DE102015006281B4

DE102015006281B4 - Verfahren zur Steuerung eines Freilaufs eines motorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015006281B4
Application number: DE102015006281.6A
Authority: DE
Inventors: Daniel Lepczyk; Edwin Blatter; Reimund Limbacher
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2035-05-16
Also published as: DE102015006281A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Freilaufs eines motorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs,
mit einem Antriebsmotor und einem Antriebsstrang mit aktivierbarer Freilauffunktion, wobei die Aktivierung und Deaktivierung der Freilauffunktion mittels eines Fahrpedals durchführbar ist, wobei einer vorbestimmten Fahrpedalstellung eines aktiven Fahrpedals ein Freilaufaktivierungspunkt als Druckpunkt für eine haptische Rückmeldung an den Fahrer zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass nur bei langsamer Rücknahme des Fahrpedals bei einem Unterschreiten des Druckpunkts, entsprechend einem ermittelten kleinen Fahrpedalgradienten am Druckpunkt, die Freilauffunktion aktiviert wird, dass bei einem Festhalten der Fahrpedalstellung am Druckpunkt während einer vorbestimmten Zeit die aktivierte Freilauffunktion „festgesetzt“ wird, so dass das Fahrpedal in seine Nulllage zurückgenommen werden kann, und
dass bei einer Bremspedalbetätigung oder wenn das Fahrpedal über den Druckpunkt hinaus betätigt und dieser überdrückt wird, die Freilauffunktion wieder deaktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Freilaufs eines motorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein allgemein bekanntes gattungsgemäßes Kraftfahrzeug weist einen Antriebsmotor und einen Antriebsstrang mit aktivierbarer Freilauffunktion auf, wobei die Aktivierung und Deaktivierung der Freilauffunktion mittels eines Fahrpedals durchführbar ist.
In einer konkreten Ausführungsform ist es bekannt ( DE 10 2011 088 312 A1 ) einem Fahrpedal eines Elektrofahrzeugs einen Fahrpedalweg mit einem Beschleunigungsbereich, einem Verzögerungsbereich und einer dazwischenliegenden Neutralstellung zuzuordnen. Das Fahrpedal kann hier als aktives Fahrpedal ausgeführt sein, das heißt es kann aufgrund von Steuerbefehlen der Steuerung den Fahrer abhängig vom Fahrzustand bzw. Fahrzeugzustand eine haptische Rückmeldung beim Überschreiten der Neutralstellung geben. Zudem kann dem Fahrpedal unterhalb der Neutralstellung eine Freilaufstellung zugeordnet sein. In dieser Freilaufstellung wird der Antriebsstrang mittels einer steuerbaren Kupplung geöffnet, wenn sich das Fahrpedal für einen vordefinierten Zeitraum in der Freilaufstellung befindet. Im Verzögerungsbereich des Fahrpedals wird eine Verzögerung durch Rekuperation durchgeführt, wobei die Größe der Verzögerung durch die Größe des Pedalwegs unterhalb der Neutralstellung bestimmt wird. Die Bremsverzögerung durch Rekuperation wird dem Fahrer wiederum durch eine Anzeigeeinrichtung angezeigt. Diese Steuerung eines Elektrofahrzeugs mit einem Fahrpedal ist relativ komplex und erfordert vom Fahrer zum Auffinden der unterschiedlichen Fahrpedalbereiche eine hohe Konzentration, wobei insbesondere der Freilaufbereich als Ruhebereich ausgelegt sein kann, in dem der Fahrer die Pedalstellung im zugeordneten Winkelbereich festzuhalten hat.
Bei einer weiter bekannten Steuervorrichtung für eine Freilauffunktion ( DE 10 2007 035 426 A1 ) wird ein möglicher Freilaufzustand als „Segelzustand“ angezeigt und gegebenenfalls automatisch dadurch geschaltet, dass die dazu aktuelle Fahrpedalstellung rückstellkraftfrei festgesetzt wird. Eine Überdrückung dieses Fahrpedalzustands für eine weitere Beschleunigung ist für den Fahrer einfach durchführbar. Eine Rücknahme der Fahrpedalstellung aus der festgesetzten „Segelpedalstellung“ insbesondere in die Null-Fahrpedalstellung ist jedoch nur durch eine Pedalwippe und eine Betätigung mit der Ferse möglich. Dies ist ergonomisch ungünstig und ungewohnt und entspricht nicht der üblichen Fahrpedalbetätigung mit einer durchgehenden Rückstellkraft bis zur Null-Fahrpedalstellung, so dass hier von nicht separat geschulten Fahrern Fehlbedingungen möglich sind.
