DE102009028242A1 - Verfahren zur Steuerung eines Roll- bzw. Segelmodus eines Fahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Roll- bzw. Segelmodus eines Fahrzeuges, mit einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor, einem automatischen oder automatisierten Getriebe und ansteuerbaren Schaltmitteln zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang. Um einen möglichst effektiven und dennoch komfortablen, sicheren sowie zuverlässigen Fahrbetrieb mit der Roll- bzw. Segelfunktion zu ermöglichen, wird eine Kraftschlussunterbrechung im Antriebsstrang freigegeben, wenn der Zählerstand (n) eines Roll- bzw. Segelmodus-Zählers einen vorgegebenen ersten Schwellwert (n) unterschreitet oder den Wert Null annimmt, wobei der Roll- bzw. Segelmodus-Zähler beim Vorliegen zumindest eines in einer Ereignistabelle abgelegten Ereignisses inkrementiert und ansonsten dekrementiert oder angehalten wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Roll- bzw. Segelmodus eines Fahrzeuges, mit einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor, einem automatischen oder automatisierten Getriebe und ansteuerbaren Schaltmitteln zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Zur Energie- und Kosteneinsparung sowie zur Verringerung der Umweltbelastung können Fahrzeuge in geeigneten Fahrsituationen in einem Roll- oder Segelmodus temporär antriebslos fortbewegt werden. Insbesondere kann bei einem Kraftfahrzeug im Rollmodus der Verbrennungsmotor möglichst verbrauchsreduziert und emissionsarm im Leerlauf betrieben werden, während das Fahrzeug mit offenem Antriebsstrang rollt. Wird der Verbrennungsmotor in einer solchen Fahrsituation ausgeschaltet, um den Einspareffekt noch zu erhöhen, bewegt sich das Fahrzeug in einem so genannten Segelmodus. Diese Funktionen sind bereits bekannt.
  • Die Kraftschlussunterbrechung kann, je nach vorhandenen Antriebsstrangkomponenten und Getriebebauart, durch eine Schaltung des Getriebes in Neutral und/oder durch Öffnen einer Anfahrkupplung erfolgen, sobald ein Rollen oder Segeln möglich ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die bekannten Verfahren zur Erkennung geeigneter Fahrsituationen für den Roll- bzw. Segelmodus entweder aufgrund einer eher ungefilterten Berücksichtigung von topografischen Gegebenheiten der Fahrstrecke und/oder unzureichender Berücksichtigung des aktuellen Fahrzustandes, die Fahrsituation nicht immer korrekt interpretieren oder relativ komplex und fehleranfällig sind, was häufig zu unnötigen oder für den Fahrer situationsbedingt unerwünschten und gegebenenfalls kontraproduktiven Neutralschaltungen bzw. Kraftschlussunterbrechungen im Antriebstrang führen kann.
  • Aus der DE 10 2007 001 936 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Schaltkupplung eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem kontinuierlich eine Bergdetektion und eine Neutralleerlaufsteuerung ausgewertet und geprüft werden. Das Verfahren wird durchgeführt, um in Leerlaufzuständen des Verbrennungsmotors, beispielsweise beim Halten an Signalanlagen oder im Stopp-and-Go-Betrieb, in einer Neutralstellung des Getriebes Kraftstoff zu sparen. Außerdem soll bei einer Neutralschaltung des Getriebes ein Rückrollen des Fahrzeuges an einer Steigung aufgrund eines zu geringen Bremsdruckes zum Halten des Fahrzeuges verhindert werden.
  • Für eine solche Neutralleerlaufsteuerung, d. h. eine situationsgeregelte Neutralschaltung, müssen bestimmte Eintrittsbedingungen erfüllt sein, zu denen eine Auswertung eines Bergdetektion-Flags und eines Bergzählers gehören. Ein Bergdetektion-Flag kann bei einer entsprechenden Bewertung anhand der Bergdetektion gesetzt bzw. ein Bergzähler erhöht werden. Dies ist der Fall, wenn sich das Getriebe in einem Vorwärtsgang befindet, eine Getriebeabtriebsdrehzahl größer als ein vorgegebener Abtriebsdrehzahlgrenzwert ist, eine Drosselstellung des Verbrennungsmotors kleiner als ein vorgegebener Drosselstellungsgrenzwert ist, ein Bremsstatus anzeigt, dass die Fahrzeugbremse betätigt ist und die Getriebetemperatur innerhalb eines zulässigen Bereichs ist.
