangsstellung (A) bewegt. Gemäß der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 folgt daraus eine ebenso zügige bzw. plötzliche Reduzierung der Leistungsanforderung an den Motor 910. In einem Fahrzeug 900 wird dies umgesetzt durch eine ruckartige bzw. plötzliche Verzögerung (negative Beschleunigung) bzw. Reduzierung der Geschwindigkeit und unmittelbar spürbar. Die Längsdynamik des Fahrzeugs 900 verändert sich somit ruckartig. Eine derartig ruckartige Verzögerung kann als unangenehm empfunden werden, insbesondere wenn der Fahrer eigentlich gar nicht so ruckartig die Geschwindigkeit verringern wollte. Mit dem Verfahren kann die Längsdynamik nach Aktivierung des Aktuatorelements 300 geglättet bzw. verstetigt werden, insbesondere in einem kurzen Zeitraum nach der Aktivierung des Aktuatorelements 300. Dann kann beispielsweise das Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Leistung des Motors dynamisch (d.h. situativ gesteuert) und gegebenenfalls temporär statt der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 eine weitere Abhängigkeitsbeziehung 500 zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (PS) verwenden. Diese weitere Abhängigkeitsbeziehung kann eine Modifizierung der ersten Abhängigkeitsbeziehung in einem Teilbereich des Pedalwegs (PW) sein.
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 100 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, 2a und 2b 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. Die Ausgangsstellung (A) entspricht in 1b dabei 0% des Pedalwegs (PW) und die Endstellung € entspricht 100% des Pedalwegs (PW). Je nach Ausführungsform des Fahrpedals 100 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. in Watt bzw. das anzufordern Drehmoment T in Newtonmetern aufgetragen. Jeder Arbeitsstellung (S) ist eine Leistungsanforderung (PS) zugeordnet. Dabei bezeichnet PS die Leistungsanforderung P am Punkt S des Pedalwegs. Der Zusammenhang zwischen Arbeitsstellung (S) und Leistungsanforderung (P) 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 Fahrpedalstellungen steigende Leistungsanforderungen auf und erreicht für die Endstellung (E) die Maximal-Leistungsanforderung.
2a zeigt wie in 1b die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 als gestrichelte Linie in einem X-Y-Diagramm, hier jedoch zusammen mit der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 als durchgezogener Linie. Die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 ist gegenüber der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 modifiziert. Die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 weist einen Teilbereich (TB) auf, der sich entlang des Pedalwegs (PW) zwischen einem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) und einem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) erstreckt. Innerhalb des Teilbereichs (TB) ist die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 plateauartig ausgebildet, Die Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) bzw. dem Drehwinkel (Alpha) beträgt im wesentlichen Null (dP/dS ≈ 0 bzw. dP/dAlpha ≈ 0), insbesondere genau Null (dP/dS = 0 bzw. dP/dAlpha = 0). Mit anderen Worten ändert sich bei einer Veränderung der Arbeitsstellung (S) vom zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) zum ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) die Leistungsanforderung (P) nicht (bei dP/dS = 0) und (PTB2 entspricht PTB1) bzw. nur äußerst geringfügig (bei dS/dS ≈ 0). Wie in der Figur gut zu erkennen ist, ist in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 die Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) im Teilbereich (TB) geringer als in dem zwischen dem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) und dem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) liegenden Abschnitt der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510.
Im Bereich der Arbeitsstellung (S) vom zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) bis zum Endpunkt (E) sind die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 und die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 identisch. Gleichwohl können hier auch andere Verläufe der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 bezüglich der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 möglich sein.
Der zweite Teilbereichsendpunkt (TB2) kann als Ausgangspunkt für die dynamische Änderung von der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 zur weiteren Abhängigkeit Beziehung 550 angesehen werden. Die Lage des zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) kann beispielsweise gegeben sein durch die Lage der sogenannten Auslöse-Arbeitsstellung (S0). Dem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) ist in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 dieselbe Leistungsanforderung zugeordnet wie in der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510, nämlich die Leistungsanforderung PS0 bzw. PTB2. Dieser Punkt ist in der Figur mit „PP“ bezeichnet.