Weiter wird bei einem bekannten Verfahren zur Leistungssteuerung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs ( EP 2 632 758 B1 ) ein Hauptfahrpedal und ein Hilfsfahrpedal verwendet, die zur Erzeugung und Auffindung eines Druckpunkts hintereinander geschaltet sind, bei dem der Verbrennungsmotor in einen ständig geschlossenen Antriebsstrang weder ein Antriebsmoment noch ein Bremsmoment einleitet. Die hier erforderliche Ausbildung des Fahrpedals ist aufwendig und die Betätigung durch einen Fahrer ist ungewohnt und komplex.
Die weitere DE 10 2009 054 872 A1 offenbart einen Antriebsstrang mit einem, einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine aufweisenden Hybridantrieb, bei dem eine Freilauffunktion mittels eines Fahrpedals aktiviert und deaktiviert werden kann. Zudem weist das Fahrpedal hier auch einen Druckpunkt als haptische Rückmeldung auf, wenn sich das Fahrpedal an einem Freilaufaktivierungspunkt befindet.
Zusammenfassend ist somit festzustellen, dass nach dem Stand der Technik nachteilig bei einem Wechsel der Betriebsart in eine Freilauffunktion und gegebenenfalls zu deren Aufrechterhaltung der Fahrer das Fahrpedal meist ohne haptische Rückmeldung in einem gewissen Winkelbereich halten muss, was bei einer längeren Freilaufdauer unangenehm und unbequem ist. Andererseits ist eine geschwindigkeitsabhängige Verzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeit mittels des Fahrpedals nachteilig intransparent, schwer einschätzbar und somit für den Fahrer nur begrenzt intuitiv nutzbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung eines Freilaufs eines motorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs so weiterzubilden, dass bei einfacher Ausgestaltung eine einfache und bequeme Betätigung für einen Fahrer möglich ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß Patentanspruch 1 wird ein Verfahren zur Steuerung eines Freilaufs eines motorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, mit einem Antriebsmotor und einem Antriebsstrang mit aktivierbarer Freilauffunktion, wobei die Aktivierung und Deaktivierung der Freilauffunktion mittels eines Fahrpedals durchführbar ist, wobei einer vorbestimmten Fahrpedalstellung eines aktiven Fahrpedals ein Freilaufaktivierungspunkt als Druckpunkt für eine haptische Rückmeldung an den Fahrer zugeordnet ist.
Erfindungsgemäß wird nur bei langsamer Rücknahme des Fahrpedals bei einem Unterschreiten des Druckpunkts, entsprechend einem ermittelten kleinen Fahrpedalgradienten am Druckpunkt, die Freilauffunktion aktiviert.
Bei einem Festhalten der Fahrpedalstellung am festgelegten Druckpunkt während einer vorbestimmten Zeit wird die aktivierte Freilauffunktion „festgesetzt“, so dass das Fahrpedal in seine Nulllage zurückgenommen werden kann, und bei einer Bremspedalbetätigung oder wenn das Fahrpedal über den Druckpunkt hinaus betätigt und dieser überdrückt wird, wird die Freilauffunktion wieder deaktiviert.
Die Aktivierung der Freilauffunktion bei der Rücknahme des Fahrpedals über einen kleinen Fahrpedalgradienten an einem Druckpunkt des Fahrpedals ist einfach und für einen Fahrer logisch und ohne spezielle Einweisung nachvollziehbar. Ebenso ist die „Festsetzung“ der Freilauffunktion durch ein Halten des Druckpunkts während einer vorbestimmten Zeit einfach und verständlich mit dem Vorteil, dass anschließend der Pedalfuß vom Fahrpedal genommen werden kann.
Auch die Deaktivierung der Freilauffunktion wird erfindungsgemäß einfach und mit einem gewohnten Bewegungsablauf dadurch erreicht, dass ein Bremspedal betätigt wird oder wenn das Fahrpedal über den festgelegten Druckpunkt hinaus betätigt und dieser überdrückt wird. Zudem wird dann der festgelegte und gespeicherte Druckpunkt aufgehoben, bis gegebenenfalls erneut die Freilauffunktion mit einem anderen festzulegenden Druckpunkt wieder aktiviert wird.
