DE3138371A1 - "vorrichtung zur regelung einer antriebsmotor-getriebe-einheit eines kraftfahrzeuges - Google Patents

"vorrichtung zur regelung einer antriebsmotor-getriebe-einheit eines kraftfahrzeuges

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Description

  • Vorrichtung zur Regelung einer Antriebs-
  • motor-Getriebe-Einheit eines Kraftfahrzeuges Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung einer Antriebsmotor-Getriebe-Einheit eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs le Durch die DE-OS 28 36 082 ist eine Vorrichtung zur Regelung einer Antriebsmotor-Getriebe-Einheit eines Kraftfahrzeuges mit einem einen Leistungs-Sollwert des Antriebsmotors vorgebenden Betätigungsorgan und wenigstens einem, Leistungskennlinien des Antriebsmotors enthaltenden Motorkennlinienspeicher bekannt, wobei in Abhängigkeit vom Leistungs-Sollwert über den wenigstens einen Kennlinienspeicher der Antriebsmotor und das Getriebe derart geregelt werden, daß sich ein optimaler Energieverbrauch des Antriebsmotors ergibt und wobei ferner in einem Getriebe kennlinienspeicher e-in Getriebekennfeld abgespeichert ist, und in einem ersten Regelkreis die Getriebeübersetzung entsprechend dem Leistungs-Sollwert nach Maßgabe des Getriebekennfeldes eingestellt wird und einem zweiten Regelkreis eine Steuergröße des Antriebsmotors in Abhängigkeit von der sich einstellenden Motordrehzahl nach Maßgabe des in dem Motorkennlinienspeichers enthaltenden Motorkennfeldes eingestellt wird.
  • Durch diese Vorrichtung ist es möglich, Kraftfahrzeuge in allen Leistungsbereichen mit einem minimalen Kraftstoffverbrauch zu betreiben. Dadurch ist zwar das rein technische Problem gelöst, einen für eine bestimmte Leistung erforderlichen Energieeinsatz zu minimieren, nicht gelöst ist jedoch das Problem, welche Leistung - im wesentlichen gegeben durch Geschwindigkeit und Fahrbahnführung - auf jedem Streckenabschnitt einer Gesamtstrecke unter Berücksichtigung einer zeitlichen Restriktion zu dem minimalen Kraftstoffverbrauch für die Gesamtstrecke führt.
  • Grundsätzlich ist die Überlegung bekannt, daß die Opti mierung des Kraftstoffverbrauches eines Kraftfahrzeuges nicht unbedingt das Bestreben nach einem minimalen Kraftstoffverbrauch sein muß. So können die durch einen hohen Kraftstoffverbrauch implizierten Kosten gegen den Nutzen abgewogen werden, der durch eine höhere Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges erzielt wird. Dieser Nutzen kann zum Beispiel durch den persönlichen Vorteil der Zeitersparnis gegeben sein.
  • Dazu ist durch die DE-OS 28 41 233 ein Verfahren zur Messung und Anzeige des Kraftstoffverbrauches eines Kraftfahrzeuges bekannt geworden, bei dem ein idealisierter Kraftstoffverbrauch als Funktion der Geschwindigkeit vorgegeben und die Differenz zwischen dem idealisierten Kraftstoffverbrauch und dem tatsächlichen Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeuges angezeigt wird. Dabei wird die Lage der Kurve des idealisierten Kraftstoffverbrauchs gegenüber der Kurve des tatsächlichen Kraftstoffverbrauchs definiert.
  • Diese Kurve des idealen Kraftstoffverbrauches kann sinnvoll nur für einen bestimmten Fahrzustand gelten, z.B.
  • ebener Fahrbahn. Mit welcher Leistung, das heißt mit welcher kraftstoffverbrauchsabhängigen Geschwindigkeit strekkenabhängige Fahrwiderstände, z.B. Steigungen, überwunden werden sollen, kann durch dieses Verfahren nicht bestimmt werden. Die Vorgabe einer idealen Kraftstoffverbrauchskurve ist wenig operational, denn welches Verhältnis von spezifischem Verbrauch und Geschwindigkeit optimal ist, ist individuell von Fahrzweck zu Fahrzweck unterschiedlich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Regelung einer Antriebsmotor-Getriebe-Einheit eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, durch die der Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeuges auf einer bestimmten Fahrstrecke unter Berücksichtigung einer zeitlichen Restriktion und der streckenabhängigen Fahrwiderstände minimierbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, ein Kraftfahrzeug mit einem den streckenabhängigen Fahrwiderständen angepaßten Kraftstoffverbrauch unter Berücksichtigung einer zeitlichen Restriktion derart zu fahren, daß auf allen Streckenabschnitten eine gleiche Zeitersparnis erzielt wird. Das Fahrzeug kann dadurch beim Durchfahren einer bestimmten Fahrstrecke verbrauchsoptimal betrieben werden, das heißt, daß ein bestimmtes Fahrzeug eine bestimmte Fahrstrecke mit gegebenen Fahrwiderständen in einer vorgegebenen Zeit mit dem kleinstmöglichen Kraftstoffverbrauch zurücklegen kann.
  • Der Grenzverbrauch kann in jedem Augenblick der Fahrt bestimmt werden, um dann angezeigt und/oder in einem Geschwindigkeitsregler weiter verarbeitet zu werden.
  • Zn der Zeichnung ist die Erfindung in zwei beispiels weisen Ausführungsformen dargestellt.'Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, bei der der Grenzwert in einem Geschwindigkeitsregler weiter verarbeitet wird, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, bei der der Grenzwert angezeigt wird, und Fig. 3 einen eine Kraftfahrzeug-Geschwindigkeits-Anzeigevorrichtung integrierte Anzeigevorrichtung, die die Abweichung der tatsächlichen Geschwindigkeit von der dem Grenzverbrauch soll entsprechenden Geschwindigkeit.