  • Eine rückrollfreie Neutralleerlaufschaltung kann erfolgen, wenn bei einer Getriebeabtriebsdrehzahl, die kleiner als der vorgegebene Abtriebsdrehzahlgrenzwert ist, der aktuelle Zählerstand kleiner als ein vorgegebener Zählergrenzwert ist oder, bei einem Zählerstand oberhalb dieses Zählergrenzwertes, wenn der Bremsdruck größer als ein vorberechneter Bremsdruckgrenzwert ist oder, falls der Bremsdruck nicht zur Verfügung steht und der Zählerstand größer als der Zählergrenzwert ist, wenn ein Bergdetektions-Flag gesetzt ist.
  • Das bekannte Verfahren verwendet kontinuierlich erfasste Getriebe-, Motor- und Bremsdaten des Fahrzeugs, die nach einer Bewertung über einen Zähler zuverlässige Signale für zweckmäßige Neutralschaltungen des Fahrzeugs liefern. Nachteilig daran ist allerdings, dass die Nutzung des Verfahrens eher auf ein stillstehendes oder nahezu stillstehendes Fahrzeug beschränkt ist, und damit nicht ohne weiteres auf den Fahrbetrieb bzw. den Fahrpedalbetrieb des Fahrers zum Rollen oder Segeln auf Ebenen oder im Gefälle übertragbar ist. Insbesondere wird das Auslösen einer Neutralschaltung bei einer solchen Fahrt in einer für den Fahrer eher ungünstigen Fahrsituation nicht verhindert.
  • Aus der DE 102 21 701 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuges mit einem automatisierten Getriebe bekannt. Die Kupplung wird geöffnet und damit der Kraftschluss im Antriebsstrang unterbrochen, wenn bei laufendem Motor und einer Mindestfahrgeschwindigkeit ein Fahrpedal oder ein Bremspedal oder in ihrer Wirkung entsprechende Stellgrößen nicht betätigt sind. Nach dem Öffnen der Kupplung wird das Getriebe in Neutral geschaltet, so dass sich das Fahrzeug in einem Rollmodus befindet. Nach Betätigen des Gaspedals oder des Bremspedals oder durch Verändern von in ihrer Wirkung entsprechender Größen wird die Kupplung wieder geschlossen und dadurch der Rollmodus beendet. Vor dem Schließen der Kupplung erfolgt zunächst eine Drehzahlsynchronisation von dem antreibenden Verbrennungsmotor und einer Antriebswelle des Getriebes, um den Rollmodus möglichst komfortabel und schnell zu beenden. Weiterhin ist vorgesehen, die Kupplung nicht zu öffnen und damit den Rollmodus nicht zu aktivieren, wenn ein Bedarf nach einer voraussichtlichen Fahrzeugverzögerung erkannt wird. Dies kann beispielsweise bei einem schnellen Gaswegnehmen oder bei der Anwahl eines Sportprogramms der Fall sein.
  • Nachteilig daran ist, dass nicht immer dann, wenn das Fahrzeug weder bergab fährt noch das Gas- oder Bremspedal betätigt wird, ein Segel- bzw. Rollmodus sinnvoll ist. Insbesondere bleiben bei dem Verfahren vorausschauende topografische, verkehrssituationsbezogene oder fahrzeuginterne Parameter eher unzureichend berücksichtigt. Die Drehzahlsynchronisierung beim Beenden des Rollmodus ist insbesondere für automatisierte Getriebe konzipiert. Zudem ist ein kombinierter Segel- bzw. Rollbetrieb mit einem Betrieb einer Geschwindigkeitsregelanlage bzw. Bremsregelanlage nicht vorgesehen.
  • Aus der DE 10 2004 017 115 A1 ist ein Verfahren zur automatischen Fahrgeschwindigkeitsregelung- oder Fahrgeschwindigkeits- und Abstandsregelung für ein Fahrzeug mit einem automatischen bzw. automatisierten Getriebe bekannt, bei dem die Fahrgeschwindigkeit im Bereich einer vorgewählten Sollgeschwindigkeit variieren kann. Dabei folgt jeweils auf eine Beschleunigungsphase eine Ausrollphase, in welcher der Kraftschluss im Antriebsstrang unterbrochen werden kann, um Kraftstoff zu sparen. Bei der Abfolge der Beschleunigungs- und Ausrollphasen können mittels einer Navigationseinrichtung gewonnene topografische Daten, Daten aus einer Überwachungseinrichtung des unmittelbaren Fahrzeugumfeldes und/oder Fahrzeugparameter berücksichtigt werden. Die Beschleunigungsphasen können über einen zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor vorhandenen Elektromotor unterstützt werden.
