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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anfahrunterstützung für ein Kraftfahrzeug,
bei dem von einer Motorsteuerung eine Anfahrsituation erkannt wird
und bei erkannter Anfahrsituation von einer Leerlaufregeleinrichtung
einer fallenden Motordrehzahl entgegengewirkt wird.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein System zur Anfahrunterstützung für ein Kraftfahrzeug,
bei dem von einer Motorsteuerung eine Anfahrsituation erkannt wird
und bei erkannter Anfahrsituation von einer Leerlaufregeleinrichtung
einer fallenden Motordrehzahl entgegengewirkt wird.
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Gattungsgemäße Verfahren
und Systeme zur Anfahrunterstützung
für ein
Kraftfahrzeug wirken bei nicht getretenem Gaspedal. In diesem Fall
wird der Anfahrvorgang von einer Leerlaufregeleinrichtung unterstützt. Diese
arbeitet in der Weise, dass beim Einkuppeln zunächst von der Motorsteuerung das
durch das Einkuppeln bewirkte Abfallen der Motordrehzahl erkannt
wird. Daraufhin kann die Solldrehzahl durch eine entsprechende Anhebung
des Motordrehmomentes wieder eingeregelt werden.
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In
dem Moment, wenn der Fahrer das Gaspedal tritt, wird der Leerlaufregler
deaktiviert. Als Folge hiervon wird auch die Anfahrunterstützung deaktiviert.
Das von der Motorsteuerung bereitgestellte Drehmoment hängt somit
vom Fahrerwunsch ab, das heißt
insbesondere von dem vom Fahrer vorgegebenen Pedalwert.
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Einerseits
ist diese Auslegung der gattungsgemäßen Verfahren und Systeme sinnvoll,
da dem Fahrer die Möglichkeit
gegeben werden soll, seinen Fahrerwunsch durch Betätigen des
Gaspedals in ein bestimmtes Verhalten des Motors umzusetzen. Ande rerseits
kommt es hierdurch aber auch zu Problemen, da der Fahrer den Motor
abwürgen
kann, wenn er nicht ausreichend Gas gibt; in diesem Fall wird das Motordrehmoment
nämlich
auf einen zu niedrigen Wert eingestellt.
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Aus
der Druckschrift
DE
40 13 598 C2 ist eine Einrichtung zum Bestimmen eines Leerlaufzustandes
einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei ist vorgesehen, den Beschleunigungsvorgang
des Fahrzeugs nach dem Start über
einen gewissen Zeitraum durch eine Beeinflussung der Drosselklappenstellung
zu unterstützen,
wobei diese Unterstützung
insbesondere in Abhängigkeit
des Zustandes eines Leerlaufschalters erfolgt.
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Bei
einem aus der Druckschrift
DE
100 63 061 A1 bekannten Verfahren zur Anfahrunterstützung eines
Kraftfahrzeugs, ist es vorgesehen, eine Anfahrunterstützung in
Abhängigkeit
von bestimmten Betriebszuständen
und Anfahrparametern durchzuführen
und zu diesem Zweck diese Betriebszustände und Anfahrparameter zu
ermitteln.
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Aus
der Druckschrift
DE
41 40 328 A1 ist eine Einrichtung zur Verbesserung des
Anfahrverhaltens eines mit einem Handschaltgetriebe ausgerüsteten Kraftfahrzeugs
bekannt, bei dem der Leerlaufdrehzahl-Sollwert bei Eintreffen eines
Kupplungseingriffsignals angehoben wird, so dass beim Einkuppeln
bereits eine Leerlaufdrehzahlanhebung stattgefunden hat.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Probleme des Standes der
Technik zu lösen
und insbesondere ein Verfahren und ein System zur Verfügung zu
stellen, die eine wirkungsvolle Anfahrunterstützung auch bei getretenem Gaspedal
bereitstellen, ohne dabei unerwünschte
Nebeneffekte für
den Fahrer zu erzeugen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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Die
Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf,
dass bei erkannter Anfahrsituation ein vorliegender Fahrerwunsch
als Drehzahlwunsch interpretiert wird und dass ein geeignetes Motordrehmoment
zur Verfügung
gestellt wird, indem bei erkannter Anfahrsituation und vorliegendem
Fahrerwunsch die Leerlaufregeleinrichtung aktiviert wird. Das System
muss also zunächst
die Anfahrsituation erkennen. Sobald dies der Fall ist, wird ein
vorliegender Fahrerwunsch, das heißt insbesondere eine Pedalstellung,
als Drehzahlwunsch interpretiert, das heißt insbesondere nicht als Drehmomentwunsch.
