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Die
Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zum
Betreiben einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs nach der Gattung
der unabhängigen
Ansprüche
aus.
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Es
sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben einer Antriebseinheit
eines Fahrzeugs bekannt, bei denen eine Ausgangsgröße der Antriebseinheit,
beispielsweise eine Motordrehzahl oder ein Drehmoment vorgegeben
wird. Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird beispielsweise die
Luftzufuhr zum Verbrennungsmotor über ein Stellglied eingestellt.
Als Stellglied wird dabei üblicherweise eine
Drosselklappe verwendet.
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Zum
Zweck der Verbrauchseinsparung wird bei modernen Ottomotoren im
Schubbetrieb wenn möglich
die Einspritzung von Kraftstoff abgeschaltet. Die Drosselklappe
ist dabei geschlossen. Somit ergibt sich ein hohes Bremsmoment des
Verbrennungsmotors, die so genannte Motorbremse. Durch das hohe
Motorbremsmoment verliert das Fahrzeug im Schubbetrieb deutlich
an Geschwindigkeit. In bestimmten Fahrsituationen kann dies unerwünscht sein
und der Fahrer muss nach kurzer Zeit den Schubbetrieb wieder verlassen.
Wäre hier
die Drosselklappe geöffnet,
so würde
sich ein deutlich geringeres Motorbremsmoment ergeben und das Fahrzeug
könnte
länger
im Schubbetrieb bewegt werden.
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Wird
bei hoher Motordrehzahl das Fahrpedal vom Fahrer losgelassen, so
geht der Motor normaler Weise in die sogenannte Schubabschaltung,
d. h. den Schubbetrieb, in dem kein Kraftstoff mehr eingespritzt
wird. Sobald die Motordrehzahl aber unter einen vorgegebenen Schwellwert
sinkt oder wenn beispielsweise Katalysator-Schutzfunktionen die
Schubabschaltung verbieten, so erfolgt wieder eine Kraftstoffeinspritzung
und damit eine Drehmomenterzeugung. In diesem Fall spricht man von
einem befeuerten Schubbetrieb. Dies hat verschiedene Gründe:
- 1. Wenn die Motordrehzahl weiter schnell sinkt, würde bei
Aufrechterhaltung der Schubabschaltung die Gefahr bestehen, dass
der Motor ausgeht, da dann im Fall der Unterschreitung der vorgegebenen
Leerlaufdrehzahl nicht schnell genug Drehmoment aufgebaut werden
kann.
- 2. Im Leerlaufbetrieb muss der Motor gerade soviel Drehmoment
aufbringen, wie zur Kompensation der Verlustmomente, die sich beispielsweise aufgrund
von Reibung oder dem Betrieb von Nebenaggregaten ergeben, notwendig
ist. Wenn die Motordrehzahl nur geringfügig über der vorgegebenen Leerlaufdrehzahl
liegt, kann das Drehmoment nicht schlagartig auf Null heruntergefahren werden,
da ansonsten der Leerlaufregelkreis instabil würde.
- 3. Wenn der Fahrer das Fahrpedal loslässt, kann das bedeuten, dass
er möglichst
schnell anhalten möchte.
In diesem Fall wäre
es wünschenswert, dass
unter Beachtung der motorischen und regelungstechnischen Randbedingungen
das geringst mögliche
Drehmoment eingestellt wird. Es kann aber auch bedeuten, das der
Fahrer mit dem Schwung, den das Fahrzeug noch hat, möglichst lange
rollen möchte.
In diesem Fall wäre
es wünschenswert,
dass der verbrannte Kraftstoff möglichst
wirkungsgrad optimal in kinetische Energie umgesetzt wird. Es kann
sogar wünschenswert sein,
eine erhöhte
Luft- und Kraftstoffmenge zu verbrennen.
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Mittels
der Fahrzeugapplikationsdaten ist für alle Fälle einheitlich festgelegt,
welche Füllung
und welcher Zündwinkelwirkungsgrad
eingestellt wird, wenn der befeuerte Schubbetrieb vorliegt. Dies
ist in verschiedenen Fahrsituationen nicht optimal.
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Es
kann vorkommen, dass der Fahrer z. B. aufgrund einer roten Ampel
anhalten will. Aufgrund einer auf gutes Rollverhalten ausgelegten
Applikation wird in diesem Fall unnötig Drehmoment aufgebaut, das
sofort über
verstärktes
Bremsen wieder kompensiert wird. Dies führt zu unnötigem Kraftstoffverbrauch und
nebenbei zu einem erhöhten
Bremsenverschleiß.
Oder der Fahrer möchte
den Schwung des Fahrzeugs möglichst
lange zum Rollen nutzen. Wenn der befeuerte Schubbetrieb aber auf minimales
Moment ausgelegt ist, wird der Zündwinkel
auf den spätest
möglichen
Wert gezogen, d. h., das Gemisch wird mit schlechtem Wirkungsgrad
verbrannt. Der Fahrer muss die damit verbundene erhöhte Verzögerung dadurch
kompensieren, dass er früher
wieder Gas gibt, was ebenfalls verbrauchserhöhend wirkt.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Betreiben einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs mit den Merkmalen der
unabhängigen
Ansprüche
haben demgegenüber den
Vorteil, dass für
den Schubbetrieb der Antriebseinheit mindestens zwei voreingestellte
Fahrstrategien vorgegeben werden und das in dem Schubbetrieb eine
der vorgegebenen Fahrstrategien abhängig von einer Fahrsituation
ausgewählt
wird. Auf diese Weise kann für
den Schubbetrieb der Antriebseinheit diejenige Fahrstrategie ausgewählt werden,
die für
die aktuelle Fahrsituation am Besten geeignet ist, beispielsweise
im Hinblick auf die Erzielung eines möglichst geringen Kraftstoffverbrauchs.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders
einfach lässt
sich die ausgewählte
Fahrstrategie umsetzen, wenn die Ausgangsgröße durch mindestens eine Stellgröße der Antriebseinheit eingestellt
wird und die mindestens eine Stellgröße abhängig von der ausgewählten Fahrstrategie
eingestellt wird.
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Im
Falle der Verwendung eines Verbrennungsmotors eignet sich als Stellgröße besonders eine
Luftzufuhr zum Verbrennungsmotor der Antriebseinheit, ein Zündwinkel,
eine Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor und eine Getriebeübersetzung.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn bei Vorliegen einer ersten Fahrsituation
eine erste Fahrstrategie gewählt
wird, bei der die Luftzufuhr verringert und/oder der Zündwinkel
in Richtung spät
verstellt und/oder die Kraftstoffzufuhr verringert und/oder die Getriebeübersetzung
verringert wird und wenn bei Vorliegen einer zweiten Fahrsituation
eine zweite Fahrstrategie gewählt
wird, bei der die Luftzufuhr erhöht
und/oder der Zundwinkel in Richtung früh verstellt und/oder die Kraftstoffzufuhr
erhöht
und/oder die Getriebeübersetzung
erhöht
wird. Auf diese Weise lässt
sich mit Hilfe der ersten Fahrstrategie die Ausgangsgröße der Antriebseinheit
für einen
Verzö gerungsbetriebsmodus
des Fahrzeugs verringern und mit Hilfe der zweiten Fahrstrategie
lässt sich
die Ausgangsgröße der Antriebseinheit
zur Realisierung eines Rollbetriebsmodus des Fahrzeugs beibehalten oder
sogar erhöhen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Fahrsituation durch Auswertung eines
Gradienten einer von einer Betätigung
eines Bedienelementes abgeleiteten Größe oder einer von einer Vorgabe
für die
Ausgangsgröße der Antriebseinheit
abgeleiteten Größe ermittelt
wird und die erste Fahrsituation erkannt wird, wenn ein vorgegebener
Schwellwert durch den Gradienten unterschritten wird und die zweite
Fahrsituation erkannt wird, wenn der vorgegebene Schwellwert durch
den Gradienten überschritten
wird. Auf diese Weise lässt
sich die Fahrsituation besonders zuverlässig anhand des Fahrerwunsches
ermitteln.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die einzustellende Luftzufuhr
und/oder der einzustellende Zündwinkel
und/oder die einzustellende Kraftstoffzufuhr und/oder die einzustellende
Getriebeübersetzung
abhängig
vom Gradienten der von der Betätigung
des Bedienelementes abgeleiteten Größe oder der von der Vorgabe
für die
Ausgangsgröße der Antriebseinheit
abgeleiteten Größe mittels
jeweils einer Kennlinie oder jeweils eines Kennfeldes ermittelt wird.
Auf diese Weise lässt
sich die Stellgröße bzw. lassen
sich die Stellgrößen differenzierter
in Abhängigkeit
der Fahrsituation einstellen.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Fahrsituation durch Auswertung
einer Betätigung
eines Bremspedals ermittelt wird und die erste Fahrsituation erkannt
wird, wenn das Bremspedal gedrückt ist
und die zweite Fahrsituation erkannt wird, wenn das Bremspedal losgelassen
ist. Auf diese Weise lässt
sich die Fahrsituation ebenfalls besonders zuverlässig und
einfach ermitteln.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Fahrsituation durch Auswertung
einer Information über
eine Neigung des Fahrzeugs gegenüber
der Horizontalen ermittelt wird und die erste Fahrsituation bei
betragsmäßigen Überschreiten
eines vorgegebenen Schwellwertes durch die Neigung erkannt wird und
die zweite Fahrsituation bei betragsmäßigem Unterschreiten des vorgegebenen
Schwellwertes durch die Neigung erkannt wird. Auf diese Weise lässt sich
die Fahrsituation unabhängig
vom Fahrerwunsch ermitteln.
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Die
Zuverlässigkeit
bei der Ermittlung der Fahrsituation kann dadurch gesteigert werden,
dass die Fahrsituation durch Auswertung einer Fahrgeschwindigkeit
oder eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines erkannten Hindernisses
auf der Fahrbahn oder einer Verkehrsführung ermittelt wird. Auch
diese Ermittlung der Fahrsituation ist unabhängig vom Fahrerwunsch. Die
Zuverlässigkeit
bei der Ermittlung der Fahrsituation kann weiterhin dadurch gesteigert
werden, dass die erste Fahrsituation erkannt wird, wenn innerhalb
einer vorgegebenen Zeit eine Getrieberückschaltung erkannt wird und
andernfalls die zweite Fahrsituation erkannt wird. Im Falle eines
Automatikgetriebes lässt
sich die Zuverlässigkeit bei
Ermittlung der Fahrsituation dadurch steigern, dass die erste Fahrsituation
erkannt wird, wenn bei einem Automatikgetriebe die Position eines
Wählhebels
oder eines diesem entsprechenden Bedienelementes in einer anderen
Stellung als „Drive" bzw. „D" steht und andernfalls
die zweite Fahrsituation erkannt wird. Vorteilhaft ist weiterhin,
wenn bei Detektion eines Fehlers an einer sicherheitsrelevanten Komponente
des Fahrzeugs oder der Antriebseinheit die Luftzufuhr verringert
und/oder der Zündwinkel
in Richtung spät
verschoben und/oder die Kraftstoffzufuhr verringert und/oder die
Getriebeübersetzung verringert
wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein fehlerhafter
und sicherheitskritischer Betrieb des Fahrzeugs vermieden wird.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn eine Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen
der ersten Fahrsituation oder der zweiten Fahrsituation abhängig davon
ermittelt wird, welche Bedingung oder welche Bedingungen für das Erkennen
der entsprechenden Fahrsituation vorliegen und die erste Fahrsituation oder
die zweite Fahrsituation nur erkannt wird, wenn die entsprechende
Wahrscheinlichkeit für
deren Vorliegen einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Auf diese Weise
wird berücksichtigt,
dass bei der Ermittlung der Fahrsituation aufgrund einer oder mehrerer
der genannten Bedingungen eine fehlerhafte Interpretation einer
solchen Bedingung im Hinblick auf die aktuell vorliegende Fahrsituation
auftreten kann. Dabei lässt
sich unter Berücksichtigung
der Wahrscheinlichkeit für
das Vorliegen der ersten Fahrsituation oder der zweiten Fahrsituation
auch eine oder mehrere Fahrstrategien als Kompromiss zwischen der
ersten Fahrstrategie und der zweiten Fahrstrategie realisieren.
Dies erlaubt eine differenziertere Anpassung der verwendeten Fahrstrategie
an die aktuelle Fahrsituation.
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Vorteilhaft
ist es weiterhin, wenn für
die Ausgangsgröße bei Auswahl
der ersten Fahrstrategie ein Minimalwert vorgegeben wird. Auf diese
Weise lässt sich
der gewünschte
Verzögerungsmodus
besonders einfach und zuverlässig
realisieren.
