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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Geschwindigkeitsregelungssysteme für Fahrzeuge.
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HINTERGRUND
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Die hierin bereitgestellte Beschreibung des Hintergrunds dient dem Zweck des allgemeinen Erläuterns des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeiten der hierin genannten Erfinder, in dem Umfang, wie sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben werden, sowie die Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung nicht möglicherweise anderweitig Stand der Technik bilden, werden weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung zugelassen.
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Ein Fahrzeug, das einen Anhänger zieht, muss möglicherweise herunterschalten, um eine eingestellte Geschwindigkeit aufrecht zu erhalten, wenn es bergauf fährt, während eine Geschwindigkeitsregelung eingeschaltet ist. Ein ähnliches Ergebnis kann an Bergen mit höheren Steigungen auftreten, wenn das Fahrzeug keinen Anhänger zieht. Beim Fahren in einer Hügellandschaft kann das Getriebe des Fahrzeugs herunterschalten, um die eingestellte Geschwindigkeit aufrecht zu erhalten, und dann für eine kurze Periode in dem heruntergeschalteten Gang bleiben, bevor in einen höheren Gang zurückgeschaltet wird. Dieses Herunterschalten wird möglicherweise bei jeder Kuppe wiederholt. In vielen Fällen führt das Fahrzeug das Herunterschalten möglicherweise kurz vor der Spitze des Hügels oder in der Nähe der Spitze des Hügels durch.
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Die Vorgänge eines Herunterschaltens vermindern die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und erhöhen das Motorgeräusch. Einige Fahrer deaktivieren möglicherweise die Geschwindigkeitsregelung in einer Hügellandschaft, um ein häufiges Herunterschalten des Fahrzeugs zu verhindern. Dieser Ansatz erfordert jedoch, dass der Fahrer das Gaspedal steuert, und reduziert die Effektivität des Geschwindigkeitsregelungssystems.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Fahrzeug umfasst ein Geschwindigkeitssollwertmodul, das einen Geschwindigkeitssollwert speichert. Ein Geschwindigkeitsabweichungsmodul speichert eine vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung. Ein Schaltverhinderungsmodul empfängt eine Anforderung für ein Herunterschalten des Getriebes, verhindert das angeforderte Herunterschalten des Getriebes, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als eine eingestellte Geschwindigkeit und größer als die eingestellte Geschwindigkeit minus die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung ist, und lässt das angeforderte Herunterschalten des Getriebes zu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als die eingestellte Geschwindigkeit minus die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung ist.
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Gemäß weiteren Merkmalen steht eine Benutzerschnittstelle mit dem Geschwindigkeitsabweichungsmodul in Verbindung und ermöglicht sie einem Benutzer, die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung einzustellen.
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Gemäß weiteren Merkmalen wird die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung durch einen Fahrzeughersteller eingestellt.
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Ein System umfasst das Geschwindigkeitsregelungssystem und umfasst ferner ein Motorsteuermodul, das mit dem Geschwindigkeitsregelungssystem in Verbindung steht und das die Kraftstoffförderung und den Zündzeitpunkt steuert. Ein Getriebesteuermodul erzeugt das angeforderte Herunterschalten des Getriebes.
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Ein Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Fahrzeug umfasst ein Geschwindigkeitssollwertmodul, das einen Geschwindigkeitssollwert speichert. Ein Schaltverhinderungsmodul empfängt eine Anforderung für ein Herunterschalten des Getriebes, verhindert das angeforderte Herunterschalten des Getriebes, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit für eine Periode, die kleiner als eine vorbestimmte Schaltverhinderungsperiode ist, kleiner als eine eingestellte Geschwindigkeit ist, und lässt das angeforderte Herunterschalten des Getriebes zu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit für eine Periode, die größer als die vorbestimmte Schaltverhinderungsperiode ist, kleiner als die eingestellte Geschwindigkeit ist.
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Gemäß weiteren Merkmalen steht eine Benutzerschnittstelle mit dem Geschwindigkeitsabweichungsmodul in Verbindung und ermöglicht es einem Benutzer, die vorbestimmte Schaltverhinderungsperiode einzustellen.
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Gemäß anderen Merkmalen wird die vorbestimmte Schaltverhinderungsperiode durch einen Fahrzeughersteller eingestellt.
