DE102018214425A1

DE102018214425A1 - Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs

Info

Publication number: DE102018214425A1
Application number: DE102018214425.7A
Authority: DE
Inventors: Helge Frauenkron
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2020-02-27
Also published as: GB2582036B; GB201912160D0; GB2582036A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs. In diesem wird eine Länge einer ersten Anfahrphase (41) durch einen Fahrer vorgegeben. Das Kraftfahrzeug wird in der ersten Anfahrphase (41) so betrieben, dass sein angetriebenes Rad oder seine angetriebenen Räder durchdrehen. Ein Soll-Radschlupf (SRS) wird in einer zweiten Anfahrphase (42) auf einen Wert geregelt, der eine maximale Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermöglicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das jeden Schritt des Verfahrens ausführt, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, welches das Computerprogramm speichert. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um das Verfahren auszuführen.
Stand der Technik
Viele Kraftfahrzeuge weisen ein Assistenzsystem auf, das dem Fahrer hilft, möglichst schnell aus dem Stand heraus zu beschleunigen. Es wird als Launch Control bezeichnet. Kupplung und Schaltung werden dazu so gesteuert, dass beim Anfahren diejenige Drehzahl anliegt, die das Kraftfahrzeug mit optimalem Schlupfgrad aus dem Stand am besten beschleunigt. Je nach Programmierung schaltet das Getriebe des Kraftfahrzeugs oder sein Schaltautomat erst bei optimaler Drehzahl in den nächsten Gang, bis die bauartbedingte Höchstgeschwindigkeit oder ein anderer Parameter erreicht ist. Der optimale Radschlupf wird dabei durch eine Antischlupfregelung (ASR), die auch als automatische Schlupfregelung oder Traktionskontrolle bezeichnet wird, geregelt, um ein Durchdrehen der Räder des Kraftfahrzeugs zu verhindern.
Einige Sportwagen weisen zusätzlich einen Betriebsmodus auf, in dem das Anfahrt-Assistenzsystem nicht auf die maximale Beschleunigung, sondern auf ein möglichst spektakuläres Anfahren mit durchdrehenden Rädern appliziert ist. Dies wird auch als Kavalierstart bezeichnet. Beim Kavalierstart hinterlassen die Räder schwarze Streifen auf der Fahrbahn. Die Antriebschlupfregelung wird beim Kavalierstart ausgeschaltet, damit sie nicht eingreift und das Durchdrehen der Räder verhindert.
Die DE 10 2015 214 937 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ansteuerung eines elektronischen Kupplungssystems eines Fahrzeugs während eines Anfahrvorgangs, in dem während eines Schlupfanfahrt-Betriebsmodus eine Kupplung durch das elektronische Kupplungssystem nur so weit eingerückt wird, dass sich ein vorgehbarer Radschlupf einstellt. Dies ermöglicht einen Kavalierstart mit schlupfenden Rädern.
Offenbarung der Erfindung
In dem Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs wird zunächst eine Länge einer ersten Anfahrphase durch einen Fahrer vorgegeben. Anschließend wird das Kraftfahrzeug in der ersten Anfahrphase so betrieben, dass sein angetriebenes Rad (wenn das Kraftfahrzeug ein Zweirad ist) oder seine angetriebenen Räder durchdrehen. In einer zweiten Anfahrphase, welche auf die erste Anfahrphase folgt, wird ein Sollradschlupf des Kraftfahrzeugs auf einen Wert geregelt, der eine maximale Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Während der Fahrer eines Kraftfahrzeugs, dessen Anfahrtvorgang in herkömmlicher Weise gesteuert wird, allenfalls die Wahl hat, das Kraftfahrzeug entweder mit optimaler Beschleunigung oder möglichst spektakulär anfahren zu lassen, ermöglicht das vorliegende Verfahren es, diese beiden Funktionalitäten zu kombinieren. In der ersten Anfahrphase erfolgt dabei ein Kavalierstart und das Kraftfahrzeug geht anschließend in die zweite Anfahrphase über, welche auf maximale Beschleunigung optimiert ist. Ein Beenden der zweiten Anfahrphase kann dabei insbesondere in der im Stand der Technik für Launch Control bekannten Weise bei Erreichen der bauartbedingten Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs oder bei Erreichen eines anderen Parameters erfolgen.
