DE102015113458B4 - System und Verfahren für ein Getriebe mit elektronischer Bereichswahleinrichtung und präemptiver Leistungsverlust-Steuerlogik - Google Patents

Abstract

System (55) zur Verwendung in einem Fahrzeug (10), das ein Getriebe (14) aufweist, wobei das System (55) umfasst:einen Spannungssensor (SV);eine elektronische Bereichswahleinrichtung (35), die eine Mehrzahl von Tasten (37) aufweist, wobei die elektronische Bereichswahleinrichtung (35) ein elektronisches Bereichsanforderungssignal (21) in Ansprechen an ein Niederdrücken von einer der Mehrzahl von Tasten (37) sendet, um dadurch einen Betriebsbereich (P, R, N, D, L) des Getriebes (14) anzufordern; undeinen Controller (50) in Verbindung mit der elektronischen Bereichswahleinrichtung (35) und dem Spannungssensor (SV), wobei der Controller (50) programmiert ist, um:das elektronische Bereichsanforderungssignal (21) von der elektronischen Bereichswahleinrichtung (35) und eine gemessene Hilfsspannung (VA) von dem Spannungssensor (SV) zu empfangen;zu ermitteln, ob eine Lichtmaschine (30) in einem Ladezustand (CCA) ist;zu ermitteln, ob die gemessene Hilfsspannung (VA) niedriger als ein kalibrierter Spannungsschwellenwert (VL) ist;eine Steigung (MV) einer Abnahme der gemessenen Hilfsspannung (VA) zu berechnen; undeine Steueraktion auszuführen, wenn die Lichtmaschine (30) in einem Ladezustand (CCA) ist und die berechnete Steigung (MV) einen kalibrierten Steigungsschwellenwert (CAL) übersteigt, die zumindest eine von einem Anfordern eines Schaltens des Getriebes (14) in einen Standardbereich (P, N) und einem Senden eines Anzeigesignals (11) an eine Anzeigeeinrichtung (33) umfasst.

Description

• Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren für ein Getriebe, das eine elektronische Bereichswahleinrichtung und eine präemptive Verlustleistungs-Steuerlogik aufweist.
• Ein herkömmliches automatisches Fahrzeuggetriebe umfasst einen Schalthebel, der in einem Fahrzeuginnenraum in einfacher Reichweite eines Fahrers des Fahrzeugs angeordnet ist. Eine Bewegung des Schalthebels ermöglicht es dem Fahrer, den gewünschten Getriebebetriebsbereich gewöhnlich aus Parken, Rückwärts, Neutral, Drive und erster Gang/Low manuell zu wählen. Dieser Hebel, der in der Technik als ein PRNDL-Hebel bezeichnet wird, ist mechanisch mit einem Schaltventil des Getriebes über eine Seillänge verbunden. Die Spannung des Seils während der Betätigung des Schalthebels bewegt das Schaltventil, um dadurch den gewählten Betriebsbereich freizugeben.
• Ein elektronisches Getriebebereichswahl-(ETRS-)System kann als eine Alternative zu einem mechanisch betätigten PRNDL-Hebel verwendet werden. Ein ETRS-System verzichtet auf das Seil zugunsten einer Übertragung elektronischer Signale abhängig von der Konstruktion entweder an das Schaltventil oder an Durchfluss/Drucksteuer-Magnetventile. ETRS-Systeme ermöglichen somit eine elektronische (by wire) Bereichswahl, was helfen kann, das Gewicht zu verringern, während andere Verhaltensvorteile zur Verfügung gestellt werden.
• Die DE 10 2013 102 606 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zur Verwendung in einem Fahrzeug, das ein Getriebe mit einer elektronischen Bereichswahleinrichtung aufweist. Wenn die von einem Batteriespannungssensor gemessene Batteriespannung niedrig ist, und ggf. weitere Bedingungen erfüllt sind, wie eine bestimmte Fahrzeugneigung oder Fahrzeuggeschwindigkeit, wird in den P-Bereich oder in den N-Bereich geschaltet, um einen Fahrvorgang zu verhindern.
• Aus der DE 602 01 847 T2 ist ein weiteres System und Verfahren zur Verwendung in einem Fahrzeug bekannt, das ein Getriebe mit einer elektronischen Bereichswahleinrichtung aufweist. Der Zustand einer die elektronische Bereichswahleinrichtung versorgenden Batterie wird durch Messen ihrer Spannung überwacht. Bei ungenügender zur Verfügung stehender Batteriespannung wird der Verbrennungsmotor weiterbetrieben, um die Lichmaschine anzutreiben und über diese die elektronischen Bereichswahleinrichtung zu versorgen und ggf. eine Parkbremse unter zulässigen Bedingungen einrücken zu können.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, angemessener auf einen Spannungsverlust einer eine elektronische Bereichswahleinrichtung versorgenden Hilfsbatterie reagieren zu können.
• Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 8 gelöst.
• Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
• Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben:
• 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das ein elektronisches Getriebebereichswahlsystem aufweist, das während eines vorhergesagten Hilfsleistungsverlustes wie hierin ausgeführt gesteuert wird.
• 2 ist ein Zeitablauf von elektrischen Parametern des in 1 gezeigten Fahrzeugs, wobei die Zeit auf der horizontalen Achse aufgetragen ist und die Hilfsleistung auf der vertikalen Achse aufgetragen ist.
• 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren zum Steuern des ETRS-Systems während eines vorhergesagten Hilfsleistungsverlustes zeigt.
• Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist in 1 ein Beispielfahrzeug 10 schematisch gezeigt, das eine Brennkraftmaschine 12 und ein Automatikgetriebe 14 aufweist. Die Kraftmaschine 12 und das Getriebe 14 sind der Klarheit der Darstellung wegen auch jeweils mit E bzw. T markiert. Das Fahrzeug 10 ist mit einem elektronischen Getriebebereichswahl-(ETRS-)System 55 ausgestattet, das betreibbar ist, um ein Bereichsschalten des Getriebes 14 elektronisch/by-wire in einen gewünschten Betriebsbereich zu befehlen. Ein derartiger Bereich umfasst in der Regel Parken, Rückwärts, Neutral, Drive und 1. Gang/Low, d.h. den herkömmlichen PRNDL-Bereich.
• Das ETRS-System 55 umfasst einen Spannungssensor Sv, eine elektronische Bereichswahleinrichtung (D) 35 und einen Controller (C) 50. Der Controller 50 ist ausgestaltet, d.h. in Hardware ausgerüstet und in Software programmiert, um Anweisungen auszuführen, die ein Verfahren 100 verkörpern, von dem ein Beispiel in 3 angegeben und unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist. Die Ausführung des Verfahrens 100 steuert schließlich einen Standardzustand des Getriebes 14 und ergreift andere Fahrerinformationsschritte während eines vorhergesagten Verlustes an Hilfsleistung an Bord des Fahrzeugs 10, insbesondere für den Controller 50 und ein Schaltventil 25 des Getriebes 14. Das Verfahren 100 hilft, sicherzustellen, dass eine Parkklinke 27 des Getriebes 14 während des Hilfsleistungsverlustes geschützt ist, während es auch sicherstellt, dass ein Fahrer des Fahrzeugs 10 wenn möglich rechtzeitig gewarnt wird, dass der Hilfsleistungsverlust bevorsteht. Die letztere Steueraktion ermöglicht es dem Fahrer, vor dem Verlust an Hilfsleistung notwendige Maßnahmen zum Verlassen der Straße, zum Anhalten des Fahrzeugs 10 und zum Schalten des Getriebes 14 in Parken zu ergreifen.
• Die elektronische Bereichswahleinrichtung 35 kann eine Mehrzahl von Tasten 37 umfassen. Jede Taste 37 entspricht einem gewünschten Betriebsbereich des Getriebes, z.B. separate Tasten 37 für Parken (P), Rückwärts (R), Neutral (N), Drive (D) und 1. Gang/Low (L). Der Begriff „Taste“ gilt hierin für jede geeignete über Draht betätigte Eingabeeinrichtung, ob sie nun als federvorgespannte Knöpfe, als angezeigte Icons an einem berührungsempfindlichen elektronischen Bildschirm oder andersweitig ausgeführt ist.
• Der Schlüssel für den vorliegenden Ansatz ist, dass die elektronische Bereichswahleinrichtung 35 nicht mechanisch mit dem Schaltventil 25 verbunden ist. Stattdessen bewirkt ein Niederdrücken von einer der Tasten 37 ein Senden eines Bereichswahlsignals (Pfeil 21) an den Controller 50, der das gesendete Bereichswahlsignal empfängt (Pfeil 21) und ein Schalten des Getriebes 14 in den entsprechenden Betriebsbereich befiehlt. Der Betriebsbereich wird abhängig von der Ausführungsform über Senden von Schaltsteuersignalen (Pfeil 111) an das Schaltventil 25 oder an mehrere Magnetventile oder andere Durchfluss- oder Drucksteuerventile, die sich in dem Getriebe 14 befinden, befohlen.
