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DE10150422A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Fahrerwunsches - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Fahrerwunsches

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DE10150422A1
DE10150422A1 DE10150422A DE10150422A DE10150422A1 DE 10150422 A1 DE10150422 A1 DE 10150422A1 DE 10150422 A DE10150422 A DE 10150422A DE 10150422 A DE10150422 A DE 10150422A DE 10150422 A1 DE10150422 A1 DE 10150422A1
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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Fahrerwunsches vorgeschlagen, insbesondere eines Kickdown-Wunsches, wobei dieser Fahrerwunsch nur dann erkannt wird, wenn die Pedalstellung bzw. ein daraus abgeleiteter Sollwert einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet und wenn der Gradient der Pedalstellung bzw. des daraus abgeleiteten Sollwertes einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Fahrerwunsches.
  • Aus der DE 36 12 905 A1 (US-Patent 4,849,896) ist eine Vorgehensweise zur Ermittlung eines Fahrerwunsches vorgeschlagen, bei welchem mittels einer Messeinrichtung die Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements, im genannten Ausführungsbeispiel eines Fahrpedals, erfasst wird. Zur Auslösung beispielsweise einer Kick-down-Funktion zur Getriebesteuerung des Kraftfahrzeugs wird bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes durch die erfasste Position des Fahrpedals die gewünschte Schaltfunktion ausgelöst.
  • Die DE-A 198 56 963 beschreibt eine andere Anwendung des Kick-down-Schaltsignals. Bei dieser Lösung handelt es sich um einen Geschwindigkeitsbegrenzer, der die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einem vom Fahrer gewählten Begrenzungswert begrenzt. Bei Überschreiten einer vorbestimmten Position durch die Fahrervorgabe (z. B. Fahrpedalstellung), d. h. bei Erzeugen des Kick-down-Schaltsignals, wird diese Fahrgeschwindigkeitsbegrenzerfunktion ausgeschaltet.
  • Beiden Lösungen ist gemein, dass zur Erkennung bzw. Erzeugung des Kick-down-Signals der Fahrpedalstellungswert bzw. ein dieses repräsentierendes Signal allein ausgewertet wird. Eine andere bekannte Lösung besteht in der Verwendung eines mechanischen Kick-down-Schalters.
  • Vorteile der Erfindung
  • Durch die Verwendung des Pedalgradienten, d. h. des zeitlichen Verlaufs der Pedalstellung bzw. eines daraus abgeleiteten Sollwertes wird eine genauere, optimierte Erkennung des Kick-down-Wunsches des Fahrers ermöglicht. Dadurch wird die von dem Kick-down-Schaltsignal ausgelöste Funktion (Abschalten eines Fahrgeschwindigkeitsbegrenzers, Zurückschalten eines Automatikgetriebes, etc.) erst dann ausgelöst, wenn zuverlässig ein entsprechender Fahrerwunsch erkannt wird.
  • In vorteilhafter Weise wird so eine genaue zuverlässige Kick-down-Erkennung ohne zusätzlichen mechanischen Kick- down-Schalter möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass der Schwellenwert für den Pedalgradienten als Funktion der Pedalstellung bzw. eines daraus abgeleiteten Sollwertes vorgegeben wird. Dadurch wird eine Anpassung der Kick-down-Erkennung an die jeweilige Fahrsituation ermöglicht.
  • Besonders vorteilhaft ist ferner, dass die Zuverlässigkeit der Kick-down-Erkennung durch die Plausibilisierung der vorhandenen Signale zueinander erhöht wird.
  • 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 Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild einer Steuereinrichtung im Beispiel eines Fahrgeschwindigkeitsbegrenzers, in welcher die nachfolgend anhand des Flussdiagramms in Fig. 2 beschriebene Vorgehensweise zur Kick-down-Erkennung eingesetzt wird.
    • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Fig. 1 zeigt eine elektronische Steuereinheit 10 zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs, welche wenigstens einen Mikrocomputer 12, eine Eingangs- 14 und eine Ausgangsschaltung 16 und ein diese Komponenten verbindendes Kommunikationssystem 18 umfaßt. Der Eingangsschaltung 14 sind Eingangsleitungen, die in einem anderen Ausführungsbeispiel auch in einem Bussystem zusammengefaßt sein können, zugeführt, über die die zur Motorsteuerung und insbesondere zur Fahrgeschwindigkeitsbegrenzung bzw. -regelung notwendigen Betriebsgrößen übermittelt werden. Eine Eingangsleitung 20 verbindet die Eingangsschaltung 14 mit einem vom Fahrer betätigbaren Bedienelement 22 zur Vorgabe der Grenzgeschwindigkeit und zum Ein- bzw. Ausschalten des Begrenzers. Eine weitere Eingangsleitung 24 verbindet die Steuereinheit 10 mit einer Meßeinrichtung 26, welche ein der Motordrehzahl NMOT entsprechendes Signal ermittelt. Eine Eingangsleitung 28 verbindet die Eingangsschaltung 14 mit einer Meßeinrichtung 30 zur Erfassung des eingelegten Gangs bzw. der eingelegten Getriebeübersetzung und des Typs des Getriebes, ob Handschaltgetriebe oder Automatikgetriebe. Die Bestimmung des eingelegten Ganges bzw. des Übersetzungsverhältnisses kann auch innerhalb des Mikrocomputers 12 auf der Basis von Motordrehzahl und Fahrgeschwindigkeit erfolgen. Ferner ist eine Eingangsleitung 32 vorgesehen, über die der Eingangsschaltung 14 von einer entsprechenden Meßeinrichtung 34 ein die Fahrpedalstellung β repräsentierendes Signal übermittelt wird. Über eine weitere Eingangsleitung 36 wird von einer entsprechenden Meßeinrichtung 38 ein die Geschwindigkeit des Fahrzeugs repräsentierendes Signal VGBIST zugeführt. Dieses wird beispielsweise von einem entsprechenden Sensor oder von einer Berechnungseinheit auf der Basis der Radgeschwindigkeitssignale ermittelt. Ferner sind Eingangsleitungen 40 bis 44 vorgesehen, welche Signale für weitere Betriebsgrößen, die von Meßeinrichtung 46 bis 50 erfaßt werden, der Steuereinheit 10 zuführen. Derartige Betriebsgrößen sind beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine die Stellung einer Drosselklappe, die Motortemperatur, die Abgaszusammensetzung, die zugeführte Luftmasse, etc. Die Steuereinheit 10 beeinflußt wenigstens über eine an die Ausgangsschaltung 16 angeschlossene Ausgangsleitung 52 zur Leistungssteuerung eine elektrisch betätigbare Drosselklappe 54 und/oder die Kraftstoffzumessung, im Falle eines anderen Antriebskonzept (z. B. Elektromotoren) die entsprechenden Stelleinrichtungen zur Leistungssteuerung.
  • Neben den herkömmlichen Funktionen zur Steuerung der Antriebseinheit sind in dem Mikrocomputer 12 Programme implementiert, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen vom Fahrer vorgegebenen Grenzwert begrenzen bzw. regeln. Ein Beispiel hierfür ist im eingangs genannten Stand der Technik dargestellt. Darüber hinaus ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß Programme des Mikrocomputers 12 auf der Basis der gemessenen Fahrpedalstellung β einen Einstellwert für die Brennkraftmaschine ermitteln, der beispielsweise in einem Solldrosselklappenwinkel, einem Solldrehmoment oder einer Sollleistung besteht, die dann durch Steuerung wenigstens einer Leistungsstelleinrichtung (z. B. einer elektrisch betätigbaren Drosselklappe 54) eingestellt wird.
  • Der im Stand der Technik beschriebene Fahrgeschwindigkeitsbegrenzer bzw. Fahrgeschwindigkeitsregler wird bei Erkennen eines Kick-down-Wunsches ausgeschaltet. Nachfolgend ist anhand des Flussdiagramms der Fig. 2 eine Vorgehensweise dargestellt, wie zuverlässig und ohne mechanische Schaltelemente ein solcher Kick-down-Wunsch des Fahrers erkannt wird. Dabei ist die beschriebene Vorgehensweise nicht nur auf die Anwendung in Verbindung mit Fahrgeschwindigkeitsbegrenzern oder ähnliches eingeschränkt, sondern kann überall dort zur Auslösung einer Funktion führen, deren Ausgangspunkt die Kick-down-Erkennung zumindest mit umfasst, wie beispielsweise eines Rückschaltvorgangs eines automatischen Getriebes. Wesentlich bei der Kick-down-Erkennung wie nachfolgend beschrieben ist, dass der Kick-down-Wunsch des Fahrers in Abhängigkeit des Pedalgradienten, d. h. der Änderung der Pedalstellung bzw. eines daraus abgeleiteten Sollwertes, erkannt wird. Ferner ist von Bedeutung, dass der Schwellenwert für den Pedalgradienten als Funktion der Pedalstellung bzw. des Gradienten eines aus der Pedalstellung abgeleiteten Sollwertes vorgegeben wird. Ferner findet eine Plausibilisierung der der Kick-down-Erkennungszustände zueinander statt.
  • Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kick-down-Erkennung als Computerprogramm des Mikrocomputers 12 der Steuereinheit 10. Das skizzierte Computerprogramm wird in vorgegebenen Zeitintervallen zyklisch durchlaufen.
  • In einem ersten Schritt 100 wird die Pedalstellung WPED bzw. ein daraus abgeleitetes Signal wie beispielsweise ein Fahrerwunschmoment, etc. (im nachfolgenden Pedalstellung WPED genannt) eingelesen und der zeitliche Gradient des Signals, beispielsweise durch zeitliche Ableitung gebildet. In Schritt 101 wird ein Aktualisierungs-Gradient als Funktion der Pedalstellung bzw. des daraus abgeleiteten Sollwertsignals gebildet. Im darauffolgenden Schritt 102 wird überprüft, ob der Gradient kleiner als dieser Aktualisierungs- Gradient ist, d. h. ob das Pedal in Richtung seiner Ruhestellung oder langsam in Richtung Volllaststellung sich bewegt oder in Ruhe ist. Ist dies der Fall, wird in Schritt 104 der Gradientenschwellenwert GRADKD zur Kick-down-Erkennung als Funktion der Pedalstellung bzw. des aus dieser abgeleiteten Sollwertsignals gebildet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dazu eine vorgegebene Kennlinie abgelegt, wobei der Gradientenschwellenwert mit zunehmender Pedalstellung abnimmt. Im darauffolgenden Schritt 106, der auch im Falle einer Nein-Antwort in Schritt 102 eingeleitet wird, wird eine erste Marke FlagKD überprüft, ob sie den Wert Null aufweist. Weist sie den Wert Null auf, so bedeutet dies, dass der Kick-down bisher nicht erkannt wurde. Weist sie den Wert Eins auf, bedeutet dies, dass eine Kick-down-Situation schon erkannt wurde.
  • Ergibt Schritt 106, dass kein Kick-down-Wunsch erkannt wurde, wird im darauffolgenden Schritt 114 die Fahrpedalstellung bzw. der daraus abgeleitete Sollwert WPED mit einem Volllastwert VL, der dem Volllastwert des Fahrers bzw. einem vollständig oder nahezu vollständig betätigtem Fahrpedal entspricht, verglichen. Ist der Pedalstellungswert bzw. der Sollwert gleich diesem Volllastwert, so wird in Schritt 116 überprüft, ob die Gradientenmarke den Wert Eins aufweist, d. h. ob bisher der Pedalgradient den Schwellenwert schon überschritten hat. Ist dies der Fall, wird in Schritt 118 die Kick-Down-Erkennungsmarke auf den Wert Eins gesetzt, d. h. der Kick-Down-Wunsch des Fahrers erkannt. Ist in Schritt 116 festgestellt worden, dass die Gradientenmarke den Wert Null aufweist, wird in Schritt 120 der Gradient mit dem Schwellenwert verglichen. Überschreitet er den Schwellenwert, wird in Schritt 122 die Gradientenmarke auf Eins gesetzt, dann gemäß Schritt 118 die Kick-Down- Erkennungsmarke auf den Wert Eins gesetzt. Unterschreitet der Gradient in Schritt 120 den Schwellenwert, so wird das Programm beendet und zum nächsten Zeitpunkt erneut durchlaufen.
  • Hat in Schritt 114 die Fahrpedalstellung bzw. der daraus abgeleitete Sollwert den Volllastwert nicht erreicht, so wird in Schritt 124 der Gradient mit dem Gradientenschwellenwert verglichen. Überschreitet er den Schwellenwert, so wird in Schritt 126 die Gradientenmarke auf den Wert Eins gesetzt, im anderen Fall in Schritt 128 auf den Wert Null. Danach wird das Programm beendet.
