DE10221341A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeuges - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeuges

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit (1) eines Fahrzeugs vorgeschlagen, die eine Fahrgeschwindigkeitsregelung ermöglichen, bei der vom Fahrer unerwünschte Betriebszustände vermieden werden. Dabei wird eine von der Antriebseinheit (1) abzugebende Sollgröße in Abhängigkeit einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit gebildet. Die abzugebende Sollgröße wird in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs überwacht.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
  • Es sind bereits sogenannte Fahrgeschwindigkeitsregler bekannt, bei denen ein von der Antriebseinheit eines Fahrzeugs abzugebendes Sollmoment in Abhängigkeit einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit gebildet wird.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass die abzugebende Sollgröße in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs überwacht wird. Auf diese Weise können bei aktivierter Fahrgeschwindigkeitsregelung vom Fahrer unerwünschte Betriebszustände des Fahrzeugs vermieden werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die abzugebende Sollgröße in Abhängigkeit des mindestens einen Betriebsparameters des Fahrzeugs begrenzt wird. Auf diese Weise lässt sich die Vermeidung der vom Fahrer unerwünschten Betriebszustände bei aktiviertem Fahrgeschwindigkeitsregelung besonders einfach realisieren.
  • Ein unerwünschter Betriebszustand des Fahrzeugs kann wirksam vermieden werden, wenn die abzugebende Sollgröße derart begrenzt wird, dass ein vorgegebener Wert durch den mindestens einen Betriebsparameter des Fahrzeugs nicht überschritten wird.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der vorgegebene Wert für den mindestens einen Betriebsparameter aus dem bisherigen Fahrerverhalten abgeleitet wird. Auf diese Weise lässt sich besonders gut gewährleisten, dass ein vom Fahrer unerwünschter Betriebszustand des Fahrzeugs bei aktivierter Fahrgeschwindigkeitsregelung vermieden wird.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
  • Fig. 2 einen Ablaufplan zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In Fig. 1 kennzeichnet 1 eine Antriebseinheit eines Fahrzeugs, die ein Istmoment MIST an eine Antriebswelle des Fahrzeugs abgibt. Das Istmoment MIST wird dabei einer als Sollmoment MSOLL' ausgebildeten Sollgröße nachgeführt, welche hier das von der Antriebseinheit 1 tatsächlich abzugebende Sollmoment darstellt. Der Wert für das tatsächlich abzugebende Sollmoment MSOLL' wird der Antriebseinheit 1 von einer Vorrichtung 10 zugeführt, die im folgenden auch als Steuereinheit bezeichnet wird. Die Steuereinheit 10 umfasst Mittel 15 zur Bildung des eigentlich von der Antriebseinheit 1 abzugebenden Sollmomentenwertes MSOLL und Mittel 20 zur Überwachung dieses eigentlichen Sollmomentenwertes MSOLL. Den Mitteln 20 ist zu diesem Zweck der eigentliche Sollmomentenwert MSOLL von den Mitteln 15 zugeführt. Die Mittel 20 geben dann den Wert für das tatsächlich abzugebende Sollmoment MSOLL' an die Antriebseinheit 1 ab. Gemäß Fig. 1 kann an die Steuereinheit 10 eine Eingabeeinheit 5 angeschlossen sein. Gemäß Fig. 1 ist die Eingabeeinheit 5 sowohl mit den Mitteln 15, als auch mit den Mitteln 20 verbunden. An der Eingabeeinheit 5 kann der Fahrer des Fahrzeugs einen Sollgeschwindigkeitswert VSOLL eingeben. Der eingegebene Sollgeschwindigkeitswert VSOLL wird an die Mittel 15 abgegeben. Ferner ist die Steuereinheit 10 mit ersten Erfassungsmitteln 25 und mit zweiten Erfassungsmitteln 30 verbunden. Die beiden Erfassungsmittel 25, 30 sind dabei an die Mittel 20 angeschlossen. Die beiden Erfassungsmittel 25, 30 erfassen jeweils den aktuellen Wert eines von der Fahrgeschwindigkeit verschiedenen Betriebsparameters des Fahrzeugs. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass nur ein Erfassungsmittel zur Erfassung eines Betriebsparameters des Fahrzeugs oder auch mehr als zwei Erfassungsmittel zur Erfassung jeweils eines Betriebsparameters des Fahrzeugs vorgesehen und jeweils mit den Mitteln 20 verbunden sind. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass, wie in Fig. 1 dargestellt, zwei solche Erfassungsmittel vorgesehen sind.