  • 0 anzeigt.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Regelung einer Antriebsmotor-Getriebe-Einheit eines Kraftfahrzeuges umfaßt einen ein Getriebekennfeld enthaltenen Getriebekennlinienspeicher 1, einen Leistungskennlinien des Antriebsmotors enthaltenden Motorkennlinienspeicher 2, ein Motordrehzahl-Meßgerät 3 und ein Kraftstoffverbrauchs-Meßgerät 4, die über Informationsleitungen 5,6,7 und 8 mit einem durch einen Mikroprozessor gebildetes Steuergerät 9 verbunden sind. Das Steuergerät 9 ermittelt anhand der Leistungskennlinien des Motorkennlinienspeichers den Kraftstoffverbrauch des Motors in den zu einer geforderten Leistung gehörenden, in den unterschiedlichen Getriebegängen vorliegenden Betrieb spunkt en und wählt den jeweils verbrauchsgünstigsten Betriebspunkt aus. Dabei kann der verbrauchsgünstigste Getriebegang über eine Anzeigeeinrichtung dem Fahrer übermittelt werden, oder der Betriebspunkt wird direkt zur Steuerung eines automatischen Getriebes benutzt. Gleichzeitig wird der zu dem momentanen Betriebspunkt gehörende Grenzverbrauch durch das Steuergerät 9 ermittelt und über eine Informationsleitung 10 einem Geschwindigkeitsregler 11 zugeführt.
  • Soll eine vorbestimmte Fahrstrecke unter Beachtung einer zeitlichen Restriktion zurückgelegt werden, so ist eine als Grenzverbrauch y soll definierte Sollwertvorgabe erforderlich, die dem Geschwindigkeitsregler 11 über eine Informationsleitung 14 zugeführt wird. Dieser Grenzverbraucht soll der abhängig ist vom Fahrtzweck und aufgrund von Erfahrungen oder Wertvorstellungen individuell gewählt werden kann, gibt an, um welchen Betrag sich der Zielfunktionswert Kraftstoffverbrauch gegenüber dem bei einem Grenzverbrauch? = 0 kleinstmöglichen Kraftstoffverbrauch erhöht. Ökonomisch interpretiert drückt der Grenzverbrauch y sol die Wertschätzung aus, die ein Fahrer dem soll Gewinn einer Zeiteinheit beimißt. Dabei wird durch den der jeweiligen Fahrstreckenbeschaffenheit angepaßten Kraftstoffverbrauch unabhängig von den Fahrwiderständen eine gleich Zeitersparnis erzielt. Diesem Grenzverbrauch g 11 entsprechend wird während der gesamten Fahrstrecke das Fahrpedal 13 über die-Informationsleitung 12 von dem Geschwindigkeitsregler 11 so beeinfluß, daß der Grenzverbrauch g zu jedem Zeitpunkt der Fahrt gleich der Sollwertvorgabe f soll ist. Ein an sich bekannter Reise-oder Routenrechner 15 kann zweckmäßigerweise dazu dienen, dem Fahrer den Zusammenhang zwischen Fahrstreckenlänge, Fahrstreckenverlauf, Fahrtzeit, Durchschnittsgeschwindigkeit, Kraftstoffverbrauch und Grenzverbrauch darzustellen.
  • Das in der Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Regelung einer Antriebsmotor-Getriebe-Einheit eines Kraftfahrzeuges umfaßt den ein Getriebekennfeld enthaltenen Getriebekennlinienspeicher 1, den Leistungskennlinien des Antriebsmotors enthaltenden Motorenkennlinienspeicher 2,. das Motordrehzahl-Meßgerät 3 und das Kraftstoffverbrauchs-Meßgerät 4, die über die Informationsleitungen 5, 6, 7 und 8 mit dem Steuergerät 9 verbunden sind. Das Steuergerät 9 ermittelt anhand der Leistungskennlinien des Motorkennlinienspeichers den Kraftstoffverbrauch des Motors in den zu einer geforderten Leistung gehörenden, in den unterschiedlichen Getriebegängen vorliegenden Betriebspunkten und wählt den jeweils verbrauchsgünstigsten Betriebspunkt aus. Von dem Stauergerät 9 wird der zu dem momentanen Betriebspunkt gehörende Grenzverbrauch g ermittelt und über die Informationsleitung 10 der Anzeigevorrichtung 16 zugeführt, die dann analog oder digital dem Fahrer den momentanen Grenzverbrauch anzeigt. Darüber hinaus kann der au dem ausgewählten Betriebspunkt gehörende Getriebe gang durch eine Anzeigevorrichtung veranschaulicht werden, wenn der verbrauchsgünstigste Getriebegang nicht eingelegt ist.
  • Insbesondere bei Fahrzeugen mit handgeschaltetem Getriebe erhält der Fahrer konkrete und genaue Hilfen zum verbrauchsoptimalen Fahren, wenn alternativ der verbrauchsgünstigste Getriebegang, wenn dieser nicht eingelegt ist, oder andernfalls der Grenzverbrauch von einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird.
  • In der Fig. 3 ist eineKraftfahrzeug-Geschwindigkeits-Anzeigevorrichtung 17 dargestellt, in die die Grenzwertanzeige integriert ist. Die Kraftfahrzeug-Geschwindigkeits-Anze-igevorrichtung 17 umfaßt eine Zifferscheibe 18 mit entsprechenden Geschwindigkeitsangaben, einen Geschwindigkeitsanzeiger 19 und ein variables Lichtband-Anzeigefeld 20, das die Abweichung der momentanen Geschwindigkeit von der dem gewählten Grenzverbrauch g soll entsprechenden Geschwindigkeit angibt.
  • Fährt das Kraftfahrzeug z.B. mit einer Geschwindigkeit von 120 km/h und diese Geschwindigkeit entspricht dem gewählten Grenzverbrauch, so wird das Grenzverbrauchs-Anzeigefeld 20 symmetrisch unterhalb des Geschwindigkeitszeigers 19 stehen und vorzugsweise dessen annähernde Breite aufweisen.
  • Fährt das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 120 km/h und diese liegt höher als es dem gewählten Grenzverbrauch f5011 entspricht, so wird diese Abweichung durch das Grenzverbrauch-Anzeigefeld 20 angezeigt, wie in der Fig.3 dargestellt. Der Fahrer hat nun die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Fahrzeuges so weit zu verringern, bis das Grenzverbrauch-Anzeigefeld 20 symmetrisch zum Geschwindigkeitszeiger 19 steht.