Um ein geeignetes Drehmoment zur Verfügung zu stellen, wird vielmehr
die Leerlaufregeleinrichtung aktiviert. Ein Abwürgen des Motors kann auf diese
Weise mit großer
Wahrscheinlichkeit verhindert werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass
bei erkannter Anfahrsituation ein maximales Motordrehmoment zur
Verfügung
gestellt werden kann. Auf diese Weise werden alle möglichen
Vorkehrungen getroffen, um auch bei nur wenig getretenem Gaspedal
mit großer
Wahrscheinlichkeit ein Abwürgen
des Motors zu verhindern.
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Weiterhin
ist es besonders nützlich,
dass die Anfahrsituation auf der Grundlage von mindestens einer
der folgenden Größen erkannt
wird:
- – Motordrehzahl,
- – Fahrzeuggeschwindigkeit,
- – Gaspedalwert,
- – Drehzahlgradient,
- – Kupplungsposition,
- – Drosselklappenwinkel.
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Da
beispielsweise die Motordrehzahl ohnehin als Eingangsgröße dem Motorsteuergerät zur Verfügung gestellt
werden kann, ist das Überwachen der
Motordrehzahl ein nützliches
Verfahren zum Erkennen der Anfahrsituation. Liegt eine niedrige
Drehzahl vor, so ist dies ein Hinweis auf eine solche Anfahrsituation.
Gleiches gilt bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit, niedrigem Gaspedalwert,
einem vorliegenden Drehzahlgradienten, einer dem Einkuppeln entsprechenden
Kupplungsposition und einem einer Anfahrsituation entsprechenden
Drosselklappenwinkel. Neben den genannten Größen können auch andere Größen zum
Erkennen der Anfahrsituation herangezogen werden, beispielsweise
etwa vom Gaspedalwert abgeleitete Größen.
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Im
Zusammenhang mit dem Erkennen einer Anfahrsituation hat es sich
als besonders nützlich
erwiesen, dass im Anschluss an das Erkennen einer bevorstehenden
Anfahrsituation auf der Grundlage der Betätigung der Kupplung die Drosselklappe
des Motors geöffnet
werden kann, um eine Drehmomentreserve zu erzeugen. Durch das Erkennen
der bevorstehenden Anfahrsituation auf der Grundlage der Betätigung der
Kupplung erhält
man einen Zeitvorteil, das heißt
man erkennt die Anfahrsituation vor dem tatsächlichen Drehzahlabfall, dem
im Rahmen der vorliegenden Erfindung entgegengewirkt werden soll. Auf
dieser Grundlage ist es möglich,
die Drosselklappe des Motors frühzeitig
zu öffnen
und so eine Drehmomentreserve zu erzeugen. Diese kann dann genutzt
werden, wenn es tatsächlich
zu einem Drehzahlabfall kommt.
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Weiterhin
ist es von besonderem Vorteil, dass die Aktivierung der Leerlaufregeleinrichtung verhindert
werden kann, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
- – Eingriff
einer Fahrstabilisierung,
- – Vorliegen
einer Bremswirkung,
- – Erkennen
eines eingelegten Gangs aus dem Verhältnis von Drehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit,
- – keine
zuverlässige
Erkennung der Fahrzeuggeschwindigkeit möglich,
- – hoher
Drehmomentwert hat bereits vorgelegen.
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Beim
Eingriff einer Fahrstabilisierung, beispielsweise ASR, ESP oder
MSR, ist es nicht erwünscht,
eine Leerlaufregelung vorzunehmen, da die genannten Fahrstabilisierungsregelungen
die Möglichkeit
haben sollen, ungehindert in das Fahrverhalten des Fahrzeugs einzugreifen.
