DE19963357A1 - Verfahren zur Regelung eines Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Verfahren zur Regelung eines Anfahrvorganges eines KraftfahrzeugsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeugs mit einer Kupplung und einer Brennkraftmaschine, die im Antriebsstrang für das Kraftfahrzeug angeordnet und koordiniert steuerbar sind, und bei dem während des Anfahrvorganges über eine Stellung eines Fahrpedals eine Beschleunigung und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorgegeben wird. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass DOLLAR A (a) in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung (alpha) eine Beschleunigung (a_soll) festgelegt und hieraus durch Integration ein erster Wert (v_soll_1) für die Geschwindigkeit gebildet, DOLLAR A (b) in Abhängigkeit von einer Änderung (Gradient dalpha) der Fahrpedalstellung (alpha) ein Korrekturwert (v_delta) festgelegt und DOLLAR A (c) durch Addition des ersten Wertes (v_soll_1) mit dem Korrekturwert (v_delta) eine Sollgeschwindigkeit (v_soll) ermittelt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung ei
nes Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeugs mit den im
Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
Mit der Einführung automatischer Kupplungen, bei
spielsweise Servokupplungen, ergibt sich die Möglich
keit, den Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs zu auto
matisieren. Dazu kann eine spezielle Ansteuerstrate
gie in einem elektronischen Kupplungsmanagement der
Kupplung hinterlegt werden. Dies ermöglicht, einen
Anfahrvorgang möglichst "ruckfrei" durchzuführen.
Aus der DE 197 26 214 ist bekannt, das elektronische
Kupplungsmanagement mit einem Motorleistungssteue
rungssystem für eine Brennkraftmaschine zu koordinie
ren. Das Motorleistungssteuerungssystem umfasst dabei
üblicherweise Stellglieder, wie eine Drosselklappe,
ein Einspritzsystem oder eine Abgasrückführeinrich
tung. Eine Ansteuerung der Stellglieder erfolgt in
Abhängigkeit von einer Stellung eines Fahrpedals, das
durch den Fahrzeugführer betätigt wird.
Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, das Fahr
pedal während des Anfahrvorganges als Beschleuni
gungs- beziehungsweise als Geschwindigkeitspedal zu
skalieren, im Gegensatz zu einer Leistungs- oder Mo
mentenskalierung in einem sich anschließenden Normal
betrieb. Dadurch wird erreicht, dass sowohl die Kupp
lung als auch die Brennkraftmaschine zur optimalen
Einstellung der durch den Fahrzeugführer gewünschten
Beschleunigung beziehungsweise Geschwindigkeit frei
regelbar sind. Aus der DE 197 26 214 ist bekannt,
entweder aus einer Position des Fahrpedals die Be
schleunigung oder aus der Position des Fahrpedals die
Geschwindigkeit vorzugeben. Die Vorgabe einer Ge
schwindigkeit als Funktion der Pedalposition hat je
doch den Nachteil, dass der Fahrzeugführer bei kon
stanten mittleren Fahrpedalpositionen über einen län
geren Zeitraum eine Beschleunigung erwartet, diese
jedoch nicht durch die Regelung des Anfahrvorganges
eingefordert wird. Wird über die Fahrpedalposition
die Beschleunigung vorgegeben, so ist nachteilig,
dass eine Änderung der Fahrpedalposition nur zu einer
langsamen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit führt,
obwohl der Fahrzeugführer eine spontane Reaktion des
Fahrzeugs erwartet.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rege
lung des Anfahrvorganges des Kraftfahrzeugs mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 ist es möglich, den Anfor
derungen des Fahrzeugführers bei einer Betätigung des
Fahrpedals in Bezug auf Beschleunigung und Geschwin
digkeit des Fahrzeugs Genüge zu tun. Indem
- a) in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung eine Beschleunigung festgelegt und hieraus durch In tegration ein erster Wert für die Geschwindig keit gebildet,
- b) in Abhängigkeit von einer Änderung (Gradient) der Fahrpedalstellung ein Korrekturwert festge legt und
- c) durch Addition des ersten Wertes mit dem Korrek turwert eine Sollgeschwindigkeit ermittelt wird,
kann die Koordination von elektronischem Kupplungs
management mit dem Motorleistungssteuersystem mit ei
ner Aktion am Fahrpedal verbunden werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Beschleuni
gung und den Korrekturwert jeweils anhand einer Kenn
linie eines Kennfeldes festzulegen. In das Kennfeld
zur Festlegung der Beschleunigung kann insbesondere
eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine
Drehzahl am Getriebeausgang einfließen. Über derarti
ge Kennlinien und Kennfelder kann festgelegt werden,
dass mit steigender Fahrpedalstellung die Beschleuni
gung positiv ansteigt und bei einem unbetätigten
Fahrpedal die Beschleunigung negativ ist. Ebenso kann
mit steigendem Gradienten der Korrekturwert positiv
und bei fallendem Gradienten der Korrekturwert nega
tiv vorgegeben werden.
