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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe erfolgt die Gangschaltung in Abhängigkeit von Fahrbetriebsparametern, etwa der Fahrgeschwindigkeit, der Fahrpedalstellung und dem Fahrpedalgradienten. Auf der Grundlage des aus den Fahrbetriebsparametern erfassten aktuellen Fahrzustands ermittelt das Getriebesteuergerät eine Schaltempfehlung, auf deren Grundlage die Gangschaltung erfolgt.
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Ein gattungsgemäßes Fahrzeug weist eine Antriebseinheit, etwa eine Brennkraftmaschine, auf, die trieblich mit einem Automatikgetriebe gekoppelt ist, über das ein Antriebsmoment auf die Fahrzeugräder abtreibbar ist. Das Fahrzeug weist eine elektronische Steuereinrichtung auf, die auf ein durch Betätigung des Gaspedals fahrerseitig vorgegebenes Sollmoment die Antriebseinheit ansteuert. Zudem ist dem Automatikgetriebe ein Getriebesteuergerät zugeordnet, das im Fahrbetrieb in Abhängigkeit von Fahrbetriebsparametern nach einem hinterlegten Schaltschema Gangschaltungen auslöst. Die Gangschaltungen erfolgen bei teilweise durchgetretenem Gaspedal, und zwar in Gaspedalstellungen, die (im Unterschied zu einem Kickdown) nicht positionsfest in der Gaspedal-Kennlinie integriert sind, sondern in Abhängigkeit vom aktuellen Fahrzustand über den verfügbaren Gaspedal-Stellweg variieren können.
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Bei bekannten Automatikgetrieben kann zudem eine sogenannte Kick-Down-Rückschaltung realisiert sein, bei der in einem Fahrpedal in der Gaspedal-Kennlinie ein Kick-Down-Druckpunkt integriert ist. Der Kick-Down-Druckpunkt ist positionsfest (das heißt über den Gaspedal-Weg nicht verlagerbar) in der Gaspedal-Kennlinie integriert und im Bereich der vollständig durchgedrückten Gaspedalstellung angeordnet. Bei einem Überdrücken des Kick-Down-Druckpunktes wird eine Rückschaltung in einen (sinnvollen) niedrigeren Gang veranlasst, um eine noch größere Fahrzeug-Beschleunigung zu erzielen.
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Den Ausgangspunkt der Erfindung bildet eine spezielle Fahrsituation, bei der ausgehend von einer Konstantfahrt in eine Beschleunigungsfahrt gewechselt wird. Während der Beschleunigungsfahrt wird das Gaspedal mit einem positiven Gaspedalgradienten (das heißt in Richtung vollständig durchgedrückter Gaspedalstellung) betätigt. In diesem Fall erfolgen im Automatikgetriebe zur Unterstützung der Beschleunigungsfahrt automatische Gangrückschaltungen von einem höheren Gang in einen niedrigeren Gang, zum Beispiel in einer ersten Gangrückschaltung vom achten Gang in den siebten Gang und in einer zweiten Gangrückschaltung vom siebten Gang in den sechsten Gang.
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In bestimmten Fahrsituationen kann jedoch eine solche Rückschaltung nicht zweckdienlich sein, zum Beispiel aufgrund fahrerseitiger Informationen über die Fahrstrecke oder über die Verkehrssituation. Es ist auch möglich, dass der Fahrer eine Rückschaltung vermeiden will, weil aufgrund der Drehzahlerhöhung nach einer Rückschaltung das Geräuschverhalten und Vibrationsverhalten im Inneren des Fahrzeugs als unangenehm empfunden wird. Im Stand der Technik erhält der Fahrer aufgrund der fehlenden Rückmeldung keine Möglichkeit, auf eine bevorstehende Gangrückschaltung gegebenenfalls zu verzichten oder diese bewusst auszulösen.