Die Auslöse-Arbeitsstellung (S0) kann sich beispielsweise ergeben durch die Arbeitsstellung (S) zum Zeitpunkt der Aktivierung des Aktuatorelements 300 bzw. der Übermittlung des haptischen Signals am Fahrpedal 100 an den Fahrer. Denn ab diesem Augenblick kann der Fahrer das haptische Signal wahrnehmen. Es kann infolge dessen zu einem ruckartigen bzw. plötzlichen Nachlassen des Drucks auf das Fahrpedal 100 kommen. Es ist jedoch auch möglich, dass der zweite Teilbereichsendpunkt (TB2) durch eine Auslöse-Arbeitsstellung (S0) bestimmt ist, welche sich aus einer Mehrzahl von Arbeitsstellungen (S) zu verschiedenen Zeitpunkten vor der Aktivierung des Aktuatorelements 300 und/oder bei der Aktivierung des Aktuatorelements 300 und/oder auch nach der Aktivierung des Aktuatorelements 300 ergibt. Insbesondere aus einer Mehrzahl von zeitabhängigen Arbeitsstellungen (S(t)), die in einem ersten Zeitintervall Δt1 vor, einem zweiten Zeitintervall Δt2 nach und der Arbeitsstellung zu dem Zeitpunkt bei der Aktivierung des Aktuatorelements 300 erfasst wurden. Diese Mehrzahl von zeitabhängigen Arbeitsstellungen (S(t)) kann beispielsweise arithmetische gemittelt werden oder einer anderen mathematischen Funktion (gewichtetes Mittel, Hochpassfilterung, Tiefpassfilterung, Integration, Differentiation, etc.) unterzogen werden, um zur Auslöse-Arbeitsstellung (S0) und damit zum zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) zu gelangen. Bevorzugt beträgt das erste Zeitintervall Δt1 wenigstens 5ms und höchstens 500ms vor dem Zeitpunkt, zu dem das Aktuatorelement 300 aktiviert wird. Bevorzugt beträgt das zweite Zeitintervall Δt2 wenigstens 5ms und höchstens 500ms nach dem Zeitpunkt, zu dem das Aktuatorelement 300 aktiviert wird. Dadurch lässt sich gezielt das bezüglich des Pedalwegs (PW) obere Ende des plateauartigen Teilbereichs (TB) festlegen.
Der erste Teilbereichsendpunkt (TB1) kann beispielsweise an einem Punkt des Pedalwegs (PW) liegen, der um wenigstens 5% und höchstens 40% geringer ist als der Punkt, an welchem der zweite Teilbereichsendpunkt (TB2) liegt. Bevorzugt liegt der erste Teilbereichsendpunkt (TB1) an einem Punkt des Pedalwegs (PW), welcher um wenigstens 3% und höchstens 30% geringer ist, bevorzugt um wenigstens 5% und höchstens 20% geringer ist, als derjenige Punkt, an welchem der zweite Teilbereichsendpunkt (TB2) liegt. Um die Längsdynamik sehr fein einstellen zu können ist es auch denkbar, dass der erste Teilbereichsendpunkt (TB1) mit dem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) zusammenfällt bzw. dass der erste Teilbereichsendpunkt nur um wenigstens 0,5% und höchstens 40% unter dem Wert des zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) liegt.
Zwischen der Ausgangsstellung (A) und dem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) kann die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 durch eine Stauchung entlang der X-Achse gebildet sein. Dabei wird die erste Abhängigkeitsbeziehung 510, die zwischen der Ausgangsstellung (A) und dem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) verläuft, linear entlang der X-Achse auf den Bereich zwischen der Ausgangsstellung (A) und dem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) gestaucht. Der Stauchungsfaktor ergibt sich bei einer derartigen linearen Stauchung durch die Beziehung: a1 = (TB1 – A)/(TB2 – A). Jedes Wertepaar (X1, Y1) der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 aus dem Bereich zwischen der Ausgangsstellung (A) und dem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) wird zur Gewinnung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 im Bereich der Ausgangsstellung (A) und des ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) nach der Beziehung (X1_neu, Y1_neu) = (a1·X1, Y1) ermittelt. Diese Stauchung ist durch die von rechts nach links weisenden waagerechten Pfeile 700 angedeutet.
Durch diese Stauchung ist sichergestellt, dass die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 zwischen der Ausgangsstellung (A) und dem ersten Teilbereichs Endpunkt (TB1) alle Werte der Leistungsanforderung (PA bis PTB1) durchläuft, die auch die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 zwischen Ausgangsstellung (A) und dem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) durchläuft. Weiterhin ist auch sichergestellt, dass bei einem plötzlichen bzw. sprungartigem (starken) Nachlassen des Drucks auf das Fahrpedal 100 und einem entsprechenden Zurückstellen des Fahrpedals 100 auf Werte der Arbeitsstellung (S) unterhalb des ersten Teilbereichsendpunkts (TB1) die dort gemäß der nun geltenden weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 abgerufene Leistungsanforderung (PS) nicht so gering ist wie sie gemäß der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 wäre. Entsprechend wird die Minderung der Längsdynamik bzw. der Geschwindigkeit geglättet bzw. verstetigt.