Beim Vorliegen einer Bremswirkung soll diese ebenfalls ungehindert zum
Zuge kommen. Wird weiterhin aus dem Verhältnis von Drehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit
erkannt, dass ein Gang eingelegt ist, das heißt, dass ein Verhältnis von
Drehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit vorliegt, welches einem Gang
entspricht, so kann auf einen bereits erfolgten Anfahrvorgang geschlossen
werden. Ist ferner keine zuverlässige
Erkennung der Fahrzeuggeschwindigkeit möglich, so kann es nützlich sein,
das Eingreifen der Leerlaufregeleinrichtung zu verhindern. Ebenfalls
kann die Tatsache, dass bereits ein hoher Drehmomentwert vorgelegen
hat, darauf hindeuten, dass bereits ein Anfahrvorgang erfolgt ist,
wenn beispielsweise ein kurzzeitiger Drehmomentpeak von 100 Nm über einen sonstigen
durchschnittlichen Drehmomentwert von beispielsweise 10 Nm vorliegt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass
beim Überschreiten
einer maximalen Leerlaufsolldrehzahl aus dem Leerlaufbereich in
den Teillastbereich übergegangen
wird, wobei die Leerlaufregeleinrichtung deaktiviert wird, der Fahrerwunsch
als Motordrehmomentwunsch interpretiert wird und das aktuelle Motordrehmoment
unter Verwendung einer Rampenfunktion dem Motordrehmomentwunsch
angeglichen wird. Durch die Leerlaufregeleinrichtung im Rahmen der
erfindungsgemäßen Anfahrunterstützung kann
die Leerlaufsolldrehzahl mehr und mehr erhöht werden. Sobald eine bestimmte
Schwelle für die
Leerlaufsolldrehzahl überschritten
wird, wird in den Teillastbereich übergegangen, in dem es erwünscht ist,
den Fahrerwunsch, das heißt
insbesondere die Gaspedalstellung, wieder als Motordrehmomentwunsch
zu interpretieren. Um dies ohne Nebeneffekte zu bewerkstelligen,
wird das aktuelle Motordrehmoment, das noch im Rahmen der Anfahrunterstützung eingestellt
wurde, in glatter Weise durch eine Rampenfunktion dem Motordrehmomentwunsch
angeglichen.
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In
diesem Zusammenhang kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Leerlaufregeleinrichtung deaktiviert
wird, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
- – Eingriff
einer Fahrstabilisierung,
- – Erkennen
einer Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes,
- – Erkennen
eines Pedalwertes oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes.
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Der
Eingriff einer Fahrstabilisierung soll aus demselben Grund das Deaktivieren
der Leerlaufregeleinrichtung bewirken, aus dem er auch das Aktivieren
der Leerlaufregeleinrichtung verhindert. Erkennt man eine Fahrzeuggeschwindigkeit
oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes, beispielsweise 7 km/h,
liegt mit großer
Wahrscheinlichkeit kein Anfahrvorgang vor, so dass eine Deaktivierung
der Leerlaufregeleinrichtung möglich
ist.
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Gleiches
gilt für
das Erkennen eines hohen Pedalwertes, beispielsweise oberhalb von
80%.
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Ebenso
ist es besonders nützlich,
dass beim Übergang
aus dem Teillastbereich in den Leerlaufbereich die aktuelle Motordrehzahl
als Leerlaufeintrittsdrehzahl gespeichert wird, und dass nach dem Übergang
aus dem Teillastbereich in den Leerlaufbereich auf der Grundlage
des Fahrerwunsches jede Drehzahl zwischen der Leerlaufeintrittsdrehzahl
und der Leerlaufsolldrehzahl eingestellt werden kann, so dass auf
diese Weise eine vorübergehende
Beziehung zwischen dem Fahrerwunsch und der Motordrehzahl gegeben
ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass beim Eintritt in den Leerlaufbereich
keine Unstetigkeiten im Motorbetrieb vorkommen, insbesondere kein
schlagartiges Ändern
der Drehzahl aufgrund der erfindungsgemäßen Anfahrunterstützung.
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In
diesem Zusammenhang erweist es sich als besonders nützlich,
dass für
die Anfahrunterstützung
eine Standardbeziehung zwischen dem Fahrerwunsch und der Motordrehzahl
gegeben ist und dass nach dem Übergang
aus dem Teillastbereich in den Leerlaufbereich die vorübergehende
Beziehung zwischen dem Fahrerwunsch und der Motordrehzahl der Standardbeziehung
zwischen dem Fahrerwunsch und der Motordrehzahl angeglichen wird.
Auf diese Weise kann einerseits glatt vom Teillastbereich in den Leerlaufbereich übergegangen
werden. Andererseits kann aber auch die optimale Anfahrunterstützung wieder
zur Wirkung kommen, indem nämlich
mit der Standardsteigung zwischen Drehzahl und Pedalwert gearbeitet
wird.
