Titel

[Verfahren zur Verbesserung der Fahrsicherheit bei Kraftfahrzeugen, die ein System zur elektronischen Erfassung und Umsetzung einer

Beschleunigungsanforderung aufweisen!

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Fahrsicherheit bei Kraftfahrzeugen, die ein System zur elektronischen Erfassung und Umsetzung einer Beschleunigungsanforderung aufweisen.

Moderne Kraftfahrzeuge werden immer häufiger mit einem System zur elektronischen Erfassung und Umsetzung des Fahrer-Beschleunigungswunsches ausgestattet. Bei solchen Systemen, die auch als E-Gas bezeichnet werden, besteht zwischen dem vom Fahrer betätigten Sensor - z. B. dem Gasgriff eines Motorrads - und dem Antriebsmotor kein mechanischer Durchgriff mehr. Der Fahrerwunsch wird vielmehr mittels eines elektromechanischen Sensors aufgenommen und an ein Steuergerät weitergeleitet, das den Fahrerwunsch auswertet und einen Aktuator des Motors entsprechend ansteuert. Zur

Einstellung des gewünschten Motormoments wird in der Regel die Stellung der Drosselklappe oder die Einspritzmenge bzw. der -Zeitpunkt verändert.

Bei Auftreten eines Fehlers, z. B. eines Sensorfehlers, kann das Fahrzeug im schlimmsten Fall ungewollt beschleunigen. Aus Sicherheitsgründen ist es daher notwendig, solche E-Gas-Systeme auf Fehler zu überwachen und bei Auftreten eines Fehlers geeignete Gegenmaßnahmen einzuleiten. Aus dem Stand der Technik ist es beispielsweise bekannt, den Motor unmittelbar nach dem

Erkennen eines Fehlers auszuschalten. Dies stellt in vielen Situationen eine geeignete Sicherheitsmaßnahme dar, kann aber in bestimmten Fahrzuständen auch eine Gefährdung der Fahrsicherheit mit sich bringen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein Motorrad eine enge Kurve durchfährt und der Antrieb plötzlich ausbleibt. Bekannte E-Gas-Systeme können daher

insbesondere für den Einsatz an Motorrädern noch verbessert werden.

Offenbarung der Erfindung

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine

Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der eine höhere Fahrsicherheit bei Kraftfahrzeugen mit einem System zur elektronischen Erfassung und Umsetzung einer Beschleunigungsanforderung erreicht werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die in den unabhängigen Ansprüchen genannten Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, ein System zur elektronischen Erfassung und Umsetzung einer Beschleunigungsanforderung in Bezug auf das Auftreten von Fehlern zu überwachen, den Wert wenigstens einer Fahr- Zustandsgröße zu ermitteln, und, wenn ein Fehler festgestellt wurde, das Motormoment eines Antriebsmotors automatisch in einer Weise zu reduzieren, die abhängig von der Fahr-Zustandsgröße ist. Im Gegensatz zu gängigen Verfahren wird das Motormoment also in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Kraftfahrzeugs in unterschiedlicher Weise reduziert. Wenn sich ein Motorrad in einer Kurvenfahrt befindet, kann das Motormoment z.B. mit einem anderen zeitlichen Verlauf reduziert werden als in einem Fahrzustand, in dem das Motorrad geradeaus fährt. Vorzugweise wird zwischen wenigstens zwei Fahrzuständen, wie z. B. Kurvenfahrt und Geradeausfahrt, unterschieden.

Die genannte„Beschleunigungsanforderung" kann grundsätzlich von einem Fahrer oder einem automatischen Fahrassistenzsystem stammen.

Die überwachte Fahr-Zustandsgröße ist vorzugsweise eine Querbeschleunigung und/oder ein Schräglagenwinkel. Gemäß der Erfindung kann z. B. zwischen Kurvenfahrten und Geradeausfahrt unterschieden werden. Darüber hinaus können noch die Beschleunigung des Fahrzeugs, die Fahrbahnsteigung, Witterungsverhältnisse, die Verkehrsdichte oder andere Einflussgrößen bei der Fehlerreaktion berücksichtigt werden.

