DE19901105A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs beschrieben. Das Fahrzeug umfaßt eine Brennkraftmaschine zum Antreiben des Fahrzeugs sowie eine Motorbremse. Die Motorbremse wird aktiviert, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als ein Vorgabewert und die Verzögerung des Fahrzeugs kleiner als ein Schwellwert ist, oder wenn die Drehzahl größer als ein Vorgabewert ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Solche Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung eines Fahrzeugs, das eine Brennkraftmaschine zum Antreiben des Fahrzeugs sowie eine Motorbremse umfaßt, sind bekannt.

Aus der EP 346 592 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs bekannt. Dieses Fahrzeug weist eine Antriebsschlupf- und eine Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungs-Einrichtung (ASR/GB-Einrichtung) auf. Desweiteren besitzt dieses Fahrzeug eine Motorbremseinrichtung, die mittels eines Motorbremsventils aktiviert werden kann. Diese Motorbremseinrichtung kann zur Unterstützung der ASR/GB-Einrichtung herangezogen werden. Eine Berücksichtigung der Verzögerung des Fahrzeuges bei der Rücknahme des leistungsbestimmenden Signals ist bei dieser Einrichtung nicht vorgesehen.

Ferner aus der DE 43 38 399 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs bekannt, bei dem die Fahrzeugbremse aktiviert wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als ein Sollwert ist.

Bei Dieselbrennkraftmaschinen wird die einzuspritzende Kraftstoffmenge begrenzt bzw. auf Null zurückgenommen, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen bestimmten Vorgabewert überschreitet.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art die Sicherheit des Gesamtsystems zu verbessern und insbesondere das Überschreiten eines Drehzahlwertes und/oder eines Vorgabewerts für die Fahrgeschwindigkeit sicher zu unterbinden. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegeben Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Dadurch, daß die Motorbremse aktiviert wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als ein Vorgabewert und die Verzögerung des Fahrzeugs kleiner als ein Schwellwert ist, oder wenn die Drehzahl größer als ein Vorgabewert ist, kann die Sicherheit des Fahrzeuges wesentlich erhöht werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Motorbremse aktiviert wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als der Vorgabewert ist, eine Lastgröße kleiner als ein Schwellwert ist und die Verzögerung des Fahrzeugs kleiner als ein Schwellwert ist.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Eine Brennkraftmaschine ist mit 100 bezeichnet. Die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine kann mit einem leistungsbestimmenden Stellglied 110 gesteuert werden. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um einen elektromagnetischen oder um einen kapazitiven Verbraucher, der die einzuspritzende Kraftstoffmenge festlegt. Bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen kann es sich hierbei auch um eine Drosselklappe handeln.

Der Brennkraftmaschine 100 wird über eine Frischluftleitung 115 Frischluft zugeführt und über eine Abgasleitung 120 die Abgase abgeleitet. In der Abgasleitung 120 ist eine Abgasklappe 130 angeordnet, mit der die Abgasleitung 120 zur Erzielung einer Bremswirkung geschlossen werden kann. Die Abgasklappe wird von einem Abgasklappensteller 135 angesteuert. Diese Abgasklappe 130 in Verbindung mit dem Abgasklappensteller 135 wirkt als Motorbremseinrichtung.

Sowohl der Abgasklappensteller 135 als auch das leistungsbestimmende Stellglied 110 werden von einer Steuerung 140 mit Ansteuersignalen beaufschlagt. Das leistungsbestimmende Stellglied 110 wird mit einem Steuersignal QK beaufschlagt. Anstelle des Steuersignals kann auch eine Lastgröße QK verwendet werden. Dieses wird unter anderem abhängig von dem Fahrerwunsch vorgegeben. Die Bildung der Lastgröße QK abhängig vom Fahrerwunsch bzw. vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine ist nicht explizit dargestellt. Die Lastgröße charakterisiert die einzuspritzende Kraftstoffmenge, die Drosselklappenstellung oder eine Momentengröße.

