DE19547717A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Abschwächung von Lastwechselreaktionen bei einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abschwächung von Lastwechselreaktionen bei Kraftfahrzeugen gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der EP-A 434 970 bekannt. Dort wird im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs unter bestimmten Betriebsbedingungen bei einer festgestellten Kurvenfahrt eine Kraftstoffzumessung vorgegeben, welche sich im gleichen Betriebszustand von der Kraftstoffzumessung bei Geradeausfahrt unterscheidet. Es ist dabei vorgesehen, daß während einer Kurvenfahrt die zuzumessende Kraftstoffmenge größer ist als während einer Geradeausfahrt. Dadurch wird das Motorschleppmoment während einer Kurvenfahrt begrenzt bzw. reduziert. Maßnahmen zur Begrenzung des Motorschleppmoments bei einem Lastwechsel werden nicht beschrieben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, durch welche die Lastwechselreaktion eines Fahrzeugs abgeschwächt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.

Aus der WO-A 89/08776 ist zur Vermeidung eines zu großen Motorschleppmoments bekannt, das im Schubbetrieb auftretende Bremsmoment auf einen Wert zu begrenzen, der ein dauerhaftes Blockieren der angetriebenen Räder verhindert. Die drehzahlabhängige Resteinspritzmenge der Brennkraftmaschine wird dabei zeitabhängig so gesteuert, daß das Schleppmoment keine unzulässig hohen Werte erreicht. Die zeitabhängige Erniedrigung oder Erhöhung der Resteinspritzmenge erfolgt rampenförmig. Auch hier werden keine Maßnahmen zur Abschwächung der Lastwechselreaktion vorgeschlagen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung schwächt Lastwechselreaktionen bei Kraftfahrzeugen wirksam ab, ohne daß das in der Regel gewünschte Bremsmoment des Motors wesentlich beeinflußt wird.

Besonders vorteilhaft ist, daß die erfindungsgemäße Lösung allein in einem Motorsteuergerät realisierbar ist.

Dadurch können Lastwechselreaktionen sehr schnell und ohne größeren Aufwand realisiert werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen verdeutlicht. Fig. 1 zeigt ein elektronisches Motorsteuergerät, in dessen Mikrocomputer das in Fig. 2 als Flußdiagramm skizzierte Rechenprogramm abläuft. Fig. 3 schließlich verdeutlicht die erfindungsgemäße Lösung anhand von Zeitdiagrammen.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt ein elektronisches Motorsteuergerät 10, welches wenigstens die Kraftstoffzumessung zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs steuert (symbolisiert durch Leitung 12). Dem elektronischen Motorsteuergerät 10 werden, ggf. über einen Datenbus, verschiedene Betriebsgrößen des Motors und des Fahrzeugs zugeführt. Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Lösung werden über Eingangsleitungen 14 bis 16 von entsprechenden Sensoren 18 bis 20 die Radgeschwindigkeitssignale des Fahrzeugs zugeführt. Über eine Leitung 22, die von einer Meßeinrichtung 24 zur Erfassung der Motordrehzahl ausgeht, wird ein Maß für die Motordrehzahl der Steuereinheit 10 zugeführt, während über eine Leitung 26 von einer Meßeinrichtung 28 ein Maß für die Fahrpedalstellung zugeführt wird. Ferner wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel von einem Lenkwinkelgeber 30 eine Information über den Lenkwinkel über eine Leitung 32 der Steuereinheit 10 zugeführt. Die beschriebenen Ein- und Ausgangssignale des Steuergeräts 10 wurde dabei aus Übersichtlichkeitsgründen auf Signale beschränkt, die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung wesentlich sind. In der Realität weist die Steuereinheit 10 selbstverständlich weitere Eingangs- und Ausgangsleitungen auf, über die weitere Informationen bezüglich des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine und/oder des Fahrzeugs übertragen bzw. weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine und/oder des Fahrzeugs gesteuert werden (z. B. Zündung, Drosselklappe, etc.).

