DE10011706A1

DE10011706A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10011706A1
Application number: DE2000111706
Authority: DE
Inventors: Andrea Lohmann; Michael Baeuerle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-13
Also published as: WO2001066924A1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs vorgeschlagen, bei welchem bei Erkennen des Befahrens einer Schlechtwegstrecke durch das Fahrzeug die Pedalempfindlichkeit verändert wird.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs.

In der DE-A 196 15 806 wird ein Steuersystem beschrieben, bei welchem auf der Basis der Stellung eines vom Fahrer be tätigbaren Bedienelements, beispielsweise eines Fahrpedals, ggf. unter Berücksichtigung weiterer Betriebsgrößen wie der Motordrehzahl, ein Fahrerwunschwert gebildet wird. Dieser wird gefiltert und dient als Basis zur Steuerung der An triebseinheit über steuerbare Parameter, bei einer Brenn kraftmaschine z. B. die Luftzufuhr, der Zündwinkel und/oder die einzuspritzende Kraftstoffmenge. Das zur Filterung des Fahrerwunschwertes verwendete Filter weist veränderbare Pa rameter auf. Je nach Fahrertyp werden diese Parameter ange paßt, so dass bei einem sportlicheren Fahrertyp eine gerin gere Filterung vorgenommen wird als bei einem komfortbeton ten Fahrer. Dadurch wird eine Verbesserung der Funktionswei se des Steuersystems erreicht. Auf diese Weise wird die Pe dalempfindlichkeit beeinflußt, d. h. das Ausmaß der Änderung der vom Fahrerwunschwert vorgegebenen Größe bei Änderung des Fahrerwunsches bzw. der Bedienelementestellung verändert.

Aus der DE 27 54 825 C2 ist eine andere Vorgehensweise zur Veränderung der Pedalempfindlichkeit bekannt. Dort wird die Umsetzung des Stellungswertes des vom Fahrer betätigbaren Bedienelements (Fahrpedalstellung, Fahrerwunsch) in einen Steuerwert für die Antriebseinheit (z. B. Drosselklappensoll winkel) abhängig von verschiedenen Betriebsgrößen wie das Einlegen des Rückwärtsganges, Antriebsradschlupf, etc. ver ändert. Beispielsweise wird die Pedalempfindlichkeit bei Einlegen des Rückwärtsganges verringert, da bei einer Ände rung der Bedienelementestellung eine geringe Änderung des Steuerwerts erfolgt als im Normalbetrieb bei gleicher Stel lungsänderung.

In einigen Anwendungsfällen, insbesondere bei sportlich ori entierten Fahrzeugen, die eine große Pedalempfindlichkeit aufweisen, d. h. bei denen eine kleine Veränderung des Pedals eine große Änderung des Drehmoments der Antriebseinheit be wirkt, hat es sich gezeigt, dass bei Befahren von Schlecht wegstrecken Mitkopplungen des Fahrerfußes mit dem Verbund Antriebsstrang/Fahrzeug auftreten. Diese Mitkopplungen wer den durch stärkere Fahrbahnunebenheiten angeregt und führen zu einem Schaukeln bzw. Ruckeln des Fahrzeugaufbaus (Bonan za-Effekt), der den Fahrkomfort stark beeinträchtigt.

Verfahren zur Erkennung von Schlechtwegstrecken und deren Unterscheidung zu Verbrennungsaussetzern sind in vielfacher Weise aus dem Stand der Technik bekannt. Dort werden Schlechtwegerkennung auf der Basis von Kurbelwellendrehzahl schwankungen (DE-A 43 16 409, US-Patent 5,513,521), auf der Basis einer den Luftmassendurchsatz im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine repräsentierenden Größe (DE-A 41 15 032, US-Patent 5,432,701), nach Maßgabe von Raddrehzahlschwankun gen (DE-A 42 15 938, US-Patent 5,357,788) oder auf der Basis eines Tankdrucksensorsignals (DE-A 42 29 487, US-Patent 5,353,644) beschrieben.

Vorteile der Erfindung

Die Veränderung der Pedalempfindlichkeit bei Erkennen einer Schlechtwegstrecke verbessert den Fahrkomfort erheblich, da Mitkopplungen des Fahrerfußes mit dem Verbund Antriebs strang/Fahrzeug und die daraus folgenden Schwingungen der Fahrzeugkarosserie vermieden bzw. stark reduziert werden.

