DE102016224511A1

DE102016224511A1 - Verfahren zur Steuerung eines Roll- bzw. Segelmodus eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016224511A1
Application number: DE102016224511.2A
Authority: DE
Inventors: Rachid Mansour; Maik Würthner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2018-06-14
Also published as: US20180162402A1; CN108189832A; US10351136B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Roll- oder Segelmodus eines Fahrzeugs, mit einem Antriebsstrang (1) mit einem Antriebsmotor, einem automatischen oder automatisierten Getriebe und ansteuerbaren Schaltmitteln zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang (1). Es ist vorgesehen, dass eine aktuelle Fahrzeugposition (s_act) und eine erste Wegstrecke (s1) zwischen der aktuellen Fahrzeugposition (s_act) und einem vorausliegenden Fahrstreckenbereich mit Geschwindigkeitsbegrenzung ermittelt werden. Während einer Fahrt mit geschlossenem Antriebsstrang (1) wird für einen vorausliegenden Streckenabschnitt ein prognostizierter Geschwindigkeitsverlauf (v_fzg_roll) bei getrenntem Kraftschluss im Antriebsstrang (1) berechnet und in Abhängigkeit des prognostizierten Geschwindigkeitsverlaufs (v_fzg_roll) wird eine zweite Wegstrecke (s2) ermittelt, die das Fahrzeug bei getrenntem Kraftschluss zurücklegt, bis ein Wert des prognostizierten Geschwindigkeitsverlaufs (v_fzg_roll) zumindest annähernd mit einem Wert der vorausliegenden Geschwindigkeitsbegrenzung (v_limit) übereinstimmt. Unter Berücksichtigung der so ermittelten Wegstrecken (s1, s2) wird ein vor dem Fahrzeug liegender Wegstreckenpunkt (s_start_roll) oder eine Fahrzeugposition zur Freigabe des Roll- oder Segelmodus ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Roll- bzw. Segelmodus eines Fahrzeuges, mit einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor, einem automatischen oder automatisierten Getriebe und ansteuerbaren Schaltmitteln zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät und eine Steuereinrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet sind und ein Computerprogrammprodukt zum Steuern des vorgeschlagenen Verfahrens.
Generell besteht bei der Entwicklung neuer Kraftfahrzeuge und der Weiterentwicklung vorhandener Kraftfahrzeuge, insbesondere auch von Nutzfahrzeugen, die Zielsetzung, den Kraftstoffverbrauch sowie die Schadstoff- und CO2-Emissionen zu senken. Neben der technischen Optimierung der Kraftfahrzeuge, wie der Entwicklung von verbrauchs- und emissionsarmen Antriebsmotoren, von wirkungsgradoptimierten vielstufigen Schaltgetrieben, von rollwiderstandsarmen Reifen und von strömungsgünstigen Karosserien bzw. von LKW-Fahrerhäusern und LKW-Aufbauten, besteht eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoff- und CO2-Emissionen in einer geeigneten Fahrbetriebssteuerung beim Einsatz der Kraftfahrzeuge.
Zur Energie- und Kosteneinsparung sowie zur Verringerung der Umweltbelastung können Fahrzeuge in geeigneten Fahrsituationen in einem Roll- oder Segelmodus temporär antriebslos fortbewegt werden. Insbesondere kann bei einem Kraftfahrzeug im Rollmodus der Verbrennungsmotor möglichst verbrauchsreduziert und emissionsarm im Leerlauf betrieben werden, während das Fahrzeug mit offenem Antriebsstrang rollt. Wird der Verbrennungsmotor in einer solchen Fahrsituation ausgeschaltet, um den Einspareffekt noch zu erhöhen, bewegt sich das Fahrzeug in einem so genannten Segelmodus. Diese Funktionen sind bereits bekannt.
Die Kraftschlussunterbrechung kann, je nach vorhandenen Antriebsstrangkomponenten und Getriebebauart, durch eine Schaltung des Getriebes in Neutral oder durch Öffnen einer Anfahrkupplung erfolgen, sobald ein Rollen oder Segeln möglich ist.