Weiterhin ist vorteilhaft, aus der Stellung des Fahr
pedals zunächst eine Momenten- oder Leistungsforde
rung zu ermitteln und hieraus erst anschließend den
ersten Wert für die Geschwindigkeit zu bestimmen. In
gleicher Weise kann auch bei der Festlegung des Kor
rekturwertes verfahren werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung er
geben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen
genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs
beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er
läutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Regelung eines
Anfahrvorganges eines Kraftfahrzeugs und
Fig. 2 einen Verlauf einer Sollgeschwindigkeit in
Abhängigkeit von einer Fahrpedalstellung in
einem Ausführungsbeispiel.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Weise ein Block
schaltbild, mit dem eine Regelung eines Anfahrvorgan
ges eines Kraftfahrzeugs erfolgen kann. Das Kraft
fahrzeug weist dazu eine Kupplung und eine Brenn
kraftmaschine auf, die im Antriebsstrang für das
Kraftfahrzeug angeordnet und koordiniert steuerbar
sind (über ein Kupplungsmanagement und ein Motorlei
stungssteuerungssystem). Aus einer Stellung α eines
Fahrpedals soll eine Beschleunigung beziehungsweise
eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorgegeben
werden.
In einem ersten Schritt S1 wird dazu die Stellung α
des Fahrpedals erfasst und einer Beschleunigung
a_soll zugeordnet. Neben einer direkten Zuordnung der
Stellung α des Fahrpedals zur Beschleunigung ist es
auch möglich, zunächst aus der Stellung α eine Momen
ten- oder Leistungsforderung zu ermitteln und anhand
dieser die Beschleunigung a_soll festzulegen. Die
Festlegung selbst kann anhand einer Kennlinie oder
eines Kennfeldes erfolgen, wobei in letzteres zusätz
lich Größen wie eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit
und/oder eine Drehzahl am Getriebeausgang einfließen
können.
Mittels der Kennlinie oder des Kennfeldes kann die
Bestimmung der Beschleunigung a_soll derart festge
legt werden, dass insbesondere mit steigender Fahrpe
dalstellung α die Beschleunigung a_soll positiv an
steigt. Weiterhin kann auf diese Weise festgelegt
werden, dass bei einem unbetätigten Fahrpedal die Be
schleunigung a_soll negativ wird.
In einem zweiten Schritt S2 wird durch Integration
der ermittelten Beschleunigung a_soll ein erster Wert
v_soll_1 für die Geschwindigkeit berechnet. Zur Fest
legung einer Sollgeschwindigkeit v_soll wird der er
ste Wert v_soll_1 nach dem erfindungsgemäßen Verfah
ren mit einem Korrekturwert v_delta addiert.
Der Korrekturwert v_delta ergibt sich aus einer Ände
rung (Gradient dα) der Fahrpedalstellung α. Wiederum
kann die Festlegung anhand einer vorgegebenen Kennli
nie oder eines Kennfeldes (Schritt S3) erfolgen. Auch
hier kann zunächst ausgehend von dem Gradienten dα
eine Momenten- oder Leistungsforderung bestimmt wer
den und hieraus dann der Korrekturwert v_delta abge
leitet werden.
Die in dem Schritt S3 zugrunde legbaren Kennlinien
oder Kennfelder können insbesondere derart ausgestal
tet werden, dass mit steigendem Gradienten dα der
Korrekturwert v_delta positiv und bei fallendem Gra
dienten dα der Korrekturwert v_delta negativ wird.
Kleine Gradienten dα werden vorzugsweise derart fest
gelegt, dass der Korrekturwert v_delta Null ist.
Mit der Bestimmung der Sollgeschwindigkeit v_soll er
folgt die Regelung der Brennkraftmaschine und der
Kupplung in an sich bekannter Weise über das Kupp
lungsmanagement und das Motorleistungssteuerungssy
stem. Dazu wird zunächst ein bauartbedingter Faktor f
mit der Sollgeschwindigkeit v_soll multipliziert und
liefert eine Sollgetriebeausgangsdrehzahl n_ga_soll.
Der bauartbedingte Faktor f beinhaltet insbesondere
Werte für eine Reifengröße und eine Übersetzung eines
Differentials.
Die Sollgetriebeausgangsdrehzahl n_ga_soll wird nach
folgend mit einer Übersetzung i eines Getriebes mul
tipliziert und liefert letztendlich einen Wert für
eine Sollgetriebeeingangsdrehzahl n_ge_soll. Diese
Größe n_ge_soll wird dann zur Steuerung der Stell
glieder von Brennkraftmaschine und Kupplung in geeig
nete Steuersignale umgesetzt, damit das Kraftfahrzeug
der Sollgeschwindigkeit v_soll folgt. Art und Weise
einer solchen Steuerung sind aus dem Stand der Tech
nik bekannt und sollen daher hier nicht näher erläu
tert werden.
