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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Aus der
DE 10 2008 029 453 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem zwischen den Verbrennungsmotor und einen Abtrieb geschalteten Getriebe bekannt. Aus diesem Stand der Technik ist es bekannt, während der Fahrt des Kraftfahrzeugs abhängig von definierten Betriebsbedingungen den Verbrennungsmotor vom Abtrieb zu trennen, um so das Kraftfahrzeug in einem Segelmodus zu betreiben. Hierzu kann mindestens ein getriebeinternes oder getriebeexternes Schaltelement oder Anfahrelement geöffnet werden, sodass der Verbrennungsmotor vom Abtrieb abgekoppelt wird. Nach der
DE 10 2008 029 453 A1 wird zur Aktivierung des Segelmodus eine für einen Fahrer haptisch spürbare Zwischenstellungen eines Fahrpedals und/oder eines Bremspedals genutzt. Weiterhin ist es aus der
DE 10 2008 029 453 A1 bekannt, dass aus einem Fahrerassistenzsystem wie z. B. einem Geschwindigkeitsreglersystem oder Abstandsreglersystem heraus der Segelmodus aktiviert werden kann.
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Ein weiteres Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, nämlich zur Aktivierung eines Segelmodus aus einer Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung des Kraftfahrzeugs heraus, ist aus der
DE 10 2004 017 115 A1 bekannt. Hierbei ist bereits bekannt, dass sich die Fahrgeschwindigkeit bei aktivierter Fahrgeschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung in einem Bereich um eine fahrerseitig vorgegebene Sollgeschwindigkeit bewegen kann.
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Aus der
DE 10 2011 005 320 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welchem ein Segelmodus dann aktiviert wird, wenn während der Fahrt des Kraftfahrzeugs mit an den Abtrieb angekoppelten Verbrennungsmotor einerseits ein Fahrerwunschmoment oder ein Fahrmoment für eine definierte Zeit in einem definierten Bereich liegt und wenn weiterhin die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung oder aktuelle Fahrzeugverzögerung des Kraftfahrzeugs in einem definierten Bereich liegt.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird der Segelmodus bei aktiver Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung nur dann aktiviert, wenn ein zulässiger Geschwindigkeitsbereich für den Segelmodus definiert wurde. Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, dass aus einer vom Fahrer aktivierten Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung heraus der Segelmodus nur dann aktiviert werden kann, wenn zuvor fahrerseitig und/oder fahrzeugseitig ein von der eingestellten Sollgeschwindigkeit ausgehender zulässiger Geschwindigkeitsbereich für den Segelmodus definiert wurde. Hiermit kann dann ein Segelmodus besonders vorteilhaft genutzt werden und eine fahrerseitige Akzeptanz für einen Segelmodus erhöht werden.
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Vorzugsweise ist der Segelmodus nur dann aktivierbar, wenn einerseits fahrerseitig eine Sollgeschwindigkeit für die Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung und andererseits eine zulässige Geschwindigkeitsobergrenze und eine zulässige Geschwindigkeitsuntergrenze für den Segelmodus definiert wurde. Alternativ hierzu oder hierzu zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die zulässige Geschwindigkeitsobergrenze und die zulässige Geschwindigkeitsuntergrenze für den Segelbetrieb fahrzeugseitig, also vom Fahrzeughersteller, fest vordefiniert sind. Dann, wenn bei aktivem Segelmodus die eingestellte Geschwindigkeitsobergrenze überschritten wird, wird der Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors an den Abtrieb beendet und der Verbrennungsmotor wird nachfolgend generatorisch betrieben. Dann, wenn bei aktivem Segelmodus die eingestellte Geschwindigkeitsuntergrenze unterschritten wird, wird der Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors an den Abtrieb beendet und der Verbrennungsmotor wird nachfolgend motorisch wird.