Vorteilhaft ist es, zur Veränderung der Pedalempfindlichkeit die Zuordnung der Pedalstellung bzw. des daraus abgeleiteten Fahrerwunsches zu der zu steuernden Größe (Drehmoment, Lei stung, etc.) und/oder die Fahrerwunschdämpfung entsprechend zu ändern. Damit wird erreicht, daß bei Befahren einer Schlechtwegstrecke das Ausmaß der Änderung der vom Fahrer wunschwert vorgegebenen, zu steuernden Größe bei Änderung des Fahrerwunsches bzw. der Bedienelementestellung verrin gert wird, bzw. die Dämpfung des Fahrerwunschwertes vergrö ßert wird.

Besonders vorteilhaft ist, dass die wesentliche Verbesserung des Fahrkomforts beim Befahren von Schlechtwegstrecken ohne zusätzlichen Hardwareaufwand erreicht wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei ein Übersichtsblockschaltbild einer Steuerein richtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs, während in Fig. 2 anhand eines Ablaufdiagramms ein bevor zugtes Ausführungsbeispiel der Veränderung der Pedalempfind lichkeit bei Erkennen einer Schlechtwegstrecke dargestellt ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

In Fig. 1 ist eine elektronische Steuereinheit 10 darge stellt, welche über eine Eingangsschaltung 12, wenigstens einen Mikrocomputer 14 sowie eine Ausgangsschaltung 16 ver fügt. Eingangsschaltung, Ausgangsschaltung und Mikrocomputer sind über ein Kommunikationssystem 18 zum gegenseitigen Da tenaustausch miteinander verknüpft. Den Eingangsschaltung 12 der Steuereinheit 10 sind die Eingangsleitungen 20, 22 und 24 bis 26, in einem anderen Ausführungsbeispiel als Buslei tung, zugeführt. Dabei wird der Eingangsschaltung 12 über die Eingangsleitung 20 von einer entsprechenden Messeinrich tung 28 ein die Motordrehzahl repräsentierendes Signal, über die Leitung 22 von einer Messeinrichtung 32 ein die Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements repräsentieren des Signal zugeführt. Über die Eingangsleitungen 24 bis 26 werden von Messeinrichtungen 34 bis 36 Betriebsgrößensignale zugeführt, welche im Zusammenhang mit der von der Steuerein heit 10 durchgeführten Steuerfunktion ausgewertet werden. Diese Betriebsgrößensignale repräsentieren z. B. die Motor temperatur, die Motorlast, den Luftdurchsatz, den Tankdruck, die Raddrehzahlen, etc. Über die Ausgangsschaltung 16 beein flußt die Steuereinheit 10 wenigstens eine Ausgangsgröße der nicht dargestellten Antriebseinheit, beispielsweise deren Drehmoment oder deren Leistung. Im bevorzugten Ausführungs beispiel einer Brennkraftmaschine steuert die Steuereinheit 10 dazu die Luftzufuhr zu einer Brennkraftmaschine (Aus gangsleitung 40), deren Kraftstoffzumessung (Ausgangsleitun gen 42) und/oder Zündwinkel (Ausgangsleitungen 44).

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ermittelt der Mikrocompu ter 14 aus dem Betätigungsgrad des Bedienelements und gege benenfalls wenigstens einer weiteren Betriebsgröße, bei spielsweise der Motordrehzahl, einen Vorgabesteuerwert für die zu steuernde Größe, z. B. einer Ausgangsgröße der An triebseinheit (Drehmoment, Leistung). Die Umsetzung des Be tätigungsgrades in den Vorgabesteuerwert erfolgt dabei be vorzugt mittels einer Kennlinie oder eines Kennfeldes. Letz terer wird unter Berücksichtigung der Istgröße der zu steu ernden Größe in Ansteuersignale zur Beeinflussung der ge steuerten Parametern im Sinne einer Annäherung der Istgröße an die Vorgabegröße umgesetzt. Die Vorgabegröße (Fahrer wunsch) wird dabei in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Blick auf die Verminderung oder Reduzierung von Schwin gungen im Triebstrang des Fahrzeugs gefiltert, d. h. einer Anstiegsbegrenzung unterzogen. Ferner umfasst der Mikrocom puter 14 Programme, welche beispielsweise entsprechend einer der aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannten Vorgehensweise das Befahren einer Schlechtwegstrecke erken nen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei Vorgabegröße und Istgröße um eine Ausgangsgröße der An triebseinheit, insbesondere um deren Drehmoment (Verbren nungsmoment oder Kupplungsmoment).

