DE102015222262B4 - Fahrerassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Fahrerassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsaggregat (1), das über eine aktuatoraktivierbare Kupplung (3) mit einem Antriebsstrang (5) verbindbar ist, welche Kupplung (3) Bestandteil eines elektronisch geregelten Kupplungssystems ist, bei dem ein Kupplungspedalsensor (19) eine fahrerseitige Betätigung (s) eines Kupplungspedals (17) erfasst und bei dem eine Auswerteeinheit (21) in einem ersten Steuermodus (I) anhand der erfassten Kupplungspedalbetätigung (s) ein Kupplungsmoment (M) ermittelt und mit einem entsprechenden Kupplungssignal (S) einen Kupplungsaktuator (23) der Kupplung (3) ansteuert, wobei für eine fahrerseitige Anpassung des Kupplungsverhaltens der Auswerteeinheit (21) eine fahrerseitig betätigbare Eingabeeinheit (31) zugeordnet ist, wobei bei einer fahrerseitigen Betätigung der Eingabeeinheit (31) zwischen dem ersten Steuermodus (I) und zumindest einem zweiten Steuermodus (II) umschaltbar ist, wobei von der Fahrerassistenzvorrichtung Zusatzfunktionen (33, 35, 37) bereitgestellt sind, die den Fahrer während des Fahrbetriebs unterstützen, wobei mittels der Eingabeeinheit (31) auf einen dritten Steuermodus (III) umschaltbar ist, und wobei bei vom Fahrer geschaltetem dritten Steuermodus (III) die von der Fahrerassistenzvorrichtung bereitgestellten Zusatzfunktionen (33, 35, 37) gezielt vom Fahrer aktivierbar oder deaktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten/zweiten Steuermodus (I, II) die Kupplungsmoment-Ermittlung anhand einer in der Auswerteeinheit (21) hinterlegten ersten/zweiten Kennlinie (27, 29) erfolgt, mittels der aus der erfassten Kupplungspedal-Betätigung (s) das damit korrelierende Kupplungsmoment (M) ermittelbar ist, dass als Zusatzfunktion eine Anfahrwächter-Einheit (37) zum Schutz vor einem Motor-Abwürgen vorgesehen ist, mittels der anhand der aktuellen Motordrehzahl und einer aktuellen Fahrpedalbetätigung ein Betriebszustand erkennbar ist, der zu einem Motor-Abwürgen führt, und dass bei Erkennen eines solchen Betriebszustands die Auswerteeinheit (21) selbsttätig die Kupplung (3) öffnet, um ein Motor-Abwürgen zu vermeiden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeugs nach dem Patentanspruch 5.
  • Ein Fahrzeug mit einem Handschaltgetriebe ist üblicherweise mit einer mechanisch oder hydraulisch betätigbaren Anfahrkupplung ausgerüstet. Durch Betätigung der Kupplung kann der Antriebsstrang zwischen einem Antriebsaggregat, zum Beispiel einer Brennkraftmaschine, und einem Fahrzeug-Getriebe zeitweilig unterbrochen werden, um zum Beispiel einen Gangwechsel im Fahrzeuggetriebe auszuführen. Bei einer mechanisch oder hydraulisch betätigten Kupplung ist das Übertragungsverhalten vom Fahrerfuß bis zum Drehmomentaufbau im Antriebsstrang unveränderbar festgelegt.
  • Als Alternative zu einer solchen mechanisch oder hydraulisch betätigbaren Anfahrkupplung ist ein elektronisch geregeltes Kupplungssystem bekannt, bei dem ein Kupplungspedalsensor eine fahrerseitige Betätigung eines Kupplungspedals erfasst und bei dem eine Auswerteeinheit anhand der erfassten Kupplungspedal-Betätigung ein damit korrelierendes Kupplungsmoment ermittelt und mit einem entsprechenden Kupplungssignal einen Kupplungsaktor der Kupplung ansteuert.
  • Ein solches elektronisch geregeltes Kupplungssystem ist aus der DE 10 2013 218 786 A1 bekannt. In diesem Fall weist die Auswerteeinheit zur Ansteuerung des Kupplungsaktors eine Segel-Erkennungseinheit auf, mittels der anhand von aktuellen Fahrbetriebsparametern ein Segel-Fahrzustand erkennbar ist, der für einen fahrzeugseitigen Segelbetrieb geeignet ist. Das Vorliegen eines solchen Segel-Fahrzustands wird dem Fahrer signalisiert. Sofern ein Freigabesignal oder ein Annahmesignal des Fahrers vorliegt, kann die Auswerteeinheit den Segelbetrieb selbsttätig ausführen. In diesem Fall öffnet die Auswerteeinheit des elektronisch geregelten Kupplungssystems selbsttätig die Kupplung, um eine momentenübertragende Verbindung zwischen dem Antriebsaggregat und dem Getriebe bzw. den Fahrzeugrädern zu lösen.