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Vorteilhaft
ist weiterhin, wenn durch die erste Fahrstrategie die Ausgangsgröße der Antriebs einheit reduziert
wird und durch die zweite Fahrstrategie die Ausgangsgröße der Antriebseinheit
beibehalten oder erhöht
wird. Auf diese Weise lässt
sich besonders einfach die erste Fahrstrategie für den Verzögerungsmodus und die zweite
Fahrstrategie für
den Rollmodus des Fahrzeugs verwenden.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen 1 ein Blockschaltbild einer Antriebseinheit eines
Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor, 2 ein Funktionsdiagramm
einer beispielhaften Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 3 einen
Ablaufplan für
einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, 4 einen
Alternativablaufplan zum Ablaufplan nach 3, 5 ein
Blockschaltbild für
die Auswahl einer gewünschten
Fahrstrategie, 6 einen Ablaufplan für die Auswahl
einer gewünschten Fahrstrategie
und 7 ein Diagramm eines Drehmoments einer Antriebseinheit
eines Fahrzeugs über einer
Motordrehzahl der Antriebseinheit zur Verdeutlichung der Funktionsweise
des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 kennzeichnet 180 eine
Antriebseinheit eines Fahrzeugs. Die Antriebseinheit 180 umfasst
einen Verbrennungsmotor 1, der beispielsweise als Ottomotor
oder als Dieselmotor ausgebildet sein kann. Im Folgenden wird beispielhaft
angenommen, dass der Verbrennungsmotor 1 als Ottomotor
ausgebildet ist. Der Verbrennungsmotor 1 umfasst einen oder
mehrere Zylinder 40, deren Brennraum über eine Luftzufuhr 35 Verbrennungsluft
zugeführt
wird. In der Luftzufuhr 35 ist ein Stellglied 5 angeordnet, das
in diesem Beispiel als elektronisch gesteuerte Drosselklappe ausgebildet
sein soll und deren Öffnungsgrad
von einer Motorsteuerung 25 eingestellt wird. Auf diese
Weise lässt
sich die Zylinderfüllung
in Abhängigkeit
des Öffnungsgrades
der Drosselklappe 5 einstellen bzw. beeinflussen. Im Falle
einer Direkteinspritzung von Kraftstoff in die einzelnen Zylinder 40,
wie in 1 angedeutet, wird der Kraftstoff in den Brennraum
des entsprechenden Zylinders direkt über jeweils ein Einspritzventil 45 eingespritzt,
wobei die Einspritzmenge und die Einspritzzeit ebenfalls von der
Motorsteuerung 25 vorgegeben wird. Alternativ könnte die
Einspritzung von Kraftstoff auch in den als Saugrohr bezeichneten
Abschnitt der Luftzufuhr 35 zwischen der Drosselklappe 5 und
den in 1 aus Gründen
der Ü bersichtlichkeit
nicht dargestellten Einlassventilen der Zylinder 40 erfolgen.
Das im Brennraum der Zylinder 40 gebildete Luft-/Kraftstoffgemisch
wird über
jeweils eine Zündkerze 50 pro Zylinder 40 gezündet, wobei
die Zündkerzen 50 hinsichtlich
ihres Zündzeitpunktes
ebenfalls von der Motorsteuerung 25 angesteuert werden.
Das bei der Verbrennung des Luft-/Kraftstoffgemisches
entstandene Abgas wird über
einen Abgasstrang 55 ausgestoßen. Im Bereich der Zylinder 40 ist
ein Drehzahlsensor 60 angeordnet, der die Drehzahl des
Verbrennungsmotors 1 in dem Fachmann bekannter Weise erfasst
und den Messwert an die Motorsteuerung 25 weiterleitet.
Ferner ist ein Geschwindigkeitssensor 65 vorgesehen, der
die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in dem Fachmann bekannter
Weise erfasst und den Messwert an die Motorsteuerung 25 weiterleitet.
Ferner ist gemäß 1 ein
Neigungssensor 70 vorgesehen, in der in dem Fachmann bekannter
Weise die Neigung des Fahrzeugs gegenüber der Horizontalen erfasst
und den Messwert an die Motorsteuerung 25 weiterleitet.
Ferner ist ein Bedienelement, in diesem Beispiel ein Fahrpedal vorgesehen,
dessen Betätigungsgrad
oder Pedalwinkel von einem Fahrpedalmodul 10 erfasst und
ebenfalls der Motorsteuerung 25 mitgeteilt wird. Ferner
ist ein Bremspedal vorgesehen, dessen Betätigungsgrad von einem Bremspedalmodul 20 erfasst
und ebenfalls der Motorsteuerung 25 mitgeteilt wird. Optional und
wie in 1 dargestellt kann es weiterhin vorgesehen sein,
dass die Motorsteuerung 25 Informationen von einer Navigationseinheit 95 erhält. Weiterhin kann
die Motorsteuerung 25 optional und wie in 1 dargestellt
mit einem Fahrgeschwindigkeitsregler 165, insbesondere
einem adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregler, verbunden sein. Weiterhin
können
der Motorsteuerung 25 optional und wie in 1 dargestellt
Signale einer Bildverarbeitungseinheit 170 zugeführt werden.
Eine Ausgangsgröße des Verbrennungsmotors 1,
insbesondere ein Drehmoment oder eine Leistung, werden über ein
Getriebe 199 mit der Getriebeübersetzung ü an in 1 nicht
dargestellte Antriebsräder
des Fahrzeugs weiter gegeben. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen
werden, dass es sich bei der Ausgangsgröße des Verbrennungsmotors um
ein Drehmoment mi handelt. Das Getriebe 199 wird gemäß 1 von
einer Getriebesteuerung 175 in dem Fachmann bekannter Weise gesteuert,
wobei die Getriebesteuerung 175 über eine Schnittstelle 196,
die beispielsweise als CAN-Bus ausgebildet ist, mit der Motorsteuerung 25 Signale
austauscht.
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Erfindungsgemäß ist es
nun vorgesehen, dass in einem Schubbetrieb der Antriebseinheit 180 des
Fahrzeugs Fahrsituationen unterschieden werden, in denen ein hohes
Motorbremsmoment bzw. ein niedriges Motorbremsmoment gewünscht wird. Allgemein
sind für
den Schubbetrieb mindestens zwei voreingestellte Fahrstrategien
in der Motorsteuerung 25 vorgegeben, wobei im Schubbetrieb
eine dieser vorgegebenen Fahrstrategien abhängig von der aktuellen Fahrsituation nach
Loslassen des Fahrpedals zur Umsetzung ausgewählt wird. In Abhängigkeit
der erkannten Fahrsituation wird dann die entsprechend für diese
Fahrsituation vorgegebene Fahrstrategie von der Motorsteuerung 25 ausgewählt und
umgesetzt.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen, unter Berücksichtigung
des wahrscheinlichen Fahrerwunsches möglichst eine optimale Entscheidung
zwischen minimalem Drehmoment, also optimaler Verzögerung,
gutem Rollverhalten und geringem Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs
zu treffen. Dazu kann die Motorsteuerung 25 wie in 5 anhand
eines Blockschaltbildes dargestellt Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 umfassen,
denen Eingangsgrößen 194 zugeführt sind.
Diese Eingangsgrößen 194 sind
dabei die Signale, die der Motorsteuerung 25 gemäß 1 vom
Drehzahlsensor 60, vom Fahrpedalmodul 10, vom
Bremspedalmodul 20, von der Getriebesteuerung 175,
vom Geschwindigkeitssensor 65, vom Neigungssensor 70,
von der Navigationseinheit 95, von der adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung 165 und/oder
von der Bildverarbeitungseinheit 170 zugeführt werden.
Aus diesen Größen ermittelt
die Wahrscheinlichkeitsermittlungseinheit 197 wie später noch
erläutert
wird, einen Wahrscheinlichkeitswert W, der an Auswahlmittel 195 weitergeleitet
wird. Die Auswahlmittel 195 sind außerdem mit Vorgabemitteln 190 verbunden,
in denen die vorgegebenen voreingestellten Fahrstrategien in Zuordnung
zu jeweils einem Bereich für
den Wahrscheinlichkeitswer W abgelegt sind. Je nach dem, welchen
Wahrscheinlichkeitswert W die Auswahlmittel 195 empfangen,
wählen
die Auswahlmittel 195 die diesem Wahrscheinlichkeitswer
W zugeordnete vorgegebene Fahrstrategie aus den Vorgabemitteln 190 aus
und leiten sie an Einstellmittel 185 weiter. Die Einstellmittel 185 setzen dann
mit Hilfe von Stellgrößen 193 die
ausgewählte Fahrstrategie
um. Bei den Stellgrößen kann
es sich um die Luftzufuhr zum Verbrennungsmotor 1, um den Zündwinkel,
um die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor 1 und/oder
um eine Getriebeübersetzung
handeln. Die Luftzufuhr wird dabei mit Hilfe der Drosselklappe 5,
der Zündwinkel
mit Hilfe der Zündkerzen 50,
die Kraftstoffzufuhr mit Hilfe der Einspritzventile 45 und
die Getriebeübersetzung
mit Hilfe der Getriebesteuerung 175 in dem Fachmann bekannter Weise
umgesetzt.
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Im
Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass zwischen zwei
vorgegebenen voreingestellten Fahrstrategien für den Schubbetrieb ausgewählt werden
kann. Zum Einen ist dies eine erste Fahrstrategie, mit der das Fahrzeug
verzögert
werden soll, und zum Anderen eine zweite Fahrstrategie, mit der
ein Rollen des Fahrzeugs möglichst
ohne Bremswirkung erwünscht
ist.
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In
einem sogenannten befeuerten Schubbetrieb ist das Fahrpedal losgelassen,
das Fahrzeug rollt, aber Schubabschaltung, d. h. die Unterbrechuug
der Kraftstoffzufuhr, ist nicht erlaubt. Der Grund dafür ist beispielsweise
in einer zu niedrigen Motordrehzahl zu finden oder aus Gründen des
Schutzes oder des Aufheizens eines in 1 nicht
dargestellten Katalysators im Abgasstrang 55, aufgrund
von aktiven Diagnosefunktionen, und so weiter. Aus der Stellung
von Bedienelementen des Fahrzeugs, wie dem Fahrpedal und/oder dem
Bremspedal oder aus sonstigen Fahrzeuginformationen, wie sie beispielsweise
vom Drehzahlsensor 60, von der Getriebesteuerung 175,
vom Geschwindigkeitssensor 65, vom Neigungssensor 70,
von der adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung 165, von
der Navigationseinheit 95 und/oder von der Bildverarbeitungseinheit 170 herrühren können, wird
bei losgelassenem Fahrpedal und rollendem Fahrzeug von den Wahrscheinlichkeitsermittlungsmitteln 197 der
Wahrscheinlichkeitswert W ermittelt und dabei interpretiert, ob
es wahrscheinlicher ist, dass die erste Fahrstrategie ausgewählt werden
soll, d. h. ein Anhaltewunsch des Fahrers vorliegt, oder mit höherer Wahrscheinlichkeit ein
Rollen des Fahrzeugs möglichst
ohne Bremswirkung erwünscht
ist.
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Für den Fall,
dass die Auswahlmittel 195 die erste Fahrstrategie auswählen, bei
der das Fahrzeug bestmöglich
verzögert
werden soll, um das Fahrzeug möglichst
anzuhalten, kann durch entsprechende Ansteuerung der Drosselklappe 5 eine
möglichst niedrige
dem Verbrennungsmotor 1 zuzuführende Luftmenge eingestellt
werden, die sich aus dem verbrennungstechnisch möglichen Minimum und dem Kriterium
der Stabilität
einer Leerlaufregelung der Antriebseinheit 180 sowie einer
eventuell aus Gründen
der Leerlaufregelung notwendigen zu bildenden Momentenreserve ergibt.
Es erfolgt aber keine Erhöhung
der der Brennkraftmaschine 1 zuzuführende Luftmenge über diesen
Wert hinaus. Auf diese Weise wird der Verzögerungswunsch des Fahrers unterstützt. Die
Kraftstoffzufuhr wird dabei durch entsprechende Ansteuerung der
Einspritzventile 45 zur Einhaltung eines vorgegebenen Wertes
für das Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis eingestellt.
Aufgrund der minimalen Luftmenge ergibt sich dabei auch ein minimaler
Kraftstoffverbrauch.
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Optional
kann auch der Zündwinkel
auf seinen spätest
möglichen
Wert gesetzt werden. Damit wird das Luft-/Kraftstoffgemisch im Zylinder 40 mit schlechtem
Wirkungsgrad verbrannt, wodurch der Verzögerungswunsch des Fahrers weiter
unterstützt wird.
Bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe kann hierdurch trotz des schlechten
Wirkungsgrades paradoxer Weise sogar Kraftstoff gespart werden.
Wegen des Wandlerschlupfs sinkt durch das niedrigere Drehmoment
die Motordrehzahl. Wenn die Füllung des
Zylinders 40 pro Arbeitstakt konstant gehalten wird, so
reduziert sich der Durchsatz des Luft-/Kraftstoffgemisches durch
den Zylinder 40 pro Zeit einheit aufgrund der niedrigeren
Motordrehzahl und damit wird auch der Kraftstoffverbrauch reduziert.
