DE102016202011A1

DE102016202011A1 - Verfahren und Steuerungssystem zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102016202011A1
Application number: DE102016202011.0A
Authority: DE
Inventors: Johannes KEMLER; Peter SPOERL; Franz-Josef Schuler; Tobias Stauber; Joachim Straub
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-02-10
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2017-08-10

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Antriebsaggregat (1) und ein zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (2) geschaltetes, automatisches Getriebe (3) umfasst, wobei dann, wenn ein Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, aus zur Verfügung stehenden Daten über eine vorgegebene, zu befahrene Fahrtstrecke ein Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Soll-Momentprofil für das Kraftfahrzeug bestimmt wird und dieses Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder Soll-Momentprofil fürs autonome Fahren entlang der vorgegebenen Fahrtstrecke steuerungsseitig vorgegeben wird, und wobei abhängig von zur Verfügung stehenden Daten, insbesondere abhängig von einer Ist-Geschwindigkeit und/oder einem Ist-Moment, Schaltungen in dem Getriebe (3) steuerungsseitig automatisch ausgelöst und ausgeführt werden. Dann, wenn der Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn unter Auswertung des Soll-Geschwindigkeitsprofils und/oder des Soll-Momentprofils erkannt wird, dass eine Laständerung für das Antriebsaggregat (1) bevorsteht, wird eine Schaltungsverhinderung aktiviert, um zu verhindern, dass eine Schaltung während einer Laständerung erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und Steuerungssystem zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.
Kraftfahrzeuge mit einem Antriebsaggregat und einem zwischen das Antriebsaggregat und einen Abtrieb geschalteten, automatischen Getriebe, in welchem Gangwechsel bzw. Schaltungen automatisiert durchgeführt werden, sind aus der Praxis hinlänglich bekannt. Ferner ist es bekannt, dass der Betrieb eines automatischen Getriebes eines solchen Kraftfahrzeugs von einem Getriebesteuergerät gesteuert und/oder geregelt wird, wobei das Getriebesteuergerät, insbesondere eine Schaltstrategie-Steuerungseinrichtung des Getriebesteuergeräts, abhängig von zur Verfügung stehenden Daten automatisch Schaltungen auslöst und ausführt. Zu diesen Daten zählen unter anderem eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und ein Ist-Moment des Antriebsaggregats und ein Fahrerwunsch. Aus der EP 0 766 024 B1 ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebesteuergerät für ein automatisches Getriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei eine Schaltstrategie-Steuerungseinrichtung Schaltungen bzw. Gangwechsel auf Grundlage von Eingangssignalen automatisch auslöst, wobei eines der Eingangssignale, die zum Auslösen eines Gangwechsels ausgewertet werden, die Fahrsituation auf der aktuell befahrenen Fahrtstrecke ist.
Bei zukünftigen Kraftfahrzeugen spielt das autonome Fahren eine zunehmend wichtigere Rolle. Beim autonomen Fahren übernimmt das Steuerungssystem des Kraftfahrzeugs weitestgehend die Rolle des Fahrers. Zum autonomen Fahren ist es erforderlich, dass eine Steuerungseinrichtung, die vorzugsweise Bestandteil eines Motorsteuergeräts ist, abhängig von zur Verfügung stehenden Daten über eine vorgegebene, zu befahrene Fahrtstrecke ein Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Soll-Momentprofil bestimmt und dieses Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder Soll-Momentprofil für das autonome Fahren entlang der vorgegebenen Fahrtstrecke steuerungsseitig vorgibt. Aus der DE 197 51 306 B4 ist zum Beispiel ein Motorsteuergerät bekannt, welches zum autonomen Fahren auf Basis von Daten über eine vorgegebene Fahrtstrecke Antriebskraftkennlinien für das Antriebsaggregat automatisch bestimmt.
Aus der EP 0 586 626 B1 ist es bekannt, auf Basis von vorgegebenen Daten einer Fahrtstrecke zulässige Grenzgeschwindigkeiten zu berechnen und diese Grenzgeschwindigkeiten steuerungsseitig vorzugeben.
Dann, wenn die Fahrstrategie für das autonome Fahren auf Grundlage von Daten über die vorgegebene Fahrtstrecke ein Soll-Geschwindigkeitsprofil und ein Soll-Momentprofil bestimmt und steuerungsseitig zur Verfügung stellt, und die Schaltstrategie des Getriebesteuergeräts die Ausführung von Schaltungen im automatischen Getriebeabhängig von der Ist-Geschwindigkeit, dem Ist-Moment und dem Fahrerwunsch steuert, besteht das Problem, dass Schaltungen im Getriebe unter Umständen nicht mit hinreichend hohem Komfort, der beim autonomen Fahren erwartet wird, ausgeführt werden können. Dies ist von Nachteil.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und ein Steuerungssystem zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, mit Hilfe deren beim autonomen Fahren Schaltungen mit hohem Komfort ausgeführt werden können.
