DE19645881A1

DE19645881A1 - Vorrichtung zur Steuerung eines Antriebsaggregats

Info

Publication number: DE19645881A1
Application number: DE1996145881
Authority: DE
Inventors: Manfred Altenkirch
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1998-05-14
Anticipated expiration: 2016-11-08
Also published as: DE19645881C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der Leistungsabgabe einer Kraftma schine, insbesondere eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs, mit einem auslenkba ren Betätigungsorgan, wobei über einen ersten vorbestimmten Betätigungsweg die Lei stungsabgabe mit zunehmendem Betätigungsweg mit einer ersten vorbestimmten Steigung steigt sowie ein Verfahren zum Steuern der Leistungsabgabe einer Kraftmaschine, insbe sondere eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs, mit einem auslenkbaren Betäti gungsorgan, wobei über einen ersten vorbestimmten Betätigungsweg die Leistungsabgabe mit zunehmendem Betätigungsweg mit einer ersten vorbestimmten Steigung gesteigert wird.

Aus der DE-A1-44 22 232 ist beispielsweise eine sogenannte Kickdown-Einrichtung, bei spielsweise eines Kraftfahrzeuges, bekannt. Hierbei ist das Betätigungsorgan, beispiels weise ein Fahrpedal, bis zu einem bestimmten Winkel auszulenken, ab dem eine Betäti gungskraftschwelle am Fahrpedal wirksam wird. Beim Überdrücken dieser Schwelle bzw. des entsprechenden Auslenkungswinkels hat dies die vollständige und plötzliche Öffnung einer Drosselklappe oder eines Kraftstoffeinspritzaggregats an einer Brennkraftmaschine zur Folge.

Ferner ist es aus der DE-OS-26 49 243 bekannt, einen nachgiebigen Anschlag vorzusehen, so daß für eine maximale Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine eine zusätzliche Kraft des Anschlags überwunden werden muß, so daß ein ständiges "Vollgasfahren" vermieden wird und die maximale Leistung nur auf Anforderung durch Überdrücken des Anschlags er folgt.

Derartige Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß eine plötzliche Leistungszunahme beim Überdrücken erfolgt bzw. lediglich eine unangenehme Gegenkraft für eine vorbestimm ten Leistungsbereich vorgesehen ist, ohne merklich überdurchschnittlichen Leistungszu wachs. Ferner gibt es bei der Herstellung von Autos Adaptionsprobleme bei der Einstellung des Kickdown-Bereiches bzw. -winkels zwischen dem Druckpunkt einer Feder bzw. einer Hebelmechanik und einem Auslenksensor (Poti) am Fahrpedal.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der obenge nannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei der abrupte Übergang von einer ruhigen Fahr weise in einen Supersportbereich gleichmäßig erfolgt und der Fahrerwunsch nach jeweiligen Leistungsabgaben des Antriebsaggregats besser erkannt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der oben genannten Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen und durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 18 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.

Dabei ist bei der Vorrichtung erfindungsgemäß vorgesehen, daß über einen zweiten oder wenigstens einen weiteren vorbestimmten Betätigungsweg die Leistungsabgabe mit zuneh mendem Betätigungsweg mit einer zweiten oder jeweils weiteren vorbestimmten Steigung steigt.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, daß über einen zweiten oder wenigstens einen weiteren vorbestimmten Betätigungsweg die Leistungsabgabe mit zuneh mendem Betätigungsweg mit einer zweiten oder jeweils weiteren vorbestimmten Steigung gesteigert wird.

Dies hat den Vorteil, daß ein Kickdownschalter entfallen kann, keine Toleranzprobleme auf treten und eine stufenlose Erhöhung eines Sportlichkeitswertes durch den Fahrer möglich ist, auch wenn dieser das Gaspedal nicht schnell durchgetreten hat.

Eine flexible Ausgestaltung des Sportlichkeitsbereiches ist dadurch möglich, daß die erste und/oder die zweite und/oder weitere Steigung konstant ist oder über den jeweiligen Betäti gungsweg des Betätigungsorgans variiert.

Eine bedarfsweise zusätzliche Leistungsabgabe ist dadurch von einem Fahrer abrufbar, daß die zweite und/oder weitere Steigung größer ist als die erste Steigung.

