DE102014225889A1

DE102014225889A1 - Situationsadaptive Drehzahlregelung

Info

Publication number: DE102014225889A1
Application number: DE102014225889.8A
Authority: DE
Inventors: Johann SCHWEIKL
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-06-16

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Anpassung einer Drehzahl einer Antriebswelle eines Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs und das Detektieren, dass eine Kupplung des Getriebes ausgekuppelt wird. Das Verfahren umfasst außerdem das Anpassen der Drehzahl der Antriebswelle während die Kupplung ausgekuppelt ist, in Abhängigkeit von den Umfelddaten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Anpassung der Drehzahl im Antriebsstrang eines Fahrzeugs.
Zur Erhöhung des Komforts von Schaltvorgängen bei einem Fahrzeug mit Handschaltung kann eine Aktive Drehzahlregelung (ADR) verwendet werden. Während eines Schaltvorgangs, bei dem ein Antriebsmotor des Fahrzeugs bei gedrückter (d. h. bei entkuppelter) Kupplung typischerweise mit Leerlaufdrehzahl dreht, wird im ADR-Betrieb der Antriebsmotor durch Kraftstoffeinspritzung auf die Anschlussdrehzahl des Zielgangs beschleunigt. Dadurch kann ein Ruck beim Einkuppeln des Antriebsmotors reduziert und der Schaltkomfort gesteigert werden.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, den Komfort und den Nutzen einer derartigen Drehzahlregelung weiter zu erhöhen und/oder einen durch die aktive Drehzahlregelung verursachten Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Anpassung einer Drehzahl einer Antriebswelle eines Fahrzeugs beschrieben. Das Fahrzeug kann insbesondere ein Straßenfahrzeug umfassen, z. B. einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Motorrad. Die Antriebswelle kann durch einen Antriebsmotor (z. B. durch einen Verbrennungsmotor) des Fahrzeugs angetrieben werden. Die Antriebswelle kann auch als Motorwelle oder Kurbelwelle bezeichnet werden. Die Antriebswelle kann über eine Kupplung eine Eingangswelle eines Getriebes des Fahrzeugs antreiben. Das Getriebe kann ein manuelles Schaltgetriebe umfassen. Durch das Getriebe kann die Drehzahl der Eingangswelle in eine Drehzahl einer Ausgangswelle des Getriebes umgesetzt werden. Die Ausgangswelle kann ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs antreiben.
Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs. Die Umfelddaten können ein oder mehrere umfassen von: Daten einer Kamera des Fahrzeugs, Daten eines Radarsensors des Fahrzeugs, Daten eines LIDAR(Light Detection and Ranging)-Sensors des Fahrzeugs, Daten eines Neigungssensors des Fahrzeugs, Digitale Karteninformationen bezüglich einer Umgebung des Fahrzeugs (z. B. aus einem Navigationssystem des Fahrzeugs), und/oder Daten eines Positionierungssensors (z. B. eines UPS Empfängers) des Fahrzeugs.
Die Umfelddaten können auch Daten von einem Backend-Server umfassen, die dem Fahrzeug bereitgestellt werden können (z. B. über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk). Dabei können Fahrzeuge Daten von Verzögerungsvorgängen an den Backend-Server übermitteln. Dadurch lassen sich z. B. Streckensegmente ermitteln, in denen häufig verzögert wird. Diese Information kann als Daten von dem Backend-Server bereitgestellt werden.
Desweiteren können Zustandsdaten bezüglich eines Zustands des Fahrzeugs ermittelt werden. Beispielhafte Zustandsdaten sind eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs sowie eine Antriebsleistung des Antriebsmotors.
Die Umfelddaten und/oder die Zustandsdaten können dazu verwendet werden, zu bestimmen, ob eine bestimmte Fahrsituation vorliegt. Insbesondere kann anhand der Umfelddaten und/oder der Zustandsdaten bestimmt werden, ob eine erste Fahrsituation vorliegt, bei der das Fahrzeug verzögert werden soll oder ob eine zweite Fahrsituation vorliegt, bei der ein Radmoment des Fahrzeugs erhöht werden soll.
