DE102004030198A1 - Steuerung eines Kraftfahrzeuges im Schubbetrieb - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges (10) mit einer Brennkraftmaschine (11) und einem automatisch geschalteten Getriebe (12), bei welchem nach Erkennen eines Schubbetriebs der Brennkraftmaschine (11) die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine (11) unterbrochen wird, sofern die Drehzahl n der Brennkraftmaschine eine Minimaldrehzahl n¶min¶ überschreitet, bzw. die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine aufrechterhalten wird, sofern die Drehzahl n der Brennkraftmaschine (11) die Minimaldrehzahl n¶min¶ unterschreitet. Wenn im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine (11) erfasst wird, dass die Drehzahl n unter einen vorgegebenen Wert n¶1¶ fällt, wobei n¶1¶ > n¶min¶, so wird die Schaltstufe des Getriebes (12) herabgesetzt. Durch Herabsetzen der Schaltstufe des Getriebes (12) kann der Wert der Drehzahl n über den Wert n¶min¶ angehoben werden und somit eine Kraftstoffabschaltung zur Brennkraftmaschine aufrechterhalten werden, um im Schubbetrieb Kraftstoff einzusparen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges, das eine Brennkraftmaschine und ein automatisch geschaltetes Getriebe aufweist, sowie ein Kraftfahrzeug, das zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.
  • Aus der DE 195 48 054 C1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der zur Kraftstoffeinsparung während des Schubbetriebs die Kraftstoffzufuhr zu den Brennkammern unterbrochen wird.
  • Schubbetrieb der Brennkraftmaschine liegt dann vor, wenn das Antriebsmoment der Brennkraftmaschine einen negativen Wert besitzt, d.h. die Brennkraftmaschine von den Rädern des Fahrzeuges über den Antriebsstrang angetrieben wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein die Leistung der Brennkraftmaschine steuerndes Fahrpedal nicht betätigt ist, d.h. der Fahrer des Fahrzeuges den Fuß während der Fahrt vom Fahrpedal nimmt, um somit beispielsweise das Fahrzeug durch den Bremseffekt der Brennkraftmaschine im Schubbetrieb zu verzögern.
  • Da im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine keine Antriebsleistung von der Brennkraftmaschine gefordert bzw. erwünscht ist, ist auch eine Zufuhr von Kraftstoff zu dieser nicht notwendig. Durch eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr im Schubbetrieb kann daher Kraftstoff eingespart werden.
  • Eine Unterbrechung der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine kann im Schubbetrieb jedoch nur bis zu einer Minimaldrehzahl zugelassen werden, um zu gewährleisten, dass die Brennkraftmaschine bei Wiederzufuhr von Kraftstoff eine ausreichende Drehzahl besitzt, damit diese wieder reibungsfrei anlaufen kann und nicht ins „Stottern" gerät. Zwar wäre es ebenfalls denkbar, die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine bei einer Verzögerungsfahrt des Fahrzeugs bis zu sehr niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine bis hin zum Stillstand des Fahrzeugs zu unterbrechen und die Brennkraftmaschine dann neu zu starten. Dies würde den Fahrkomfort jedoch erheblich beeinträchtigen. In der Regel sollte daher für den Schubbetrieb der Brennkraftmaschine vorgesehen sein, die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine zu unterbrechen, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine die Minimaldrehzahl überschreitet, und aufrecht zu erhalten, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine die Minimaldrehzahl unterschreitet.
  • Bei einem Fahrzeug mit automatisch geschaltetem Getriebe besteht in der Regel das Problem, dass das Getriebe bei einer Verzögerungsfahrt des Fahrzeuges im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine, vorgegeben durch entsprechende Schaltkennlinien, bis zu sehr niedrigen Drehzahlen in den jeweiligen Schaltstufen gehalten wird, bevor ein Rückschalten auf eine niedrigere Schaltstufe erfolgt. Diese Drehzahlen sind meist so niedrig, dass sie unter der Minimaldrehzahl liegen würden, sodass eine Unterbrechung der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine nicht mehr erlaubt wäre und die Brennkraftmaschine wieder befeuert würde. Bei längeren Verzögerungsfahrten des Fahrzeuges im Schubbetrieb bis hin zum Stillstand des Fahrzeuges könnte es daher passieren, dass die Drehzahl der Brennkraftmaschine beim stufenweisen Rückschalten in die niedrigeren Schaltstufen immer wieder unter die Minimaldrehzahl fällt, wodurch die Brennkraftmaschine während der Verzögerungsfahrt phasenweise mit Kraftstoff ver sorgt wird, obwohl von der Brennkraftmaschine im Schubbetrieb keine Antriebsleistung gefordert wird.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei welchen dieser Nachteil überwunden wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 gelöst.