Diese Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Steuerungssystem gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Hiernach wird dann, wenn der Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn unter Auswertung des Soll-Geschwindigkeitsprofils und/oder des Soll-Momentprofils erkannt wird, dass eine Laständerung für das Antriebsaggregat bevorsteht, eine Schaltungsverhinderung aktiviert wird, um zu verhindern, dass eine Schaltung während einer Laständerung erfolgt. Mit dem ersten Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, dass dann, wenn Laständerungen, insbesondere Lastwechsel, aufgrund des vom autonomen Fahren bestimmten Soll-Geschwindigkeitsprofils und/oder Soll-Momentprofils auszuführen sind, eine Schaltungsverhinderung zu aktivieren. Hiermit kann verhindert werden, dass Schaltungen während einer Laständerung, insbesondere während eines Lastwechsels, erfolgen. Schaltungen können so beim autonomen Fahren mit hohem Komfort durchgeführt werden.
Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der Erfindung wird die Schaltungsverhinderung während der jeweiligen Laständerung und für eine definierte Zeitdauer vor der jeweiligen Laständerung aktiviert. Nach dieser vorteilhaften Weiterbildung wird während einer Laständerung und für eine definierte, statische Zeitdauer vor der Laständerung die Schaltungsverhinderung aktiviert, um beim autonomen Fahren Schaltungen mit hohem Komfort auszuführen.
Nach einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung des ersten Aspekts der Erfindung wird die Schaltungsverhinderung während der jeweiligen Laständerung aktiviert, wobei vor der Aktivierung der Schaltungsverhinderung ein Timer aktiviert wird, der die verbleibende Zeitdauer bis zur Aktivierung der Schaltungsverhinderung aktualisiert bereitstellt, wobei auf Basis dieser Zeitdauer und der zur Ausführung einer Schaltung benötigten Zeit entschieden wird, ob eine bevorstehende Schaltung vor der Laständerung noch ausgeführt oder schon verhindert wird. Nach dieser zweiten vorteilhaften Weiterbildung wird während der Laständerung die Schaltungsverhinderung aktiviert und vor der Aktivierung der Schaltungsverhinderung der Timer aktiviert, wobei nur dann vor einer bevorstehenden Laständerung eine Schaltung noch ausgeführt wird, wenn die zur Ausführung der Schaltung benötigte Zeit kleiner ist als die auf Basis des Timers noch zur Verfügung stehende Zeit bis zur Aktivierung der Schaltungsverhinderung. Über den Timer kann demnach individuell und dynamisch entschieden werden, ob eine Schaltung noch ausgeführt oder schon verhindert wird.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 8 und durch ein Steuerungssystem gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Hiernach wird dann, wenn der Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn eine Schaltung ausgeführt wird, eine Laständerungsverhinderung aktiviert, um zu verhindern, dass eine Laständerung während einer Schaltung erfolgt. Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung wird dann, wenn eine Schaltung ausgeführt wird, eine Laständerungsverhinderung aktiviert. Hierdurch kann vermieden werden, dass während einer Schaltung eine Laständerung erfolgt. Auch hiermit ist es möglich, beim autonomen Fahren Gangwechsel bzw. Schaltungen mit hohem Komfort auszuführen.
Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des zweiten Aspekts der Erfindung wird die Laständerungsverhinderung während der jeweiligen Schaltung und für eine definierte Zeitdauer vor der jeweiligen Schaltung aktiviert. Nach dieser ersten Weiterbildung wird die Laständerungsverhinderung für eine definierte Zeitdauer während der Schaltung und vor der Schaltung aktiviert, wobei dies einer statischen Laständerungsverhinderung entspricht.
Nach einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung des zweiten Aspekts der Erfindung wird die Laständerungsverhinderung während der jeweiligen Schaltung aktiviert, wobei vor der Aktivierung der Laständerungsverhinderung ein Timer aktiviert wird, der die verbleibende Zeitdauer bis zur Aktivierung der Laständerungsverhinderung aktualisiert bereitstellt, wobei auf Basis dieser Zeitdauer und der zur Ausführung der Laständerung benötigten Zeit entschieden wird, ob eine nach dem Soll-Momentprofil bevorstehende Laständerung vor der Schaltung noch ausgeführt oder schon verhindert wird. Mit der zweiten Weiterbildung kann vor der eigentlichen Aktivierung der Laständerungsverhinderung während der Ausführung einer Schaltung vor der Schaltungsausführung eine dynamische Laständerungsverhinderung etabliert werden, nämlich über die vom Timer bis zur Aktivierung der Laständerungsverhinderung aktuell bereitgestellte Zeitdauer. Ist die zur Laständerung benötigte Zeit kürzer als die vom Timer vorgegebene Zeitdauer bis zur Aktivierung der Laständerungsverhinderung, so kann die Laständerung noch vor der Schaltung ausgeführt werden.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 ein Schema eines Kraftfahrzeugs,
2 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung einer ersten Variante nach dem ersten Aspekt der Erfindung;
3 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung einer zweiten Variante nach dem ersten Aspekt der Erfindung;
4 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung einer ersten Variante nach dem zweiten Aspekt der Erfindung; und
5 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung einer zweiten Variante nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.
1 zeigt stark schematisiert ein Antriebsstrangschema eines Kraftfahrzeugs, welches ein Antriebsaggregat 1 und ein zwischen das Antriebsaggregat 1 und einen Abtrieb 2 geschaltetes, automatisches Getriebe 3 umfasst. Das Getriebe 3 umfasst mehrere Schaltelemente 4, wobei in jedem Gang eine definierte Anzahl von Schaltelementen geöffnet und eine weitere definierte Anzahl von Schaltelementen geschlossen ist.