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Aus der
DE 10 2010 039 376 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang ein Antriebsaggregat und ein zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschaltetes, automatisiertes Schaltgetriebe aufweist. In dem Schaltgetriebe werden Schaltungen mit Zugkraftunterbrechung ausgeführt, wobei von einer Steuerungseinrichtung abhängig von Betriebsparametern des Antriebsstrangs ein Zeitpunkt für eine Schaltungsausführung im automatisierten Schaltgetriebe bestimmt wird. Vor der eigentlichen Schaltungsausführung im automatisierten Schaltgetriebe wird einem Fahrer die bevorstehende Schaltungsausführung durch Aufbauen eines Gegendrucks an einem Fahrpedal haptisch angekündigt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe bereitzustellen, bei dem sich zusätzliche Freiheitsgrade zum Auslösen von Gangschaltungen für den Fahrer im Fahrbetrieb ergeben.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist dem Getriebesteuergerät eine Signalerzeugungseinheit zugeordnet. Bei Aufnahme einer Beschleunigungsfahrt (das heißt bei der Betätigung des Gaspedals oder beim Gaspedal-Drücken) erzeugt die Signalerzeugungseinheit für den Fahrer eine Rückmeldung über eine unmittelbar bevorstehende Auslösung der Gangrückschaltung. Auf diese Weise erhält der Fahrer während des Fahrbetriebs eine Einflussmöglichkeit darüber, ob die Gangschaltung tatsächlich stattfinden soll oder nicht.
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Mit der Erfindung erfolgt daher – in Abgrenzung zu einem Kick-Down-Druckpunkt – eine Gangschalt-Rückmeldung bei teilweise durchgetretenem Gaspedal, und zwar in einer Gaspedalstellung, die nicht positionsfest in der Gaspedal-Kennlinie integriert ist, sondern in Abhängigkeit vom aktuellen Fahrzustand über den verfügbaren Gaspedal-Stellweg variieren kann. Im Unterschied dazu ist der Kick-Down-Druckpunkt nicht veränderlich, sondern lagefest am Ende der Gaspedal-Kennlinie positioniert, das heißt bei nahezu vollständig durchgedrückter Gaspedalstellung und nicht bei teilweise durchgedrücktem Gaspedal.
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Es hat sich gezeigt, dass – nach erfolgter erster Gangrückstellung mit zugeordneter Gangschalt-Rückmeldung – im weiteren Verlauf der Beschleunigungsfahrt eine weitere Rückmeldung über eine unmittelbar bevorstehende Auslösung einer zweiten oder folgender Gangschaltungen (das heißt Rückschaltungen) vom Fahrer als störend empfunden wird. Vor diesem Hintergrund wird erfindungsgemäß nach erfolgter Auslösung der ersten Gangrückschaltung die Erzeugung einer Rückmeldung über die unmittelbar bevorstehende Auslösung der zweiten oder folgender Gangrückschaltungen unterdrückt, das heißt auf die Anzeige solcher weiterer Rückmeldungen wird erfindungsgemäß verzichtet.
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Die Unterdrückung kann für eine applizierbare Zeit (zum Beispiel für zwei Sekunden) zeitlich begrenzt erfolgen, und zwar für ein Zeitintervall, das nach Auslösung der ersten Gangrückschaltung startet und zum Beispiel in einem Bereich von zwei Sekunden liegen kann. Das nach der ersten Gangrückschaltung ablaufende Zeitintervall kann im Hinblick auf eine weitere Komfortsteigerung beim Betrieb des Fahrzeugs auf 0 zurückgesetzt werden und beginnend von 0 erneut ablaufen, wenn während des Zeitintervall-Ablaufes eine vom Fahrer hervorgerufene Aktion vorliegt, zum Beispiel die Betätigung eines Bremspedals, eines Lenkrads, des Getriebewählhebels oder des Gaspedals. Eine solche Aktion ist als eine unterbrechungsfreie Fortsetzung der Beschleunigungsfahrt interpretierbar. Erfindungsgemäß wird bei der unterbrechungsfreien Fortsetzung der Beschleunigungsfahrt nach der erfolgten ersten Gangrückstellung keine weitere Rückmeldung über die folgenden Gangrückstellungen erzeugt werden, falls Fahreraktionen vorliegen.
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Alternativ dazu kann dagegen die Beschleunigungsfahrt nach der ersten Gangrückstellung in eine Konstantfahrt übergehen (oder allgemein: es liegt keine Fahreraktionen vor, die eine Laständerung hervorrufen). In diesem Fall kann ggf. das Zeitintervall bis zum Zeitintervall-Ende ablaufen. Erfolgt nach dem Zeitintervall-Ablauf eine Wiederaufnahme der Beschleunigungsfahrt, so wird die Rückmeldung über eine unmittelbar bevorstehende Auslösung der zweiten Gangrückschaltung nicht mehr unterdrückt, sondern vielmehr von der Signalerzeugungseinheit erzeugt.