  • Aus der DE 10 2011 075 199 A1 ist eine gattungsgemäße, manuell betätigbare Kopplungsanordnung bekannt. Die DE 10 2006 026 975 A1 offenbart ein Verfahren zum Simulieren sowie einer Anordnung zum Einstellen einer Betätigungskraft an einem Kupplungspedal einer automatisierten Kupplung.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fahrerassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei dem der Fahrer das Fahrzeugverhalten im Fahrbetrieb in einfacher Weise variieren kann.
  • Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder 5 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Gemäß dem Patentanspruch 1 kann das Kupplungsverhalten bzw. Übertragungsverhalten der Kupplung fahrerseitig angepasst werden. Hierzu ist der Auswerteeinheit des elektronisch geregelten Kupplungssystems eine fahrerseitig betätigbare Eingabeeinheit zugeordnet. Bei nicht betätigter Eingabeeinheit erfolgt die Signalverarbeitung (das heißt die Ermittlung des Kupplungsmoments anhand der erfassten Kupplungsbetätigung) in der Auswerteeinheit in einem ersten Steuermodus. Durch Betätigung der Eingabeeinheit erfolgt die Signalverarbeitung in der Auswerteeinheit nicht mehr im ersten Steuermodus, sondern in einem davon unterschiedlichen zweiten Steuermodus, wodurch sich ein anderes Kupplungsverhalten der Kupplung einstellt. Erfindungsgemäß erfolgt im ersten Steuermodus die Kupplungsmoment-Ermittlung anhand einer in der Auswerteeinheit hinterlegten ersten Kennlinie (oder einem Algorithmus), mittels der aus der erfassten Kupplungspedal-Betätigung das damit korrelierende Kupplungsmoment ermittelt wird. In entsprechender Weise erfolgt im zweiten Steuermodus anhand einer in der Auswerteeinheit hinterlegten zweiten Kennlinie (oder Algorithmus) die Kupplungsmoment-Ermittlung.
  • Die Kupplungsbetätigung wird über den Kupplungspedalsensor des elektronisch geregelten Kupplungssystems erfasst. Mittels des Kupplungspedalsensors kann gegebenenfalls eine Absolut-Pedalstellung, ein Pedalweg und/oder ein Pedal-Gradient erfasst werden, die in der Auswerteeinheit bei der Kupplungsmoment-Ermittlung zu Grunde gelegt werden.
  • In einer technischen Umsetzung kann der erste Steuermodus in der Auswerteeinheit des elektronisch geregelten Kupplungssystems werkseitig voreingestellt sein. Der erste Steuermodus kann so ausgelegt sein, dass sich ein für den Fahrer komfortables Kupplungsverhalten ergibt, das eine gute Anfahrbarkeit der Kupplung ohne ein Ruckeln bereitstellt. Demgegenüber kann der Fahrer anstelle des ersten Steuermodus den zweiten Steuermodus auswählen, der exemplarisch ein Übertragungsverhalten/Kupplungsverhalten realisiert, das einer mechanisch oder hydraulisch arbeitenden Kupplung entspricht, bei der der Drehmomentaufbau im Antriebsstrang (beim Anfahrvorgang) zu jeder Zeit proportional zur Kupplungspedal-Stellung ist. In diesem Fall ist also das Kupplungsverhalten so ausgelegt, dass ein im Vergleich zum ersten Steuermodus beschleunigter Drehmomentaufbau im Triebstrang mit entsprechend größerer Ansprechempfindlichkeit sowie mit einem Ruckeln ermöglicht ist.
  • Die Eingabeeinheit zur fahrerseitigen Auswahl des ersten oder zweiten Steuermodus kann in einem Anzeigesystem im Fahrzeuginnenraum, zum Beispiel einem MMI (das heißt Mensch-Maschinen-Schnittstelle), angeordnet sein.
