Beschreibung

Verfahren zur Anfahrunterstützung eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anfahrunterstützung eines Fahrzeugs gemäß Patentanspruch 1. Im Stand der Technik sind verschiedene Systeme zur Anfahrun ^¬ terstützung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Beispielsweise be ^¬ schreibt DE 10 2006 033 025 AI ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Schaltgetriebe mit einer Kupplung und einem von einem Fahrer betätigbaren Kupplungspedal aufweist. Ein am Ausgang der Kupplung ausgegebenes Moment wird ermittelt. Das Moment wird mit einem Schwellwert verglichen, und es wird ein Anfahrregler aktiviert, wenn das Moment den Schwellwert er ^¬ reicht. Bei dem beschriebenen Verfahren wird ein binäres Kupplungssignal verwendet, das die Position des Kupplungspe ^¬ dals erfasst. Alternativ kann als Sensor beispielsweise auch ein Potentiometer vorgesehen sein, aus dessen Ausgangssignal dann direkt das Kupplungssignal abgeleitet wird. Aus DE 102 43 143 B4 sind ein Verfahren und ein System zur Anfahrunterstützung von Kraftfahrzeugen bekannt. Dabei ist eine Motorsteuerung vorgesehen, die bei Erkennen einer Anfahrsituation mit Hilfe einer Leerlaufregeleinrichtung einer fallenden Motordrehzahl entgegen wirkt. Bei erkannter Anfahr- Situation wird ein vorliegender Fahrerwunsch als Drehzahlwunsch interpretiert und ein geeignetes Motordrehmoment wird zur Verfügung gestellt, indem die Leerlaufregeleinrichtung aktiviert wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes

Verfahren zur Anfahrunterstützung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen. Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Aus führungs formen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass die Anfahrunterstützung präziser durchgeführt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Stellung der Kupplung erfasst wird und abhängig von der Stellung der Kupplung ein Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmoment ermittelt wird und der Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmoment für die Steuerung des Motors verwen ^¬ det wird.

Auf diese Weise wird nicht nur eine Anfahrsituation erkannt oder nicht, sondern die Anfahrunterstützung wird abhängig von der Stellung der Kupplung durchgeführt. Für ein einfaches und schnelles Verfahren wird ein Vorsteuerwert für das Zusatz ^¬ drehmoment verwendet.

In einer Aus führungs form wird der Vorsteuerwert verwendet, um den Motor für die Bereitstellung einer Drehmomentreserve anzusteuern. Somit wird schon vor der Notwendigkeit des bereit ^¬ zustellenden Zusatzdrehmoments eine Drehmomentreserve durch die Ansteuerung des Motors aufgebaut. Dadurch kann bei tat ^¬ sächlichem Bedarf das Zusatzdrehmoment schneller bereitge ^¬ stellt werden.

In einer weiteren Aus führungs form wird der Vorsteuerwert abhängig von der Position des Kupplungspedals ermittelt. Dies bietet den Vorteil, dass die tatsächliche Position der Kupp ^¬ lung selbst nicht erfasst werden muss. Somit ist das Verfah ^¬ ren einfach auszuführen.

In einer weiteren Aus führungs form wird der Vorsteuerwert abhängig von der Drehzahl des Motors ermittelt. Damit wird eine präzisere Anpassung des Vorsteuerwerts für das Zusatzdrehmo ^¬ ment erreicht. In einer weiteren Aus führungs form wird ein Adaptionswert für den Vorsteuerwert verwendet, wobei der Adaptionswert während des Betriebs des Kraftfahrzeugs angepasst wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass eine Änderung der Funktionsweise der Kupplung oder des Motors, insbesondere eine Alterung der Kupplung und/oder des Motors bei der Anfahrunterstützung berücksichtigt wird.

In einer weiteren Aus führungs form wird der Adaptionswert abhängig von einem Drehzahlverhalten des Motors beim Anfahren des Fahrzeugs ermittelt. Die Festlegung des Vorsteuerwerts abhängig vom Drehzahlverhalten des Motors bietet eine präzise Anpassung des erforderlichen Zusatzdrehmoments für die Anfahrunterstützung .

In einer weiteren Aus führungs form ist der Vorsteuerwert so adaptiert, dass ab dem Auftreten eines negativen Gradienten der Motordrehzahl ein Zusatzdrehmoment bereitgestellt wird. Somit wird eine rechtzeitige Ansteuerung des Motors erreicht.

