DE3138371C2

DE3138371C2 -

Info

Publication number: DE3138371C2
Application number: DE3138371A
Authority: DE
Inventors: Dieter 1000 Berlin De Chemnitz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-09-26
Filing date: 1981-09-26
Publication date: 1988-01-07
Also published as: DE3138371A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung eines Antriebsaggregates eines Kraftfahrzeuges gemäß Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Bauart ist aus der DE-OS 28 36 082 bekannt. Die Einstellung eines optimalen Kraft stoffverbrauches erfolgt hier über den Motor- und Getriebe kennlinienspeicher in Abhängigkeit eines den Leistungs-Soll wert des Antriebsmotors vorgebenden Betätigungsorgans, in dem nach Maßgabe des vorgegebenen Leistungs-Sollwertes in einem ersten Regelkreis aus dem Getriebekennlinienspeicher in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit eine Getriebe übersetzung und in einem zweiten Regelkreis aus dem Motor kennlinienfeld in Abhängigkeit der sich aus der veränderten Getriebeübersetzung einstellenden Motordrehzahl eine Steuer größe für den Antriebsmotor eingestellt wird. Mit der be kannten Vorrichtung ist es daher möglich, für eine bestimmte Leistung des Antriebsaggregates den Kraftstoffverbrauch mini mal zu halten. Dagegen ist die Vorrichtung nicht in der Lage, für eine vorgegebene Fahrstrecke und einer gewählten Fahr zeit unter Berücksichtigung des Streckenprofils eine ver brauchsoptimale Fahrweise einzustellen.

Ferner ist aus der DE-OS 29 42 961 eine Vorrichtung zum Opti mieren des Kraftstoffverbrauches bei einem Fahrzeugmotor be kannt, gemäß der anhand des augenblicklichen Kraftstoffver brauches sowie der vorhandenen Antriebsleistung die ver brauchsgünstigste Gangstufe des Getriebes ermittelt und ein gelegt wird und anschließend durch Zu- und Abschalten von Zylindern der Motor auf den verbrauchsgünstigsten Betriebs punkt eingestellt wird. Hinsichtlich einer verbrauchsopti malen Fahrweise für eine vorgegebene Fahrstrecke unter Be rücksichtigung des Streckenprofils und einer gewählten Fahr zeit hat diese Vorrichtung die gleichen Nachteile wie die jenige aus der gattungsbildenden Druckschrift.

Schließlich ist aus der DE-OS 27 19 209 eine Vorrichtung zur Begrenzung des Kraftstoffverbrauches bekannt, bei welcher ein gewünschter Kraftstoffverbrauch vorgegeben und entsprechend dem eine Kraftstoffdurchflußdrossel und eine Luftansaugdrossel eingestellt werden.

Bei dieser Vorrichtung wird zwar der Kraftstoffverbrauch be grenzt, jedoch bleibt hierbei der Wirkungsgrad des Antriebs aggregates unberücksichtigt, d. h., die Vorrichtung erkennt nicht, ob der vorgegebene Sollwert mit dem momentan günstigsten Betriebspunkt des Antriebsaggregates überein stimmt. Es ist daher möglich, daß das Fahrzeug auf bestimmten Streckenabschnitten zwar unter Einhaltung des vorgegebenen Kraftstoffverbrauches, nicht jedoch entsprechend einem opti malen Verbrauch zu betreiben. Mit der bekannten Vorrichtung ist somit ein verbrauchsoptimiertes Fahren nur dann gegeben, wenn der vorgegebene Verbrauch mit dem am Antriebsaggregat in Abhängigkeit der eingelegten Gangstufe, der Motordreh zahl und der Last sich gerade ergebenden optimalen Verbrauch übereinstimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Regelung eines Antriebsaggregates eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches anzugeben, mit der unter Berücksichtigung der jeweiligen verbrauchsoptimalen Motorbetriebspunkte in Abhängigkeit der befahrenen Strecke und einer zeitlichen Restriktion ein minimaler Kraftstoff verbrauch erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Pa tentanspruches gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, ein Kraftfahrzeug mit einem den streckenabhängigen Fahr widerständen angepaßten Kraftstoffverbrauch unter Be rücksichtigung einer zeitlichen Restriktion derart zu fahren, daß auf allen Streckenabschnitten eine gleiche Zeitersparnis erzielt wird. Das Fahrzeug kann dadurch beim Durchfahren einer bestimmten Fahrstrecke verbrauchs optimal betrieben werden, das heißt, daß ein bestimmtes Fahrzeug eine bestimmte Fahrstrecke mit gegebenen Fahr widerständen in einer vorgegebenen Zeit mit dem kleinst möglichen Kraftstoffverbrauch zurücklegen kann.