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Die obige Signalerzeugungseinheit ist in Signalverbindung mit der Steuereinrichtung und/oder dem Getriebesteuergerät, die die Signalerzeugungseinheit mit einem Trigger-Signal ansteuern, um die Rückmeldung über die bevorstehende Auslösung einer Gangschaltung zu erzeugen. In dem Signalweg zur Signalerzeugungseinheit kann ein Zeitglied geschaltet sein, das das obige Trigger-Signal über die bevorstehende Auslösung der ersten Gangrückschaltung ohne Zeitverzug zur Signalerzeugungseinheit weiterleitet. Im Gegensatz dazu kann das Zeitglied ein Trigger-Signal über die bevorstehende Auslösung der zweiten oder folgender Gangrückschaltungen sperren und erst nach dem Zeitintervall-Ablauf zur Signalerzeugungseinheit weiterleiten, sofern das Trigger-Signal nach dem Zeitintervall-Ablauf noch am Signaleingang des Zeitgliedes anliegt.
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Dem Zeitglied kann zusätzlich eine Reset-Einheit zugeordnet sein, mittels der das im Zeitglied hinterlegte Zeitintervall auf 0 zurücksetzbar ist. Die Reset-Einheit kann zudem eine vom Fahrer hervorgerufene Aktion detektieren, die während des Zeitintervall-Ablaufes erfolgt. Liegt eine solche Aktion vor, so setzt die Reset-Einheit das ablaufende Zeitintervall auf 0 zurück, so dass das Zeitintervall beginnend von 0 erneut abläuft. Eine solche Aktion kann beispielhaft die Betätigung des Gaspedals, des Bremspedals, des Getriebewählhebels und/oder des Lenkrades sein.
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Die Signalerzeugungseinheit kann in beliebiger Weise eine haptische, optische oder akustische Rückmeldung über eine bevorstehende Gangschaltung erzeugen. In einer einfachen technischen Realisierung kann das Gaspedal ein mit einer Rückstellkraft beaufschlagbares aktives Fahrpedal sein. In diesem Fall kann das Gaspedal in Doppelfunktion auch als Signalerzeugungseinheit wirken, bei der die Steuereinrichtung bei bevorstehender Gangschalt-Auslösung eine Gaspedal-Kennlinie variiert, die die Rückstellkraft über den Gaspedal-Stellweg wiedergibt. Das heißt, dass die Rückmeldung als eine haptisch wahrnehmbare Rückstellkraft-Variation in der Gaspedal-Kennlinie integriert ist.
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Bei Verwendung eines solchen aktiven Fahrpedals kann die bevorstehende Gangschalt-Auslösung beispielhaft durch eine Rückstellkrafterhöhung, etwa einen Druckpunkt, durch eine Rückstellkraftreduzierung und/oder durch eine kurzzeitige Rückstellkraftvibration bewerkstelligt werden. Ergänzend kann das Gaspedal bei einer Rückschaltung bevorzugt stärker angestellt werden als bei Hochschaltungen, bei denen das Fahrpedal eher weniger weit durchgedrückt wird.
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Wie oben erwähnt betrifft die Erfindung eine Fahrsituation, bei der ausgehend von einer Konstantfahrt in eine Beschleunigungsfahrt gewechselt wird, bei der das Gaspedal mit einem positiven Gaspedalgradienten in Richtung auf die vollständig durchgedrückte Gaspedalstellung verstellt wird. In diesem Fall erfolgt in gängiger Praxis im Automatikgetriebe eine Rückschaltung in einen niedrigeren Gang, um die Beschleunigungsfahrt, etwa ein Überholvorgang oder dergleichen, zu unterstützen. In Anwendung der Erfindung erhält der Fahrer bevorzugt vom Gaspedal die haptische Rückmeldung über die bevorstehende Rückschalt-Auslösung. Bei einem weiteren Eindrücken des Gaspedals kann daher der Fahrer die Rückschaltung bewusst auslösen oder sich gegen eine solche Rückschaltung entscheiden, indem er den positiven Gaspedalgradienten reduziert, das heißt vom Gaspedal geht, oder das Gaspedal in der Position hält und nicht über den Druckpunkt hinaus weiter durchdrückt.
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Zur technischen Ausführung eignet sich gemäß vorheriger Beschreibung ein sogenanntes Force-Feedback-Fahrpedal, wie es beispielhaft aus der
DE 10 2008 020 842 A1 bekannt ist. Bei einem solchen Fahrpedal kann durch entsprechende Ansteuerung der Steuereinrichtung der Kennlinienverlauf des Fahrpedals eingestellt werden. Über ein derartiges Fahrpedal kann daher der Fahrer nicht nur eine Sollmoment-Vorgabe der elektronischen Steuereinrichtung mitteilen. Im Gegenzug kann das Fahrpedal auch durch eine sich situationsbedingt verändernde Rückstellkraft dem Fahrer einen unmittelbaren Eindruck darüber vermitteln, ob eine Gangschaltung unmittelbar bevorsteht oder nicht.
