DE102013225434A1

DE102013225434A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102013225434A1
Application number: DE102013225434.2A
Authority: DE
Inventors: Bjoern Kupka
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-06-11

Abstract

Verfahren zum Freigeben oder Sperren eines Segelbetriebs eines Kraftfahrzeugs mit Motor (100) und beispielsweise einer von einem Aktuator (200) aktuierbaren Kupplung (210), mit der eine mechanische Kopplung zwischen Verbrennungsmotor (100) und einem Rad (400) des Kraftfahrzeugs getrennt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Segelbetrieb dann gesperrt wird, wenn erkannt wird, dass der Motor (100) als Motorbremse benutzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebs eines Kraftfahrzeugs. In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung ein Computerprogramm zur Durchführung dieses Verfahrens, ein elektronisches Speichermedium und ein Steuergerät, sowie Programmcode mit Anweisungen zur Erzeugung des Computerprogramms.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2011 083 573 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, das im Segelbetrieb betrieben werden kann. Beim Segelbetrieb, der auch als freewheeling, high speed free rolling oder coasting bezeichnet wird, wird ein Triebstrang eines Kraftfahrzeugs geöffnet, wodurch der Verbrennungsmotor und das Getriebe voneinander entkoppelt werden. Durch das fehlende Schleppmoment des Verbrennungsmotors rollt das Kraftfahrzeug antriebslos deutlich weiter aus, als bei einem Schubabschalten im höchsten Gang. Um Kraftstoff zu sparen, kann der Verbrennungsmotor im Leerlauf betrieben werden, so dass als Fahrzustand ein Leerlauf-Segeln vorliegt. In letzter Konsequenz kann der Verbrennungsmotor ausgeschaltet werden. In diesem Fall ist als Fahrzustand ein Motorstopp-Segeln vorgesehen.
Offenbarung der Erfindung
Es ist allerdings möglich, dass das Aktivieren des Segelbetriebs unerwünscht ist. Beispielsweise ist es möglich dass das Kraftfahrzeug (insbesondere bergab) bewusst mit einem geschlossenen Antriebsstrang unter Ausnutzung des Schleppmoments des Motors betrieben wird. Dieses Betreiben des Kraftfahrzeugs mit geschlossenem Antriebsstrang, bei dem der Motor ein bremsendes Drehmoment aufprägt, wird nachfolgend „Motorbremse“ genannt. Dass es sich bei dem Motor um einen Verbrennungsmotor handelt, ist hierbei nicht zwingend erforderlich, solange durch den Motor bei geschlossenem Antriebsstrang ein bremsendes Drehmoment aufgeprägt wird, durch das die Rotationsbewegung von Rädern des Kraftfahrzeugs gebremst wird.
Gemäß eines ersten Aspekts betrifft die Erfindung ein zum Freigeben oder Sperren des Segelbetriebs des Kraftfahrzeugs mit Motor und beispielsweise einer von einem Aktuator aktuierbaren Kupplung, mit der eine mechanische Kopplung zwischen Verbrennungsmotor und einem Rad des Kraftfahrzeugs getrennt werden kann, wobei der Segelbetrieb dann gesperrt wird, wenn erkannt wird, dass der Motor als Motorbremse benutzt wird.
Hierbei kann es bedeuten, dass bei „freigegebenem Segelbetriebs“ (ggf. bei Vorliegen weiterer Bedingungen) in den Segelbetrieb gewechselt werden kann, während bei „gesperrtem Segelbetriebs“ auch dann, wenn Bedingungen erfüllt sind, unter denen bei „freigegebenem Segelbetriebs“ in den Segelmodus der Segelbetrieb aktiviert würde Dies bewirkt, dass dann, wenn der Motor als Motorbremse benutzt wird, nicht in den Segelbetrieb gewechselt wird. Somit kann verhindert werden, dass es zu einem unerwünschten Beschleunigen des Kraftfahrzeugs durch das Einleiten des Segelbetriebs kommt. Hierdurch wird der Komfort für den Fahrer erhöht, der nun nicht durch aktives Bremsen die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs reduzieren muss, die Bremsen werden geschont, und es wird die Gefahr von Auffahrunfällen reduziert.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung erfolgt die Erkennung, ob der Motor als Motorbremse benutzt wird, abhängig von einem Gangwechsel des Getriebes. Diesem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Fahrer durch den Gangwechsel bei Nutzung der Motorbremse aktiv die Fahrtgeschwindigkeit reguliert. Ein Aktivieren des Segelbetriebs würde nun dem vom Fahrer erwarteten Verhalten des Kraftfahrzeugs entgegenwirken. Daher hat diese mögliche Weiterbildung den Effekt, dass sie eine besonders einfache Erkennung der Fahrerabsicht ermöglicht.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung wird nur dann darauf erkannt wird, dass der Motor als Motorbremse benutzt wird, wenn erkannt wird, dass der Gangwechsel in einen niedrigeren Gang des Getriebes erfolgt. Solche ein Wechsel in einen niedrigeren Gang bedeutet, dass der Fahrer aktiv die Bremswirkung der Motorbremse erhöht. Ein Einleiten des Segelbetriebs würde nun besonders im Widerspruch zu der so erkannten Fahrerabsicht stehen. Diese mögliche Weiterbildung hat somit den Vorteil, dass das Betreiben des Kraftfahrzeugs im Segelbetrieb – und damit eine mögliche Verbrauchsersparnis – nicht sehr eingeschränkt wird, und gleichzeitig in den sicherheits- bzw. komfortkritischsten Situationen der Segelbetrieb unterdrückt wird, d.h. Sicherheit und Komfort werden erhöht, ohne den Verbrauch des Kraftfahrzeugs wesentlich zu erhöhen.