Der schlechte Wirkungsgrad der Verbrennung aufgrund des verzögerten Zündwinkels
fällt nicht
ins Gewicht, wenn man von einem tatsächlichen Verzögerungswunsch
des Fahrers ausgeht. Bei besserem Wirkungsgrad würde der Fahrer dies durch stärkere Betätigung des
Bremspedals kompensieren.
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Im
Falle eines Dieselmotors kann die erste Fahrstrategie anstelle durch
Reduzierung der Luftzufuhr zum Verbrennungsmotor 1 durch
Reduzierung der Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor 1 durch entsprechende
Ansteuerung der Einspritzventile 45 realisiert werden.
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Wenn
die Auswahlmittel 195 die zweite Fahrstrategie auswählen, wonach
das Fahrzeug bei möglichst
geringer Bremswirkung, möglichst
sogar ohne Bremswirkung im Schubbetrieb rollen soll, so kann dies
von den Einstellmitteln 185 dadurch realisiert werden,
dass der Zündwinkel
auf einen Wert mit möglichst
hohem Wirkungsgrad gesetzt wird, bevorzugt auf den Optimalwert.
Im Vergleich zur ersten Fahrstrategie ist dabei der Zündwinkel
nach früh
verstellt. Ggf. könnte
auch ein etwas schlechterer Wirkungsgrad durch Verzögerung des
Zündwinkels
eingestellt werden, wenn z. B. bei sehr niedriger Drehzahl die Leerlaufregelung
eine Momentenreserve anfordert, oder wenn dies wegen des Heizens
des Katalysators oder aufgrund von aktiven Diagnosefunktionen gefordert
wird. Aber selbst in diesen Fällen
sollte der Zündwinkelwirkungsgrad
dann in der Regel höher
sein, als im Falle der ersten Fahrstrategie mit spätest möglichem
Zündwinkel.
Der hohe Zündwinkelwirkungsgrad
unterstützt
den Rollwunsch des Fahrers und sorgt dafür, dass die im Kraftstoff steckende
Energie optimal in kinetische Energie des Fahrzeugs umgesetzt wird.
Dies sorgt für
minimalen Kraftstoffverbrauch.
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Optional
kann in einem solchen Fall auch abweichend von der gemäß der ersten
Fahrstrategie geschilderten minimalen Luftmenge zum Verbrennungsmotor 1 abgewichen
werden und auch bei losgelassenem Fahrpedal eine etwas höhere Luftzufuhr und
damit, zur Einhaltung eines vorgegebenen Wertes für das Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis, eine
höhere
dem Verbrennungsmotor 1 zugeführte Kraftstoffmenge eingestellt
werden. Auf diese Weise wird das innere Motormoment mi als Ausgangsgröße der Antriebseinheit 180 sogar
noch erhöht.
Dies unterstützt
den Rollwunsch des Fahrers zusätzlich.
Geht man davon aus, dass tatsächlich
kein Verzögerungswunsch,
sondern ein Rollwunsch des Fahrers existiert, wirkt dies nicht verbrauchserhöhend. Ohne
die Luftmengenerhöhung müsste der
Fahrer dafür
früher wieder
auf das Gaspedal treten um das Rollen des Fahrzeugs mit der gewünschten
Geschwindigkeit aufrecht zu erhalten.
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Im
Folgenden wird beschrieben, wie zwischen einem Verzögerungswunsch
und einem Rollwunsch des Fahrers unterschieden werden kann. Die einfachste
Möglichkeit
ist es dabei, dass man von einem Verzögerungswunsch ausgeht, wenn
das Bremspedal betätigt
ist, und von einem Rollwunsch ausgeht, wenn das Bremspedal nicht
betätigt
ist. Man kann alternativ oder zusätzlich auch auf einen Verzögerungswunsch
schließen,
wenn das Fahrpedal sehr schnell losgelassen wird, während man
bei einem vergleichsweise langsamen Loslassen des Fahrpedals von
einem Rollwunsch ausgeht. Zusätzlich
oder alternativ kann auf einen Verzögerungswunsch geschlossen werden,
wenn der Fahrer innerhalb einer vorgegebenen Zeit vor Aktivierung
des Schubbetriebes eine Rückschaltung
des Getriebes 199 vorgenommen hat oder mit einem gemessen
an der Fahrgeschwindigkeit niedrigen Gang fährt oder im Falle eines Automatikgetriebes
eine andere Wählhebelstellung
als „Drive" bzw. „D" eingestellt hat.
Zusätzlich
oder alternativ kann man von einem Verzögerungswunsch auch bei Vorliegen
eines starken Gefälles
der aktuell befahrenen Fahrbahn ausgegangen werden. Die Steigung
bzw. das Gefälle
kann in dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise durch Vergleich
zwischen dem Raddrehmoment und der Radbeschleunigung ermittelt werden.
Zusätzlich oder
alternativ können
Informationen von Fahrerassistenz-Systemen einbezogen werden, wie
im Falle der adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung 165 dem
Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder der Annäherungsgeschwindigkeit
an ein vorausfahrendes Fahrzeug. Zusätzlich oder alternativ können auch
Informationen von der Navigationseinheit 95 einbezogen
werden, in dem z. B. vor scharfen Kurven oder vor Kreuzungen auf
einen Verzögerungswunsch
geschlossen wird.
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In 7 ist
ein Diagramm des Ausgangsdrehmomentes mi des Verbrennungsmotors 1 über der
Motordrehzahl nmot dargestellt. Das Ausgangsdrehmoment mi des Verbrennungsmotors 1 wird auch
als inneres Moment oder inneres Motormoment bezeichnet. Das in 7 dargestellte
Diagramm veranschaulicht die Auswirkung der Auswahl einer der beiden
Fahrstrategien auf das Verhältnis
von innerem Moment mi und Motordrehzahl nmot bzw. zeigt den Spielraum
für dieses
Verhältnis
bei der Auswahl einer der beiden Fahrstrategien an. Die mit dem
Bezugszeichen 400 gekennzeichnete Linie im Diagramm nach 7 symbolisiert
das minimale innere Motormoment mi, dass aus Gründen der regelungstechnischen
Stabilität
der Leerlaufregelung eingestellt werden kann. Die mit dem Bezugszeichen 405 gekennzeichnete
Linie, die bis zu einer Motordrehzahl nmot von etwa 600 Umdrehungen
pro Minute, bei der ein inneres Moment mi von etwa 20 Nm erreicht
wird, der Linie 400 entspricht und für größere Motordrehzahlen nmot zu
größeren inneren
Momenten mi hin abweicht, symbolisiert ein minimales inneres Motormoment
mi im Hinblick auf die Fahrbarkeit des Fahrzeugs. Das im Vergleich
zur Linie 400 erhöhte
innere Motormoment mi der Linie 405 dient dazu, die Fahrzeugverzögerung bei
losgelassenem Fahrpedal zu reduzieren, um ein angenehmeres Fahrverhalten
bei niedrigeren Geschwindigkeiten zu erzielen. Außerdem verbessert
der auf diese Weise gegenüber
der Linie 400 angehobene Minimalwert das Anfahrverhalten
des Fahrzeugs bei geringer Fahrpedalbetätigung. Wenn man beispielsweise beim
Anfahren des Fahrzeugs eine Fahrpedalstellung von 5% vorgibt, so
stellt der Verbrennungsmotor 1 bei angenommener beispielsweise
linearer Skalierung ein inneres Motormoment mi ein, das bezogen auf
den einstellbaren Momentenhub 5% oberhalb des gemäß 7 dargestellten
drehzahlabhängigen minimalen
inneren Motormomentes mi gemäß der Linie 400 liegt.
Während
des Anfahrvorgangs steigt die Motordrehzahl nmot. Wenn nun der Minimalwert
des inneren Motormomentes mi gemäß der Linie 400 mit steigender
Drehzahl nmot sehr steil abfällt,
fällt natürlich auch
das aufgrund der Fahrpedalbetätigung
von 5% eingestellte innere Motormoment mi entsprechend steil ab.
Dieses innere Motormoment mi entspricht dabei der Summe aus dem
der aktuellen Motordrehzahl nmot zugeordneten Minimalwert des inneren
Motormomentes mi gemäß der Linie 400 plus 5%
bezogen auf den bei maximaler also 100%iger Betätigung des Fahrpedals einstellbaren
Momentenhub. Somit schnürt
sich das Fahrzeug beim Anfahren das innere Motormoment mi sozusagen
selbst ab. Dieses Verhalten wird bei Verwendung der Linie 405 für Drehzahlen
oberhalb etwa 600 Umdrehungen pro Minute erheblich abgemildert,
weil in diesem Drehzahlbereich die Linie 405 ein größeres inneres
Motormoment mi zur Verfügung
stellt als die Linie 400.
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Somit
ist die Linie 400 allein durch die Stabilität der Leerlaufregelung
begrenzt, wohingegen die Linie 405 durch die üblicher
Weise beim Anfahren auftretende charakteristische Betätigung des
Fahrpedals durch den Fahrer im Hinblick auf ein möglichst angenehmes
Fahrverhalten bei niedrigen Geschwindigkeiten begrenzt ist. Die
Linie 405 lässt
sich dabei beispielsweise auf einem Prüfstand applizieren und in der
Motorsteuerung 25 ablegen.
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Die
Linie 410 resultiert daraus, dass man die dem Verbrennungsmotor 1 zugeführte Luftmenge nicht
beliebig klein machen kann. Erstens ist die Drosselklappe 5 in
der Regel gar nicht dicht genügt, um
dies zu ermöglichen,
und zweitens kann ein zu niedriger Saugrohrdruck aufgrund einer
zu geringen dem Verbrennungsmotor 1 zugeführten Luftmenge auch
dazu führen,
dass Öl
durch Dichtungsringe in den Brennraum des Zylinders 40 gezogen
wird und so der bekannte „Blaurauch" entsteht. Daher
wird beispielsweise auf einem Prüfstand
eine Schwelle appliziert, die eine drehzahlabhängige Mindestluftmenge vorgibt.
Im befeuerten Betrieb des Verbrennungsmotors 1 folgt hieraus
bei vorgegebenem Wert für
das Luft-/Kraftstoffgemischverhältnis
eine Mindest-Kraftstoffmenge, die wiederum unter Annahme eines optimalen
Zündwinkels
in dem Verlauf des inneren Moments mi gemäß der Linie 410 über der Drehzahl
nmot resultiert.
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Durch
Einstellen eines gegenüber
dem optimalen Zündwinkel
späteren
Zündwinkels
kann die Motorsteuerung 25 aber auch bei der minimalen
Luftmenge ein gegenüber
dem inneren Moment mi gemäß der Linie 410 reduziertes
inneres Moment mi einstellen. Beim spätest möglichen Zündwinkel resultiert dabei ein
Verlauf des inneren Moments mi über der
Drehzahl nmot gemäß der Linie 415,
die im Vergleich zur Linie 410 über den gesamten Drehzahlbereich
niedrigere innere Momente mi hervorbringt. Auch die Linien 410 und 415 können entsprechend beispielsweise
auf einem Prüfstand
appliziert werden und in der Motorsteuerung 25 abgelegt
werden.
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Bei
losgelassenem Fahrpedal empfiehlt sich je nach dem, ob ein Verzögerungswunsch
oder ein Rollwunsch des Fahrers angenommen wird die folgende Betriebsstrategie
für die
Antriebseinheit 180:
Bei mit hoher Wahrscheinlichkeit
vorliegendem Rollwunsch des Fahrers wird ein inneres Motormoment mi
eingestellt, das abhängig
von der Motordrehzahl nmot der Linie 405 und damit dem
minimalen inneren Motormoment mi im Hinblick auf die Fahrbarkeit
folgt. Der Zündwinkel
wird dabei möglichst
auf den optimalen Wirkungsgrad eingestellt, wobei dieser Wirkungsgrad
durch Spätverstellung
des Zündwinkels
ggf. vermindert werden kann, um notwendige Momentenreserven zur
Verfügung
zu stellen.
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Ist
die Wahrscheinlichkeit für
den Rollwunsch des Fahrers geringer, so dass nicht mehr ganz sicher
von einem Rollwunsch des Fahrers ausgegangen werden kann, kann man
entsprechend den mit den Bezugszeichen 420, 425 markierten Pfeilen
in 7 ein inneres Motormoment mi einstellen, das sich
aus dem Maximum der Linie 400 und der Linie 410 bei
der gegebenen aktuellen Motordrehzahl nmot ergibt. So ist im Falle
des Pfeiles 420 bei einer Motordrehzahl nmot von etwa 950
Umdrehungen pro Minute das Maximum der Linie 400 und der
Linie 410 auf der Linie 400 zu finden, so dass
mit dem bei dieser Motordrehzahl nmot vorliegenden inneren Motormoment
mi auf der Linie 400 gefahren wird, während im Falle des Pfeiles 425 bei
einer Mo tordrehzahl nmot von etwa 1200 das Maximum auf der Linie 410 liegt,
so dass in diesem Fall mit dem inneren Motormoment mi gemäß der Linie 410 gefahren
wird. Den Zündwinkel
wird man vorzugsweise so einstellen, dass sich der optimale Zündwinkelwirkungsgrad
ergibt, abgesehen von ggf. notwendigen Momentenreserven. Damit wird
zwar eine höhere Verzögerung des
Fahrzeugs eingestellt, als im oben beschriebenen Fall des mit hoher
Wahrscheinlichkeit vorliegenden Rollwunsches, aber eine geringere
Verzögerung
als im nachstehend beschriebenen Fall. Durch die Einstellung des
optimalen Zündwinkels wird
auf jeden Fall kein Kraftstoff vergeudet.