  • Demnach wird ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges mit einer Brennkraftmaschine und einem automatisch geschalteten Getriebe mit den folgenden Schritten bereitgestellt: a) Erkennen, ob sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb befindet oder nicht, b) Erfassen der Drehzahl n der Brennkraftmaschine, c) wenn sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb befindet, Aufrechterhalten der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine, wenn die Drehzahl n kleiner ist als eine Minimaldrehzahl nmin bzw. Unterbrechen der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine, wenn die Drehzahl n größer als eine Minimaldrehzahl nmin ist. Des weiteren umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt d), in welchem die Schaltstufe des Getriebes herabgesetzt wird, wenn im Schubbetrieb erfasst wird, dass die Drehzahl n der Brennkraftmaschine unter einen Drehzahlgrenzwert n1, n1 > nmin abfällt. Hiermit wird bei einer Verzögerungsfahrt des im Schubbetrieb befindlichen Fahrzeugs ein Abfall der Drehzahl n der Brennkraftmaschine unter die Minimaldrehzahl nmin verhindert, indem die Schaltstufe des Getriebes bereits bei Unterschreiten eines über dem Wert der Minimaldrehzahl nmin liegenden Drehzahlgrenzwertes n1 herabgesetzt wird. Damit wird eine Unterbrechung der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine im Schubbetrieb nahezu über die gesamte Dauer einer Verzögerungsfahrt ermöglicht. Dies führt zu einem verringerten Kraftstoffverbrauch.
  • Vorzugsweise liegt der Drehzahlgrenzwert n1 bis zu etwa 500 min–1 höher als die Minimaldrehzahl nmin. Der Drehzahlgrenzwert n1 darf dabei nicht zu niedrig gewählt werden, damit das Getriebe rechtzeitig vor Erreichen der Minimaldrehzahl nmin zurückgeschaltet wird. Der Drehzahlgrenzwert sollte jedoch auch nicht zu hoch gewählt werden, da die Drehzahl der Brennkraftmaschine nach dem Rückschalten ansonsten unnötig hoch wäre, was zu einem hohen Geräusch der Brennkraftmaschine führen würde. Übliche Minimaldrehzahlen liegen etwa zwischen 1500 min–1 bis etwa 2000 min–1. Der Drehzahlgrenzwert n1 kann daher zwischen etwa 1500 min–1 und 2500 min–1, besonders bevorzugt zwischen etwa 1700 min–1 und 2000 min–1, betragen.
  • Vorzugsweise wird der Schritt d) nur ausgeführt, wenn in einem Schritt e) festgestellt wird, dass die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges über etwa 10 km/h, weiter bevorzugt über etwa 15 km/h, liegt. Bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unter 10 km/h bzw. 15 km/h befindet sich das Getriebe in der Regel schon in der niedrigsten, ersten Schaltstufe, sodass ein Rückschalten nicht mehr möglich ist. Selbst bei einer noch bestehenden Rückschaltmöglichkeit von beispielsweise einer zweiten in die erste Schaltstufe würde die weitere Verzögerungsfahrt nur sehr kurz sein, sodass die zu erwartende Kraftstoffeinsparung nur sehr gering wäre.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Schritt d) vorzugsweise nur ausgeführt, wenn in einem Schritt f) festgestellt wird, dass die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges unter etwa 80 km/h, weiter bevorzugt unter etwa 60 km/h liegt. Bei Geschwindigkeiten oberhalb von etwa 60 km/h oder 80 km/h liegt die Drehzahl der Brennkraftmaschine weit oberhalb der Minimaldrehzahl nmin, sodass ein Rückschalten der Schaltstufe zur Aufrechterhaltung der Kraftstoffabschaltung nicht notwendig ist. Die Fahrzeuggeschwindigkeit als Zugangs- bzw. Eingangskriterium des erfindungsgemäßen Verfahrens dient somit dazu, Betriebszustände des Fahr zeuges auszuschließen, bei denen ein erfindungsgemäßes Rückschalten der Schaltstufe gemäß Schritt d) nicht notwendig oder nicht sinnvoll ist, da beispielsweise eine nur sehr geringe Kraftstoffeinsparung zu erwarten ist.
