DE102011084339A1

DE102011084339A1 - Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben desselben

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Publication number: DE102011084339A1
Application number: DE102011084339A
Authority: DE
Inventors: Florian Schneider; Thomas Jäger; Roland Mair
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-04-18
Anticipated expiration: 2031-10-13
Also published as: EP2766233A1; DE102011084339B4; CN103889793B; CN103889793A; WO2013053563A1; US9481345B2; US20140309901A1

Abstract

Steuerungseinrichtung (5) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Steuerungseinrichtung bei einem Fahrtrichtungswechsel aus einer Fahrt heraus und/ oder bei einem Anfahrvorgang und/ oder bei einem Anhaltvorgang und/ oder bei einem Rollvorgang zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder des Anfahrvorgangs und/ oder des Anhaltvorgangs und/ oder des Rollvorgangs über die Bereitstellung eines entsprechenden Steuersignals automatisch eine Betriebsbremse (6) aktiviert, wobei die Steuerungseinrichtung (5) automatisch die bei einem Fahrtrichtungswechsel und/ oder Anfahrvorgang und/ oder Anhaltvorgang und/ oder Rollvorgang ohne Aktivierung der Betriebsbremse (6) an einer Anfahrkupplung (4) anfallende Reibenergie ermittelt, und wobei die Steuerungseinrichtung zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder des Anfahrvorgangs und/oder des Anhaltvorgangs und/ oder des Rollvorgangs die Betriebsbremse (6) nur dann automatisch aktiviert, wenn die ermittelte Reibenergie größer als ein Grenzwert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
Aus der DE 1 926 592 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines als Arbeitsfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs bekannt, wobei nach Umlegen eines Schalthebels in eine neue Fahrtrichtung, also bei einem Fahrtrichtungswechsel, ein Antrieb des Kraftfahrzeugs abgeschaltet und Bremsen des Kraftfahrzeugs angelegt werden, und wobei nach einem hierdurch bewirkten Stillstand des Kraftfahrzeugs die Bremsen gelöst und der Antrieb in der neuen Fahrtrichtung eingeschaltet wird.
Die WO 02/094602 A1 betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer Fahrtrichtungsumkehr bei einem Fahrzeug in Bewegung, wobei dann, wenn an einem Getriebewählhebel eine neue Fahrtrichtungsposition eingelegt wird, zur Unterstützung der Fahrrichtungsumkehr Bremsen des Kraftfahrzeugs abhängig von einer Betätigung eines Gaspedals des Kraftfahrzeugs aktiviert werden.
Aus der EP 0 822 129 B1 ist ein Verfahren zur Unterstützung eines Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem ein Ruhezustand des Kraftfahrzeugs durch einen Bremseingriff sicher gestellt wird, und wobei der Bremseingriff beendet wird, wenn ein Motormoment einen Grenzwert überschreitet. Der Bremseingriff zum Halten des Kraftfahrzeugs wird dann aufgebaut, wenn eine von einem Fahrer ausgeübte Bremskraft nicht ausreicht, um das Fahrzeug im Ruhezustand zu halten, wobei der Bremsdruckaufbau zu Beginn des automatischen Bremseingriffs in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ermittelt die Steuerungseinrichtung automatisch die bei einem Fahrtrichtungswechsel und/ oder Anfahrvorgang und/oder Anhaltvorgang und/ oder Rollvorgang ohne Aktivierung der Betriebsbremse an einer Anfahrkupplung anfallende Reibenergie, wobei die Steuerungseinrichtung zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder des Anfahrvorgangs und/ oder des Anhaltvorgangs und/ oder des Rollvorgangs die Betriebsbremse nur dann automatisch aktiviert, wenn die ermittelte Reibenergie größer als ein Grenzwert ist
Mit der Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, zur Unterstützung eines Fahrtrichtungswechsels eines fahrenden Kraftfahrzeugs und/ oder zur Unterstützung eines Anfahrvorgangs und/ oder Anhaltvorgangs und/oder Rollvorgangs die Betriebsbremse abhängig davon zu aktivieren, ob die ohne Aktivierung der Betriebsbremse an der Anfahrkupplung des Kraftfahrzeugs beim Fahrtrichtungswechsel und/ oder beim Anfahrvorgang und/ oder beim Anhaltvorgang und/ oder beim Rollvorgang anfallende Reibenergie einen Grenzwert unterschreitet. Kann der Fahrtrichtungswechsel und/ oder der Anfahrvorgang und/ oder der Anhaltvorgang und/ oder der Rollvorgang ohne eine Beschädigungsgefahr der Anfahrkupplung ohne Aktivierung der Betriebsbremse durchgeführt werden, so wird erfindungsgemäß die Betriebsbremse nicht aktiviert. Nur dann, wenn in Folge des Fahrtrichtungswechsels und/ oder Anfahrvorgangs und/ oder Anhaltvorgangs und/ oder Rollvorgangs ohne Aktivierung der Betriebsbremse mit einer Beschädigung der Anfahrkupplung zu rechnen ist, wird zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder Anfahrvorgangs und/ oder Anhaltvorgangs und/ oder Rollvorgangs die Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs automatisch aktiviert. Hiermit kann ein komfortabler Betrieb eines Kraftfahrzeugs ohne die Gefahr einer Beschädigung der Anfahrkupplung gewährleistet werden.