Die Pedalempfindlichkeit, d. h. das Ausmaß der Änderung der Ausgangsgröße der Antriebseinheit bei Änderung des Betäti gungsgrades wird wesentlich durch die Umsetzung des Betäti gungsgrades in die Vorgabegröße und/oder durch die Dämpfung des Fahrerwunsches festgelegt. Erfindungsgemäß wird bei Er kennen des Befahrens von Schlechtwegstrecken zur Vermeidung von Mitkopplungen zwischen Fahrerfuß und Antriebsstrang bzw. Fahrzeug und der dadurch angeregten Schwingungen im Fahr zeugaufbau auf eine andere Pedalempfindlichkeit umgeschal tet. Dadurch wird im Gegensatz zum Normalbetrieb die Ände rung der Ausgangsgröße bei gleicher Änderung des Betäti gungsgrades kleiner bzw. die Dämpfung vergrößert. Auf diese Weise führen Schlechtwegstrecken zu einer Verminderung des Schwingens des Fahrzeugaufbaus, im Idealfall zu einer voll ständigen Vermeidung.

Dieser Effekt wird erreicht, wenn ergänzend zu oder anstelle der Veränderung des Zusammenhangs des Betätigungsgrads zum Vorgabewert die Dämpfungsparameter des Filters bei Erkennen einer Schlechtwegstrecke im Sinne einer größeren Dämpfung verändert werden.

Zur Verbesserung der Funktion ist ferner vorgesehen, den Um schaltvorgang nicht schlagartig vorzunehmen, sondern zu glätten, in dem die beeinflußten Parameter gemäß einer vor gegebenen Zeitfunktion vom alten auf den neuen Wert geführt werden. Dies erfolgt bei Erkennen einer Schlechtwegstrecke und/oder bei Verlassen dieser Schlechtwegstrecke.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in Form eines Ab laufdiagramms in Fig. 2 dargestellt. Das dort dargestellte Ablaufdiagramm beschreibt die Realisierung der oben darge stellten Vorgehensweise im Rahmen eines Programms des Mikro computers 14.

In Fig. 2 ist eine erste Kennlinie oder Kennfeld 100 darge stellt, welchem wenigstens der Betätigungsgrad β eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements zugeführt wird. Ferner wird in einem Ausführungsbeispiel dem Kennfeld 100 ein die Motordrehzahl nmot repräsentierendes Signal zugeführt. Nach Maßgabe des Kennfeldes bzw. der Kennlinie 100 wird aus dem Betätigungsgrad ein Fahrerwunschwert FW, der im bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Solldrehmoment dargestellt, ermit telt. Die Kennlinie bzw. das Kennfeld 100 wird dabei im Rah men der Applikation bedatet und stellt eine bestimmte Pedal empfindlichkeit bereit. Dies bedeutet, dass ein bestimmtes Betätigungsmaß des Bedienelements zu einer bestimmten Ände rung des Fahrerwunschwertes und damit, wie unten beschrie ben, zu einer bestimmten Änderung der Ausgangsgröße der An triebseinheit führt. Der auf diese Weise ermittelte Fahrer wunschwert wird über ein Schaltelement 102 und in einem be vorzugten Ausführungsbeispiel über ein Filterelement 104 dem Motorsteuerprogramm 106 zugeführt. Dort wird der Fahrerwun schwert FW unter Berücksichtigung weiterer Betriebsgrößen wie Motordrehzahl, Motortemperatur, Luftdurchsatz, etc. so wie entsprechender Vorgabegrößen anderer Systeme, wie einer Getriebesteuerung, einer Antriebsschlupfregelung, etc. in Steuergrößen umgesetzt, im Falle einer Brennkraftmaschine beispielsweise Luftzufuhr, Kraftstoffzufuhr und/oder Zünd winkeleinstellung. Diese werden derart berechnet, dass die Ausgangsgröße der Antriebseinheit die vom Fahrer mittels des Fahrerwunschwerts oder von anderen Steuersystemen vorgegebe nen Wert einnimmt.

Neben dem Kennfeld bzw. der Kennlinie 100 ist wenigstens ein zweites Kennfeld bzw. eine zweite Kennlinie 108 vorgesehen, welche eine geringere Pedalempfindlichkeit als das Kennfeld bzw. die Kennlinie 100 repräsentiert. Dies bedeutet, dass bei einer Änderung des Betätigungsgrads um eine bestimmte Größe beim Kennfeld 100 eine größere Änderung des Fahrerwun sches und damit der Ausgangsgröße der Antriebseinheit statt findet als beim Einsatz des Kennfelds 108. Auch dem Kennfeld 108 werden in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zusätz lich die Motordrehzahl nmot zugeführt. Im Kennfeld bzw. in der Kennlinie 108 wird in Abhängigkeit des Betätigungsgrades β ebenfalls ein Fahrerwunschwert gebildet, der, bei entspre chender Schalterstellung, über das Schaltelement 102 der Steuerfunktion 106 zugeführt wird. Auch das Kennfeld bzw. die Kennlinie 108 wird im Rahmen der Applikation bedatet.

