-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung einer Getriebeschaltstrategie eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Der Betrieb eines automatischen oder automatisierten Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs wird in der Regel von einer Getriebesteuerungseinrichtung gesteuert und geregelt, in der eine Schaltstrategie in Form eines Computerprogramms implementiert ist. Die Schaltstrategie bestimmt mit Hilfe von Fahrzustandsdaten und Fahrerwunschdaten einen Gangwechsel von einem Istgang zu einem Sollgang. Fahrzustandsdaten können beispielsweise die Fahrzeugmasse, der Fahrwiderstand, die Fahrzeugneigung, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung, die Motordrehzahl und das Motordrehmoment sein. Fahrerwunschdaten können beispielsweise eine Fahrpedalbetätigung bzw. Fahrpedalstellung und eine Bremspedalbetätigung bzw. Bremspedalstellung sein. Als Fahrerwunschdaten werden ganz allgemein solche Daten verstanden, die den Wunsch des Fahrers hinsichtlich der aktuellen Betriebsweise des Fahrzeugs widerspiegeln.
-
In Nutzfahrzeugen ist die Abstimmung der Schaltstrategie meistens ein Kompromiss aus einem möglichst geringen Kraftstoffverbrauch und einer möglichst großen Agilität des Fahrzeugs. Eine solche Schaltstrategie muss den besonderen Anforderungen eines Nutzfahrzeuges genügen. Insbesondere müssen auch große Steigungen oder Gefälle, mit oder ohne Ladung, ohne aktives Eingreifen des Fahrers bewältigt werden können. Dabei werden unter Umständen auch Schaltungen ausgeführt, die mit zusätzlichen Informationen über den vorausliegenden Streckenverlauf nicht notwendig gewesen wären.
-
Damit die Schaltstrategie Schaltungen berechnen kann, werden bestimmte Fahrzustandsgrößen, wie Steigung, Fahrwiderstand und Fahrzeugmasse berechnet. Die Genauigkeit der Berechnung kann dabei in Abhängigkeit von den dafür benötigten Grundsignalen, wie Geschwindigkeit und Motormoment stark schwanken. Sofern der Getriebesteuerung Signale vom Umfeld des Fahrzeugs zur Verfügung stehen, können diese Fahrzustandsgrößen korrigiert oder genauer berechnet werden. Auch eine Gangberechnung, die auf den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenverlauf besser abgestimmt ist, ist mit solchen umgebungsbedingten Signalen möglich. Diese Signale können beispielsweise von einem Navigationssystem mittels eines Positionsbestimmungssystems wie GPS in Form von Topographiedaten geliefert und in der Getriebesteuerung weiter verarbeitet werden.
-
Aus der
WO 201 0/118 917 A1 ist eine Getriebesteuerungseinrichtung bekannt, die auf der Basis von Topographiedaten einer aktuellen Position des Fahrzeugs die Fahrzustandsdaten Fahrzeugmasse und/oder Fahrwiderstand und/oder Fahrzeugneigung fortlaufend berechnet, um in einer Schaltstrategie einen Gangwechsel bei einer möglichst großen Agilität des Fahrzeugs und bei möglichst geringem Kraftstoffverbrauch zu gewährleisten. Als weitere Fahrzustandsdaten bzw. Grundsignale können die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung, die Motordrehzahl und das Motordrehmoment berücksichtigt werden. Eine Schaltstrategie der Getriebesteuerungseinrichtung bestimmt darüber hinaus aus Topographiedaten, die in einem definierten Abstand vor einer aktuellen Position des Fahrzeugs liegen, einen Gangwechsel von einem Istgang in einen Sollgang, abhängig von Fahrzustandsdaten, sowie abhängig von Fahrerwunschdaten, welche über die Betätigung eines Fahrpedals oder eines Bremspedals ermittelt werden. Dazu werden die Topographiedaten in einem Abstand zum Fahrzeug ermittelt, der abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird. Die Topographiedaten der aktuellen Position und der vorausliegenden Position werden über eine Navigationseinrichtung bereitgestellt. Aus den Topographiedaten können auch ein Stadtverkehr, ein Kreisverkehr, eine beampelte Kreuzung, eine Kurvenfahrt, Zielortinformationen und Offroad-Situationen erkannt bzw. abgeleitet sowie in der Getriebesteuerungseinrichtung verarbeitet werden.