Vorzugsweise aktiviert die Steuerungseinrichtung zur Unterstützung eines Fahrtrichtungswechsels eines fahrenden Kraftfahrzeugs die Betriebsbremse nur dann automatisch, wenn bei Anforderung des Fahrtrichtungswechsels die Fahrtgeschwindigkeit größer als ein unterer Grenzwert und kleiner als ein oberer Grenzwert ist.
Dieser Ausgestaltung der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Fahrtrichtungswechsel einer unterhalb des unteren Grenzwerts liegenden Fahrgeschwindigkeit der Fahrtrichtungswechsel komfortabel und ohne Beschädigungsgefahr für die Anfahrkupplung ohne Aktivierung der Betriebsbremse durchgeführt werden kann.
Weiterhin liegt dieser Ausgestaltung der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer als der obere Grenzwert ist, ein Fahrtrichtungswechsel aus Sicherheitsgründen zu unterbinden ist, da in diesem Fall ein fahrerseitig ausgelöster Fahrtrichtungswechsel auf einer Fehlbedienung eines Getriebewählhebels beruhen muss.
Vorzugsweise aktiviert die Steuerungseinrichtung zur Unterstützung eines Anfahrvorgangs aus einer zur einer gewünschten Anfahrrichtung entgegen gesetzten Rollrichtung heraus die Betriebsbremse nur dann automatisch, wenn eine Neigung des Kraftfahrzeugs größer als ein Grenzwert ist, und/ oder wenn im Getriebe ein Anfahrgang eingelegt ist, und/ oder wenn beim Rollen in der zur gewünschten Anfahrrichtung entgegen gesetzten Rollrichtung eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs größer als ein Grenzwert und/ oder wenn eine Rollstrecke des Kraftfahrzeugs größer als ein Grenzwert ist.
Die obigen Kriterien erlauben zur Unterstützung eines Anfahrvorgangs einen besonders vorteilhaften Bremseingriff.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung bestimmt die Steuerungseinrichtung eine Bremsintensität bei der Aktivierung der Betriebsbremse abhängig der eine Masse des Kraftfahrzeugs und/ oder abhängig von einer Neigung des Kraftfahrzeugs und/ oder abhängig von einer bei Anforderung eines Fahrtrichtungswechsels vorliegenden Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/ oder abhängig von einer Fahrpedalbetätigung, nämlich vorzugsweise derart, dass im Falle eines Fahrtrichtungswechsels eine Verzögerung des Bremseingriffs und eine nachfolgende Beschleunigung des Kraftfahrzeugs betragsmäßig in etwa gleich groß sind.
Dann, wenn die Bremsintensität so bestimmt wird, dass eine Verzögerung des Bremseingriffs betragsmäßig in etwa gleich groß ist wie eine nachfolgende Beschleunigung des Kraftfahrzeugs beim Fahrtrichtungswechsel, wird ein besonders komfortabler Fahrtrichtungswechsel ermöglicht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ermittelt die Steuerungseinrichtung bei einem Kraftfahrzeug mit einem einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine aufweisenden Hybridantrieb zusätzlich automatisch die ohne Aktivierung der Betriebsbremse im Generatorbetrieb an der elektrischen Maschine anfallende Energie, wobei die Steuerungseinrichtung abhängig hiervon zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder des Anfahrvorgangs und/oder des Anhaltvorgangs und/ oder des Rollvorgangs die Betriebsbremse und/oder den Generatorbetrieb der elektrischen Maschine automatisch aktiviert.
Mit dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es einfach und zuverlässig möglich, bei einem Hybridfahrzeug einen über die elektrische Maschine des Hybridantriebs bereitstellbaren Bremseingriff zu berücksichtigen. Abhängig von der an der Anfahrkupplung anfallenden Reibenergie sowie abhängig von einer im Generatorbetrieb an der elektrischen Maschine anfallenden generatorischen Energie wird zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/oder des Anfahrvorgangs und/ oder des Anhaltvorgangs und/ oder des Rollvorgangs die Betriebsbremse und/ oder der Generatorbetrieb der elektrischen Maschine automatisch aktiviert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs ist in Anspruch 14 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 ein exemplarisches Schema eines Fahrzeugs; und
2 ein weiteres exemplarisches Schema eines Fahrzeugs.
Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs. Die Erfindung wird nachfolgend exemplarisch unter Bezugnahme auf die Antriebsstrangschemata der 1 und 2 beschrieben. 1 zeigt schematisiert ein Antriebsstrangschema mit einem Antriebsaggregat 1 und einem zwischen das Antriebsaggregat 1 und einen Abtrieb 2 geschalteten Getriebe 3, wobei es sich beim Getriebe 3 vorzugsweise um ein automatisiertes Schaltgetriebe handelt, wie es bei Nutzfahrzeugen zum Einsatz kommt. Ein solches automatisiertes Schaltgetriebe 3 verfügt über eine automatisierte, trockene und reibschlüssige Anfahrkupplung 4 sowie nicht gezeigte formschlüssige Schaltelemente zur Durchführung eines Gangwechsels im Getriebe. Dem automatisierten Getriebe 3 ist eine als Getriebesteuerungseinrichtung ausgebildete Steuerungseinrichtung 5 zugeordnet, die den Betrieb des automatisierten Getriebes 3 sowie den Betrieb der automatisierten Anfahrkupplung 4 steuert und/ oder regelt. Hierzu tauscht die Steuerungseinrichtung 5 mit dem Getriebe 3 Daten aus. Weiterhin zeigt 1 eine dem Abtrieb 2 zugeordnete Betriebsbremse 6, mit welcher am Abtrieb 2 ein Bremsmoment bzw. eine Bremskraft aufgebracht werden kann. Ebenso sind in 1 ein Fahrpedal 7 sowie ein Neigungssensor 8 gezeigt, die ebenso wie das Getriebe 3 und die Betriebsbremse 6 mit der Getriebesteuerungseinrichtung 5 Daten austauschen.
Dann, wenn an einem solchen Fahrzeug ein Fahrtrichtungswechsel von einer Vorwärtsfahrt in eine Rückwärtsfahrt und/ oder ein Fahrtrichtungswechsel von einer Rückwärtsfahrt in einer Vorwärtsfahrt jeweils aus der Fahrt des Kraftfahrzeugs heraus und/ oder ein Anfahrvorgang und/oder ein Anhaltvorgang und/oder ein Rollvorgang durchgeführt werden soll, wird dieser Fahrtrichtungswechsel und/ oder Anfahrvorgang und/ oder Anhaltvorgang und/ oder Rollvorgang durch die Steuerungseinrichtung 5 automatisch unterstützt, nämlich durch automatische Aktivierung der Betriebsbremse 6, wobei die Betriebsbremse 6 nur dann zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder Anfahrvorgangs oder Anhaltvorgangs und/oder Rollvorgangs von der Steuerungseinrichtung 5 automatisch aktiviert wird, wenn die bei dem Fahrtrichtungswechsel und/ oder Anfahrvorgang und/ oder Anhaltvorgang und/ oder Rollvorgang ohne Aktivierung der Betriebsbremse 6 an der Anfahrkupplung 4 des Kraftfahrzeugs anfallende Reibenergie größer als ein Grenzwert ist.
Würde demnach an der trockenen, reibschlüssigen, automatisierten Anfahrkupplung 4 des Schaltgetriebes 3 bei einem auszuführenden Fahrtrichtungswechsel und/ oder bei einem auszuführenden Anfahrvorgang und/oder Anhaltvorgang und/oder Rollvorgang in Folge der hierbei zu erwartenden Reibenergie ein zu hoher Verschleiß anfallen, so wird erfindungsgemäß die Betriebsbremse 6 automatisch aktiviert, um die Anfahrkupplung 4 zu entlasten. Hiermit kann ein komfortabler Fahrtrichtungswechsel und/oder Anfahrvorgang und/ oder Anhaltvorgang und/ oder Rollvorgang ohne eine Beschädigungsgefahr für die Anfahrkupplung 4 realisiert werden.
Der obige Grenzwert für die an der Anfahrkupplung 4 anfallende Reibenergie, bei dessen Überschreiten die Betriebsbremse 6 von der Steuerungseinrichtung 5 automatisch aktiviert wird, kann in der Steuerungseinrichtung 5 als statischer Grenzwert hinterlegt bzw. gespeichert sein. Alternativ ist es möglich, dass die Steuerungseinrichtung 5 diesen Grenzwert dynamisch ermittelt, insbesondere abhängig von einer mit Aktivierung der Betriebsbremse 6 an der Anfahrkupplung 4 anfallenden Reibenergie, wobei in diesem Fall die Betriebsbremse 6 nur dann automatisch aktiviert wird, wenn eine Differenz zwischen der ohne Aktivierung der Betriebsbremse 6 und der mit Aktivierung der Betriebsbremse 6 an der Anfahrkupplung 4 anfallenden Reibenergie größer als ein Grenzwert, insbesondere größer als Null, ist.