Gemäß einer weiteren möglichen Weiterbildung erfolgt die Erkennung, ob der Motor als Motorbremse benutzt wird, abhängig von einem Verlauf einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Hierdurch kann noch zuverlässiger erkannt werden, ob der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Motorbremse gezielt zur Geschwindigkeitsregulierung einsetzt.
Diese mögliche Weiterbildung kann insbesondere dadurch erfolgen, dass nur dann darauf erkannt wird, dass der Motor als Motorbremse benutzt wird, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls in einem vorgebbaren Geschwindigkeitsintervall und/oder ob eine Schwankung der Geschwindigkeit innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls unter einem vorgebbaren Schwankungsschwellwert liegt. Hiermit kann die Erkennung, ob der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Motorbremse gezielt zur Geschwindigkeitsregulierung einsetzt noch zuverlässiger erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn das vorgebbare Zeitintervall unmittelbar vor einem Schaltzeitpunkt liegt, zu dem der Gangwechsel erfolgt. Das Geschwindigkeitsintervall kann hierbei beispielsweise abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs am Schaltzeitpunkt gewählt werden.
Gemäß eines weiteren weiterbildenden Aspekts wird der Segelbetrieb dann freigegeben, wenn erkannt wird, dass ein Fahrregler, insbesondere ein Fahrpedal, aktuiert wird. Dies ermöglicht auf besonders einfache Weise eine Erkennung, dass der Fahrer die Bremswirkung der Motorbremse nicht mehr gezielt wünscht.
Ergänzend oder alternativ hierzu kann der Segelbetrieb dann freigegeben werden wenn erkannt wird, dass ein Kupplungsregler, insbesondere ein Kupplungspedal aktuiert wird, d.h. die Freigabe erfolgt dann, wenn erkannt wird, dass der Fahrer den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs öffnet bzw. öffnen will. Auch dies ermöglicht auf besonders einfache Weise eine Erkennung, dass der Fahrer die Bremswirkung der Motorbremse nicht mehr gezielt wünscht.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird der Segelbetrieb dann eingeleitet, wenn der Segelbetrieb freigegeben ist, und wenn erkannt wird, dass weder Fahrregler noch Kupplungsregler aktuiert sind. Hiermit kann auf besonders einfache und für den Fahrer transparente Weise der Segelbetrieb genutzt werden.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, dass ausgebildet ist, alle Schritte eines der beschriebenen Verfahren auszuführen.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein elektronisches Speichermedium, auf dem dieses Computerprogramm nach gespeichert ist.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Steuergerät, das ein solches elektronisches Speichermedium aufweist.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät ablauffähigen Computerprogramms, insbesondere Sourcecode mit Compilier- und/oder Verlinkungsanweisungen, wobei der Programmcode das Computerprogramm zur Ausführung aller Schritte eines der beschriebenen Verfahren ergibt, wenn er gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt werden, also insbesondere compiliert und/oder verlinkt werden. Dieser Programmcode kann insbesondere durch Quellcode gegeben sein, welche beispielsweise von einem Server im Internet herunterladbar sind.