  • Im Falle einer Nein-Antwort in Schritt 106, d. h. wenn im letzten Durchlauf der Kick-down-Wunsch erkannt wurde, wird in Schritt 112 die Fahrpedalstellung bzw. der daraus abgeleitete Sollwert mit einem Kick-Down-Schwellenwert dahingehend verglichen, ob er den Schwellenwert unterschreitet. Ist dies der Fall, so folgt Schritt 110, ist dies nicht der Fall wird das Programm wie nach Schritt 110 beendet und zum nächsten Zeitpunkt erneut mit Schritt 100 durchlaufen. In Schritt 110 werden die Marken FlagGRAD und FlagKD zurückgesetzt.
  • Dies bedeutet, dass im Falle einer Kick-down-Erkennung bei Unterschreiten des Schwellenwertes durch die Fahrpedalstellung bzw. den daraus abgeleiteten Sollwert WPED die Gradientenmarke FlagGRAD und die Kick-Down-Erkennungsmarke FlagKD zurückgesetzt wird, während bei erkanntem Kick-down-Wunsch und über der Schwelle liegender Fahrpedalstellung bzw. daraus abgeleitetem Sollwert WPED keine Änderung der jeweiligen Marke stattfindet.
  • Somit erfolgt ein Erkennen des Kick-down-Wunsches des Fahrers dann, wenn die Fahrpedalstellung bzw. ein daraus abgeleiteter Sollwert einen Volllastwunsch repräsentiert und der Gradient der Fahrpedalstellung bzw. des daraus abgeleiteten Sollwert einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Dieser Schwellenwert ist dabei im bevorzugten Ausführungsbeispiel abhängig von der Fahrpedalstellung bzw. dem daraus abgeleiteten Sollwert. Anstelle eines Volllastwunschschwellenwerts ist in anderen Ausführungen ein vom Volllastwunsch abweichenden Schwellenwert in Verbindung mit der Kick-down- Wunsch-Erkennung vorgesehen.
  • In einem anderen Programm wird dann bei erkanntem Kick-down- Wunsch die damit verbundene Schaltfunktion, beispielsweise Ausschalten des Fahrgeschwindigkeitsbegrenzers, Schaltung des Getriebes, etc. durchgeführt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Ermittlung eines Fahrerwunsches, wobei der Fahrerwunsch aus der Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements bzw. eines daraus abgeleiteten Sollwertes ermittelt wird, wobei der Fahrerwunsch bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes durch die Bedienelementestellung bzw. dem daraus abgeleiteten Sollwert erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ferner der Fahrerwunsch erkannt wird, wenn der Gradient der Stellung bzw. des daraus abgeleiteten Sollwertes einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung die Stellung eines Fahrpedals, der daraus abgeleitete Sollwert ein Stellungssollwert, ein Fahrerwunschmoment, etc. ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert für den Gradienten der Pedalstellung bzw. des daraus abgeleiteten Sollwertes abhängig ist von der Pedalstellung bzw. dem daraus abgeleiteten Sollwert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradientenschwellenwert absinkt, wenn die Stellung bzw. der Sollwert ansteigt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrerwunsch ein Kick- down-Wunsch des Fahrers ist, der zum Auslösen wenigstens einer Funktion dient.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese Funktion das Abschalten eines Fahrgeschwindigkeitsbegrenzers und/oder ein Schaltvorgang eines automatischen Getriebes ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert, den zur Fahrerwunscherkennung die Pedalstellung bzw. der daraus abgeleitete Sollwert zu überschreiten hat, ein Volllastwert ist.
8. Vorrichtung zur Ermittlung eines Fahrerwunsches, mit einer Steuereinheit, welche ein die Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements repräsentierenden Signals bzw. einen daraus abgeleiteten Sollwert ermittelt, die einen Fahrerwunsch zur Auslösung einer Funktion ermittelt, wenn das Stellungssignal bzw. der daraus abgeleitete Sollwert einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit weitere Mittel umfasst, die den Fahrerwunsch nur dann erkennen, wenn zusätzlich der Gradient des Stellungssignals bzw. des daraus abgeleiteten Sollwertes einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.
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