  • Das bekannte Verfahren verwendet einen Segel- bzw. Rollmodus, der zur Geschwindigkeitsregelung innerhalb einer Geschwindigkeitsregelanlage, bei dem eine vom Fahrer vorgegebene Wunschgeschwindigkeit gehalten wird oder innerhalb eines ACC (Adaptive Cruise Control) bzw. ADR (Automatic Distance Regulation)-Systems, bei dem über Sensoren das Fahrzeugumfeld überwacht wird, um den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug durch automatisches Gaswegnehmen oder Abbremsen mittels eines Bremsregelanlage anzupassen, geeignet ist. Nachteilig daran ist, dass ein eigenständig steuerbarer Segel- bzw. Rollmodus nicht vorgesehen ist. Insbesondere sind Neutralschaltungen bzw. Motorabschaltungen an die Vorgaben der Geschwindigkeitsregelanlage bzw. der Bremsregelanlage gekoppelt. Die Einsatzmöglichkeiten des Segel- bzw. Rollmodus sind somit begrenzt.
  • Aus der WO 2003/037672 A1 ist ein Stufenschaltgetriebe, insbesondere für schwere Nutzfahrzeuge, bekannt, welches bei Erkennen eines verbrauchsarmen Fahrzustandes in Neutral, also in einen Rollmodus geschaltet wird. Ein verbrauchsarmer Fahrzustand wird dann erkannt bzw. die Neutralstellung wird dann geschaltet, wenn eine Sollgeschwindigkeit vorgegeben ist und die Fahrgeschwindigkeit sich ohne Rollmodus verringern würde. Dies wird insbesondere dann angenommen, wenn weder Gas- noch Bremspedal betätigt sind oder äquivalente Größen sich ändern. Aus Sicherheitsgründen steht eine Zusatzbremseinrichtung zur Verfügung, die während des Rollbetriebes angefordert werden kann. Zudem wird der aktuell eingelegte Gang berücksichtigt. Nachteilig daran ist, dass eine vorausschauende Bewertung des Rollmodus eher nicht vorgesehen ist, wodurch ungünstige Neutralschaltungen ausgelöst werden können.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das bei einem Fahrzeug mit einem automatischen bzw. automatisierten Getriebe einen verbrauchs- und emissionsarmen Fahrbetrieb mit einer effizienten, komfortablen und betriebssicheren Segel- oder Rollfunktion ermöglicht.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Fahrzeug mit automatischem oder automatisierten Getriebe unnötige Neutralschaltungen beim Einsatz einer Roll- bzw. Segelfunktion im Fahrbetrieb unterdrückt bzw. geeignete Situationen zur Aktivierung dieser Funktionen sicher erkannt werden können, wenn relevante Ereignisse bzw. Fahrzustandsänderungen fortlaufend registriert und in einem Zähler bewertet werden sowie gegebenenfalls stark schwankende Steigungssignale in einem Zähler gewichtetet bewertet werden, und ein aktueller Zählerstand dann zur Freigabe bzw. Blockierung der Neutralschaltungen für den Roll- bzw. Segelmodus herangezogen wird.
  • Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Steuerung eines Roll- bzw. Segelmodus eines Fahrzeuges, mit einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor, einem automatischen oder automatisierten Getriebe und ansteuerbaren Schaltmitteln zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang. Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass eine Kraftschlussunterbrechung freigegeben wird, wenn der Zählerstand eines Roll- bzw. Segelmodus-Zählers einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet oder den Wert Null annimmt, wobei der Roll- bzw. Segelmodus-Zähler beim Vorliegen zumindest eines in einer Ereignistabelle abgelegten Ereignisses inkrementiert, also hochgezählt, und ansonsten dekrementiert, also runtergezählt, oder angehalten wird.
  • Unter einem Rollmodus wird das Fahren eines Fahrzeugs mit offenem Antriebstrang, d. h. eine antriebslose Vorwärtsfahrt oder Schwungnutzfahrt, bei laufendem Antriebsmotor verstanden. Unter einem Segelmodus wird das Fahren eines Fahrzeuges mit offenem Antriebstrang bei abgeschaltetem Antriebsmotor verstanden.
  • Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird der Fahrzustand des Fahrzeuges und die das Fahrzeug beeinflussende Topografie in der Weise korrekt interpretiert, dass unnötige Neutralschaltungen, d. h. Neutralschaltungen ohne Spareffekt oder ohne Aktivierungen des Roll- bzw. Segelmodus in für den Fahrer unerwünschten oder möglicherweise sicherheitsrelevanten Situationen, zuverlässig vermieden werden können.
  • Die Steuerungsmaßnahmen können vorteilhaft über ein Getriebesteuergerät, welches entsprechende Befehle zur Einleitung, Durchführung oder Beendigung eines Roll- bzw. Segelbetriebes ausgibt, erfolgen. Ein solches Steuergerät ist hierzu auch mit allen notwenigen Sensoren sowie soweit notwenig auch mit anderen Steuergeräten, beispielsweise dem Motorsteuergerät, verbunden, um die entscheidungserheblichen Daten aufzunehmen bzw. Steuerbefehle weiterzuleiten. Grundsätzlich ist bei Fahrzeugen mit einer Geschwindigkeitsregelanlage und/oder einer Bremsregelanlage keine Änderung der Software an den Reglern für diese Systeme erforderlich, welches sich kostengünstig auswirkt.
  • Demnach ist bei dem Verfahren ein Zähler installiert, der über relevante Ereignisse jeweils um einen bestimmten Betrag inkrementiert wird, und der dekrementiert wird, wenn kein solches Ereignis vorliegt. Die Inkremente, also so die einzelnen Hochzählbeträge, können für verschiedene Ereignisse unterschiedlich vorgegeben werden. Dabei ist es möglich, dass bei einem über einen bestimmten Zeitraum wirkenden Ereignis der Zähler beim Erfassen des Ereignisses einmalig inkrementiert wird, oder dass der Zähler ab dem Erfassen des Ereignisses fortlaufend im Zeittakt eines Taktgebers eines Steuergerätes, vorzugsweise des Getriebesteuergerätes, solange inkrementiert wird, wie das Ereignis aktiv ist. Dabei ist der Zählerstand vorzugsweise auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt.
  • Die Dekrementierung erfolgt vorteilhaft im Zeittakt des Taktgebers um einen Einheitswert je Takt. Wenn der Zählerstand beim Dekrementieren einen vorab festgelegten Schwellwert unterschritten oder den Wert Null erreicht hat, wird eine Kraftschlussunterbrechung im Antriebsstrang, beispielsweise eine Neutralschaltung im Getriebe des Fahrzeuges, freigegeben. Die Kraftschlussunterbrechung im Antriebsstrang kann auch durch das Öffnen einer Anfahrkupplung erfolgen, wobei es unerheblich ist, ob diese separat vor dem Getriebe angeordnet oder Bestandteil des Getriebes ist.
  • Überschreitet der Zählerstand hingegen beim Inkrementieren einen zweiten vorab festgelegten Schwellwert oder wird der Zählerstand größer als der Wert Null, so wird eine Neutralschaltung nicht freigegeben.
  • Durch diese Zählweise wird eine gewichtete kontinuierliche Bewertung des aktuellen Fahrzustandes erreicht, die dem Getriebesteuergerät ein Entscheidungskriterium für einen effektiven und zuverlässigen Einsatz der Roll- bzw. Segelfunktion zur Verfügung stellt.
  • Ereignisse, die den Zählerstand erhöhen, um im Betrieb mit betätigtem Fahrpedal eine Neutralschaltung des Getriebes oder ein Öffnen der Anfahrkupplung in einer für den Fahrer ungünstigen Situation zu unterdrücken, sind in einer Ereignistabelle abgelegt. Beispielsweise kann der Zähler beim Betätigen des Fahrpedals, abhängig vom Fahrpedalwinkel und/oder der Auslenkgeschwindigkeit des Fahrpedals oder beim Betätigen des Bremspedals, abhängig vom Bremspedalwinkel und/oder der Auslenkgeschwindigkeit des Bremspedals inkrementiert werden. Weiterhin kann der Zähler bei einer aktivierten Motorbremse und/oder bei einer aktivierten Zusatzbremseinrichtung, beispielsweise einem hydrodynamischen Intarder, inkrementiert werden. In diesen Situationen würde eine Neutralschaltung dem Fahrerwunsch nach einer stärkeren bzw. anhaltenden Beschleunigung oder Verzögerung eher entgegenwirken. Dementsprechend ist bei einer aktuell erfassten Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeuges, bei der ein vorgegebener Schwellwert überschritten ist, eine Neutralschaltung nicht sinnvoll. Daher wird in diesem Fall der Zählerstand erhöht.