Trotz moderner Fahrwerke können Lastwechselreaktionen zu kritischem Verhalten des Fahrzeugs führen. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn das Fahrzeug sich im Bereich der Kurvengrenzgeschwindigkeit bewegt und der Fahrer schlagartig vom Gas geht. Die meisten Fahrzeuge zeigen dann ein übersteuerndes Fahrverhalten. Dieses kann abgeschwächt, im Idealfall verhindert werden, wenn verhindert wird, daß das Motorschleppmoment, das beim Lastwechsel entsteht, voll zur Entfaltung kommt.

Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß bei einem Lastwechsel während einer Kurvenfahrt nicht die vom Motorsteuergerät in der gleichen Betriebssituation bei Geradeausfahrt berechnete Motorleistung (Kraftstoffmenge, Luftmenge) eingestellt wird, sondern zunächst eine über dieser Leistung liegende Leistung, welche danach auf die Leistung bei Geradeausfahrt zurückgeführt wird. Dabei wird ein Lastwechsel anhand des Fahrpedalstellungssignals und/oder des Motordrehzahlsignals, wenn diese eine schnelle Änderung aufweisen, oder anhand der Radgeschwindigkeitssignale erkannt, wenn die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder kleiner als die der nicht angetriebenen Räder ist. Diese Kriterien werden dabei sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination angewendet, um einen Lastwechsel zu erkennen.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird, wenn der Fahrer vollständig vom Gas geht, nicht die Kraftstoffabschaltung im Schubbetrieb vorgenommen, sondern ein fester oder variabler Wert der Kraftstoffmenge zugemessen, der auf oder unter der in einem Kennfeld abgelegten Reib- oder Leerlaufkennlinie liegt. Auf diese Weise wird die durch das Motorschleppmoment hervorgerufene Lastwechselreaktion, wenn kein oder plötzlich eine verminderte Kraftstoffmenge eingespritzt wird, verringert.

Ist die Gefahr der Instabilität vorüber, beispielsweise wenn die Kurvenfahrt beendet worden ist, wenn die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder der der nicht angetriebenen im wesentlichen entspricht und/oder wenn eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, wird, beispielsweise über eine Zeitrampe, die Motorleistung auf den bei Geradeausfahrt bestimmten Wert heruntergefahren.

Die erfindungsgemäße Lösung wird dabei in vorteilhafter Weise bei jedem erkanntem Lastwechsel angewendet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Lastwechselabschwächung jedoch nur dann eingesetzt, wenn der Fahrer das Pedal derart löst, das heißt die Brennkraftmaschine in einen Schubbetriebszustand unter Abschalten der Kraftstoffzufuhr übergehen würde.

Zur Beeinflussung der Motorleistung im Sinne der erfindungsgemäßen Lösung stehen dem Fachmann die üblichen Leistungsparameter einer Antriebseinheit zur Verfügung. Bei Brennkraftmaschinen sind dies Kraftstoffmenge, Luftzufuhr und unterstützend der Zündwinkel. Bei Dieselmotoren wird im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung die Kraftstoffmenge, bei Ottomotoren je nach Anwendung einer der genannten Parameter oder eine geeignete Kombination dieser Größen beeinflußt.

In vorteilhafter Weise werden die Radgeschwindigkeiten vom Motorsteuergerät entweder direkt oder von einem Antiblockiersystem über ein Bussystem eingelesen. Die zur Kurvenerkennung durchzuführenden Algorithmen werden in diesem Ausführungsbeispiel im Motorsteuergerät durchgeführt. Eine entsprechende Information über eine Kurvenfahrt kann jedoch auch von einem ABS-System über das Bussystem dem Motorsteuergerät übermittelt werden. Als vorteilhafte Erweiterung der erfindungsgemäßen Lösung wird die gesamte Funktion zur Motorschleppmomentenregelung in das Motorsteuergerät eingeführt.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Lösung als Flußdiagramm an einem Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem nur die Kraftstoffmenge beeinflußt wird.