  • Vorzugsweise wird Schritt d) nur ausgeführt, wenn in einem Schritt g) festgestellt wird, dass die Beschleunigung des Fahrzeuges über eine vorgegebene Mindestzeitdauer in etwa 0 m/s2 beträgt, besonders bevorzugt zwischen etwa – 0,1 m/s2 und + 0,1 m/s2 liegt. Mithilfe dieses Kriteriums, das eine Konstantfahrt des Fahrzeuges über eine gewisse Zeitdauer feststellt, wird ein zu häufiges Schalten des Getriebes, was den Fahrkomfort beeinträchtigen würde, verhindert. Die Mindestzeitdauer, über die eine Konstantfahrt sichergestellt werden soll, kann beispielsweise zwischen 2s und 10s liegen. Besonders bevorzugt beträgt die Mindestzeitdauer in etwa 5s.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Vorliegen oder Nichtvorliegen des Schubbetriebs der Brennkraftmaschine vorzugsweise in einem Schritt h) geprüft. In diesem wird festgestellt, ob ein die Leistung der Brennkraftmaschine steuerndes Fahrpedal betätigt ist oder nicht. Ist das Fahrpedal nicht betätigt, d.h. beträgt der Pedalwert 0 bzw. die Fahrpedalauslenkung 0%, so liegt Schubbetrieb der Brennkraftmaschine vor.
  • Vorzugsweise wird der Schritt d) nur ausgeführt, wenn in einem Schritt i) festgestellt wird, dass das Fahrpedal, bevor es nicht mehr betätigt ist, d.h. bevor es einen Pedalwert von 0 angenommen hat, eine relative Änderung seiner Auslenkung von mindestens 0,2 %/ms erfahren hat. Damit wird sichergestellt, dass nur dann ein Rückschalten des Getriebes gemäß Verfahrensschritt d) erfolgt, wenn der Fahrer das Fahrzeug tatsächlich verzögern möchte.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Schritt d) vorzugsweise nur ausgeführt, wenn in einem dem Schritt g) nachfolgenden Schritt k) festgestellt wird, dass die Fahrzeugverzögerung zwischen etwa 0 m/s2 bis etwa – 2 m/s2, insbesondere zwischen etwa – 0,5 m/s2 bis etwa – 1 m/s2 liegt. Dieses Verzögerungskriterium stellt sicher, dass die Verzögerungsfahrt des Fahrzeuges im Schubbetrieb eine gewisse Zeitdauer hat. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Fahrer das Fahrzeug nicht noch zusätzlich durch beispielsweise an den Rädern des Fahrzeuges wirkende Bremsen verzögert.
  • Vorzugsweise liegt im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine mindestens ein Hochschaltpunkt zum Hochschalten des Getriebes von einer n-ten Schaltstufe zur n+1-ten Schaltstufe bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder niedrigeren Drehzahl der Brennkraftmaschine als der jeweilige Rückschaltpunkt zum Rückschalten des Getriebes gemäß Schritt d) von der n+1-ten Schaltstufe zur n-ten Schaltstufe.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem automatisch geschalteten Getriebe und einem Steuersystem, das eingerichtet ist, zu erkennen, ob sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb befindet oder nicht, die Drehzahl n der Brennkraftmaschine zu erfassen und, wenn sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb befindet, die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine aufrechtzuerhalten, wenn die Drehzahl n größer ist als eine Minimaldrehzahl nmin, bzw. die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine zu unterbrechen, wenn die Drehzahl n kleiner ist als die Minimaldrehzahl nmin. Das Steuersystem ist vorzugsweise des weiteren eingerichtet, im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine die Drehzahl n der Brennkraftmaschine zu erfassen und die Schaltstufe des Getriebes herabzusetzen, wenn die Drehzahl n unter einen Drehzahlgrenzwert n1 abfällt, wobei n1 > nmin.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Personenkraftfahrzeug.
    •
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 ein Schema eines Kraftfahrzeuges 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Steuerverfahrens für das Kraftfahrzeuges 10 aus 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 einen zeitlichen Verlauf der Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 des Kraftfahrzeuges aus 1 bei einer Verzögerungsfahrt des Kraftfahrzeuges 10 im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine 11 mit und ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 4 Schaltkennlinien zur Steuerung des automatisch geschalteten Getriebes 12 des Kraftfahrzeuges 10 aus 1.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Personenkraftfahrzeug handeln. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst eine Brennkraftmaschine 11, deren Leistung über ein Fahrpedal 14 gesteuert wird. Des weiteren weist das Kraftfahrzeug 10 ein automatisch geschaltetes Getriebe bzw. Automatikgetriebe 12 sowie ein Steuersystem 15 auf. Das Steuersystem 15 steht mit dem automatisch geschalteten Getriebe 12 in Verbindung. Zudem kann das Steuersystem 15 über eine Verbindung zu dem Fahrpedal 14 Informationen zur aktuellen Fahrpedalstellung erhalten.