In einer weiteren Aus führungs form wird der Vorsteuerwert in der Weise festgelegt, dass ein maximaler Vorsteuerwert zum Zeitpunkt eines größten/negativen Gradienten der Motordrehzahl vorliegt. Damit wird ein effizienter Einsatz des Zusatzdrehmoments für die Anfahrunterstützung erreicht.

In einer weiteren Aus führungs form ist der Vorsteuerwert so adaptiert, dass der Vorsteuerwert zu dem Zeitpunkt auf den Wert 0 zurückgeht, zu dem die Motordrehzahl während der An ^¬ fahrsituation einen minimalen Wert aufweist und wieder ansteigt. Das bedeutet, dass bei einem Wiederanstieg der Motor ^¬ drehzahl während eines Anfahrvorgangs kein Vorsteuerwert ver ^¬ wendet wird. Damit wird eine effiziente Steuerung des Motors ermöglicht .

In einer weiteren Aus führungs form ist der Vorsteuerwert abhängig von einer Differenz der Motordrehzahl vor und während der Anfahrsituation. Vorzugsweise wird ein maximaler Wert für den Vorsteuerwert abhängig von einer maximalen Differenz der Motordrehzahl vor und während der Anfahrsituation festgelegt. Auch damit wird eine präzise Anpassung des Zusatzdrehmoments ermöglichst .

In einer weiteren Aus führungs form wird bei der Festlegung des Vorsteuerwerts die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung, insbesondere des Kupplungspedals, berücksichtigt. Damit ist eine genaue Anpassung des benötigten Vorsteuerwerts abhängig von der Dynamik der Kupplung möglich.

In einer weiteren Aus führungs form wird der Vorsteuerwert abhängig von einem aktiven oder inaktiven Leerlaufdrehzahlreg- ler ermittelt. Auf diese Weise wird der Vorsteuerwert an ei ^¬ nen aktiven oder inaktiven Leerlaufdrehzahlregler angepasst, der auch für eine Stabilisierung der Drehzahl während einer Anfahrsituation unterstützt.

In einer weiteren Aus führungs form wird ein maximaler Wert für den Vorsteuerwert des Zusatzdrehmoments oder ein zeitliches Integral für den Vorsteuerwert des Zusatzdrehmoments während eines Anfahrvorgangs festgelegt. Auf diese Weise wird eine Fehlfunktion der Ansteuerung des Motors während eines Anfahrvorgangs beschränkt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs; Figur 2 ein schematischer Programmablauf;

Figur 3 ein Diagramm für das Zusatzdrehmoment abhängig von der Öffnungsposition der Kupplung; und

Figur 4 ein Drehzahlverhalten des Motors abhängig von der

Öffnungsposition der Kupplung. Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1, das einen Motor 2, beispielsweise in Form einer Brennkraftmaschine, aufweist. Der Motor 2 ist über eine Kupplung 3 mit einem Antriebsstrang 4 verbunden, der beispielsweise über ein Getriebe Räder 5 des Fahrzeugs 1 antreibt. Weiterhin ist ein Steuergerät 6 vorgesehen, das über Steuer-/Sensorleitun- gen 7 mit dem Motor 2 verbunden ist. Zudem ist das Steuergerät 6 über eine zweite Leitung 8 mit einem Positionssensor 9 verbunden. Der Positionssensor 9 ist der Kupplung 3 zugeordnet und ermittelt die Öffnungsposition der Kupplung 3. Dabei wird die Schließposition der Kupplung 3 mindestens in mehr als zwei Stufen, d.h. in mehr Stufen als offen oder geschlossen, erfasst. Beispielsweise können mindestens eine oder meh- rere Zwischenpositionen zwischen offen und geschlossen erfasst werden. Zudem kann vorzugsweise eine stufenlose Offen ^¬ position der Kupplung 3, insbesondere in Form eines analogen Messsignals, erfasst werden. Das Steuergerät 6 ist mit einem Datenspeicher 15 verbunden. Zudem ist ein Kupplungspedal 10 vorgesehen, das zur Betäti ^¬ gung der Kupplung von einem Fahrer betätigt wird. Dem Kupplungspedal 10 ist ein Sensor 11 zugeordnet, der über eine Leitung 12 mit dem Steuergerät 6 verbunden ist. Der Sensor 11 erfasst beispielsweise in Stufen oder stufenlos die Position des Kupplungspedals 10. Zudem kann der Sensor 11 ausgebildet sein, die Betätigungsgeschwindigkeit des Kupplungspedals 10 zu erfassen und an das Steuergerät 6 weiterleiten zu können. Die Position des Kupplungspedals 10 und die Betätigungsge- schwindigkeit des Kupplungspedals lOkönnen als Maß für die Position der Kupplung 3 bzw. die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 3 verwendet werden.