Die Steuerung 140 umfaßt ferner eine Fahrgeschwindigkeitsbegrenzung bzw. eine Fahrgeschwindigkeitsregelung. Hierzu ist vorgesehen, daß ein Fahrgeschwindigkeitsregler 146 die Lastgröße QK zur Ansteuerung des leistungsbestimmenden Stellgliedes 110 vorgibt. Der Fahrgeschwindigkeitsregler 146 verarbeitet die Ausgangssignale VS einer Sollwertvorgabe 156 und das Ausgangssignal V einer Istwertvorgabe 155. Bei der Istwertvorgabe 155 handelt es sich vorzugsweise um einen Sensor, der die Istgröße V erfaßt. Die Istgröße V gelangt ferner zu einem Vergleicher 144, an dessen zweiten Eingang ein Vorgabewert VM einer Vorgabewertvermittlung 142 anliegt. Der Vergleicher 144 beaufschlagt den Abgasklappensteller 135 mit einem Ansteuersignal.

Diese Einrichtung arbeitet wie folgt. Ausgehend von dem Vergleich zwischen der Istgröße V und der Sollgröße VS bestimmt der Fahrgeschwindigkeitsregler 146 das Ansteuersignal QK zur Ansteuerung des leistungsbestimmende Stellgliedes 110 derart, daß sich der Istwert V dem Sollwert VS annähert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Wert V um die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die mit einem entsprechenden Sensor 155 erfaßt wird. Bei dem Sollwert VS handelt es sich um eine vom Fahrer gewünschte Fahrgeschwindigkeit.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß der Sollwert VS ein höchstzulässiger Wert darstellt. In diesem Fall handelt es sich um eine Fahrgeschwindigkeitsbegrenzung 146, die die Fahrgeschwindigkeit auf einen höchstzulässigen Wert begrenzt.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß nicht die Fahrgeschwindigkeit sondern die Drehzahl der Brennkraftmaschine dem Regler 146 zugeleitet wird. In diesem Fall wird ausgehend von der Abweichung zwischen der Solldrehzahl und der Istdrehzahl die Lastgröße QK, mit der das leistungsbestimmende Stellglied 110 beaufschlagt wird, bestimmt.

Erkennt die Regelung 146, daß die Istgröße größer als die Sollgröße ist, so reduziert sie die Lastgröße QK. Dies ist nur möglich, bis die Lastgröße den Wert Null annimmt. Treten Betriebszustände auf, in denen auch bei einer Lastgröße von Null, d. h. bei einem leistungsbestimmenden Signal, das derart bemessen ist, daß das leistungsbestimmende Stellglied 110 eine Position einnimmt, bei der die Brennkraftmaschine keine Leistung mehr abgibt, ist eine weitere Reduzierung der Istgröße nicht mehr möglich. Dies ist insbesondere der Fall, wenn sich das Fahrzeug bergab bewegt. Bei einem beladenen Fahrzeug, beispielsweise bei einem LKW, ist diese Situation problematisch, da sehr hohe Fahrgeschwindigkeiten und/oder Drehzahlen erreicht werden können. Insbesondere die Überschreitung einer maximalen Drehzahl ist kritisch, da diese zu einer Motorzerstörung führen kann.

Üblicherweise umfaßt die Steuerung 140 verschiedene redundante Abstellpfade, die in der Regel aber lediglich auf die Lastgröße QK einwirken. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß in solchen Situationen die Motorbremseinrichtung, d. h. die Abgasklappe, aktiviert wird, damit sie eine zusätzliche Bremswirkung auf die Brennkraftmaschine ausübt.

Dies bedeutet, erkennt der Vergleicher 144, daß die Istgröße größer als ein Vorgabewert VM ist, der von der Vorgabeermittlung 142 vorgegeben wird, ist, so gibt der Vergleich 144 ein entsprechendes Signal an den Abgasklappensteller 135, das die Motorbremse aktiv ist.

In der Fig. 1 ist dies als elektronische Schaltung dargestellt. Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß dies durch mechanische und/oder hydraulische Bauelemente realisiert ist, d. h. daß beim Überschreiten eines Drehzahlwertes automatisch die Motorbremse aktiviert wird.