-
Aus der
DE 10 2005 049 710 A1 ist ein Verfahren zur Beeinflussung eines automatisierten Schaltgetriebes bekannt. Dabei wird der Fahrwiderstand aus im Fahrzeug vorhandenen oder einfach ermittelbaren Fahrzustandsdaten, insbesondere aus Informationen über ein Antriebsmoment im Antriebsstrang, eine relevante Drehzahl und eine Beschleunigung des Fahrzeugs ermittelt. Über den ermittelten Fahrwiderstand verschiebt eine Getriebesteuerung bedarfsweise Schaltpunkte oder wählt Schaltprogramme aus, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern, die Steigungsfähigkeit des Fahrzeugs zu verbessern und den Fahrkomfort zu erhöhen. Datenanbindungen an Positionsermittlungssysteme, Navigationssysteme oder dergleichen fahrzeugexterne Einrichtungen werden nicht verwendet.
-
Aus der
DE 10 2006 001 818 A1 ist ein System zur Fahrerunterstützung bei einem Nutzfahrzeug bekannt, bei dem eine dem Fahrzeug vorausliegende Topographie einer Fahrtroute rechnergestützt ausgewertet wird, um einen Gangwechsel zu bestimmen und um bestimmte Fahrbetriebskomponenten einzustellen. Die benötigte Topographie der vorbestimmten jeweiligen Fahrtroute ist in einem fahrzeuginternen oder fahrzeugexternen Speicher, beispielsweise einer zentralen Datenbank eines Fuhrunternehmens, abgelegt, aus dem die Topographiedaten beim Fahrbetrieb per Funk oder durch andere geeignete Datenübertragungsmittel abgerufen werden. Während des Fahrbetriebs kann die aktuelle Position des Fahrzeugs mit einem GPS-Empfänger bestimmt und mit den gespeicherten Streckendaten verglichen werden, um zu verifizieren, ob sich das Fahrzeug tatsächlich auf der aus dem Speicher abgerufenen Fahrtroute befindet.
-
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weiter verbesserte Schaltstrategie einer Getriebesteuerungseinrichtung zu schaffen.
-
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 durch die kombinierte Verarbeitung von Topographiedaten, wie Höhen-, Neigungs-, Steigungsinformationen, und über beampelte Kreuzungserkennung und Schilderinformationen hinausgehende weitergehende Informationen, wie Straßenklasse, Ampelphaseninformationen und wahrscheinliche Fahrtroute des Fahrzeugs, eine vorausschauende flexible Schaltstrategie zur Verfügung gestellt werden kann, die eine effizientere Nutzung der Potentiale bezüglich des Kraftstoffverbrauchs, des Beschleunigungsvermögens und der Schaltzahlreduzierung im Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs ermöglicht. Dabei sollen bei der Annäherung an bestimmte Fahrsituationen bzw. beim Durchfahren bestimmter Fahrsituationen Gangwechsel entsprechend angepasst oder unterdrückt werden, sowie gegebenenfalls auch gezielte temporäre Kraftflussunterbrechungen des Antriebsstrangs vorgenommen werden.
-
Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Beeinflussung einer Getriebeschaltstrategie eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Nutzfahrzeugs, wobei mit Hilfe von Fahrzustandsdaten und/oder Fahrerwunschdaten der Betrieb des Getriebes gesteuert wird, bei dem für eine vorausschauende Fahrstrategie, die auf Topographiedaten einer aktuellen Position des Kraftfahrzeugs und/oder auf Topographiedaten einer in einer bestimmten Entfernung vor der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs liegenden Position basiert, eine Schaltreaktion bestimmt wird.
-
Unter Topographiedaten werden für den Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs relevante Daten oder Informationen verstanden, welche geografische Örtlichkeiten beschreiben bzw. welche sich auf geografische Örtlichkeiten beziehen. Eine Schaltreaktion kann ein Gangwechsel von einem Istgang zu einem Sollgang oder eine andere, die Drehmomentübertragung eines Antriebsmotors im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs beeinflussende Schaltelementbetätigung sein.