  • Zur Kraftstoffeinsparung kann bei dem Kraftfahrzeug 10, was jedoch in 1 nicht dargestellt ist, die Kraftstoffversorgung zur Brennkraftmaschine 11 im Schubbetrieb unterbrochen werden. Eine Unterbrechung der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine 11 im Schubbetrieb ist jedoch nur möglich, wenn die Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 im Schubbetrieb eine vorgegebene Minimaldrehzahl nmin überschreitet. Ist die Drehzahl n kleiner ist als die Minimaldrehzahl nmin, so wird die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine 11 im Schubbetrieb aufrecht erhalten. Mit der Minimaldrehzahl nmin wird gewährleistet, dass die Brennkraftmaschine 11 nach Ende der Kraftstoffabschaltung bei Wiederzufuhr von Kraftstoff eine ausreichende Drehzahl n besitzt, damit diese wieder problemlos anlaufen kann und nicht ins „Stottern" gerät.
  • Um zu verhindern, dass die Drehzahl n der im Schubbetrieb befindlichen Brennkraftmaschine 11 bei Verzögerungsfahrten des Fahrzeugs 10 unter die Minimaldrehzahl nmin abfällt, umfasst das in 2 in einem Ablaufdiagramm dargestellte Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Schritt S8, in welchem die Schaltstufe des Getriebes 12 herabgesetzt wird, wenn im Schubbetrieb erfasst wird, dass die Drehzahl n unter einen Drehzahlgrenzwert n1, n1 > nmin, abfällt. Somit kann die Funktion der Kraftstoffabschaltung zur Brennkraftmaschine im Schubbetrieb aufrecht erhalten werden. Damit ist es möglich, eine Kraftstoffabschaltung zur Brennkraftmaschine im Schubbetrieb über die gesamte Dauer einer Verzögerungsfahrt durch Erhöhen der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu erzielen. Dies führt zu einem verringerten Kraftstoffverbrauch. Bevor jedoch eine Rückschaltung gemäß Schritt S8 erfolgt, wird in den Schritten S1 bis S7 das Vorliegen bestimmter Kriterien, die den Betriebszustand des Fahrzeugs 10 betreffen, überprüft. Damit wird sichergestellt, dass ein Rückschalten gemäß Schritt S8 zur Unterbrechung der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine 11 nur für Betriebszu stände des Fahrzeuges 10 angewendet wird, in denen eine derartige Rückschaltung notwendig, sinnvoll und möglich ist.
  • Befindet sich die Brennkraftmaschine 11 des Fahrzeuges 10 im Schubbetrieb, so überprüft das Steuersystem 15 gemäß 2 in einem Schritt S1 zunächst, ob die aktuelle Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeuges 10 innerhalb vorgegebener Geschwindigkeitswerte v0 und v1 liegt. Der untere Geschwindigkeitsgrenzwert v0 kann beispielsweise 15 km/h und der obere Grenzwert 60 km/h betragen. Liegt die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte v0 und v1, so geht das Verfahren weiter zu Schritt 2; anderenfalls kehrt das Steuersystem 15 zum Ausgangspunkt des Verfahrens zurück und wiederholt nach einer gewissen Zeit den Schritt 1. Das Geschwindigkeitskriterium gewährleistet, dass das erfindungsgemäße Verfahren, das zur Aufrechterhaltung einer Kraftstoffabschaltung zur Brennkraftmaschine 11 eine Rückschaltung der Schaltstufe des Getriebes 12 gemäß Schritt S8 umfasst, nur für Betriebszustände des Fahrzeuges 10 angewendet wird, in denen eine derartige Rückschaltung notwendig und sinnvoll ist. Besitzt das Fahrzeug 10 eine aktuelle Geschwindigkeit v oberhalb des oberen Geschwindigkeitsgrenzwertes v1 von beispielsweise 60 km/h, so überschreitet die aktuelle Drehzahl n die für die Kraftstoffabschaltung kritische Minimaldrehzahl nmin weit. Die Abprüfung weiterer Kriterien gemäß der folgenden Verfahrensschritte S2 bis S5 würde daher nur unnötige Rechenzeit benötigen, die eingespart werden kann. Liegt die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 10 unter dem unteren Geschwindigkeitsgrenzwert v0 von beispielsweise 15 km/h, so befindet sich das Getriebe 12 in der Regel in der niedrigsten Schaltstufe, sodass ein weiteres Rückschalten gar nicht möglich ist. Selbst bei einer Rückschaltmöglichkeit in eine niedrigere Schaltstufe würde ein Rückschalten beispielsweise bei einer Fahrt in einer verkehrsberuhigten Zone mit Bodenschwellen, an denen die Fahrt durch Schubbetrieb immer wieder verzögert wird, von dem Fahrer als zu aufdringlich empfunden, da ein nervöses Schalten des Getriebes resultieren würde, das den Fahrkomfort vermindert.