Die Aktivierung der Motorbremse lediglich abhängig von dem Überschreiten eines Vorgabewerts für die Fahrgeschwindigkeit ist dagegen problematisch. Eine solcher Bremseingriff soll nur dann durchgeführt werden, wenn keine Einspritzung erfolgt und/oder die Verzögerung des Fahrzeugs zu gering ist, um den Sollwert VS zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist in Fig. 2 als Flußdiagramm dargestellt. Im ersten Schritt 200 wird der Vorgabewert VM bestimmt. Vorzugsweise ist der Vorgabewert VM größer als der Sollwert VS. Dies ist insbesondere bei einer Fahrgeschwindigkeitsregelung und/oder einer Drehzahlregelung der Fall. Der Vorgabewert ergibt sich durch Addition des Sollwerts VS und eines Wertes X, um den der Vorgabewert größer als der Sollwert sein soll. Bei einer Fahrgeschwindigkeitsbegrenzung wird der Vorgabewert VM gleich dem Sollwert VS gewählt.

Die anschließende Abfrage 210 überprüft, ob der Istwert V größer als der Vorgabewert VM ist. Ist dies nicht der Fall so endet das Programm in Schritt 250. Ist dies der Fall, so überprüft die Abfrage 220, ob die Lastgröße QK größer Null ist. D. h. die Abfrage 220 überprüft, ob das leistungsbestimmende Stellglied 110 eine Position einnimmt, in der die Brennkraftmaschine 100 keine Leistung mehr abgibt. D. h. beispielsweise, daß die Drosselklappe geschlossen ist, und die eingespritzte Kraftstoffmenge zu Null wird.

Ist die Lastgröße QK größer Null, so endet das Programm ebenfalls in Schritt 250. Ist die Lastgröße QK gleich Null oder nur unwesentlich größer als Null, so folgt Schritt 230. In Schritt 230 wird überprüft, ob der Betrag der Verzögerung a des Fahrzeugs kleiner als ein Schwellwert SW ist. Ist dies nicht der Fall, so endet das Programm ebenfalls in Schritt 250. Ist der Betrag der Verzögerung kleiner als der Schwellwert, so wird in Schritt 240 die Motorbremse durch Ansteuerung des Abgasklappenstellers 135 aktiviert.

Der Vorgabewert VM wird abhängig von der Fahrgeschwindigkeitsbegrenzung und/oder von einer Fahrgeschwindigkeitsregelung vorgegeben. Insbesondere ist vorgesehen, daß der Vorgabewert VM um einen bestimmenden Wert x größer als der Sollwert VS für die Fahrgeschwindigkeitsregelung oder um einen Betrag x größer als der Sollwert für die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzung ist. Bei einer weiteren Ausführung entspricht der Vorgabewert VM einer Sicherheitsdrehzahl, die größer oder gleich der Endabregeldrehzahl einer Dieselbrennkraftmaschine ist. Üblicherweise wird bei erreichen der Endabregeldrehzahl die Lastgröße Qk auf Null reduziert. Diese Endabregeldrehzahl sollte nicht überschritten werden, da dies zu einer Beschädigung der Brennkraftmaschine führen kann.

Das Verfahren gemäß Fig. 2 kann vereinfacht werden. Dies gilt insbesondere bei einer Abschaltung beim Erreichen einer Sicherheitsdrehzahl. Insbesondere können die Abfragen 220 und 230 weggelassen werden. D. h. sobald die Abfrage 210 erkennt, daß die tatsächliche Drehzahl V größer als der Vorgabewert VM ist, erfolgt die Aktivierung der Motorbremse.

Claims (6)

1. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine Brennkraftmaschine zum Antreiben des Fahrzeugs sowie eine Motorbremse umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorbremse aktiviert wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als ein Vorgabewert und die Verzögerung des Fahrzeugs kleiner als ein Schwellwert ist, oder wenn die Drehzahl größer als ein Vorgabewert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorbremse aktiviert wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als der Vorgabewert ist, eine Lastgröße kleiner als ein Schwellwert ist und die Verzögerung des Fahrzeugs kleiner als ein Schwellwert ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastgröße die einzuspritzende Kraftstoffmenge oder die Drosselklappenstellung charakterisiert.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgabewert von einem Maximalwert einer Fahrgeschwindigkeitsbegrenzung und/oder einem Sollwert einer Fahrgeschwindigkeitsregelung abhängt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgabewert größer oder gleich einer Endabregeldrehzahl ist.

6. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine Brennkraftmaschine zum Antreiben des Fahrzeugs sowie eine Motorbremse umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die Motorbremse aktivieren, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als ein Vorgabewert und die Verzögerung des Fahrzeugs kleiner als ein Schwellwert ist, oder wenn die Drehzahl größer als ein Vorgabewert ist.