DE102013010542A1

DE102013010542A1 - Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine

Info

Publication number: DE102013010542A1
Application number: DE102013010542.0A
Authority: DE
Inventors: Ralf Binz; Thomas Reiner
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Binz Ralf Dipl-Ing De; Reiner Thomas Dipl-Ing De
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Ist-Fahrpedalstellung (10), bei dem aus einer Ist-Fahrpedalstellung (10) eine Fahrpedalüberhöhung (11) berechnet und zur Ansteuerung der Antriebsmaschine verwendet wird, wobei die Fahrpedalüberhöhung (11) zumindest zeitweise von einem Gradienten der tatsächlichen Ist-Fahrpedalstellung (10) abhängt, sowie eine Steuer- und/oder Regeleinheit zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs nach diesem Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Steuer- und/oder Regeleinheit zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Es ist bereits ein Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Ist-Fahrpedalstellung, bei dem aus einer Ist-Fahrpedalstellung eine Fahrpedalüberhöhung berechnet und zur Ansteuerung der Antriebsmaschine verwendet wird, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Fahrkomfort beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs zu erhöhen. Sie wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 1 und eine erfindungsgemäße Steuer- und/oder Regeleinheit entsprechend dem Anspruch 5 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Ist-Fahrpedalstellung, bei dem aus einer Ist-Fahrpedalstellung eine Fahrpedalüberhöhung berechnet und zur Ansteuerung der Antriebsmaschine verwendet wird.
Es wird vorgeschlagen, dass die Fahrpedalüberhöhung zumindest zeitweise von einem Gradienten der tatsächlichen Ist-Fahrpedalstellung abhängt. Dadurch kann eine Leistung zur Beschleunigung des Kraftfahrzeugs besonders schnell von der Antriebsmaschine bereitgestellt werden, ein Ansprechverhalten des Kraftfahrzeugs und ein Fahrkomfort können verbessert werden. Außerdem kann eine Fahrpedalüberhöhung im Konstantfahrbereich vermieden werden, wodurch eine Dosierbarkeit in diesem Bereich erhalten und/oder verbessert wird. Unter einem „Gradienten” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine zeitliche Änderung der Ist-Fahrpedalstellung verstanden werden. Vorzugsweise ist die Fahrpedalüberhöhung positiv mit dem Gradienten verknüpft, wodurch bei einem großen Gradienten eine große Fahrpedalüberhöhung gegenüber der Ist-Fahrpedalstellung erreicht wird. Besonders bevorzugt vernachlässigt das Verfahren vorangegangene Betätigungsphasen des Fahrpedals, d. h. das Verfahren umfasst keine Lernschritte, wodurch das Fahrverhalten für den Kraftfahrzeugführer nachvollziehbar bleibt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Fahrpedalüberhöhung eine Abklingzeit aufweist. Dadurch kann die Fahrpedalüberhöhung gegenüber der Ist-Fahrpedalstellung zeitlich begrenzt werden, wodurch eine Kontrolle der Antriebsleistung durch den Kraftfahrzeugführer bei kleinen Änderungen der Ist-Fahrpedalstellung verbessert werden kann. Unter einer „Abklingzeit” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Zeitintervall verstanden werden, in dessen Verlauf die Fahrpedalüberhöhung, falls die Ist-Fahrpedalstellung nicht weiter erhöht wird, auf Null sinkt, wodurch nach der Abklingzeit die Ist-Fahrpedalstellung zur Ansteuerung der Antriebsmaschine verwendet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung hängt die Fahrpedalüberhöhung von einer Fahrprogrammeinstellung ab. Dadurch können die Fahrprogramme besser differenziert werden und ein Fahrkomfort kann erhöht werden. Unter einem „Fahrprogramm” soll insbesondere ein Programm verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, Werte von Stellgrößen und Algorithmen für eine Steuerung des Kraftfahrzeugs festzulegen, wodurch der Kraftfahrzeugführer ein generelles Verhalten des Kraftfahrzeugs nach seinen Bedürfnissen einstellen kann.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Ist-Fahrpedalstellung an ein Getriebe des Kraftfahrzeugs übermittelt wird. Dadurch können ungewollte Schaltvorgänge vermieden werden.
Ferner wird eine Steuer- und/oder Regeleinheit zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Ist-Fahrpedalstellung vorgeschlagen, die dazu vorgesehen ist, aus einer Ist-Fahrpedalstellung eine Fahrpedalüberhöhung zu berechnen und zur Ansteuerung der Antriebsmaschine zu verwenden, wobei die Fahrpedalüberhöhung zumindest zeitweise von einem Gradienten der tatsächlichen Ist-Fahrpedalstellung abhängt. Dadurch kann eine maximale Antriebsleistung schneller bereitgestellt werden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Vorzugsweise wird aus der Summe der Ist-Fahrpedalstellung und der Fahrpedalüberhöhung ein Ansteuerwert für die Antriebsmaschine gebildet, und ein Maximum des Ansteuerwerts wird in weniger als 100 Millisekunden erreicht. Besonders bevorzugt wird das Maximum nach weniger als 90 Millisekunden erreicht.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Die einzige 1 zeigt ein Diagramm eines Beschleunigungsvorgangs mit einer tatsächlichen Ist-Fahrpedalstellung 10 als Eingangsgröße und einem Ansteuerwert 13. In einem Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs während des Beschleunigungsvorgangs berechnet eine nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit aus der Ist-Fahrpedalstellung 10 eine Fahrpedalüberhöhung 11, die zur Ansteuerung der Antriebsmaschine verwendet wird. Der Ansteuerwert 13 ist eine Summe aus der Ist-Fahrpedalstellung 10 und der Fahrpedalüberhöhung 11. Das Diagramm beschreibt einen Zeitraum, in dem der Kraftfahrzeugführer ein Fahrpedal von einer Ruheposition aus betätigt, wodurch das Kraftfahrzeug beschleunigt wird. Das Diagramm umfasst eine Abszisse 14, die einer Zeitachse entspricht, und eine Ordinate 15 als Achse für die Ist-Fahrpedalstellung 10 und/oder den Ansteuerwert 13. Das Diagramm weist einen Startzeitpunkt 16 auf, zu dem das Fahrpedal betätigt wird.