Die Fig. 2 zeigt beispielhaft einen Verlauf der
Fahrzeuggeschwindigkeit v_soll bei unterschiedlichen
Fahrpedalstellungen α. Zunächst wird in einem Zeit
raum t1 bis zu einem Zeitpunkt T1 das Fahrpedal durch
einen Fahrzeugführer in einer bestimmten Stellung α
gehalten. Die in dem Schritt S1 verwendete Kennlinie
zur Festlegung der Beschleunigung a_soll führt zu ei
nem positiven Wert für v_soll_1, während der Gradient
dα durch Verwendung einer entsprechenden Kennlinie im
Schritt S3 zu einem Korrekturwert v_delta mit dem
Wert 0 führt, da hier die Stellung α des Fahrpedals
(durchgezogene Linie) nahezu konstant gehalten wird.
Insgesamt ergibt sich für die Sollgeschwindigkeit
v_soll (gestrichelte Linie) ein leichter Anstieg.
Ab dem Zeitpunkt T1 wird fahrerseitig das Fahrpedal
stärker betätigt und die Brennkraftmaschine zu einer
erhöhten Momentenabgabe aufgefordert. In einem Zeit
raum t2 bis zu einem Zeitpunkt T2 ist sowohl der er
ste Wert_v_soll 1 als auch der Korrekturwert v_delta
aufgrund des steigenden Gradienten dα positiv. Die
hieraus resultierende Sollgeschwindigkeit v_soll für
den Zeitraum t2 steigt damit stark an.
Zwischen den Zeitpunkten T2 und T3 (Zeitraum t3) wird
die Stellung α des Fahrpedals von dem Fahrzeugführer
jetzt auf höherem Niveau konstant gehalten. Damit
wird der Korrekturwert v_delta wiederum 0 und die
Sollgeschwindigkeit v_soll ergibt sich einzig aus der
Festlegung der Beschleunigung a_soll im Schritt S1.
Die Kennlinie für die Festlegung kann dabei derart
gewählt sein, dass - wie in dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 2 verdeutlicht - sich insgesamt ein steile
rer Anstieg der Sollgeschwindigkeit v_soll bei stei
gender Stellung α des Fahrpedals ergibt.
Bei einer Rücknahme der Fahrpedalstellung α ab dem
Zeitpunkt T3 sinkt die Sollgeschwindigkeit v_soll
schnell ab, da einerseits der im Schritt S1 ermit
telte Wert für die Beschleunigung a_soll sinkt und
andererseits der Korrekturwert v_delta im Schritt S3
mit fallendem Gradienten dα negativ festgelegt wird
(Zeitraum t4). Ab einem Zeitpunkt T4 befindet sich
das Fahrpedal in einer unbetätigten Stellung α und
während eines Zeitraums t5 wird damit wieder der Gra
dient dα sehr klein und der Korrekturwert v_delta
entsprechend auf 0 gesetzt. Mit Hilfe einer geeigne
ten Kennlinie ergibt sich für ein unbetätigtes Fahr
pedal eine negative Beschleunigung a soll und somit
resultiert hieraus eine fallende Sollgeschwindigkeit
v_soll.
Claims (8)
1. Verfahren zur Regelung eines Anfahrvorganges eines
Kraftfahrzeugs mit einer Kupplung und einer Brenn
kraftmaschine, die im Antriebsstrang für das Kraft
fahrzeug angeordnet und koordiniert steuerbar sind,
und bei dem während des Anfahrvorganges über eine
Stellung eines Fahrpedals eine Beschleunigung und/
oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorgegeben
wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- 1. in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung (α) eine Beschleunigung (a soll) festgelegt und hier aus durch Integration ein erster Wert (v_soll_1) für die Geschwindigkeit gebildet,
- 2. in Abhängigkeit von einer Änderung (Gradient dα) der Fahrpedalstellung (α) ein Korrekturwert (v_delta) festgelegt und
- 3. durch Addition des ersten Wertes (v_soll_1) mit dem Korrekturwert (v_delta) eine Sollgeschwindig keit (v_soll) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass aus der Fahrpedalstellung (α) zunächst eine Mo
menten- oder Leistungsforderung ermittelt wird und
hieraus die Beschleunigung (a_soll) festgelegt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem Gra
dienten (dα) zunächst eine Momenten- oder Leistungs
forderung ermittelt wird und hieraus der Korrektur
wert (v_delta) bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung
(a_soll) und der Korrekturwert (v_delta) jeweils
anhand einer Kennlinie oder eines Kennfeldes fest
gelegt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass in das Kennfeld zur Festlegung der Beschleuni
gung (a_soll) eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit
und/oder eine Drehzahl am Getriebeausgang einfließen.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass mit steigender Fahrpedalstellung die Beschleuni
gung (a_soll) positiv ansteigt.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem unbetätigten Fahrpedal (α) die Be
schleunigung (a_soll) negativ ist.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass mit steigendem Gradienten (dα) der Korrekturwert
(v_delta) positiv und bei fallendem Gradienten (dα)
der Korrekturwert (v_delta) negativ ist.
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