-
Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass, soweit verfügbar, straßenklassenbezogene Informationen und/oder zeitliche straßenverkehrsregelnde Informationen und/oder als wahrscheinlich angenommene routenbezogene Informationen erfasst werden, und dass solche erfassten Informationen oder daraus abgeleitete schaltstrategierelevante Informationen für die Bestimmung einer Schaltreaktion bei einer Auswertung der Topographiedaten berücksichtigt werden.
-
Demnach erfolgen bei einer weiterentwickelten Getriebeschaltstrategie Signalberechnungen durch Topographiedaten und deren Attribute, wobei zusätzliche straßencharakteristische, zeitliche und/oder mutmaßliche Informationen ausgewertet werden, um unnötige Schaltungen zu vermeiden bzw. Gangberechnungen von Sollgängen zu optimieren. Die jeweils berechnete Schaltreaktion bzw. eine Signalberechnung kann von einer Getriebesteuerungseinrichtung umgesetzt werden. Dadurch wird eine vorausschauende Schaltstrategie zur Verfügung gestellt, die eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs sowie der Anzahl der Getriebeschaltungen bewirken kann, und die gleichzeitig eine hohe Agilität des Fahrzeugs sowie einen hohen Fahrkomfort gewährleistet.
-
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei Erkennen einer Straßenklasse, wie etwa Autobahn oder Bundesstraße oder Landstraße, eine Schaltreaktion des Getriebes, wie eine Veränderung von Schaltpunkten für Hochschaltungen und/oder eine Veränderung von Schaltpunkten für Rückschaltungen, bestimmt wird. Die Veränderung von einem Schaltpunkt wird durch Festlegen einer höheren bzw. einer niedrigeren Zieldrehzahl in der Schaltstrategie für einen Gangwechsel bewirkt. Demnach wird die aktuell befahrene Straßenklasse erkannt und ausgewertet sowie die Getriebeschaltstrategie bzw. die Getriebesteuerungseinrichtung entsprechend beeinflusst, wobei die Beeinflussung auch in Form einer Datenfeldumschaltung in der Getriebesteuerungseinrichtung erfolgen kann.
-
Wird beispielsweise erkannt, dass eine Autobahn befahren wird, kann die Getriebeschaltstrategie derart beeinflusst werden, dass das Getriebe im Zugbetrieb mit frühen Hochschaltungen bzw. niedrigen Zieldrehzahlen der Gänge sowie mit entsprechend späten Rückschaltungen reagiert. Dies ist auf Autobahnen aufgrund der begrenzten Steigungen und Kurvenradien in der Regel durchgängig möglich und sinnvoll. Dadurch kann ein besonders kraftstoffsparender und dennoch zügiger Fahrbetrieb erreicht werden.
-
Wird jedoch erkannt, dass eine Landstraße befahren wird, so kann ein Betrieb mit einer höheren Beschleunigungsreserve geplant werden. Dementsprechend reagiert das Getriebe tendenziell mit späteren Hochschaltungen bzw. höheren Zieldrehzahlen. Dies ist auf Landstraßen eher zweckmäßig, da die Steigungen auf solchen Straßen grundsätzlich nicht auf kleine Werte begrenzt sind, und größere Steigungen relativ häufig vorkommen können. Dadurch kann ein komfortabler Fahrbetrieb auf Landstraßen gewährleistet werden.
-
Wird aber erkannt, dass sich das Fahrzeug auf einer unbefestigten Straße bewegt, beispielsweise zur Holzabfuhr auf einem Waldweg, abseits des bekannten Straßennetzes oder beim Einsatz auf einer Baustelle, ist mit großen Steigungen und/oder hohem Fahrwiderstand zu rechnen. Dementsprechend wird das Getriebe mit späten Hochschaltungen bzw. hohen Zieldrehzahlen reagieren, um eine hohe Beschleunigungsreserve vorzuhalten. Dadurch kann ein sicherer Fahrbetrieb im Offroad-Einsatz gewährleistet werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei Erkennen einer vorausliegenden wahrscheinlichsten Fahrtroute eine für diese Fahrtroute angepasste Schaltreaktion des Getriebes bestimmt wird, wie eine Aktivierung oder Deaktivierung einer Rollfunktion und/oder eine Veränderung eines Schaltpunktes und/oder eine Schaltunterdrückung. Demnach wird eine mit hoher Wahrscheinlichkeit durch den Fahrer gewählte Route bestimmt und ausgewertet. Das Getriebe kann beispielsweise auf ein mögliches Abbiegen dieser prognostizierten Route reagieren.