  • Weiterhin kann der Zählerstand erhöht werden, wenn eine zuvor aktive Geschwindigkeitsregelanlage oder Bremsregelanlage abgeschaltet wird. Das Abschalten einer solchen Einrichtung zeigt an, dass sich eine Verkehrssituation derart geändert hat, dass eine momentane Aktivierung eines Roll- bzw. Segelmodus eher weniger sinnvoll erscheint. Möglicherweise steht nämlich ein Bremsvorgang oder eine positive Fahrzeugbeschleunigung unmittelbar bevor.
  • Außerdem können Lenkbewegungen mit Überschreitungen eines vorgegebenen Lenkwinkels als Ereignisparameter vorgesehen sein. Stellt eine vorhandene Sensorik einen relativ starken und/oder häufigen Lenkeinsatz fest, befindet sich das Fahrzeug wahrscheinlich entweder im innerstädtischen Verkehr oder auf einer kurvigen Wegstrecke, so dass allenfalls sehr kurzfristige Roll- bzw. Segelphasen sich mit Brems- und Beschleunigungsphasen in kurzer Abfolge abwechseln würden, welches ebenfalls nicht sinnvoll erscheint.
  • Die Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigers kann als ein weiterer Ereignisparameter herangezogen werden, da in diesem Fall ein Abbiegen oder Fahrspurwechseln erwartet wird, wobei ein Rollbetrieb oder Segelbetrieb des Fahrzeugs eher nicht sinnvoll erscheint.
  • Die Betätigung einer Warnblinkanlage oder einer Hupanlage zeigt eine sicherheitsrelevante Fahrsituation an, beispielsweise beim Heranfahren an ein Stauende oder eine Fahrzeugpanne oder eine andere Gefahrensituation, in der zumindest keine automatische Neutralschaltung erfolgen sollte. Daher wird der Zähler auch in diesem Fall zweckmäßigerweise inkrementiert.
  • Die vorgenannten Ereignisparameter stellen lediglich eine Auswahl von Kriterien dar, die in der Zählerfunktion berücksichtigt werden können und in der Ereignistabelle hinterlegt sind. Der Fachmann wird die Ereignistabelle weiter ergänzen und modifizieren können.
  • Der Segel- bzw. Rollmodus kann grundsätzlich dann aktiviert werden, wenn die aktuelle Fahrbahnsteigung eine antriebslose Vorwärtsfahrt oder eine Schwungnutzfahrt ermöglicht.
  • Da die berechneten oder über eine übliche Sensorik im Fahrbetrieb erfassten Steigungssignale in der Praxis jedoch stark verrauscht und/oder durch störende Schwingungen überlagert sein können, ist vorteilhaft außerdem vorgesehen, dass die Praktikabilität einer Kraftschlussunterbrechung des Antriebsstranges im Fahrbetrieb mit Hilfe einer Analyse der Fahrbahntopografie auf Basis eines fortlaufend berechneten und/oder gemessenen Steigungsgrades bewertet wird, wobei ein Zähler innerhalb eines vorgegebenen Steigungsgradfensters, welches durch einen ersten Grenzwert für eine Berganfahrt und einen zweiten Grenzwert für eine Bergabfahrt definiert ist, abhängig vom aktuellen Steigungsgrad variabel inkrementiert oder dekrementiert wird und außerhalb dieses Steigungsgradfensters auf einen Anfangswert gesetzt wird.
  • Demnach sind zwei Schwellwerte festgelegt, die eine Grenzsteigung darstellen, der eine Wert für Steigungen, der andere Wert für Gefälle. Innerhalb dieser Grenzsteigungen kann der Zähler laufen. Unter- bzw. oberhalb der Schwellen wird der Zählerstand auf einen Startwert initialisiert.
  • In den Zähler werden abhängig von den aktuellen Steigungssignalen unterschiedliche Inkrementwerte oder Dekrementwerte eingelesen, die den Zählerstand erhöhen oder verringern, so dass der Zähler bei einem für den Roll- bzw. Segelmodus vorab festgelegten bevorzugten Steigungsgrad maximal schnell abläuft. Damit führen von diesem Steigungsgrad abweichende starke Signalschwankungen zu einer Verzögerung oder Aussetzung einer Neutralschaltung, so dass im Ergebnis Unregelmäßigkeiten und Ungenauigkeiten im Steigungssignal die Erkennung des bevorzugten Gefälles weniger beeinflussen.