Der Grenzverbrauch kann in jedem Augenblick der Fahrt bestimmt werden, um dann angezeigt und/oder in einem Geschwindigkeitsregler weiter verarbeitet zu werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei beispiels weisen Ausführungsformen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, bei der der Grenzwert in einem Geschwindigkeits regler weiter verarbeitet wird,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, bei der der Grenzwert angezeigt wird, und

Fig. 3 eine in eine Kraftfahrzeug-Geschwindigkeits- Anzeigevorrichtung integrierte Anzeigevor richtung, die die Abweichung der tatsächli chen Geschwindigkeit von der dem Grenzver brauch q _soll entsprechenden Geschwindigkeit anzeigt.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild einer Vorrich tung zur Regelung einer Antriebsmotor-Getriebe-Einheit eines Kraftfahrzeuges umfaßt einen ein Getriebekennfeld enthaltenen Getriebekennlinienspeicher 1, einen Leistungs kennlinien des Antriebsmotors enthaltenden Motorkennli nienspeicher 2, ein Motordrehzahl-Meßgerät 3 und ein Kraft stoffverbrauchs-Meßgerät 4, die über Informationsleitun gen 5, 6, 7 und 8 mit einem durch einen Mikroprozessor ge bildeten Steuergerät 9 verbunden sind. Das Steuergerät 9 ermittelt anhand der Leistungskennlinien des Motorkenn linienspeichers den Kraftstoffverbrauch des Motors in den zu einer geforderten Leistung gehörenden, in den unter schiedlichen Getriebegängen vorliegenden Betriebspunkten und wählt den jeweils verbrauchsgünstigsten Betriebspunkt aus. Dabei kann der verbrauchsgünstigste Getriebegang über eine Anzeigeeinrichtung dem Fahrer übermittelt wer den, oder der Betriebspunkt wird direkt zur Steuerung eines automatischen Getriebes benutzt. Gleichzeitig wird der zu dem momentanen Betriebspunkt gehörende Grenzverbrauch γ durch das Steuergerät 9 ermittelt und über eine Infor mationsleitung 10 einem Geschwindigkeitsregler 11 zuge führt.

Soll eine vorbestimmte Fahrstrecke unter Beachtung einer zeitlichen Restriktion zurückgelegt werden, so ist eine als Grenzverbrauch q _soll definierte Sollwertvorgabe erforderlich, die dem Geschwindigkeitsregler 11 über eine Informationsleitung 14 zugeführt wird. Dieser Grenzver brauch q _soll, der abhängig ist vom Fahrtzweck und auf grund von Erfahrungen oder Wertvorstellungen individuell gewählt werden kann, gibt an, um welchen Betrag sich der Zielfunktionswert Kraftstoffverbrauch gegenüber dem bei einem Grenzverbrauch γ = 0 kleinstmöglichen Kraftstoffver brauch erhöht. Ökononisch interpretiert drückt der Grenz verbrauch γ _soll die Wertschätzung aus, die ein Fahrer dem Gewinn einer Zeiteinheit beimißt. Dabei wird durch den der jeweiligen Fahrstreckenbeschaffenheit angepaßten Kraft stoffverbrauch unabhängig von den Fahrwiderständen eine gleiche Zeitersparnis erzielt. Diesem Grenzverbrauch γ _soll entsprechend wird während der gesamten Fahrstrecke das Fahrpedal 13 über die Informationsleitung 12 von dem Ge schwindigkeitsregler 11 so beeinflußt, daß der Grenzver brauch γ zu jedem Zeitpunkt der Fahrt gleich der Soll wertvorgabe γ _soll ist. Ein an sich bekannter Reise- oder Routenrechner 15 kann zweckmäßigerweise dazu die nen, dem Fahrer den Zusammenhang zwischen Fahrstrecken länge, Fahrstreckenverlauf, Fahrtzeit, Durchschnittsge schwindigkeit, Kraftstoffverbrauch und Grenzverbrauch darzustellen.