-
Ist der kürzeste und/oder schnellste Weg zum Zielort beispielsweise über eine Autobahn zu erreichen, so wird der Fahrer wahrscheinlich von seiner derzeitigen Straße an der entsprechenden Autobahnauffahrt abbiegen. Dazu wird ausgewertet, wie lange und wie weit das Fahrzeug auf der aktuell befahrenen Straße noch fahren kann bzw. wie lange das Fahrzeug noch geradeaus fahren kann, bis die Auffahrt auf die Autobahn erreicht sein wird. Die Entfernung bzw. die prognostizierte Fahrzeit bis zur Abbiegestelle kann ausgewertet werden und folgende zweckmäßige Reaktion auslösen:
- – eine zur Verfügung stehende Rollfunktion (also eine antriebslose Vorwärtsfahrt) wird nicht mehr aktiviert, wenn die Entfernung und/oder die prognostizierte Fahrzeit bis zur Abbiegestelle einen vorgegebenen Grenzwert unterschreiten.
-
Wenn die Entfernung und/oder die prognostizierte Fahrzeit bis zur Abbiegestelle einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, werden Hochschaltungen im Zugbetrieb mit einem kleineren Gangsprung ausgeführt, was beispielsweise durch eine geeignete Wahl eines Zielgangs, gegebenenfalls durch eine Beschränkung einer Mehrfachschaltung, realisiert werden kann. Oder sie werden mit einer höheren Zieldrehzahl ausgeführt.
-
Hochschaltungen im Schubbetrieb werden vor der Abbiegestelle gänzlich verhindert oder allenfalls mit höherer Zieldrehzahl und/oder einem kleineren Gangsprung ausgeführt.
-
Ist mit dem Abbiegevorgang ein Wechsel der Straßenklasse verbunden, dann können zudem die Schaltkriterien der betreffenden Straßenklasse nach dem Abbiegen angewandt werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass beim Erkennen einer vorausliegenden Ampelkreuzung sowie beim Erkennen einer Restdauer einer aktuellen Ampelphase dieser Ampelkreuzung eine ampelphasenabhängige und/oder fahrgeschwindigkeitsabhängige Schaltreaktion des Getriebes bestimmt wird. Demnach wird der Typ einer auf der befahrenen Wegstrecke vorausliegenden Kreuzung ausgewertet. Wird eine Ampelkreuzung erkannt und ist auch der Schaltzustand sowie die Restdauer der aktuellen Ampelphase bekannt, kann das Getriebe abhängig von diesen zeitlich veränderlichen Informationen reagieren.
-
Ist die Dauer einer aktuellen Grün-Phase der Ampel bekannt, so kann berechnet werden, ob die aktuelle Grün-Phase zeitlich ausreicht, damit das Fahrzeug mit der aktuellen Fahrgeschwindigkeit die Kreuzung passieren kann. Ist dies der Fall, dann werden Hochschaltungen mit einer niedrigeren Zieldrehzahl ausgeführt. Ist dies nicht der Fall, werden Hochschaltungen möglichst unterdrückt, indem eine hohe Zieldrehzahl und ein geringer Gangsprung vorgegeben werden. Schubrückschaltungen werden bei einem Loslassen des Fahrpedals mit einer höheren Zieldrehzahl ausgeführt, um die Schleppverluste des Motors zur Bremswirkung zu nutzen. Wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug mit geringem Abstand erkannt worden ist, wird die Zieldrehzahl weiter erhöht.