  • Erfindungsgemäß ist zusätzlich ein dritter Steuermodus bereitgestellt, der mittels der Eingabeeinheit vom Fahrer anwählbar ist. Erfindungsgemäß ist der dritte Steuermodus so konzipiert, dass bei vom Fahrer geschaltetem dritten Steuermodus Zusatzfunktionen der Fahrerassistenzvorrichtung gezielt aktivierbar oder deaktivierbar sind. Solche Zusatzfunktionen sind in einer werksseitigen Einstellung aktiv geschaltet. In einer technischen Umsetzung kann der Fahrer bei geschaltetem dritten Steuermodus in einem Auswahlmenü einzelne Zusatzfunktionen gezielt an- oder abwählen. Die Auswerteeinheit der Fahrerassistenzvorrichtung reagiert beim darauffolgenden Kupplungsvorgang auf die vom Fahrer konfigurierten Menüeinstellungen.
  • Beispielhaft kann die Auswerteeinheit als eine Zusatzfunktion eine Segel-Erkennungseinheit aufweisen. Mittels der kann anhand von aktuellen Fahrbetriebsparametern ein Segel-Fahrzustand erkannt werden, der für einen fahrzeugseitigen Segelbetrieb geeignet ist. Bei Vorliegen eines solchen Segel-Fahrzustands generiert die Auswerteeinheit für den Fahrer ein entsprechendes Segel-Signal. Bei einem fahrerseitigen Freigabe- oder Annahmesignal kann die Auswerteeinheit den Segelbetrieb selbsttätig ausführen, das heißt die Kupplung selbsttätig öffnen.
  • Die Auswerteeinheit kann als weitere Zusatzfunktion einen Überhitzungsschutz aufweisen, mit dem die aktuelle Kupplungstemperatur ermittelbar ist. Sofern die aktuelle Kupplungstemperatur einen Schwellwert überschreitet, steuert die Auswerteeinheit die Kupplung (Kupplungsaktor) selbsttätig an, um diese zu öffnen. Der Überhitzungsschutz kann vom Fahrer in dem dritten Steuermodus deaktiviert werden. In diesem Fall kann gegebenenfalls in einer Notfall-Situation trotz überhitzter Kupplung diese noch betätigt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den obigen Zusatzfunktionen ist in der Auswerteeinheit eine Anfahrwächter-Funktion integriert, um das Fahrzeug vor einem unbeabsichtigten Motor-Abwürgen zu schützen. Mittels der Anfahr-Wächterfunktion ist anhand der aktuellen Motordrehzahl und einer aktuellen Fahrpedalbetätigung ein Betriebszustand erkennbar, der zu einem Motor-Abwürgen führt. Bei Vorliegen eines solchen Betriebszustands öffnet die Auswerteeinheit die Kupplung selbsttätig, um zum Beispiel beim Anfahrvorgang ein Motor-Abwürgen zu vermeiden.
  • Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten - oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
  • Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 In einem grob schematischen Blockschaltdiagramm den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zugeordneter Fahrerassistenzvorrichtung; und
    • 2 in einem weiteren Blockschaltdiagramm den prinzipiellen Aufbau einer Auswerteeinheit der Fahrerassistenzvorrichtung.
  • Die 1 und 2 sind im Hinblick auf ein einfaches Verständnis der Erfindung angefertigt. Von daher sind die Figuren lediglich grob vereinfachte Darstellungen, die keinen realitätsgetreuen Aufbau der Fahrerassistenzvorrichtung wiedergeben. So ist in der 1 ein Kraftfahrzeug skizziert, dessen Brennkraftmaschine 1 über eine Trennkupplung 3 mit einem Antriebsstrang 5 kuppelbar ist. Im Antriebsstrang 5 des Kraftfahrzeug ist ein Handschaltgetriebe 7 angeordnet, das mittels eines Handschalters 9 manuell betätigbar ist. Das Getriebe 7 ist ausgangsseitig mit einem Vorderachsdifferenzial 11 verbunden, mit dem das Antriebsmoment zu den Vorderrädern 12 übertragen wird. Das Vorderachsdifferenzial 11 ist zudem über eine Kardanwelle mit einem Hinterachsdifferenzial 13 verbunden, über das das Antriebsmoment zu den Fahrzeug-Hinterrädern 14 übertragbar ist. Die Brennkraftmaschine 1 sowie die Trennkupplung 3 sind vom Fahrer über ein Fahrpedal 15 sowie ein Kupplungspedal 17 ansteuerbar.
