DE19624788A1 - Verfahren zur Toleranzminimierung bei einem Fahrpedalgeber für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur Toleranzminimierung bei einem Fahrpedalgeber für ein Kraftfahrzeug

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Toleranzminimierung bei einem Fahrpedalgeber für ein Kraftfahrzeug, welcher ein elektrisches Signal erzeugt, dessen Ausgabewert von der Fahrpedalstellung abhängt.
Der Ausgabewert des elektrischen Signals eines Fahrpedalgebers in einem Kraftfahrzeug bestimmt direkt oder zum Beispiel über ein Steuergerät die Position einer elektrisch betätigten Drosselklappe und damit die Leistungsabgabe des Fahrzeugmotors.
Hierbei ist der vom Fahrpedalgeber erzeugte Leerlaufausgabewert, also der Wert, den der Fahrpedalgeber in seiner mechanischen Grundstellung erzeugt, ein besonders kritischer Wert, da ein zu hoher Ausgabewert dazu führt, daß die mechanische Grundstellung des Fahrpedalgebers vom Motorsteuergerät als betätigtes Fahrpedal interpretiert wird und der Motor damit nicht mehr mit Leerlaufdrehzahl betrieben wird. Auf der anderen Seite wird aus ergonomischen Gründen ein möglichst kurzer Pedalweg zwischen der mechanischen Grundstellung des Fahrpedals und dem Ansprechen des Motors bei Betätigung des Fahrpedals gewünscht. Daher wird zumeist der Leerlaufausgabewert bei der Fertigung des Fahrpedalgebers auf einen vorgegebenen Sollwert abgeglichen.
Da jeder Fahrpedalgeber unvermeidliche Toleranzen bezüglich seiner Ausgabewertkennlinie aufweist, erzeugt nach der Voreinstellung des Leerlaufausgabewertes der Fahrpedalgeber den Vollgasausgabewert, also den Signalwert, der die Abgabe der vollen Motorleistung bewirkt nur noch in seltenen Fällen in der mechanischen Endposition (Vollgasstellung) des Fahrpedales. Um zu gewährleisten, daß der Fahrpedalgeber die volle Motorleistung auf jeden Fall einstellen kann, müssen dessen Toleranzen so vorgegeben sein, daß diese den Vollgasausgabewert auf jeden Fall innerhalb des Pedalbetätigungsweges erzeugt, was dazu führt, daß nahezu alle Fahrpedalgeber einen relativ langen Leerweg zwischen der Fahrpedalstellung, in der der Fahrpedalgeber den Vollgasausgabewert erzeugt und der mechanischen Endposition des Fahrpedales aufweisen.
Ein solcher Leerweg ist aber unerwünscht, weil er einerseits den Auflösungsbereich des Fahrpedalgebers verkleinert und andererseits dem Fahrer das irritierende Gefühl vermittelt, daß der Motor seines Fahrzeuges allzu früh seine Leistungsgrenze erreicht.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zu schaffen, welches die negativen Auswirkungen von Toleranzen des Fahrpedalgebers verringert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf einfache Weise die Kennlinie eines Fahrpedalgebers so angepaßt werden, daß die Leerwege bei Leerlauf- bzw. Vollgasstellung des Fahrpedalgebers verkleinert werden.
Da der Vollgasausgabewert genau auf die Vollgasstellung des Fahrpedales einjustiert wird, wird die volle Motorleistung im Idealfall genau am Ende des Fahrpedalweges erreicht, ohne daß ein Leerweg durchlaufen wird. In der Praxis sind allerdings noch weitere Toleranzen zu berücksichtigen, die durch dieses Verfahren nicht eliminiert werden (z. B. durch Temperatureinflüsse oder Bauteilealterung).
Besonders vorteilhaft ist, daß der Leerlaufausgabewert im Betrieb des Kraftfahrzeuges vollautomatisch adaptiert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich vor allem durch seine Einfachheit aus; es kann mittels weniger Programmzeilen im Steuerprogramm eines Motorsteuergeräts oder eines intelligenten Fahrpedalgebers integriert werden.