Ggf. kann allein auf Basis der Zustandsdaten ermittelt werden, ob die erste Fahrsituation und/oder ob die zweite Fahrsituation vorliegt. Beispielsweise kann auf Basis der Fahrgeschwindigkeit eine Referenz-Antriebsleistung ermittelt werden, die das Fahrzeug für einer Fahrt auf einer ebenen Fahrbahn typischerweise benötigt. Die aktuelle Antriebsleistung kann dann mit der Referenz-Antriebsleistung verglichen werden, um zu ermitteln, ob die erste Fahrsituation oder ob die zweite Fahrsituation vorliegt. Insbesondere kann die Tatsache, dass die aktuelle Antriebsleistung höher als die Referenz-Antriebsleistung ist, ein Indiz für eine Berg-auf Fahrt sein (und somit ein Indiz für die zweite Fahrsituation sein). Andererseits kann die Tatsache, dass die aktuelle Antriebsleistung kleiner als die Referenz-Antriebsleistung ist, ein Indiz für eine Berg-ab Fahrt sein (und somit ein Indiz für die erste Fahrsituation).
Das Verfahren umfasst weiter das Detektieren, dass eine Kupplung des Fahrzeugs ausgekuppelt wird. Mit anderen Worten, es kann detektiert werden, dass die Antriebswelle von der Ausgangswelle des Getriebes (und typischerweise auch von der Eingangswelle des Getriebes) entkoppelt wird. Dies kann z. B. durch die Betätigung eines Kupplungspedals durch einen Nutzer des Fahrzeugs bewirkt werden. Bei ausgekuppelter Kupplung können sich typischerweise die Drehzahl der Antriebswelle und die Drehzahl der Ausgangswelle unabhängig voneinander entwickeln. Insbesondere kann sich die Drehzahl der Antriebswelle, wenn kein aktiver Eingriff erfolgt, auf eine Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs reduzieren, während die Kupplung ausgekuppelt ist. Andererseits kann durch einen aktiven Eingriff die Drehzahl der Antriebswelle angepasst werden, z. B. um ein ruckfreies Einkuppeln der Kupplung zu ermöglichen.
Das Verfahren umfasst weiter, in Abhängigkeit von den Umfelddaten (und ggf. in Abhängigkeit von den Zustandsdaten) und während die Kupplung ausgekuppelt ist, das Anpassen der Drehzahl der Antriebswelle. Insbesondere kann in Abhängigkeit von den Umfelddaten und/oder von den Zustandsdaten ein oder kein aktiver Eingriff in die Steuerung der Drehzahl der Antriebswelle, bei ausgekuppelter Kupplung, erfolgen. Beispielsweise kann die Drehzahl der Antriebswelle in Abhängigkeit von den Umfelddaten aktiv geregelt werden oder nicht, während die Kupplung ausgekuppelt ist.
Durch die Berücksichtigung von Umfelddaten und/oder Zustandsdaten bei der Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle kann ein Komfort einer aktiven Drehzahlanpassung erhöht und ein Energieverbrauch der aktiven Drehzahlanpassung reduziert werden. Insbesondere kann auf Basis der Umfelddaten und/oder Zustandsdaten ermittelt werden, ob eine Fahrsituation vorliegt, bei der eine aktive Drehzahlanpassung bzw. Drehzahlregelung erfolgen sollte, oder ob eine Fahrsituation vorliegt, bei der keine aktive Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle erfolgen sollte. Durch eine derartige Differenzierung der Aktivierung der aktiven Drehzahlanpassung kann der Komfort von Schaltvorgängen erhöht und gleichzeitig der Energieverbrauch reduziert werden.