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Kann
man dagegen mit hoher Sicherheit auf einen Verzögerungswunsch des Fahrers schließen, z.
B. bei getretener Bremse, so wird gemäß dem Pfeil 430 im
Beispiel der Motordrehzahl nmot von ungefähr 1200 Umdrehungen pro Minute
ein im Vergleich zum vorherigen Fall nochmals niedrigeres inneres Moment
bzw. inneres Motormoment mi eingestellt, gemäß dem Maximum aus der Linie 415 und
der Linie 400. Das Maximum liegt dabei in diesem Fall auf der
Linie 415 und entspricht bei der für diese Motordrehzahl vorgegebenen
Mindestluftmenge dem spätest
möglichen
Wert für
den Zündwinkel.
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Eine
tatsächliche
Schubabschaltung durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zu sämtlichen
Zylindern des Verbrennungsmotors 1 ist für die zwei
exemplarisch betrachteten Motordrehzahlen nmot in 7 anhand
der Pfeile 435, 440 dargestellt, gemäß denen
das innere Motormoment mi dann auf Null zurückgefahren wird. Dabei kann
diese Schubabschaltung auch durch sukzessive Abschaltung der Kraftstoffzufuhr
in sogenannten Reduzierstufen zu den einzelnen Zylindern des Verbrennungsmotors 1 erfolgen.
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Die
Bedingung für
eine solche Schubabschaltung wird später erläutert werden.
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6 zeigt
nun einen Ablaufplan für
einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem wie
beschrieben zwei Fahrstrategien, nämlich Verzögerung des Fahrzeugs und Rollen des
Fahrzeugs in den Vorgabemitteln 190 vorgegeben sind. Nach
dem Start des Programms wird ein Wahrscheinlichkeitswert W auf Null
gesetzt. Der Wahrscheinlichkeitswert W gibt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit
die erste Fahrstrategie ausgewählt
werden soll, d. h. mit welcher Wahrscheinlichkeit eine Fahrsituation
vorliegt, gemäß der der
Fahrer des Fahrzeugs das Fahrzeug verzögern will. Die Wahrscheinlichkeit
für die
zweite Fahrstrategie, nach der das Fahrzeug mit möglichst
geringer Bremswirkung rollen soll, kann dann durch Subtraktion dieses Wahrscheinlichkeitswertes
W vom Wert 1 ermittelt werden. Bei einem Programmpunkt 200 prüft die Motorsteuerung 25 anhand
der Signale des Fahrpedalmoduls 10, ob der Schubbetrieb
eingestellt werden soll. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 210 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 205 verzweigt.
Dabei kann die Motorsteuerung 25 am Loslassen des Fahrpedals
erkennen, dass der Schubbetrieb eingestellt werden soll.
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Bei
Programmpunkt 210 prüfen
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 anhand des
Signals des Bremspedalmoduls 20, ob seit dem Loslassen
des Fahrpedals das Bremspedal betätigt wurde. Ist dies der Fall,
so wird zu einem Programmpunkt 215 verzweigt, andernfalls
wird zu einem Programmpunkt 220 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 215 addieren die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum
Wahrscheinlichkeitswert W einen ersten Wert X1, um einen neuen Wahrscheinlichkeitswert
W zu bilden. Anschließend
wird zu Programmpunkt 220 verzweigt. Bei Programmpunkt 220 prüfen die
Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197, ob der Gradient
einer von einer Betätigung
des Fahrpedals beim Loslassen des Fahrpedals abgeleitete Größe einen
vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. Ist dies der Fall, so wird zu
einem Programmpunkt 225 verzweigt, andernfalls wird zu
einem Programmpunkt 230 verzweigt. Die von der Betätigung des
Fahrpedals abgeleitete Größe kann
beispielsweise der Betätigungsgrad
des Fahrpedals sein. Er wird den Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 vom
Fahrpedalmodul 10 mitgeteilt. Der vorgegebene Schwellwert
für den
Gradienten ist vorzugsweise ein negativer Wert, weil beim Loslassen
des Fahrpedals der Gradient der Betätigung des Fahrpedals auf jeden
Fall negativ ist. Dieser vorgegebene Schwellwert kann dabei beispielsweise
auf einem Prüfstand
so geeignet gewählt
werden, dass eine sinnvolle und zuverlässige Unterscheidung zwischen
Verzögerungswunsch
und Rollwunsch des Fahrers möglich
ist.
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Bei
Programmpunkt 225 addieren die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum
aktuell vorliegenden Wahrscheinlichkeitswert W einen zweiten Wert
X2 um einen neuen Wahrscheinlichkeitswert W zu bilden. Anschließend wird
zu Programmpunkt 230 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 230 prüfen
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 anhand des
Signals des Drehzahlsensors 60 und des Signals des Geschwindigkeitssensors 65,
ob das Verhältnis der
Motordrehzahl zur Fahrzeuggeschwindigkeit nmot/v aktuell einen vorgegebenen
Schwellwert überschreitet.
Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 235 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 240 verzweigt.
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Der
vorgegebene Schwellwert wird in diesem Fall ebenfalls beispielsweise
auf einem Prüfstand
so geeignet gewählt,
dass ebenfalls eine Unterscheidung zwischen dem Verzögerungswunsch und
dem Rollwunsch des Fahrers zuverlässig ermöglicht wird. Je größer die
Motordrehzahl im Verhältnis der
Fahrzeuggeschwindigkeit ist, um so eher lässt sich um einen Verzögerungswunsch
des Fahrers schließen.
Je niedriger die Motordrehzahl im Verhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeit,
umso eher lässt sich
auf einen Rollwunsch des Fahrers schließen.
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Bei
Programmpunkt 235 addieren die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum
aktuellen Wert W für
die Wahrscheinlichkeit einen dritten Wert X3, um einen neuen Wert
W für die
Wahrscheinlichkeit zu bilden. Anschließend wird zu Programmpunkt 240 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 240 prüfen
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197, ob innerhalb
einer vorgegebenen Zeit vor dem Loslassen des Fahrpedals von der
Getriebesteuerung 175 eine Getrieberückschaltung mitgeteilt wurde.
Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 245 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 250 verzweigt.
Die vorgegebene Zeit kann dabei beispielsweise derart geeignet gewählt werden,
dass eine innerhalb dieser vorgegebenen Zeit durchgeführte Getrieberückschaltung
zuverlässig
im Sinne eines Verzögerungswunsches
des Fahrers für
den nachfolgenden Schubbetrieb erkannt werden kann. Liegt die Getrieberückschaltung
länger
als die vorgegebene Zeit zurück,
so kann ein Zusammenhang zwischen der Getrieberückschaltung und dem nachfolgenden Schubbetrieb
nicht mehr hergestellt werden.
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Bei
Programmpunkt 245 addieren die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum
derzeit aktuellen Wahrscheinlichkeitswert W einen vierten Wert X4
hinzu, um einen neuen Wahrscheinlichkeitswert W zu bilden. Anschließend wird
zu Programmpunkt 250 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 250 prüfen
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197, ob aktuell bei
der Verwendung eines Automatikgetriebes die Position des Wählhebels
oder eines diesem entsprechenden Bedienelementes in einer anderen
Stellung als „Drive" bzw. „D" steht. Ist dies
der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 255 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 260 verzweigt.
Liegt der Wählhebel
in einer anderen Stellung als „Drive" bzw. „D", so kann von einem
Verzögerungswunsch des
Fahrers ausgegangen werden. Bei Programmpunkt 255 addieren
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum aktuellen
Wert W für
die Wahrscheinlichkeit einen fünften
Wert X5 hinzu, um einen neuen Wert W für die Wahrschein lichkeit zu
bilden. Anschließend
wird zu Programmpunkt 260 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 260 prüfen
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 anhand des
Signals des Neigungssensors 70, ob die Neigung des Fahrzeugs
gegenüber
der horizontalen betragsmäßig einen
vorgegebenen Schwellwert aktuell überschreitet. Ist dies der
Fall, so wird zu einem Programmpunkt 265 verzweigt, andernfalls
wird zu einem Programmpunkt 270 verzweigt. Der vorgegebene
Schwellwert kann dabei so vorgegeben werden, dass ein Verzögerungswunsch
des Fahrers von einem Rollwunsch zuverlässig unterschieden werden kann.
Ist dabei die Neigung des Fahrzeugs betragsmäßig größer als der vorgegebene Schwellwert
so kann aufgrund des vorliegenden Gefälles von einem Verzögerungswunsch
ausgegangen werden. Ist die Neigung hingegen betragsmäßig kleiner
als der vorgegebene Schwellwert, so wird angenommen, dass der Fahrer
im Schubbetrieb rollen will.
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Bei
Programmpunkt 265 addieren die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum
aktuellen Wert W für
die Wahrscheinlichkeit einen sechsten Wert X6, um einen neuen Wert
W für die
Wahrscheinlichkeit zu bilden. Anschließend wird zu Programmpunkt 270 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 270 prüfen
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 anhand der Signale
der adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung 165 und dort
insbesondere eines Abstandssensors, ob der Abstand zum vorausfahrenden
Fahrzeug einen vorgegebenen Schwellwert aktuell unterschreitet.
Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 275 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 280 verzweigt.
Der vorgegebene Schwellwert kann dabei so gewählt, dass wiederum zuverlässig zwischen
einem Verzögerungswunsch und
einem Rollwunsch des Fahrers unterschieden werden kann. Je geringer
der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug ist, desto eher kann man
von einem Verzögerungswunsch
des Fahrers ausgehen. Liegt also der Abstand zum vorausfahrenden
Fahrzeug unterhalb des vorgegebenen Schwellwertes, so wird von einem
Verzögerungswunsch,
andernfalls von einem Rollwunsch ausgegangen.
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Bei
Programmpunkt 275 addieren die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum
aktuellen Wert W für
die Wahrscheinlichkeit einen siebten Wert X7 hinzu, um einen neuen
Wert W für
die Wahrscheinlichkeit zu erhalten. Anschließend wird zu Programmpunkt 280 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 280 prüfen
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 wiederum anhand
des Abstandssensors der adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung 165,
ob die zeitliche – Ableitung
des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug, also die Annäherungsgeschwindigkeit bleitung
des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug, also die Annäherungsgeschwindigkeit
an das vorausfahrende Fahrzeug einen vorgegebenen Schwellwert aktuell überschreitet.
Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 285 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 290 verzweigt.
Der vorgegebene Schwellwert ist dabei gleich Null oder positiv gewählt, um
den Verzögerungswunsch
des Fahrers von seinem Rollwunsch zu unterscheiden. Bei negativer
Annäherungsgeschwindigkeit
bzw. einer Annäherungsgeschwindigkeit
unterhalb des vorgegebenen Schwellwertes wird davon ausgegangen,
dass der Fahrer rollen will, andernfalls wird von einem Verzögerungswunsch
des Fahrers ausgegangen.
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Bei
Programmpunkt 285 addieren die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum
aktuellen Wert W für
die Wahrscheinlichkeit einen achten Wert X8, um einen neuen Wert
W für die
Wahrscheinlichkeit zu erhalten. Anschließend wird zu Programmpunkt 290 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 290 prüfen
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 beispielsweise
anhand des Signals der Bildverarbeitungseinheit 170, ob
von einer Kamera ein Hindernis auf der Fahrbahn aktuell erkannt
wird. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 295 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 300 verzweigt.
Bei Erkennung des Hindernisses wird von einem Verzögerungswunsch
des Fahrers ausgegangen, andererseits von einem Rollwunsch. Die
Bildverarbeitungseinheit 170 umfasst dabei beispielsweise
eine Kamera, die den Sichtbereich des Fahrers aufnimmt und an eine
Verarbeitungseinheit zur Detektion von Hindernissen weiterleitet.
Detektiert die Bildverarbeitungseinheit 170 anhand des
Kamerasignals ein Hindernis auf der Fahrbahn, also wird dies durch
ein entsprechendes Signal den Wahrscheinlichkeitsermittlungsmitteln 197 mitgeteilt.
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Bei
Programmpunkt 295 addieren die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum
aktuellen Wert W für
die Wahrscheinlichkeit einen Wert X9, um einen neuen Wert W für die Wahrscheinlichkeit
zu bilden. Anschließend
wird zu Programmpunkt 300 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 300 prüfen
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 anhand des
von der Navigationseinheit 95 zugeführten Signals, ob sich das
Fahrzeug aktuell einer Kurve nähert.
Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 305 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 310 verzweigt.