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Ein System umfasst das Geschwindigkeitsregelungssystem und umfasst ferner ein Motorsteuermodul, das mit dem Geschwindigkeitsregelungssystem in Verbindung steht und das die Kraftstoffförderung und den Zündzeitpunkt steuert. Ein Getriebesteuermodul erzeugt das angeforderte Herunterschalten des Getriebes.
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Gemäß noch weiteren Merkmalen werden die oben beschriebenen Systeme und Verfahren durch ein Computerprogramm realisiert, das durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann sich an einem konkreten von einem Computer lesbaren Medium, wie beispielsweise, jedoch ohne Einschränkung, einem Speicher, einem nichtflüchtigen Datenspeicher und/oder anderen geeigneten konkreten Speichermedien, befinden.
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Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden aus der hierin nachfolgend bereitgestellten detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sei angemerkt, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich Erläuterungszwecken dienen sollen und den Schutzumfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung wird aus der detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen deutlicher verständlich, in denen:
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1 ein Funktionsblockdiagramm eines Geschwindigkeitsregelungssystems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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2 ein Funktionsblockdiagramm eines anderen Geschwindigkeitsregelungssystems für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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3 ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Realisierung des Steuermoduls von 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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4 ein Funktionsblockdiagramm einer weiteren beispielhaften Realisierung des Steuermoduls von 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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5 ein Verfahren zum Betreiben des Geschwindigkeitsregelungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
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6 ein alternatives Verfahren zum Betreiben des Geschwindigkeitsregelungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und beabsichtigt keineswegs, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen zu beschränken. Zu Klarheitszwecken werden in den Zeichnungen die Bleichen Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu identifizieren. Wie hierin verwendet, sollte die Phrase mindestens einer von A, B und C als ein logisches (A oder B oder C) bedeutend betrachtet werden, wobei ein nicht exklusives logisches Oder verwendet wird. Es ist zu verstehen, dass Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
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Wie hierin verwendet bezieht sich der Ausdruck Modul auf einen anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC von Application Specific Integrated Circuit), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, zugeordnet oder gruppiert) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis mit kombinatorischer Logik und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
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Nun auf 1 Bezug nehmend ist ein Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Fahrzeug 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Geschwindigkeitsregelungsschnittstelle 20, die Eingabeeinrichtungen 22 umfasst, die einen Benutzer ermöglichen, das Geschwindigkeitsregelungssystem zu steuern. Lediglich beispielhaft können die Eingabeeinrichtungen 22 einen Aus-Aktor 24, einen Einstellaktor 28, einen Wiederaufnahmeaktor 32, einen Löschen-Aktor 36 und/oder einen Wirtschaftlichkeit- oder Ziehen-Aktor 38 umfassen. Einige Funktionen der Aktoren können kombiniert sein. Lediglich beispielhaft kann der Ein-Aktor auch als Löschen-Aktor agieren. Die Aktoren können Knöpfe, Schalter oder andere geeignete Einrichtungen umfassen.
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Die Geschwindigkeitsregelungsschnittstelle 20 steht mit einem Steuermodul 40 in Verbindung, das Geschwindigkeitsregelungsfunktionen bereitstellt. Das Steuermodul 40 kann ein einzelnes Steuermodul oder eine Gruppe von Steuermodulen umfassen, die in Verbindung stehen. Das Steuermodul empfängt Benutzereingaben, Motor-, Fahrzeug- und/oder Getriebedrehzahleingaben und Getriebe steuerparameter. Das Steuermodul 40 erzeugt Drehmomentanforderungen und/oder Drosselklappenflächenanforderungen zum Aufrechterhalten der Fahrzeuggeschwindigkeit wie es nachstehend ausführlicher erläutert wird. Das Steuermodul 40 kann Getriebesteuersignale zum Verhindern eines Herunterschaltens des Getriebes nach Bedarf erzeugen.