  • Liegt die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v innerhalb der gemäß Schritt S1 vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwerte v0 und v1, so überprüft das Steuersystem 15 in Schritt S2, ob die aktuelle Beschleunigung a des Fahrzeuges 10 für eine vorgegebene Mindestzeitdauer t1 von beispielsweise 5s in etwa 0 m/s2 beträgt, d.h. ob sich das Fahrzeug 10 über die Mindestzeitdauer t1 mit in etwa konstanter Geschwindigkeit fortbewegt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden diejenigen Fahrten als Fahrten mit konstanter Geschwindigkeit erkannt, bei denen die aktuelle Beschleunigung a des Fahrzeuges 10 zwischen einem unteren Beschleunigungsgrenzwert a1 von beispielsweise – 0,1 m/s2 und einem oberen Beschleunigungsgrenzwert a2 von beispielsweise + 0,1 m/s2 liegt. Mit diesem Kriterium soll vermieden werden, dass die Schaltstufe des Getriebes 12 sofort herabgesetzt wird, sobald der, Fahrer das Fahrpedal 14 freigibt. Nur bei einem vom Fahrer tatsächlich gewollten Verzögern des Fahrzeuges 10, was durch eine Konstantfahrt über eine gewisse Zeitdauer festgestellt wird, soll zur Aufrechterhaltung der Kraftstoffabschaltung ein Rückschalten der Schaltstufe des Getriebes 12 erfolgen. Somit wird ein unnötig häufiges Schalten des Getriebes 12 verhindert, was den Fahrkomfort beeinträchtigen würde. Dieses Kriterium ist damit insbesondere bei einer Stop-and-go-Fahrt von Bedeutung.
  • Liegt gemäß Schritt S2 eine Konstantfahrt des Fahrzeuges 10 vor, so überprüft das Steuersystem 15 gemäß einem nachfolgenden Schritt S3, ob das Fahrpedal 14 nicht betätigt ist, d.h. ob der Pedalwert 0 bzw. die Fahrpedalauslenkung 0% beträgt. Zudem wird überprüft, ob das Fahrpedal, bevor es den Pedalwert von 0 angenommen hat, eine relative Änderung seiner Stellung erfahren hat, die einen vorgegebenen Grenzwert X überschreitet. Der Grenzwert X kann beispielsweise zu 0,2 /ms gewählt sein. Mithilfe dieses Kriteriums wird festge stellt, ob der Fahrer das Fahrzeug 10 tatsächlich verzögern möchte. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn der Fahrer das Fahrpedal 14 ruckartig freigibt. Sind die in Schritt S3 vorgegebenen Kriterien nicht erfüllt, so kehrt das Steuersystem 15 zu Schritt S2 zurück.
  • Sind die in Schritt S3 vorgegebenen Kriterien erfüllt, so überprüft das Steuersystem 15 gemäß einem Schritt S4, ob die Verzögerung a des Fahrzeuges 10 innerhalb zweier vorgegebener Werte a3 und a4 liegt. Der untere Verzögerungswert a3 kann beispielsweise -1 m/s2 und der obere Verzögerungsgrenzwert a4 -0,5 m/s2 betragen. Diese Verzögerungsgrenzwerte stellen sicher, dass die Verzögerungsfahrt des Fahrzeuges 10 eine gewisse Zeitdauer hat. Denn die erfindungsgemäße Aufrechterhaltung der Kraftstoffabschaltung zur Brennkraftmaschine 11 durch gezieltes Herabsetzen der Schaltstufe des Getriebes 12 lohnt sich nur dann, wenn Kraftstoff über eine gewisse Zeitdauer eingespart werden kann. Verzögert der Fahrer zusätzlich zur Bremswirkung der Brennkraftmaschine 11 im Schubbetrieb das Fahrzeug 10 mittels beispielsweise an den Rädern des Fahrzeuges 10 wirkenden Bremsen, liegen die Verzögerungswerte in der Regel über dem oberen Verzögerungsgrenzwert von -1 m/s2. Bei einer stark gebremsten, also verkürzten Verzögerungsfahrt, lohnt sich ein erfindungsgemäßes Rückschalten des Getriebes 12 zur Kraftstoffeinsparung in der Regel nicht. Liegt die aktuelle Verzögerung a des Fahrzeuges 10 nicht innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte a3 und a4, so kehrt das Steuersystem 15 zu Schritt S2 zurück.