Zur Ausführung eines Gangwechsels bzw. einer Schaltung im automatischen Getriebe 3 muss mindestens ein zuvor geschlossenes Schaltelement geöffnet und mindestens ein zuvor geöffnetes Schaltelement geschlossen werden.
Der Betrieb des Antriebsaggregats 1 wird von einem Motorsteuergerät 5 und der Betrieb des Getriebes 3 von einem Getriebesteuergerät 6 gesteuert und/oder geregelt. Hierzu tauscht das Motorsteuergerät 5 gemäß dem gestrichelten Doppelpfeil mit dem Antriebsaggregat 1 Daten aus. Weiterhin tauscht das Getriebesteuergerät 6 mit dem Getriebe 3 Daten aus. 1 kann weiterhin entnommen werden, dass das Motorsteuergerät 5 und das Getriebesteuergerät 6 untereinander Daten austauschen.
Das Getriebesteuergerät 6 umfasst eine erste Steuerungseinrichtung 8, insbesondere Schaltstrategie-Steuerungseinrichtung 8. Die erste Steuerungseinrichtung 8 steuert abhängig von zur Verfügung stehenden Daten Schaltungen bzw. Gangwechsel im Getriebe 3. Insbesondere werden durch die Schaltstrategie-Steuerungseinrichtung 8 Schaltungen im Getriebe 3 automatisch ausgelöst und automatisch ausgeführt.
Zu diesen Daten, auf Grundlage derer die erste Steuerungseinrichtung 8 Schaltungen bzw. Gangwechsel im Getriebe 3 auslöst und deren Ausführung steuert und/oder regelt, zählen insbesondere eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und ein Ist-Moment des Antriebsaggregats und ein Fahrerwunsch, der entweder fahrerseitig durch eine Gaspedal- und/oder Bremspedal-Betätigung oder steuerungsseitig über eine Fahrgeschwindigkeit-Regelungseinrichtung vorgegeben wird. Sensoren 10 oder andere Steuerungseinrichtungen können solche Daten als gemessene Daten und/oder als berechnete Daten bereitstellen. Details, wie die Schaltstrategie-Steuerungseinrichtung 8 Schaltungen im Getriebe 3 steuert und/oder regelt, sind dem hier angesprochenen Fachmann geläufig und bedürfen keiner näheren Erläuterung.
Das Motorsteuergerät 5 umfasst eine weitere Steuerungseinrichtung 7, insbesondere eine Steuerungseinrichtung 7 fürs autonome Fahren. Dann, wenn steuerungsseitig oder fahrerseitig ein Betriebszustand für das autonome Fahren aktiviert ist, bestimmt die Steuerungseinrichtung 7 fürs autonome Fahren aus zur Verfügung stehenden Daten über eine vorgegebene Fahrtstrecke, die zum Beispiel von einer Navigationseinrichtung 9 bereitgestellt werden, für die vorgegebene, zu befahrene Fahrtstrecke ein Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Soll-Momentprofil für den Betrieb des Kraftfahrzeugs 1, wobei die Steuerungseinrichtung 7 fürs autonome Fahren dieses Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder Soll-Momentprofil für das autonome Fahren entlang der vorgegebenen Fahrtstrecke steuerungsseitig vorgibt. Details, wie aus Daten über eine vorgegebene Fahrtstrecke ein Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Soll-Momentprofil für das autonome Fahren ermittelt werden können, sind dem hier angesprochenen Fachmann geläufig und bedürfen keiner näheren Erläuterung.
Auch beim autonomen Fahren müssen im Getriebe 3 Gangwechsel automatisch ausgelöst und ausgeführt werden. Bislang bereitet jedoch die Ausführung von Schaltungen beim autonomen Fahren mit hohem Komfort Schwierigkeiten. Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun solche Details, mit Hilfe derer beim autonomen Fahren Gangwechsel mit hohem Komfort ausgeführt werden können.
Nach einem ersten Aspekt der hier vorliegenden Erfindung wird zur Ausführung von Schaltungen mit hohem Komfort während des autonomen Fahrens vorgeschlagen, dass dann, wenn der Betriebszustand für das autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn unter Auswertung des für das autonome Fahren bestimmten und vorgegebenen Soll-Geschwindigkeitsprofils und/oder Soll-Momentprofils erkannt wird, dass eine Laständerung, insbesondere ein Lastwechsel, für das Antriebsaggregat 1 bevorsteht, eine Schaltungsverhinderung aktiviert wird, um so zu verhindern, dass eine Schaltung bzw. ein Gangwechsel im Getriebe 3 während einer Laständerung, insbesondere während eines Lastwechsels, erfolgt.
Nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden demnach insbesondere im Soll-Momentprofil für das autonome Fahren Laständerungen, insbesondere Lastwechsel, vorzugsweise von der Steuerungseinrichtung 7 steuerungsseitig markiert und vorzugsweise von der Steuerungseinrichtung 7 der Steuerungseinrichtung 8 vorgegeben, wobei dann die Steuerungseinrichtung 8 abhängig von dem von der Steuerungseinrichtung 7 vorgegebenen und mit Laständerungen, insbesondere Lastwechseln, markierten Soll-Momentprofil Schaltungsverhinderungen aktiviert.