Es ist bevorzugt, dass der Sollradschlupf nicht nur in der zweiten Anfahrphase geregelt wird, sondern dass er auch in der ersten Anfahrphase auf einen applizierbaren Wert geregelt wird. Hierdurch kann das Beibehalten eines hohen Radschlupfes beim Kavalierstart sichergestellt werden.
Hierzu wird der Sollradschlupf in der ersten Anfahrphase bevorzugt auf einen Wert von mehr als 2,0, besonders bevorzugt auf einen Wert von mehr als 3,0, ganz besonders bevorzugt auf einen Wert von mehr als 3,5 geregelt. In der zweiten Anfahrphase wird er zum Erreichen der maximalen Beschleunigung bevorzugt auf einen Wert im Bereich von 1,0 bis 1,2, besonders bevorzugt auf einen Wert im Bereich von 1,0 bis 1,1 geregelt. Der Radschlupf eines angetriebenen Rades ist dabei für ein Kraftfahrzeug mit angetriebenen Rädern und mit nicht angetriebenen Rädern als die Raddrehzahl des betreffenden angetriebenen Rades dividiert durch die gemittelte Raddrehzahl der nicht angetriebenen Räder definiert. Für ein Kraftfahrzeug mit Allradantrieb ist der Radschlupf eines angetrieben Rades als die Radgeschwindigkeit des betreffenden angetriebenen Rades dividiert durch die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs über seinem Untergrund definiert.
Die Regelung des Soll-Radschlupfes kann insbesondere durch ein Antischlupfsystem bzw. einer Antischlupfregelung erfolgen. Hinsichtlich des Soll-Radschlupfes in der zweiten Anfahrphase kann hierbei dem bekannten Vorgehen der Launch Control gefolgt werden. In dem vorliegenden Verfahren kann aber auch vorgesehen sein, dass das Antischlupfsystem so eingerichtet ist, dass es auch den Sollradschlupf der ersten Anfahrphase regeln kann, wobei das Durchdrehen des angetriebenen Rades bzw. der angetriebenen Räder in dieser Anfahrphase toleriert wird.
Die Änderung des Soll-Radschlupfes beim Übergang von der ersten Anfahrphase zur zweiten Anfahrphase kann insbesondere gerampt oder gefiltert erfolgen, um einen für den Fahrer komfortablen Übergang zwischen den beiden Anfahrphasen zu ermöglichen. Alternativ kann aber auch eine sprunghafte Änderung des Soll-Radschlupfes vorgesehen sein, um möglichst schnell von der ersten Anfahrphase in die zweite Anfahrphase zu wechseln.
Das Vorgeben der Länge der ersten Anfahrphase durch den Fahrer erfolgt in einer Ausführungsform des Verfahrens durch eine Einstelleinheit, die im Kraftfahrzeug angeordnet ist und mit einem elektronischen Steuergerät des Kraftfahrzeugs verbunden ist. In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Vorgeben mittels eines mobilen Geräts, insbesondere mittels eines Smartphones, das drahtlos mit dem elektronischen Steuergerät kommuniziert.
In unterschiedlichen Ausführungsformen des Verfahrens kann die Länge der ersten Anfahrphase durch den Fahrer auf unterschiedliche Weise vorgegeben werden:
In einer Ausführungsform wird die Länge der ersten Anfahrphase über die in der ersten Anfahrphase zurückzulegende Strecke vorgegeben. Diese zurückzulegende Strecke entspricht dann auch der Länge der schwarzen Streifen, die beim Kavalierstart auf der Straße zurückbleiben werden. In dieser Ausführungsform kann die in der ersten Anfahrphase tatsächlich zurückgelegte Strecke, die als Bedingung für das Beenden der ersten Anfahrphase mit der zurückzulegenden Strecke verglichen wird, insbesondere durch Aufintegrieren einer Geschwindigkeit seines nicht angetriebenen Rades oder seiner nicht angetriebenen Räder ermittelt werden. Wenn es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Kraftfahrzeug mit Allradantrieb handelt, das nicht über nicht angetriebene Räder verfügt, so kann alternativ insbesondere auch vorgesehen sein, dass die zurückgelegte Strecke aus einer Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs oder mittels eines GPS-Systems ermittelt wird.