Zur Unterstützung eines Fahrtrichtungswechsels aus einer Fahrt des Kraftfahrzeugs heraus, nämlich entweder durch Unterstützung eines solchen Fahrtrichtungswechsels von einer Vorwärtsfahrt in reine Rückwärtsfahrt oder von einer Rückwärtsfahrt in eine Vorwärtsfahrt, wird von der Steuerungseinrichtung 5 die Betriebsbremse 6 nur dann automatisch aktiviert, wenn bei einer fahrerseitigen Anforderung des Fahrrichtungswechsel die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als ein unterer Grenzwert und gleichzeitig kleiner als ein oberer Grenzwert ist. Dann, wenn die Geschwindigkeit kleiner als der untere Grenzwert ist, wenn also eine Mindestgeschwindigkeit nicht überschritten ist, kann der Fahrtrichtungswechsel komfortable ohne Beschädigungsgefahr für die Anfahrkupplung 4 auch ohne Bremseingriff durch die Betriebsbremse 6 erfolgen.
Dann, wenn die Fahrtgeschwindigkeit größer als eine Maximalgeschwindigkeit ist, wird der Bremseingriff durch Aktivierung der Betriebsbremse 6 nicht zugelassen, da in diesem Fall eine fahrerseitige Auslösung eines Fahrtrichtungswechsel mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit fehlerhaft ist, da dann, wenn die Fahrtgeschwindigkeit größer als der obere Grenzwert und demnach größer als eine Maximalgeschwindigkeit ist, keinen Sinn macht.
Dann, wenn ein Fahrtrichtungswechsel aus einer Fahrt des Kraftfahrzeugs heraus durchzuführen ist, nämlich entweder ein Fahrtrichtungswechsel von einer Vorwärtsfahrt in einer Rückwärtsfahrt oder von einer Rückwärtsfahrt in eine Vorwärtsfahrt, wird das Getriebe 3 des Kraftfahrzeugs von der Steuerungseinrichtung 5 zunächst zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels automatisch in Neutral überführt. Erst anschließend hieran, also bei Getriebe 3 in Neutral, wird dann von der Steuerungseinrichtung 5 zur weiteren Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels die Betriebsbremse 6 bzw. der Bremseingriff durch die Betriebsbremse 6 am Abtrieb 2 automatisch aktiviert.
Wenn das Getriebe 3 in Neutral überführt wurde, kann als Bremseingriff weiterhin eine Getriebebremse genutzt und von der Steuerungseinrichtung 5 angefordert werden. Durch die Anforderung der Getriebebremse kann ein Zeitgewinn für die Durchführung des Fahrtrichtungswechsels realisiert werden.
Dann, wenn zur Unterstützung eines Fahrtrichtungswechsels vor der Aktivierung der Betriebsbremse 6 das Getriebe 3 durch die Steuerungseinrichtung 5 in Neutral überführt wird, erhält ein Fahrer unmittelbar nach der fahrerseitigen Anforderung des Fahrtrichtungswechsels durch das Überführen des Getriebes in Neutral eine Information darüber, dass der Fahrtrichtungswechsel steuerungsseitig angenommen wurde und in Vorbereitung ist. Dadurch ergibt sich für einen Fahrer ein nachvollziehbares und logisches Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass die Anfahrkupplung 4 nicht mehr mit einer nicht zur Drehrichtung des Antriebsaggregats 1 passenden Drehzahl betrieben wird.
Dann, wenn bei der steuerungsseitigen Durchführung des Fahrtrichtungswechsels durch die Steuerungseinrichtung 5 insbesondere durch die obige Überführung des Getriebes 3 in Neutral von der Steuerungseinrichtung 5 festgestellt wird, dass bei Ausführung des Fahrrichtungswechsels eine Fahrpedalbetätigung durch den Fahrer unmittelbar nach fahrerseitiger Anforderung des Fahrtrichtungswechsels vorliegt, kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung 5 den Fahrtrichtungswechsel dennoch durchführt oder alternativ abbricht.
Die Entscheidung, ob der Fahrtrichtungswechsel durchgeführt oder abgebrochen wird, kann vorzugsweise abhängig davon gestaltet werden, wie lange die Zeitdauer zwischen der Fahrpedalbetätigung und der Anforderung des Fahrtrichtungswechsels ist. Ist diese Zeitdauer relativ kurz, so wird der Fahrtrichtungswechsel abgebrochen, wohingegen dann, wenn diese Zeitdauer relativ lange ist, der Fahrtrichtungswechsel durchgeführt wird.