  • Die Mittel 15 bilden ausgehend vom Sollgeschwindigkeitswert VSOLL den eigentlichen Sollmomentenwert MSOLL, der zur Einstellung der vom Fahrer an der Eingabeeinheit 5 vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit erforderlich ist. Dazu wird den Mitteln 15 außerdem die aktuelle Istgeschwindigkeit VIST des Fahrzeugs zugeführt, die von einer in Fig. 1 nicht dargestellten Messvorrichtung erfasst werden kann. Der eigentliche Sollmomentenwert MSOLL kann dann von den Mitteln 15 im Sinne einer Fahrgeschwindigkeitsregelung gebildet werden, bei der die aktuelle Istgeschwindigkeit VIST dem Sollgeschwindigkeitswert VSOLL nachgeführt wird. Der eigentliche Sollmomentenwert MSOLL wird von den Mitteln 20 in Abhängigkeit der von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparameterwerte überwacht und gegebenenfalls begrenzt, so dass der tatsächliche Sollmomentenwert MSOLL' an die Antriebseinheit 1 abgegeben wird. Eine in Fig. 1 nicht dargestellte Motorsteuerung der Antriebseinheit 1 kann den tatsächlichen Sollmomentenwert MSOLL' durch Manipulation der Füllung und/oder der Zündung im Falle eines Ottomotors oder durch Manipulation der eingespritzten Kraftstoffmenge im Falle eines Dieselmotors in eine entsprechende Motorleistung umsetzen und auf diese Weise das von der Antriebseinheit 1 abgegebene Istmoment MIST dem tatsächlichen Sollmomentenwert MSOLL' nachführen. Auf diese Weise lässt sich die vom Fahrer an der Eingabeeinheit 5 vorgegebene Wunschgeschwindigkeit, d. h. der Sollgeschwindigkeitswert VSOLL realisieren.
  • In der beschriebenen Weise wird eine Fahrgeschwindigkeitsregelung realisiert.
  • Insbesondere bei Fahrzeugen mit leistungsschwachem Motor und/oder hohem Fahrzeuggewicht, wie beispielsweise bei Wohnmobilen, kann es bei aktivierter Fahrgeschwindigkeitsregelung, insbesondere beim Befahren von Steigungen zu längeren Phasen kommen, in denen die Antriebseinheit 1 an ihrer Leistungsgrenze bei Vollgas betrieben wird. Dies ist mit einem hohen Kraftstoffverbrauch verbunden. Häufig kann es durch Rückschaltungen eines Automatikgetriebes zu einem Betrieb bei hohen Motordrehzahlen kommen, so dass zusätzlich ein entsprechender Lärmpegel auftritt. Beide Ereignisse veranlassen den Fahrer nicht selten zu einer temporären Deaktivierung der Fahrgeschwindigkeitsregelung. Der ursprünglich beabsichtigte Komfortgewinn durch eine Fahrgeschwindigkeitsregelung geht dadurch zum Teil verloren.
  • Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, durch die Mittel 20 den eigentlichen Sollmomentenwert MSOLL in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs zu überwachen, wobei diese Überwachung gegebenenfalls zur Begrenzung des eigentlichen Sollmomentenwertes MSOLL auf den tatsächlichen Sollmomentenwert MSOLL' führen kann. In den ersten Erfassungsmitteln 25 wird ein erster Betriebsparameter des Fahrzeugs erfasst. Von den zweiten Erfassungsmitteln 30 wird ein zweiter Betriebsparameter des Fahrzeugs erfasst. Für jeden dieser beiden Betriebsparameter kann in den Mitteln 20 ein vorgegebener Wert gespeichert sein. Die Mittel 20 begrenzen den eigentlichen Sollmomentenwert MSOLL auf den tatsächlichen Sollmomentenwert MSOLL' dann, wenn mindestens einer der von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparametern den ihm zugeordneten vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet. Die Begrenzung des eigentlichen Sollmomentenwertes MSOLL auf den tatsächlichen Sollmomentenwert MSOLL' erfolgt dabei derart, dass keiner der von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparameter den jeweils zugeordneten vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet. Je nach Wahl der vorgegebenen Werte für die erfassten Betriebsparameter wird sichergestellt, dass vom Fahrer unerwünschte Betriebszustände des Fahrzeugs vermieden werden. Dabei können die vorgegebenen Werte mittels der Eingabeeinheit 5 vom Fahrer vorgegeben und in den Mitteln 20 gespeichert werden. Zusätzlich oder alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die vorgegebenen Werte bereits werksseitig voreingestellt und in den Mitteln 20 abgespeichert werden. Die vorgegebenen Werte können dann durch Benutzervorgabe an der Eingabeeinheit 5 überschrieben werden. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die vorgegebenen Werte für die erfassten Betriebsparameter aus dem bisherigen Fahrerverhalten abgeleitet werden. Dabei können die von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparameter insbesondere beim Fahren mit deaktivierter Fahrgeschwindigkeitsregelung statistisch erfasst werden, um auf diese Weise ein Maß für die vom Fahrer akzeptierten Werte, für die von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparameter zu ermitteln. Diese Ermittlung kann ebenfalls durch die Mittel 20 erfolgen. Ausgehend von einer solchen Statistik können die Mittel 20 die vorgegebenen Werte für die von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparameter des Fahrzeugs derart einstellen, dass sie nur mit möglichst geringer Häufigkeit überschritten wurden. Auf diese Weise können vom Fahrer unerwünschte Betriebszustände bzw. unerwünschte Werte für die von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparameter des Fahrzeugs erkannt und durch Wahl geeigneter vorgegebener Werte für diese Betriebsparameter berücksichtigt werden. Die auf diese Weise gewonnen vorgegebenen Werte werden ebenfalls in den Mitteln 20 gespeichert und können gegebenenfalls zuvor eingegebene oder voreingestellte vorgegebene Werte für diese Betriebsparameter überschreiben. Werden die vorgegebenen Werte aus dem bisherigen Fahrerverhalten wie beschreiben abgeleitet, so kann dieser Prozess ständig aktualisiert werden und die vorgegebenen Werte für die von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparameter immer besser an das Fahrerverhalten angepasst werden. Vorteilhaft dabei ist außerdem, dass diese vorgegebenen Werte für die Betriebsparameter aus dem bisherigen Fahrerverhalten automatisch abgeleitet werden können, so dass keine Benutzervorgabe erforderlich ist.
  • Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die vorgegebenen Werte werksseitig fest voreingestellt und in den Mitteln 20 beispielsweise in einem ROM-Speicher abgelegt werden, so dass sie später auch nicht mehr verändert werden können.
  • Für den Fall, dass keiner der von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparametern den jeweils zugeordneten vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet, entspricht der tatsächliche Sollmomentenwert MSOLL' dem eigentlichen Sollmomentenwert MSOLL, so dass die vom Fahrer vorgegebene Wunschgeschwindigkeit bzw. der Sollgeschwindigkeitswert VSOLL auch tatsächlich eingehalten werden kann. Bei einer Begrenzung des eigentlichen Sollmomentenwertes MSOLL auf den tatsächlichen Sollmomentenwert MSOLL' für den Fall, dass zumindest einer der von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparameter den ihm zugeordneten vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet, kann die vom Fahrer vorgegebene Wunschgeschwindigkeit und damit der Sollgeschwindigkeitswert VSOLL nicht erreicht werden.
  • Bei dem von den ersten Erfassungsmitteln 25 erfassten Betriebsparameter des Fahrzeugs kann es sich beispielsweise um den Kraftstoffverbrauch handeln. Auf diese Weise kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sichergestellt werden, dass bei aktivierter Fahrgeschwindigkeitsregelung ein vorgegebener Wert für den Kraftstoffverbrauch nicht erreicht oder überschritten wird und dazu erforderlichenfalls der eigentliche Sollmomentenwert MSOLL begrenzt und die Fahrgeschwindigkeit unter den Sollgeschwindigkeitswert VSOLL reduziert wird.
  • Bei dem von den zweiten Erfassungsmitteln 30 erfassten Betriebsparameter kann es sich beispielsweise um die Motordrehzahl oder einen Geräuschpegel handeln. Auf diese Weise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sichergestellt, dass ein vorgegebener Wert für die Motordrehzahl bzw. für den Geräuschpegel nicht überschritten wird und dazu erforderlichenfalls der eigentliche Sollmomentenwert MSOLL begrenzt und die Fahrgeschwindigkeit auf einen Wert reduziert wird, der kleiner als der Sollgeschwindigkeitswert VSOLL ist.
  • Für die Erfassungsmittel 25, 30 sind geeignete Mess- bzw. Kalkulationsvorrichtungen zu verwenden, die den Kraftstoffverbrauch bzw. die Motordrehzahl, den Geräuschpegel oder einen sonstigen geeigneten Betriebsparameter im Fahrzeug messen oder kalkulieren bzw. schätzen. Beispiel für einen weiteren Betriebsparameter wäre hier eine fiktive Fahrpedalstellung, welche zum aktuellen Arbeitspunkt des Motors gehören würde, wenn der Fahrer selbst diesen Arbeitspunkt einstellen würde. Die Begrenzung erfolgt dann z. B. auf "75% der Vollgasstellung".