Das Steuergerät 6 erfasst zudem über die Steuer-/Sensor- leitungen 7 und über weitere nicht dargestellte Sensoren wei- tere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, wie z.B. die Drehzahl des Motors. Zudem ist das Steuergerät 6 über eine dritte Leitung 13 mit einem Geschwindigkeitsmesser 14 verbunden, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 erfasst. Das Steuergerät 6 ist ausgebildet, um den Motor 2, insbeson ^¬ dere ein Einspritzsystem für Kraftstoff, in der Weise anzusteuern, dass der Motor ein dem Fahrerwunsch entsprechendes Drehmoment abgibt. Dazu ist ein entsprechendes Steuerprogramm im Datenspeicher 15 abgelegt.

Das Steuergerät 6 ist über eine vierte Leitung 16 mit einem zweiten Sensor 17 verbunden, der einem Gaspedal 18 zugeordnet ist. Das Gaspedal 18 wird von einem Fahrer zur Abgabe eines Fahrerwunsches verwendet. Mit Hilfe des zweiten Sensors 17 erfasst das Steuergerät 6 über die Position und/oder die Be ^¬ tätigungsgeschwindigkeit des Gaspedals 18 den Fahrerwunsch 18.

Anhand des Programmablaufs der Figur 2 wird die Funktionswei ^¬ se des Steuergeräts und des Verfahrens zur Unterstützung beim Anfahren des Fahrzeugs näher erläutert. Bei Programmpunkt 100 ist der Motor 2 beispielsweise im Leer ^¬ lauf und das Steuergerät 6 überprüft, ob eine Anfahrsituation mit betätigter Kupplung, d.h. einer wenigstens teilweise geöffneten Kupplung, vorliegt. Dazu wird beispielsweise die Ge ^¬ schwindigkeit des Fahrzeugs 1 mit Hilfe des Geschwindigkeits- messers 14 erfasst und eine Betätigung der Kupplung bei ^¬ spielsweise direkt über den ersten Sensor 9 oder über die Stellung des Kupplungspedals 10 mit Hilfe des zweiten Sensors 11 erfasst. Beim folgenden Programmpunkt 105 wird überprüft, ob eine An ^¬ fahrsituation vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird zu Programmpunkt 100 zurück verzweigt. Wird jedoch bei Programm ^¬ punkt 105 vom Steuergerät erkannt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner als ein Vergleichswert, beispielsweise 10 km/h ist und die Kupplung betätigt ist, so liegt eine An ^¬ fahrsituation vor und es wird zum folgenden Programmpunkt 110 verzweigt. Bei Programmpunkt 110 steuert das Steuergerät 6 den Motor 2 in der Weise an, dass zusätzlich zum normalen Drehmoment ein Zusatzdrehmoment für die Anfahrunterstützung bereitgestellt wird. Vorzugsweise wird für die Ansteuerung des Motors 2 ein Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmoment ver ^¬ wendet. Die Vorsteuerwerte sind in dem Datenspeicher 15 abge ^¬ legt, der mit dem Steuergerät 6 verbunden ist. Die grundsätz ^¬ liche Funktionsweise der Kupplung in Bezug auf die Drehmo ^¬ mentübertragung zwischen dem Motor 2 und dem Antriebsstrang 4 ist abgespeichert und wird dazu verwendet, um das für die An ^¬ fahrunterstützung benötigte Zusatzdrehmoment festzulegen. Das Zusatzdrehmoment ist beispielsweise in Form von Kennfeldern oder Kennlinien abgelegt, die von verschiedenen Parametern, wie z.B. der Drehzahl des Motors, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der Öffnungsposition der Kupplung bzw. der Position des Kupplungspedals oder der Geschwindigkeit der Betäti ^¬ gung des Kupplungspedals oder der Geschwindigkeit des

Schließvorgangs der Kupplung abhängen können.