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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.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in einem grob schematischen Blockschaltdiagramm einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs;
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2 ein in einem Getriebesteuergerät eines Automatikgetriebes hinterlegtes Schaltkennfeld, auf dessen Grundlage im Fahrbetrieb Gangschaltungen durchgeführt werden;
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3 und 4 jeweils Gaspedal-Kennlinien, in die bei einer Beschleunigungsfahrt erfolgenden Gangrückstellungen R8/7 und R7/6 eingezeichnet sind.
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Die 1 ist im Hinblick auf ein einfaches Verständnis der Erfindung angefertigt. Von daher ist die 1 eine lediglich grob vereinfachte Darstellung, die keinen realitätsgetreuen Aufbau des Antriebsstranges und der Antriebssteuerung wiedergibt. In der 1 weist das zweispurige Fahrzeug eine Brennkraftmaschine 1 auf, die mit einem Automatikgetriebe 5 trieblich gekoppelt ist. Das Automatikgetriebe 5 kann zur Aufteilung des Antriebsmomentes auf die Fahrzeugräder in trieblicher Verbindung mit nicht gezeigten Vorder- und/oder Hinterachsdifferenzialen sein.
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Das Motorsteuergerät 15 der Brennkraftmaschine 1 sowie das Getriebesteuergerät 16 des Automatikgetriebes 5 sind mittels einer elektronischen Steuereinrichtung 7 ansteuerbar, die als Eingangsgrößen eine Vielzahl von Fahrbetriebsparametern erfasst. Zudem ist die Steuereinrichtung 7 mit einem aktiven Fahrpedal 9 verbunden. In Abhängigkeit von dem Auslenkwinkel (das heißt dem Stellweg s) des Fahrpedals 9 wird der Steuereinrichtung 7 eine, einen Sollmoment Msoll entsprechende Fahrer-Vorgabe zugeführt. Auf der Grundlage der Sollmoment-Vorgabe sowie der oben erwähnten Fahrbetriebsparameter steuert die Steuereinrichtung 7 über gestrichelt dargestellte Signalleitungen 11 das Motorsteuergerät 15 der Brennkraftmaschine 1 sowie das Getriebesteuergerät 16 des Automatikgetriebes 5 an.
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Das Gaspedal 9 ist vorliegend ein sogenanntes Force-Feedback-Pedal, dessen Gaspedal-Kennlinie (3 und 4) in Abhängigkeit von entsprechenden Steuersignalen der Steuereinrichtung 7 variierbar ist. Hierzu ist die Steuereinrichtung 7 über die Signalleitung 21 mit dem Gaspedal 9 in Verbindung. Während des Fahrbetriebs ermittelt das Getriebesteuergerät 16 auf der Grundlage des in der 2 grob vereinfacht gezeigten Schaltkennfeldes die Auslösung einer Gangrückschaltung.
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Das in der 2 gezeigte Muscheldiagramm stellt den spezifischen Kraftstoffverbrauch dar. Im dargestellten Diagramm mit überlagerten Schaltkennlinien ist das Muscheldiagramm zur Vergleichbarkeit vereinfacht für ein festes Übersetzungsverhältnis dargestellt. Die übliche Darstellung des Muscheldiagramms mit der Abszissenachse als Drehzahl des Antriebsaggregats kann anhand des Übersetzungsverhältnisses und der Fahrgeschwindigkeit berechnet werden. Anstelle des Fahrpedalwertes kann als Ordinatenachse auch das Drehmoment des Antriebsaggregates oder der effektiver Mitteldruck des Antriebsaggregates stehen. Der spezifische Kraftstoffverbrauch ist ein Maß für die Effizienz einer Verbrennungskraftmaschine. Definiert ist er als das Verhältnis zwischen Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit und der abgegeben mechanischen Leistung. Der spezifische Kraftstoffverbrauch wird üblicherweise in g/kWh angegeben.