Aus der DE 10 2009 028 242 A1 ist bereits ein Verfahren zur Steuerung eines Roll- bzw. Segelmodus eines Fahrzeuges bekannt. Um einen möglichst effektiven und dennoch komfortablen sowie zuverlässigen Fahrbetrieb mit der Roll- bzw. Segelfunktion zu ermöglichen, wird eine Kraftschlussunterbrechung im Antriebsstrang freigegeben, wenn der Zählerstand eines Roll- bzw. Segelmodus-Zählers einen vorgegebenen ersten Schwellwert unterschreitet oder den Wert Null annimmt, wobei der Roll- bzw. Segelmodus-Zähler beim Vorliegen zumindest eines in einer Ereignistabelle abgelegten Ereignisses inkrementiert und ansonsten dekrementiert oder angehalten wird. Durch das Verfahren gemäß DE 10 2009 028 242 A1 wird der Fahrzustand des Fahrzeuges und die das Fahrzeug beeinflussende Topografie in der Weise korrekt interpretiert, dass unnötige Neutralschaltungen, d.h. Neutralschaltungen ohne Spareffekt oder ohne Aktivierungen des Roll- bzw. Segelmodus in für den Fahrer unerwünschten oder möglicherweise sicherheitsrelevanten Situationen, zuverlässig vermieden werden können.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Fahrbetriebssteuerung eines Fahrzeugs zu schaffen, das einen verbesserten Betrieb im Hinblick auf die Freigabe eines Roll-oder Segelmodus ermöglicht. Zudem sollen ein Getriebesteuergerät, eine Steuereinrichtung und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Steuerung eines Roll-oder Segelmodus eines Fahrzeugs, mit einem Antriebsstrang mit einem Antriebsmotor, einem automatischen oder automatisierten Getriebe und ansteuerbaren Schaltmitteln zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass eine aktuelle Fahrzeugposition ermittelt wird, wobei die Ortung der aktuellen Fahrzeugposition mittels eines Satellitenortungssystems, wie beispielsweise GPS oder GLONASS, erfolgen kann. Anhand von Topografiedaten wird eine erste Wegstrecke zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und einem vorausliegenden Fahrstreckenbereich mit Geschwindigkeitsbegrenzung ermittelt. Die Topografiedaten können einer topografischen Karte entnommen werden, die beispielsweise in einem Getriebesteuergerät des Getriebes oder in einer Navigationseinrichtung des Fahrzeugs gespeichert ist. Die topografische Karte umfasst beispielsweise Höhendaten sowie Fahrstreckenabschnitte mit Geschwindigkeitsbegrenzungen, wie beispielsweise Ortschaften oder Tempolimits auf Autobahn- oder Überlandstrecken.
Es ist weiter vorgesehen, dass während einer Fahrt mit geschlossenem Antriebsstrang für einen vorausliegenden Streckenabschnitt ein prognostizierter Geschwindigkeitsverlauf bei getrenntem Kraftschluss im Antriebsstrang berechnet wird. Aus Höhendaten der topografischen Karte wird für den vorausliegenden Streckenabschnitt in an sich bekannter Weise ein Verlauf der Fahrbahnsteigung oder ein Fahrwiderstandsprofil ermittelt. Aus dem Verlauf der Fahrbahnsteigung oder dem Fahrwiderstandsprofil wird unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrgeschwindigkeit, der Fahrzeugmasse, des Rollwiderstands und des Luftwiderstands des Fahrzeugs der Geschwindigkeitsverlauf bei getrenntem Kraftschluss ermittelt.
In Abhängigkeit des prognostizierten Geschwindigkeitsverlaufs wird dann eine zweite Wegstrecke ermittelt, die das Fahrzeug bei getrenntem Kraftschluss zurücklegen würde, bis ein Wert des prognostizierten Geschwindigkeitsverlaufs zumindest annähernd mit einem Wert der vorausliegenden Geschwindigkeitsbegrenzung übereinstimmt.
Unter Berücksichtigung der so ermittelten Wegstrecken ist schließlich vorgesehen, einen vor dem Fahrzeug liegenden Wegstreckenpunkt oder eine Fahrzeugposition zur Freigabe des Roll- oder Segelmodus zu ermitteln.
Unter einem Rollmodus wird das Fahren eines Fahrzeugs mit offenem Antriebstrang, d.h. eine antriebslose Vorwärtsfahrt oder Schwungnutzfahrt, bei laufendem Antriebsmotor verstanden. Unter einem Segelmodus wird das Fahren eines Fahrzeuges mit offenem Antriebstrang bei abgeschaltetem Antriebsmotor verstanden.
Durch das vorgestellte Verfahren wird über eine Vorausberechnung des Geschwindigkeitsverlaufs im Roll- oder Segelmodus ein Wegstreckenpunkt zur Auslösung des Roll- oder Segelmodus derart bestimmt, dass ein vorausliegender Streckenabschnitt mit einer Fahrgeschwindigkeit erreicht wird, welche zumindest annähernd der dem erreichten Streckenabschnitt zugeordneten Geschwindigkeitsbegrenzung entspricht, ohne dass eine Bremseinrichtung des Fahrzeugs betätigt wird. Neben dem Vorteil der Kraftstoffreduzierung kann durch das vorgeschlagene Verfahren somit auch der Verschleiß einer Bremseinrichtung des Fahrzeugs reduziert werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den ermittelten Wegstrecken eine Differenz bestimmt wird und eine Kraftschlussunterbrechung bei einem vor dem Fahrzeug liegenden Wegstreckenpunkt erfolgt, welche um den Betrag der ermittelten Wegstreckendifferenz der aktuellen Fahrzeugposition vorausliegt. Hierdurch ist die vorausliegende Fahrzeugposition, bei der die Kraftschlussunterbrechung erfolgen soll schon frühzeitig bekannt und die Kraftschlussunterbrechung kann durch das Getriebesteuergerät entsprechend vorbereitet werden.