• Unter weiterer Bezugnahme auf den Aufbau des beispielhaften Fahrzeugs 10, wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Kraftmaschine 12 eine Ausgangswelle 13, die mit Kraftmaschinendrehzahl (Pfeil N_E) rotiert. Ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 16 ist mit der Ausgangswelle 13 sowie mit einem Eingangselement 15 des Getriebes 14 verbunden. Wie es in der Technik bekannt ist, liefert ein Drehmomentwandler bei niedrigen Geschwindigkeiten eine gewünschte Vervielfachung von Drehmoment von der Kraftmaschine 12 in das Getriebe 14. Andere Ausführungsformen des Fahrzeugs 10 können eine Kupplung oder eine Kupplungs- und Dämpferbaugruppe anstelle des Drehmomentwandlers 16 verwenden, ohne vom vorgesehenen Erfindungsumfang abzuweichen. Gleichermaßen kann der Antriebsstrang des Fahrzeugs 10 in einer optionalen Hybridausführungsform einen oder mehrere elektrische Traktionsmotoren umfassen, um zusätzliche Eingangsdrehmomentquellen bereitzustellen.
• Das Getriebe 14 umfasst auch ein Ausgangselement 18, das Ausgangsdrehmoment (Pfeil T_O) an eine oder mehrere Antriebsachsen 19 und schließlich an einen Satz Antriebsräder 20 abgibt. Wie es oben angemerkt wurde, ist die Parkklinke 27 mit dem Ausgangselement 18 verbunden, wenn das Getriebe in einem Parkbereich ist, um eine Rotation des Ausgangselements 18 zu verhindern. Obwohl die Parkklinke 27 zur Vereinfachung der Darstellung schematisch gezeigt ist, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass eine solche Einrichtung Zähne oder Kerbverzahnungen aufweist, die zu Zähnen oder Kerbverzahnungen eines Parkzahnrads (nicht gezeigt) des Getriebes 14 passen. Eine Einrückung der Parkklinke 27 oberhalb einer niedrigen Geschwindigkeit, z.B. 8 km/h (5 MPH), kann die Zähne oder Kerbverzahnungen der Parkklinke 27 beschädigen. Deshalb strebt der Controller 50 bei der Ausführung des Verfahrens 100 an, eine sofortige Einrückung der Parkklinke 27 zu verhindern, wenn Hilfsleistung an Bord des Fahrzeugs 10 verloren geht.
• Das Fahrzeug 10 von 1 umfasst auch eine Lichtmaschine (A) 30 und eine Hilfsbatterie B (32). Typische Hilfsspannungspegel liegen in einem Bereich von 15-12 VDC, obwohl das Verfahren 100 nicht auf einen solchen Bereich beschränkt ist. Die Lichtmaschine 30 ist mechanisch mit der Kraftmaschine 12 über einen Riemen 17, z.B. einen Keilriemen, verbunden und wird durch diesen angetrieben, und ist elektrisch mit der Hilfsbatterie 32 verbunden. Obwohl dies aus 1 der Klarheit der Darstellung wegen weggelassen ist, werden Fachleute auf dem Gebiet feststellen, dass ein Spannungsumrichter und -regler als der Ausgang der Lichtmaschine 30 verwendet werden würden, um die Wechselspannung, die von der Lichtmaschine 30 ausgegeben wird, in eine Gleichspannung auf einen Pegel umzuwandeln, der zum Laden der Zellen der Hilfsbatterie 32 ausreicht.
• Der Spannungssensor (S_V) misst die Hilfsspannung (Pfeil V_A) in einer kontinuierlichen Steuerschleife und überträgt die gemessene Hilfsspannung an den Controller 50, entweder drahtlos oder über einen Niederspannungs-Kommunikationsbus. Gleichermaßen kann ein Ladezustand (SOC) der Batterie 32 an der Batterie 32 über irgendeinen geeigneten Ansatz gemessen werden, oder ein angeforderter Ladezustand (Pfeil CC_A) der Lichtmaschine 30 kann von dem Controller 50 oder über einen anderen Controller (nicht gezeigt) ermittelt und dann an den Controller 50 gesendet werden. Die Hilfsspannung (Pfeil V_A) und der angeforderte Ladezustand (Pfeil CC_A) der Lichtmaschine 30 werden, wie auch immer ermittelt, schließlich von dem Controller 50 bei der Ausführung des Verfahrens 100 verwendet, wie es nachstehend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ausführlicher erläutert wird.