  • Wie aus der 1 weiter hervorgeht, ist die Trennkupplung 3 Bestandteil eines elektronisch geregelten Kupplungssystems, bei dem mittels eines Kupplungspedalsensors 19 eine fahrerseitige Betätigung s des Kupplungspedals 17 erfasst wird. Das Kupplungssystem weist zudem eine Auswerteeinheit 21 auf, die auf der Grundlage der erfassten Kupplungspedal-Betätigung s (das heißt Pedalweg, Pedalposition, Pedalgradient) ein Kupplungsmoment M ermittelt und mit einem entsprechenden Kupplungssignal SKI , SKII einen Kupplungsaktor 23 der Trennkupplung 3 ansteuert.
  • Zur Ermittlung des Kupplungsmoments M sind in der Auswerteeinheit 21 eine erste Kennlinie 27 und eine zweite Kennlinie 29 hinterlegt. Mittels deren Hilfe wird aus der erfassten Kupplungspedal-Betätigung s das damit korrelierende Kupplungsmoment M bzw. das entsprechende Kupplungssignal SK1 und SK2 ermittelt.
  • Analog zum Kupplungspedal 17 ist auch dem Fahrpedal 15 ein Fahrpedalsensor 24 zugeordnet, mit dem eine fahrerseitige Betätigung des Fahrpedals 15 erfassbar ist. Die Auswerteeinheit 21 ermittelt auf der Grundlage der erfassten Fahrpedalbetätigung eine Momentenvorgabe, mit der ein Motorsteuergerät 25 der Brennkraftmaschine 1 zur Erzeugung eines Motormomentes ansteuerbar ist.
  • Die Auswerteeinheit 21 ist zudem mit einer Eingabeeinheit 31 in Signalverbindung, mittels der der Fahrer das Kupplungsverhalten der Trennkupplung 3 variieren kann. Bei einer fahrerseitigen Betätigung der Eingabeeinheit 31 kann der Fahrer zwischen der ersten Kennlinie 27 und der zweiten Kennlinie 29 auswählen. Bei ausgewählter erster Kennlinie 27 arbeitet die Auswerteeinheit 21 in einem ersten Steuermodus I, der exemplarisch werksseitig voreingestellt ist. Im ersten Steuermodus I ist das Kupplungsverhalten komfortabel ausgelegt, das heißt es wird eine gute Anfahrbarkeit ohne Ruckeln bereitgestellt, bei der beim Anfahrvorgang ein verzögerter (bzw. sanfter) Drehmomentaufbau im Antriebstrang 5 erfolgt. Sofern der Fahrer den Steuermodus II mit seiner zugeordneten zweiten Kennlinie 29 auswählt, ergibt sich dagegen ein Kupplungsverhalten, bei dem die Trennkupplung 3 mit hoher Ansprechempfindlichkeit sowie mit Ruckeln reagiert, wodurch sich ein beschleunigter Drehmomentaufbau im Triebstrang 5 ergibt.
  • Wie aus den Figuren hervorgeht, kann mittels der Eingabeeinheit 31 zusätzlich der Fahrer auch auf einen dritten Steuermodus III umschalten. Bei einem vom Fahrer geschalteten dritten Steuermodus III können nachfolgend beschriebene Zusatzfunktionen 33, 35, 37 gezielt vom Fahrer aktiviert oder deaktiviert werden. Die Zusatzfunktionen 33, 35, 37 sind im Fahrerassistenzsystem bereitgestellt, um den Fahrer im Fahrbetrieb zu unterstützen.
  • Wie aus der 2 hervorgeht, kann die Auswerteeinheit 21 als Zusatzfunktion eine Segel-Erkennung 33 aufweisen, mittels der anhand von aktuellen Fahrbetriebsparametern ein Segel-Fahrzustand ermittelbar ist, der für einen fahrzeugseitigen Segelbetrieb geeignet ist. Bei Vorliegen eines solchen Segel-Fahrzustands generiert die Auswerteeinheit 21 für den Fahrer eine entsprechende Empfehlung. Bei einer folgenden fahrerseitigen Freigabe kann die Auswerteeinheit 21 den Segelbetrieb selbsttätig aktivieren, das heißt die Trennkupplung 3 selbsttätig öffnen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann in der Auswerteeinheit 21 als weitere Zusatzfunktion eine Überhitzungsschutzfunktion 35 integriert sein, bei der die aktuelle Kupplungstemperatur in der Trennkupplung 3 ermittelbar ist. Sofern die aktuelle Kupplungstemperatur einen Schwellwert überschreitet, steuert die Auswerteeinheit 21 die Trennkupplung 3 selbsttätig an, um diese zu öffnen.