Nach Start des Programmteils zu vorgegebenen Zeitpunkten wird im ersten Schritt 100 die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Lösung notwendigen Betriebsgrößen eingelesen. Dies sind in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Radgeschwindigkeiten Vradi, die Fahrpedalstellung β und/oder die Motordrehzahl Nmot und gegebenenfalls der Lenkwinkel LW. Danach wird im Schritt 102 überprüft, ob eine Kurvenfahrt durchgeführt wird. Dies wird beispielsweise anhand der bekannten Kurvenerkennungsalgorithmen auf der Basis der Radgeschwindigkeiten und/oder durch Auswerten des Lenkwinkelsignals erreicht. Liegt keine Kurvenfahrt vor, so wird gemäß Schritt 104 die dem jeweiligen Betriebszustand zugeordnete Kraftstoffmenge QKnorm (beispielsweise auf der Basis von Motordrehzahl und Motorlast) zugemessen. Hat Schritt 102 ergeben, daß sich das Fahrzeug in einer Kurve befindet, 50 wird gemäß Schritt 106 überprüft, ob ein Lastwechsel vorliegt. Diese Überprüfung wird anhand der Änderungsgeschwindigkeit der Fahrpedalstellung und/oder der Motordrehzahl vorgenommen. Überschreitet die Änderungsgeschwindigkeit der Fahrpedalstellung und/oder der Motordrehzahl in negativer Richtung einen vorbestimmten Schwellwert, so wird von beginnenden Lastwechselreaktionen (mit möglicherweise folgenden Instabilitäten) ausgegangen. Eine weitere alternative oder ergänzende Möglichkeit, den Lastwechsel zu erkennen, ist der Vergleich der Radgeschwindigkeiten der angetriebenen und der nicht angetriebenen Räder. Unterschreiten die Radgeschwindigkeiten der angetriebenen Räder die der nicht angetriebenen, so wird ein Lastwechsel erkannt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden alle drei Kriterien einzeln zur Lastwechselerkennung ausgewertet. Ergab Schritt 106, daß kein Lastwechsel vorliegt, wird Schritt 104 eingeleitet. Ist eines der Kriterien erfüllt, so wird von einem Lastwechsel ausgegangen. Dann wird im Schritt 108 eine für den Lastwechsel vorgegebene, ggf. veränderliche Kraftstoffmenge QKLW zugemessen. Diese liegt in der Regel über der im Normalbetriebszustand (Geradeausfahrt, Kurvenfahrt ohne Lastwechsel) zugemessenen Menge. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Abschwächung der Lastwechselreaktionen nur dann vorgenommen, wenn im Normalbetriebszustand die Kraftstoffzufuhr unterbrochen werden würde. In diesem Fall liegt die im Schritt 108 zugemessene Kraftstoffmenge auf oder unterhalb der Reib- bzw. Leerlaufkennlinie. Nach Schritt 108 wird im Schritt 110 überprüft, ob die Lastwechselsteuerung beendet wird. Dies ist dann der Fall, wenn die Kurvenfahrt beendet wurde, wenn die Radgeschwindigkeiten der angetriebenen annähernd gleich oder größer der der nicht angetriebenen Räder sind und/oder wenn eine vorgegebene Zeit seit Beginn der Lastwechselsteuerung (Schritt 106) abgelaufen ist. Ist die Lastwechselsteuerung nicht beendet, wird weiterhin die Kraftstoffmenge QKLW zugemessen (Schritt 108), bei Beendigung der Lastwechselsteuerung Schritt 104 eingeleitet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist allerdings gemäß Schritt 112 eine zeitliche Rampe vorgesehen, mit der die Kraftstoffmenge vom Lastwechselwert QKLW auf den im Betriebszustand normalen Wert QKnorm abgeregelt wird. Nach Schritt 104 bzw. 112 wird der Programmteil beendet.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der während der Lastwechselsteuerung zugemessene Kraftstoffmenge betriebsgrößenabhängig. Vorzugsweise wird die Kraftstoffmenge zeitabhängig, drehzahlabhängig und/oder lastabhängig gesteuert, wobei mit zunehmender Zeit seit Beginn der Lastwechselsteuerung diese Kraftstoffmenge abnimmt bzw. mit zunehmender Drehzahl und/oder Last zunimmt.