Claims (4)

  1. Patentansprüche VlX Vorrichtlng zur Regelung einer Antriebsmotor-Getriebe-Einheit eines Kraftfahrzeuges mit einem Steuergerät, das von einem Leistungskennlinien des Antriebsmotors enthaltenden Motorenkennlienienspeicher, von einem ein Getriebekennfeld enthaltenden Getriebekennlinienspeicher und von einem Motordrehzahl-Meßgerät zur Erzielung eines optik malen Energieverbrauches des Antriebsmotors beeinflußbar ist, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, ebenfalls das Steuergerät (9) beeinflussende Kraftstoffverbrauchs-Meßeinrichtung (4), wobei das Steuergerät (9) eine die kraftstoffverbrauchsoptimale Fahrweise determinierende Kenngröße - den Grenzverbrauch r - bestimmt, und dieser momentane Grenzverbrauch / und ein individuell bestimmter Grenzverbrauch y soll einer Auswerteinrichtung (11,16,17) zugeführt werden.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung (11) ein Geschwindigkeitsregler ist, durch den ein Fahrpedal eines Kraftfahrzeuges beeinflußbar ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung (16) eine Anzeigevorrichtung ist, durch die analog.oder digital der Grenzverbrauch anzeigbar ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung (17) eine Geschwindigkeits-Anzeigevorrichtung ist, bei der ein Geschwindigkeitszeiger (19) mit einem variablen Grenzverbrauch-Anzeigefeld (20) in Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindigkeit und des gewählten Grenzverbrauchs g soll zusammenwirkt.
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