Zu dem Startzeitpunkt 16 weist die Ist-Fahrpedalstellung 10 einen Wert Null auf. Die Ist-Fahrpedalstellung 10 steigt ab dem Startzeitpunkt 16 steil an, d. h. sie weist einen großen Gradienten auf. Die Ist-Fahrpedalstellung 10 wächst über den gesamten dargestellten Zeitraum, aber der Gradient wird kleiner und schließlich nähert sich die Ist-Fahrpedalstellung 10 asymptotisch einem Grenzwert 17 an. Die Ist-Fahrpedalstellung 10 weist im dargestellten Zeitraum einen streng monoton wachsenden Verlauf auf. Ein Wert der tatsächlichen Ist-Fahrpedalstellung 10 wird als Eingangsgröße an die Steuer- und Regeleinheit übermittelt, die bei Kraftfahrzeugen mit einem automatischen Getriebe als eine Getriebesteuerung zur Schaltung von Getriebegängen des Getriebes vorgesehen ist. Zur Getriebesteuerung, d. h. insbesondere zur Schaltung der Getriebegänge, ist dabei die tatsächliche Ist-Fahrpedalstellung vorgesehen. Die Getriebesteuerung ist unabhängig von der Fahrpedalüberhöhung 11. Insbesondere Schaltpunkte, die durch in der Steuer- und Regeleinheit hinterlegte Schaltkennlinien definiert sind, hängen von der tatsächlichen Ist-Fahrpedalstellung 10 ab und sind unabhängig von der Fahrpedalüberhöhung 11. Die Fahrpedalüberhöhung 11 dient lediglich zur Ansteuerung der Antriebsmaschine, die beispielsweise als eine Brennkraftmaschine und/oder ein Elektromotor ausgebildet sein kann.
Die Fahrpedalüberhöhung 11 weist zu dem Startzeitpunkt 16 einen Wert Null auf, d. h. der Ansteuerwert 13 ist gleich der Ist-Fahrpedalstellung 10. In einer ersten Phase 19 des Beschleunigungsvorgangs von dem Startzeitpunkt 16 an wächst die Fahrpedalüberhöhung 11 stärker als die Ist-Fahrpedalstellung 10, wodurch auch der Ansteuerwert 13 stärker als die Ist-Fahrpedalstellung 10 wächst. Die Fahrpedalüberhöhung 11 hängt insbesondere vom Gradienten der Ist-Fahrpedalstellung 10 ab. Die Fahrpedalüberhöhung 11 ist positiv mit dem Gradienten verknüpft, d. h. ein großer Wert des Gradienten führt zu einem großen Wert der Fahrpedalüberhöhung 11. Sie ist eine nichtlineare Funktion der Ist-Fahrpedalstellung 10.
Die erste Phase 19 dauert an bis die Ist-Fahrpedalstellung 10 etwa 70% ihres Grenzwertes 17 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt beginnt eine zweite Phase 20 des Beschleunigungsvorgangs. Die Fahrpedalüberhöhung 11 erreicht ein Maximum und nimmt dann ab. Dadurch wächst der Ansteuerwert 13 zum Beginn der zweiten Phase 20 ebenso stark wie die Ist-Fahrpedalstellung 10 und im weiteren Verlauf weniger stark. Die Fahrpedalüberhöhung 11 weist eine Abklingzeit 12 auf.
Die zweite Phase 20 endet, wenn der Ansteuerwert 13 ein absolutes Maximum 18 erreicht. Die Ist-Fahrpedalstellung 10 weist etwa 80–90% ihres Grenzwertes 17 auf und der Gradient der Ist-Fahrpedalstellung 10 beträgt noch etwa 5–10% seines Wertes im Startzeitpunkt 16. Der Ansteuerwert 13 beträgt im Maximum 18 etwa 150% des Grenzwerts 17 der Ist-Fahrpedalstellung 10. Die Fahrpedalüberhöhung 11 hängt von einem eingestellten Fahrprogramm ab. Ein Wert des Maximums 18 des Ansteuerwertes 13 ist in unterschiedlichen Fahrprogrammen unterschiedlich groß. Durch eine Auswahl des Fahrprogramms kann der Kraftfahrzeugführer insbesondere die Fahrpedalüberhöhung 11 verändern.
In einer dritten Phase 21 des Beschleunigungsvorgangs setzt sich die Abklingzeit 12 fort. Die Fahrpedalüberhöhung 11 nimmt weiter ab, wodurch sich der Ansteuerwert 13 an die Ist-Fahrpedalstellung 10 annähert. Die Fahrpedalüberhöhung 11 ist in dem Beschleunigungsvorgang zeitlich begrenzt. Nach etwa einer Hälfte des dargestellten Zeitraums beginnt eine vierte und letzte Phase 22, wenn der Ansteuerwert 13 eine positive Krümmung aufweist. Die Annäherung an die Ist-Fahrpedalstellung 10 verlangsamt sich. Schließlich sinkt die Fahrpedalüberhöhung 11 auf Null und der Ansteuerwert 13 weist einen gleichen Wert auf wie die Ist-Fahrpedalstellung 10. Die Ist-Fahrpedalstellung 10 ändert sich nicht mehr. Ein Bereich eines Konstantfahrbetriebs ist erreicht.
Die Steuer- und Regeleinheit ist zur Ansteuerung der Antriebsmaschine entsprechend diesem Verfahren vorgesehen. Die Steuer- und Regeleinheit ist dazu vorgesehen, einen Betrieb des Kraftfahrzeugs entsprechend den Steuerbefehlen des Kraftfahrzeugführers zu kontrollieren. Die Steuer- und Regeleinheit ist signaltechnisch mit dem Fahrpedal verbunden und dazu vorgesehen, die Ist-Fahrpedalstellung 10 auszuwerten und in Abhängigkeit von der Ist-Fahrpedalstellung 10 die Fahrpedalüberhöhung 11 zu berechnen und zur Ansteuerung der Antriebsmaschine zu verwenden. Die Steuer- und Regeleinheit berechnet die Fahrpedalüberhöhung 11 in Abhängigkeit von dem Gradienten der Ist-Fahrpedalstellung 10 und von dem eingestellten Fahrprogramm. Die Steuer- und Regeleinheit bildet einen Ansteuerwert 13 als eine Summe aus der Ist-Fahrpedalstellung 10 und der Fahrpedalüberhöhung 11 und steuert damit eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine. Die Steuer- und Regeleinheit ist signaltechnisch mit einem Getriebe des Kraftfahrzeugs verbunden und übermittelt die Ist-Fahrpedalstellung 10 an das Getriebe unabhängig von der Fahrpedalüberhöhung 11.
Bezugszeichenliste