Das Verfahren kann weiter umfassen, das Bestimmen einer Fahrsituation des Fahrzeugs auf Basis der Umfelddaten und/oder auf Basis der Zustandsdaten. Zur Ermittlung der Fahrsituation können auch noch weitere Informationen, wie z. B. ein Verhalten eines Fahrers des Fahrzeugs (z. B. das Setzen eines Blinkers, die Betätigung eines Gaspedals, die Betätigung eines Bremspedals, etc.) berücksichtigt werden. Desweiteren können Information bezüglich einer bevorstehenden Fahrstrecke des Fahrzeugs zur Ermittlung der Fahrsituation berücksichtigt werden (z. B. eine aktuell befahrene Straße und/oder eine geplante Route in einem Navigationssystem des Fahrzeugs). Die Drehzahl der Antriebswelle kann dann in Abhängigkeit von der Fahrsituation angepasst wird. Insbesondere kann in Abhängigkeit von der Fahrsituation bestimmt werden, ob ein oder ob kein aktiver Eingriff zur Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle erfolgt, z. B. ob eine aktive Drehzahlregelung aktiviert wird oder nicht.
Das Verfahren kann umfassen, das Detektieren, dass, während die Kupplung ausgekuppelt ist, ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes erhöht wird. Dabei zeigt das Übersetzungsverhältnis z. B. ein Verhältnis der Anzahl von Zahnrädern an der Ausgangswelle zu der Anzahl von Zahnrädern an der Eingangswelle des Getriebes an, und/oder ein Verhältnis eines Durchmessers einer Riemenscheibe an der Ausgangswelle zu dem Durchmesser der Riemenscheibe an der Eingangswelle an. Bei einem mehrstufigen Getriebe mit einer Vielzahl von Zahnrad/Riemenscheibenpaaren liegt für jedes Zahnrad/Riemenscheibenpaar ein Einzelübersetzungsverhältnis vor. Die Einzelübersetzungsverhältnisse der Vielzahl von Zahnrad/Riemenscheibenpaaren ergeben zusammen ein Gesamtübersetzungsverhältnis als Übersetzungsverhältnis des Getriebes. Eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses wird von einem Fahrer des Fahrzeugs typischerweise dazu verwendet, um eine Verzögerung des Fahrzeugs zu bewirken (z. B. vor einer Ampel) oder um eine Erhöhung eines Radmoments des Fahrzeugs (z. B. bei einer Steigung oder bei einem Überholmanöver) zu bewirken.
Das Verfahren kann umfassen, das Bestimmen, auf Basis der Umfelddaten und/oder auf Basis der Zustandsdaten, ob durch die Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses eine Verzögerung des Fahrzeugs oder eine Erhöhung eines Radmoments des Fahrzeugs bewirkt werden soll. Insbesondere kann auf Basis der Umfelddaten und/oder der Zustandsdaten, und ggf. auf Basis von weiteren Informationen ermittelt werden, ob eine Fahrsituation für eine Verzögerung des Fahrzeugs oder ob eine Fahrsituation für eine Erhöhung des Radmoments des Fahrzeugs vorliegt.
Wenn bestimmt wird, dass eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt werden soll, kann die Drehzahl der Antriebswelle nicht aktiv angepasst werden. Insbesondere kann in diesem Fall ein aktiver Eingriff in die Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle (z. B. eine aktive Regelung der Drehzahl) unterbunden werden. Andererseits kann, wenn bestimmt wird, dass eine Erhöhung des Radmoments des Fahrzeugs bewirkt werden soll, die Drehzahl der Antriebswelle erhöht werden. Insbesondere kann in diesem Fall eine aktive Drehzahlregelung verwendet werden, um die Drehzahl der Antriebswelle zu erhöhen. Ggf. kann in diesem Fall die Drehzahl der Antriebswelle derart erhöht werden, dass durch die erhöhte Drehzahl der Antriebswelle die gewünschte Erhöhung des Radmoments aktiv unterstützt wird. Beispielsweise kann zu diesem Zweck die Drehzahl der Antriebswelle über die Anschlussdrehzahl der Eingangswelle (nach Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses) hinaus erhöht werden.
