DE102005011025A1

DE102005011025A1 - Verfahren zur Steuerung der Antriebsleistung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005011025A1
Application number: DE200510011025
Authority: DE
Inventors: Frank Schulze; Edgar Bothe; Eduard Schramm
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-09-14

Abstract

Die Aufgabe, ein Verfahren zur Steuerung der Antriebsleistung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mittels eines verstellbaren und mit einer bestimmten stationären Rückstellkraft beaufschlagten Fahrpedals (1) anzugeben, welches den Fahrzeugführer insbesondere beim Rückwärtsfahren mit Informationen versorgt, die ihn in die Lage versetzen, insbesondere ein verzögert bereitgestelltes Motormoment zu berücksichtigen, wird im Wesentlichen dadurch gelöst, dass bei eingelegtem Rückwärtsgang in einer vorgegebenen Pedalstellung "S¶X¶" die stationäre Rückstellkraft des Fahrpedals (1) im Sinne der Erzeugung eines Druckpunktes gegen die vom Fahrzeugführer aufzubringende Pedalkraft zur Verstellung des Fahrpedals (1) für den Fahrzeugführer wahrnehmbar um einen bestimmten Betrag "F¶X¶" sprunghaft erhöht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Antriebsleistung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vermittels eines verstellbaren und mit einer bestimmten stationären Rückstellkraft beaufschlagten Fahrpedals.
Seit geraumer Zeit ist es bekannt, den Fahrzeugführer mittels des Fahrpedals, auch als Gaspedal bezeichnet, über bestimmte Betriebszustände des Kraftfahrzeugs, beispielsweise über Schaltpunkte eines automatischen Schaltgetriebes desselben, zu informieren, indem in bestimmten Pedalstellungen ein deutlicher Anstieg der Rückstellkraft des Fahrpedals bewirkt wird.

Aus der DE 101 22 162 A1 ist danach ein Verfahren zur Steuerung eines automatisierten Stufenwechselgetriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bekannt, bei dem ein Schaltvorgang von einem Getriebesteuergerät abhängig von Fahrzeugparametern und einer Leistungsanforderung des Fahrzeugführers ausgelöst und gesteuert wird, wobei vor der Auslösung einer Zugrückschaltung die Rückstellkraft des Fahrpedals (stationäre Pedalkraft) signifikant erhöht wird. Durch diese Maßnahme wird der Fahrzeugführer mittels eines sogenannten "Druckpunktes" über einen bevorstehenden Rückschaltvorgang informiert und gleichzeitig demselben die Gelegenheit gegeben, den Rückschaltvorgang durch eine Fahrpedalbetätigung zu vermeiden.