In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Länge der ersten Anfahrphase nicht über die in der ersten Anfahrphase zurückzulegende Strecke, sondern stattdessen über deren zeitliche Dauer vorgegeben.
Das Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere, wenn es auf einem Rechengerät oder einem elektronischen Steuergerät ausgeführt wird. Es ermöglicht die Implementierung unterschiedlicher Ausführungsformen des Verfahrens auf einem elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.
Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät wird das elektronische Steuergerät erhalten, welches eingerichtet ist, um mittels des Verfahrens einen Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs zu steuern.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt schematisch Komponenten eines Kraftfahrzeugs, dessen Anfahrvorgang mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gesteuert werden kann.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 zeigt in einem Diagramm den zeitlichen Verlauf eines Soll-Radschlupfes und den zeitlichen Verlauf einer zurückgelegten Strecke eines Kraftfahrzeugs in einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ausführungsbeispiele der Erfindung
Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 10 weist einen Verbrennungsmotor 11 auf. Dieser ist über eine Kupplung 12 und ein Getriebe 13 mit einer angetriebenen Achse 14 verbunden. An der angetriebenen Achse 14 sind die angetriebenen Räder 15, 16 des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Hierbei handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um die Hinterräder des Kraftfahrzeugs 10. Seine Vorderräder fungieren als nichtangetriebene Räder 17, 18. Ein elektronisches Steuergerät 20 steuert den Verbrennungsmotor 11, die Kupplung 12 und das Getriebe 13. Es weist ein Antischlupfsystem 21 auf. Eine Einstelleinheit 22 im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs 10 ist ebenfalls mit dem elektronischen Steuergerät 20 verbunden.
In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, das schematisch in 2 dargestellt ist, stellt der Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 nach dem Start 30 des Verbrennungsmotors 11 mittels der Einstelleinheit 22 eine Länge einer Strecke ein, die das Kraftfahrzeug 10 beim Anfahren in einem Kavalierstartmodus zurücklegen soll, bevor es in einen Modus maximaler Beschleunigung wechselt. Anschließend wird mittels des Antischlupfsystems 21 ein Soll-Radschlupf SRS von einem Anfangswert von 1,0 zu einem Zeitpunkt t₁ auf einen Wert von 3,8 hochgeregelt 32. Die Änderung des Soll-Radschlupfes SRS mit der Zeit t ist in 3 dargestellt. In einer nun folgenden ersten Anfahrphase 41 wird das Kraftfahrzeug 10 mit dem hohen Soll-Radschlupf SRS so betrieben, dass seine angetriebenen Räder 15 und 16 durchdrehen. Es erfolgt also ein Kavalierstart. Durch Aufintegrieren der Geschwindigkeit der nichtangetriebenen Räder 17, 18 des Kraftfahrzeugs 10 wird die zurückgelegte Strecke s des Kraftfahrzeugs 10 ermittelt. Wenn eine Prüfung 33 ergibt, dass die Strecke s zum Zeitpunkt t₂ die vom Fahrer vorgegebene Länge s₁ erreicht hat, wird der Sollradschlupf SRS gerampt auf einen Wert von 1,1 heruntergeregelt 34. Auch dieses Herunterregeln und die folgende Regelung des Soll-Radschlupfes SRS erfolgt mittels des Antischlupfsystems 21. Dabei wird die Kupplung 12 stets nur so weit geschlossen, dass der Ist-Radschlupf dem Soll-Radschlupf SRS entspricht.