• Der Controller 50 kann als eine Computereinrichtung oder mehrere derartige Einrichtungen ausgeführt sein, die jeweils einen oder mehrere Prozessoren (P) und Speicher (M) aufweisen. Speicher (M) umfasst ausreichende Mengen an greifbarem, nichtflüchtigem Speicher, z.B. optischem oder magnetischem Nurlesespeicher (ROM), löschbarem, elektrisch programmierbarem Nurlesespeicher (EEPROM), Flashspeicher und dgl., sowie flüchtigen Speicher, wie etwa Direktzugriffsspeicher (RAM). Obwohl der Klarheit wegen weggelassen, umfasst der Controller 50 auch einen Hochgeschwindigkeits-Taktgeber, eine Analog/Digital-(A/D-)-Schaltung, eine Digital/Analog-(D/A-)Schaltung, jede erforderliche Eingabe/Ausgabe-(E/A-)Schaltung und -Einrichtungen und Signalaufbereitungs-/Signalpufferungs-/Signalfilterelektronik.
• Einzelne Steueralgorithmen, die sich in dem Controller 50 befinden oder einfach durch diesen zugänglich sind, wie etwa Anweisungen, die das Verfahren 100 von 3 verkörpern, können in Speicher (M) gespeichert sein und über den Prozessor (P) automatisch ausgeführt werden, um die entsprechende Steuerfunktionalität bereitzustellen. Zwei mögliche Steueraktionen, die aus der Ausführung des Verfahrens 100 resultieren, sind eine Anzeige eines bevorstehenden Verlustes an Hilfsleistung für den Fahrer, z.B. über Aktivierung einer Anzeigeeinrichtung (I) 33 über Anzeigesignale (Pfeil 11) und ein befohlenes Schalten des Getriebes (14) in einen Standardzustand, wie etwa Neutral, über die Schaltsteuersignale (Pfeil 111). Die Anzeigeeinrichtung 33 kann abhängig von der Ausführungsform eines oder mehrere von einem Bildschirm, einem Lautsprecher und einer Anzeigelampe umfassen, wobei die mögliche Verwendung all dieser Varianten nachstehend unter Bezugnahme auf Schritt 108 von 3 beschrieben wird.
• Unter Bezugnahme auf 2 zeigt ein Zeitablaufdiagramm 40 eine sich verändernde Hilfsspannung, wie sie von dem Spannungssensor (S_V) von 1 gemessen wird. Die Zeit (t) ist auf der horizontalen Achse dargestellt. Die gemessene DC-Hilfsspannung (V_A) ist auf der vertikalen Achse aufgetragen. Das Zeitablaufdiagramm 40 veranschaulicht zwei mögliche elektrische Bedingungen: (1) ein richtig funktionierendes Ladesystem, das zwischen t₀ bis t₃ auftritt, und (2) einen drohenden Hilfsleistungsverlust, der bei etwa t₃ beginnt und bis t₆ fortfährt. In einem richtig funktionierenden Ladesystem beginnt die Hilfsspannung (V_A) bei einem Hochspannungs-Schwellenwert (V_H) für vollständige Ladung, wie etwa 15 VDC in einem beispielhaften 15 VDC-Hilfssystem, und nimmt allmählich ab, wenn die Hilfsbatterie 32 Leistung an verschiedene Hilfssysteme an Bord des Fahrzeugs 10, z.B. Heiz- oder Kühlgebläse, Unterhaltungseinrichtungen, Pumpenmotoren und dgl., abgibt. Bei einem niedrigeren Ladespannungsschwellenwert (V_L), z.B. 12 VDC unter Verwendung des gleichen Beispiels mit 15 VDC, d.h. bei Punkt 42 in 2, wird der Lichtmaschine 30 über den angeforderten Ladezustand (Pfeil CC_A) entweder von dem Controller 50, einem Batteriesteuermodul (nicht gezeigt) oder einem anderen Controller der Befehl erteilt, einzuschalten. Die Hilfsspannung (V_A) sollte stetig zunehmen und den Hochspannungs-Schwellenwert (V_H) für vollständige Ladung erreichen, was in 2 bei t₂ auftritt.