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Ein Bremspedalstellungssensor 44 steht mit dem Steuermodul 40 in Verbindung und ermittelt eine Stellung eines Bremspedals 46. Bei einigen Realisierungen wird das Geschwindigkeitsregelungssystem deaktiviert, wenn das Bremspedal durch den Fahrer niedergedrückt wird. Ein Gaspedalstellungssensor 48 steht mit dem Steuermodul 40 in Verbindung und gibt eine Stellung eines Gaspedals 50 an. Das Steuermodul 40 steht mit einem Motor 52 und einem Getriebe 54 in Verbindung und steuert diese. Lediglich beispielhaft kann das Steuermodul 40 erfasste Signale, wie beispielsweise Einlasslufttemperatur, Luftmassenströmung, Drosselklappenstellung etc., empfangen, um dem Steuermodul 40 zu ermöglichen, den Motor und das Getriebe zu steuern.
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Das Steuermodul 40 kann ein Getriebeabtriebsdrehzahlsignal von einem Getriebeabtriebssignalsensor (TOSS von transmission Output signal sensor) 56 empfangen. Alternativ können die Motordrehzahl an einem Ausgang des Motors, die Raddrehzahl und/oder ein beliebiger anderer geeigneter Ansatz verwendet werden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu überwachen.
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Bei einigen Realisierungen ermöglicht das Aktivieren des Wirtschaftlichkeit- oder Ziehen-Aktors 38 dem Fahrzeug, die Geschwindigkeit um eine vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung (wie beispielsweise eine vorbestimmte Anzahl an Meilen pro Stunde) zu verringern, bevor das Herunterschalten durch das Getriebe zugelassen wird. Die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung kann durch den Hersteller festgelegt sein oder kann benutzerdefiniert sein. Die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung kann als Distanz pro Zeiteinheit, als Prozentanteil der eingestellten Geschwindigkeit und/oder unter Verwendung eines beliebigen anderen geeigneten Ansatzes eingestellt werden.
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Lediglich beispielhaft kann eine Benutzerschnittstelle 58 verwendet werden, um die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung zusammen mit anderen Fahrzeugeinstellungen einzustellen. Ein Zulassen, dass das Fahrzeug langsamer wird, ohne herunterzuschalten, während die Geschwindigkeitsregelung eingeschaltet ist, verzögert geräuschvolle und harte Vorgänge eines Herunterschaltens beim Bergabfahren in einer Hügellandschaft. Folglich erhöht die reduzierte Anzahl an Vorgängen eines Herunterschaltens tendenziell die Kraftstoffwirtschaftlichkeit.
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Während in 1 der Wirtschaftlichkeit- oder Ziehen-Aktor 38 gezeigt ist, gibt es andere Wege zum Aktivieren des Wirtschaftlichkeit- oder Ziehen-Modus des Geschwindigkeitsregelungssystems. Beispielsweise kann der Wirtschaftlichkeit- oder Ziehen-Modus durch ein zweites Drücken des ”Ein”-Aktors aktiviert werden. Es sei angemerkt, dass der Wirtschaftlichkeit- oder Ziehen-Modus beim Ziehen eines Anhängers an einer Steigung oder beim Bergauffahren mit höheren Steigungen ohne Anhänger aktiv sein kann.
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Nun auf 2 Bezug nehmend ist ein anderes Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Bei dieser Realisierung umfasst eine Geschwindigkeitsregelungsschnittstelle 62 keinen Wirtschaftlichkeit- oder Ziehen-Aktor 38, der mit den Geschwindigkeitsregelungseingabeeinrichtungen integriert ist. Es kann ein Aktor 64 vorgesehen sein, der von der Geschwindigkeitsregelungseingabe separat ist. Es werden auch andere Abwandlungen in Betracht gezogen.
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Nun auf 3 Bezug nehmend ist eine beispielhafte Realisierung des Steuermoduls 40 gezeigt. Das Steuermodul 40 umfasst ein Geschwindigkeitsregelungsmodul 70 mit einem Geschwindigkeitssollwertmodul 72, einem Geschwindigkeitsabweichungsmodul 74 und einem Schaltverhinderungsmodul 76.
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Das Steuermodul 40 umfasst ferner ein Motorsteuermodul 80, das den Motorbetrieb, wie beispielsweise Kraftstoffförderung, Zündzeitpunkt und andere Motorsteuerparameter, steuert. Das Steuermodul 40 kann ferner ein Getriebesteuermodul 84 umfassen, das den Betrieb eines Getriebes, wie beispielsweise das Schalt-Timing des Getriebes, steuert.