-
Ist die Dauer einer aktuellen Rot-Phase bekannt, so kann das Getriebe im Stand des Fahrzeugs nach Neutral geschalten werden, und kurz vor dem Wechsel auf Grün ein vorgesehener Gang wieder eingelegt werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei Erkennen einer Geschwindigkeitsbegrenzung unterstützende Maßnahmen zur Einhaltung dieser Geschwindigkeitsbegrenzung, wie eine Unterdrückung einer Rollfunktion, eine Unterdrückung einer Schubhochschaltung, eine Schaltpunktveränderung einer Schubhochschaltung, eine Unterdrückung einer Zughochschaltung, und/oder eine Schaltpunktveränderung einer Zughochschaltung bestimmt und angewandt werden.
-
Demnach wird eine vorausliegende aktuell gültige Geschwindigkeitsbegrenzung und die Entfernung bis zum Beginn dieser Begrenzung ausgewertet. Fährt das Fahrzeug um einen vorgegebenen Betrag schneller als die Geschwindigkeitsbegrenzung, die vor dem Fahrzeug gilt, wird bei einer Entfernung unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes oder wenn das Fahrzeug den Bereich mit der Geschwindigkeitsbegrenzung erreicht hat, eine Schub-Hochschaltung unterdrückt oder nur mit einer höheren Zieldrehzahl zugelassen. Eine Zug-Hochschaltung wird ebenfalls unterdrückt bzw. nur mit erhöhter Zieldrehzahl zugelassen. Weiterhin wird eine Rollfunktion unterdrückt.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei Erkennen eines auf der befahrenen Wegstrecke vorausliegenden Kreisverkehrs eine von einem Fahrerwunsch abhängige Schaltreaktion eines ein Motormoment übertragenden Anfahrelements, wie Öffnen oder Schließen des Anfahrelements, und/oder eine Schaltreaktion des Getriebes, wie Schalten eines für das Durchfahren des Kreisverkehrs angepassten Ganges, bestimmt wird.
-
Demnach wird bei der Annäherung an einen erkannten, üblicherweise vorfahrtberechtigten Kreisverkehr, bei einer Betätigung des Bremspedals ein Gang geschaltet, in dem der Kreisverkehr mit einer üblichen Kreisverkehrsgeschwindigkeit bei einer niedrigen Motordrehzahl voraussichtlich durchfahren werden kann. Der Gang und die Durchfahrgeschwindigkeit kann an den Durchmesser des Kreisverkehrs, soweit dieser ermittelt wird, angepasst werden. Eine Anfahrkupplung wird während der Bremsphase offen gehalten, der Antriebsstrang im Kraftfluss also unterbrochen. Sobald der Fahrer vor dem Kreisverkehr das Fahrpedal betätigt, wird die Anfahrkupplung geschlossen, um ein spontanes Einfahren in den Kreisverkehr zu ermöglichen. Die Aktivierung dieser Funktion kann vom Unterschreiten eines Entfernungsgrenzwertes zum Kreisverkehr abhängig sein. Ist der Entfernungsgrenzwert zum Kreisverkehr nicht unterschritten, so können beispielsweise Rückschaltungen durchgeführt werden, bei denen die Anfahrkupplung geschlossen wird.
-
Außerdem kann vorgesehen sein, dass bedarfsweise zwischen einer Fahrwiderstandsermittlung aus im Fahrzeug vorhandenen Daten und einer Fahrwiderstandsermittlung aus Topographiedaten umgeschaltet wird.
-
Der Fahrwiderstand des Fahrzeugs resultiert im Wesentlichen aus einem Rollwiderstand, einem Steigungswiderstand, einem Beschleunigungs- bzw. Verzögerungswiderstand und einem Luftwiderstand. Er ist somit ein wichtiger Parameter als Eingangsgröße für eine vorausschauende Schaltstrategie.