Für den Fahrer werden entsprechende Bereiche unterschiedlicher Abhängigkeit von Fahr pedalausschlag und Leistungsabgabe, also beispielsweise Bereiche mit sportlichem Fahr verhalten und Bereiche mit Spar- bzw. Eco-Betrieb dadurch erkennbar, daß mit der Auslen kung des Betätigungsorgans eine Kraft entgegen dieser Auslenkung ansteigt und vorzugs weise über den zweiten und/oder weiteren vorbestimmten Betätigungsweg die Kraft entge gen der Auslenkung des Betätigungsorgans stärker steigt als im ersten vorbestimmten Betä tigungsweg. In besonders vorteilhafter Weise verläuft dabei die Kraft entgegen der Auslen kung am Übergang vom ersten in den zweiten und/oder am jeweiligen Übergang in einen weiteren vorbestimmten Auslenkungsbereich stetig oder steigt sprunghaft.

Eine noch flexiblere Steuerung der Leistungsabgabe wird dadurch erzielt, daß der zweite oder wenigstens eine weitere vorbestimmte Betätigungsweg im wesentlichen weglos ist und ein Drucksensor eine auf das Fahrpedal wirkende Kraft aufnimmt. Dabei steuert in vorteilhaf ter Weise der Drucksensor die Leistungsabgabe entsprechend einem sensierten Druck.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in:

Fig. 1 ein Diagramm einer Funktion der Drosselklappenstellung in Abhängigkeit von der Pedalstellung für eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung, und

Fig. 2 ein Diagramm einer Funktion der Drosselklappenstellung in Abhängigkeit von der Pedalstellung für eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Er findung.

Fig. 1 zeigt eine erste Funktion einer Drosselklappenstellung in Abhängigkeit von der Fahr pedalstellung. Die Stellung der Drosselklappe entspricht dabei der Leistungsabgabe des Antriebsaggregats derart, daß die Leistungsabgabe um so größer ist, je weiter die Drossel klappe geöffnet ist. Selbstverständlich kann zur Steuerung der Leistungsabgabe statt der Drosselklappe auch eine andere Vorrichtung, wie beispielsweise eine Einspritzvorrichtung für Kraftstoff verwendet werden. Die Drosselklappenfunktion ist nur beispielhaft als eine mögliche Veranschaulichung dargestellt.

Die durchgezogene Linie zeigt den Verlauf bei einer herkömmlichen Kickdown-Vorrichtung. Hierbei tritt bei einer Auslenkung von 90% eine abrupte und plötzliche Öffnung der Drossel klappe in der Art einer Sprungfunktion auf, was zu einem plötzlichen und unkomfortablen Übergang in einen sportlichen bzw. kraftvollen Fahrbetrieb führt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung folgt die Funktion der Drosselklappenstellung der gestri chelten Linie, d. h. es erfolgt kein abrupter Übergang, sondern es gibt einen Bereich zwi schen 70% und 90% Auslenkung, in dem die Leistungsabgabe mit zunehmender Auslen kung zwar nicht sprunghaft, aber doch schneller bzw. steiler ansteigt als in einem ersten Be reich zwischen 0% und 70%. Dieser Anstieg kann, wie die strichpunktierte Linie zeigt auch nichtlinear sein.

Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, wobei wiederum die durchgezogene Linie eine Funktion gemäß dem Stand der Technik darstellt, wie sie auch in Fig. 1 zu sehen ist. Die gestrichelte Linie zeigt wieder die erfindungsgemäße Funktion. Hierbei ist ersichtlich, daß in einem Bereich von 0% bis 100% Auslenkung die Leistungsabgabe, d. h. die Drossel klappenauslenkung, kontinuierlich mit der Auslenkung des Fahrpedals steigt. Danach erfolgt zwar mechanisch keine weitere Auslenkung des Fahrpedals mehr, jedoch nimmt ein Druck sensor den auf das Fahrpedal wirkenden Druck (gepunktete Linie) auf und steuert die Dros selklappe derart an, daß mit zunehmendem sensiertem Druck der Drosselklappenwinkel und damit die Leistungsabgabe weiter steigt. Der zweite Bereich, in dem die Leistungsabgabe steiler steigt ist somit im wesentlichen weglos und nur durch den vom Fahrer auf das Fahr pedal ausgeübten Druck bestimmt. Auch hier ist ein linearer oder nichtlinearer Funktionsver lauf möglich.