  • Als weitere Zusatzfunktion kann in der Auswerteeinheit 21 eine Anfahrwächter-Funktion 35 integriert sein, mit der das Fahrzeug vor einem unbeabsichtigten Motor-Abwürgen geschützt ist. Mittels der Anfahrwächter-Funktion 35 ist anhand der aktuellen Motordrehzahl und einer aktuellen Fahrpedal-Betätigung ein Betriebszustand erkennbar, der zu einem Motor-Abwürgen führt. Bei Erkennen eines solchen Betriebszustands öffnet die Auswerteeinheit 21 selbsttätig die Trennkupplung 3, um ein Motor-Abwürgen zu vermeiden.

Claims (5)

  1. Fahrerassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsaggregat (1), das über eine aktuatoraktivierbare Kupplung (3) mit einem Antriebsstrang (5) verbindbar ist, welche Kupplung (3) Bestandteil eines elektronisch geregelten Kupplungssystems ist, bei dem ein Kupplungspedalsensor (19) eine fahrerseitige Betätigung (s) eines Kupplungspedals (17) erfasst und bei dem eine Auswerteeinheit (21) in einem ersten Steuermodus (I) anhand der erfassten Kupplungspedalbetätigung (s) ein Kupplungsmoment (M) ermittelt und mit einem entsprechenden Kupplungssignal (SKI) einen Kupplungsaktuator (23) der Kupplung (3) ansteuert, wobei für eine fahrerseitige Anpassung des Kupplungsverhaltens der Auswerteeinheit (21) eine fahrerseitig betätigbare Eingabeeinheit (31) zugeordnet ist, wobei bei einer fahrerseitigen Betätigung der Eingabeeinheit (31) zwischen dem ersten Steuermodus (I) und zumindest einem zweiten Steuermodus (II) umschaltbar ist, wobei von der Fahrerassistenzvorrichtung Zusatzfunktionen (33, 35, 37) bereitgestellt sind, die den Fahrer während des Fahrbetriebs unterstützen, wobei mittels der Eingabeeinheit (31) auf einen dritten Steuermodus (III) umschaltbar ist, und wobei bei vom Fahrer geschaltetem dritten Steuermodus (III) die von der Fahrerassistenzvorrichtung bereitgestellten Zusatzfunktionen (33, 35, 37) gezielt vom Fahrer aktivierbar oder deaktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten/zweiten Steuermodus (I, II) die Kupplungsmoment-Ermittlung anhand einer in der Auswerteeinheit (21) hinterlegten ersten/zweiten Kennlinie (27, 29) erfolgt, mittels der aus der erfassten Kupplungspedal-Betätigung (s) das damit korrelierende Kupplungsmoment (M) ermittelbar ist, dass als Zusatzfunktion eine Anfahrwächter-Einheit (37) zum Schutz vor einem Motor-Abwürgen vorgesehen ist, mittels der anhand der aktuellen Motordrehzahl und einer aktuellen Fahrpedalbetätigung ein Betriebszustand erkennbar ist, der zu einem Motor-Abwürgen führt, und dass bei Erkennen eines solchen Betriebszustands die Auswerteeinheit (21) selbsttätig die Kupplung (3) öffnet, um ein Motor-Abwürgen zu vermeiden.
  2. Fahrerassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuermodus (I) in der Auswerteeinheit (21) werkseitig voreingestellt ist, und/oder dass im zweiten Steuermodus (II) ein Kupplungsverhalten realisiert ist, das dem Kupplungsverhalten einer mechanisch oder hydraulisch betätigbaren Kupplung entspricht, bei der im Anfahrvorgang der Drehmomentaufbau im Antriebsstrang (5) zu jeder Zeit proportional zur Kupplungspedal-Stellung ist.
  3. Fahrerassistenzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzfunktion eine Segel-Erkennungseinheit (33) vorgesehen ist, mittels der anhand von aktuellen Fahrbetriebsparametern ein Segel-Fahrzustand erkennbar ist, der für einen fahrzeugseitigen Segelbetrieb geeignet ist, und dass bei Vorliegen eines Segel-Fahrzustands die Auswerteeinheit (21) dem Fahrer den Segel-Fahrzustand signalisiert und bei einer fahrerseitigen Freigabe den Segelbetrieb selbsttätig ausführt.
  4. Fahrerassistenzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzfunktion eine Überhitzungsschutz-Einheit (35) vorgesehen ist, mittels der die aktuelle Kupplungstemperatur ermittelbar ist und die Kupplung (3) selbsttätig geöffnet wird, sofern die aktuelle Kupplungstemperatur einen Schwellwert überschreitet.
  5. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mittels einer Fahrerassistenzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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