Fig. 3 verdeutlicht die erfindungsgemäße Lösung anhand von Zeitdiagrammen. Dabei ist in Fig. 3a die Kurvenerkennung, in Fig. 3b die Fahrpedalstellung und in Fig. 3c die zugemessene Kraftstoffmenge aufgetragen. Zu einem Zeitpunkt T0 fährt das Fahrzeug in eine Kurve. Der Fahrer nimmt zum Zeitpunkt T1 das Gas schlagartig weg, so daß Lastwechselreaktionen befürchtet werden müssen. Zum Zeitpunkt T1 hat der Fahrer das Fahrpedal gelöst, so daß gemäß der normalen Betriebsweise zum Zeitpunkt T1 die zuzumessende Kraftstoffmenge auf ihren Minimalwert, vorzugsweise 0, sich verändert. Da zum Zeitpunkt T1 die Fahrpedalstellungsänderungsgeschwindigkeit den vorgegebenen Grenzwert überschritten hat, wird erfindungsgemäß nicht die Minimalmenge, sondern die Kraftstoffmenge der Lastwechselsteuerung QKLW eingespritzt. Zum Zeitpunkt T2 sei die Lastwechselsteuerung beendet, so daß die zuzumessende Kraftstoffmenge vom Lastwechselwert nach einer wählbaren Funktion auf den Minimalwert abgeregelt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich in entsprechender Weise auch zur Abschwächung von Lastwechselreaktionen bei Geradeausfahrt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Abschwächung von Lastwechselreaktionen bei einem Kraftfahrzeug, wobei abhängig von Betriebsgrößen die Leistung der Antriebseinheit des Fahrzeugs eingestellt wird, wobei in wenigstens einem Betriebszustand eine gegenüber dieser Leistung erhöhte Leistung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Leistung bei einem erkanntem Lastwechsel vorgenommen wird und ein Lastwechsel dann vorliegt, wenn der Fahrer plötzlich vom Gas geht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastwechsel durch Auswerten von Fahrpedalstellung, Motordrehzahl und/oder Radgeschwindigkeiten erkannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastwechsel dann erkannt wird, wenn die Änderungsgeschwindigkeit der Fahrpedalstellung und/oder die Motordrehzahländerungsgeschwindigkeit in negativer Richtung einen vorgegebenen Schwellwert überschreiten und/oder wenn die Radgeschwindigkeiten der angetriebenen Räder kleiner als die der nicht angetriebenen Räder sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhöhung der Leistung bei einem Lastwechsel nur während einer Kurvenfahrt stattfindet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Lastwechsel eine vorgegebene, ggf. betriebsgrößenabhängige Kraftstoffmenge zugemessen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzmenge drehzahl-, last- und/oder zeitabhängig ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwechselsteuerung dann als beendet angesehen wird, wenn die Kurvenfahrt beendet wurde, die Radgeschwindigkeiten der angetriebenen Räder im wesentlichen den der nicht angetriebenen Räder entsprechen oder größer als diese sind oder eine vorgegebene Zeit nach erstmaliger Erkennung des Lastwechsels abgelaufen ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Lastwechsel eingestellte, erhöhte Leistung gemäß einer wählbaren Funktion bei Beendigen der Lastwechselsteuerung auf die Kraftstoffmenge außerhalb der Lastwechselsteuerung abgesteuert wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung des Lastwechsels und die Erhöhung der Leistung in einem Motorsteuergerät durchgeführt wird.

10. Vorrichtung zur Abschwächung von Lastwechselreaktionen bei einem Kraftfahrzeug, mit einem elektronischen Steuergerät, welches abhängig von Betriebsgrößen die einzustellende Leistung bestimmt, welches in wenigstens einem Betriebszustand diese Leistung gegenüber der einzustellenden Leistung erhöht, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät derart ausgestaltet ist, daß die Erhöhung der Leistung bei erkanntem Lastwechsel vorgenommen wird, wenn der Fahrer plötzlich vom Gas geht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät ein Motorsteuergerät für eine Otto- oder Dieselbrennkraftmaschine ist.