Die Figuren zeigen besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigen:
1 schematisch einen Aufbau des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs;
2 einen Verlauf charakteristischer Größen beim Freigeben bzw. Sperren des Segelbetriebs;
3 einen Ablauf eines Verfahrens zum Freigeben bzw. Sperren des Segelbetriebs;
4 einen Ablauf eines Verfahrens zum Einleiten des Segelbetriebs.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt schematisch einen möglichen Aufbau des Antriebs des Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor 100. Der Verbrennungsmotor 100 ist über eine Kupplung 210 und ein Getriebe 300 mit einem Rad 400 verbunden. Die Kupplung 210 ist von einem Aktuator 200 aktuierbar, d.h. kann von diesem geöffnet bzw. geschlossen werden.
Der Verbrennungsmotor 100 kann von einem Motorsteuergerät 10 angesteuert werden, und kann diesem von Sensoren ermittelte Signale übermitteln. Der Aktuator 200 kann von einem Kupplungssteuergerät 20 angesteuert werden, und kann diesem Signale von Sensoren, beispielsweise über einen Öffnungsgrad des Aktuators 200, übermitteln. Das Getriebe 300 kann von einem Getriebesteuergerät 30 angesteuert werden, und kann diesem Signale von Sensoren, übermitteln, beispielsweise über einen aktuell eingelegten Gang.
Die Position des Fahrpedals 500 kann an Motorsteuergerät 10 und/oder Kupplungssteuergerät 20 übermittelt werden. Die Position eines Kupplungspedals 510 kann dem Kupplungssteuergerät 20 übermittelt werden.
Motorsteuergerät 10, Kupplungssteuergerät 20 und Getriebesteuergerät 30 können untereinander Informationen über ihren aktuellen Zustand austauschen.
Motorsteuergerät 10, Kupplungssteuergerät 20 und Getriebesteuergerät 30 müssen nicht als getrennte Steuergeräte realisiert sein. Es ist auch möglich, dass einige oder alle von ihnen in einem Steuergerät integriert sind, beispielsweise Motorsteuergerät 10 und Kupplungssteuergerät 20 in einem ersten Steuergerät und Getriebesteuergerät 30 in einem zweiten, physikalisch getrennten Steuergerät.
2a) zeigt schematisch einen Verlauf der Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs über der Zeit t. 2b) zeigt parallel einen Verlauf eines Segelfreigabeflags SFF über der Zeit t. Das Segelfreigabeflag SFF ist im Ausführungsbeispiel ein binäres Signal, mit einem ersten Wert W1, der bedeutet, dass der Segelbetrieb freigegeben ist, und einem zweiten Wert W2, der bedeutet, dass der Segelbetrieb gesperrt ist.
Zu einem Schaltzeitpunkt t_schalt erkennt das Getriebesteuergerät 30, dass das Getriebe 300 in einen niedrigeren Gang gewechselt ist. Das Motorsteuergerät 10 erkennt, dass die Geschwindigkeit im Zeitintervall T, welches unmittelbar vor dem Schaltzeitpunkt t_schalt liegt, innerhalb des vorgebbaren Geschwindigkeitsintervalls (angedeutet durch gestrichelte Linien) lag. Das Segelfreigabeflag SFF wird auf den zweiten Wert W2 gesetzt, und Segeln ist gesperrt.
Zu einem zweiten Zeitpunkt t2 erkennt das Motorsteuergerät oder das Kupplungssteuergerät 10, dass das Fahrpedal 500 oder das Kupplungspedal 510 aktuiert wurde. Das Segelfreigabeflag SFF wird auf den ersten Wert W1 gesetzt, und Segeln ist wieder freigegeben.
3 zeigt beispielhaft einen möglichen Ablauf des Verfahrens gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung, das mit Schritt 1000 beginnt. In Schritt 1010 wird überprüft, ob das Segelfreigabeflag SFF den ersten Wert W1 annimmt. Ist dies der Fall, folgt Schritt 1020, andernfalls Schritt 1050.
In Schritt 1020 wird überprüft, ob erkannt wurde, dass das Getriebe 1020 in einen niedrigeren Gang gewechselt hat. Ist dies der Fall, folgt Schritt 1030, andernfalls endet das Verfahren in Schritt 1500. Schritt 1020 ist optional. Es kann auch unmittelbar von Schritt 1010 zu Schritt 1030 (anstelle zu Schritt 1020) verzweigt werden. In Schritt 1030 wird überprüft, ob die Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs in einem vorgebbaren Geschwindigkeitsintervall liegt, und/oder ob die Schwankung der Geschwindigkeit v, beispielsweise eine Standardabweichung oder eine Differenz zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert, unter einem vorgebbaren Schankungsschwellwert liegt. Der Schankungsschwellwert wird hierbei beispielsweise so gewählt, dass er einer typischen maximalen Schwankung der Geschwindigkeit v bei aktivierter Motorbremse entspricht.