Die Navigationseinheit 95 ermittelt dabei in dem Fachmann
bekannter Weise einen aktuellen Standort des Fahrzeugs und gleicht diesen
mit gespeicherten Kartendaten ab, so dass festgestellt werden kann,
ob sich das Fahrzeug aktuell einer Kurve nä hert. Diese Information wird
den Wahrscheinlichkeitsermittlungsmitteln 197 mitgeteilt. Nähert sich
das Fahrzeug aktuell einer Kurve, so wird von einem Verzögerungswunsch
des Fahrers ausgegangen, andernfalls von einem Rollwunsch.
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Bei
Programmpunkt 305 addieren die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum
aktuellen Wert W für
die Wahrscheinlichkeit einen Wert X10, um einen neuen Wert W für die Wahrscheinlichkeit
zu bilden. Anschließend
wird zu Programmpunkt 310 verzweigt. Die Prüfung bei
Programmpunkt 300, ob sich das Fahrzeug aktuell einer Kurve
nähert, kann
auch ausgehend vom Empfang des Signals von der Bildverarbeitungseinheit 170 durch
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 erfolgen, da
die Bildverarbeitungseinheit 170 in der beschriebenen Weise
auch ermitteln kann, ob im Sichtbereich des Fahrers eine Kurve auftaucht.
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Bei
Programmpunkt 310 prüfen
die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 anhand des
Signals der Navigationseinheit 95 bzw. der Bildverarbeitungseinheit 170,
ob sich das Fahrzeug aktuell einer Kreuzung oder einer Einmündung nähert. Ist dies
der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 315 verzweigt,
andernfalls wird zu einem Programmpunkt 320 verzweigt.
Die Annäherung
an die Kreuzung bzw. Einmündung
wird dabei von der Navigationseinheit 95 bzw. der Bildverarbeitungseinheit 170 in
der bereits hinsichtlich der Kurvenerkennung beschriebenen Weise
erkannt.
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Nähert sich
das Fahrzeug einer Kreuzung oder Einmündung, so lässt dies auf einen Verzögerungswunsch
des Fahrers schließen,
andernfalls liegt ein Rollwunsch vor.
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Bei
Programmpunkt 315 addieren die Wahrscheinlichkeitsermittlungsmittel 197 zum
aktuellen Wahrscheinlichkeitswer W einen Wert X11 hinzu, um einen
neuen Wahrscheinlichkeitswert W zu bilden. Anschließend wird
zu Programmpunkt 320 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 320 prüfen
die Auswahlmittel 195, ob der Wahrscheinlichkeitswert W
oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes S liegt. Ist dies der
Fall, so wird zu einem Programmpunkt 325 verzweigt, andernfalls
wird zu einem Programmpunkt 330 verzweigt. Der Schwellwert
S ist dabei so gewählt,
dass ein Wahrscheinlichkeitswert W oberhalb des Schwellwertes S
hinreichend zuverlässig
auf einen Verzögerungswunsch
hindeutet und ein Wahrscheinlichkeitswert W unterhalb des Schwellwertes
S hinreichend zuverlässig
auf einen Rollwunsch hindeutet.
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So
wird bei Programmpunkt 325 an den Auswahlmitteln 195 die
erste Fahrstrategie ausgewählt und
in der beschriebenen Weise umgesetzt. Anschließend wird das Programm verlassen.
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Bei
Programmpunkt 330 wählen
die Auswahlmittel 195 die zweite Fahrstrategie aus und
setzen sie in der beschriebenen Weise um. Anschließend wird
das Programm verlassen.
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Alternativ
und wie am Beispiel nach 7 gezeigt kann es auch vorgesehen
sein, mehr als zwei Wahrscheinlichkeitsbereiche wie in 6 durch
einen Schwellwert S voneinander zu trennen. Gemäß 7 sind drei
Wahrscheinlichkeitsbereiche erforderlich, nämlich ein erster Wahrscheinlichkeitsbereich,
in dem bei hohem Wahrscheinlichkeitswert W beispielsweise oberhalb
eines ersten Schwellwertes S1 von einem Rollwunsch des Fahrers ausgegangen wird
und bei dem für
Wahrscheinlichkeitswerte W unterhalb eines zweiten Schwellwertes
S2, der kleiner als der erste Schwellwert S1 ist, von einem Verzögerungswunsch
des Fahrzeugs ausgegangen wird. Liegt der Wahrscheinlichkeitswert
W zwischen dem ersten Schwellwert S1 und dem zweiten Schwellwert S2,
dann wird gemäß den Pfeilen 420, 425 eine
Fahrsituation erkannt, die zwischen einem ausdrücklichen Rollwunsch und einem
ausdrücklichen
Verzögerungswunsch
des Fahrers liegt und beispielsweise gemäß dem Pfeil 425 zur
Einstellung eines inneren Motormoments mi führt, dass bei der aktuellen
Motordrehzahl nmot unterhalb der Linie 405 und oberhalb der
Linie 415 nämlich
auf der Linie 410 liegt. Auch können mehr als drei Wahrscheinlichkeitsbereiche und
diesen Wahrscheinlichkeitsbereichen zugeordnete Fahrsituationen
mit entsprechender Auswirkung auf die Einstellung des inneren Motormomentes
mi und damit der beschriebenen Stellgrößen vorgesehen sein.
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Beim
Ausführungsbeispiel
nach 6 ist es vorgesehen, dass die Summe X1 + X2 +
X3 + ... + X11 den Wert 1 ergibt. Dabei können die
einzelnen Werte X1, X2, X3, ..., X11 durchaus unterschiedlich groß sein,
je nachdem wie start das Vorliegen des einen oder anderen Kriteriums
für einen
Verzögerungs- oder
Rollwunsch des Fahrers spricht. So kann beispielsweise vorgesehen
sein, den Wert X1 der Betätigung
des Bremspedals als größten der
Werte X1, X2, X3, ..., X11 auszubilden, beispielsweise auf 0,5 oder
0,55, da die Betätigung
des Bremspedals einen Verzögerungswunsch
des Fahrers am deutlichsten unterstreicht. Der Schwellwert S kann
beispielsweise gleich 0,5 gewählt
werden.
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Als
zusätzliches
Kriterium für
die Bestimmung der aktuellen Fahrsituation nach dein Loslassen des
Fahrpedals kann analog zum Gradienten der von der Betätigung des
Fahrpedals abgeleiteten Größe auch
der Gradient einer von einer Vorgabe für die Ausgangsgröße der Antriebseinheit
180, im vorliegenden Beispiel das innere Motormoment mi abgeleiteten
Größe verwendet
werden. So können
Fahrzeugfunktionen vorgesehen sein, die in 1 der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt sind und eine solche Vorgabe für das innere
Moment mi des Verbrennungsmotors 1 an die Motorsteuerung 25 zur Umsetzung
abgeben. Bei dieses Fahrzeugfunktionen kann es sich beispielsweise
um ein Antiblockiersystem, eine Antriebsschlupfregelung, eine Fahrdynamikregelung
oder dergleichen handeln. Wenn beispielsweise von der Fahrdynamikregelung
eine schnelle Rücknahme
des inneren Motormoments mi gefordert wird, so kann dies ebenfalls
als Verzögerungswunsch
interpretiert werden. Somit kann im Ablaufplan nach 6 zusätzlich eine
Abfrage der Gestalt vorgesehen sein, ob der von einer solchen Fahrzeugfunktion
geforderte Gradient der von einer Vorgabe für das innere Motormoment mi
abgeleiteten Größe, vorzugsweise
ob der Gradient der Vorgabe für
das innere Motormoment mi selbst, einen vorgegebenen Schwellwert
unterschreitet. In diesem Fall wird der Verzögerungswunsch erkannt und andernfalls
der Rollwunsch. Der vorgegebene Schwellwert ist dabei wie auch im
Fall des Gradienten der Fahrpedalbetätigung negativ und so geeignet
gewählt,
dass der Verzögerungswunsch
auch zuverlässig
vom Rollwunsch unterschieden werden kann. Die Vorgabe für das innere
Motormoment mi muss nicht unbedingt von einer Fahrzeugfunktion herrühren, sondern
kann auch vom Fahrpedalmodul selbst in Form eines vom Betätigungsgrad
des Fahrpedals abgeleiteten Fahrerwunschmoment stammen. Der vorgegebene Schwellwert
für den
Gradienten der von der Vorgabe für
die Ausgangsgröße der Antriebseinheit 180 abgeleiteten
Größe kann
ebenfalls beispielsweise auf einem Prüfstand geeignet appliziert
werden.
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Dem
entsprechenden Kriterium ist dabei wiederum ein Wert X 12 für die Bildung
des Wahrscheinlichkeitswertes W zugeordnet.
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Zusätzlich kann
als Kriterium für
die aktuell vorliegende Fahrsituation nach Loslassen des Fahrpedals
geprüft
werden, ob der Quotient aus der aktuellen Getriebeübersetzung ü und der
aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit v, d. h. ü/v, einen vorgegebenen Schwellwert
unterschreitet. In diesem Fall wird angenommen, dass ein Verzögerungswunsch
vorliegt, andernfalls wird ein Rollwunsch angenommen. Der vorgegebene
Schwellwert sollte dabei vorzugsweise so gewählt werden, dass eine zuverlässige Unterscheidung
zwischen Verzögerungswunsch
und Rollwunsch möglich
ist. Der vorgegebene Schwellwert kann dabei beispielsweise auf einem
Prüfstand
ent sprechend geeignet appliziert werden.
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Je
niedriger die Getriebeübersetzung ü im Verhältnis zur
Fahrzeuggeschwindigkeit v ist, desto eher wird dabei ein Verzögerungswunsch
des Fahrers erkannt und je höher
die Getriebeübersetzung ü im Verhältnis zur
Fahrzeuggeschwindigkeit v ist, umso eher wird von einem Rollwunsch
des Fahrers ausgegangen. Auch diesem Kriterium kann ein entsprechender
Wert X13 für
die Wahrscheinlichkeit W zugeordnet werden.
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Die
Getriebeübersetzung ü wird der
Motorsteuerung 25 und damit den Wahrscheinlichkeitsermittlungsmitteln 197 über die
Getriebesteuerung 175 und die Fahrzeuggeschwindigkeit v über den
Geschwindigkeitssensor 65 mitgeteilt.
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Bei
Verwendung aller genannten Kriterien ergibt somit die Summe aus
X1 + X2 + X3,..., X13 den Wert 1.
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Mittels
der genannten Stellgrößen Luftzufuhr,
Kraftstoffzufuhr und Zündwinkel
wird von den Einstellmitteln 185 das innere Motormoment
mi als Ausgangsgröße der Antriebseinheit 180 entsprechend
der festgelegten Fahrstrategie beispielsweise gemäß der in 7 skizzierten
Vorgehensweise eingestellt.
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Zusätzlich oder
alternativ zu den genanten Stellgrößen kann der Verzögerungswunsch
oder der Rollwunsch des Fahrers auch durch Einstellung einer geeigneten
Getriebeübersetzung ü seitens
der Getriebesteuerung 175 unterstützt werden.
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Dabei
kann im Falle eines Verzögerungswunsches
zurückgeschaltet,
d. h. die Getriebeübersetzung ü verringert
und im Falle eines Rollwunsches die Getriebeübersetzung ü erhöht, d. h. hochgeschaltet werden.
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Ganz
allgemein können
zur Einstellung der Ausgangsgröße der Antriebseinheit 180 gemäß der ausgewählten Fahrstrategie
eine oder mehrere der Stellgrößen Luftzufuhr,
Kraftstoffzufuhr, Zündwinkel und
Getriebeübersetzung
gewählt
werden. Da die Getriebeübersetzung
sich auf das innere Motormoment mi nicht auswirkt, sind im Falle
der Verwendung der Getriebeübersetzung ü als Stellgröße die vorstehend
insbesondere zu 7 gemachten Betrachtungen beispielsweise
für die
Ausgangsgröße des Raddrehmomentes
der Antriebseinheit 180 analog anzusetzen.
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Weiterhin
kann es vorgesehen sein, dass unabhängig von der gewählten Fahrstrategie
bei Detektion eines Fehlers an einer sicherheitsrelevanten Komponente
des Fahrzeugs oder der Antriebseinheit 180 wie beispielsweise
dem Bremssystems die Luftzufuhr verringert und/oder der Zündwinkel
in Richtung Spät
verschoben und/oder die Kraftstoffzufuhr verringert und/oder die
Getriebeübersetzung
verringert wird. Auf diese Weise lässt sich das Fahrzeug sicherheitshalber
verzögern
und ggf. anhalten.