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Demnach muss nicht nur die Sollgeschwindigkeit für die Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung vom Fahrer definiert werden. Vielmehr muss auch eine zulässige Geschwindigkeitsobergrenze und eine zulässige Geschwindigkeitsuntergrenze, innerhalb dessen der Segelbetrieb möglich ist, zuvor vom Fahrer definiert worden sein oder alternativ oder auch zusätzlich fahrzeugseitig fest vordefiniert sein. Nur dann kann bei aktivierter Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung im Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs der Segelmodus steuerungsseitig automatisch aktiviert werden. Hierbei ist es möglich, die Geschwindigkeitsobergrenze und die Geschwindigkeitsuntergrenze individuell vorzugeben oder die Geschwindigkeitsobergrenze und die Geschwindigkeitsuntergrenze gemeinsam durch eine betragsmäßige Differenz zur Sollgeschwindigkeit festzulegen.
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Nach einer Weiterbildung wird bei aktivem Segelmodus der Abstand zu einem hinterher fahrenden Fahrzeug überwacht, wobei dann, wenn dieser Abstand zu gering wird, entweder die fahrerseitig definierte Geschwindigkeitsuntergrenze für den Segelmodus automatisch angehoben oder der Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors an den Abtrieb beendet und der Verbrennungsmotor nachfolgend motorisch wird. Vorzugsweise wird hierbei die Geschwindigkeitsuntergrenze für den Segelmodus maximal bis auf den Wert der Sollgeschwindigkeit angehoben. Nach einer weiteren Weiterbildung wird bei aktivem Segelmodus der Abstand zu einem voraus fahrenden Fahrzeug überwacht, wobei dann, wenn dieser Abstand zu gering wird, entweder die fahrerseitig definierte Geschwindigkeitsobergrenze für den Segelmodus automatisch abgesenkt oder der Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors an den Abtrieb beendet und der Verbrennungsmotor nachfolgend generatorisch wird. Vorzugsweise wird hierbei die Geschwindigkeitsobergrenze für den Segelmodus maximal bis auf den Wert der Sollgeschwindigkeit abgesenkt. Dies erlaubt eine besonders vorteilhafte Nutzung des Segelmodus. Mit beiden erfindungsgemäßen Weiterbildungen kann der Segelmodus besonders vorteilhaft mit einer Abstandsregelung kombiniert werden.
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Vorzugsweise werden bei aktivem Segelmodus Topographiedaten einer vor dem Kraftfahrzeug liegenden Fahrtstrecke derart berücksichtigt, dass dann, wenn die Geschwindigkeitsuntergrenze unterschritten wird, jedoch unmittelbar vor dem Kraftfahrzeug eine Gefällestrecke liegt, deren Gefälle zum Halten der Fahrgeschwindigkeit im zulässigen Geschwindigkeitsbereich geeignet ist, das Beenden des Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors an den Abtrieb unterdrückt wird. Die Nutzung der Topografiedaten im Segelmodus ist ebenfalls für eine effektive Nutzung des Segelmodus von Vorteil.
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Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in Anspruch 10 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen 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:
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1 ein Schema eines ersten Kraftfahrzeugs, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs einsetzbar ist;
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2 ein Schema eines zweiten Kraftfahrzeugs, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs einsetzbar ist.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und kann insbesondere bei den in 1 und 2 schematisiert dargestellten Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen. 1 und 2 zeigen jeweils Antriebsstrangschemata von Kraftfahrzeugen, die einen Verbrennungsmotor 1 und ein zwischen den Verbrennungsmotor 1 und einen Abtrieb 2 geschaltetes Getriebe 3 umfassen. Bei dem Getriebe 3 handelt es sich in 1 und 2 jeweils um automatische oder automatisierte Schaltgetriebe mit mehreren Schaltelementen 4, die als Kupplungen und/oder Bremsen beliebiger Bauart ausgeführt sein können. Beim Getriebe 3 kann es sich auch um ein Handschaltgetriebe mit automatischem Kupplungssteller handeln.
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Dann, wenn es sich beim Kraftfahrzeug um ein Hybridfahrzeug handelt, umfasst das Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs zusätzlich zum Verbrennungsmotor 1 mindestens eine elektrische Maschine.
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Gemäß 1 und 2 wird der Betrieb des automatischen bzw. automatisieren Getriebes 3 von einer Getriebesteuerungseinrichtung 5 gesteuert und/oder geregelt. Der Betrieb des Verbrennungsmotors 1 wird von einer Motorsteuerungseinrichtung 6 gesteuert und/oder geregelt.