Das in der Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild einer Vor richtung zur Regelung einer Antriebsmotor-Getriebe-Ein heit eines Kraftfahrzeuges umfaßt den ein Getriebekenn feld enthaltenden Getriebekennlinienspeicher 1, den Lei stungskennlinien des Antriebsmotor enthaltenden Motoren kennlinienspeicher 2, das Motordrehzahl-Meßgerät 3 und das Kraftstoffverbrauchs-Meßgerät 4, die über die In formationsleitungen 5, 6, 7 und 8 mit dem Steuergerät 9 verbunden sind. Das Steuergerät 9 ermittelt anhand der Leistungskennlinien des Motorkennlinienspeichers den Kraftstoffverbrauch des Motors in den zu einer gefor derten Leistung gehörenden, in den unterschiedlichen Ge triebegängen vorliegenden Betriebspunkten und wählt den jeweils verbrauchsgünstigsten Betriebspunkt aus. Von dem Steuergerät 9 wird der zu dem momentanen Betriebspunkt gehörende Grenzverbrauch γ ermittelt und über die In formationsleitung 10 der Anzeigevorrichtung 16 zugeführt, die dann analog oder digital dem Fahrer den momentanen Grenzverbrauch anzeigt. Darüber hinaus kann der zu dem ausgewählten Betriebspunkt gehörende Getriebegang durch eine Anzeigevorrichtung veranschaulicht werden, wenn der verbrauchsgünstigste Getriebegang nicht eingelegt ist. Insbesondere bei Fahrzeugen mit handgeschaltetem Getriebe erhält der Fahrer konkrete und genaue Hilfen zum ver brauchsoptimalen Fahren, wenn alternativ der verbrauchs günstigste Getriebegang, wenn dieser nicht eingelegt ist, oder andernfalls der Grenzverbrauch von einer Anzeige vorrichtung angezeigt wird.

In der Fig. 3 ist eine Kraftfahrzeug-Geschwindigkeits- Anzeigevorrichtung 17 dargestellt, in die die Grenzwert anzeige integriert ist. Die Kraftfahrzeug-Geschwindig keits-Anzeigevorrichtung 17 umfaßt eine Zifferscheibe 18 mit entsprechenden Geschwindigkeitsangaben, einen Ge schwindigkeitsanzeiger 19 und ein variables Lichtband- Anzeigefeld 20, das die Abweichung der momentanen Ge schwindigkeit von der dem gewählten Grenzverbrauch γ _soll entsprechenden Geschwindigkeit angibt.

Fährt das Kraftfahrzeug z. B. mit einer Geschwindigkeit von 120 km/h und diese Geschwindigkeit entspricht dem gewählten Grenzverbrauch, so wird das Grenzverbrauchs- Anzeigefeld 20 symmetrisch unterhalb des Geschwindig keitsanzeigers 19 stehen und vorzugsweise dessen annähern de Breite aufweisen.

Fährt das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 120 km/h und diese liegt höher als es dem gewählten Grenzverbrauch q _soll entspricht, so wird diese Abweichung durch das Grenzverbrauchs-Anzeigefeld 20 angezeigt, wie in der Fig. 3 dargestellt. Der Fahrer hat nun die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Fahrzeuges so weit zu verringern, bis das Grenzverbrauchs-Anzeigefeld 20 symmetrisch zum Geschwindigkeitsanzeiger 19 steht.

Claims

Vorrichtung zur Regelung eines Antriebsaggregates eines Kraftfahrzeuges mit einem Steuergerät, von dem in Abhängigkeit der aus einem Motor- und einem Getriebekennlinienspeicher und der von einer Motordrehzahl- und einem Kraftstoffverbrauchs-Meßeinrichtung zugeführten Meßgrößen ein dem momentanen Fahrzustand entsprechender optimaler Kraftstoff verbrauchswert γ ermittelt und einer Auswerteeinrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (9) mit einem Routen- oder Streckenrechner (15) mit eingespeicherten Fahrstrecken und mit für jede Fahrstrecke in Abhängigkeit von Streckenlänge, Streckenprofil und unterschiedlichen Fahrzeiten eingespeicherten Kraftstoffverbrauchswerten γ _soll ver knüpft ist, und daß in der Auswerteeinrichtung (16) aus einem vom Routenrechner (15) anhand einer gewählten Fahrstrecke und Fahrzeit ermittelten Verbrauchswert γ _soll und dem vom Steuergerät (9) ermittelten Verbrauchswert q ein Signal zur Beeinflussung der Antriebseinheit gebildet wird.