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Die
Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen System dadurch auf, dass
bei erkannter Anfahrsituation ein vorliegender Fahrerwunsch als
Drehzahlwunsch interpretierbar ist und dass ein geeignetes Drehmoment
zur Verfügung
gestellt werden kann, indem bei erkannter Anfahrsituation und vorliegendem
Fahrerwunsch die Leerlaufregeleinrichtung aktiviert wird. Auf diese
Weise werden die Vorteile und Beson derheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens auch
im Rahmen eines Systems umgesetzt. Dies gilt auch für die nachfolgend
angegebenen besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems.
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Dieses
ist bevorzugt dadurch weitergebildet, dass bei erkannter Anfahrsituation
ein maximales Motordrehmoment zur Verfügung gestellt werden kann.
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Das
erfindungsgemäße System
erweist sich besonders dadurch als vorteilhaft, dass die Anfahrsituation
auf der Grundlage von mindestens einer der folgenden Größen erkennbar
ist:
- – Motordrehzahl,
- – Fahrzeuggeschwindigkeit,
- – Gaspedalwert,
- – Drehzahlgradient,
- – Kupplungsposition,
- – Drosselklappenwinkel.
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Bei
dem erfindungsgemäßen System
ist es besonders vorteilhaft, dass im Anschluss an das Erkennen
einer bevorstehenden Anfahrsituation auf der Grundlage der Betätigung der
Kupplung die Drosselklappe des Motors geöffnet werden kann, um eine Drehmomentreserve
zu erzeugen.
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Ebenfalls
ist es von besonderem Vorteil, dass die Aktivierung der Leerlaufregeleinrichtung verhindert
werden kann, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
- – Eingriff
einer Fahrstabilisierung,
- – Vorliegen
einer Bremswirkung,
- – Erkennen
eines eingelegten Gangs aus dem Verhältnis von Drehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit,
- – keine
zuverlässige
Erkennung der Fahrzeuggeschwindigkeit möglich,
- – hoher
Drehmomentwert hat bereits vorgelegen.
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Weiterhin
ist es besonders nützlich,
dass beim Überschreiten
einer maximalen Leerlaufsolldrehzahl aus dem Leerlaufbereich in
den Teillastbereich übergegangen
wird, wobei die Leerlaufregeleinrichtung deaktivierbar ist, der
Fahrerwunsch als Motordrehmomentwunsch interpretierbar ist und das
aktuelle Motordrehmoment unter Verwendung einer Rampenfunktion dem
Motordrehmomentwunsch angeglichen werden kann.
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In
diesem Zusammenhang ist es von besonderem Vorteil, dass die Leerlaufregeleinrichtung deaktiviert
werden kann, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
- – Eingriff
einer Fahrstabilisierung,
- – Erkennen
einer Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes,
- – Erkennen
eines Pedalwertes oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes.
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Bei
dem erfindungsgemäßen System
ist es weiterhin vorteilhaft, dass beim Übergang aus dem Teillastbereich
in den Leerlaufbereich die aktuelle Motordrehzahl als Leerlaufeintrittsdrehzahl
gespeichert werden kann und dass nach dem Übergang aus dem Teillastbereich
in den Leerlaufbereich auf der Grundlage des Fahrerwunsches jede
Drehzahl zwischen der Leerlaufeintrittsdrehzahl und der Leerlaufsolldrehzahl
eingestellt werden kann, so dass auf diese Weise eine vorübergehende
Beziehung zwischen dem Fahrerwunsch und der Motordrehzahl gegeben ist.
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Ebenso
ist es besonders nützlich,
dass für die
Anfahrunterstützung
eine Standardbeziehung zwischen dem Fahrerwunsch und der Motordrehzahl gegeben
ist und dass nach dem Übergang
aus dem Teillastbereich in den Leerlaufbereich die vorübergehende
Beziehung zwischen dem Fahrerwunsch und der Motordrehzahl der Standardbeziehung
zwischen dem Fahrerwunsch und der Motordrehzahl angeglichen werden
kann.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch bei getretenem
Gaspedal eine Anfahrunterstützung
durch Aktivierung beziehungsweise Beibehaltung der Aktivierung der
Leerlaufregeleinrichtung erfolgen kann. Dies wird dadurch erreicht,
dass der Fahrerwunsch zwar nach wie vor umgesetzt wird, allerdings
als Drehzahlwunsch interpretiert wird. Das Drehmoment kann hingegen
unabhängig
von einem eventuellen Fehlverhalten des Fahrers oder von sonstigen äußeren Einflüssen optimiert
werden, um ein Abwürgen
des Motors zu verhindern.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
anhand bevorzugter Ausführungsformen
beispielhaft erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild zur Erläuterung
der Erfindung; und
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2 ein
Diagramm zur Erläuterung
der Erfindung.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild zur Erläuterung
der Erfindung. Eine Motorsteuerung 10 beeinflusst das Verhalten
des Motors 12 eines Kraftfahrzeugs. Diese Beeinflussung
erfolgt in Abhängigkeit von
zahlreichen Eingangsparametern 14, 16, 18,
wobei unter anderem Betriebseigenschaften 16 des Motors 12,
beispielsweise die Motordrehzahl, und der Fahrerwunsch 18 derartige
Eingangsgrößen für die Motorsteuerung 10 bilden.