Das Schaltelement 102 wird in Abhängigkeit des Signals B_SWE umgeschaltet, welches in einer Schlechtwegerkennungseinheit 110 gebildet wird. Dieser Einheit 110 werden die zur Schlechtwegerkennung ausgewerteten Signale zugeführt, je nach Ausführungsbeispiel ein Tankdrucksignal, Raddrehzahlsi gnale, Kurbelwellendrehzahlsignale, etc. Wird in der Einheit 110 das Befahren einer Schlechtwegstrecke erkannt, so wird das Signal B_SWE erzeugt und das Schaltelement 102 in die strichlierte Stellung umgeschaltet. Dies bedeutet, dass der der Antriebseinheitsteuerung zugrundeliegende Fahrerwun schwert nunmehr nach Maßgabe des Kennfeldes 108 und nicht mehr nach Maßgabe des Kennfeldes 100 gebildet wird. Da das Kennfeld 108 eine geringere Pedalempfindlichkeit aufweist, ist die Änderung des Fahrerwunschwertes und damit die Ände rung der Ausgangsgröße der Antriebseinheit bei entsprechen der Änderung des Betätigungsgrades kleiner als bei einem mittels des Kennfelds 100 berechneten Fahrerwunschwerts.

Alternativ hierzu oder zusätzlich wird durch das Signal B_SWE ferner der oder die Parameter des Filterelements 104 umgeschaltet, wobei eine verstärkte Dämpfung des Fahrerwun schwertes erreicht wird, wenn eine Schlechtwegstrecke befah ren wird. Im einem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Tiefpaßfilterung mit einer veränderlichen Konstante, die bei Erkennen einer Schlechtwegstrecke vergrößert wird. Auch diese Maßnahme trägt zur Vermeidung bzw. Verringerung der Mitkopplungen und somit des unkomfortablen Fahrverhal tens bei.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahr zeugs, wobei wenigstens auf der Basis des Betätigungsgra des eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements eine Be triebsgröße der Antriebseinheit gesteuert wird, wobei das Befahren einer Schlechtwegstrecke durch das Fahrzeug er kannt wird und wobei bei der Umsetzung des Betätigungs grades in die Betriebsgröße eine Pedalempfindlichkeit vorgegeben wird, die das Ausmaß der Änderung dieser Größe bei Änderung des Betätigungsgrades repräsentiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalempfindlichkeit verändert wird, wenn das Befahren einer Schlechtwegstrecke erkannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsgrad mittels einer vorgegebenen Zuordnung in einen Fahrerwunschwert umgesetzt wird, wobei wenig stens zwei Zuordnungen unterschiedlicher Pedalempfind lichkeiten vorgesehen sind und bei Erkennen einer Schlechtwegstrecke von der einen zur anderen umgeschaltet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass ein Filterelement vorgesehen ist, welches wenigstens einen veränderbaren Filterparame ter aufweist und welches die aus dem Betätigungsgrad ab geleitete Größe filtert, wobei bei erkannter Schlechtweg strecke eine Änderung des wenigstens einen Filterparame ters im Sinne einer vergrößerten Dämpfung erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Fahrerwunschwertes neben dem Betätigungs grad des Bedienelements die Motordrehzahl herangezogen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass abhängig vom Betätigungsgrad als Betriebsgröße eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit, insbesondere deren Drehmoment oder Leistung, eingestellt wird.

6. Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahr zeugs, mit einer elektronischen Steuereinheit, die eine Eingangsschaltung zum Empfang wenigstens eines den Betä tigungsgrad eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements repräsentierenden Signals aufweist, welche einen Mikro computer umfasst, der Mittel aufweist, welche das Befah ren einer Schlechtwegstrecke durch das Fahrzeug erkennen, Mittel aufweisen, die auf der Basis des Betätigungsgrades eine Betriebsgröße der Antriebseinheit einstellen, wobei bei der Umsetzung des Betätigungsgrades in die Betriebs größe eine Pedalempfindlichkeit vorgegeben wird, die das Ausmaß der Änderung dieser Größe bei Änderung des Betäti gungsgrades repräsentiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocomputer derart ausgestaltet ist, dass er bei Erkennen des Befahrens einer Schlechtwegstrecke eine Ver änderung der Pedalempfindlichkeit vornimmt.