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Die Getriebesteuerungseinrichtung 5 tauscht mit dem Getriebe 3 und der Motorsteuerungseinrichtung 6 mit dem Verbrennungsmotor 1 im Sinne der gestrichelten Pfeile Daten aus. Ebenso tauschen die Getriebesteuerungseinrichtung 5 und die Motorsteuerungseinrichtung 6 untereinander Daten aus.
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Beim Antriebsstrang der 1 dient eines der getriebeinternen Schaltelemente 4 als Anfahrelement. Beim Antriebsstrang der 2 ist ein separates, getriebeexternes Anfahrelement 7 vorhanden.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeugs im Segelmodus, wobei im Segelmodus der Verbrennungsmotor 1 vom Abtrieb 2 abgekoppelt ist. Beim Kraftfahrzeug der 1 kann dies dadurch erfolgen, dass eines der getriebeinternen Schaltelemente 4 geöffnet ist und den Kraftfluss bzw. Momentfluss vom Verbrennungsmotor 1 zum Abtrieb 2 hin unterbricht. Beim Kraftfahrzeug der 2 kann hierzu das getriebeexterne Anfahrelement 7 geöffnet sein.
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Bereits an dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass im Segelmodus, also dann, wenn der Verbrennungsmotor 1 vom Abtrieb 2 abgekoppelt ist, der Verbrennungsmotor 1 in einer Leerlaufdrehzahl, insbesondere in einer definiert abgesenkten Leerlaufdrehzahl, betrieben werden kann, dass gegebenenfalls Zylinder des laufenden Verbrennungsmotors 1 abgeschaltet werden können oder dass alternativ im Segelmodus der Verbrennungsmotor 1 auch komplett stillgesetzt werden kann. Im Segelmodus kann demnach der Verbrennungsmotor 1 vollständig laufen, über eine Zylinderabschaltung teilweise stillgesetzt oder vollständig stillgesetzt sein.
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Das Kraftfahrzeug kann durch fahrerseitige Aktivierung in einer Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung mit an den Abtrieb 2 angekoppeltem Verbrennungsmotor 1 betrieben werden. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Segelmodus bei einer aktiven Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung nur dann steuerungsseitig automatisch aktivierbar ist, wenn zuvor fahrerseitig ein zulässiger Geschwindigkeitsbereich für den Segelmodus definiert wurde. Der Segelmodus kann demnach aus einer Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung heraus nur dann aktiviert werden, wenn einerseits fahrerseitig eine Sollgeschwindigkeit für die Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung und andererseits eine zulässige Geschwindigkeitsobergrenze und eine zulässige Geschwindigkeitsuntergrenze für den Segelmodus definiert wurde.
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Hierbei kann vorgesehen sein, die Geschwindigkeitsobergrenze und die Geschwindigkeitsuntergrenze individuell zu definieren, sodass dieselben demnach betragsmäßig unterschiedliche Abweichungen zur Sollgeschwindigkeit aufweisen. Ferner können Geschwindigkeitsobergrenze und Geschwindigkeitsuntergrenze gemeinsam definiert werden, nämlich durch Vorgabe einer betragsmäßig identischen Abweichung zur Sollgeschwindigkeit.
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Alternativ oder zusätzlich zur fahrerseitigen Vorgabe des zulässigen Geschwindingkeitsbereichs, innerhalb dessen der Segelbetrieb zulässig ist, kann auch vorgesehen sein, dass fahrzeugseitig – also seitens des Fahrzeugherstellers – Defaultwerte für den Geschwindigkeitsbereich, d. h. für die zulässige Geschwindigkeitsobergrenze und für die zulässige Geschwindigkeitsuntergrenze eingestellt bzw. vordefiniert sind, innerhalb derer der Segelmodus bei aktivierter Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung zulässig ist bzw. aktiviert werden kann. Ein typischer Wert für eine solche defaultmäßige Voreinstellung ist ein Geschwindigkeitsbereich von plus 5 km/h/minus 10 km/h ausgehend von der aktuell vom Fahrer eingestellten Sollgeschwindigkeit.