  • Liegt die aktuelle Verzögerung a des Fahrzeuges innerhalb der gemäß Schritt S4 angegebenen Verzögerungsgrenzwerte, so überprüft das Steuersystem 15 gemäß einem Schritt S5, ob sich die Brennkraftmaschine 11 über eine vorgegebene Mindestzeitdauer t2 von beispielsweise 2s im Schubbetrieb befindet. Ist dies nicht der Fall, so kehrt das Steuersystem 15 zu Schritt S2 zurück.
  • Ist das Schubbetriebskriterium gemäß Schritt S5 erfüllt, so überprüft das Steuersystem 15 gemäß einem Schritt S6, ob die aktuelle Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 unterhalb des vorgegebenen Drehzahlgrenzwerts n1 von beispielsweise 2000 min–1 liegt. Der Drehzahlgrenzwert n1 ist dabei so gewählt, dass er ausreichend oberhalb der Minimaldrehzahl nmin von beispielsweise 1700 min–1 liegt, sodass rechtzeitig vor Erreichen der Minimaldrehzahl nmin geschaltet wird, um die Kraftstoffabschaltung zur Brennkraftmaschine 11 aufrecht zu erhalten. Andererseits sollte der Drehzahlgrenzwert n1 auch nicht zu hoch gewählt sein, da die Brennkraftmaschine 11 nach dem Rückschalten ansonsten eine sehr hohe Drehzahl aufweisen würde, was zu einem unerwünscht hohen Geräusch der Brennkraftmaschine 11 führt. Zudem ist es möglich, den Drehzahlgrenzwert n1 abhängig von der aktuellen Schaltstufe vorzugeben.
  • Übliche Minimaldrehzahlen liegen etwa zwischen 1500 min–1 bis etwa 2000 min–1. Der Drehzahlgrenzwert n1 liegt in der Regel bis zu etwa 500 min–1 höher als die Minimaldrehzahl nmin. Der Drehzahlgrenzwert n1 kann daher zwischen etwa 1500 min–1 und 2500 min–1, besonders bevorzugt zwischen etwa 1700 min–1 und 2000 min–1, betragen.
  • Liegt die aktuelle Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 oberhalb des angegebenen Drehzahlgrenzwertes n1, so kehrt das Steuersystem 15 zu Schritt S5 zurück.
  • Liegt die aktuelle Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 unterhalb des Drehzahlgrenzwertes n1, so überprüft das Steuersystem 15 gemäß einem Schritt S7, ob sich das Automatikgetriebe 12 in einer höheren als der niedrigsten Schaltstufe, also in der Regel in einer höheren als der ersten Schaltstufe 1 befindet. Ist dies der Fall, veranlasst das Steuersystem 15 gemäß einem Schritt S8 ein Rückschalten des Getriebes 12 um eine Schaltstufe, also beispielsweise ein Rückschalten von der dritten Schaltstufe in die zweite Schaltstufe. Nach dem Rückschalten des Getriebes 12 gemäß Schritt S8 kehrt das Steuersystem 15 zu Schritt S5 zurück. Stellt das Steuersystem 15 gemäß Schritt S5 fest, dass sich das Fahrzeug 10 immer noch im Schubbetrieb befindet, und sind auch die Kriterien gemäß der Schritte S6 und S7 erfüllt, so wird das Getriebe 12 um eine weitere Schaltstufe herabgesetzt. Befindet sich das Getriebe 12 bereits in der niedrigsten, also in der Regel in der ersten Schaltstufe, was gemäß Schritt S7 überprüft wird, so kehrt das Steuersystem 15 zu Schritt S1 zurück.
  • Mit dem gemäß Schritt S8 erfolgenden Rückschalten des Getriebes 12 um mindestens eine Schaltstufe wird bezweckt, die aktuelle Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 im Schubbetrieb oberhalb der Minimaldrehzahl nmin zu halten, damit die Kraftstoffabschaltung zur Brennkraftmaschine 11 aufrecht erhalten wird, wodurch Kraftstoff eingespart werden kann. Dies ist in 3 veranschaulicht, die exemplarisch die Entwicklung der Drehzahl n im Laufe der Zeit während einer Verzögerungsfahrt des Fahrzeuges 10 im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine 11 zeigt. Die durchgezogenen Linien zeigen eine Verzögerungsfahrt im Schubbetrieb, bei der das Steuersystem 15 das Getriebe 12 beispielsweise gemäß in 4 dargestellten Rückschaltpunkten, beispielsweise R4-3, rückschaltet, die durch Schnittpunkte von Rückschaltkennlinien mit der Abszisse bestimmt sind. Bei dieser Verzögerungsfahrt wird das erfindungsgemäße Verfahren nicht angewandt. In unterbrochenen Linien ist hingegen eine Verzögerungsfahrt des Fahrzeuges 10 gezeigt, bei welchem das Steuersystem 15 dem in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Steuerungsablauf folgt und das Getriebe 12 beispielsweise nach mit dem Index „neu" bezeichneten Rückschaltpunkten aus 4, beispielsweise R4-3, neu, rückschaltet. Das in 3 dargestellte Diagramm zeigt einen schraffierten Drehzahlbereich. Unterhalb der Mindestdrehzahl nmin wird die Brennkraftmaschine 11 mit Kraftstoff versorgt, im Bereich oberhalb von nmin nicht.