• Der Hochspannungs-Schwellenwert (V_H) für vollständige Ladung wird in 2 bis t₃ gehalten, wenn die Hilfsspannung wieder beginnt abzufallen, da eine Last an die Hilfsbatterie 32 angelegt wird. Wie es zuvor bei Punkt 42 auftrat, wird der niedrigere Ladespannungsschwellenwert (V_L) wieder bei Punkt 44 erreicht, d.h. bei t₄. Jedoch anders als der Anstieg in der Hilfsspannung (V_A), der zuvor bei t₁ auftrat, fällt nach t₃ die Hilfsspannung (V_A) weiterhin ab. Wenn dies geschieht, berechnet der Controller 50 die Rate des Spannungsabfalls, d.h. als eine Steigung (M_V). Eine kalibrierte Spannung (V_CAL) bei schwebendem Fehler wird schließlich bei Punkt 46 bei t₅ gekreuzt. An diesem Punkt erkennt der Controller 50, dass der Abfall der Hilfsspannung (V_A) kein vorübergehendes Ereignis ist, und er führt daher die notwendigen präemptiven Steueraktionen aus, um den Fahrer zu warnen und die Parkklinke 27 zu schützen, zum Beispiel jene Aktionen, die nachstehend unter Bezugnahme auf Schritt 108 von 3 beschrieben werden.
• Auf der Basis der berechnten Steigung (Mv) des Spannungsabfalls sagt der Controller 50 den Zeitpunkt voraus, zu dem die verbleibende Hilfsspannung (V_A) unzureichend werden wird, um den Controller 50, das Schaltventil 25 und jegliche mit dem Parken in Beziehung stehende Komponenten des ETRS-Systems 55 von 1 zu beaufschlagen. Diese kalibrierte kritische Spannung (V_CRIT) ist durch Punkt 48 angegeben. In den beispielhaften Hilfsbereich von 12-15 VDC, der oben verwendet wird, kann zum Beispiel die kalibrierte kritische Spannung (V_CRIT) bei etwa 9 VDC erreicht werden, wobei 10 VDC der Spannung (V_CAL) bei schwebendem Fehler entspricht.
• Die tatsächliche kritische Spannung (V_CRIT) wird mit den besonderen Spannungsnennwerten des Controllers 50, des Schaltventils 25 und jeglicher Magnetventile, die verwendet werden, um den Durchfluss zu dem Getriebe 14 zu steuern, variieren, und daher sind 9 VDC nur ein mögliches veranschaulichendes Beispiel. Manche Durchfluss- oder Drucksteuer-Magnetventile beispielsweise können zu einem gewissen Ausmaß bei Spannungen so niedrig wie 5-6 VDC noch weiter arbeiten. Niedrigere kritischere Spannungen und/oder flachere Steigungen (M_V) werden mehr Zeit zur Verfügng stellen, um Warnungen an den Fahrer auszugeben und das Getriebe 14 in einen Standardbereich zu schalten, und so kann das Verfahren 100 abgestimmt werden, um diese Parameter anzupassen, z.B. wobei unterschiedliche Steueraktionen auf der Basis der Steigung (M_V) relativ zu der kritischen Spannung (V_CRIT) ausgelöst werden, ohne dass Aktionen vorgenommen werden, wenn die Steigung (M_V) ausreichend niedrig oder flach ist, so dass keine realistische Bedrohung vorliegt, dass ein vollständiger Verlust an Hilfsleistung in vorhersehbarer Zukunft auftritt.
• 3 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens 100. Bei Schritt 102 überwacht der Controller 50 von 1 eine Ladeanforderung an die Lichtmaschine 30, um den angeforderten Ladezustand zu ermitteln (Pfeil CC_A), und schreitet dann zu Schritt 104 fort. Der Controller 50 kann eine solche Anforderung tätigen, oder die Anforderung kann von irgendwo anders her ausgehen, wie etwa aus einem Batteriesteuermodul, wobei der Controller 50 einfach den angeforderten Ladezustand verifiziert (Pfeil CC_A). Schritt 102 kann ein Empfangen und Verarbeiten des Ladezustands (Pfeil SOC) und ein Vergleichen desselben mit einem Schwellen-SOC umfassen, wobei der Schwellen-SOC den angeforderten Ladezustand (Pfeil CC_A) der Lichtmaschine 30 auslöst, d.h. ein aktives Laden der Hilfsbatterie 32 über die Lichtmaschine 30 befiehlt, oder der Controller 50 kann einfach einen Ein/Aus-Ladezustand von einem anderen Controller empfangen.
• Schritt 103 umfasst ein Überwachen der Hilfsspannung (V_A). Wie es oben unter Bezugnahme auf 1 erläutert wurde, kann die Hilfsspannung (V_A) über den Spannungssensor (S_V) an einem elektrischen Ausgang der Lichtmaschine 30 gemessen werden. Es ist für das Verfahren 100 nicht wesentlich, zu wissen, welches Ladeniveau die Hilfsbatterie 32 tatsächlich hat. Vielmehr überwacht der Controller 50 den elektrischen Ausgang der Lichtmaschine 30. Der Controller 50 empfängt die gemessene Hilfsspannung (V_A) und schreitet dann zu Schritt 106 fort.