Weitere Details des ersten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben, wobei in 2 und 3 über der Zeit t mehrere Signalverläufe gezeigt sind.
Der Signalverlauf 11 der 2 und 3 entspricht einem für das autonome Fahren bestimmten und vorgegebenen Soll-Geschwindigkeitsprofil. Die Signalverläufe 12 der 2 und 3 entsprechen einem für das autonome Fahren bestimmten und steuerungsseitig vorgegebenen Soll-Momentprofil.
2 und 3 kann entnommen werden, dass sich aufgrund des vorgegebenen Soll-Momentprofils 12 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 sowie zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 Laständerungen 12' am Antriebsaggregat 1 ereignen, die vom Soll-Momentprofil 12 steuerungsseitig vorgegeben sind.
Dann, wenn der Betriebszustand für das autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn auf Grundlage des durch die Steuerungseinrichtung 7 vorgegebenen Soll-Momentprofils 12 erkannt wird, dass eine Laständerung 12' für das Antriebsaggregat 1 bevorsteht, wird eine Schaltungsverhinderung 13 aktiviert, die verhindert, dass während einer Laständerung eine Schaltung erfolgt bzw. ausgeführt wird.
Im Ausführungsbeispiel der 2 wird dabei die Schaltungsverhinderung 13 von der Steuerungseinrichtung 8 während der jeweiligen Laständerung 12' und für eine feste bzw. statische, definierte Zeitdauer vor der jeweiligen Laständerung 12' sowie für eine feste bzw. statische, definierte Zeitdauer nach der jeweiligen Laständerung 12' aktiviert.
Die während der jeweiligen Laständerung 12‘ aktive Schaltungsverhinderung entspricht in 2 dem jeweiligen Abschnitt 13x der jeweiligen Schaltungsverhinderung 13, der in 2 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 bzw. den Zeitpunkten t5 und t6 liegt, wobei die für eine definierte Zeitdauer vor der jeweiligen Laständerung 12' aktivierte Schaltungsverhinderung dem jeweiligen Abschnitt 13y der jeweiligen Schaltungsverhinderung 13 entspricht, die in 2 zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 bzw. den Zeitpunkten t4 und t5 liegt, und wobei die für die definierte Zeitdauer nach der jeweiligen Laständerung 12' aktivierte Schaltungsverhinderung dem jeweiligen Abschnitt 13z der jeweiligen Schaltungsverhinderung 13 entspricht, der in 2 zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 bzw. den Zeitpunkten t6 und t7 liegt. Die Zeitdauern der Abschnitte bzw. Bereiche 13y und 13z, für die die Schaltungsverhinderung 13 vor und nach der jeweiligen Laständerung 12' aktiviert wird, sind dabei fest vorgegebene, statische Zeitdauern.
Der Signalverlauf 15 in 2 entspricht einem Ziel-Gang, der nach dem Stand der Technik ohne die erfindungsgemäße Schaltungsverhinderung 13 von der Steuerungseinrichtung 8 des Getriebesteuerungsgeräts 6 steuerungsseitig vorgegeben würde, wobei 2 zeigt, dass gemäß dem Signalverlauf 15 des Ziel-Gangs Schaltungen bzw. Gangwechsel im Getriebe mit Laständerungen 12' zusammenfallen würden.
Durch die erfindungsgemäße Schaltungsverhinderung 13 bei Erkennen einer Laständerung 12' im Soll-Momentprofil 12 des autonomen Fahrens ergibt sich für den Ziel-Gang in der Steuerungseinrichtung 8 der Signalverlauf 16, wobei dem Signalverlauf 16 entnommen werden kann, dass sich der Ziel-Gang nicht während einer Laständerung 12' im Getriebe ändert, sondern vielmehr erst nach Ablauf der Schaltungsverhinderung 13, wodurch sichergestellt werden kann, dass während einer Laständerung 12' sowie unmittelbar vor und unmittelbar nach einer Laständerung 12' keine Schaltung im Getriebe ausgeführt wird. Der Signalverlauf 17 zeigt einen Ist-Gangverlauf für das Getriebe 3, der sich infolge des erfindungsgemäß ausbildenden Ziel-Gangverlaufs 16 ausbildet.
3 visualisiert eine zweite Variante des ersten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung, wobei auch in 3 dann, wenn der Betriebszustand für das autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn auf Grund des fürs autonome Fahren bestimmten Lastprofils 12 Laständerungen 12' bevorstehen, Schaltungsverhinderungen 13 aktiviert werden, um zu verhindern, dass Schaltungen während einer Laständerung 12' erfolgen. Der Unterschied der Variante der 3 zur Variante der 2 besteht darin, dass in der Variante der 3 lediglich während der Laständerung 12' und für eine definierte Zeitdauer nach der jeweiligen Laständerung 12' gemäß den Abschnitten bzw. Bereichen 13x, 13z die Schaltungsverhinderung 13 aktiviert wird, wobei in der Variante der 3 zu den Zeitpunkten t0 und t4 vor der Aktivierung der Schaltungsverhinderung 13 jeweils ein Timer 14 aktiviert wird, der die verbleibende Zeitdauer bis zur Aktivierung der jeweiligen Schaltungsverhinderung 13 aktualisiert bereitstellt. Auf Basis der vom Timer 14 aktuell bereitgestellten Zeitdauer, die bis zur Aktivierung der jeweiligen Schaltungsverhinderung 13 zur Verfügung steht, sowie auf Grundlage der zur Ausführung einer aktuell bevorstehenden Schaltung benötigten Zeit wird dann dynamisch entschieden, ob die aktuell bevorstehende Schaltung im Getriebe 3 steuerungsseitig noch ausgeführt oder schon verhindert wird.