  • Im Fall der herkömmlichen Steuerung und in durchgezogenen Linien dargestellt, befindet sich das Fahrzeug 10 zunächst in der vierten Schaltstufe, in der es durch den Bremseffekt der Brennkraftmaschine 11 im Schubbetrieb langsam verzögert wird, d.h. die Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 nimmt kontinuierlich ab. Die Versorgung der Brennkraftmaschine 11 mit Kraftstoff ist abgeschaltet. Sobald die Drehzahl n unter die Minimaldrehzahl nmin fällt, d.h. in den schraffierten Bereich abfällt, wird der Brennkraftmaschine 11 automatisch wieder Kraftstoff zugeführt. Beim Rückschalten des Getriebes 12 in die dritte Schaltstufe steigt die aktuelle Drehzahl n wieder über den schraffierten Drehzahlbereich, oberhalb dessen eine Kraftstoffabschaltung zur Brennkraftmaschine 11 wieder erfolgt, bis die Drehzahl n erneut in den schraffierten Bereich fällt, in welchem die Brennkraftmaschine 11 wieder mit Kraftstoff versorgt wird. Gleiches gilt für die folgenden Rückschaltungen des Getriebes 12 in die zweite und in die erste Schaltstufe.
  • In unterbrochenen Linien ist der Drehzahlverlauf der Brennkraftmaschine 11 bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Noch bevor die Drehzahl n unter die Minimaldrehzahl nmin fällt, bewirkt das Steuersystem 15, dass das Getriebe 12 um eine Schaltstufe zurückgeschaltet wird, sobald die aktuelle Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 unter einen Drehzahlgrenzwert n1 fällt, der oberhalb der kritischen Minimaldrehzahl nmin liegt. Erst wenn die niedrigste erste Schaltstufe erreicht ist, fällt die Drehzahl n unter nmin ab und die automatische Kraftstoffversorgung setzt ein.
  • 4 zeigt Schaltkennlinien n-m, n, m=1, 2, ... , 5 für ein Automatikgetriebe in einem Diagramm, in welchem die Fahrpedalauslenkung in % über der Fahrzeuggeschwindigkeit v in km/h aufgetragen ist. Beispielsweise bedeutet 4-5 ein Hochschalten von der vierten in die fünfte Schaltstufe und 5-4 ein Rückschalten von der fünften in die vierte Schaltstufe. Zur Vermeidung von Pendelschaltungen des Automatikgetriebes 12 liegt die Rückschaltkennlinie 5-4 mit einer Hysterese etwas weiter links in der Figur, d.h. bei höherer Geschwindigkeit, als die Hochschaltkennlinie 4-5. Gleiches gilt für die Kennlinien 3-4 und 4-3. Folge dieser Hysterese ist, dass auch im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine bei einer Fahrpedalauslenkung von 0% die Geschwindigkeit v bzw. die Drehzahl n bei den Rückschaltpunkten R4-3 und R5-4 einen sehr niedrigen Wert aufweist, sodass die Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 vor dem Rückschalten unter die in 3 eingezeichnete Minimaldrehzahl nmin fällt, mit der Konsequenz, dass die Brennkraftmaschine 11 mit Kraftstoff versorgt wird. Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens, das ein Rückschalten der Schaltstufe des Getriebes 12 bei Unterschreiten eines Drehzahlgrenzwertes n1 umfasst, wobei n1 > nmin, werden die Rückschaltpunkte im Schubbetrieb auf Rückschaltpunkte R4-3, neu und R5-4, neu in Richtung höherer Geschwindigkeit v und somit auch höherer Drehzahl n verschoben, sodass die Drehzahl n nicht mehr in den in 3 dargestellten schraffierten Drehzahlbereich abfällt, in welchem eine Kraftstoffabschaltung als nicht erlaubt vorgegeben ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der neue Rückschaltpunkt R4-3, neu zum Rückschalten des Getriebes 12 bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit v und somit einer höheren Drehzahl n der Brennkraftmaschine 11 als der Hochschaltpunkt R3-4 zum Hochschalten des Getriebes 12. Gleiches gilt für den Rückschaltpunkt R5-4, neu in Bezug auf den Hochschaltpunkt R4-5.