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Weiterhin
kann es vorgesehen sein, auch einen Schwellwert für eine Betriebsgröße der Antriebseinheit 180,
oberhalb dem die Kraftstoffzufuhr vollständig unterbrochen wird, also
komplette Schubabschaltung realisiert wird, abhängig von der aktuellen Fahrsituation
vorzugeben. Bei dieser Betriebsgröße der Antriebseinheit 180 kann
es sich vorzugsweise um die Motordrehzahl nmot handeln. So kann
bei Vorliegen der ersten Fahrsituation, die zur Auswahl der ersten
Fahrstrategie führt,
also bei Vorliegen des Verzögerungswunsches
ein erster vorgegebener Schwellwert für die Motordrehzahl bei einem
niedrigeren Wert gewählt
werden, als dies bei Vorliegen der zweiten Fahrsituation, also des
Rollwunsches der Fall ist, die zur Auswahl der zweiten Fahrstrategie führt. Somit
erfolgt die vollständige
Schubabschaltung im Falle des Verzögerungswunsches schon bei geringeren
Motordrehzahlen als bei Vorliegen des Rollwunsches.
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Entsprechend
kann es vorgesehen sein, dass ein zweiter vorgegebener Schwellwert
für die Betriebsgröße der Antriebseinheit
für das
Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr nach der kompletten Schubabschaltung
abhängig
von der aktuellen Fahrsituation nach Loslassen des Fahrpedals gewählt wird.
Als Betriebsgröße kann
hier wiederum vorzugsweise die Motordrehzahl verwendet werden. So
kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass bei Vorliegen der ersten
Fahrsituation, also des Verzögerungswunsches
der zweite vorgegebene Schwellwert für die Motordrehzahl, unterhalb
der die Kraftstoffzufuhr nach vorheriger Unterbrechung wieder aufgenommen
wird, bei einem niedrigeren Wert liegt, als dies bei Vorliegen der
zweiten Fahrsituation, also des Rollwunsches der Fall ist. Somit
wird im Falle des Vorliegens des Verzögerungswunsches nach dem Loslassen
des Fahrpedals die Kraftstoffzufuhr erst bei Absinken der Motordrehzahl
auf einen niedrigeren Wert wieder aufgenommen, als dies bei Vorliegen des
Rollwunsches, also der zweiten Fahrsituation der Fall ist.
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Der
erste vorgegebene Schwellwert für
die Motordrehzahl und der zweite vorgegebene Schwellwert für die Motordrehzahl
können
dabei beispielsweise auf einen Prüfstand geeignet appliziert
werden, damit die vollständige
Schubabschaltung durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr und die
Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr nach vorheriger Unterbrechung
optimal auf die aktuell vorliegende Fahrsituation abgestimmt sind,
d. h. die aktuelle Fahrsituation und damit die ausgewählte Fahrstrategie
optimal unterstützen.
Dies wird im Falle des Vorliegens eines Verzögerungswunsches dadurch erreicht,
dass die vollständige
Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr schon bei niedrigeren Motordrehzahlen
erfolgt als bei Vorliegen des Rollwunsches und dass die Wiederaufnahme
der Kraftstoffzufuhr nach vorheriger Unterbrechung bei Vorliegen
des Verzögerungswunsches
bei abnehmender Motordrehzahl erst bei einer niedrigeren Motordrehzahl
wieder einsetzt, als dies bei Vorliegen des Rollwunsches der Fall
ist.
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Im
Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft
für den
Fall erläutert,
dass als alleinige Stellgröße die Luftzufuhr
zur Umsetzung einer fahrsituationsabhängigen Fahrstrategie nach Loslassen des
Fahrpedals verwendet wird.
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Allgemein
handelt es sich bei der im folgenden dargestellten konkreten Ausführungsform
um ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit dem Verbrennungsmotor 1,
bei dem die Luftzufuhr zum Verbrennungsmotor 1 über das
Stellglied 5, also in diesem Beispiel die Drosselklappe,
eingestellt wird und im Schubbetrieb des Verbrennungsmotors 1 der Öffnungsgrad
des Stellgliedes 5 abhängig
von einer Fahrsituation eingestellt wird. Dabei kann es wie beschrieben
vorgesehen sein, dass die Fahrsituation durch Auswertung des Gradienten
einer von einer Betätigung
des Fahrpedals abgeleiteten Größe ermittelt
wird. In diesem Fall kann bei Unterschreiten eines vorgegebenen
Schwellwertes durch den Gradienten der Öffnungsgrad des Stellgliedes 5 in
Richtung der Schließstellung
des Stellgliedes 5 verringert werden und bei einem Gradienten
oberhalb des vorgegebenen Schwellwertes der Öffnungsgrad des Stellgliedes 5 in
Richtung der vollständigen Öffnung des
Stellgliedes 5 erhöht
werden. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der im Schubbetrieb
einzustellende Öffnungsgrad
des Stellgliedes 5 bzw. eine diesen Öffnungsgrad charakterisierende
Größe abhängig vom
Gradienten der von der Betätigung
des Fahrpedals abgeleiteten Größe mittels
einer Kennlinie oder eines Kennfeldes 15 ermittelt wird.
-
Zusätzlich oder
alternativ kann die Fahrsituation durch Auswertung der Betätigung des
Bremspedals ermittelt werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass
bei gedrücktem
Bremspedal der Öffnungsgrad
des Stellgliedes 5 in Richtung der Schließstellung
des Stellgliedes 5 verringert wird und dass bei losgelassenem
Bremspedal der Öffnungsgrad
des Stellgliedes 5 in Richtung der vollständigen Öffnung des
Stellgliedes 5 erhöht
wird.
-
Zusätzlich oder
alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Fahrsituation durch
Auswertung der Information über
die Neigung des Fahrzeuges gegenüber
der Horizontalen ermittelt wird. In diesem Fall kann es vorgesehen
sein, dass bei betragsmäßigem Überschreiten
eines vorgegebenen Schwellwertes durch die Neigung der Öffnungsgrad
des Stellgliedes 5 in Richtung der Schließstellung
des Stellgliedes 5 verringert wird und dass bei betragsmäßigem Unterschreiten
des vorgegebenen Schwellwertes durch die Neigung der Öffnungsgrad
des Stellgliedes 5 in Richtung der vollständigen Öffnung des Stellgliedes 5 erhöht wird.
-
Zusätzlich oder
alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Fahrsituation durch
Auswertung der Fahrgeschwindigkeit ermittelt wird.
-
Weiterhin
kann es optional vorgesehen sein, dass bei Detektion eines Fehlers
an einer sicherheitsrelevanten Komponente des Fahrzeugs oder des
Verbrennungsmotors 1 der Öffnungsgrad des Stellgliedes 5 in
Richtung der Schließstellung
des Stellgliedes 5 verringert wird.
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Erfindungsgemäß ist dabei
die Motorsteuerung 25 zum Betreiben des Fahrzeugs mit dem
Verbrennungsmotor 1 vorgesehen, mit dem Stellglied 5 zur
Einstellung der Luftzufuhr zum Verbrennungsmotor 1, wobei
die Steuereinheit 30 vorgesehen ist, die im Schubbetrieb
des Verbrennungsmotors 1 einen Öffnungsgrad des Stellgliedes 5 abhängig von
der Fahrsituation einstellt.
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In
Abhängigkeit
der erkannten Fahrsituation wird dann die Drosselklappe 5 derart
angesteuert, um das gewünschte
Motorbremsmoment zu erzeugen. Dadurch kann der Kraftstoffverbrauch
reduziert werden. Erfindungsgemäß wird also
im Schubbetrieb des Fahrzeugs bzw. des Verbrennungsmotors 1 der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 abhängig
von der aktuellen Fahr situation eingestellt.
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Es
gibt wie beschrieben verschiedene Möglichkeiten, die aktuelle Fahrsituation
zu ermitteln. Eine Möglichkeit
besteht darin, den Gradienten einer von einer Betätigung des
Fahrpedals abgeleiteten Größe zu ermitteln.
Bei dieser Größe kann
es sich z. B. um den Betätigungsgrad
des Fahrpedals oder um den Pedalwinkel wped_w handeln. Im Folgenden
soll beispielhaft angenommen werden, dass es sich bei der von der
Betätigung
des Fahrpedals abgeleiteten Größe um den
Pedalwinkel wped_w handelt. Wenn also der Schubbetrieb des Fahrzeugs
bzw. des Verbrennungsmotors 1 durch ein schnelles Loslassen des
Fahrpedals erreicht wurde, dann deutet dies darauf hin, dass im
Schubbetrieb ein hohes Motorbremsmoment eingestellt werden soll.
Wenn hingegen der Schubbetrieb des Fahrzeugs bzw. des Verbrennungsmotors 1 durch
ein langsames Loslassen des Fahrpedals erreicht wurde, dann deutet
dies darauf hin, dass im Schubbetrieb ein niedriges Motorbremsmoment
eingestellt werden soll. Deshalb kann es im einfachsten Fall vorgesehen
sein, dass ein Schwellwert Swped_w für den Gradienten des Pedalwinkels wped_w
vorgegeben und in der Motorsteuerung 25 abgespeichert wird.
Der Schwellwert Swped_w kann dabei beispielsweise auf einem Prüfstand geeignet appliziert
werden. Der vorgegebene Schwellwert Swped_w wird dabei als negativer
Wert gewählt,
da sich beim Loslassen des Fahrpedals auch ein negativer zeitlicher
Gradient des Pedalwinkels wped_w einstellen wird. Aus dem vom Fahrpedalmodul 10 der Motorsteuerung 25 mitgeteilten
Pedalwinkel wped_w des Fahrpedals ermittelt die Motorsteuerung 25 den zeitlichen
Gradienten dieses Pedalwinkels wped_w. Unterschreitet dieser Gradient
beim Loslassen des Fahrpedals den vorgegebenen Schwellwert Swped_w,
dann liegt ein schnelles Loslassen des Fahrpedals vor und es ist
ein hohes Motorbremsmoment gewünscht.
In diesem Fall wird die Motorsteuerung 25 die Drosselklappe 5 derart
ansteuern, dass der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 in Richtung der Schließstellung
der Drosselklappe 5 verringert wird. Dies kann bspw. dadurch
geschehen, dass die Drosselklappe 5 vollständig geschlossen
wird. Auf diese Weise wird ein maximales Motorbremsmoment erzeugt. Überschreitet
der Gradient beim Loslassen des Fahrpedals den vorgegebenen Schwellwert Swped_w,
dann liegt ein langsames Loslassen des Fahrpedals vor und es ist
ein niedriges Motorbremsmoment gewünscht. In diesem Fall wird
die Motorsteuerung 25 die Drosselklappe 5 derart
ansteuern, dass der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 in Richtung der vollständigen Öffnung der
Drosselklappe 5 erhöht
wird. Dies kann bspw. dadurch geschehen, dass die Drosselklappe 5 vollständig geöffnet wird. Auf
diese Weise wird ein minimales Motorbremsmoment erzeugt. Bei der
Wahl des vorgegebenen Schwellwertes Swped_w ist also darauf zu achten, dass
Gradienten des Pedalwinkels wped_w oberhalb dieses Schwellwertes
Swped_w auch nur mit einem Fahrerwunsch eines minimalen Motorbremsmomentes
korrelieren und das Gradienten des Pedalwinkels wped_w unterhalb
dieses Schwellwertes Swped_w auch nur mit einem Fahrerwunsch eines
maximalen Motorbremsmomentes korrelieren.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform ist
eine differenziertere Einstellung des Öffnungsgrades der Drosselklappe 5 in
Abhängigkeit
der Fahrsituation im Schubbetrieb möglich. Dabei wird der einzustellende Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 bzw. eine diesen Öffnungsgrad charakterisierende
Größe abhängig vom
Gradienten der von der Betätigung des
Fahrpedals abgeleiteten Größe, in diesem
Beispiel des Pedalwinkels wped_w, mittels einer Kennlinie oder eines
Kennfeldes ermittelt. Bei der den Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 charakterisierenden Größe kann
es sich beispielsweise um einen Sollwert wped_wsoll für den Pedalwinkel
handeln, der proportional zu einem Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 ist,
mit dem der Sollwert wped_wsoll des Pedalwinkels zur Realisierung
eines entsprechenden Fahrerwunschmomentes umgesetzt werden kann.
Der Vorteil bei der Kennlinienlösung
besteht darin, dass für jeden
Gradienten des Pedalwinkels wped_w ein zugeordneter Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 bzw. in diesem Beispiel ein zugeordneter
Sollwert wped_wsoll des Pedalwinkels aus der Kennlinie entnommen
werden kann, sodass der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 differenzierter in Abhängigkeit
des Gradienten des Pedalwinkels wped_w eingestellt werden kann.
Es kann natürlich
auch vorgesehen sein, das als Ausgangsgröße der Kennlinie entweder eine
vollständig
geschlossene Drosselklappe 5 oder eine vollständig geöffnete Drosselklappe 5 resultiert, sodass
sich im Ergebnis das Gleiche ergibt wie bei der oben beschriebenen
Schwellwertlösung.