-
Der Fahrwiderstand an einer aktuellen Position des Fahrzeugs kann meistens mittels der Getriebesteuerung direkt aus im Fahrzeug vorhandenen Daten berechnet werden. In bestimmten Betriebszuständen kann dies jedoch nicht oder nur ungenau möglich sein, beispielsweise wenn in einem Bremsbetrieb die momentanen Bremskräfte einer Betriebsbremse nicht oder nicht hinreichend genau bekannt sind. Es ist jedoch grundsätzlich möglich, aus Topographiedaten den Fahrwiderstand sowohl an einer voraus liegenden Position, als auch an einer aktuellen Fahrzeugposition zu ermitteln. Daher kann zwischen einer Ermittlung des Fahrwiderstands an der aktuellen Fahrzeugposition aus fahrzeugbezogenen Daten oder aus Topographiedaten im Getriebesteuergerät umgeschaltet werden, um sicherzustellen, dass der Fahrwiderstand als wichtige Größe für die Bestimmung einer Schaltreaktion bei der Durchführung des Verfahrens jederzeit mit ausreichend hoher Genauigkeit bereitgestellt werden kann.
-
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt die einzige Figur ein schematisch vereinfachtes Blockschaltbild eines Antriebsstrangs eines Nutzfahrzeugs, beispielsweise eines Lastkraftwagens.
-
Der in der Figur dargestellte Antriebsstrang weist ein Antriebsaggregat 1, beispielsweise einen Verbrennungsmotor auf, der über ein Anfahrelement, beispielsweise eine Reibungskupplung 2, mit einem automatischen oder automatisierten Schaltgetriebe 3 antriebsverbindbar ist. Über das Getriebe 3 wird das Antriebsmoment bzw. die Drehzahl des Verbrennungsmotors 1 gewandelt und das gewandelte Drehmoment an einem Abtrieb 4 zum Antrieb der Fahrzeugräder 8 bereitgestellt.
-
Der Verbrennungsmotor 1 wird über eine Motorsteuerungseinrichtung 5 in seinem Betrieb gesteuert und geregelt. Zur Steuerung und Regelung der Funktionen des Getriebes 3 ist eine Getriebesteuerungseinrichtung 6 vorgesehen, die einerseits mit dem Getriebe 3 und andererseits mit der Motorsteuerungseinrichtung 5 bidirektional kommuniziert.
-
Der Getriebesteuerungseinrichtung 6 werden Daten von Sensoren 10 sowie von einer Navigationseinrichtung 7 zugeführt. Die Navigationseinrichtung 7 stellt Topographiedaten über die Umgebung einer aktuellen Position des Fahrzeugs und über die Umgebung in einem definierten Abstand vor der aktuellen Position des Fahrzeugs bereit, einschließlich straßenklassenbezogene Informationen, zeitliche straßenverkehrsregelnde Informationen und als wahrscheinlich angenommene routenbezogene Informationen. Der definierte Abstand vor der aktuellen Position kann beispielsweise eine von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige, insbesondere eine mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit abnehmende Entfernung sein.
-
Die Getriebesteuerungseinrichtung 6 steuert den Betrieb des Getriebes 3 mittels Fahrzustandsdaten und Fahrerwunschdaten. Eine in der Getriebesteuerungseinrichtung 6 im Form eines Computerprogramms abgespeicherte Schaltstrategie bestimmt jeweilige Schaltreaktionen, insbesondere einen Gangwechsel von einem aktuellen Istgang zu einem Sollgang, oder eine temporäre Kraftflussunterbrechung oder eine Kraftflussreduzierung im Antriebsstrang.
-
Die verwendeten Fahrzustandsdaten können der aktuelle Fahrwiderstand, die aktuelle Fahrzeugneigung, die aktuelle Fahrzeugmasse, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung, das aktuelle Motormoment, die aktuelle Motordrehzahl und andere Werte sein. Diese Daten können zumindest teilweise durch die Motorsteuerungseinrichtung 5 sowie geeignete Sensoreinrichtungen bereitgestellt werden. Für die Berechnung des Fahrwiderstands besteht die Möglichkeit des Umschaltens zwischen einer Ermittlung über die Getriebesteuerungseinrichtung 6 aus im Fahrzeug vorhandenen Daten und einer Ermittlung aus Topographiedaten. Die Fahrerwunschdaten können durch die Betätigung eines Fahrpedals oder eines Bremspedals signalisiert, sensorisch erfasst und der Getriebesteuerungseinrichtung 6 direkt oder indirekt zugeleitet werden.