Ebenso kann die Entscheidung, ob ein Fahrtrichtungswechsel bei fahrerseitiger Fahrpedalbetätigung des Fahrpedals 7 nach einer fahrerseitigen Anforderung des Fahrtrichtungswechsels durchgeführt oder abgebrochen wird, abhängig von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfolgen. Ist die Geschwindigkeit relativ gering, so wird der Fahrtrichtungswechsel durchgeführt, wohingegen dann, wenn die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs relativ groß ist, der Fahrtrichtungswechsel abgebrochen wird.
Die Steuerungseinrichtung 5 bestimmt eine Bremsintensität für die Aktivierung der Betriebsbremse 6 automatisch, vorzugsweise in Abhängigkeit einer Masse des Kraftfahrzeugs und/ oder abhängig von einer von einem Neigungssensors 8 des Kraftfahrzeugs bereitgestellten Neigung desselben und/oder abhängig von einer bei fahrerseitigen Anforderung des Fahrtrichtungswechsels vorliegenden Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/ oder abhängig von einer fahrerseitigen Betätigung des Fahrpedals 7.
Hierbei kann die Bremsintensität von der Steuerungseinrichtung 5 vorzugsweise so bestimmt werden, dass eine Verzögerung des Bremseingriffs durch die Betriebsbremse 6 und eine nachfolgende Beschleunigung des Kraftfahrzeugs nach Deaktivierung der Betriebsbremse 6 betragsmäßig in etwa gleich groß sind. Hierdurch kann dann ein besonders komfortabler Fahrtrichtungswechsel steuerungsseitig bereitgestellt werden.
Ebenso ist es möglich, die Bremsintensität so zu bestimmen, dass der Fahrtrichtungswechsel, insbesondere der hierfür erforderliche Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs, in einer vorgegebenen Zeitdauer abgeschlossen ist. Hiermit ist es dann möglich, einen Fahrtrichtungswechsel in einer definierten Zeitdauer steuerungsseitig durchzuführen.
Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung 5 die Bremsintensität auch abhängig von einer zuvor erfolgten Aktivierung von Fahrerassistenzsystemen bestimmt werden, wobei die Steuerungseinrichtung 5 insbesondere dann, wenn vor einer fahrerseitigen Anforderung eines Fahrtrichtungswechsels ein Eingriff eines ABS-Systems oder ASR-Systems oder ESP-Systems erkannt wurde, nur eine geringe Bremsintensität anfordert.
Ebenso wird insbesondere dann eine geringe Bremsintensität von der Steuerungseinrichtung 5 für die Betriebsbremse 6 zur Unterstützung eines Fahrtrichtungswechsels angefordert, wenn zuvor auf blockierende Räder am Abtrieb 2 erkannt wurde.
Anschließend an die Aktivierung der Betriebsbremse 6 durch die Steuerungseinrichtung 5 wird die Betriebsbremse 6 durch die Steuerungseinrichtung 5 insbesondere dann automatisch deaktiviert, wenn die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bedingt durch die Aktivierung der Betriebsbremse 6 einen Grenzwert unterschreitet. Dies erfolgt vor dem Stillstand des Kraftfahrzeugs, um eine verbleibende Restgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs an formschlüssigen Schaltelementen des Getriebes 3 zur Auflösung sogenannte Zahn-auf-Zahn Positionen zu nutzen.
Die obige Vorgehensweise, die im Zusammenhang mit der Ausführung eines Fahrtrichtungswechsels von einer Vorwärtsfahrt in eine Rückwärtsfahrt oder von einer Rückwärtsfahrt in eine Vorwärtsfahrt bei fahrendem Kraftfahrzeug beschrieben wurde, kann grundsätzlich auch zur Unterstützung eines Anfahrvorgangs und/oder eines Anhaltvorgangs und/oder eines Rollvorgangs genutzt werden, insbesondere zur Unterstützung eines Anfahrvorgangs aus einer zu einer gewünschten Anfahrrichtung des Kraftfahrzeugs entgegen gesetzten Rollrichtung des Kraftfahrzeugs heraus, insbesondere dann, wenn das Kraftfahrzeug vor dem eigentlichen Anfahrvorgang in einem Gefälle entgegengesetzt zur gewünschten Anfahrrichtung rollt. Auch in diesem Fall wird zur Unterstützung des Anfahrvorgangs von der Steuerungseinrichtung 5 eine Betriebsbremse 6 automatisch aktiviert, nämlich dann, wenn ohne Aktivierung der Betriebsbremse eine an der Anfahrkupplung 4 anfallende Reibenergie größer als ein Grenzwert ist.
Bei einem Anfahrvorgang wird die Betriebsbremse 6 in diesem Zusammenhang insbesondere nur dann automatisch aktiviert, wenn beim Rollen in der zur gewünschten Anfahrrichtung entgegen gesetzten Rollrichtung eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs größer als ein Grenzwert und/oder eine Rollstrecke des Kraftfahrzeugs größer als ein Grenzwert ist.