Weiterhin ist es aus der Praxis bekannt, dass beim relativ schnellen Betätigen des Fahrpedals, respektive beim sogenannten "Gas geben", die Brennkraftmaschine das gewünschte Motormoment verzögert bereitstellt. Dieser Umstand kann sich insbesondere beim Rückwärtsfahren bzw. rückwärts Anfahren dahingehend nachteilig bemerkbar machen, dass der Fahrzeugführer das Fahrpedal intuitiv noch weiter durchdrückt. Steht dann das angeforderte Motormoment zur Verfügung, wird so eine ggf. ungewollt starke bzw. schlagartige Beschleunigung beim Rückwärtsfahren bewirkt. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung der Antriebsleistung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mittels eines verstellbaren und mit einer bestimmten stationären Rückstellkraft beaufschlagten Fahrpedals anzugeben, welches den Fahrzeugführer insbesondere beim Rückwärtsfahren mit Informationen versorgt, die ihn in die Lage versetzen, insbesondere ein verzögert bereitgestelltes Motormoment zu berücksichtigen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass bei eingelegtem Rückwärtsgang in einer vorgegebenen Pedalstellung "S_x" die stationäre Rückstellkraft des Fahrpedals im Sinne der Erzeugung eines Druckpunktes gegen die vom Fahrzeugführer aufzubringende Pedalkraft zur Verstellung des Fahrpedals für den Fahrzeugführer wahrnehmbar um einen bestimmten Betrag "F_x" sprunghaft erhöht wird. Gemäß einer besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vorgegebene Pedalstellung "S_x" den Punkt der Momentenanforderung der Brennkraftmaschine markiert, bis zu dem eine moderate Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs mit vorzugsweise minimierter Beschleunigung gewährleistet ist. Gemäß einer bevorzugten Fortbildung des Verfahrens kann die Erhöhung der stationären Rückstellkraft um besagten Betrag "F_x" mittels eines aktiv wirkenden Stellgliedes bewerkstelligt werden. Insoweit kann dabei als aktiv wirkendes Stellglied ein Elektroantrieb in Form eines rotativen oder eines Linearantriebes verwendet werden, der seinerseits am Fahrpedal angreift. Weiter wird vorgeschlagen, dass die aktuelle Stellung des Fahrpedals laufend mittels eines Fahrpedalstellungsfühlers ermittelt und einem Steuergerät zugeführt wird, welches bei Erreichen der vorgegebenen Pedalstellung "S_x" ein Signal zur Erhöhung der stationären Rückstellkraft um besagten Betrag "F_x" generiert. Ferner wird vorgeschlagen, dass als Fahrpedalstellungsfühler ein Potentiometer verwendet wird, dessen erzeugte Spannung der aktuellen Stellung des Fahrpedals entspricht. Gemäß einer anderen Fortbildung des Verfahrens wird die Erhöhung der stationären Rückstellkraft um besagten Betrag "F_x" mittels eines passiv wirkenden Stellgliedes bewerkstelligt. Als passiv wirkendes Stellglied kann ein Federelement, eine Rastiervorrichtung oder jegliche andere mechanische Vorrichtung Verwendung finden, die ihrerseits geeignet ist, in der vorgegebenen Pedalstellung "S_x" die stationäre Rückstellkraft für den Fahrzeugführer wahrnehmbar um den bestimmten Betrag "F_x" sprunghaft zu erhöhen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
1 die Darstellung einer geeigneten Fahrpedalvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 die Darstellung einer erfindungsgemäß sich ergebenden Kraft-Weg-Kennlinie während der Betätigung des Fahrpedals bei eingelegtem Rückwärtsgang gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens.
1 zeigt äußerst schematisch ein Fahrpedal 1, welches verstellbar, vorliegend schwenkbeweglich ausgebildet und mittels zumindest eines Federelementes 2 mit einer bestimmten stationären Rückstellkraft beaufschlagt ist.
Das Fahrpedal 1 ist entweder mechanisch oder elektrisch mit an sich bekannten Stellelementen, die die Leistung der Brennkraftmaschine steuern, verbunden. Besagte Stellelemente können beispielsweise bei Ottomotoren durch mittels Bautenzug oder Stellmotoren betriebene Drosselklappen gebildet sein (nicht näher gezeigt).
Durch das zumindest eine Federelement 2 ergibt sich bei Betätigung des Fahrpedals 1 für die Kraft-Weg-Kennlinie 3a (gestrichelt gezeichnet) herkömmlich ein weitestgehend linearer Anstieg der durch das Federelement 2 bewirkten stationären Rückstellkraft über den Pedal-Weg "S" (2).
Gesetzt den Fall, es wird ein Rückwärtsgang eingelegt, so ist nunmehr vorgesehen, dass in einer vorab ermittelten respektive vorgegebenen Pedalstellung "S_x" gegen die vom Fahrzeugführer aufzubringende Pedalkraft zur Verstellung des Fahrpedals 1 die stationäre Rückstellkraft für den Fahrzeugführer wahrnehmbar um einen bestimmten Betrag "F_x" sprunghaft erhöht wird.
Durch diese Maßnahme wird in der Pedalstellung "S_x" sozusagen zusätzlich zur stationären Rückstellkraft eine Gegenkraft gegen die vom Fahrzeugführer aufgebrachte Pedalkraft und demgemäß ein Druckpunkt geschaffen, der seinerseits vom Fahrzeugführer haptisch wahrnehmbar ist.