-
Bei einem Verfahren zur Beeinflussung einer Getriebeschaltstrategie werden straßenklassenbezogene Informationen und/oder zeitliche straßenverkehrsregelnde Informationen und/oder als wahrscheinlich angenommene routenbezogene Informationen berücksichtigt, um einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch bei hoher Agilität des Fahrzeugs und hohem Fahrkomfort zu realisieren. Demzufolge werden bei der Bestimmung eines durchzuführenden Gangwechsels von einem Istgang zu einem Sollgang auf der Basis der Fahrzustandsdaten und der Fahrerwunschdaten diese Informationen mit herangezogen und der Gangwechsel abweichend von einem vorgegebenen Standard-Gangwechsel bedarfsweise modifiziert.
-
Zur Verdeutlichung des Verfahrens wird nachfolgend ein beispielhaftes Szenario einer angenommenen Fahrtroute eines Lastkraftwagens beschrieben.
-
Der Lastkraftwagen wird gemäß den Daten der Navigationseinrichtung 7 auf einem unbefestigten Wirtschaftsweg beladen und beginnt seine Fahrt zu einem Zielort. Für den unbefestigten Wirtschaftsweg wird eine Schaltstrategie bestimmt und genutzt, bei der die Getriebesteuerungseinrichtung 6 im Vergleich zu einer Standard-Schaltstrategie mit späteren Hochschaltungen (höheren Zieldrehzahlen) für Gangwechsel reagiert, da ein hoher Rollwiderstand sowie ein hoher Steigungswiderstand auf diesem Wirtschaftsweg möglich sind.
-
Bei einer anschließenden Überlandfahrt wird von der Navigationseinrichtung 7 als Straßenklasse eine Landstraße identifiziert. Dementsprechend werden im Vergleich zu einer Standard-Schaltstrategie wiederum spätere Hochschaltungen (höhere Zieldrehzahlen) festgelegt, da größere Steigungen nicht auszuschließen sind. Eine höhere Beschleunigungsreserve wird bevorzugt.
-
Bei der nun durchgeführten Fahrt wird von der Navigationseinrichtung 7 eine vorausliegende Geschwindigkeitsbegrenzung erkannt und die Entfernung zu dieser bestimmt. Das Fahrzeug bewegt sich aktuell mit einer höheren Geschwindigkeit als die weiter vorne erlaubte Geschwindigkeit. Beim Unterschreiten einer bestimmten Entfernung zur Geschwindigkeitsbegrenzung werden Schaltungen im Zugbetrieb oder Schubbetrieb unterdrückt bzw. nur mit einer höheren Zieldrehzahl zugelassen. Eine steuerungstechnisch grundsätzlich zur Verfügung stehende Rollfunktion für eine antriebslose Vorwärtsfahrt wird ebenfalls unterdrückt, also zur Aktivierung nicht zugelassen.
-
Für die weitere, mit hoher Wahrscheinlichkeit durch den Fahrer gewählte Fahrroute wird von der Navigationseinrichtung 7 eine Autobahnverbindung angenommen. Ein mögliches Abbiegen des Fahrweges mit einem Abbiegewinkel unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes wird für die Auffahrt auf die Autobahn angenommen. Zuvor wird berechnet wie lange und wie weit das Fahrzeug noch im Wesentlichen geradeaus fahren kann, sollte die befahrene Route tatsächlich abbiegen. Die Entfernung und die prognostizierte Fahrzeit bis zur Abbiegestelle bei der derzeitigen Geschwindigkeit werden ausgewertet und eine angepasste Schaltreaktion bzw. Schaltstrategie festgelegt, die eine kraftstoffsparende aber dennoch flüssige Fahrt ohne abrupte Manöver und ineffiziente Gangwechsel bis zur Abbiegestelle erlaubt. Diese sieht vor, dass beim Unterschreiten einer bestimmten Entfernung oder prognostizierten Fahrzeit zur Abbiegestelle die Aktivierung der Rollfunktion unterdrückt wird. Hochschaltungen im Zugbetrieb sollen zudem mit einem kleineren schaltbaren Gangsprung bzw. mit einer höheren Zieldrehzahl ausgeführt werden. Zug-Hochschaltungen werden somit später ausgelöst. Hochschaltungen im Schubbetrieb werden vorzugsweise gar nicht ausgelöst bzw. mit einer höheren Zieldrehzahl und/oder einem kleineren schaltbaren Gangsprung durchgeführt.