Die Verwendung eines Kennfeldes ist dann erforderlich, wenn zusätzlich zum
Gradienten des Pedalwinkels wped_w eine oder mehrere weitere Eingangsgrößen bei
der Ermittlung der aktuellen Fahrsituation im Schubbetrieb berücksichtigt
werden sollen. Dies kann bspw. die Fahrgeschwindigkeit sein. Die
Kennlinie bzw. das Kennfeld können
beispielsweise auf einem Prüfstand
geeignet appliziert werden, um dem jeweiligen zeitlichen Gradienten
des Pedalwinkels wped_w jeweils einen geeigneten Sollwert wped_wsoll
für den
Pedalwinkel und damit einen geeigneten Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 zur
Einstellung des gewünschten
Motorbremsmomentes im Schubbetrieb zuzuordnen.
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In 2 ist
ein Funktionsdiagramm dargestellt, das die Einstellung des Öffnungsgrades
der Drosselklappe 5 in Abhängigkeit der Fahrsituation
im Schubbetrieb zeigt, wobei hier der Sollwert wped_wsoll für den Pedalwinkel
als charakteristische Größe für den Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 kennfeldgesteuert in Abhängigkeit
des Gradienten des Pedalwinkels wped_w und der Fahrgeschwindigkeit
vorgegeben wird. In 2 kennzeichnet dabei 30 eine
Steuereinheit, die bspw. software- und/oder hardwaremäßig in der
Motorsteuerung 25 implementiert sein kann. Einem gesteuerten
Schalter 90 der Steuereinheit 30 wird einerseits
ein Sollwert FWwped_wsoll für
den Pedalwinkel entsprechend einem Fahrerwunsch oder einer Anforderung
einer Fahrzeugfunktion, wie beispielsweise einem Antiblockiersystem,
einer Antriebschlupfregelung, einer Fahrdynamikregelung oder dergleichen
zugeführt und
andererseits die Ausgangsgröße wped_wsoll
eines Kennfeldes 15, die ebenfalls einen Sollwert für den Pedalwinkel
darstellt. Der gesteuerte Schalter 90 wird von einem Ausgangssignal
eines UND-Gliedes 75 angesteuert. Ist dieses Ausgangssignal
des UND-Gliedes 75 gesetzt, so wird der gesteuerte Schalter 90 veranlasst,
an seinem Ausgang das Ausgangssignal wped_wsoll des Kennfeldes 15 zur
Verfügung
zu stellen. Ist dieses Ausgangssignal des UND-Gliedes 75 nicht
gesetzt, so wird der gesteuerte Schalter 90 veranlasst,
an seinem Ausgang das Signal FWwped_wsoll zur Verfügung zu
stellen. Einem ersten Eingang 80 des UND-Gliedes 75 ist
ein Schubabschaltsignal BSA zugeführt, das angibt, ob der Verbrennungsmotor 1 bzw.
das Fahrzeug sich im Schubbetrieb befindet, der Schubbetrieb also
aktiv ist. Dies kann in der Motorsteuerung 25 einfach dadurch
festgestellt werden, dass geprüft
wird, ob das Fahrpedal 10 losgelassen wurde, also nicht
mehr betätigt
wird. In diesem Fall liegt Schubbetrieb vor und das Schubabschaltsignal
BSA wird von der Motorsteuerung 25 gesetzt. Andernfalls,
also bei noch vorliegender Betätigung
des Fahrpedals liegt kein Schubbetrieb vor und das Schubabschaltsignal
BSA wird von der Motorsteuerung 25 nicht gesetzt bzw. zurückgesetzt.
Einem zweiten invertierten Eingang 85 des LIND-Gliedes 75 ist
ein Bremspedalsignal wbrems zugeführt, das von der Motorsteuerung 25 gesetzt
wird, wenn das Bremspedal betätigt
ist, und das von der Motorsteuerung 25 nicht gesetzt bzw.
zurückgesetzt
wird, wenn das Bremspedal nicht betätigt ist. Dazu wertet die Motorsteuerung 25 den
vom Bremspedalmodul 20 gelieferten Betätigungsgrad des Bremspedals
entsprechend aus. Auf diese Weise ist das Ausgangssignal des UND-Gliedes 75 nur gesetzt,
wenn Schubbetrieb vorliegt und das Bremspedal nicht betätigt ist.
Andernfalls ist das Ausgangssignal des UND-Gliedes 75 nicht gesetzt. Eingangsgrößen des
Kennfeldes 15 sind die Fahrzeuggeschwindigkeit v, die von
dem Geschwindigkeitssensor 65 ermittelt wird, und der von
der Motorsteuerung 25 gebildete zeitliche Gradient dwped_w/dt
des vom Fahrpedalmodul 10 an die Motorsteuerung 25 gelieferten
Pedalwinkels wped_w. Das Kennfeld 15 ordnet dem zeitlichen
Gradienten dwped_w/dt des Pedalwinkels und der Fahrgeschwindigkeit
v den Sollwert wped_wsoll für
den Pedalwinkel zu, der zur dem entsprechenden gewünschten Öffnungsgrad der
Drosselklappe 5 führt.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass mit steigendem zeitlichen Gradienten dwped_w/dt
des Pedalwinkels wped_w und gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit
v der Sollwert wped_wsoll für
den Pedalwinkel und damit der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 erhöht
wird, um das Motorbremsmoment zu verringern, und dass mit steigender
Fahrgeschwindigkeit v und gleichbleibendem zeitlichen Gradienten
dwped_w/dt des Pedalwinkels wped_w der Sollwert wped_wsoll für den Pedalwinkel
und damit der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 gesenkt wird, um das Motorbremsmoment
zu erhöhen
und damit die Verkehrssicherheit durch Absenkung der Fahrgeschwindigkeit
im Schubbetrieb zu steigern.
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Wird
die aktuelle Fahrsituation wie beschrieben in Abhängigkeit
des zeitlichen Gradienten dwped_w/dt des Pedalwinkels wped_w ermittelt,
so handelt es sich bei dem zeitlichen Gradienten dwped_w/dt des
Pedalwinkels wped_w um demjenigen, der beim Loslassen des Fahrpedals
zum Erreichen des Schubbetriebes vorliegt.
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Zusätzlich oder
alternativ zur Bestimmung der aktuellen Fahrsituation abhängig vom
zeitlichen Gradienten dwped_w/dt des Pedalwinkels wped_w kann die
aktuelle Fahrsituation auch durch Auswertung einer Betätigung des
Bremspedals ermittelt werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass
bei gedrücktem
Bremspedal der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 in Richtung der Schließstellung
der Drosselklappe 5 verringert wird, wobei in diesem Fall
die Drosselklappe 5 beispielsweise vollständig geschlossen
werden kann, und dass bei losgelassenem Bremspedal der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 in Richtung der vollständigen Öffnung der
Drosselklappe 5 erhöht
wird, wobei in diesem Fall die Drosselklappe 5 beispielsweise
vollständig
geöffnet
werden kann. Die Betätigung
des Bremspedals bzw. dessen Nicht-Betätigung wird von der Motorsteuerung 25 aus
dem vom Bremspedalmodul 20 gelieferten Betätigungsgrad
des Bremspedals ermittelt. Somit kann eine aktuelle Fahrsituation
im Schubbetrieb an Hand des Betätigungsgrades
des Bremspedals im Hinblick auf ein gewünschtes hohes Motorbremsmoment
erkannt werden, wenn ein betätigtes
Bremspedal festgestellt wird. Umgekehrt kann eine aktuelle Fahrsituation
im Schubbetrieb an Hand des Betätigungsgrades
des Bremspedals im Hinblick auf ein gewünschtes niedriges Motorbremsmoment
erkannt werden, wenn ein losgelassenes Bremspedal festgestellt wird.
-
Auch
im Falle der Bestimmung der aktuellen Fahrsituation abhängig vom
Betätigungsgrad
des Bremspedals kann es vorgesehen sein, verschiedenen Betätigungsgraden
des Bremspedals jeweils einen unterschiedlichen Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 zuzuordnen,
wobei die Zuordnung über
eine Kennlinie erfolgen kann. Auf diese Weise lässt sich wiederum eine differenziertere
Einstellung des Öffnungsgrades
der Drosselklappe 5 in Abhängigkeit des Betätigungs grades
des Bremspedals erreichen. Wird die aktuelle Fahrsituation zusätzlich von
anderen Größen mitbestimmt,
wie z. B. der Fahrgeschwindigkeit v und/oder dem zeitlichen Gradienten dwped_w/dt
des Pedalwinkels wped_w, so können alle
diese Größen, die
die aktuelle Fahrsituation kennzeichnen, als Eingangsgrößen in ein
Kennfeld eingehen, dessen Ausgangsgröße der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 bzw.
eine den Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 charakterisierende Größe, wie
z. B. der genannte Sollwert wped_wsoll für den Pedalwinkel wped_w, ist.
Die Kennlinie bzw. das Kennfeld können wiederum beispielsweise
auf einem Prüfstand geeignet
appliziert werden. Ausgehend von dem Kennfeld 15 in 2 kann
gemäß dem dortigen Funktionsdiagramm
als weitere Eingangsgröße des Kennfeldes 15 der
Betätigungsgrad
des Bremspedals eingehen, wobei mit zunehmender Betätigung des
Bremspedals bei gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit v und gleichbleibendem
zeitlichen Gradienten dwped_w/dt des Pedalwinkels wped_w der Sollwert
wped_wsoll des Pedalwinkels wped_w und damit der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 sinkt. In diesem Fall kann der gesteuerte
Schalter 90 auch allein durch das Schubabschaltsignal BSA
derart gesteuert werden, dass bei gesetztem Schubabschaltsignal
BSA der gesteuerte Schalter 90 an seinem Ausgang den Ausgang
des Kennfeldes 15 und andernfalls den Sollwert FWwped_wsoll
anliegen hat.
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Zusätzlich oder
alternativ zur Bestimmung der aktuellen Fahrsituation abhängig vom
zeitlichen Gradienten dwped_w/dt des Pedalwinkels wped_w und/oder
des Betätigungsgrades
des Bremspedals und/oder der Fahrgeschwindigkeit v kann die aktuelle Fahrsituation
auch durch Auswertung einer Information über eine Neigung des Fahrzeugs
gegenüber
der Horizontalen ermittelt werden. Zu diesem Zweck wertet die Motorsteuerung 25 das
Signal des Neigungssensors 70 aus. Dabei kann in der Motorsteuerung 25 ein
Neigungsschwellwert N für
die Neigung des Fahrzeugs gegenüber
der Horizontalen vorgegeben sein. Es kann dann beispielsweise vorgesehen
sein, dass bei betragsmäßigem Überschreiten
des vorgegeben Neigungsschwellwerts N durch die Neigung des Fahrzeugs
gegenüber
der Horizontalen der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 in Richtung der Schließstellung
der Drosselklappe 5 verringert wird, wobei in diesem Fall
die Drosselklappe 5 beispielsweise vollständig geschlossen
werden kann und dass bei betragsmäßigem Unterschreiten des vorgegebenen
Neigungsschwellwertes N durch die Neigung des Fahrzeugs gegenüber der
Horizontalen der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 in Richtung der vollständigen Öffnung der
Drosselklappe 5 erhöht wird,
wobei in diesem Fall die Drosselklappe 5 beispielsweise
vollständig
geöffnet
werden kann. Somit kann eine aktuelle Fahrsituation im Schubbetrieb
an Hand der Neigung des Fahrzeugs gegenüber der Horizontalen im Hinblick
auf ein gewünschtes
hohes Motorbremsmoment erkannt werden, wenn eine betragsmäßig große, über dem
Neigungsschwellwert N liegende und der Neigung des Fahrzeugs gegenüber der
Horizontalen entsprechende Fahrbahnsteigung erkannt wird. In diesem
Fall ist aus Gründen
der Verkehrsicherheit ein hohes Motorbremsmoment gewünscht. Umgekehrt
kann eine aktuelle Fahrsituation im Schubbetrieb an Hand der Neigung
des Fahrzeugs gegenüber
der Horizontalen im Hinblick auf ein gewünschtes niedriges Motorbremsmoment
erkannt werden, wenn eine betragsmäßig kleine, unter dem Neigungsschwellwert
N liegende und der Neigung des Fahrzeugs gegenüber der Horizontalen entsprechende
Fahrbahnsteigung erkannt wird. In diesem Fall ist aus Gründen der
Verkehrsicherheit ein hohes Motorbremsmoment nicht erforderlich
und es kann ein niedrigeres Motorbremsmoment eingestellt werden.
Der Neigungsschwellwert N kann bspw. auf einem Prüfstand oder
in Fahrversuchen geeignet gewählt
werden, um die notwendigen Anforderungen an die Verkehrsicherheit
zu erfüllen.
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Auch
im Falle der Bestimmung der aktuellen Fahrsituation abhängig von
der Neigung des Fahrzeugs gegenüber
der Horizontalen kann es vorgesehen sein, verschiedenen Neigungen
des Fahrzeugs gegenüber
der Horizontalen jeweils einen unterschiedlichen Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 zuzuordnen, wobei die Zuordnung über eine
Kennlinie erfolgen kann. Auf diese Weise lässt sich wiederum eine differenziertere
Einstellung des Öffnungsgrades der
Drosselklappe 5 in Abhängigkeit
der Neigung des Fahrzeugs gegenüber
der Horizontalen erreichen. Wird die aktuelle Fahrsituation zusätzlich von
anderen Größen mitbestimmt,
wie z. B. der Fahrgeschwindigkeit v und/oder dem zeitlichen Gradienten dwped_w/dt
des Pedalwinkels wped_w und/oder der Betätigung des Bremspedals, so
können
alle diese Größen, die
die aktuelle Fahrsituation kennzeichnen, als Eingangsgrößen in ein
Kennfeld eingehen, dessen Ausgangsgröße der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 bzw.
eine den Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 charakterisierende Größe, wie
z. B. der genannte Sollwert wped_wsoll für den Pedalwinkel wped_w, ist.