  • Beim Übergang von einer Steigung in ein starkes Gefälle, welches für den Roll- bzw. Segelmodus eher nicht geeignet ist, da gegebenenfalls die Bremswirkung eines angekoppelten Antriebsmotors benötigt wird, könnte in dem Übergangszeitraum, in dem sich das Steigungssignal im Bereich der bevorzugten Steigung befindet, gerade der Zähler ablaufen und eine Neutralschaltung auslösen. Um ein solches fälschliches Erkennen einer für den Roll- bzw. Segelmodus geeigneten Topografie sicher zu verhindern, kann weiterhin vorgesehen sein, dass zusätzlich der Gradient des Steigungsgrades ausgewertet wird, und dass bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für positive Gradienten oder einem Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für negative Gradienten der Zähler angehalten wird.
  • Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt
  • 1 ein Diagramm zum Zählerverlauf bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Freigabe eines Roll- bzw. Segelmodus bei einer Fahrpedal-/Bremspedalbetätigung,
  • 2 ein Diagramm mit einem alternativen Zählerverlauf bei einer Fahrpedal- oder Bremspedalbetätigung,
  • 3 ein Diagramm zur Durchführung eines Roll- oder Segelmodus bei einer Fahrt mit einem Übergang in ein starkes Gefälle, und
  • 4 ein Diagramm zur Durchführung eines Roll- oder Segelmodus bei einer Fahrt mit einem Übergang in ein sanftes Gefälle.
  • Die Figuren stellen Verläufe von für die Erfindung relevanten Fahrsituationen dar, wie sie bei einem Kraftfahrzeug, beispielsweise einem Nutzfahrzeug, mit einem Automatgetriebe und einer über eine Getriebesteuerung steuerbaren Neutralschaltung für eine Roll- bzw. Segelfunktion auftreten können.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung eines Roll- bzw. Segelmodus eines solchen Fahrzeuges beruht im Wesentlichen darauf, dass eine Neutralschaltung freigegeben wird, wenn der Zählerstand eines Roll- bzw. Segelmodus-Zählers einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet oder den Wert Null annimmt, wobei der Zähler beim Vorliegen zumindest eines von in einer Ereignistabelle abgelegten Ereignissen mit dem jeweiligen Ereignis zugeordneten Werten inkrementiert wird, und dass eine Neutralschaltung unterdrückt wird, wenn der Zählerstand einen zweiten Schwellwert überschreitet oder größer als Null ist.
  • Demnach befindet sich das Fahrzeug nach dem Zeitdiagramm der 1 zunächst zu einem Zeitpunkt t0 in einem Fahrzustand, bei dem kein relevantes Ereignis aktiv ist. Dementsprechend ist der Zählerstand n = 0 und eine Neutralschaltung des Getriebes oder ein Öffnen einer Anfahrkupplung ist freigegeben. Fährt das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt in einer für den Roll- bzw. Segelmodus als geeignet bewerteten (negativen) Steigung, könnte ein Steuergerät die Neutralschaltung auslösen.
  • Zu einem Zeitpunkt t1 erfolgt eine in einer Ereignistabelle abgelegte Bremspedalbetätigung MB mit einem bestimmten Pedalauslenkwinkel bzw. einer Überschreitung dieses Pedalauslenkwinkels. Der Zählerstand n wird einmalig inkrementiert, so dass er über dem Wert Null liegt. Zu einem folgenden Zeitpunkt t2 endet nach einem Zeitraum Δt1 die relevante Bremspedalbetätigung MB, worauf der Zähler im Takt des getakteten Steuergerätes dekrementiert wird. Zu einem darauf folgenden Zeitpunkt t3 nach einem Zeitraum Δt2, in dem sich der Zählerstand wie geschildert verringert, betätigt der Fahrer gemäß dem Signal MF ein Fahrpedal mit einem ereignisrelevanten Pedalauslenkwinkel. Der Zähler wird daher nicht weiter runtergezählt, sondern wird wiederum um ein bestimmtes Inkrement erhöht. Zu einem Zeitpunkt t4 endet die Fahrpedalbetätigung MF nach einen Zeitraum Δt3, so dass ab diesem Zeitpunkt t4 kein relevantes Ereignis aktiv ist. Der Zählerstand n wird ab dem nächsten Steuergerät-Takt dekrementiert und erreicht nach einem Zeitraum Δt4 bei einem Zeitpunkt t5 einen unteren Schwellwert nneutral, bei dem eine Neutralschaltung oder ein Öffnen der Anfahrkupplung freigegeben wird.