-
Nach dem Abbiegen auf die Autobahn wird von der Navigationseinrichtung 7 die neue Straßenklasse erkannt. Hier wird vor allem ein kraftstoffsparender Betrieb des Lastkraftwagens angestrebt. Dazu werden in der Schaltstrategie im Zugbetrieb frühe Hochschaltungen und niedrige Zieldrehzahlen sowie späte Rückschaltungen vorgegeben.
-
Nach dem Verlassen der Autobahn fährt der Lastkraftwagen in einen Stadtverkehr ein. Von der Navigationseinrichtung 7 wird eine Annäherung an einen Kreisverkehr erkannt. Beim Unterschreiten einer vorgegebenen Entfernung zum Kreisverkehr wird bei einem Betätigen des Bremspedals ein Gang geschaltet, in dem der Kreisverkehr sinnvoll durchfahren werden kann, beispielsweise mit einer Durchfahrgeschwindigkeit von 15 km/h bei einer Zieldrehzahl für den Verbrennungsmotor von 1000 1/mm. Während der Bremsphase vor dem Kreisverkehr wird die Anfahrkupplung 2, gesteuert durch die Getriebesteuerungseinrichtung, von einem zugeordneten Kupplungsaktuator 9 geöffnet und offen gehalten. Sobald der Fahrer das Fahrpedal betätigt, wird die Anfahrkupplung 2 geschlossen. Damit ist ein spontanes Einfahren in den Kreisverkehr möglich.
-
Nach dem Durchfahren des Kreisverkehrs wird von der Navigationseinrichtung 7 eine vorausliegende Ampelkreuzung erkannt. Weiterhin werden die momentane Ampelphase und auch die verbleibende Restdauer dieser Ampelphase erkannt.
-
Bei einer aktuellen Grün-Phase wird berechnet, ob das Fahrzeug die Kreuzung bei der momentanen Fahrgeschwindigkeit innerhalb dieser Grün-Phase passieren kann. Ist dies der Fall, so werden Hochschaltungen mit niedrigerer Zieldrehzahl vorgezogen. Andernfalls werden Hochschaltungen durch höhere Zieldrehzahlen und kleinere schaltbare Gangsprünge möglichst unterdrückt. Nimmt der Fahrer den Fuß vom Fahrpedal, werden Schub-Rückschaltungen mit höherer Zieldrehzahl, also früheren Rückschaltpunkten festgelegt, um die Schleppverluste des Verbrennungsmotors zur Bremswirkung zu nutzen. Wird ein vorausfahrendes Fahrzeug mit geringem Abstand erkannt, erhöhen sich die Zieldrehzahlen für Schub-Rückschaltungen nochmals.
-
Bei einer aktuellen Rot-Phase der Ampel wird das Getriebe bei Fahrzeugstillstand nach Neutral geschaltet, und unmittelbar vor dem Beenden der Rot-Phase ein vorgesehener Anfahrgang eingelegt. Falls bei einer aktuellen Rot-Phase berechnet wird, dass das Fahrzeug bei der momentanen Fahrgeschwindigkeit die Ampel sicher bei Grün erreicht, kann die momentane Schaltstrategie beibehalten werden.
-
Nach dem Passieren der Ampelkreuzung erreicht das Fahrzeug eine Einfahrt zu seinem Zielort.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebsaggregat, Verbrennungsmotor
- 2
- Anfahrelement, Anfahrkupplung
- 3
- Fahrzeuggetriebe
- 4
- Abtrieb
- 5
- Motorsteuerungseinrichtung
- 6
- Getriebesteuerungseinrichtung
- 7
- Navigationseinrichtung
- 8
- Fahrzeugräder
- 9
- Kupplungsaktuator
- 10
- Sensoren
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2010/118917 A1 [0005]
- DE 102005049710 A1 [0006]
- DE 102006001818 A1 [0007]