Besagte Pedalstellung "S_x" bzw. besagter Druckpunkt markieren hierbei im Wesentlichen den Punkt der Momentenanforderung der Brennkraftmaschine, bis zu dem eine moderate Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs gewährleistet ist. Unter moderater Rückwärtsfahrt wird beispielsweise eine minimierte Beschleunigung verstanden, wie sie beim Zurücksetzen eines Kraftfahrzeugs innerhalb einer Parklücke benötigt wird.
D. h., durch vorstehende Maßnahme wird dem Fahrzeugführer beim Rückwärtsfahren ein Signal zur Verfügung gestellt, welches ihn in die Lage versetzt zu entscheiden, ob er mit dem jederzeit reproduzierbaren Fahrerwunsch rückwärts fährt oder ob er den vorgegebenen Druckpunkt übertritt, um zu beschleunigen, ungeachtet der Tatsache, dass das angeforderte Motormoment bereits zur Verfügung steht oder nicht.
Zur sprunghaften Erhöhung der stationären Rückstellkraft des Fahrpedals 1 wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein aktiv wirkendes Stellglied 4, vorliegend ein Elektroantrieb in Form eines rotativen Antriebs verwendet, der seinerseits geeignet ist, auf die nicht näher gezeigte Drehachse des Fahrpedals 1 ein Drehmoment aufzubringen, welches der gewünschten Erhöhung der stationären Rückstellkraft des Fahrpedals 1 um besagten Betrag "F_x" entspricht. Besagter rotativer Antrieb kann beispielsweise durch einen herkömmlicher Elektromotor "M" mit einem Kupplungselement gebildet sein.
Ebenso ist es denkbar und wird durch die Erfindung mit erfasst, als aktiv wirkendes Stellglied 4, statt eines rotativen Antriebs einen Linearantrieb vorzusehen, der seinerseits am Fahrpedal 1 angreift.
Die Ansteuerung des besagten aktiv wirkenden Stellgliedes 4 erfolgt mittels eines nicht näher dargestelltes elektronisches Steuergerätes, welches seinerseits elektrisch mit einem laufend die aktuelle Stellung des Fahrpedals 1 erfassenden Fahrpedalstellungsfühler, beispielsweise einem Potentiometer, verbunden ist, dessen erzeugte Spannung der aktuellen Stellung des Fahrpedals 1 entspricht.
Erreicht das Fahrpedal 1 während der Betätigung desselben durch den Fahrzeugführer die vorgegebene Pedalstellung "S_x", wird vom besagten Steuergerät ein Signal generiert, welches eine Erhöhung der stationären Rückstellkraft um den Betrag "F_x" bewirkt.
Findet beispielsweise ein Gleichstrommotor Verwendung, kann die gewünschte Kraft "F_x" durch den angelegten Strom beliebig eingestellt werden.
Wie in der 2 näher gezeigt, kann es angezeigt sein, das Stellglied 4 respektive den Elektromotor so anzusteuern, dass im Punkt "S_x" die stationäre Rückstellkraft um den Betrag "F_x" erhöht und das erhöhte Niveau über den gesamten Pedal-Weg "S" gehalten wird – Kraft-Weg-Kennlinie 3b -.
Demgegenüber kann es auch von Vorteil sein, die Erhöhung um den Betrag "F_x" nur kurzzeitig zu bewerkstelligen und nachfolgend den ursprünglichen Zustand wieder herzustellen, derart, dass die Kraft-Weg-Kennlinie lediglich im Punkt "S_x" eine Spitze ausbildet. Gleichfalls kann besagte Erhöhung in Stufen oder kontinuierlich wieder in den linearen Anstieg der stationären Rückstellkraft zu münden, wodurch ein etwaiges nachteiliges Durchtreten des Fahrpedals weitestgehend vermieden ist. Denkbar ist es auch, eine Mehrzahl Druckpunkte, die ihrerseits eine Kraft-Weg-Kennlinie mit einer Mehrzahl unmittelbar hintereinander angeordneter Spitzen ausbilden, vorzusehen, um die Signalwirkung auf den Fahrzeugführer durch ein "Rütteln" des Fahrpedals zu verbessern (nicht näher dargestellt).
Vorstehendes bevorzugtes Ausführungsbeispiel stellt auf ein aktiv wirkendes Stellglied 4, beispielsweise in Form eines Elektromotors ab.
Durch die Erfindung mit erfasst sind jedoch auch passiv wirkende Stellglieder, wie beispielsweise ein zusätzliches Federelement, eine Rastiervorrichtungen oder jegliche andere mechanische Vorrichtung, die geeignet ist, in der vorgegebenen Pedalstellung "S_x" die stationäre Rückstellkraft für den Fahrzeugführer wahrnehmbar um den bestimmten Betrag "F_x" sprunghaft zu erhöhen.
Geeignete Vorrichtung sind beispielsweise durch die bereits oben gewürdigte DE 101 22 162 A1 vorgeschlagen und umfassen u. a. eine Rastiervorrichtung mit einer drehbar gelagerten und eine oder mehrere nockenartige Erhebungen aufweisenden Nockenscheibe sowie mit einem karosserieseitig und drehfest gelagerten Rastierelement (nicht näher dargestellt). Hier wird die Erhöhung der Pedalkraft dadurch erzeugt, dass die Nockenscheibe mit einem weiteren Durchdrücken des Fahrpedals 1 gegen den Widerstand des an der nockenartigen Erhebung aufsteigenden Rastierelementes verdreht wird, wobei der Verlauf der Pedalkrafterhöhung im Wesentlichen durch durch die Form der nockenartigen Erhebung der Nockensscheibe bestimmt wird.