10: Ist-Fahrpedalstellung
11: Fahrpedalüberhöhung
12: Abklingzeit
13: Ansteuerwert
14: Abszisse
15: Ordinate
16: Startzeitpunkt
17: Grenzwert
18: Maximum
19: Phase
20: Phase
21: Phase
22: Phase

Claims

Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Ist-Fahrpedalstellung (10), bei dem aus einer Ist-Fahrpedalstellung (10) eine Fahrpedalüberhöhung (11) berechnet und zur Ansteuerung der Antriebsmaschine verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrpedalüberhöhung (11) zumindest zeitweise von einem Gradienten der tatsächlichen Ist-Fahrpedalstellung (10) abhängt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrpedalüberhöhung (11) eine Abklingzeit (12) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrpedalüberhöhung (11) von einer Fahrprogrammeinstellung abhängt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Fahrpedalstellung (10) an ein Getriebe des Kraftfahrzeugs übermittelt wird.
Steuer- und/oder Regeleinheit zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Ist-Fahrpedalstellung (10), die dazu vorgesehen ist, aus einer Ist-Fahrpedalstellung (10) eine Fahrpedalüberhöhung (11) zu berechnen und zur Ansteuerung der Antriebsmaschine zu verwenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrpedalüberhöhung (11) zumindest zeitweise von einem Gradienten der tatsächlichen Ist-Fahrpedalstellung (10) abhängt.