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Beim
Einkuppeln kann von der Motorsteuerung 10 so beispielsweise
eine fallende Drehzahl erkannt werden, und die Solldrehzahl kann
durch eine entsprechende Anhebung des Motordrehmomentes wieder eingeregelt
werden. Dies erfolgt durch eine Leerlaufregeleinrichtung mit eigenen
Reglerparametern, die als Teil der Motorsteuerung 10 oder
auch als separate Einheit ausgelegt sein kann. Bei herkömmlichen
Systemen wird diese Anfahrunterstützung in dem Moment deaktiviert,
wenn ein Fahrerwunsch 18 entsprechend einem Pedalwert größer 0 der
Motorsteuerung 10 eingegeben wird. Dies kann zum Abwürgen des
Motors 12 führen.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nun vorgesehen, dass trotz
vorhandenem Fahrerwunsch 18 eine Anfahrunterstützung durchgeführt wird,
wobei der Fahrerwunsch 18 als Drehzahlwunsch interpretiert
wird.
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2 zeigt
ein Diagramm zur Erläuterung der
Erfindung. In dem Diagramm ist die Drehzahl des Motors gegen den
Pedalwert aufgetragen, wobei der Pedalwert den Fahrerwunsch repräsentiert.
Bei einem Pedalwert von 0 hat die Leerlaufsolldrehzahl einen Wert
n0. Wird das Pedal betätigt, so findet eine Änderung
der Leerlaufsolldrehzahl bis auf den Wert nmax,
das heißt
bis zur maximalen Leerlaufsolldrehzahl für die Anfahrunterstützung statt.
Die Charakteristik dieser Abhängigkeit
der Leerlaufsolldrehzahl vom Pedalwert wird durch eine Funktion
mit einer Standardsteigung festgelegt. Beim Übergang vom Leerlaufbereich
in den Teillastbereich soll der Pedalwert dann wieder einen Drehmomentwunsch
des Fahrers repräsentieren.
Um einen unstetigen Übergang
zu vermeiden, wird das aktuelle Drehmoment im Moment des Übergangs
vom Leerlaufbereich in den Teillastbereich durch Rampenfunktionen
dem Drehmomentwunsch des Fahrers im Teillastbereich angeglichen.
Umgekehrt wird beim Übergang
vom Teillastbereich in den Leerlaufbereich die Eintrittsdrehzahl
in den Leerlaufbereich gespeichert. Im Leerlaufbereich kann die
Drehzahl dann jeden Wert zwischen der gespeicherten Eintrittsdrehzahl
und der Leerlaufsolldrehzahl annehmen, wobei dies mit dem Fahrpedal
eingestellt werden kann. Die sich hieraus ergebende berechnete Steigung
kann anschließend der
Standardsteigung angepasst werden.
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Die
Erfindung lässt
sich wie folgt zusammenfassen. Ein Verfahren zur Anfahrunterstützung für ein Kraftfahrzeug
kann auch bei vorliegendem Fahrerwunsch, das heißt beispielsweise bei betätigtem Gaspedal,
zur Verfügung
gestellt werden, um so ein Abwürgen
des Motors zu verhindern. Zu diesem Zweck wird zunächst eine
Anfahrsituation erkannt. Sobald diese Anfahrsituation, beispielsweise
auf der Grundlage von Motordrehzahl oder Fahrzeuggeschwindigkeit
erkannt worden ist, wird ein eventuell vorliegender Fahrerwunsch
als Drehzahlwunsch, das heißt
insbesondere nicht als Drehmomentwunsch interpretiert, und die Leerlaufregeleinrichtung
wird aktiviert. Ein Abwürgen
des Motors kann dann insbesondere durch das Maximieren des Motordrehmomentes verhindert
werden.