Zur Realisierung der Erfindung wird auch hier bei dem verwendeten aktiven Fahrpedal mittels Sensoren die Fahrpedalstellung und die Pedalgeschwindigkeit ermittelt und durch eine Mess- und Steuerelektronik ausgewertet, mit der auch der Druckpunkt festgelegt und die Freilauffunktion festgesetzt wird.
Vorteilhaft wird auch das „Festsetzen“ der Freilauffunktion nach einem Festhalten des Fahrpedals am festgelegten Druckpunkt während einer bestimmten Zeit, dem Fahrer angezeigt. Besonders eignet sich dazu eine haptische Rückmeldung, beispielsweise ein Klopfsignal.
In einer besonders bevorzugten weiteren Ausgestaltung des vorstehenden Verfahrens wird bei einer vergleichsweise schnellen Rücknahme des Fahrpedals entsprechend einem größeren, vorbestimmten Fahrpedalgradienten eine Verzögerung für das Fahrzeug zugeschaltet.
Diese zugeschaltete Verzögerung soll bei einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine unter Einbeziehung der Bremsanlage größer als die Verzögerung nur durch den Schleppbetrieb der Brennkraftmaschine sein. Durch eine solche „stärkere“ Verzögerung kann dem Fahrer ein sportlicheres Empfinden vermittelt werden.
Andererseits soll die zugeschaltete Verzögerung bei einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug über Rekuperation umgesetzt werden, sodass möglichst viel Rekuperations-Potential „eingesammelt“ wird zur Steigerung der Effizienz und Reichweite.
Die Verzögerungsintensität kann dabei vorteilhaft in vorgegebenen Grenzen individuell vom Fahrer einstellbar sein und/oder abhängig von Fahrzeugparametern und Fahrparametern selbsttätig gesteuert werden. Insbesondere kann dazu eine Steuerung geschwindigkeitsabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder von der Pedalbetätigungsgeschwindigkeit mittels eines Fahrprogramms/Fahrzeugmenüs gesteuert werden.
Durch die vorstehende Möglichkeit einer individuellen Steuerung der Verzögerung des Fahrzeugs durch den Fahrer mittels des Fahrpedals ist sowohl ein einfacher und bequemer als auch dynamischer Fahrbetrieb möglich.
Die erfindungsgemäße Freilaufsteuerung soll zudem insgesamt individuell durch den Fahrer und/oder gegebenenfalls fahrparameterabhängig abschaltbar und zuschaltbar sein. Eine vom Fahrer eingeschaltete Freilaufsteuerung könnte zum Beispiel in sicherheitskritischen Gefahrensituationen, zum Beispiel bei erkannter Glatteisgefahr, sehr hoher Kurvengeschwindigkeit, etc. fahrparameterabhängig abschaltbar ausgerüstet werden.
Die einzige Figur zeigt in einem Ablaufdiagramm die einzelnen Verfahrensschritte der erfindungsgemäßen Freilaufsteuerung:
Im Statusrechteck 1 ist festgestellt, dass die Freilaufsteuerung aktiviert ist mit einem Freilaufaktivierungspunkt als Druckpunkt (DP) des Fahrpedals (FP). In der anschließenden Entscheidungsraute 2 wird festgestellt, ob der Fahrer das Fahrpedal langsam, das heißt mit einem kleinen vorbestimmten oder kleineren Fahrpedalgradienten am Druckpunkt zurücknimmt.
Ist dies der Fall, wird die Freilauffunktion aktiviert, wie dies im Statusrechteck 3 angegeben ist.
In der anschließenden Entscheidungsraute 4 wird überprüft, ob dieser Druckpunkt über eine vorbestimmte Zeit mit dem Fahrpedal gehalten wird.
Wenn nicht, wird die Freilauffunktion gemäß Statusrechteck 5 wieder ausgeschaltet und der festgelegte Druckpunkt aufgehoben.
Wird der Druckpunkt jedoch mit dem Fahrpedal gehalten, wird gemäß Statusrechteck 6 die Freilauffunktion auch bei einer Rücknahme des Fahrpedals „festgesetzt“. Zudem wird diese „Festsetzung“ dem Fahrer haptisch, beispielsweise durch ein Klopfsignal angezeigt.