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren hat der Fahrer die Möglichkeit, eine gewünschte Reisegeschwindkeit nicht um jeden Preis einregeln zu lassen, sondern beispielsweise die Aspekte "Kraftstoffverbrauch" bzw. "Geräuschentwicklungen" mit in seine Zielsetzung einzubeziehen. Somit kommt es auch bei aktivierter Fahrgeschwindigkeitsregelung nicht zu vom Fahrer unerwünschten Betriebzuständen des Fahrzeugs. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ein Betriebsmodus des Fahrzeugs realisiert, bei dem trotz aktivierter Fahrgeschwindigkeitsregelung das Fahrverhalten des Fahrzeugs in manchen Fahrsituationen, wie beispielsweise dem Befahren von Steigungen, einem Fahrverhalten entspricht, das der Fahrer in einem Fahrzeug ohne Fahrgeschwindigkeitsregelung wählen würde. Dies wird jedoch erreicht, ohne dass der Fahrer die Fahrgeschwindigkeitsregelung wiederholt zu- oder abschalten müsste. Vielmehr kann die Fahrgeschwindigkeitsregelung dauerhaft aktiviert bleiben.
  • Anhand des Ablaufplans in Fig. 2 wird das erfindungsgemäße Verfahren nochmals verdeutlicht. Bei einem Programmpunkt. 100 gibt der Fahrer an der Eingabeeinheit 5 eine Wunschgeschwindigkeit bzw. einen Sollgeschwindigkeitswert VSOLL für das Fahrzeug ein. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 105 verzweigt. Bei Programmpunkt 105 ermitteln die Mittel 15 aus dem Sollgeschwindigkeitswert VSOLL den eigentlichen Sollmomentenwert MSOLL. Anschließend wird zu einem Programmpunkt 110 verzweigt. Bei Programmpunkt 110 prüfen die Mittel 20, ob mindestens einer der von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparameter des Fahrzeugs über dem ihm zugeordneten vorgegebenen Wert liegt oder diesen erreicht. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 115 verzweigt, andernfalls wird zu einem Programmpunkt 120 verzweigt. Bei Programmpunkt 120 wird als tatsächlicher Sollmomentenwert MSOLL' der eigentliche Sollmomentenwert MSOLL von den Mitteln 20 an die Antriebseinheit 1 abgegeben, so dass eine dem Sollgeschwindigkeitswert VSOLL entsprechende Fahrgeschwindigkeit von der Antriebseinheit 1 realisiert werden kann. Anschließend wird das Programm verlassen. Bei Programmpunkt 115 wird der eigentliche Sollmomentenwert MSOLL von den Mitteln 20 reduziert, beispielsweise um einen vorgegebenen Momentendifferenzwert. Anschließend wird zu Programmpunkt 110 zurückverzweigt. Auf diese Weise wird der eigentliche Sollmomentenwert MSOLL iterativ so lange reduziert, bis keiner der von den Erfassungsmitteln 25, 30 erfassten Betriebsparametern den ihm jeweils zugeordneten vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet.
  • Wie beschrieben kann für die Überwachung und gegebenenfalls Begrenzung des eigentlichen Sollmomentenwertes MSOLL abweichend von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel auch nur ein oder mehr als zwei Betriebsparameter des Fahrzeugs Verwendung finden, wobei die Überwachung und gegebenenfalls Begrenzung des eigentlichen Sollmomentenwertes MSOLL in der beschriebenen Weise erfolgt.
  • Als von der Antriebseinheit 1 abzugebende Sollgröße kann beispielsweise auch eine Solleistung oder sonst eine geeignete Größe gewählt werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Steuerung der Antriebseinheit (1) eines Fahrzeugs, wobei eine von der Antriebseinheit (1) abzugebende Sollgröße, insbesondere ein Sollmoment, in Abhängigkeit einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die abzugebende Sollgröße in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs überwacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abzugebende Sollgröße in Abhängigkeit des mindestens einen Betriebsparameters des Fahrzeugs begrenzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abzugebende Sollgröße derart begrenzt wird, dass ein vorgegebener Wert durch den mindestens einen Betriebsparameter nicht überschritten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die abzugebende Sollgröße begrenzt wird, wenn mindestens einer von mehreren Betriebsparametern den ihm zugeordneten vorgegebenen Wert erreicht oder überschreitet.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert für den mindestens einen Betriebsparameter mittels einer Eingabeeinheit (5) vorgegeben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert für den mindestens einen Betriebsparameter voreingestellt ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert für den mindestens einen Betriebsparameter aus dem bisherigen Fahrerverhalten abgeleitet wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Betriebsparameter der Kraftstoffverbrauch ist.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Betriebsparameter der Kraftstoffverbrauch oder eine fiktive Fahrpedalstellung ist.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Betriebsparameter die Motordrehzahl oder ein Geräuschpegel ist.
11. Vorrichtung (10) zur Steuerung der Antriebseinheit (1) eines Fahrzeugs, mit Mitteln (15) zur Bildung einer von der Antriebseinheit (1) abzugebenden Sollgröße, insbesondere eines Sollmoments, in Abhängigkeit einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (20) zur Überwachung der abzugebenden Sollgröße in Abhängigkeit mindestens eines Betriebsparameters des Fahrzeugs vorgesehen sind.
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