1: Fahrpedal
2: Federelement
3a: Kraft-Weg-Kennlinie (linearer Anstieg)
3b: Kraft-Weg-Kennlinie (mit Stufensprung)
4: Stellglied

Claims

Verfahren zur Steuerung der Antriebsleistung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mittels eines verstellbaren und mit einer bestimmten stationären Rückstellkraft beaufschlagten Fahrpedals (1), dadurch gekennzeichnet, dass bei eingelegtem Rückwärtsgang in einer vorgegebenen Pedalstellung "S_x" die stationäre Rückstellkraft des Fahrpedals (1) im Sinne der Erzeugung eines Druckpunktes gegen die vom Fahrzeugführer aufzubringende Pedalkraft zur Verstellung des Fahrpedals (1) für den Fahrzeugführer wahrnehmbar um einen bestimmten Betrag "F_x" sprunghaft erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Pedalstellung "S_x" den Punkt der Momentenanforderung der Brennkraftmaschine markiert, bis zu dem eine moderate Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs mit vorzugsweise minimierter Beschleunigung gewährleistet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung der stationären Rückstellkraft um besagten Betrag "F_x" mittels eines aktiv wirkenden Stellgliedes (4) bewerkstelligt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als aktiv wirkendes Stellglied (4) ein Elektroantrieb verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektroantrieb ein rotativer Antrieb oder ein Linearantrieb verwendet wird, der seinerseits am Fahrpedal (1) angreift.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Stellung des Fahrpedals (1) laufend vermittels eines Fahrpedalstellungsfühlers ermittelt und einem Steuergerät zugeführt wird, welches bei Erreichen der vorgegebenen Pedalstellung "S_x" ein Signal zur Erhöhung der stationären Rückstellkraft um besagten Betrag "F_x" generiert.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrpedalstellungsfühler ein Potentiometer verwendet wird, dessen erzeugte Spannung der aktuellen Stellung des Fahrpedals (1) entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung der stationären Rückstellkraft um besagten Betrag "F_x" mittels eines passiv wirkenden Stellgliedes bewerkstelligt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als passiv wirkendes Stellglied ein Federelement, eine Rastiervorrichtung oder jegliche andere mechanische Vorrichtung Verwendung findet, die ihrerseits geeignet ist, in der vorgegebenen Pedalstellung "S_x" die stationäre Rückstellkraft für den Fahrzeugführer wahrnehmbar um den bestimmten Betrag "F_x" sprunghaft zu erhöhen.