Wird die Abfrage in Schritt 1030 bejaht, folgt Schritt 1040, in dem das Segelfreigabeflag SFF auf den zweiten Wert W2 gesetzt wird. Andernfalls endet das Verfahren in Schritt 1500. Auch im Anschluss an Schritt 1040 endet das Verfahren in Schritt 1500.
In Schritt 1050 wird überprüft, ob das Gaspedal 500 und/oder das Kupplungspedal 1500 aktiviert wurde. Ist dies der Fall, folgt Schritt 1060, in dem das Segelfreigabeflag SFF auf den ersten Wert W1 gesetzt wird. Andernfalls endet das Verfahren in Schritt 1500. Auch im Anschluss an Schritt 1060 endet das Verfahren in Schritt 1500.
4 zeigt beispielhaft den Ablauf eines Verfahrens gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung. Es beginnt in Schritt 1100. Im folgenden Schritt 1110 wird überprüft, ob Bedingungen zum Aktivieren des Segelbetriebs vorliegen, beispielsweise, ob weder Fahrpedal 500 noch Kupplungspedal 510 aktuiert sind. Ist dies der Fall, folgt Schritt 1120, andernfalls endet das Verfahren in Schritt 1500.
In Schritt 1120 wird überprüft, ob das Segelfreigabeflag den ersten Wert W1 annimmt, d.h. ob der Segelbetrieb freigegeben ist. Ist dies der Fall, folgt Schritt 1130, in dem der Segelbetrieb eingeleitet wird, d.h. die Kupplung 210 wird geöffnet (beispielsweise durch den Aktuator 200), und optional wird der Verbrennungsmotor 100 abgeschaltet, und das Verfahren endet mit Schritt 1500. Andernfalls endet das Verfahren nach Schritt 1120 unmittelbar mit Schritt 1500.
Es versteht sich für den Fachmann, dass die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem der Steuergeräte 10, 20, 30 erfolgen kann, oder auch verteilt über mehrere der Steuergeräte. Es versteht sich ferner, dass das Verfahren in Software implementiert sein kann, oder als Hardware, oder als eine Mischung der beiden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011083573 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Freigeben oder Sperren eines Segelbetriebs eines Kraftfahrzeugs mit Motor (100) und beispielsweise einer von einem Aktuator (200) aktuierbaren Kupplung (210), mit der eine mechanische Kopplung zwischen Verbrennungsmotor (100) und einem Rad (400) des Kraftfahrzeugs getrennt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Segelbetrieb dann gesperrt wird, wenn erkannt wird, dass der Motor (100) als Motorbremse benutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Erkennung, ob der Motor (100) als Motorbremse benutzt wird, abhängig von einem Gangwechsel eines Getriebes (300) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei nur dann darauf erkannt wird, dass der Motor (100) als Motorbremse benutzt wird, wenn erkannt wird, dass der Gangwechsel in einen niedrigeren Gang des Getriebes (300) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Erkennung, ob der Motor (100) als Motorbremse benutzt wird, abhängig von einem Verlauf einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei nur dann darauf erkannt wird, dass der Motor (100) als Motorbremse benutzt wird, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls (T) in einem vorgebbaren Geschwindigkeitsintervall liegt und/oder ob eine Schwankung der Geschwindigkeit innerhalb des vorgebbaren Zeitintervalls unter einem vorgebbaren Schwankungsschwellwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 2 und 3, wobei das vorgebbare Zeitintervall (T) unmittelbar vor einem Schaltzeitpunkt (t_schalt) liegt, zu dem der Gangwechsel erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Segelbetrieb dann freigegeben wird, wenn erkannt wird, dass ein Fahrregler (500), insbesondere ein Fahrpedal (500) aktuiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Segelbetrieb dann freigegeben wird, wenn erkannt wird, dass ein Kupplungsregler (510), insbesondere ein Kupplungspedal (510) aktuiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Segelbetrieb dann eingeleitet wird, wenn der Segelbetrieb freigegeben ist, und wenn erkannt wird, dass weder Fahrregler (500) noch Kupplungsregler (510) aktuiert sind.
Computerprogramm, dass ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.
Steuergerät (10, 20, 30), das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät (10, 20, 30) ablauffähigen Computerprogramms, wobei der Programmcode das Computerprogramm nach Anspruch 10 ergibt, wenn sie gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt werden.