Das Verfahren kann auch leicht in Automatikfahrzeugen zur Anwendung kommen, wobei statt des Vollgasausgabewertes der Ausgabewert am Kick-down-Punkt einjustiert wird. Vorteilhafterweise ist damit auch der Vollgasausgabewert ausreichend genau festgelegt.
Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnung näher dargestellt und erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 das Toleranzschema eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren toleranzminimierten Ausgabewert,
Fig. 2 Toleranzschema des Ausgabewertes eines Fahrpedalgebers, abgeglichen in der Vollgasstellung,
Fig. 3 Toleranzschema des Ausgabewertes eines Fahrpedalgebers, abgeglichen in der Leerlaufstellung.
In allen Figuren sind zur deutlicheren Darstellung die erlaubten Toleranzen bezogen auf den Fahrpedalgesamtweg übertrieben groß dargestellt.
Die Fig. 3 zeigt das Toleranzschema verschiedener Fahrpedalgeber, deren Leerlaufausgabewerte (PLL) in der mechanischen Leerlaufstellung abgeglichen sind. Der Ausgabewert in der Leerlaufstellung des Pedales entspricht somit nahezu genau dem Sollwert, während der Ausgabewert in der Vollgasstellung erhebliche Toleranzen aufweisen kann (hier beispielhaft als Steigungsfehler der Kennlinien dargestellt).
Hierbei ist zusätzlich darauf zu achten, daß, wie dargestellt, ein Fahrpedalgeber mit der geringsten zulässigen Kennliniensteigung in der mechanischen Vollgasstellung den Vollgasausgabewert (PVG) abgeben muß, da sonst der Kraftfahrzeugmotor nicht im Bereich seiner Maximalleistung betrieben werden kann.
Bei Fahrpedalgebern mit stärker ansteigender Kennlinie (hier bezeichnet als "typisch" bzw. als "maximal") wird der Vollgasausgabewert (PVG) bereits eher, nämlich bei der Fahrpedalstellung V1 bzw. V2 erreicht, so daß der Pedalweg von den Pedalstellungen V1 bzw. V2 bis zur mechanischen Vollgasstellung des Fahrpedals (also dem Pedalanschlag) sich dem Fahrer als Leerweg darstellt.
Ein solcher Leerweg ist selbstverständlich unerwünscht und kommt bei einem Fahrpedalgeber, dessen Ausgangswert in der Leerlaufstellung abgeglichen ist, besonders zum Tragen.
Wie die Fig. 2 zeigt, kann ein Fahrpedalgeber auch in der Vollgasstellung abgeglichen werden. Hierdurch kann der Pedalleerweg bei der Vollgasposition verringert werden. Zu erkennen ist aber, daß hierdurch in der mechanischen Leerlaufstellung des Fahrpedales der Ausgabewert erheblich vom Sollwert des Leerlaufausgabewertes (PLL) abweichen kann.
Hierdurch wird jedoch die Leerwegproblematik in der mechanischen Grundstellung des Fahrpedalgebers verschärft, was noch unerwünschter ist als ein Leerweg am Ende des Fahrpedalweges, so daß von dieser Art des Abgleiches üblicherweise kein Gebrauch gemacht wird.
Verbesserte Fahrpedalkennlinien, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt werden, zeigt die Fig. 1. Diese Kennlinien sind sowohl in der mechanischen Leerlaufstellung als auch in der mechanischen Vollgasstellung des Fahrpedales auf die zugehörigen Sollwerte abgeglichen und zeigen dazwischen einen linearen Verlauf. Die Gesamt-Toleranzen sind hier deutlich verringert.
Eine solche Kennlinie erhält man auf die nachfolgend beschriebene Weise:
Zunächst wird, wie in der Fig. 2 dargestellt, der Fahrpedalgeber in der mechanischen Vollgasstellung möglichst genau auf den Vollgasausgabewert (PVG) eingestellt.