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Die steuerungsseitig automatische Aktivierung des Segelmodus bei aktivierter Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung und bei an den Abtrieb 2 angekoppeltem Verbrennungsmotor 1 kann dann erfolgen, wenn einerseits der zulässige Geschwindigkeitsbereich für den Segelmodus fahrerseitig und/oder fahrzeugseitig aktiviert wurde, und wenn andererseits bei aktiver Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung der Verbrennungsmotor 1 im Schubbetrieb betrieben wird.
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Ist der Segelmodus aktiv und wird die Geschwindigkeitsobergrenze überschritten, so wird der Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors 1 an den Abtrieb 2 beendet und nachfolgend der Verbrennungsmotor 1 generatorisch im Schub betrieben, um das Kraftfahrzeug abzubremsen und die Geschwindigkeit desselben unter die Geschwindigkeitsobergrenze zu drücken. Nachfolgend kann dann der Segelmodus wieder aktiviert werden.
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Dann, wenn bei aktivem Segelmodus die Geschwindigkeitsuntergrenze unterschritten wird, wird der Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors 1 an den Abtrieb ebenfalls beendet und nachfolgend der Verbrennungsmotor motorisch betrieben, um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs über die Geschwindigkeitsuntergrenze anzuheben. Befindet sich nachfolgend das Kraftfahrzeug wieder im zulässigen Geschwindigkeitsbereich und tritt ein Schubbetrieb am Verbrennungsmotor 1 auf, so kann nachfolgend wieder in den Segelmodus automatisch gewechselt werden.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem aktiven Segelmodus zum Beispiel durch eine in ein Fahrzeugheck integrierte Kamera ein Abstand zu einem hinterher fahrenden Fahrzeug überwacht wird. Dann, wenn dieser Abstand des Kraftfahrzeugs zum hinterherfahrenden Fahrzeug zu gering wird, wird die fahrerseitig definierte Geschwindigkeitsuntergrenze des zulässigen Geschwindigkeitsbereichs für den Segelmodus automatisch angehoben oder der Segelmodus wird durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors 1 an den Abtrieb beendet und der Verbrennungsmotor 1 nachfolgend motorisch betrieben.
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Vorzugsweise werden diese Maßnahmen ineinanderfolgenden Stufen ergriffen.
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Dann, wenn der Abstand zum hinterher fahrenden Fahrzeug kleiner als ein erster Grenzwert wird, wird zunächst die Fahrgeschwindigkeitsuntergrenze für den Segelmodus automatisch angehoben, wobei dann, wenn nachfolgend der Abstand zum hinterher fahrenden Fahrzeug eine zweite Grenze unterschreitet, der Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors an den Abtrieb beendet wird.
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Das Anheben der Geschwindigkeitsuntergrenze für den Segelmodus erfolgt dabei maximal auf den Wert der Sollgeschwindigkeit.
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Darüber hinaus wird vorzugsweise bei aktivem Segelmodus über eine Fahrzeugfrontkamera ein Abstand zu einem vor dem Kraftfahrzeug voraus fahrenden Fahrzeug überwacht. Dann, wenn dieser Abstand zum voraus fahrenden Fahrzeug zu gering wird, wird die fahrerseitig definierte Geschwindigkeitsobergrenze für den Segelmodus automatisch abgesenkt oder der Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors an den Abtrieb beendet und er Verbrennungsmotor 1 nachfolgend generatorisch betrieben.
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Diese Maßnahmen werden wiederum vorzugsweise in zwei aufeinanderfolgenden Schritten ergriffen.
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Dann, wenn der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug kleiner als ein erster Grenzwert wird, wird zunächst die fahrerseitig definierte Geschwindigkeitsobergrenze automatisch abgesenkt, wobei dann, wenn sich dieser Abstand nachfolgend weiter verringert und kleiner als ein zweiter Grenzwert wird, der Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors beendet wird, um dann nachfolgend den Verbrennungsmotor 1 generatorisch zu betreiben.
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Hierbei wird die Geschwindigkeitsobergrenze für den Segelmodus maximal bis auf den Wert der Sollgeschwindigkeit abgesenkt.