Das Motormoment kann entweder kontinuierlich oder stufenweise reduziert werden. Der Gradient oder die Stufenhöhe kann dabei je nach Fahrsituation unterschiedlich groß sein. Das Motormoment kann z. B. in einem oder mehreren Schritten auf einen bestimmten Wert, vorzugsweise auf den Wert null gesetzt werden. Die Reduktion des Motormoments kann auch erst nach einer vorgegebenen

Verzögerungszeit nach dem Erkennen eines Fehlers ausgelöst werden. Die Verzögerungszeit kann dabei in der Größenordnung einer oder mehrerer Sekunden liegen und je nach Fahrsituation unterschiedlich lang eingestellt werden. Während der Verzögerungszeit kann das Motormoment z. B. auf einen festen Wert begrenzt oder geringfügig reduziert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das

Motormoment in kritischen Fahrsituationen prinzipiell langsamer reduziert als in weniger kritischen Fahrsituationen. Im Falle von Motorrädern sind kritische Fahrsituationen insbesondere Kurvenfahrten mit großem Schräglagenwinkel, z.

B. größer 20°. Unkritischer sind dagegen Fahrten mit kleineren

Schräglagenwinkeln und insbesondere eine Geradausfahrt. Als„kritische ^' ' Fahrsituation können beispielsweise auch Situationen mit hohen Längs- oder Querbeschleunigungen, wie z. B. Überhohlmanöver, oder Spurwechselvorgänge, etc. angesehen werden.

Das Motormoment kann beispielsweise durch Steuerung der

Drosselklappenstellung, des Zündzeitpunkts, der Einspritzung, der Motorleistung (bei Elektromotoren) oder durch einfaches Ausschalten des Motors verändert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden wenigstens ein Sensor zum Erfassen eines Beschleunigungswunsches, ein Motorsteuergerät sowie die Übertragung von Signalen vom Sensor zum Motorsteuergerät auf Fehler überwacht. Der Sensor zur Erfassung des Beschleunigungswunsches kann beispielsweise ein Gaspedalsensor eines zweispurigen Fahrzeugs, wie z. B. ein Winkel- oder Wegsensor, oder ein Sensor zur Erkennung der Gasgriff-Stellung eines Zweiradfahrzeugs sein. Zur Erkennung von Fehlern können die

Sensorsignale in bekannter Weise plausibilisiert werden.

Das Motormoment kann grundsätzlich auch in Abhängigkeit von der Art und/oder der Stärke eines Fehlers in unterschiedlicher Weise reduziert werden. Für den Fall, dass das Sensorsignal einen kleineren Fehler aufweist, kann das

Motormoment z. B. langsamer reduziert werden als wenn bei einem größeren Fehler.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dem Fahrer eine optische, akustische oder haptisch wahrnehmbare

Warnmeldung ausgegeben, wenn ein Fehler festgestellt wurde. Eine solche Warnung kann beispielweise mittels einer Lampe, eines Lautsprechers oder einer mechanischen, Vibrationen erzeugenden Vorrichtung erzeugt werden. Somit wird der Fahrer darüber informiert, dass ein Fehler vorliegt, und er kann sich auf die bevorstehende Reduktion des Motormoments einstellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl auf Fahrzeuge mit nur einem Motor, als auch auf Fahrzeuge mit mehreren Motoren, beispielsweise einem Verbrennungs- und einem Elektromotor, angewendet werden. Ist ein

Kraftfahrzeug mit mehreren Motoren ausgestattet, kann das Motormoment eines oder mehrerer Motoren reduziert werden.

Ein gemäß der Erfindung aufgebautes E-Gas-System umfasst ein Steuergerät, welches mit einem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Algorithmus ausgestattet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 einen beispielhaften Verlauf des Motormoments nach dem Erkennen eines Fehlers in verschiedenen Fahrsituationen; und Fig. 3 die wesentlichen Komponenten eines E-Gas-Systems.

Figur 1 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Verbesserung der Fahrsicherheit bei einem Motorrad mit einem System zur elektronischen Erfassung und Umsetzung einer Beschleunigungsanforderung (E- Gas). Das E -Gas-System umfasst hier neben den aus dem Stand der Technik bekannten Komponenten, nämlich einem Sensor 6 (siehe Fig. 3) zur Erfassung des Fahrer-Beschleunigungswunsches (Gas-Sensor), einer Motorsteuerung 4 und einem Aktuator 7 zur Einstellung des Motormoments des

Verbrennungsmotors auch einen Schräglagesensor 5 zur Bestimmung der Schräglage des Motorrads.

In den Schritten S1 und S2 wird zunächst überwacht, ob ein Fehler im System auftritt. In Schritt S1 wird das System auf Sensor-, Motorsteuergeräte- oder Übertragungsfehler überwacht. Das Sensorsignal des Gas-Sensors 6 wird dabei in bekannter Weise plausibilisiert.