  • Die 2 zeigt einen dazu alternativen Zählerverlauf, bei dem der Zähler, wenn ein Ereignis aktiv ist, nicht um einen einmaligen Betrag, sondern laufend im Rechentakt des Steuergerätes um einen ereignisabhängigen Wert inkrementiert wird, während das jeweilige Ereignis wirksam ist. Demnach erfolgt zu einem Zeitpunkt t1 wiederum eine Bremspedalbetätigung MB, worauf der Zählerstand im Zeitraum Δt1 stetig ansteigt, beispielsweise um zwei Inkrementeinheiten pro 10 msec erhöht wird. Damit der Zähler bei einer fortwährenden Betätigung des Bremspedals nicht übermäßig hohe Werte annimmt, kann der Zählerstand n auf einen Maimalwert begrenzt sein. Im darauf folgenden Zeitraum Δt2 ist kein Ereignis aktiv, so dass der Zähler dekrementiert wird. Zum Zeitpunkt t3 betätigt der Fahrer wiederum das Fahrpedal in ereignisrelevanter Weise. In der Folge wird der Zählerstand im Zeitraum Δt3 stetig erhöht, beispielsweise um eine Inkrementeinheit pro 10 msec. Im Zeitpunkt t4 endet wie zuvor die Fahrpedalbetätigung und der Zähler beginnt abzulaufen. Durch die zusätzliche zeitabhängige Höhe der Inkrementierung des Zählers enthält die Freigabeentscheidung für eine Neutralschaltung oder für ein Öffnen der Anfahrkupplung eine stärkere Gewichtung der Dauer eines relevanten Ereignisses.
  • In 3 ist ein Szenario dargestellt, bei dem das Fahrzeug eine Straße befährt, die von einem Anstieg in ein starkes Gefälle übergeht. Die obere Kurve im Diagram zeigt eine gemessene oder berechnete Steigung m = dy/dx dar, die mittlere Kurve einen zugehörigen Gradienten m' = dy/dx2 der Steigung m und die untere Kurve einen zugehörigen Zählerstandverlauf n(t).
  • Nach einem zunächst gleichmäßigen Anstieg überwindet das Fahrzeug eine Bergkuppe und die Steigung wird negativ, d. h. geht in ein Gefälle über. Für einen Übergangszeitraum Δtmroll befindet sich die Steigung in einem Bereich Δmroll, der vorab, da der Steigungsgrad in der Ereignistabelle festgelegte Grenzwerte nicht überschreitet bzw. unterschreitet, als geeignet für eine Aktivierung der Roll- bzw. Segelfunktion freigegeben ist. Dementsprechend würde der Zähler nun ablaufen und zu einem Zeitpunkt tneutral die Neutralschaltung des Getriebes oder das Öffnen der Anfahrkupplung ausgelöst. Der Gradient m' der Steigung m befindet sich jedoch zu diesem Zeitpunkt bereits unterhalb eines Steigungsgradient-Grenzwertes m'lim, der anzeigt, dass ein starkes Gefälle beginnt, mit einer in der Ereignistabelle enthaltenen Grenzwertüberschreitung. Der Roll- bzw. Segelmodus müsste daher nach kurzer Zeit wieder beendet werden. Folglich wird die Neutralschaltung des Getriebes oder das Öffnen der Anfahrkupplung nicht freigegeben, sondern der Zähler wird bei einem Zählerstand nfix angehalten.
  • Die 4 zeigt hingegen ein Szenario, bei dem das Fahrzeug eine Straße befährt, die von einem Anstieg in ein sanftes Gefälle übergeht, bei dem das Fahrzeug über einen relativ großen Zeitraum Δtmroll in den Roll- bzw. Segelmodus übergehen kann. Der Zählerstand n wird für einen kurzen Zeitraum Δtnfix, während dem die Steigung ihr Vorzeichen wechselt und der Grenzgradient unterschritten wird, auf einen Initialisierungswert konstant gehalten. Sobald sich die Steigung m und der Steigungsgradient m' in einem zulässigen Bereich befinden wird der Zählerstand n reduziert und löst zum Zeitpunkt tneutral die Neutralschaltung oder das Öffnen der Anfahrkupplung aus. Der Roll- bzw. Segelmodus wird also kurz nach Erreichen des sanften Gefälles freigegeben.