Es ist es selbstverständlich möglich, dass in der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 der Bereich zwischen der Ausgangsstellung (A) und dem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) nicht (überall) durch eine lineare Stauchung gewonnen wird. Insbesondere kann kurz vor Erreichen des ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 einen derartigen Verlauf nehmen, dass der Übergang zum Teilbereich (TB) stetig differenzierbar verläuft, der Übergang also glatt und nicht eckig bzw. kantig ist. In gleicher Weise kann der Übergang vom zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) in den Bereich des Pedalwegs (PW) vom zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) bis zur Endstellung (E) derart gestaltet sein, dass der Teilbereich (TB) stetig differenzierbar in den über dem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) liegenden Teil der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 übergeht.
2b stellt analog zu 2a in einem X-Y-Diagramm die erste Abhängigkeitsbeziehung 510 (gestrichelte Linie) und die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 (durchgezogene Linie) dar. Im Unterschied zu 2a weist die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 im Teilbereich zwischen dem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) und dem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) eine von Null verschiedene erste Ableitung (also Steigung) der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) auf, die jedoch kleiner ist als die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 im selben Teilbereich (TB). Wie in der dargestellten Ausführungsform zu erkennen ist, ist auch der Mittelwert der ersten Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 im Teilbereich (TB) geringer als der Mittelwert der ersten Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 im Teilbereich (TB). Auch ist die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 im Teilbereich (TB) an jeder Stelle kleiner als der Maximalwert und auch kleiner als der Minimalwert der ersten Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 im Teilbereich (TB).
Bei der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 kann sich nun der Bereich zwischen der Ausgangsstellung (A) und dem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) durch eine lineare Stauchung sowohl entlang der X-Achse als auch entlang der Y-Achse ergeben. Dies ist veranschaulicht durch die schräg nach links unten verlaufenden Pfeile 720 die jeweils eine Stauchungskomponente 700 entlang der X-Achse und eine Stauchungskomponente 710 entlang der Y-Achse aufweisen. Durch eine von Null verschiedene Steigung im Teilbereich kann bewirkt werden, dass bei einem ruckartigen bzw. plötzlichen Nachlassen des Drucks auf das Fahrpedal 100 die Längsdynamik bzw. die Geschwindigkeit bzw. die Leistungsanforderung (P) verringert wird gegenüber der Leistungsanforderung (PS0) bei der Auslöse-Arbeitsstellung (S0), dass gleichzeitig jedoch die Minderung der Leistungsanforderung (P) nicht so drastisch ausfällt, wie es bei Verwendung der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 der Fall wäre.
Die für die weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 in 2a angestellten Überlegungen bezüglich der Anschlusspunkte am ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) und am zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2), sowie zur Gewinnung des zweiten Teilbereichsendpunkts (TB2) bzw. des Auslöse-Arbeitsstellung (S0) gelten für die in 2b dargestellte weitere Abhängigkeitsbeziehung 550 analog.
Weiterhin versteht es sich, dass im Teilbereich (TB) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 nicht überall dieselbe Steigung bzw. Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) gegeben sein muss. Die Steigung kann vielmehr variieren. Bevorzugt ist jedoch die Leistungsanforderung (PTB1) am ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 größer als am selben Punkt der Arbeitsstellung (S) gemäß der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 (PTB1_1 – in der Figur an der Y-Achse in Klammern und kursiv dargestellt).
Die in den 2a und 2b gezeigten ersten Abhängigkeitsbeziehungen 510 und weiteren Abhängigkeitsbeziehungen 550 sind als eine Art Schnappschüsse im Zeitraum zu verstehen. Die Bestimmung der Leistungsanforderung (P) in Abhängigkeit von der Arbeitsstellung (S) kann nach einer gewissen Zeit, beispielsweise einem dritten Zeitintervall Δt3, nach Aktivierung des Aktuatorelements 300 erneut gemäß der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 vorgenommen werden. Dieses dritte Zeitintervall Δt3 kann beispielsweise 100ms bis 2000ms betragen, bevorzugt 250ms bis 750ms.