Der Leerlaufausgabewert (PLL) wird dann während des Betriebes des Fahrzeugs, idealerweise bei jeder Fahrt automatisch adaptiert. Dies kann zum Beispiel auf einfache Weise dadurch geschehen, daß bei jeder Fahrt der jeweils kleinste vom Fahrpedalgeber abgegebene Ausgabewert (P), von dem das Verfahren ausführende Steuergerät als Leerlaufausgabewert (PLL) ermittelt und gespeichert wird. Adaptiert wird hier der Leerlaufausgabewert (PLL), da dieser mit großer Sicherheit auch bei kurzen Fahrten wenigstens einmal eingestellt wird, was für den Vollgasausgabewert (PVG) üblicherweise nicht gelten muß.
Mit dem eingestellten Vollgasausgabewert (PVG) und dem adaptierten Leerlaufausgabewert (PLL) berechnet das Steuergerät einen toleranzminimierten Ausgangswert (P′) nach folgender Rechenvorschrift:
Diese Rechenvorschrift kann leicht als Algorithmus in die Software des Steuergerätes integriert werden.
Entsprechend der Formel ist P′ im Gegensatz zu P, PLL und PVG eine relative, dimensionslose Größe, deren Wert zwischen PLL′ = 0 in der Leerlaufstellung und PVG′ = 1 in der Vollgasstellung des Fahrpedales liegen kann.
Diese dimensionslose Größe kann, soweit erforderlich, durch Multiplikation mit einem Faktor auch in den absoluten Ausgabewert P umgerechnet werden. Auch kann selbstverständlich zur Festlegung des Leerlaufausgabewertes (PLL) danach auch noch eine Konstante hinzuaddiert werden.
Wesentlich ist aber, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren eine toleranzbehaftete Fahrpedalgeberkennlinie so angepaßt werden kann, daß sie genau die kritischen Punkten (Vollgasstellung/Vollgasausgabewert) und (Leerlaufstellung/Leerlaufausgabewert) durchlaufen.
Bei Automatikfahrzeugen wird entsprechend statt des Vollgasausgabewertes der Kick-down-Ausgabewert genau eingestellt, da es für eine korrekte Funktion des Fahrpedalgebers wesentlich ist, daß der Kick-down-Ausgabewert genau in der Stellung des mechanischen Kick-down-Punktes des Fahrpedales abgegeben wird. Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, zeigt die Fahrpedalgeberkennlinie hinter dem justierten Punkt (in der Figur bei der Vollgasstellung) nur eine geringe Abweichung vom linearen Verlauf, so daß bei einjustiertem Kick-down-Ausgabewert der kurz dahinter liegende Vollgasausgabewert ebenfalls ausreichend genau eingestellt ist.

Claims (3)

1. Verfahren zur Toleranzminimierung bei einem Fahrpedalgeber für ein Kraftfahrzeug, welcher ein elektrisches Signal erzeugt, dessen Ausgabewert (P) von der Fahrpedalstellung abhängt, dadurch gekennzeichnet
  • - daß der Ausgabewert (P) des Fahrpedalgebers in der mechanischen Vollgasstellung (Pedalanschlag) auf einen vorgegebenen Sollwert (Vollgasausgabewert PVG) abgeglichen wird
  • - daß der Ausgabewert (P) des Fahrpedalgebers in der mechanischen Leerlaufstellung als Leerlaufausgabewert (PLL) ermittelt (adaptiert) und gespeichert wird und
  • - daß aus dem Vollgasausgabewert (PVG) dem Leerlaufausgabewert (PLL) und dem vom Fahrpedalgeber abgegebenen Ausgabewert (P) ein toleranzminimierter Ausgabewert (P′) nach der Formel berechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Adaption des Leerlaufausgabewertes (PLL) dieser Wert während des Fahrbetriebes immer auf den jeweils kleinsten gemessenen Fahrpedalgeberausgabewert (P) gesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kraftfahrzeugen mit Automatikgetriebe der Ausgabewert (P) des Fahrpedalgebers nicht in der Vollgasstellung auf einen vorgegebenen Vollgasausgabewert (PVG), sondern in der Kick-down-Stellung auf einen für die Kick-down-Stellung vorgegebenen Sollwert abgeglichen wird und daß dieser Kick-down-Sollwert als Wert des Parameters PVG in die Formel eingeht.
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