Die Kennlinie bzw. das Kennfeld können wiederum beispielsweise
auf einem Prüfstand
geeignet appliziert werden. Ausgehend von dem Kennfeld 15 in 2 kann
gemäß dem dortigen
Funktionsdiagramm als weitere Eingangsgröße des Kennfeldes 15 die
Neigung des Fahrzeugs gegenüber
der Horizontalen eingehen, wobei mit betragsmäßig zunehmender Neigung des
Fahrzeugs gegenüber
der Horizontalen bei gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit v und
gleichbleibendem zeitlichen Gradienten dwped_w/dt des Pedalwinkels
wped_w und gleichbleibendem Betätigungsgrad
des Bremspedals der Sollwert wped_wsoll des Pedalwinkels wped_w
und damit der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 sinkt. In diesem Fall kann der gesteuerte
Schalter 90 auch allein durch das Schubabschaltsignal BSA
derart gesteuert werden, dass bei gesetztem Schubabschaltsignal
BSA der gesteuerte Schalter 90 an seinem Ausgang den Ausgang
des Kennfeldes 15 und andernfalls den Sollwert FWwped_wsoll
anliegen hat.
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Weiterhin
kann es optional vorgesehen sein, dass bei Detektion eines Fehlers
an einer sicherheitsrelevanten Komponente oder Eigenschaft oder Betriebsgröße des Fahrzeugs
oder des Verbrennungsmotors 1 der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 sicherheitshalber
in Richtung der Schließstellung der
Drosselklappe 5 verringert wird, um das Motorbremsmoment
zu erhöhen
und des Fahrzeugs schnellstmöglich
abzubremsen. Die größte Bremswirkung
wird dabei erreicht, wenn die Drosselklappe 5 vollständig geschlossen
wird. Als Beispiel für
eine sicherheitsrelevante Komponente des Fahrzeugs sei hier das
Antiblockiersystem oder der Bremskraftverstärker genannt. Als Beispiel
für eine
sicherheitsrelevante Betriebsgröße des Verbrennungsmotors 1 sei hier
die Motortemperatur oder der Motorölstand genannt. Fallen sicherheitsrelevante
Komponenten aus oder werden sie in sonstiger Weise von der Motorsteuerung 25 als
fehlerhaft detektiert oder liegen sicherheitsrelevante Eigenschaften
oder Betriebsgrößen außerhalb
ihres zulässigen
Bereichs, so wird im Falle des Schubbetriebes unabhängig von
der aktuellen Fahrsituation die Drosselklappe 5 in Richtung ihrer
Schließstellung
bewegt, vorzugsweise vollständig
geschlossen, um ein möglichst
großes
Motorbremsmoment zu erzielen.
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In 3 ist
ein Ablaufplan für
einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben. Nach
dem Start des Programms prüft
die Motorsteuerung 25 bei einem Programmpunkt 100, ob
Schubbetrieb vorliegt. Ist dies der Fall, so wird zu einem Programmpunkt 105 verzweigt,
andernfalls wird zu Programmpunkt 100 zurückverzweigt.
Die Prüfung
auf Vorliegen des Schubbetriebes kann wie beschrieben dadurch erfolgen,
dass die Motorsteuerung 25 den Betätigungsgrad des Fahrpedals
ausgewertet. Wird das Fahrpedal losgelassen, so erkennt die Motorsteuerung 25 auf
Schubbetrieb und setzt das Schubabschaltsignal BSA, andernfalls
erkennt die Motorsteuerung 25 auf Zugbetrieb und setzt
das Schubabschaltsignal BSA zurück.
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Bei
Programmpunkt 105 prüft
die Motorsteuerung 25, ob ein Fehler an einer sicherheitsrelevanten
Komponente oder Betriebsgröße des Fahrzeugs oder
des Verbrennungsmotors 1 vorliegt. Ist dies der Fall, so
wird zu einem Programmpunkt 140 verzweigt, andernfalls
wird zu einem Programmpunkt 110 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 110 wertet die Motorsteuerung 25 in
der beschriebenen Weise den Betätigungsgrad
des Bremspedals aus. Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 115 verzweigt.
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Der
Programmpunkt 115 prüft
die Motorsteuerung 25, ob das Bremspedal betätigt wurde.
Ist dies der Fall, so wird zu Programmpunkt 140 verzweigt, andernfalls
wird zu einem Programmpunkt 120 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 120 wertet die Motorsteuerung 25 die
Information des Neigungssensors 70 aus und ermittelt die
Neigung des Fahrzeugs gegenüber
der Horizontalen und damit die Steigerung der Fahrbahn. Anschließend wird
zu einem Programmpunkt 125 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 125 prüft
die Motorsteuerung 25, ob die Neigung des Fahrzeugs gegenüber der
Horizontalen betragsmäßig oberhalb
des vorgegebenen Neigungsschwellwertes N liegt. Ist dies der Fall,
so wird zu Programmpunkt 140 verzweigt, andernfalls wird
zu einem Programmpunkt 130 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 130 ermittelt die Motorsteuerung 25 in
der beschriebenen Weise den zeitlichen Gradienten dwped_w/dt des
Pedalwinkels wped_w, der beim Loslassen des Fahrpedals zum Erreichen
des Schubbetriebes vorlag. Dazu werden die Betätigungsgrade des Fahrpedals
von der Motorsteuerung 25 aus dem vom Fahrpedalmodul 10 gelieferten
Signal zeitdiskret abgetastet und gespeichert, sodass die Betätigungsgrade
des Fahrpedals beim Loslassen des Fahrpedals zum Einstellen des Schubbetriebes
in der Motorsteuerung 25 vorliegen und zur Berechnung des
zeitlichen Gradienten dwped_w/dt des Pedalwinkels wped_w verwendet werden
können.
Außerdem
ermittelt die Motorsteuerung 25 die aktuelle Fahrgeschwindigkeit
v. Anschließend
wird zu einem Programmpunkt 135 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 135 wird von der Motorsteuerung 25 gemäß dem Kennfeld 15 aus
dem hier nicht weiter betrachteten Funktionsdiagramm nach 2 abhängig von
der Fahrgeschwindigkeit v und dem zeitlichen Gradienten dwped_w/dt
des Pedalwinkels wped_w der Sollwert wped_wsoll für den Pedalwinkel
und damit der einzustellende Öffnungsgrad der
Drosselklappe 5 ermittelt und von der Motorsteuerung 25 umgesetzt.
Anschließend
wird das Programm verlassen.
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Bei
Programmpunkt 140 veranlasst die Motorsteuerung 25 die
vollständige
Schließung
der Drosselklappe 5. Anschließend wird das Programm verlassen.
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Gemäß dein Ablaufplan
nach 3 wird also eine Mischform aus Kennfeld- und schwell wertgesteuerter
Einstellung des Motorbremsmomentes im Schubbetrieb beispielhaft
vorgestellt, wobei die aktuelle Fahrsituation bezüglich des
Betätigungsgrades des
Bremspedals und bezüglich
der Neigung des Fahrzeugs gegenüber
der Horizontalen mittels Schwellwertentscheidung und bezüglich des
Gradienten dwped_w/dt des Pedalwinkels wped_w des Fahrpedals und
der Fahrgeschwindigkeit v mittels Kennfeld bestimmt wird, wobei
außerdem
zur Ermittlung der aktuellen Fahrsituation die Auswertung der Betätigung des
Bremspedals Vorrang vor der Auswertung des Neigungssensors 70 und
die Auswertung des Neigungssensors 70 Vorrang vor der Auswertung
des Gradienten dwped_w/dt des Pedalwinkels wped_w des Fahrpedals
und der Fahrgeschwindigkeit v hat.
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In 4 ist
eine Abwandlung des Ablaufplans nach 3 dargestellt.
Dabei werden die Programmpunkte 130 und 135 durch
die Ablaufplan nach 4 ersetzt. Im übrigen bleibt
der Ablaufplan nach 3 unverändert erhalten. So wird also
gemäß der Ausführungsform
nach 4 von Programmpunkt 125 bei Nein-Entscheidung
zu einem Programmpunkt 145 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 145 ermittelt die Motorsteuerung 25 in
der beschriebenen Weise und wie bei Programmpunkt 130 gemäß 3 den
zeitlichen Gradienten dwped_w/dt des Pedalwinkels wped_w, der beim
Loslassen des Fahrpedals zum Erreichen des Schubbetriebes vorlag.
Anschließend
wird zu einem Programmpunkt 150 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 150 prüft
die Motorsteuerung 25, ob der zeitliche Gradient dwped_w/dt
unterhalb des vorgegebenen Schwellwertes Swped_w liegt. Ist dies
der Fall, so wird zu Programmpunkt 140 verzweigt, andernfalls
wird zu einem Programmpunkt 160 verzweigt.
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Bei
Programmpunkt 140 veranlasst die Motorsteuerung 25 ein
vollständiges
Schließen
der Drosselklappe 5. Programmpunkt 140 ist dabei
aus dem Ablaufplan nach 3 übernommen. Anschließend wird
das Programm verlassen.
-
Bei
Programmpunkt 160 veranlasst die Motorsteuerung 25 ein
vollständiges Öffnen der
Drosselklappe 5. Anschließend wird das Programm verlassen.
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Die
beiden Ablaufpläne
nach 3 und 4 zeigen jeweils einen beispielhaften
Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ganz allgemeinen lässt
sich die aktuelle Fahrsituation hinsicht lich jedes der genannten
Kriterien: zeitlicher Gradient dwped_w/dt des Pedalwinkels wped_w,
Betätigungsgrad
des Bremspedals, Fahrgeschwindigkeit v, Neigung des Fahrzeugs gegenüber der
Horizontalen Kennlinien- oder Kennfeld-gesteuert oder Schwellwert-gesteuert
und in beliebiger Reihenfolge hierarchisch oder auch nicht hierarchisch
beispielsweise mittels eines einzigen Kennfeldes für alle genannten Kriterien
ermitteln. Weitere Kriterien wie z. B. die Motordrehzahl, die vom
Drehzahlsensor 60 ermittelt wird, können zur Ermittlung der aktuellen
Fahrsituation verwendet werden. Je mehr Kriterien zur Ermittlung
der aktuellen Fahrsituation herangezogen werden, desto feiner und
genauer lässt
sich die aktuelle Fahrsituation ermitteln. Aus der ermittelten aktuellen Fahrsituation
wird dann in der beschriebenen Weise der einzustellende Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 im Schubbetrieb bzw. eine den Öffnungsgrad
der Drosselklappe 5 charakterisierende einzustellende Größe ermittelt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann ausgesetzt werden, wenn hochrangigere Ziele, z. B. aus Abgasanforderungen
oder Bauteileschutzanforderungen, dies erforderlich machen.
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Im
vorstehend beschriebenen Beispiel wurde ausgeführt, dass die einzustellende
Luftzufuhr abhängig
vom Gradienten des Pedalwinkels mittels jeweils einer Kennlinie
oder jeweils eines Kennfeldes ermittelt werden kann. Nimmt man zusätzlich oder
alternativ zur Luftzufuhr als Stellgröße den einzustellenden Zündwinkel
und/oder die einzustellende Kraftstoffzufuhr und/oder die einzustellende
Getriebeübersetzung,
so kann auch diese Stellgröße abhängig vom
Gradienten des Pedalwinkels, allgemein einer von der Betätigung des
Fahrpedals abgeleiteten Größe mittels
jeweils einer Kennlinie oder jeweils eines Kennfeldes ermittelt
werden. Entsprechendes gilt für den
Fall, dass statt des Gradienten der von der Betätigung des Fahrpedals abgeleiteten
Größe alternativ oder
zusätzlich
der Gradient der von der Vorgabe für die Ausgangsgröße der Antriebseinheit 180 abgeleiteten
Größe mittels
jeweils einer Kennlinie oder jeweils eines Kennfeldes ermittelt
wird.
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Weiterhin
alternativ kann es vorgesehen sein, dass anstelle eines Fahrpedals,
das über
eine Wegstrecke beweglich ist, lediglich ein Druckaufnehmer verwendet
wird, der praktisch keine Positionsänderung bei Betätigung durch
den Fahrer erfährt.
In diesem Fall wäre
der Gradient der von der Betätigung des
Bedienelementes abgeleiteten Größe beispielsweise
der Gradient des zeitlichen Verlaufs des von dem Druckaufnehmer
ermittelten Drucks, also die zeitliche Druckänderung.