Mit anderen Worten: in Abhängigkeit z.B. von der Aktivierung des Aktuatorelements 300 kann dynamisch eine Modifizierung der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 hin zur weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 erfolgen und in eben solch einer dynamischen Weise von der weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 wieder zur ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 zurück modifiziert werden, nachdem eine gewisse Zeit nach der Aktivierung des Aktuatorelements 300 verstrichen ist. Es versteht sich, dass der Übergang von der ersten Abhängigkeitsbeziehung 510 zur weiteren Abhängigkeitsbeziehung 550 und zurück auch über mehrere Zwischenschritte (also andere Abhängigkeitsbeziehungen) erfolgen kann.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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 102010062363 A1 [0005]

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) entlang eines Pedalwegs (PW) 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 (P), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrpedal (100) ein Aktuatorelement (300) aufweist, das dem Fahrpedal (100) ein haptisch wahrnehmbares Signal (SIG) aufprägen kann, wobei nach Aktivierung des Aktuatorelements (300) zur Erzeugung des haptisch wahrnehmbaren Signals (SIG) die Leistungsanforderung (PS) an den Motor (910) unter Verwendung einer weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (P) ermittelt wird, wobei die weitere Abhängigkeitsbeziehung (550) in einem Teilbereich (TB) entlang des Pedalwegs (PW) zwischen einem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) und einem zweiten Teilbereichsendpunkt (TB2) derart gegenüber der ersten Abhängigkeitsbeziehung (510) modifiziert ist, dass im Teilbereich (TB), insbesondere in jedem Punkt des Teilbereichs, die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) geringer ist als die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der ersten Abhängigkeitsbeziehung (510) in demselben Teilbereich.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) im Teilbereich (TB), insbesondere in jedem Punkt des Teilbereichs (TB), um wenigstens 30% geringer ist als die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) in demselben Teilbereich der ersten Abhängigkeitsbeziehung (510), oder dass die erste Ableitung der Leistungsanforderung (P) nach der Arbeitsstellung (S) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) im Teilbereich (TB), insbesondere in jedem Punkt des Teilbereichs (TB), Null beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einem Punkt (PP) des Teilbereichs (TB) der weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550), insbesondere dem ersten oder zweiten Teilbereichsendpunkt (TB1, TB2), dieselbe Leistungsanforderung (P) zugewiesen ist wie demselben Punkt (PP) in der ersten Abhängigkeitsbeziehung (510).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die weitere Abhängigkeitsbeziehung (550) zwischen der Ausgangsstellung (A) und dem ersten Teilbereichsendpunkt (TB1) aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung (510) ergibt durch eine Stauchung entlang der Achse mit den Werten der Arbeitsstellung (S) und entlang der Achse mit den Werten der Leistungsanforderung (P) aus der ersten Abhängigkeitsbeziehung (510), insbesondere durch eine lineare Stauchung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereichsendpunkt (TB2) einer Auslöse-Arbeitsstellung (S0) des Fahrpedals entspricht, wobei die Auslöse-Arbeitsstellung (S0) in Zusammenhang steht mit der Aktivierung des Aktuatorelements (300), wobei der erste Teilbereichsendpunkt (TB1) um wenigstens 5% und höchstens 40% geringer ist als die Auslöse-Arbeitsstellung (S0), insbesondere um wenigstens 10% und höchstens 20% geringer ist als die Auslöse-Arbeitsstellung (S0).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöse-Arbeitsstellung (S0) aus Arbeitsstellungen (S) ermittelt wird, die in einem ersten Zeitintervall Δt1 vor, einem zweiten Zeitintervall Δt2 nach und dem Zeitpunkt bei der Aktivierung des Aktuatorelements (300) erfasst wurden oder dass die Auslöse-Arbeitsstellung (S0) derjenigen Arbeitsstellung (S) entspricht, die zum Zeitpunkt der Aktivierung des Aktuatorelements (300) erfasst wurde.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zeitintervall Δt1 und das zweite Zeitintervall Δt2 wenigstens 5ms und höchstens 500ms betragen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Leistungsanforderung (P) an den Motor (910) unter Verwendung der weiteren Abhängigkeitsbeziehung (550) zwischen der Arbeitsstellung (S) und der Leistungsanforderung (P) nur während eines dritten Zeitintervalls Δt3 erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Zeitintervall Δt3 mindestens 100ms und höchsten 2000ms beträgt, insbesondere wenigstens 250ms und höchstens 750ms beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abhängigkeitsbeziehungen (510, 550) zwischen der Leistungsanforderung (P) 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) zwischen der Leistungsanforderung (P) 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) zwischen der Leistungsanforderung (P) 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 (P) 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) entlang eines Pedalwegs (PW) bewegliches Fahrpedal (100), – einen Sensor (200) zur Erfassung einer Arbeitsstellung (S) des Fahrpedals (100) entlang des Pedalwegs (PW), – 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 (P) und der Arbeitsstellung (S) oder eine weitere Abhängigkeitsbeziehung (550) zwischen der Leistungsanforderung (P) 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 10 durchführt.