Es kann vorgesehen sein, bei einer Unterstützung des Anfahrvorgangs die Betriebsbremse nur dann automatisch zu aktivieren, wenn das Kraftfahrzeug in einer Steigung betrieben wird, wenn also eine Neigung des Kraftfahrzeugs, die vom Neigungssensor 8 bereit gestellt wird, größer als ein Grenzwert ist und/oder wenn im Getriebe ein Anfahrgang eingelegt ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass dann, wenn das Kraftfahrzeug in einer Steigung bzw. geneigten Fahrbahn betrieben wird und wenn der Fahrer das Fahrpedal 7 des Kraftfahrzeugs nicht betätigt, die Betriebsbremse 6 von der Steuerungseinrichtung 5 dann automatisch aktiviert wird, wenn beim Rollen in der Steigung die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als ein Grenzwert wird. In diesem Fall kann dann das Kraftfahrzeug in der Steigung vor einem unerwünschten Wegrollen gesichert werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass dann, wenn die Steuerungseinrichtung 5 eine Freischaukelfunktion erkennt, die Betriebsbremse 6 nicht anfordert.
Darüber hinaus ist es möglich, dass bei einem Kraftfahrzeug, dessen Fahrertür geöffnet ist, die Steuerungseinrichtung 5 automatisch bei geöffneter Fahrertür die Betriebsbremse 6 aktiviert, um das Kraftfahrzeug im Stillstand zu sichern.
Bei Sonderfahrzeugen, wie zum Beispiel Müllsammelfahrzeugen, kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung 5 die Betriebsbremse 6 dann automatisch aktiviert, wenn das Müllsammelfahrzeug in einer Steigung betrieben wird und in der Steigung zurück rollt, nämlich dann, wenn auf einer Trittplatte des Müllsammelfahrzeugs eine Person steht. In diesem Fall kann dann eine Gefährdung der auf der Trittplatte stehenden Person beim Zurückrollen des Müllsammelfahrzeugs in einer Steigung wie z.B. bei einem Anfahrvorgang des Müllsammelfahrzeugs in der Steigung, in welcher dasselbe gegebenenfalls zurück rollen kann, vermieden werden.
Insbesondere kann bei einem Betrieb des Kraftfahrzeugs in einer Steigung, also beim Anfahren in einer Steigung, vorgesehen sein, die Betriebsbremse 6 durch die Steuerungseinrichtung 5 nur dann zu aktivieren, wenn eine fahrerseitige Betätigung des Fahrpedals 7 vorliegt. In diesem Fall kann dann ein Zurückrollen des Kraftfahrzeugs bei unbetätigtem Fahrpedal 7 zugelassen werden. Ebenso ist es möglich, in diesem Fall die Aktivierung der Betriebsbremse 6 nur für eine definierte Zeit zuzulassen, um anschließend ein Losrollen des Kraftfahrzeugs ohne Bremseingriff durch die Betriebsbremse 6 zu ermöglichen.
Dann, wenn ein Anfahrvorgang ohne fahrerseitige Betätigung des Fahrpedals 7 vorliegt, wird auch von einem Kriechen des Kraftfahrzeugs gesprochen. Auch beim Kriechen kann die Steuerungseinrichtung 5 die Betriebsbremse 6 automatisch aktivieren, nämlich insbesondere beim Kriechen in einer Steigung, wobei auf eine Steigung über Auswertung einer vom Neigungssensor 8 bereitgestellten Neigung des Kraftfahrzeugs erkannt wird.
Beim Kriechen in einer Steigung kann durch automatische Aktivierung der Betriebsbremse 6 ein Rollen des Kraftfahrzeugs in der Steigung mit einer maximalen Rollgeschwindigkeit gewährleistet werden, sowohl ein Rückwärtsrollen des Kraftfahrzeugs als auch ein Vorwärtsrollen desselben. Die Betätigung der Bremse erfolgt dabei beim Kriechen abgestimmt mit der Betätigung der Anfahrkupplung 4, wobei beim Schließen der Anfahrkupplung 4 die Betriebsbremse 6 von der Steuerungseinrichtung 5 deaktiviert wird.