Bei einer festgesetzten Freilauffunktion wird in der Entscheidungsraute 7 geprüft, ob das Bremspedal betätigt worden ist. Zudem wird in der Entscheidungsraute 8 geprüft, ob das Fahrpedal über den festgelegten Druckpunkt hinaus betätigt worden ist. Falls dies bei beiden Möglichkeiten nicht vorliegt, bleibt die Freilauffunktion „festgesetzt“. Ist eine der beiden Möglichkeiten mit „Ja“ erfüllt, wird gemäß Statusrechteck 5 die Freilauffunktion ausgeschaltet und der festgelegte Druckpunkt aufgehoben.
Wenn in der Entscheidungsraute 2 festgestellt wird, dass das Fahrpedal nicht langsam sondern mit einem vergleichsweise größeren Fahrpedalgradienten zurückgenommen wird, erfolgt beim Erreichen der Nulllage des Fahrpedals entsprechend dem Statusrechteck 9 die Zuschaltung einer Verzögerung, welche über die normale Verzögerung, wie sie sonst bei einer Rücknahme des Fahrpedals erfolgt, hinausgeht. Zudem wird im Statusrechteck angegeben, dass die Verzögerungsintensität einer solchen Verzögerung einstellbar, gegebenenfalls individuell oder fahrparameterabhängig, ausgeführt sein kann.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Freilaufs eines motorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, mit einem Antriebsmotor und einem Antriebsstrang mit aktivierbarer Freilauffunktion, wobei die Aktivierung und Deaktivierung der Freilauffunktion mittels eines Fahrpedals durchführbar ist, wobei einer vorbestimmten Fahrpedalstellung eines aktiven Fahrpedals ein Freilaufaktivierungspunkt als Druckpunkt für eine haptische Rückmeldung an den Fahrer zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass nur bei langsamer Rücknahme des Fahrpedals bei einem Unterschreiten des Druckpunkts, entsprechend einem ermittelten kleinen Fahrpedalgradienten am Druckpunkt, die Freilauffunktion aktiviert wird, dass bei einem Festhalten der Fahrpedalstellung am Druckpunkt während einer vorbestimmten Zeit die aktivierte Freilauffunktion „festgesetzt“ wird, so dass das Fahrpedal in seine Nulllage zurückgenommen werden kann, und dass bei einer Bremspedalbetätigung oder wenn das Fahrpedal über den Druckpunkt hinaus betätigt und dieser überdrückt wird, die Freilauffunktion wieder deaktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch das „Festsetzen“ der Freilauffunktion angezeigt wird, insbesondere durch eine haptische Rückmeldung mittels eines Klopfsignals.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vergleichsweisen schnellen Rücknahme des Fahrpedals entsprechend einem größeren, vorbestimmten Fahrpedalgradienten, eine Verzögerung bevorzugt in der Nullstellung des Fahrpedals zugeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeschaltete Verzögerung bei einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine unter Einbeziehung der Bremsanlage größer als die Verzögerung nur durch den Schleppbetrieb der Brennkraftmaschine ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeschaltete Verzögerung bei einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug über Rekuperation umgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsintensität in vorgegebenen Grenzen individuell einstellbar ist und/oder abhängig von Fahrzeugparametern und Fahrparametern, insbesondere geschwindigkeitsabhängig durch ein Fahrprogramm/Fahrzeugmenü gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufsteuerung insgesamt individuell und/oder fahrparameterabhängig abschaltbar und zuschaltbar ist.
Vorrichtung zur Durchführung eines der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, mit einem motorisch angetriebenen Kraftfahrzeug, das einen Antriebsmotor und einen Antriebsstrang mit aktivierbarer Freilauffunktion aufweist, wobei die Aktivierung und Deaktivierung der Freilauffunktion mittels eines Fahrpedals durchführbar ist, wobei einer vorbestimmten Fahrpedalstellung eines aktiven Fahrpedals ein Freilaufaktivierungspunkt als Druckpunkt für eine haptische Rückmeldung an den Fahrer zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass nur bei langsamer Rücknahme des Fahrpedals bei einem Unterschreiten des Druckpunkts, entsprechend einem ermittelten kleinen Fahrpedalgradienten am Druckpunkt, die Freilauffunktion aktivierbar ist, dass bei einem Festhalten der Fahrpedalstellung am Druckpunkt während einer vorbestimmten Zeit die aktivierte Freilauffunktion „festsetzbar“ ist, so dass das Fahrpedal in seine Nulllage zurücknehmbar ist, und dass bei einer Bremspedalbetätigung oder wenn das Fahrpedal über den Druckpunkt hinaus betätigt und dieser überdrückt wird, die Freilauffunktion wieder deaktivierbar ist.