Sofern in Schritt S2 ein Fehler erkannte wurde (Fall J der Abfrage von S2), wird in Schritt S3 ein Warnsignal, wie z.B. ein akustisches Signal, an den Fahrer ausgegeben. In Schritt S4 wird nachfolgend überprüft, ob das Motorrad durch eine Kurve fährt und wie hoch der Schräglagenwinkel ist. Sofern der

Schräglagenwinkel kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, z. B: 5° rad, wird der Verbrennungsmotor sofort automatisch ausgeschaltet oder das

Motormoment zumindest stark reduziert (Schritt S5). Dies kann stufenweise oder graduell erfolgen. Sofern der Schräglagenwinkel dagegen größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, wird das Motormoment zunächst auf einen bestimmten Wert begrenzt und anschließend, nach Ablauf einer

Verzögerungszeit t _v , automatisch reduziert. Dadurch wird vermieden, dass der Fahrer durch einen plötzlichen Ausfall des Antriebs überrascht und dadurch die Fahrsicherheit gefährdet wird. Während der Verzögerungszeit t _v hat der Fahrer die Möglichkeit, sich auf die bevorstehende automatische Reduktion des

Motormoments einzustellen und die Maschine beispielsweise aufzurichten oder abzubremsen. Nach der Begrenzung des Motormoments in Schritt S6 wird in Schritt S7 ein Zähler gestartet. In Schritt S8 wird abgefragt, ob der Zählerstand größer ist als ein vorgegebener Wert, z. B. 3 s. (Bei einem rückwärts zählenden Zähler könnte natürlich auch abgefragt werden, ob der Zählerstand gleich Null ist). Solange der vorgegebene Wert noch nicht erreicht ist (Fall N von S8), verzweigt das

Verfahren zurück zu Schritt S4, in dem der Schräglagenwinkel überwacht wird. Wenn festgestellt wird, dass der Fahrer das Motorrad zwischenzeitlich aufgerichtet hat und der Schräglagenwinkel kleiner ist als der Schwellenwert, wird der Motor in Schritt S5 ausgeschaltet. Andernfalls wird das Motormoment weiterhin begrenzt, bis der Zähler den vorgegeben Wert erreicht hat bzw.

abgelaufen ist. Danach wird der Motor in Schritt S9 ausgeschaltet.

Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf des Motormoments M _mot eines Motorrad- Motors in unterschiedlichen Fahrsituationen (Kennlinien 1 und 2), sowie den Verlauf des Motormoments M _mot ohne automatischen Motormomenteneingriff (Kennlinie 3).

Im dargestellten Beispiel wird angenommen, dass zum Zeitpunkt t ₀ ein

Sensorfehler des Gas-Sensors 6 auftritt. Dieser würde ohne den automatischen Eingriff des Systems dazu führen, dass das Motorrad ungewollt stark

beschleunigt, wie mit Kennlinie 3 dargestellt ist. Fährt das Motorrad zum

Zeitpunkt der Fehlererkennung geradeaus, wird der Motor sofort ausgeschaltet, wie mit Kennlinie 1 dargestellt ist. Fährt das Motorrad dagegen eine Kurve, wird der letzte zulässige Sensorwert zunächst eingefroren, bzw. das Motormoment auf diesen Wert begrenzt, und das Motormoment M _mot erst nach einer

Verzögerungszeit t _v graduell bis auf null reduziert (siehe Kennlinie 2). Während dieser Zeit hat der Fahrer die Möglichkeit, sich auf das Ausschalten des Motors einzustellen. Fig. 3 zeigt die wesentlichen Komponenten eines E-Gas-Systems mit schräglagenabhängiger Reduktion des Motormoments M _mot . Das E-Gas-System umfasst hier ein Steuergerät 4, an dem ein Gas-Sensor 6 und ein

Schräglagenwinkelsensor 5 angeschlossen sind. Im fehlerfreien Normalbetrieb verarbeitet das Steuergerät 4 die Beschleunigungsanforderung des Fahrers und steuert entsprechend einen Aktuator 7 an. Der Aktuator kann z. B. der Stellmotor einer Drosselklappe oder eine Einspritzung sein. Das Steuergerät 4 führt außerdem eine Fehlerüberwachung durch. Sofern ein Fehler erkannt wurde, wird das Motormoment in Abhängigkeit vom

Schräglagenwinkel automatisch reduziert. Der zeitliche Verlauf, mit dem das Motormoment reduziert wird, kann dabei auch abhängig von der Art und/oder

Größe des Fehlers sein. Hierzu ist im Steuergerät ein entsprechender Algorithmus hinterlegt.