    • S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8
    Steuerungsschritte
    10
    Kraftfahrzeug
    11
    Brennkraftmaschine
    12
    Getriebe
    14
    Fahrpedal
    15
    Steuersystem

Claims (11)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges (10) mit einer Brennkraftmaschine (11) und einem automatisch geschalteten Getriebe (12), mit den Schritten a) Erkennen, ob sich die Brennkraftmaschine (11) im Schubbetrieb befindet oder nicht, b) Erfassen der Drehzahl n der Brennkraftmaschine (11), c) wenn sich die Brennkraftmaschine (11) im Schubbetrieb befindet, Aufrechterhalten der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine, wenn n kleiner ist als eine Minimaldrehzahl nmin, bzw. Unterbrechen der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine, wenn die Drehzahl n größer ist als die Minimaldrehzahl nmin, und d) wenn im Schubbetrieb erfasst wird, dass die Drehzahl n unter einen Drehzahlgrenzwert n1, n1 > nmin, abfällt, Herabsetzen der Schaltstufe des Getriebes (12).
  2. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) nur ausgeführt wird, wenn in einem Schritt e) (S1) festgestellt wird, dass die Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeuges (10) über etwa 10 km/h, insbesondere über etwa 15 km/h liegt.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) nur ausgeführt wird, wenn in einem Schritt f) (S1) festgestellt wird, dass die Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeuges (10) unter etwa 80 km/h, insbesondere unter etwa 60 km/h liegt.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) nur ausgeführt wird, wenn in einem Schritt g) (S2) festgestellt wird, dass die Beschleunigung (a) des Fahrzeuges (10) über eine vorgegebene Mindestzeitdauer (t1) in etwa 0 m/s2 beträgt, insbesondere zwischen – 0,1 m/s2 und + 0,1 m/s2 liegt.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) nur ausgeführt wird, wenn in einem Schritt h) (S3) festgestellt wird, dass ein die Leistung der Brennkraftmaschine steuerndes Fahrpedal (14) nicht betätigt ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) nur ausgeführt wird, wenn in einem Schritt i) (S3) festgestellt wird, dass das Fahrpedal (14) bevor es nicht mehr betätigt ist, eine relative Änderung seiner Auslenkung von mindestens 0,2 %/ms erfahren hat.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) nur ausgeführt wird, wenn in einem dem Schritt g) (S2) nachfolgenden Schritt k) (S4) festgestellt wird, dass die Fahrzeugverzögerung zwischen etwa 0 m/s2 bis etwa – 2 m/s2, insbesondere zwischen etwa – 0,5 m/s2 bis etwa – 1 m/s2 liegt.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlgrenzwert n1 bis zu 500 min–1 höher liegt als die Minimaldrehzahl nmin.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlgrenzwert n1 zwischen etwa 1500 und 2500 min–1, insbesondere zwischen etwa 1700 min–1 und 2000 min–1 beträgt.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine (11) mindestens ein Hochschaltpunkt (R3-4; R4-5) zum Hochschalten des Getriebes (12) von einer n-ten Schaltstufe zur n+1-ten Schaltstufe bei einer niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeit (v) und/oder niedrigeren Drehzahl n der Brennkraftmaschine (11) liegt als der jeweilige Rückschaltpunkt (R4-3, neu; R5-4, neu) zum Rückschalten des Getriebes (12) gemäß Schritt d) von der n+1-ten Schaltstufe zur n-ten Schaltstufe.
  11. Kraftfahrzeug (10) mit einer Brennkraftmaschine (11), einem automatisch geschalteten Getriebe (12) und einem Steuersystem (15), das eingerichtet ist, zu erkennen, ob sich die Brennkraftmaschine (11) im Schubbetrieb befindet oder nicht, die Drehzahl n der Brennkraftmaschine (11) zu erfassen und wenn sich die Brennkraftmaschine (11) im Schubbetrieb befindet, die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine (11) aufrechtzuerhalten, wenn die Drehzahl n größer ist als eine Minimaldrehzahl nmin, bzw. diese zu unterbrechen, wenn die Drehzahl n größer ist als eine Minimaldrehzahl nmin, wobei das Steuersystem (15) des weiteren eingerichtet ist, im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine (11) die Drehzahl n der Brennkraftmaschine (11) zu erfassen und die Schaltstufe des Getriebes (12) herabzusetzen, wenn die Drehzahl n unter einen Drehzahlgrenzwert n1 abfällt, wobei n1 > nmin.
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