In einer weiteren Aus führungs form kann das Steuergerät 6 bei Erkennen einer Anfahrsituation bei Programmpunkt 110 den Motor 2 in der Weise ansteuern, dass das für die Anfahrunterstützung benötigte Zusatzdrehmoment in Form einer Drehmoment ^¬ reserve bereitgehalten wird, bevor das Zusatzdrehmoment benö ^¬ tigt wird. Dazu wird ohne wesentliche Änderung des Drehmo ^¬ ments bei einem Benzinmotor die Drosselklappe geöffnet und der Zündwinkel in Richtung spät verschoben. Somit kann durch Änderung des Zündwinkels sehr schnell ein höheres Zusatzdreh ^¬ moment bereitgestellt werden. Durch das Zusatzdrehmoment bzw. den Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmoment oder die Bereit ^¬ stellung der Zusatzdrehmomentreserve wird die Anfahrunter ^¬ stützung verbessert.

In einer weiteren Aus führungs form kann das Zusatzdrehmoment oder der Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmoment für die An ^¬ fahrunterstützung auch abhängig vom Fahrerwunsch, d.h. der Gaspedalstellung, festgelegt werden.

Das Zusatzdrehmoment hängt beispielsweise wenigstens von ei- nem der folgenden Parameter ab: Kupplungsposition, d h. Of- fenposition oder Schließposition der Kupplung 3, die stufen- los oder in Stufen erfasst wird, die Position des Kupplungs ^¬ pedals 10, die Geschwindigkeit der Betätigung der Kupplung 3, die Geschwindigkeit der Betätigung des Kupplungspedals 10, den Fahrerwunsch, d.h. die Position und/oder die Geschwindig- keit der Betätigung des Gaspedals 18, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder die Drehzahl des Motors. Beispielsweise ist bei einer schnellen Betätigung des Gaspedals 18 oder einem Fahrerwunsch nach hohem Drehmoment, d.h. bei einer starken Betätigung des Gaspedals 18 oder einer hohen Drehzahl des Mo- tors der Bedarf für ein Zusatzdrehmoment für die Anfahrunterstützung geringer als für einen kleinen Fahrerwunsch oder eine kleine Drehzahl des Motors. Zudem kann mit Hilfe eines Ge ^¬ wichtungsfaktors das Steuergerät 6 berücksichtigen, ob ein Programm zur Leerlaufregelung aktiv ist oder nicht.

Die Werte des Zusatzdrehmoments bzw. die Vorsteuerwerte des Zusatzdrehmoments können mit Hilfe eines Startwerts, eines maximalen Werts und eines Endes der Anfahrunterstützung abhängig von der Position der Kupplung bzw. der Position des Kupplungspedals festgelegt werden. Beispielsweise kann das Steuergerät 6 das Zusatzdrehmoment von dem Motor 2 dann an ^¬ fordern, wenn der Gradient der Drehzahl des Motors 2 negativ wird. Der Maximalwert für das Zusatzdrehmoment bzw. der maxi ^¬ male Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmoment kann auf den Zeitpunkt festgelegt werden, wenn der negative Drehzahlgradi ^¬ ent des Motors den größten Wert aufweist. Zudem kann der Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmoment beispielsweise auf den Wort 0 adaptiert werden, wenn die Drehzahl während der Anfahrsituation den kleinsten Wert erreicht. Steigt die Dreh- zahl wieder an, so ist der Vorsteuerwert gleich 0, so dass das Steuergerät 6 vom Motor 2 kein Zusatzdrehmoment mehr für die Unterstützung der Anfahrsituation des Fahrzeugs anfordert. Abhängig von der gewählten Aus führungs form können auch andere zeitliche Punkte zum Starten, zur Vorgabe des maxima- len Zusatzdrehmoments und/oder zum Beenden der Anforderung des Zusatzdrehmoments vom Motor 2 festgelegt werden. Das maximale Zusatzdrehmoment bzw. der maximale Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmoment zur Unterstützung der Anfahrsituati ^¬ on des Fahrzeugs kann beispielsweise abhängig von der Diffe ^¬ renz der Drehzahl des Motors vor der Anfahrsituation und wäh- rend der Anfahrsituation festgelegt werden. Dazu wird bei ^¬ spielsweise die Differenz der Drehzahlen erfasst und abhängig von der Differenz ein Bewertungsfaktor ermittelt, der mit einem konstanten Drehmomentwert multipliziert wird. Es können jedoch auch andere Funktionen und/oder Diagramme oder Tabel- len verwendet werden, um abhängig von der Drehzahldifferenz vor der Anfahrsituation und während der Anfahrsituation das Zusatzdrehmoment bzw. den Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmo ^¬ ment zu berechnen. Je größer die Differenz der Drehzahl vor der Anfahrsituation und während der Anfahrsituation ist, umso größer ist der Bedarf an Zusatzdrehmoment zur Unterstützung der Anfahrsituation. Beispielsweise kann das Zusatzdrehmoment bzw. der Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmoment abhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Kupplungspedals 10 festge ^¬ legt werden. Dazu sind entsprechende Tabellen oder Diagramme im Datenspeicher 15 abgelegt. Weiterhin kann aus Sicherheitsgründen der Maximalwert für das Zusatzdrehmoment oder der Ma ^¬ ximalwert für den Vorsteuerwert des Zusatzdrehmoments berech ^¬ net oder im Datenspeicher 15 abgelegt sein. Zudem kann ein Maximalwert für das zeitliche Integral des während eines An- fahrvorgangs abgefragten Zusatzdrehmoments festgelegt sein, um im Falle einer Fehlanpassung eine gefährliche Fehlfunktion des Motors zu vermeiden.