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Mit diesen Weiterbildungen kann der Segelmodus optimal in eine Abstandsregelung für ein Kraftfahrzeug eingebunden werden. Wird ein Abstand zu einem hinterher fahrenden Fahrzeug oder zu einem voraus fahrenden Fahrzeug zu gering, so wird zunächst entweder die Geschwindigkeitsuntergrenze oder die Geschwindigkeitsobergrenze angepasst, und zwar abhängig davon, ob entweder der Abstand zu einem hinterher fahrenden Fahrzeug oder zu einem voraus fahrenden Fahrzeug zu gering wird.
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Kann durch diese Maßnahme der Absenkung der Geschwindigkeitsobergrenze oder der Anhebung der Geschwindigkeitsuntergrenze der Abstand nicht geeignet korrigiert werden, so wird nachfolgend der Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors beendet.
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Vorzugsweise werden bei aktivem Segelmodus auch Topografiedaten einer vor dem Kraftfahrzeug liegenden Fahrtstrecke berücksichtigt. Dies erfolgt vorzugsweise derart, dass dann, wenn bei aktivem Segelmodus die fahrerseitig definierte Geschwindigkeitsuntergrenze unterschritten wird, jedoch unmittelbar vor dem Kraftfahrzeug eine Gefällestrecke liegt, deren Gefälle zum der Fahrgeschwindigkeit im zulässigen Geschwindigkeitsbereich geeignet ist, das Beenden des Segelmodus durch Ankoppeln des Verbrennungsmotors an den Abtrieb 2 unterdrückt wird. Ist also absehbar, dass durch ein vor dem Kraftfahrzeug liegendes Gefälle das Kraftfahrzeug im fahrerseitig definierten Geschwindigkeitsbereich gehalten werden kann, so ist es möglich, trotz Verletzung des fahrerseitig definierten Geschwindigkeitsbereichs ein Beenden des Segelmodus zu unterdrücken.
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Dann, wenn ein Segelmodus beendet wird und der angekoppelte Verbrennungsmotor 1 generatorisch betrieben wird, kann der generatorische Betrieb genutzt werden, um über eine Lichtmaschine eine Batterie des Kraftfahrzeugs zu laden. Bei einem Hybridfahrzeug kann ein elektrischer Energiespeicher durch generatorischen Betrieb einer elektrischen Maschine aufgeladen werden.
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Dann, wenn bei Beendigung des Segelmodus nachfolgend der Verbrennungsmotor 1 wieder an den Abtrieb angekoppelt wird, wird vorzugsweise im Getriebe 3 ein zur Fahrgeschwindigkeit passender Gang eingelegt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dieser Steuerungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um die Getriebesteuerungseinrichtung 5. Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung umfasst Mittel zur Durchführung des Verfahrens, wobei es sich bei diesen Mitteln insbesondere um Datenschnittstellen, um einen Prozessor und um einen Speicher handelt.
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Über Datenschnittstellen können mit Sensoren und/oder anderen Steuerungseinrichtungen Daten ausgetauscht werden, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens von Bedeutung sind. Hierzu zählen u. a. die fahrerseitig bereitgestellten Daten über die Sollgeschwindigkeit für eine Geschwindigkeitsregelung und der fahrerseitig definierte zulässige Geschwindigkeitsbereich für den Segelmodus um die Sollgeschwindigkeit herum. Der Prozessor dient der Verarbeitung der bereitgestellten Daten und der Ermittlung, ob in einen Segelmodus gewechselt wird, ob bei aktivem Segel- modus im Segelmodus verblieben wird, oder ob der Segelmodus beendet wird. Der Speicher dient der Speicherung entsprechender Daten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsaggregat/Verbrennungsmotor
- 2
- Abtrieb
- 3
- Getriebe
- 4
- Schaltelement
- 5
- Getriebesteuerungseinrichtung
- 6
- Motorsteuerungseinrichtung
- 7
- Anfahrelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008029453 A1 [0002, 0002, 0002]
- DE 102004017115 A1 [0003]
- DE 102011005320 A1 [0004]