Das Verfahren kann weiter umfassen, das Ermitteln der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes. Die Drehzahl der Antriebswelle kann dann in Abhängigkeit von der Drehzahl der Eingangswelle angepasst werden. Insbesondere kann, wenn bestimmt wird, dass eine Erhöhung des Radmoments des Fahrzeugs bewirkt werden soll, die Drehzahl der Antriebswelle derart erhöht werden, dass der Betrag einer relativen Differenz zwischen der Drehzahl der Eingangswelle nach Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses und der Drehzahl der Antriebswelle gleich wie oder kleiner als ein vordefinierter Differenz-Schwellenwert ist. Der Differenz-Schwellenwert kann z. B. bei 10% oder weniger liegen. Es kann so ein ruckfreies Schalten des Getriebes bewirkt werden.
Alternativ kann die Drehzahl der Antriebswelle derart erhöht werden, dass eine relative Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebswelle und der Drehzahl der Eingangswelle nach Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses größer als ein vordefinierter Differenz-Schwellenwert ist. Durch eine derartige Überhöhung der Drehzahl der Antriebswelle (relativ zu der Drehzahl der Eingangswelle nach Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses) kann die gewünschte Erhöhung des Radmoments aktiv unterstützt werden.
Das Verfahren kann weiter umfassen, das Ermitteln von Information bezüglich einer bevorstehenden Fahrstrecke des Fahrzeugs (z. B. auf Basis von Navigationsdaten). Die Drehzahl der Antriebswelle kann dann in Abhängigkeit von der Information bezüglich der bevorstehenden Fahrstrecke des Fahrzeugs angepasst werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein weiteres Verfahren zur Anpassung einer Drehzahl einer Antriebswelle eines Fahrzeugs beschrieben. Das weitere Verfahren kann ein oder mehrere der in diesem Dokument beschriebenen Merkmale umfassen. Insbesondere kann das Verfahren umfassen, das Detektieren, dass eine Kupplung ausgekuppelt wird. Außerdem kann detektiert werden, dass, während die Kupplung ausgekuppelt ist, ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes erhöht wird. Das Verfahren kann weiter umfassen, das Bestimmen, ob eine erste Fahrsituation vorliegt, bei der durch die Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses eine Verzögerung bewirkt werden soll, oder ob eine zweite Fahrsituation vorliegt, bei der durch die Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses eine Erhöhung eines Radmoments des Fahrzeugs bewirkt werden soll. Das Vorliegen der ersten Fahrsituation oder der zweiten Fahrsituation kann, wie in diesem Dokument beschrieben, auf Basis von Umfelddaten, auf Basis von Zustandsdaten und/oder auf Basis von weiteren Informationen ermittelt werden. Insbesondere können auf Basis von Umfelddaten, auf Basis von Zustandsdaten und/oder auf Basis von weiteren Informationen ein oder mehrere Indizien für das Vorliegen der ersten Fahrsituation oder der zweiten Fahrsituation ermittelt werden. Auf Basis der ein oder mehreren Indizien kann dann bestimmt werden, ob die erste Fahrsituation oder ob die zweite Fahrsituation vorliegt.
Außerdem kann das Verfahren umfassen, das Anpassen der Drehzahl der Antriebswelle während die Kupplung ausgekuppelt ist, in Abhängigkeit davon, ob bestimmt wurde, dass die erste Fahrsituation oder dass die zweite Fahrsituation vorliegt. Insbesondere kann eine aktive Drehzahlregelung der Antriebswelle deaktiviert werden, wenn bestimmt wird, dass die erste Fahrsituation vorliegt. Desweiteren kann eine aktive Drehzahlregelung der Antriebswelle durchgeführt werden, wenn bestimmt wird, dass die zweite Fahrsituation vorliegt. Dabei kann die aktive Drehzahlregelung ggf. eine überhöhte Drehzahl der Antriebswelle verwenden, um die zweite Fahrsituation aktiv zu unterstützen. In Summe kann so der Komfort eines Schaltvorgangs erhöht und der Energieverbrauch reduziert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit zur Steuerung eines Antriebsmotors eines Fahrzeugs beschrieben (z. B. ein Motorsteuergerät). Der Antriebsmotor treibt dabei eine Antriebswelle des Fahrzeugs an. Die Steuereinheit ist eingerichtet, Umfelddaten bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, zu detektieren, dass eine Kupplung des Fahrzeugs ausgekuppelt wird. Desweiteren ist die Steuereinheit eingerichtet, in Abhängigkeit von den Umfelddaten und während die Kupplung ausgekuppelt ist, den Antriebsmotor zu veranlassen, eine Drehzahl der Antriebswelle anzupassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs; und
2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Anpassung der Drehzahl einer Antriebswelle eines Fahrzeugs mit einem Schaltgetriebe.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Aufgabe, den Komfort einer aktiven Drehzahlregelung zu erhöhen und/oder einen durch die aktive Drehzahlregelung verursachten Energieverbrauch zu reduzieren. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein Blockdiagramm mit beispielhaften Komponenten eines Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 umfasst einen Antriebsmotor 104, der eingerichtet ist, eine Antriebswelle 107 anzutreiben. Die Antriebswelle 106 kann über eine Kupplung 111 mit einer Eingangswelle 105 eines Schaltgetriebes 102 des Fahrzeugs 100 gekoppelt sein. Die Eingangswelle 105 kann über das Schaltgetriebe 102 eine Ausgangswelle 106 antreiben. Über die Ausgangswelle 106 können ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs 100 angetrieben werden.