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Das Geschwindigkeitssollwertmodul 72 speichert einen Geschwindigkeitssollwert, der durch einen Benutzer eingestellt wird. Der Geschwindigkeitssollwert ist die Geschwindigkeit, die der Fahrer aufrecht erhalten möchte, während das Geschwindigkeitsregelungssystem aktiv ist. Ein Geschwindigkeitsabweichungsmodul 74 speichert die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung, die durch den Hersteller und/oder einen Benutzer eingestellt werden kann. Die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung kann eine vorbestimmte Geschwindigkeit sein, auf die sich das Fahrzeug verlangsamen kann, wenn ein Herunterschalten erforderlich ist, um das Herunterschalten zu verhindern. Das Schaltverhinderungsmodul 76 vergleicht den Geschwindigkeitssollwert, die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung und die aktuelle Geschwindigkeit.
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Wenn ein Herunterschalten durch das Getriebesteuermodul angefordert wird, sendet das Schaltverhinderungsmodul 76 ein Schaltverhinderungssignal an das Getriebesteuermodul 84, wenn die aktuelle Geschwindigkeit kleiner als die Sollwertgeschwindigkeit minus die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter die Sollwertgeschwindigkeit minus die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung fällt, wird das Schaltverhinderungssignal deaktiviert und wird zugelassen, dass das Herunterschalten stattfindet.
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Nun auf 4 Bezug nehmend umfasst das Geschwindigkeitsregelungsmodul 70 ein Geschwindigkeitssollwertmodul 72, einen Timer 90 und ein Schaltverhinderungsmodul 76. Das Schaltverhinderungsmodul 76 vergleicht den Geschwindigkeitssollwert mit der aktuellen Geschwindigkeit. Der Timer 90 stoppt eine vorbestimmte Schaltverhinderungsperiode, die zu einem Zeitpunkt beginnt, zu dem die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als der Geschwindigkeitssollwert ist und ein Herunterschalten durch das Getriebesteuermodul angefordert wird.
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Wenn das Herunterschalten durch das Getriebesteuermodul 84 angefordert wird, sendet das Schaltverhinderungsmodul 76 ein Schaltverhinderungssignal an das Getriebesteuermodul 84, wenn die aktuelle Geschwindigkeit für die vorbestimmte Periode kleiner als die Sollwertgeschwindigkeit ist. Wenn die vorbestimmte Periode abgelaufen ist, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit immer noch kleiner als die Sollwertgeschwindigkeit ist und das Getriebesteuermodul immer noch ein Herunterschalten anfordert, wird das Schaltverhinderungssignal unterbrochen und wird zugelassen, dass das Herunterschalten stattfindet.
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Nun auf 5 Bezug nehmend ist ein Verfahren 100 zum Betreiben des Geschwindigkeitsregelungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Steuerung beginnt bei 104 und fährt mit 108 fort. Bei 108 ermittelt die Steuerung, ob das Geschwindigkeitsregelungssystem eingeschaltet ist. Wenn 108 falsch ist, springt die Steuerung zurück zu 108. Wenn 108 wahr ist, ermittelt die Steuerung bei 112, ob der Benutzer eine gewünschte Geschwindigkeit eingestellt hat.
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Wenn 112 falsch ist, springt die Steuerung zu 108 zurück. Wenn 112 wahr ist, ermittelt die Steuerung bei 116, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich der eingestellten Geschwindigkeit ist. Wenn 116 falsch ist, passt die Steuerung bei 120 eine Drosselklappenflächen- oder Drehmomentanforderung an, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die eingestellte Geschwindigkeit zu erhöhen. Bei 124 ermittelt die Steuerung, ob ein Herunterschalten des Getriebes erforderlich ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die eingestellte Geschwindigkeit zu erhöhen. Wenn 124 falsch ist, springt die Steuerung zu 108 zurück. Wenn 124 wahr ist, lässt die Steuerung bei 128 die Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu.
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In 132 ermittelt die Steuerung, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als die eingestellte Geschwindigkeit minus die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung ist. Wenn 132 wahr ist, springt die Steuerung zurück zu 108. Wenn 132 falsch ist, lässt die Steuerung bei 136 zu, dass das Herunterschalten stattfindet.