Der Timer 14 entspricht demnach einem dynamischen Teil der Schaltungsverhinderung, in welchem die Steuerungseinrichtung 8 dynamisch entscheidet, ob eine Schaltung vor einer Laständerung 12' noch ausgeführt oder schon verhindert wird.
Auch in 3 visualisieren die Verläufe 15 wiederum Verläufe für einen Ziel-Gang, wie er sich nach dem Stand der Technik ausbilden würde. Schaltungen würden dann mit Laständerungen 12' zusammenfallen. Der Signalverlauf 16 entspricht einem Verlauf des Ziel-Gangs, wie er sich unter Verwendung der Erfindung ausbildet, wobei dem Verlauf 17 für den Ist-Gang entnommen werden kann, dass Gangwechsel, die während des Ablaufs des jeweiligen Timers 14 fallen, in 3 noch ausgeführt werden, da die Zeitdauern, die zur Ausführung dieser Lastwechsel benötigt sind, jeweils kleiner sind, als die auf Grundlage des Timers 14 bis zur Aktivierung der Schaltungsverhinderung 13 noch zur Verfügung stehende Zeitdauer.
Mit dem ersten Aspekt der Erfindung werden demnach Schaltungen bzw. Gangwechsel im Getriebe 3 nur dann durchgeführt, wenn am Antriebsaggregat 1 keine Laständerung 12', insbesondere kein Lastwechsel erfolgt. Ein Lastwechsel ist eine Laständerung, in dem sich der Lastbereich von einem Zugbetrieb in einen Schubbetrieb oder von einem Schubbetrieb in einen Zugbetrieb ändert.
Hierzu wird jede Laständerung 12', die sich aus dem Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder Soll-Momentprofil für das autonome Fahren ergibt, durch die Steuerungseinrichtung 7 entsprechend gekennzeichnet oder markiert, um der Steuerungseinrichtung 8 eine bevorstehende Laständerung 12' durch die Steuerungseinrichtung 7 anzukündigen. Dann, wenn eine derartige Laständerung 12' bevorsteht, wird gemäß 2 vor der Laständerung 12', während der Laständerung 12' und nach der Laständerung 12' die Schaltungsverhinderung aktiviert, und zwar sowohl vor der Laständerung 12' als auch nach der Laständerung 12' für statisch vorgegebene, feste Zeitdauern. In der Variante der 3 hingegen wird vor der Laständerung 12' und damit vor der Aktivierung der Schaltungsverhinderung 13 ein Timer 14 aktiviert, der die aktuell zur Verfügung stehende Zeitdauer bis zur Schaltungsverhinderung 13 bei Eintritt der Laständerung 12‘ steuerungsseitig bereitstellt. Damit kann die Steuerungseinrichtung 8 dynamisch selbst entscheiden, ob eine Schaltung noch vor der Laständerung 12' ausgeführt und ggf. vorgezogen wird, oder ob die Schaltung im Getriebe 3 bis nach der Laständerung 12', nämlich bis nach dem Ablauf der Schaltungsverhinderung 13, verzögert wird. Beim autonomen Fahren können so Gangwechsel mit hohem Komfort ausgeführt werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben. 4 und 5 sind wiederum über der Zeit t mehrere Signalverläufe gezeigt, nämlich mit dem Signalverlauf 21 ein für das autonome Fahren abhängig von der Fahrtstrecke von der Steuerungseinrichtung 7 bestimmtes Soll-Geschwindigkeitsprofil 21 sowie ein entsprechend für das autonome Fahren bestimmtes Soll-Momentprofil 22. Der Signalverlauf 23 zeigt einen von der Steuerungseinrichtung 8 steuerungsseitig vorgegebenen Ziel-Gang an, wobei sich zum Zeitpunkt t1 sowie zum Zeitpunkt t5 jeweils der steuerungsseitig vorgegebene Ziel-Gang 23 ändert, sodass dann im Getriebe eine Schaltung bzw. ein Gangwechsel ausgeführt wird. Der Signalverlauf 24 visualisiert den sich im Getriebe ausbildenden Ist-Gang, wobei zu den Zeitpunkten t2 und t6 im Getriebe 3 jeweils der Ist-Gang eingelegt ist, sodass demnach zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 sowie zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 im Getriebe 3 Schaltungen 25 ausgeführt werden.