Das Schaltgetriebe 102 kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Gängen, d. h. eine Vielzahl von unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen zwischen einer ersten Drehzahl der Eingangswelle 105 und einer zweiten Drehzahl der Ausgangswelle 106, umfassen. Mit anderen Worten, durch das Schaltgetriebe 102 können unterschiedliche Verhältnisse zwischen der ersten Drehzahl der Eingangswelle 105 und der zweiten Drehzahl der Ausgangswelle 106 bewirkt werden.
Um einen Gang, d. h. ein Übersetzungsverhältnis, zu ändern, können mittels einer Kupplung 111 die Antriebswelle 107 und die Eingangswelle 105 voneinander entkoppelt werden. Bei betätigter, d. h. bei ausgekuppelter, Kupplung 111 kann dann ein neuer Gang innerhalb von dem Getriebe 102 eingestellt werden. Die Kupplung 111 kann nach Einstellen des neuen Ganges wieder eingekuppelt werden, um einen Kraftschluss zwischen der Antriebswelle 107 und der Ausgangswelle 106 zu bewirken.
Das Fahrzeug 100 kann eine Steuereinheit 101 umfassen, die eingerichtet ist, die Drehzahl der Antriebswelle 107 bei Veränderung des Übersetzungsverhältnisses anzupassen. Insbesondere kann bei einer Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses N = ^n₁/_n₂, wobei n₂ die Drehzahl der Ausgangswelle 106 (d. h. die zweite Drehzahl) ist und wobei n₁ die Drehzahl der Eingangswelle 105 (d. h. die erste Drehzahl) ist, die Drehzahl der Antriebswelle 107 angehoben werden, um die Drehzahl der Antriebswelle 107 an die erhöhte erste Drehzahl n₁ anzupassen, und um so einen Ruck beim Einkuppeln der Kupplung 111 zu vermeiden. Diese Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle 107 kann als aktive Drehzahlregelung bezeichnet werden.
In äquivalenter Weise zu dem o. g. Verhältnis der Drehzahlen zeigt das Übersetzungsverhältnis ein Verhältnis der Anzahl von Zahnrädern an der Ausgangswelle 106 zu der Anzahl von Zahnrädern an der Eingangswelle 105 des Getriebes 102 an, und/oder ein Verhältnis eines Durchmessers einer Riemenscheibe an der Ausgangswelle 106 zu dem Durchmesser der Riemenscheibe an der Eingangswelle 105 an. Für ein mehrstufiges Getriebe 102 ergeben die Einzelverhältnisse der Zahnräder/Riemenscheiben zusammen ein Gesamtübersetzungsverhältnis des Getriebes 102.
Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, zu ermitteln, dass die Kupplung 111 ausgekuppelt ist. Desweiteren kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, Getriebedaten 112 bezüglich des Zustands des Getriebes 102 zu ermitteln. Die Getriebedaten 112 können insbesondere ein erstes Übersetzungsverhältnis N₁ vor einem Schaltvorgang und ein zweites Übersetzungsverhältnis N₂ nach dem Schaltvorgang anzeigen. Die Steuereinheit 101 kann weiter eingerichtet sein, ein Steuersignal 113 für den Motor 104 zu generieren. Das Steuersignal 113 kann auf Basis der Getriebedaten 112 generiert werden. Durch das Steuersignal 113 kann der Motor 104 veranlasst werden, die Drehzahl der Antriebswelle 107 zu verändern. Insbesondere kann die Drehzahl der Antriebswelle 107 derart verändert werden, dass durch Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle 107 der Betrag einer Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebswelle 107 und der ersten Drehzahl n ^₁ nach dem Schaltvorgang reduziert wird (ggf. auf null reduziert wird). Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, auf Basis der Getriebedaten 112 ein Steuersignal 113 zu generieren, welches eine derartige Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle 107 bewirkt.
In bestimmten Fahrsituationen, z. B. beim Abbiegen oder beim Verzögern an einer roten Ampel, kann ein Einkuppelruck beim „Herunterschalten” gewünscht sein, um das Fahrzeug 100 ggf. ohne zusätzliches Bremsen auf eine Zielgeschwindigkeit zu verzögern. Insbesondere kann es gewünscht sein, durch das „Herunterschalten” eine möglichst hohe Verzögerung des Fahrzeugs 100 durch die Motorbremse zu bewirken, um im Anschluss weiter mit einer Reib-Bremse des Fahrzeugs 100 zu verzögern. Zudem ist speziell für Fälle, in denen das Fahrzeug 100 effizient verzögert werden soll, die zusätzliche Kraftstoffeinspritzung während des Schaltvorgangs (zur Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle 107) nachteilig und führt zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch.
Die Steuereinheit 101 kann daher weiter eingerichtet sein, eine aktuelle Fahrsituation zu bestimmen. Die aktuelle Fahrsituation kann auf Basis von Sensordaten 114 von ein oder mehreren Sensoren 103 des Fahrzeugs 100 bestimmt werden. Insbesondere können anhand der Sensordaten 114 ein oder mehrere Indizien für eine bestimmte Fahrsituation ermittelt werden. Auf Basis der ein oder mehreren Indizien kann dann das Vorliegen einer aktuellen Fahrsituation bestimmt werden. Die Steuereinheit 101 kann dann das Steuersignal 113 auf Basis der aktuellen Fahrsituation generieren. Insbesondere kann die Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle 107 in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation erfolgen.
Beispielsweise können anhand von im Fahrzeug 100 vorhandenen Sensoren 103, wie z. B. Radar, Kamera, Geschwindigkeitssensor oder Navigationssystemdaten, Informationen über die aktuelle Fahrsituation und über ein gewünschtes Fahrzeugverhalten gewonnen werden. So kann beispielsweise von einer Kamera erkannt werden, ob das Fahrzeug 100 auf eine rote Ampel oder auf ein stehendes Fahrzeug hin verzögert. Bei Vorliegen einer solchen aktuellen Fahrsituation kann die aktive Drehzahlregelung (ADR) deaktiviert werden, d. h. es kann eine aktive, automatische, Anpassung der Drehzahl der Antriebswelle 107 unterbunden werden. Insbesondere kann unterbunden werden, dass die Steuereinheit 101 die Drehzahl der Antriebswelle 107 ohne Einwirken eines Fahrers des Fahrzeugs 100 aktiv anpasst. Aus den Navigationsdaten und/oder aus dem Status von einem Blinker und/oder aus einer programmierten Zielführung können eine bevorstehende Abbiegesituation oder eine bevorstehende Kreuzung, ein bevorstehender Kreisverkehr, ein bevorstehender Bahnübergang, ein bevorstehendes Tempolimit, etc. erkannt werden. Auch bei Vorliegen einer solchen Fahrsituation kann die ADR Funktion deaktiviert werden.