• Bei Schritt 104 ermittelt der Controller 50 von 1 als nächstes, ob der Lichtmaschine 30 der Befehl erteilt wurde, einzuschalten, so dass die Lichtmaschine 30 in einem Zustand ist, der einer zunehmenden Hilfsspannung entsprechen sollte, d.h. der Zeitraum zwischen t₁ und t₂ in 2. Das Verfahren 100 schreitet zu Schritt 106 fort, wenn der Lichtmaschine 30 der Befehl erteilt wurde, einzuschalten, was über Kenntnis des angeforderten Ladezustands (Pfeil CC_A) ermittelt werden kann. Die Schritte 102 und 104 werden ansonsten wiederholt, bis der Lichtmaschine 30 der Befehl erteilt wird, einzuschalten.
• Schritt 106 umfasst ein Vergleichen der Hilfsspannung (V_A) mit kalibrierten Schwellenwerten, um zu ermitteln, ob die Hilfsspannung (V_A) unter einem Spannungsschwellenwert liegt, d.h. der kalibrierten Ladespannung (V_L) von 2, und schneller als mit einer kalibrierten Rate abnimmt. Die Hilfsspannung (V_A) kann an Punkt 46 von 2 mit einer kalibrierten Spannung (V_CAL) bei schwebendem Fehler verglichen werden, und die Steigung (M_V) kann kontinuierlich berechnet werden, wobei begonnen wird, nachdem die Hilfsspannung unter den niedrigeren Ladeschwellenwert (V_L) bei Punkt 44 abfällt. Schritt 102 wird wiederholt, wenn die Hilfsspannung (V_A) die kalibrierte Spannung (V_CAL) bei schwebendem Fehler übersteigt und/oder die berechnete Steigung (M_V) kleiner als eine kalibrierte Schwellensteigung ist, d.h. ein Abfall der Hilfsspannung (V_A) mit einer ausreichend flachen Trajektorie auftritt, die keine Ausführung einer Steueraktion erfordert.
• Das heißt, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs 10 alle Hilfssysteme in dem Fahrzeug 10 einschalten würde und wenn das Hilfsleistungssystem des Fahrzeugs 10 unzureichend bemessen ist oder aufgrund von Komponentenverschleiß, Alterung oder anderen Gründen vielleicht mit weniger als seiner ursprünglichen Effizienz läuft, könnte dies zu einem verlängerten Entleeren der Hilfsbatterie 32 führen. Es kann sein, dass die Lichtmaschine 30 nicht in der Lage ist, dem Bedarf einer derartigen Last nachzukommen. Die Hilfsbatterie 32 würde langsam vollständig entleert werden, aber mit einer Rate, die so langsam ist, dass sie keine Bedrohung eines bevorstehenden Leistungsverlustes für den Controller 50 und andere Komponenten darstellt. Derartige Bedingungen würden keine Ausführung der hierin in Betracht gezogenen Steueraktionen auslösen. Wenn jedoch ein Schwellenabfall der Hilfsspannung (V_A) und/oder der Steigung (M_V) höher als der kalibrierte Steigungsschwellenwert ist, schreitet das Verfahren 100 zu Schritt 108 fort.
• Schritt 108 umfasst ein Ausführen einer Steueraktion über den Controller 50, um sich dem vorhergesagten bevorstehenden Verlust an Hilfsleistung an Bord des Fahrzeugs 10 zuzuwenden. Die besondere Steueraktion, die von dem Controller 50 vorgenommen wird, hängt von dem Niveau an Hilfsspannung (V_A) oder der berechneten Steigung (M_V) ab, d.h. davon, wie bald der Leistungsverlust erwartet wird. Wenn Leistungsverlust bevorsteht, kann der Controller 50 den Fahrer über die Anzeigesignale (Pfeil 11) an die Anzeigeeinrichtung 33 von 1, z.B. über Anzeige einer Nachricht auf einem Bildschirm und/oder Ausstrahlen einer Sprachwarnung über einen Lautsprecher in den Innenraum des Fahrzeugs 10 warnen, gefolgt von einem Schalten des Getriebes 14 in einen Neutral- oder Parkbereich abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10. Wenn nicht vorhergesagt wird, dass der Verlust an Leistung sofort auftritt, zum Beispiel eine Minute oder mehr Hilfsleistung verbleibt, können Anweisungen für den Fahrer dargestellt oder ausgestrahlt werden, die den Fahrer darüber informieren, an die Seite zu fahren, und das Getriebe 14 in die Parkstellung zu bringen.