Dann, wenn der Betriebszustand für das autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn im Getriebe 3 eine Schaltung 25 ausgeführt wird, wird eine Laständerungsverhinderung 26 aktiviert, um so zu verhindern, dass während der Ausführung einer Schaltung 25 eine Laständerung am Antriebsaggregat 1 erfolgt. Der Signalverlauf 22 visualisiert den aufgrund von Fahrtstreckendaten von der Steuerungseinrichtung 7 bestimmten Soll-Momentverlauf für das autonome Fahren. Dabei kann 4 entnommen werden, dass sich durch Überschreiten der Kennlinie 30 ein Lastwechsel ausbilden würde, also ein Wechsel vom Schubbetrieb in den Zugbetrieb bzw. einen Wechsel vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb. Um eine derartige Laständerung während der Ausführung einer Schaltung 25 zu verhindern, wird durch die Laständerungsverhinderung 26 das Soll-Momentprofil 22 über die Steuerungseinrichtung 8, nämlich über die Laständerungsverhinderung 26, insbesondere Lastwechselverhinderung, in den modifizierten Soll-Momentverlauf 22a geändert, wobei gemäß 4 zwar eine Laständerung im Schubbetrieb bzw. Laständerung im Zugbetrieb zugelassen wird, jedoch ein Lastwechsel vom Schubbetrieb in den Zugbetrieb oder vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb verhindert wird. Erst nach Ablauf der jeweiligen Laständerungsverhinderung 26, bei welcher es sich in 4 um eine Lastwechselverhinderung handelt, erfolgt dann der Lastwechsel 28 im modifizierten Soll-Momentprofil 22a für das Antriebsaggregat 1.
Durch diese Veränderung des Soll-Momentprofils 22 in das modifizierte Soll-Momentprofil 22a ändert sich auch das Soll-Geschwindigkeitsprofil 21 ins modifizierte Soll-Geschwindigkeitsprofil 21a.
In 4 erfolgt in Analogie zur 2, welche die Schaltungsverhinderung betrifft, die Laständerungsverhinderung 26 während der Ausführung der Schaltung 25 sowie für eine definierte, statische Zeitdauer vor der Schaltung 25 als auch für eine definierte, statische Zeitdauer nach der Schaltung 25, wobei der Bereich 26x zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 bzw. zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 die Laständerungsverhinderung 26 während der Schaltung 25 symbolisiert, wobei der Bereich 26y zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 bzw. zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 die Laständerungsverhinderung für eine definierte Zeitdauer vor der Schaltung 25 visualisiert, und wobei der Bereich 26z zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 bzw. zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 die Laständerungsverhinderung für die definierte Zeitdauer nach der Schaltung 25 visualisiert. In 4 erfolgt demnach bei Ausführung einer Schaltung 25 vor der Schaltungsausführung, während der Schaltungsausführung und nach der Schaltungsausführung eine statische Laständerungsverhinderung 26 jeweils für eine vorgegebene, feste Zeitdauer, insbesondere eine Lastwechselverhinderung.
5 zeigt eine Alternative des zweiten Aspekts der hier vorliegenden Erfindung, in welcher dann, wenn in dem Getriebesteuergerät 6 durch die Steuerungseinrichtung 8 eine Schaltung 25 im Getriebe ausgeführt wird, die Laständerungsverhinderung 26 ausschließlich während der Schaltungsausführung gemäß dem Bereich 26x zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 bzw. zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 sowie für eine definierte Zeitdauer nach der Schaltungsausführung gemäß dem Bereich 26z zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 bzw. zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 aktiviert wird. Vor der Schaltungsausführung 25 wird in 5 im Unterschied zur 4 nicht für eine feste definierte Zeitdauer eine statische Laständerungsverhinderung gemäß dem Bereich 26y der 4 vorgegeben, vielmehr wird in Analogie zur 3 ein Timer 27 zu den Zeitpunkten t0 und t4 gestartet, welcher aktualisiert diejenige Zeitdauer bereitstellt, die bis zur Aktivierung der Laständerungsverhinderung 26 verbleibt.
Diese Zeitdauer wird von der Steuerungseinrichtung 8 der Steuerungseinrichtung 7 für das autonome Fahren bereitgestellt, wobei dann auf Grundlage der vom Timer 27 bereitgestellten aktualisierten Zeitdauer, die bis zur Aktivierung der Laständerungsverhinderung 26 verbleibt, sowie auf Grundlage der zur Ausführung einer Laständerung benötigten Zeit entschieden wird, ob eine Laständerung vor der Schaltung noch ausgeführt oder schon verhindert wird. So zeigen 5 jeweils Laständerungen 26, die abhängig vom Signal des jeweiligen Timers 27 noch vor der Ausführung der Schaltung 25 ausgeführt werden, insbesondere werden die Laständerungen gegenüber dem von der Steuerungseinrichtung 7 aufgrund von Fahrtstreckendaten bereitgestellten bzw. bestimmten Soll-Momentprofil 22 zeitlich vorgezogen, sodass das Soll-Momentprofil 22 ins Soll-Momentprofil 22a verändert wird. Hierdurch verändert sich auch das Soll-Geschwindigkeitsprofil 21 ins modifizierte Soll-Geschwindigkeitsprofils 21a.
Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung werden demnach Schaltungen 25 steuerungsseitig über die Steuerungseinrichtung 8 der Steuerungseinrichtung 7 mitgeteilt, um so zu verhindern, dass sich während der Ausführung einer Schaltung eine Laständerung, insbesondere ein Lastwechsel, ereignet. Dazu werden entsprechende Schaltungen steuerungsseitig angekündigt, sodass die Steuerungseinrichtung 7 für das autonome Fahren im Sinne der 4, 5 Laständerungen, insbesondere Lastwechsel, verhindern und/oder im Sinne der 5 abhängig von der aktualisierten Zeitdauer eines Timers 27 ggf. vorziehen kann, um eine Laständerung, die mit einer Schaltungsausführung zeitlich zusammenfallen würde, ggf. vorzuziehen.