Andererseits kann, z. B. auf Basis von Navigationsdaten, von Neigungssensorik und/oder auf Basis von einer motorinternen Bergerkennung, das Vorliegen einer Steigung erkannt werden. Bei Vorliegen einer solchen Fahrsituation kann davon ausgegangen werden, dass ein Rückschalten keine erhöhte Fahrzeugverzögerung sondern ein erhöhtes Drehmoment bzw. Radmoment bewirken soll. Die ADR Funktion kann in diesem Fall durch Vorhalten der Anschlussdrehzahl bei Rückschaltvorgängen die Fahrzeugverzögerung minimieren und somit den Schaltkomfort erhöhen.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Anpassung einer Drehzahl einer Antriebswelle 107 eines Fahrzeugs 100. Das Verfahren 200 umfasst das Ermitteln 201 von Umfelddaten 114 bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs 100 und/oder von Zustandsdaten bezüglich eines Zustands des Fahrzeugs 100. Desweiteren umfasst das Verfahren 200 das Detektieren 202, dass eine Kupplung 111 des Fahrzeugs 100 ausgekuppelt wird (z. B. durch einen Nutzer des Fahrzeugs 100). Außerdem umfasst das Verfahren 200, in Abhängigkeit von den Umfelddaten 114 und/oder den Zustandsdaten und während die Kupplung 111 ausgekuppelt ist, das Anpassen 203 der Drehzahl der Antriebswelle 107. Insbesondere kann in Abhängigkeit von den Umfelddaten 114 und/oder den Zustandsdaten eine oder keine Regelung der Drehzahl der Antriebswelle 107 bei ausgekuppelter Kupplung 111 durchgeführt werden. Beispielsweise kann in Abhängigkeit von den Umfelddaten 114 und/oder den Zustandsdaten eine oder keine aktive Drehzahlregelung (ADR) durchgeführt werden.
Die Einbeziehung von Umfeldinformationen und/oder Zustandsdaten beim Betrieb der ADR Funktion ermöglicht ein situativ korrektes Fahrzeugverhalten, wodurch ein Komfort und ein Nutzen der ADR Funktion erhöht werden. Desweiteren wird durch die Berücksichtigung von Umfeldinformationen/Zustandsinformationen der Energieverbrauch des Fahrzeugs 100 reduziert. Insbesondere kann in Fahrsituationen, in denen durch die Rückschaltung und die Erhöhung des Schubmoments eine Verzögerung erwünscht ist, auf eine Erhöhung der Drehzahl der Motors 104 (z. B. durch eine zusätzliche Kraftstoffeinspritzung) während des Schaltvorgangs verzichtet werden. Andererseits kann in Situationen, in denen die Rückschaltung der Erhöhung des verfügbaren Radmoments dient (beispielsweise an Steigungen), die ADR-Funktion den Schaltvorgang unterstützen. Durch Berücksichtigung der aktuellen Fahrsituation, welche anhand von Umfelddaten und/oder Zustandsdaten ermittelt werden kann, lässt sich somit der Energieverbrauch des Fahrzeugs 100 und insbesondere der Energieverbrauch der ADR Funktion reduzieren.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Verfahren (200) zur Anpassung einer Drehzahl einer Antriebswelle (107) eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (200) umfasst, – Ermitteln (201) von Umfelddaten (114) bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs (100); – Detektieren (202), dass eine Kupplung (111) des Fahrzeugs (100) ausgekuppelt wird; und – in Abhängigkeit von den Umfelddaten (114) und während die Kupplung (111) ausgekuppelt ist, Anpassen (203) der Drehzahl der Antriebswelle (107).
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, wobei die Drehzahl der Antriebswelle (107) in Abhängigkeit von den Umfelddaten (114) aktiv geregelt wird, während die Kupplung (111) ausgekuppelt ist.
Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umfelddaten (114) ein oder mehrere umfassen von, – Daten einer Kamera des Fahrzeugs (100); – Daten eines Radarsensors des Fahrzeugs (100); – Daten eines LIDAR-Sensors des Fahrzeugs (100); – Daten eines Neigungssensors des Fahrzeugs (100); – Digitale Karteninformationen bezüglich einer Umgebung des Fahrzeugs (100); – Daten eines Positionierungssensors des Fahrzeugs (100); und/oder – Daten von einem Backend-Server.
Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Verfahren (200) weiter umfasst, Bestimmen einer Fahrsituation des Fahrzeugs (100) auf Basis der Umfelddaten (114); und – die Drehzahl der Antriebswelle (107) in Abhängigkeit von der Fahrsituation angepasst wird.
Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Verfahren (200) umfasst, Detektieren, dass, während die Kupplung (111) ausgekuppelt ist, ein Übersetzungsverhältnis eines Getriebes (102) des Fahrzeugs (100) erhöht wird; – das Verfahren (200) umfasst, Bestimmen, auf Basis der Umfelddaten (114), ob durch die Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses eine Verzögerung des Fahrzeugs (100) oder eine Erhöhung eines Radmoments des Fahrzeugs (100) bewirkt werden soll; und – wenn bestimmt wird, dass eine Verzögerung des Fahrzeugs (100) bewirkt werden soll, die Drehzahl der Antriebswelle (107) nicht aktiv angepasst wird; und/oder – wenn bestimmt wird, dass eine Erhöhung des Radmoments des Fahrzeugs (100) bewirkt werden soll, die Drehzahl der Antriebswelle (107) erhöht wird.
Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Verfahren (200) umfasst, Ermitteln einer Drehzahl einer Eingangswelle (105) eines Getriebes (102) des Fahrzeugs (100); und – die Drehzahl der Antriebswelle (107) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Eingangswelle (105) angepasst wird.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 6 mit Rückbezug auf Anspruch 5, wobei wenn bestimmt wird, dass eine Erhöhung des Radmoments des Fahrzeugs (100) bewirkt werden soll, die Drehzahl der Antriebswelle (107) derart erhöht wird, dass eine relative Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebswelle (107) und der Drehzahl der Eingangswelle (106) nach Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses gleich wie oder kleiner als ein vordefinierter Differenz-Schwellenwert ist.
Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Verfahren (200) weiter umfasst, Ermitteln von Information bezüglich einer bevorstehenden Fahrstrecke des Fahrzeugs (100) und/oder von Zustandsdaten bezüglich eines Zustands des Fahrzeugs (100); und – die Drehzahl der Antriebswelle (107) in Abhängigkeit von der Information bezüglich der bevorstehenden Fahrstrecke des Fahrzeugs (100) und/oder in Abhängigkeit von den Zustandsdaten angepasst wird.
Verfahren zur Anpassung einer Drehzahl einer Antriebswelle (107) eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (200) umfasst, – Detektieren, dass eine Kupplung (111) des Fahrzeugs (100) ausgekuppelt wird; – Detektieren, dass bei ausgekuppelter Kupplung (111) ein Übersetzungsverhältnis eines Getriebes (102) erhöht wird; – Bestimmen, ob eine erste Fahrsituation vorliegt, bei der durch die Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses eine Verzögerung des Fahrzeugs (100) bewirkt werden soll, oder ob eine zweite Fahrsituation vorliegt, bei der durch die Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses eine Erhöhung eines Radmoments des Fahrzeugs (100) bewirkt werden soll; und – Anpassen der Drehzahl der Antriebswelle (107), in Abhängigkeit davon, ob bestimmt wird, dass die erste Fahrsituation oder die zweite Fahrsituation vorliegt, und während die Kupplung (111) ausgekuppelt ist.
Steuereinheit (101) zur Steuerung eines Antriebsmotors (104) eines Fahrzeugs (100), wobei der Antriebsmotor (104) über eine Antriebswelle (107) eine Eingangswelle (105) eines Getriebes (102) des Fahrzeugs (100) antreibt, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – Umfelddaten (114) bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs (100) zu ermitteln; – zu detektieren, dass eine Kupplung (111) des Getriebes (102) ausgekuppelt wird; und – in Abhängigkeit von den Umfelddaten (114) und während die Kupplung (111) ausgekuppelt ist, den Antriebsmotor (104) zu veranlassen, eine Drehzahl der Antriebswelle (107) anzupassen.