  • Bezugszeichenliste
    • m
    Steigung
    Δmroll
    Steigungsbereich für Rollen
    m'
    Steigungsgradient
    m'lim
    Grenzwert des Steigungsgradienten
    n
    Zählerstand
    nfix
    Angehaltener Zählerstand
    nneutral
    Zählerstand für Neutral
    MB
    Bremspedalbetätigung
    MF
    Fahrpedalbetätigung
    t
    Zeit
    t1...t5
    Zeitpunkt
    Δt1...Δt4
    Zeitraum
    Δtmroll
    Roll- bzw. Segelmodus-Aktivierungszeitraum
    Δtnfix
    Zeitraum mit angehaltenem Zählerstand
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (12)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Roll- bzw. Segelmodus eines Fahrzeuges, mit einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor, einem automatischen oder automatisierten Getriebe und ansteuerbaren Schaltmitteln zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftschlussunterbrechung freigegeben wird, wenn der Zählerstand (n) eines Roll- bzw. Segelmodus-Zählers einen vorgegebenen ersten Schwellwert (nneutral) unterschreitet oder den Wert Null annimmt, wobei der Roll- bzw. Segelmodus-Zähler beim Vorliegen zumindest eines in einer Ereignistabelle abgelegten Ereignisses inkrementiert und ansonsten dekrementiert oder angehalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftschlussunterbrechung im Antriebsstrang unterdrückt wird, wenn der Zählerstand einen zweiten Schwellwert überschreitet oder größer als Null ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabe bzw. Unterdrückung des Roll- bzw. Segelmodus von einem Getriebesteuergerät gesteuert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftschlussunterbrechung im Antriebsstrang durch eine Neutralschaltung des Getriebes oder durch Öffnen einer Anfahr- und Schaltkupplung erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ereignistabelle zumindest mehrere der folgenden Ereignisse abgelegt sind: – Fahrpedalbetätigung (MF), abhängig von dem Auslenkwinkel, – Fahrpedalbetätigung (MF), abhängig von der Auslenkgeschwindigkeit, – Bremspedalbetätigung (MB), abhängig von dem Auslenkwinkel, – Bremspedalbetätigung (MB), abhängig von der Auslenkgeschwindigkeit, – Motorbremsbetätigung, – Intarderbetätigung, – Abschaltung Geschwindigkeitsregelanlage, – Abschaltung Bremsregelanlage, – Lenkbewegung, lenkwinkelabhängig – Fahrtrichtungsanzeigerbetätigung, – Warnanlagenbetätigung, – Fahrzeugbeschleunigung, größenabhängig, – Fahrzeugverzögerung, größenabhängig, – Berganfahrt, steigungsgradabhängig, – Bergabfahrt, steigungsgradabhängig.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Inkremente jeweils ereignisabhängig variabel vorgegeben werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem kontinuierlichen Ereignis der Zähler beim Erfassen des Ereignisses einmalig inkrementiert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem kontinuierlichen Ereignis der Zähler ab dem Erfassen des Ereignisses fortlaufend getaktet inkrementiert wird, und zwar solange das Ereignis aktiv ist, wobei der Zählerstand auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler getaktet dekrementiert wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Praktikabilität einer Kraftschlussunterbrechung des Antriebsstranges im Fahrbetrieb mit Hilfe einer Analyse der Fahrbahntopografie auf Basis eines fortlaufend berechneten und/oder gemessenen Steigungsgrades (m) bewertet wird, wobei ein Zähler innerhalb eines vorgegebenen Steigungsgradfensters, welches durch einen ersten Grenzwert für eine Berganfahrt und einen zweiten Grenzwert für eine Bergabfahrt begrenzt ist, abhängig vom aktuellen Steigungsgrad (m) variabel inkrementiert oder dekrementiert wird, und außerhalb des Steigungsgradfensters auf einen Anfangswert gesetzt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler bei einer Bergabfahrt steigungsgradabhängig unterschiedlich schnell eingestellt wird, so dass er bei einem für den Roll- bzw. Segelmodus vorab festgelegten bevorzugten Steigungsgrad mit einer maximalen Geschwindigkeit dekrementiert wird, und bei einer Abweichung von diesem Steigungsgrad langsamer dekrementiert oder inkrementiert wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der Gradient (m') des Steigungsgrades (m) ausgewertet wird, und dass beim Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für positive Gradienten oder Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes (m'lim) für negative Gradienten der Zähler angehalten wird.
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