DE102020200101A1

DE102020200101A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020200101A1
Application number: DE102020200101.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Dornhausen; Michael Gebers
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2021-07-08

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), das einen Antriebsmotor (34), ein dem Antriebsmotor (34) zugeordnetes Fahrpedal (20) und eine Bremsanlage aufweist, und bei dem ein Fahrerwunsch über das Fahrpedal (20) zu erfassen ist, wozu dem Fahrpedal (20) mindestens ein Fahrpedalsensor (22) zugeordnet ist, der ein Fahrpedalsignal (42) liefert, das den Fahrerwunsch repräsentiert und mit dem der Antriebsmotor (34) des Kraftfahrzeugs (10) anzusteuern ist, wobei bei Ausfall (48) des mindestens einen Fahrpedalsensors (20) der Antriebsmotor (34) mit einem Bremsanlagensignal, das einen Zustand der Bremsanlage charakterisiert, angesteuert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm zum Durchführen des Verfahrens und ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm abgelegt ist.
Stand der Technik
In Kraftfahrzeugen wird typischerweise ein Fahrpedal eingesetzt, das auch als Gaspedal bezeichnet wird, um ein Moment für den Antriebsmotor vorzugeben, das zu steuern bzw. zu regeln ist. Das Fahrpedal wird regelmäßig mit einem Fuß des Fahrers betätigt, wobei das Maß der Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer eine Information zu der Höhe der angeforderten Motorleistung trägt. Bei älteren Kraftfahrzeugen ist vorgesehen, dass das Fahrpedal mechanisch-direkt wirkt. In modernen Kraftfahrzeugen wird der Fahrerwunsch über ein elektronisches Fahrpedal erfasst, so dass das Fahrpedal über die Motorsteuerung auf den Antriebsmotor wirkt. Hierzu ist es erforderlich, einen Fahrpedalsensor einzusetzen, der das Maß der Betätigung aufnimmt und ein entsprechendes Signal, das eine Information zu diesem Maß trägt, an die Motorsteuerung weitergibt.
Es sind üblicherweise zwei unabhängige Sensoren vorgesehen, damit bei Ausfall eines der beiden Sensoren ein Ersatzbetrieb ermöglicht werden kann. Wenn beide Sensoren am Fahrpedal ausfallen, wird bislang, insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor, eine erhöhte Motorleerlaufdrehzahl eingestellt, um mit dieser das Fahrzeug bis in die Werkstatt zu fahren. Bei Fahrzeugen mit batterieelektrischem Antrieb gibt es diese Möglichkeit nicht, da typischerweise keine Kupplung verbaut wird, um im Falle einer ungewollten Beschleunigung den Triebstrang zu öffnen.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgestellt. Es werden weiterhin ein Computerprogramm nach Anspruch 9 und ein maschinenlesbares Speichermedium gemäß Anspruch 10 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
Das beschriebene Verfahren dient zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und insbesondere zum Ansteuern eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs, um dieses Kraftfahrzeug anzutreiben. Der Antriebsmotor kann als Elektromotor ausgebildet sein. In diesem Fall verfügt das Kraftfahrzeug typischerweise über einen batterieelektrischen Antrieb. Neben dem Antriebsmotor weist das Kraftfahrzeug u. a. ein dem Antriebsmotor zugeordnetes Fahrpedal und eine Bremsanlage auf, die dazu dient, das Kraftfahrzeug zu entschleunigen. Hierzu ist in der Regel ein Bremspedal vorgesehen, dass es dem Fahrer ermöglicht, die Bremsanlage anzusteuern.
Im Betrieb des Kraftfahrzeugs wird ein Fahrerwunsch über das insbesondere elektronische Fahrpedal erfasst. Der Fahrer kannn damit ein Antriebsmoment, eine Drehzahl und/oder eine andere geeignete Größe vorgeben. Um den Fahrerwunsch zu erfassen, ist dem Fahrpedal mindestens ein Fahrpedalsensor zugeordnet, der wiederum ein Fahrpedalsignal liefert, das den Fahrerwunsch repräsentiert und mit dem der Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs anzusteuern ist. In einer Ausführung sind zwei Fahrpedalsensoren vorgesehen, so dass bei Ausfall eines der beiden Fahrpedalsensoren ein sicherer Betrieb gewährleistet werden kann.
Fallen nunmehr sämtliche Fahrpedalsensoren aus, so wird der Antriebsmotor mit einem Bremsanlagensignal, das einen Zustand der Bremsanlage charakterisiert, angesteuert. Diese Bremsanlagensignal charakterisiert somit, in welchem Zustand sich die Bremsanlage befindet, d. h. bspw. ob diese betätigt ist oder nicht. Der Zustand der Bremsanlage gibt somit Auskunft darüber, ob der Fahrer bremsen möchte, wenn ja ggf. auch wie stark, oder nicht.
Als Bremsanlagensignal kommt bspw. ein Bremspedalsignal, ein Bremsschaltersignal oder ein Signal, das einen Hauptbremszylinderdruck repräsentiert, in Betracht. Das Bremsanlagensignal kann sich grundsätzlich auch aus einer Kombination der genannten Signale ergeben.
Das vorgestellte Verfahren ermöglicht somit in Ausgestaltung einen Ersatzbetrieb bei Ausfall der Fahrpedalsensoren, ähnlich dem bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor.
Die vorgestellte Anordnung dient zum Durchführen des Verfahrens und ist bspw. in einer Hardware und/oder Software implementiert. So kann die Anordnung in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs integriert oder als solches ausgebildet sein.
Es wird weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrpedal, dem mindestens ein, in Ausgestaltung zwei, Sensoren zugeordnet ist bzw. sind, und einer Bremsanlage, die typischerweise ein Bremspedal umfasst, vorgestellt, wobei dieses Fahrzeug von mindestens einem Antriebsmotor, bspw. einem Elektromotor, angetrieben wird. Falls alle Sensoren des Fahrpedals ausfallen, wird ein Signal, das der Bremsanlage entnommen wird, bspw. ein Signal, das am Bremspedal erfasst wird und bspw. den Weg bzw. das Maß der Betätigung des Bremspedals repräsentiert, dazu verwendet, um ersatzweise den Betrieb des Fahrpedals zu übernehmen.
Bei Ausfall des oder der Fahrpedalsensoren wird somit über die Signale der Bremsanlage, wie z. B. ein Signal zum Bremspedalweg oder ein Signal zum Hauptbremszylinderdruck, eine Momentenvorgabe für den Elektromotor ermittelt. Dabei können weitere Eingangsgrößen, wie bspw. die Fahrgeschwindigkeit, berücksichtigt werden.
Das vorgestellte Verfahren hat, zumindest in einigen der Ausführungen, eine Reihe von Vorteilen:

Bei Ausfall der Fahrpedalsensoren ist ein Ersatzbetrieb des batterieelektrischen Fahrzeuges möglich. Üblicherweise bedeutet diese Situation ein Weiterkriechen des Fahrzeugs,
über die Bremsinformation kann der Fahrer einen Momentenwunsch vorgeben, was bisher nicht möglich ist,
für den Ausfall des Fahrpedals sind höhere Geschwindigkeiten im Ersatzbetrieb möglich,
das Bremspedal kann das Fahrpedal ersetzen, wenn dieses ausfällt.

In einer Ausführung ist das Kraftfahrzeug mit einem Fahrpedal mit zwei Sensoren und einem Bremspedal ausgestattet. Das Bremspedal stellt ein Signal bereit, das als Information einen Pedalweg, d. h. das Maß der Betätigung des Bremspedals, oder eine andere Information liefert, die proportional zum Maß bzw. Weg ist. Beide Pedalinformationen, d. h. Informationen vom Fahrpedal und vom Bremspedal, werden von einem elektronischen Steuergerät ausgewertet. Dieses Steuergerät wertet die Signale bzw. Eingangssignale aus und ermittelt daraus einen Fahrerwunsch, der als Moment- oder Drehzahl oder Ähnliches weitergegeben wird.
Das Steuergerät kann zudem Diagnosefunktionen für die genannten Eingangssignale bereitstellen. Ein Steller empfängt den zuvor ermittelten Fahrerwunsch und stellt diesen dann zur Bewegung des Fahrzeuges bereit.
Eine Software bzw. ein Computerprogramm, die bzw. das in dem Steuergerät abgelegt ist, erkennt, dass beide Fahrpedalsignale defekt sind. Dazu werden bspw. die Sensorsignale auf Kurzschlüsse geprüft und miteinander verglichen, um zu überprüfen, ob die Signale plausibel zueinander sind.
Daraufhin wertet die Software das Bremspedalsignal aus und ermittelt anhand der Stellung des Bremspedals und anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Fahrerwunschmoment. Dabei wird regelmäßig bei stärker getretenem Bremspedal weniger Moment gefordert. Ist das Bremspedal gelöst, kann ein begrenztes Maximalmoment gestellt werden.
Parallel dazu kann die Software den Fahrer darüber informieren, dass ein Fehler in der Sensorik vorhanden ist. Dies kann bspw. durch eine optische und/oder akustische Anzeige vorgenommen werden.
In einer alternativen Ausführungsform sind ein oder mehrere Bremsschalter vorgesehen, bei denen ausgewertet wird, ob diese betätigt sind. Ein entsprechendes Signal wird dann anstelle eines Signals, das den Bremspedalweg repräsentiert, verwendet. Ist der Bremsschalter betätigt, wird das Moment über eine Rampe von 0 Nm gefahren, bei unbetätigtem Schalter wird das Moment über eine Rampe wieder auf einen festen Wert angehoben. Dies erfolgt in der Regel fahrgeschwindigkeitsabhängig.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
Es versteht sich, daß die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Figurenliste

1 zeigt in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug.
2 zeigt in einem Flussdiagramm eine mögliche Ausführung des beschriebenen Verfahrens.

Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 zeigt in schematischer, stark vereinfachter Form ein Kraftfahrzeug, das insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt ein Bremspedal 12 mit zugeordnetem Bremspedalsensor 14, ein Fahrpedal 20 mit zugeordnetem Fahrpedalsensor 22 ein Fahrzeugsteuergerät (VCU: Vehicle Control Unit) 30, ein Motorsteuergerät (MCU: Motor Control Unit) 32, einen Antriebsmotor 34, in diesem Fall ein Elektromotor, und ein Rad 36.
Der Bremspedalsensor 14 liefert Bremspedalsignale 40 an das Fahrzeugsteuergerät 30. Der Fahrpedalsensor 22 liefert entsprechend Fahrpedalsignale 42. Das Fahrzeugsteuergerät 30 ist über eine Kommunikationsleitung 44 mit dem Motorsteuergerät 32 verbunden. Das Motorsteuergerät 32 wiederum ist über eine Ansteuerleitung 46 mit dem Antriebsmotor 34 verbunden. Dieser treibt dann enstprechend der Ansteuersignale, die über die Ansteuerleitung 46 gesendet werden, das Rad 36 und damit das Kraftfahrzeug 10 an.
Das Fahrzeugsteuergerät 30 wertet somit die Signale von Fahrpedal 20 und Bremspedal 12 aus. Daraus ermittelt das Fahrzeugsteuergerät 30 ein Sollmoment für den Antriebsmotor 34. Dieser Moment wird über die Kommunikationsleitung 44 an die Steuerung, d. h. das Motorsteuergerät 32, des Antriebsmotors 34 gegeben.
Im Falle eines Ausfalls 48 der Übertragung der Fahrpedalsignale 42 werden ausschließlich die Bremspedalsignale 40 dazu verwendet, das Sollmoment für den Antriebsmotor 34 zu berechnen. Dieses Sollmoment wird dann, wie zuvor ausgeführt ist, an den Antriebsmotor 34 übermittelt.
Ein Ausfall 48 des Fahrpedalsensors 22 bedeutet, dass an das Fahrzeugsteuergerät 30 keine Fahrpedalsignale geliefert werden, mit denen ein verwendbares Sollmoment berechnet werden kann. Dies bedeutet, dass überhaupt keine Signale oder fehlerhafte Signale geliefert werden. Ob Signale fehlerhaft sind, erkennt das Fahrzeugsteuergerät 30. Der Ausfall 48 kann bspw. durch einen defekten Fahrpedalsensor 22 oder durch eine Unterbrechung der Übertragung der Fahrpedalsensorsignale 42 bewirkt sein.
2 zeigt in einem Flussdiagramm einen möglichen Ablauf des hierin erläuterten Verfahrens. In einem ersten Schritt 50 befindet sich ein Kraftfahrzeug in einem fehlerfreien Betrieb. Ein Fahrerwunsch zum Ansteuern eines Elektromotors wird über ein Fahrpedal vorgegeben, dem wiederum zwei Fahrpedalsensoren zugeordnet sind. Ein Bremspedal dient zum Entschleunigen des Fahrers. In einem darauffolgenden Schritt 52 kommt es zu einem Ausfall der beiden Fahrpedalsensoren. Dieser Ausfall wird in einem Schritt 54 von dem Fahrzeugsteuergerät erkannt. Anschließend wertet das Fahrzeugsteuergerät in einem Schritt 56 ein Bremspedalsignal aus, um ein Ansteuersignal für den Elektromotor zu ermitteln.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), das - einen Antriebsmotor (34), - ein dem Antriebsmotor (34) zugeordnetes Fahrpedal (20) und - eine Bremsanlage aufweist, und bei dem ein Fahrerwunsch über das Fahrpedal (20) zu erfassen ist, wozu dem Fahrpedal (20) mindestens ein Fahrpedalsensor (22) zugeordnet ist, der ein Fahrpedalsignal (42) liefert, das den Fahrerwunsch repräsentiert und mit dem der Antriebsmotor (34) des Kraftfahrzeugs (10) anzusteuern ist, wobei bei Ausfall (48) des mindestens einen Fahrpedalsensors (22) der Antriebsmotor (34) mit einem Bremsanlagensignal, das einen Zustand der Bremsanlage charakterisiert, angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Bremsanlagensignal ein Bremspedalsignal (40) verwendet wird, das ein Maß der Betätigung eines Bremspedals (12) der Bremsanlage repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Bremsanlagensignal ein Bremsschaltersignal verwendet wird, das einen Zustand mindestens eines Bremsschalters repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Bremsanlagensignal ein Signal verwendet wird, das einen Hauptbremszylinderdruck repräsentiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Kraftfahrzeug (10) über einen elektromotorischen Antrieb verfügt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zusätzlich eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (10) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem zusätzlich der Schritt des Erkennens des Ausfalls (48) des mindestens einen Fahrpedalsensors (22) umfasst ist.
Anordnung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, die zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingerichtet ist.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, das dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einer Recheneinheit, insbesondere einer Recheneinheit in einer Anordnung gemäß Anspruch 8, ausgeführt wird.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.