Der weitere Betrieb des Kraftfahrzeugs 10 erfolgt in einer zweiten Anfahrphase 42. In dieser erfolgt die Regelung des Soll-Radschlupfes SRS auf den im vorliegenden Ausführungsbeispiel für die maximale Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 10 optimalen Wert von 1,1. Ab einem Zeitpunkt t₃ beschleunigt das Kraftfahrzeug 10 also maximal. Erst wenn eine Prüfung 35 ergibt, dass das Kraftfahrzeug 10 seine baulich bedingte Maximalgeschwindigkeit erreicht hat, erfolgt ein Beenden 36 des Verfahrens und das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs 10 folgt nun wieder seiner herkömmlichen Betriebsstrategie. Bis dahin folgt das elektronische Steuergerät 20 in der zweiten Anfahrphase 42 einer Programmierung gemäß der das Getriebe 13 stets erst bei optimaler Drehzahl in den nächsthöheren Gang geschaltet wird.
In einem zweiten nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung verfügt das Kraftfahrzeug 10 über einen Allradantrieb. In diesem Ausführungsbeispiel wird die zurückgelegte Strecke s nicht durch Aufintegrieren von Radgeschwindigkeiten ermittelt, sondern die Ermittlung erfolgt stattdessen aus einer Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 10. Diese wird mittels eines nicht dargestellten Beschleunigungssensors gemessen.
In einem zweiten nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung verfügt das Kraftfahrzeug 10 ebenfalls über einen Allradantrieb. In diesem Ausführungsbeispiel wird die zurückgelegte Strecke s mittels eines GPS-Systems ermittelt.
In einem vierten Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird die Länge der ersten Anfahrphase 41 durch den Fahrer nicht über die Länge s₁ der zurückzulegenden Strecke s eingestellt. Stattdessen ist die Einstelleinheit 22 eingerichtet, um eine Zeitdauer der ersten Anfahrphase 21 einzustellen. Wenn die Prüfung 33 ergibt, dass die Differenz zwischen dem Zeitpunkt t₂ und dem Zeitpunkt t₁ , der mittels der Einstelleinheit 22 eingestellten Zeitdauer entspricht, so wird das Verfahren mit der Regelung 34 des Soll-Radschlupfes SRS auf den Wert für die zweite Anfahrphase 42 fortgesetzt.
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 102015214937 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs (10), worin - eine Länge einer ersten Anfahrphase (41) durch einen Fahrer vorgegeben wird (31), - das Kraftfahrzeug (10) in der ersten Anfahrphase (41) so betrieben wird, dass sein angetriebenes Rad oder seine angetriebenen Räder (15, 16) durchdrehen, und - ein Soll-Radschlupf (SRS) in einer zweiten Anfahrphase (42) auf einen Wert geregelt wird (34), der eine maximale Beschleunigung des Kraftfahrzeugs (10) ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Radschlupf (SRS) in der ersten Anfahrphase (41) auf einen applizierbaren Wert geregelt wird (32).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Radschlupf (SRS) in der ersten Anfahrphase (1) auf einen Wert von mehr als 2,0 geregelt wird und in der zweiten Anfahrphase (42) auf einen Wert im Bereich von 1,0 bis 1,2 geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung (32, 34) des Soll-Radschlupfs (SRS) durch ein Anti-Schlupf-System (21) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (s₁) der ersten Anfahrphase (41) über die in der ersten Anfahrphase (41) zurückzulegende Strecke (s) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der ersten Anfahrphase (41) zurückgelegte Strecke (s) durch Aufintegrieren einer Geschwindigkeit seines angetriebenen Rads oder seiner nicht angetriebenen Räder (17, 18) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der ersten Anfahrphase (41) zurückgelegte Strecke (s) aus einer Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (10) oder mittels eines GPS-Systems ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der ersten Anfahrphase (41) über deren zeitliche Dauer erfolgt.
Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.
Elektronisches Steuergerät (20), welches eingerichtet ist, um mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 einen Anfahrvorgang eines Kraftfahrzeugs (10) zu steuern.