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Wie aus der 1 weiter hervorgeht, erzeugt die Steuereinrichtung bei einer bevorstehenden Auslösung einer Gangrückschaltung ein Trigger-Signal ST, mit dem das Gaspedal 9 ansteuerbar ist, um eine Rückmeldung über die bevorstehende Auslösung einer Gangschaltung zu erzeugen. In der Signalleitung 21 ist ein Zeitglied 23 geschaltet, das die Weiterleitung des Trigger-Signals ST zeitlich begrenzt verzögern kann, wie es später noch beschrieben wird. Dem Zeitglied 23 ist eine Reset-Einheit 25 zugeordnet, mittels der ein im Zeitglied 23 hinterlegtes Zeitintervall Δt auf 0 zurücksetzbar ist. Die Reset-Einheit 25 ist eingangsseitig in Signalverbindung mit einem Fahrzeug-Lenkrad, einem Bremspedal 27 sowie dem Gaspedal 9.
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Nach Aufnahme der Beschleunigungsfahrt sowie bei unmittelbar bevorstehender Auslösung der ersten Gangschaltung R8/7 wird in der Steuereinrichtung 7 ein Trigger-Signal ST erzeugt, mit dem über die Signalleitung 21 das Gaspedal 9 ansteuerbar ist, um als Rückmeldung A (3) einen Druckpunkt in der Gaspedal-Kennlinie zu erzeugen. Bei Überschreiten des in der Gaspedal-Kennlinie integrierten Druckpunktes A kann der Fahrer die bevorstehende Gangrückschaltung R8/7 bewusst auslösen oder durch ein Gaspedal-Lösen auf eine solche Gangrückschaltung verzichten.
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Nach Auslösung der ersten Gangrückschaltung 8/7 startet das Zeitglied 23 das Zeitintervall Δt, das in der 1 bei beispielsweise zwei Sekunden liegt. Mit Hilfe des Zeitglieds 23 werden Trigger-Signale ST über die bevorstehende Auslösung der zweiten Gangschaltung R7/6 oder folgender Gangschaltungen erst nach Ablauf des Zeitintervalls Δt zum Gaspedal 9 weitergeleitet, um dort eine entsprechende Rückmeldung B zu generieren.
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Der Fahrer kann nach der Auslösung der ersten Gangrückschaltung 8/7 die Beschleunigungsfahrt fortsetzen oder zum Beispiel in eine Konstantfahrt übergehen:
Bei Fortsetzung der Beschleunigungsfahrt erfasst die Reset-Einheit 25 eine vom Fahrer hervorgerufene Aktion, das heißt es liegt eine Gaspedal-, Bremspedal- und/oder Lenkrad-Betätigung vor. In diesem Fall setzt die Reset-Einheit 25 das ablaufende Zeitintervall Δt auf 0 zurück, so dass das Zeitintervall Δt beginnend von 0 erneut abläuft. Dieser Fall ist in der 3 angedeutet, wonach keine Rückmeldung über die bevorstehende zweite Gangrückschaltung R7/6 erfolgt.
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Beim Übergang der Beschleunigungsfahrt in die Konstantfahrt erfasst dagegen die Reset-Einheit 25 keine vom Fahrer hervorgerufene Aktion, das heißt es liegt keine Gaspedal-, Bremspedal- und/oder Lenkrad-Betätigung vor. In diesem Fall setzt die Reset-Einheit 25 das ablaufende Zeitintervall Δt nicht auf 0 zurück, so dass das Zeitintervall Δt bis zum Zeitintervall-Ende ablaufen kann. Bei Wiederaufnahme der Beschleunigungsfahrt wird daher das Trigger-Signal ST über die unmittelbar bevorstehende Auslösung der zweiten Gangrückschaltung R7/6 ohne Verzögerung zum Gaspedal 9 weitergeleitet, um dort den in der 4 gezeigten Druckpunkt B in der Gaspedal-Kennlinie zu erzeugen.
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In dem Schaltkennfeld der 2 sind zur Erläuterung der Erfindung exemplarisch Rückschaltschwellen R8/7 und R7/6 angedeutet, anhand derer das Getriebesteuergerät 16 in einem 8-Gang-Automatikgetriebe Gangrückschaltungen vornimmt. Die Rückschaltschwellen R8/7 und R7/6 sind oberhalb der punktiert angedeuteten Volllastkennlinie der Brennkraftmaschine 1 angeordnet.
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Die Gaspedal-Kennlinien der 3 und 4 geben jeweils die Rückstellkraft F über den Gaspedal-Stellweg s wieder. Die jeweilige Gaspedal-Kennlinie steigt in etwa linear bis nahezu der vollständig durchgedrückten Gaspedalstellung an. Im Bereich der vollständig durchgedrückten Gaspedalstellung ist ein lagefest im Kennlinien-Verlauf integrierter Kickdown-Druckpunkt K integriert, der bei (nahezu) vollständig durchgedrücktem Gaspedal 9 eine Kickdown-Rückschaltung einleitet.