Das Steuergerät 6 steuert bei Programmpunkt 115 den Motor 2, beispielsweise die Zündung, die Drosselpumpe und/oder das

Einspritzsystem des Motors 2, in der Weise an, dass das für die Anfahrunterstützung berechnete Zusatzdrehmoment bereitge ^¬ stellt wird oder eine entsprechende Drehmomentreserve bereit ^¬ gehalten wird.

Im folgenden Programmpunkt 120 überprüft das Steuergerät 6, ob sich festgelegte Parameter des Motors 2 oder der Kupplung 3 gegenüber im Datenspeicher 15 abgespeicherten Vergleichs- werten verändert haben. Ist dies der Fall, so wird abhängig von der Veränderung wenigstens ein Adaptionswert ermittelt, der zusätzlich zum Vorsteuerwert für das Zusatzdrehmoment oder zum Zusatzdrehmoment bei zukünftigen Anfahrsituationen berücksichtigt wird. Der Adaptionswert kann in Form einer Konstanten oder in Form von Funktionen abhängig von Parametern der Brennkraftmaschine, des Fahrzeugs oder der Kupplung abgelegt sein. Durch die Verwendung des wenigstens einen Adaptionswerts werden Veränderungen am Motor und/oder Veränderungen an der Kupplung, die beispielsweise aufgrund von Alterung auftreten, bei der Ermittlung des benötigten Zusatzdrehmoments für die Anfahrunterstützung berücksichtigt.

Figur 3 zeigt in einer einfachen Darstellung ein Diagramm für den Wert des Zusatzdrehmoments bzw. des Vorsteuerwerts des Zusatzdrehmoments in Abhängigkeit von der Schließposition bzw. Öffnungsposition der Kupplung 3. Ausgehend von der Offenposition der Kupplung 3 steigt das Zusatzdrehmoment mit Zunahme der Position der Kupplung 3 in Richtung Schließposition an und fällt nach einem Maximalwert bis zu dem Wert 0 für die geschlossene Kupplung 3 ab. Die geschlossene Kupplung bedeutet, dass die Kupplung das gesamte Drehmoment des Motors 2 auf den Antriebsstrang 4 überträgt. In der Offenposition wird kein Drehmoment von der Kupplung 3 übertragen.

Figur 4 zeigt in einer schematischen Darstellung das Diagramm für den Drehzahlverlauf während einer Anfahrposition, in der die Kupplung vom offenen in den geschlossenen Zustand gebracht wird. Ausgehend von der Offenposition sinkt die Dreh ^¬ zahl des Motors 2 bis zu einem minimalen Wert Wm ab und steigt anschließend wieder an, bevor die Kupplung die ge ^¬ schlossene Position erreicht hat. Die Position der Kupplung wird dabei in Stufen oder stufenlos erfasst und entsprechend bei der Ermittlung des Vorsteuerwerts des Zusatzdrehmoments bzw. des Zusatzdrehmoments verwendet.

Das für die Anfahrunterstützung gewünschte Zusatzdrehmoment kann als Kennfeld in Abhängigkeit von mehreren Parametern, beispielsweise der Offenposition der Kupplung und der Drehzahl der Brennkraftmaschine abgespeichert sein. Die entspre chenden Kennfelder und Kennlinien für das gewünschte Zusatz drehmoment für die Anfahrunterstützung sind im Datenspeiche 15 abgelegt.

Nach Abarbeitung der Adaption bei Programmpunkt 120 wird zu Programmpunkt 100 zurück verzweigt.