Die Erfindung ist auch bei einem Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang gemäß 2 einsetzbar, wobei sich der Antriebsstrang der 2 vom Antriebsstrang der 1 dadurch unterscheidet, dass beim Antriebsstrang der 2 das Antriebsaggregat 1 als Hybridantrieb ausgebildet ist, der einen Verbrennungsmotor 9 und eine elektrische Maschine 10 umfasst. Bei einem solchen Hybridfahrzeug ermittelt die Steuerungseinrichtung 5 nicht nur die ohne Aktivierung der Betriebsbremse 6 bei einem Fahrtrichtungswechsel und/oder Anfahrvorgang und/oder Anhaltvorgang und/oder Rollvorgang an der Anfahrkupplung 4 anfallende Reibenergie sondern vielmehr zusätzlich automatisch die bei einem Fahrtrichtungswechsel und/oder Anfahrvorgang und/oder Anhaltvorgang und/oder Rollvorgang ohne Aktivierung der Betriebsbremse 6 im Generatorbetrieb an der elektrischen Maschine 10 anfallende generatorische Energie. Abhängig von der so ermittelten Reibenergie der Anfahrkupplung 4 sowie generatorischen Energie an der elektrischen Maschine 10 aktiviert die Steuerungseinrichtung 5 zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/oder des Anfahrvorgangs und/oder des Anhaltvorgangs und/oder des Rollvorgangs die Betriebsbremse 6 und/oder den Generatorbetrieb der elektrischen Maschine 10. So kann durch eine generatorisch betriebene elektrische Maschine 10 im Antriebsstrang ein Bremsmoment aufgebracht werden. Dieses Bremsmoment kann dann zum Laden eines nicht gezeigten, elektrischen Energiespeichers genutzt werden, wobei jedoch dann, wenn zu viel generatorische Energie bzw. Leistung im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine 10 anfällt, zur Vermeidung einer Beschädigung elektrischer bzw. elektronischer Baugruppen des Hybridfahrzeugs das generatorische Bremsmoment bzw. die generatorische Bremsenergie durch die elektrische Maschine 10 begrenzt werden muss, nämlich durch automatische Aktivierung der Betriebsbremse 6 über die Steuerungseinrichtung 5.
Im Zusammenhang mit einem Anfahrvorgang eines Kraftfahrzeugs kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung 5 immer nach einem Start des Antriebsaggregats 1 die Betriebsbremse 6 für eine definierte Zeitdauer automatisch aktiviert, um nach einem Motorstart ein unerwünschtes Anfahren des Kraftfahrzeugs zu vermeiden und so das Kraftfahrzeug für eine definierte Zeitdauer im Stillstand zu sichern.
Ebenso ist es möglich beim Abstellen eines Kraftfahrzeugs in Folge eines Anhaltvorgangs nach Ausschalten des Antriebsaggregats 1 die Betriebsbremse 6 automatisch zu aktivieren, um ein abgestelltes Kraftfahrzeug im Stillstand automatisch zu halten.
Bei Kraftfahrzeugen mit sogenannten stationären, also nur im Stillstand des Kraftfahrzeugs betriebenen Nebenabtrieben, kann die Betriebsbremse 6 bei aktivem Nebenabtrieb ebenfalls automatisch aktiviert werden, um das Kraftfahrzeug im Stillstand automatisch zu halten bzw. zu sichern.
Insbesondere bei Nutzfahrzeugen, die nur mit einer steuerungsseitig implementierten Maximalgeschwindigkeit von z. B. 90 km/h fahren dürfen, kann die Steuerungseinrichtung 5 dann, wenn dieselben in einem Gefälle mit Getriebe in Neutral rollen, zur Einhaltung der Maximalgeschwindigkeit die Betriebsbremse 6 im Sinne der Erfindung automatisch aktiviert werden.
Auch kann die erfindungsgemäße Losung beim Anfahren und/oder Anhalten und/oder Rollen in einer Staufahrt insbesondere in einem Gefälle genutzt werden.
Beim Anhalten eines Kraftfahrzeugs kann die erfindungsgemäße Lösung in Verbindung mit einer Hillholderfunktion genutzt werden. Nach Erreichen des Stillstands bei einem Anhaltevorgang wird die Betriebsbremse 6 vorzugsweise deaktiviert, um dann nachfolgend ein Rollen des Kraftfahrzeugs zuzulassen.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsaggregat
2: Abtrieb
3: Getriebe
4: Anfahrkupplung
5: Steuerungseinrichtung
6: Betriebsbremse
7: Fahrpedal
8: Neigungssensor
9: Verbrennungsmotor
10: elektrische Maschine

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1926592 A1 [0002]
WO 02/094602 A1 [0003]
EP 0822129 B1 [0004]

Claims

Steuerungseinrichtung (5) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Steuerungseinrichtung bei einem Fahrtrichtungswechsel aus einer Fahrt heraus und/ oder bei einem Anfahrvorgang und/ oder bei einem Anhaltvorgang und/ oder bei einem Rollvorgang zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder des Anfahrvorgangs und/oder des Anhaltvorgangs und/ oder des Rollvorgangs über die Bereitstellung eines entsprechenden Steuersignals automatisch eine Betriebsbremse (6) aktiviert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (5) automatisch die bei einem Fahrtrichtungswechsel und/ oder Anfahrvorgang und/ oder Anhaltvorgang und/ oder Rollvorgang ohne Aktivierung der Betriebsbremse (6) an einer Anfahrkupplung (4) anfallende Reibenergie ermittelt, und dass die Steuerungseinrichtung zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder des Anfahrvorgangs und/ oder des Anhaltvorgangs und/ oder des Rollvorgangs die Betriebsbremse (6) nur dann automatisch aktiviert, wenn die ermittelte Reibenergie größer als ein Grenzwert ist.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert in der Steuerungseinrichtung (5) statisch hinterlegt ist.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe den Grenzwert dynamisch ermittelt.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe zur Unterstützung eines Fahrtrichtungswechsels die Betriebsbremse (6) nur dann automatisch aktiviert, wenn bei Anforderung des Fahrtrichtungswechsels die Fahrtgeschwindigkeit größer als ein unterer Grenzwert und kleiner als ein oberer Grenzwert ist.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe zur Unterstützung eines Fahrtrichtungswechsels ein Getriebe (3) des Kraftfahrzeugs zunächst automatisch in Neutral überführt, und dass dieselbe die Betriebsbremse (6) erst anschließend bei in Neutral befindlichem Getriebe (3) automatisch aktiviert.
Steuerungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe bei in Neutral befindlichem Getriebe (5) zusätzlich eine Getriebebremse automatisch aktiviert.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe zur Unterstützung eines Anfahrvorgangs aus einer zur einer gewünschten Anfahrrichtung entgegen gesetzten Rollrichtung heraus die Betriebsbremse (6) nur dann automatisch aktiviert, wenn eine Neigung des Kraftfahrzeugs größer als ein Grenzwert ist und/ oder wenn im Getriebe (3) ein Anfahrgang eingelegt ist.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe zur Unterstützung eines Anfahrvorgangs aus einer zur einer gewünschten Anfahrrichtung entgegen gesetzten Rollrichtung heraus die Betriebsbremse (6) nur dann automatisch aktiviert, wenn beim Rollen in der zur gewünschten Anfahrrichtung entgegen gesetzten Rollrichtung eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs größer als ein Grenzwert und/ oder wenn eine Rollstrecke des Kraftfahrzeugs größer als ein Grenzwert ist.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe als Getriebesteuerungseinrichtung eines automatisierten Schaltgetriebes mit einer reibschlüssigen Anfahrkupplung ausgebildet ist.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe bei einem Kraftfahrzeug mit einem einen Verbrennungsmotor (9) und eine elektrische Maschine (10) aufweisenden Hybridantrieb zusätzlich automatisch die ohne Aktivierung der Betriebsbremse (6) im Generatorbetrieb an der elektrischen Maschine (10) anfallende Energie ermittelt, und dass die Steuerungseinrichtung abhängig hiervon zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder des Anfahrvorgangs und/ oder des Anhaltvorgangs und/oder des Rollvorgangs die Betriebsbremse (6) und/ oder den Generatorbetrieb der elektrischen Maschine (10) automatisch aktiviert.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe eine Bremsintensität der Betriebsbremse (6) abhängig der eine Fahrzeugmasse und/ oder abhängig von einer Neigung und/oder abhängig von einer bei Anforderung eines Fahrtrichtungswechsels vorliegenden Fahrtgeschwindigkeit und/oder abhängig von einer Fahrpedalbetätigung bestimmt.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe eine Bremsintensität zur Aktivierung der Betriebsbremse (6) derart bestimmt, dass eine Verzögerung des Bremseingriffs und eine nachfolgende Beschleunigung des Kraftfahrzeugs betragsmäßig in etwa gleich groß sind.
Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe dann, wenn eine Geschwindigkeit des das Kraftfahrzeugs durch den Aktivierung der Betriebsbremse (6) kleiner als ein Grenzwert wird, die Betriebsbremse (6) automatisch deaktiviert.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsaggregat, einem Getriebe und einer Anfahrkupplung, wobei bei einem Fahrtrichtungswechsel aus einer Fahrt heraus und/ oder bei einem Anfahr- und/oder bei einem Anhalt- und/ oder bei einem Rollvorgang zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder des Anfahr- und/ oder des Anhalt- und/ oder des Rollvorgangs automatisch eine Betriebsbremse aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass automatisch die bei einem Fahrtrichtungswechsel und/ oder bei einem Anfahr- und/ oder bei einem Anhalt- und/ oder bei einem Rollvorgang ohne Aktivierung der Betriebsbremse an der Anfahrkupplung anfallende Reibenergie ermittelt wird, und dass zur Unterstützung des Fahrtrichtungswechsels und/ oder des Anfahr- und/ oder des Anhalt- und/ oder des Rollvorgangs die Betriebsbremse nur dann automatisch aktiviert wird, wenn ermittelte Reibenergie größer als ein Grenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Merkmale nach einem der Ansprüche 1 bis 13.