Mit beiden Aspekten der Erfindung kann vermieden werden, dass Laständerungen, insbesondere Lastwechsel, und Schaltungsausführungen beim autonomen Fahren zeitlich zusammenfallen. Hierdurch können beim autonomen Fahren Gangwechsel bzw. Schaltungen mit hohem Komfort ausgeführt werden.
Die oben beschriebene Verteilung bzw. Ausführung der einzelnen Maßnahmen auf bzw. durch die Steuerungseinrichtungen 7, 8 des Steuerungssystems ist bevorzugt. Für das Verfahren ist diese Verteilung bzw. Ausführung der einzelnen Maßnahmen auf bzw. durch die Steuerungseinrichtungen 7, 8 des Steuerungssystems jedoch nicht zwingend. Es ist auch eine andere Verteilung bzw. Ausführung der einzelnen Maßnahmen auf bzw. durch die Steuerungseinrichtungen 7, 8 des Steuerungssystems möglich.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsaggregat
2: Abtrieb
3: Getriebe
4: Schaltelement
5: Motorsteuergerät
6: Getriebesteuergerät
7: Fahrstrategie-Steuerungseinrichtung
8: Schaltstrategie-Steuerungseinrichtung
9: Navigationseinrichtung
10: Sensor
11: Soll-Geschwindigkeitsprofil
12: Soll-Momentprofil
12‘: Laständerung
13: Schaltungsverhinderung
13x: Schaltungsverhinderung
13y: Schaltungsverhinderung
13z: Schaltungsverhinderung
14: Timer
15: Ziel-Gang nach dem Stand der Technik
16: Ziel-Gang
17: Ist-Gang
21: Soll-Geschwindigkeitsprofil
21a: Soll-Geschwindigkeitsprofil
22: Soll-Momentprofil
22a: Soll-Momentprofil
23: Ziel-Gang
24: Ist-Gang
25: Schaltung
26: Laständerungsverhinderung
26x: Laständerungsverhinderung
26y: Laständerungsverhinderung
26z: Laständerungsverhinderung
27: Timer
28: Laständerung/Lastwechsel
29: Laständerung/Lastwechsel
30: Lastwechselkennlinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0766024 B1 [0002]
DE 19751306 B4 [0003]
EP 0586626 B1 [0004]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Antriebsaggregat (1) und ein zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (2) geschaltetes, automatisches Getriebe (3) umfasst, wobei dann, wenn ein Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, aus zur Verfügung stehenden Daten über eine vorgegebene, zu befahrene Fahrtstrecke ein Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Soll-Momentprofil für das Kraftfahrzeug bestimmt wird und dieses Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Soll-Momentprofil fürs autonome Fahren entlang der vorgegebenen Fahrtstrecke steuerungsseitig vorgegeben wird, wobei abhängig von zur Verfügung stehenden Daten, insbesondere abhängig von einer Ist-Geschwindigkeit und/oder einem Ist-Moment, Schaltungen in dem Getriebe (3) steuerungsseitig automatisch ausgelöst und ausgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn unter Auswertung des Soll-Geschwindigkeitsprofils und/oder des Soll-Momentprofils erkannt wird, dass eine Laständerung für das Antriebsaggregat (1) bevorsteht, eine Schaltungsverhinderung aktiviert wird, um zu verhindern, dass eine Schaltung während einer Laständerung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsverhinderung während der jeweiligen Laständerung aktiviert wird, und dass vor der Aktivierung der Schaltungsverhinderung ein Timer aktiviert wird, der die verbleibende Zeitdauer bis zur Aktivierung der Schaltungsverhinderung aktualisiert bereitstellt, wobei auf Basis dieser Zeitdauer und der zur Ausführung einer Schaltung benötigten Zeit entschieden wird, ob eine bevorstehende Schaltung vor der Laständerung noch ausgeführt oder schon verhindert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsverhinderung während der jeweiligen Laständerung und für eine definierte Zeitdauer vor der jeweiligen Laständerung aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsverhinderung auch für eine definierte Zeitdauer nach der jeweiligen Laständerung aktiviert wird.
Steuerungssystem zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Antriebsaggregat (1) und ein zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (2) geschaltetes, automatisches Getriebe (3) umfasst, mit einer ersten Steuerungseinrichtung (7), die dann, wenn ein Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, aus zur Verfügung stehenden Daten über eine vorgegebene, zu befahrene Fahrtstrecke ein Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Soll-Momentprofil für das Kraftfahrzeug bestimmt und dieses Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder Soll-Momentprofil fürs autonome Fahren entlang der vorgegebenen Fahrtstrecke steuerungsseitig vorgibt, einer zweiten Steuerungseinrichtung (8), die abhängig von zur Verfügung stehenden Daten, insbesondere abhängig von einer Ist-Geschwindigkeit und/oder einem Ist-Moment, Schaltungen steuerungsseitig automatisch auslöst und ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerungseinrichtung (8) dann, wenn der Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn die zweite Steuerungseinrichtung (8) unter Auswertung des von der ersten Steuerungseinrichtung (7) bereitgestellten Soll-Geschwindigkeitsprofils und/oder ein Soll-Momentprofils erkennt, dass eine Laständerung für das Antriebsaggregat bevorsteht, eine Schaltungsverhinderung aktiviert, um zu verhindern, dass eine Schaltung während einer Laständerung erfolgt.
Steuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerungseinrichtung (8) die Schaltungsverhinderung während der jeweiligen Laständerung aktiviert, und dass die zweite Steuerungseinrichtung (8) vor der Aktivierung der Schaltungsverhinderung einen Timer aktiviert, der die verbleibende Zeitdauer bis zur Aktivierung der Schaltungsverhinderung aktualisiert bereitstellt, wobei die zweite Steuerungseinrichtung (8) auf Basis dieser Zeitdauer und der zur Ausführung einer Schaltung benötigten Zeit entscheidet, ob eine bevorstehende Schaltung vor der Laständerung noch ausgeführt oder schon verhindert wird.
Steuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerungseinrichtung die Schaltungsverhinderung während des jeweiligen Lastwechsels und für eine definierte Zeitdauer vor dem jeweiligen Lastwechsel aktiviert.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Antriebsaggregat (1) und ein zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (2) geschaltetes, automatisches Getriebe (3) umfasst, wobei dann, wenn ein Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, aus zur Verfügung stehenden Daten über eine vorgegebene, zu befahrene Fahrtstrecke ein Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Soll-Momentprofil für das Kraftfahrzeug bestimmt wird und dieses Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Soll-Momentprofil fürs autonome Fahren entlang der vorgegebenen Fahrtstrecke steuerungsseitig vorgegeben wird, wobei abhängig von zur Verfügung stehenden Daten, insbesondere abhängig von einer Ist-Geschwindigkeit und/oder einem Ist-Moment, Schaltungen in dem Getriebe (3) steuerungsseitig automatisch ausgelöst und ausgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn eine Schaltung ausgeführt wird, eine Laständerungsverhinderung aktiviert wird, um zu verhindern, dass eine Laständerung während einer Schaltung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laständerungsverhinderung während der jeweiligen Schaltung aktiviert wird, und dass vor der Aktivierung der Laständerungsverhinderung ein Timer aktiviert wird, der die verbleibende Zeitdauer bis zur Aktivierung der Laständerungsverhinderung aktualisiert bereitstellt, wobei auf Basis dieser Zeitdauer und der zur Ausführung der Laständerung benötigten Zeit entschieden wird, ob eine nach dem Soll-Momentprofil bevorstehende Laständerung vor der Schaltung noch ausgeführt oder schon verhindert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laständerungsverhinderung während der jeweiligen Schaltung und für eine definierte Zeitdauer vor der jeweiligen Schaltung aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Laständerungsverhinderung auch für eine definierte Zeitdauer nach der jeweiligen Schaltung aktiviert wird.
Steuerungssystem zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Antriebsaggregat (1) und ein zwischen das Antriebsaggregat (1) und einen Abtrieb (2) geschaltetes, automatisches Getriebe (3) umfasst, mit einer ersten Steuerungseinrichtung (7), die dann, wenn ein Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, aus zur Verfügung stehenden Daten über eine vorgegebene, zu befahrene Fahrtstrecke ein Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Soll-Momentprofil für das Kraftfahrzeug bestimmt und dieses Soll-Geschwindigkeitsprofil und/oder Soll-Momentprofil fürs autonome Fahren entlang der vorgegebenen Fahrtstrecke steuerungsseitig vorgibt, einer zweiten Steuerungseinrichtung (8), die abhängig von zur Verfügung stehenden Daten, insbesondere abhängig von einer Ist-Geschwindigkeit und/oder einem Ist-Moment, Schaltungen steuerungsseitig automatisch auslöst und ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerungseinrichtung (8) dann, wenn der Betriebszustand fürs autonome Fahren aktiv ist, und dann, wenn die zweite Steuerungseinrichtung (8) eine Schaltung steuerungsseitig ausführt, eine Laständerungsverhinderung aktiviert, um zu verhindern, dass eine Laständerung während einer Schaltung erfolgt.
Steuerungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerungseinrichtung (8) die Laständerungsverhinderung der ersten Steuerungseinrichtung (7) während der jeweiligen Schaltung vorgibt, und dass die zweite Steuerungseinrichtung (8) vor der Aktivierung der Laständerungsverhinderung der ersten Steuerungseinrichtung (7) einen Timer vorgibt, der die verbleibende Zeitdauer bis zur Aktivierung der Laständerungsverhinderung aktualisiert bereitstellt, wobei die erste Steuerungseinrichtung (7) auf Basis dieser Zeitdauer und der zur Ausführung der Laständerung benötigten Zeit entscheidet, ob eine nach dem Soll-Momentprofil bevorstehende Laständerung vor der Schaltung noch ausgeführt oder schon verhindert wird.
Steuerungssystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerungseinrichtung die Laständerungsverhinderung der ersten Steuerungseinrichtung während der jeweiligen Schaltung und für eine definierte Zeitdauer vor der jeweiligen Schaltung vorgibt.