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Wenn 116 wahr ist, passt die Steuerung die Drosselklappenflächen- [engl.: ”tribal area”] oder Drehmomentanforderung an, um die Geschwindigkeitsüberschreitung des Fahrzeugs auf die eingestellte Geschwindigkeit zu verringern. Bei 142 ermittelt die Steuerung, ob ein Hochschalten des Getriebes erforderlich ist. Wenn 142 falsch ist, springt die Steuerung zurück zu 108. Wenn 142 wahr ist, lässt die Steuerung bei 144 das Hochschalten des Getriebes zu und fährt die Steuerung mit 108 fort.
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Nun auf 6 Bezug nehmend ist ein alternatives Verfahren 200 zum Betreiben des Geschwindigkeitsregelungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Die Steuerung beginnt bei 204 und fährt mit 208 fort. In 208 ermittelt die Steuerung, ob das Geschwindigkeitsregelungssystem eingeschaltet ist. Wenn 208 falsch ist, springt die Steuerung zurück zu 208. Wenn 208 wahr ist, ermittelt die Steuerung bei 222, ob der Benutzer eine gewünschte Geschwindigkeit eingestellt hat.
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Wenn 222 falsch ist, springt die Steuerung zurück zu 208. Wenn 222 wahr ist, ermittelt die Steuerung bei 226, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich der eingestellten Geschwindigkeit ist. Wenn 226 falsch ist, passt die Steuerung bei 220 eine Drosselklappenflächen- oder Drehmomentanforderung an, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die eingestellte Geschwindigkeit zu erhöhen. Bei 224 ermittelt die Steuerung, ob ein Herunterschalten des Getriebes erforderlich ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die eingestellte Geschwindigkeit zu erhöhen. Wenn 224 falsch ist, springt die Steuerung zurück zu 208. Wenn 224 wahr ist, startet die Steuerung bei 230 einen Timer. Bei 232 lässt die Steuerung die Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Bei 236 ermittelt die Steuerung, ob der Timer abgelaufen ist. Wenn 236 falsch ist, springt die Steuerung zurück zu 228. Wenn 236 wahr ist, lässt die Steuerung bei 240 ein Herunterschalten zu und springt die Steuerung zu 208 zurück.
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Wenn 224 wahr ist, passt die Steuerung die Drosselklappenflächen- oder Drehmomentanforderung bei 242 an, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu der eingestellten Geschwindigkeit hin zu verringern. Bei 244 ermittelt die Steuerung, ob ein Hochschalten des Getriebes erforderlich ist. Wenn 244 falsch ist, springt die Steuerung zurück zu 208. Wenn 244 wahr ist, lässt die Steuerung bei 248 das Hochschalten des Getriebes zu, und die Steuerung fährt mit 208 fort.
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Bei einigen Realisierungen ist die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung ein Wert zwischen 2 Meilen pro Stunde und 10 Meilen pro Stunde. Bei anderen Realisierungen ist die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung ein Wert zwischen 4 Meilen pro Stunde und 7 Meilen pro Stunde. Es sei angemerkt, das andere Werte verwendet werden können.
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Bei einigen Realisierungen ist die vorbestimmte Periode ein Wert zwischen 5 Sekunden und 45 Sekunden. Bei anderen Realisierungen ist die vorbestimmte Periode ein Wert zwischen 5 Sekunden und 20 Sekunden. Es sei angemerkt, dass andere Werte verwendet werden können.
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Bei noch anderen Realisierungen kann eine Kombination der in 5 und 6 gezeigten Ansätze verwendet werden. Mit anderen Worten kann das Schalten bis zu der vorbestimmten Geschwindigkeitsabweichung und für eine Periode, die kleiner als eine vorbestimmte Schaltverhinderungsperiode ist, verhindert werden. Alternativ kann das Schalten für eine Periode verhindert werden, die kleiner als die vorbestimmte Periode ist, solange die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit nicht unter die eingestellte Geschwindigkeit minus die vorbestimmte Geschwindigkeitsabweichung fällt.
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Die breiten Lehren der Offenbarung können auf eine Vielzahl von Formen realisiert werden. Daher sollte, während diese Offenbarung bestimmte Beispiele umfasst, der wahre Schutzumfang der Offenbarung nicht so eingeschränkt sein, da andere Abwandlungen für den Fachmann beim Studieren der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche ersichtlich werden.