Das Fahr- bzw. Gaspedal ist damit in wenigstens zwei Bereiche aufgeteilt. Einen normalen Bereich für ruhige Fahrweise mit durchschnittlichen Leistungsanforderungen mit wenig Kraftstoffverbrauch des Antriebsaggregats und einem allmählich zunehmend sportlichen Bereich für die Anforderung erhöhter Fahrleistung. Die Bereiche sind in vorteilhafter Weise für den Fahrer durch zunehmenden Widerstand des Fahrpedals erkennbar. Der zweite Be reich (Kickdown-Bereich) kann, wie oben erwähnt, nahezu weglos und nur durch die stär kere Kraft auf das Gaspedal, welches an einem Drucksensor anliegt, gekennzeichnet sein. Ferner kann im zweiten Bereich eine über den Weg zunehmende Kraft entgegen der Aus lenkung vorgesehen sein.

Der Übergabepunkt bzw. der Übergangspunkt zu stärker steigender Leistungsabgabe kann adaptiert werden. Im Vollanschlag des ersten oder auch Eco-Bereichs ist eine langsame Zunahme der Sportlichkeit möglich. Im Gegensatz dazu wirkte der bisher bekannte Kick down-Schalter eher brutal und unkomfortabel.

Ferner ist eine unbewußte Mitteilung des Fahrers über kritische Situationen an das Motor management und die Getriebesteuerung möglich, nämlich dann, wenn er das Gaspedal bis zum Bodenblech durchpreßt. Für diese Betriebssituation kann man eine maximale Lei stungsabgabe des Antriebsaggregats unter Inkaufnahme eines Komfortverlustes einstellen.

Das erfindungsgemäße System kann einfach beispielsweise durch Einbau einer zweiten oder dritten Feder zur Gegenkrafterzeugung zusammen mit entsprechender Software im Motormanagement und der Getriebesteuerung einfach, kostengünstig und höchst flexibel realisiert werden.

Der stufenlose "Kickdown-Bereich" (sogn. Power Mode) hat keine Toleranzprobleme, da hier ein vorhandener, linearer Gaspedalsensor verwendet werden kann. Ferner erkennt das Sy stem besser den Fahrerwunsch auch dann, wenn das Gaspedal am Eco-Vollgasanschlag ist.

Bei der Endmontage beim Hersteller stellt der Monteur die Betätigungskraftschwelle fest und gibt dem Motorsteuergerät einmalig ein, daß hier die Betätigungskraftzunahme beginnt und die Leistungsabgabe dementsprechend stärker mit dem Pendelausschlag steigen soll. Die Eingabe kann beispielsweise über einen Diagnosestecker erfolgen.

Das System kann durch einen Betätigungskraftsensor selbstlernend ausgeführt oder adap tiert werden.

In einem ersten Bereich (0% bis 70% in Fig. 1 bzw. 0% bis 90% in Fig. 2) kann ein zu nehmender Betätigungswiderstand des Fahrpedals vorgesehen sein. Ein zweiter Bereich (70% bis 90% in Fig. 1 bzw. über 100% in Fig. 2) kann nahezu weglos sein, wobei ein Drucksensor die Steuerung übernimmt. So erfolgt nur durch eine Zunahme der Betätigungs kraft auf das Fahrpedal bei voll durchgedrücktem Fahrpedal eine Erhöhung der Leistungs abgabe das Antriebsaggregats.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern der Leistungsabgabe einer Kraftmaschine, insbesondere eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs, mit einem auslenkbaren Betätigungs organ, wobei über einen ersten vorbestimmten Betätigungsweg die Leistungsabgabe mit zunehmendem Betätigungsweg mit einer ersten vorbestimmten Steigung steigt, dadurch gekennzeichnet, daß über einen zweiten oder wenigstens einen weiteren vorbestimmten Betätigungsweg die Leistungsabgabe mit zunehmendem Betätigungsweg mit einer zweiten oder je weils weiteren vorbestimmten Steigung steigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über wenigstens einen dritten oder weiteren vorbestimmten Betätigungsweg die Lei stungsabgabe mit zunehmendem Betätigungsweg mit einer dritten oder weiteren vorbestimmten Steigung steigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite und/oder weitere Steigung konstant ist oder über den jeweiligen Betätigungsweg des Betätigungsorgans variiert.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und/oder weitere Steigung größer oder kleiner ist als die erste Steigung, und/oder daß die zweite und/oder weitere Steigung einen linearen oder nichtlinearen Verlauf aufweist.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme der Leistungsabgabe mit zunehmender Auslenkung des Betätigungsor gans stetig ist oder bei einer vorbestimmten Auslenkung sprunghaft steigt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese vorbestimmte Auslenkung am Übergang vom ersten in den zweiten und/oder weiteren Bereich angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Auslenkung des Betätigungsorgans eine Kraft entgegen dieser Auslenkung ansteigt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß über den zweiten und/oder weiteren vorbestimmten Betätigungsweg die Kraft entge gen der Auslenkung des Betätigungsorgans stärker steigt als im ersten vorbestimm ten Betätigungsweg.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft entgegen der Auslenkung am Übergang vom ersten in den zweiten und/oder am jeweiligen Übergang in einen weiteren vorbestimmten Auslenkungsbereich stetig verläuft oder sprunghaft steigt.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan ein Fahrpedal, insbesondere ein Gaspedal ist.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmaschine eine Innenbrennkraftmaschine ist.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Öffnungswinkel einer Drosselklappe der Kraftmaschine betä tigt.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsabgabe über einen Drosselklappenwinkel einer Drosselklappe an der Kraftmaschine bestimmt ist.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Regeleinrichtung einer Einspritzpumpe betätigt.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsabgabe über eine Regeleinrichtung einer Einspritzpumpe bestimmt ist.

16. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Auslenkungsbereich ein Winkelbereich ist.

17. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite oder wenigstens eine weitere vorbestimmte Betätigungsweg im wesentli chen weglos ist und ein Drucksensor eine auf das Fahrpedal wirkende Kraft auf nimmt.

18. Verfahren zum Steuern der Leistungsabgabe einer Kraftmaschine, insbesondere ei nes Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs, mit einem auslenkbaren Betätigungsor gan, wobei über einen ersten vorbestimmten Betätigungsweg die Leistungsabgabe mit zunehmendem Betätigungsweg mit einer ersten vorbestimmten Steigung gestei gert wird, dadurch gekennzeichnet, daß über einen zweiten oder wenigstens einen weiteren vorbestimmten Betätigungsweg die Leistungsabgabe mit zunehmendem Betätigungsweg mit einer zweiten oder je weils weiteren vorbestimmten Steigung gesteigert wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß über wenigstens einen dritten oder weiteren vorbestimmten Betätigungsweg die Lei stungsabgabe mit zunehmendem Betätigungsweg mit einer dritten oder weiteren vorbestimmten Steigung gesteigert wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite und/oder weitere Steigung konstant gehalten wird oder über den jeweiligen Betätigungsweg des Betätigungsorgans variiert wird.

21. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und/oder weitere Steigung größer oder kleiner ist als die erste Steigung.

22. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme der Leistungsabgabe mit zunehmender Auslenkung des Betätigungsor gans stetig durchgeführt wird oder bei einer vorbestimmten Auslenkung sprunghaft gesteigert wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Auslenkung am Übergang vom ersten in den zweiten und/oder weiteren Bereich angeordnet wird.

24. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Auslenkung des Betätigungsorgans eine Kraft entgegen dieser Auslenkung gesteigert wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß über den zweiten und/oder weiteren vorbestimmten Betätigungsweg die Kraft entge gen der Auslenkung des Betätigungsorgans stärker gesteigert wird als im ersten vor bestimmten Betätigungsweg.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft entgegen der Auslenkung am Übergang vom ersten in den zweiten und/oder am jeweiligen Übergang in einen weiteren vorbestimmten Auslenkungsbereich stetig verläuft oder sprunghaft gesteigert wird.

27. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan ein Fahrpedal, insbesondere ein Gaspedal ist.

28. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmaschine eine Innenbrennkraftmaschine ist.

29. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Öffnungswinkel einer Drosselklappe der Kraftmaschine betä tigt.

30. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsabgabe über einen Drosselklappenwinkel einer Drosselklappe an der Kraftmaschine bestimmt wird.

31. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Regeleinrichtung einer Einspritzpumpe betätigt.

32. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsabgabe über eine Regeleinrichtung einer Einspritzpumpe bestimmt wird.

33. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Auslenkungsbereich ein Winkelbereich ist.

34. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite oder wenigstens eine weitere vorbestimmte Betätigungsweg im wesentli chen weglos ist und ein Drucksensor eine auf das Fahrpedal wirkende Kraft auf nimmt.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor die Leistungsabgabe entsprechend einem sensierten Druck steuert.