• Schließlich kann der Controller 50 programmiert sein, um unter Verwendung der gemessenen Hilfsspannung (V_A) und der berechneten Steigung (M_V) eine verbleibende Zeitdauer zu berechnen, bis die Hilfsleistung für den Controller 50 unter einen kritischen Spannungsschwellenwert fällt. Der Controller 50 kann auch programmiert sein, um ein Schalten des Getriebes 14 in einen Standardbereich anzufordern, wenn die verbleibende Zeit unter einen Schwellenwert, z.B. unter 30 Sekunden, fällt. Somit können jegliche Warnungen, die dem Fahrer präsentiert werden, von periodischen Aktualisierungen der vorhergesagten verbleibenden Zeitdauer, bis der Leistungsverlust auftritt, begleitet werden. Fahrzeuge, die mit Navigationssystemen ausgestattet sind, können derart ausgestaltet sein, dass die existierenden Sprachnavigationssysteme mit dem Controller 50 kommunizieren, um solche Information über Sprache auszustrahlen, wobei möglicherweise spezifische Fahranweisungen dahingehend gegeben werden, an die Seite zu fahren oder zu wenden, wodurch zugelassen wird, dass sich der Fahrer auf die Straße fokussieren und das erforderliche Manöver ausführen kann.
• Wenn von den Fahrer innerhalb eines kalibrierten Zeitfensters von Punkt 48 von 2 keine Aktion vorgenommen wird, kann der Controller 50 das Getriebe 14 in den erforderlichen Standardbereich, z.B. Neutral oder Parken, schalten, wobei Parken nur unterhalb einer kalibrierten Ratschengeschwindigkeit der Parkklinke 27 gewählt wird. Da jede Parkklinke 27 anders ausgestaltet ist, könnte die Ratschengeschwindigkeit mit der Stabilität der Konstruktion der Parkklinke variieren. In der Regel ist jedoch die kalibrierte Ratschengeschwindigkeit niedriger als 5-8 km/h (3 bis 5 MPH).
• Unter Verwendung des Verfahrens 100 werden Bedingungen, die eine drohende Parksystem-Standardeinrückung angeben, überwacht, und es werden präemptive Steueraktionen vorgenommen, um die Parkklinke 27 zu schützen und das Fahrerlebnis zu optimieren. Durch Kommunizieren mit dem Fahrer vor einem Leistungsverlust, statt in den Neutral- oder Parkbereich nur nachdem Leistung verloren gegangen ist, zurückzufallen, behält der Fahrer in dem Fall eines bevorstehenden Leistungsverlustes die Fähigkeit, Fahrmanöver durchzuführen, die ausreichend sind, um die Straße zu verlassen oder in eine Werkstatt zu fahren. In dem Fall, dass nicht genügend Zeit für solche Manöver verbleibt, ist der Controller 50 dennoch in der Lage, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verlangsamen, z.B. über einen Schalten in Neutral, wodurch jeder Einwirkung auf die Parkklinke 27 oder andere Parksystemkomponenten begrenzt wird.

Claims (10)

1. System (55) zur Verwendung in einem Fahrzeug (10), das ein Getriebe (14) aufweist, wobei das System (55) umfasst: einen Spannungssensor (S_V); eine elektronische Bereichswahleinrichtung (35), die eine Mehrzahl von Tasten (37) aufweist, wobei die elektronische Bereichswahleinrichtung (35) ein elektronisches Bereichsanforderungssignal (21) in Ansprechen an ein Niederdrücken von einer der Mehrzahl von Tasten (37) sendet, um dadurch einen Betriebsbereich (P, R, N, D, L) des Getriebes (14) anzufordern; und einen Controller (50) in Verbindung mit der elektronischen Bereichswahleinrichtung (35) und dem Spannungssensor (S_V), wobei der Controller (50) programmiert ist, um: das elektronische Bereichsanforderungssignal (21) von der elektronischen Bereichswahleinrichtung (35) und eine gemessene Hilfsspannung (V_A) von dem Spannungssensor (S_V) zu empfangen; zu ermitteln, ob eine Lichtmaschine (30) in einem Ladezustand (CC_A) ist; zu ermitteln, ob die gemessene Hilfsspannung (V_A) niedriger als ein kalibrierter Spannungsschwellenwert (V_L) ist; eine Steigung (M_V) einer Abnahme der gemessenen Hilfsspannung (V_A) zu berechnen; und eine Steueraktion auszuführen, wenn die Lichtmaschine (30) in einem Ladezustand (CC_A) ist und die berechnete Steigung (M_V) einen kalibrierten Steigungsschwellenwert (CAL) übersteigt, die zumindest eine von einem Anfordern eines Schaltens des Getriebes (14) in einen Standardbereich (P, N) und einem Senden eines Anzeigesignals (11) an eine Anzeigeeinrichtung (33) umfasst.
2. System (55) nach Anspruch 1, wobei jede Taste der Mehrzahl von Tasten (37) einem von einem Parkbereich (P), einem Rückwärtsbereich (R), einem Neutralbereich (N), einem Drive-Bereich (D) und einem Bereich 1. Gang/Low (L) entspricht.
3. System (55) nach Anspruch 1, wobei der Controller (50) programmiert ist, um einen Ladezustand der Batterie (32) zu empfangen und zu befehlen, dass die Lichtmaschine (30) in einem Ladezustand ist, indem der empfangene Ladezustand der Batterie (32) mit einem kalibrierten Ladeschwellenwert verglichen wird.
4. System (55) nach Anspruch 1, wobei die Anzeigeeinrichtung (33) einen Bildschirm umfasst, und das Anzeigesignal (11) eine Nachricht ist, die über den Bildschirm dargestellt wird.
5. System (55) nach Anspruch 1, wobei die Anzeigeeinrichtung (33) einen Lautsprecher umfasst, und das Anzeigesignal (11) eine Sprachnachricht ist, die über den Lautsprecher ausgestrahlt wird.
6. System (55) nach Anspruch 1, wobei das Anzeigesignal (11) eine Anforderung umfasst, über die Anzeigeeinrichtung (33) eine verbleibende Zeitdauer darzustellen oder auszustrahlen, bis die gemessene Hilfsspannung (V_A) unter einen kritischen Spannungsschwellenwert (V_CRIT) fällt.
7. System (55) nach Anspruch 1, wobei der Controller (50) programmiert ist, um unter Verwendung der gemessenen Hilfsspannung (V_A) und der Steigung (M_V) eine verbleibende Zeitdauer zu berechnen, bis die Hilfsspannung (VA) für den Controller (50) unter einen kritischen Spannungsschwellenwert (V_CRIT) fällt, und um ein Schalten des Getriebes (14) in einen Standardbereich anzufordern, wenn die verbleibende Zeit unter einen Zeitschwellenwert fällt.
8. Verfahren (100) zum Vorhersagen eines Verlustes an Hilfsleistung an Bord eines Fahrzeugs (10) und zum Steuern des Fahrzeugs (10) in Ansprechen auf den vorhergesagten Verlust an Hilfsleistung, wobei das Verfahren (100) umfasst, dass: über einen Controller (50) ein elektronisches Bereichsanforderungssignal (21) von einer elektronischen Bereichswahleinrichtung (55) empfangen wird; eine Hilfsspannung (V_A) des Fahrzeugs (10) über einen Spannungssensor (S_V) gemessen wird (103); über den Controller (50) ermittelt wird, ob eine Lichtmaschine (30) des Fahrzeugs (10) in einem Ladezustand (CC_A) ist (104) und die gemessene Hilfsspannung (V_A) niedriger als ein kalibrierter Spannungsschwellenwert (44) ist (106); eine Steigung (Mv) einer Abnahme der gemessenen Hilfsspannung (V_A) berechnet wird (106); und eine Steueraktion mit Bezug auf das Fahrzeug (10) ausgeführt wird, wenn die Lichtmaschine (30) in dem Ladezustand (CC_A) ist und die berechnete Steigung (M_V) einen kalibrierten Steigungsschwellenwert (CAL) übersteigt (108).
9. Verfahren (100) nach Anspruch 8, das ferner umfasst, dass: unter Verwendung der gemessenen Hilfsspannung (V_A) und der berechneten Steigung (M_V) eine verbleibende Zeitdauer berechnet wird, bis die Hilfsspannung (V_A) unter einen kritischen Spannungsschwellenwert (V_CRIT) fällt; und das Getriebe (14) über den Controller (50) automatisch in einen Standardbereich geschaltet wird, wenn die verbleibende Zeit unter einen Zeitschwellenwert fällt (108).
10. Verfahren (100) nach Anspruch 9, wobei das automatische Schalten des Getriebes (14) in einen Standardbereich (P, N) umfasst, dass das Getriebe (14) in Neutral (N) geschaltet wird, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) oberhalb eines Geschwindigkeitsschwellenwertes liegt, und in Parken (P), wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) unterhalb des Geschwindigkeitsschwellenwertes liegt (108).

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