In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Wegstrecke und die zweite Wegstrecke kontinuierlich miteinander verglichen werden. Eine Freigabe zur Kraftschlussunterbrechung des Antriebsstrangs erfolgt dann bei einer Fahrzeugposition, bei der die beiden ermittelten Wegstrecken zumindest annähernd übereinstimmen.
Die Freigabe des Roll- oder Segelmodus kann an weitere Bedingungen geknüpft werden, welche durch beispielsweise ein Getriebesteuergerät ausgewertet und berücksichtigt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verfahren zur Steuerung eines Roll- oder Segelmodus nur ausgeführt wird, wenn eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit größer als die vorausliegende Geschwindigkeitsbegrenzung ist und der Verlauf der Fahrbahnsteigung oder das Fahrwiderstandsprofil bis zu der vorausliegenden Geschwindigkeitsbegrenzung bekannt ist. Auch kann für die Freigabe einer Kraftschlussunterbrechung die Information über eine eingestellte Bremsomatgeschwindigkeit berücksichtigt werden, wobei die Kraftschlussunterbrechung nur freigegeben wird, wenn der prognostizierte Geschwindigkeitsverlauf bei getrenntem Kraftschluss im Antriebsstrang kleiner als die eingestellte Bremsomatgeschwindigkeit ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Getriebesteuergerät, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist und entsprechende Befehle zur Einleitung, Durchführung oder Beendigung eines Roll- oder Segelbetriebes ausgibt. Das Getriebesteuergerät umfasst Mittel, die der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Bei diesen Mitteln handelt es sich um hardwareseitige Mittel und um softwareseitige Mittel. Bei den hardwareseitigen Mitteln handelt es sich um Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen des Antriebsstranges Daten auszutauschen. Das Getriebesteuergerät ist hierzu auch mit notwendigen Sensoren sowie soweit notwendig auch mit anderen Steuergeräten, beispielsweise dem Motorsteuergerät und einer Navigationseinrichtung verbunden, um die entscheidungsrelevanten Daten aufzunehmen bzw. Steuerbefehle weiterzuleiten. So empfängt das Getriebesteuergerät zum Beispiel Informationen über die aktuelle Fahrzeugposition, eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit sowie Höhendaten und Fahrstreckenabschnitte mit Geschwindigkeitsbegrenzungen, die der aktuellen Fahrzeugposition vorausliegen.
Bei den hardwareseitigen Mitteln des Getriebesteuergeräts handelt es sich ferner um einen Prozessor zur Datenverarbeitung und um einen Speicher zur Datenspeicherung. Bei den softwareseitigen Mitteln handelt es sich um Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuersystem eines Fahrzeugs, welches unter anderem das erfindungsgemäße Getriebesteuergerät des automatisierten Getriebes, ein Motorsteuergerät eines Antriebsaggregats und eine Navigationseinrichtung des Fahrzeugs umfasst, die untereinander vernetzt sind, wobei das Getriebesteuergerät unter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Schaltmittel zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang dann ansteuert, wenn das Fahrzeug einen vor dem Fahrzeug liegenden Wegstreckenpunkt erreicht, bei welchem eine Freigabe der Kraftschlussunterbrechung im Antriebsstrang erfolgen soll. Das Getriebesteuergerät, das Motorsteuergerät und die Navigationseinrichtung sind bevorzugt über einen Fahrzeugbus, beispielsweise über einen CAN-Bus miteinander verbunden.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches wenn es auf einem Prozessor einer Steuerungseinrichtung läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten erfindungsgegenständlichen Verfahrensschritte durchzuführen. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespeichert ist.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten Ansprüche oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen beigefügt. In diesen zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit einem erfindungsgemäßen Steuersystem;
2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Roll- oder Segelmodus eines Fahrzeugs; und
3 einen Geschwindigkeitsverlauf und Wegstrecken, welche bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung des Roll- oder Segelmodus berücksichtigt werden.

Aus 1 geht eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs 1 eines Fahrzeugs hervor, bei welchem es sich um ein Nutzfahrzeug, wie beispielsweise einen Lastkraftwagen, handelt. Dieser Antriebsstrang 1 verfügt dabei über einen Antriebsmotor, welcher an seiner Abtriebsseite über eine zwischenliegende Trennkupplung 3 mit einer Antriebsseite eines automatisierten Schaltgetriebes gekoppelt werden kann. Abtriebsseitig steht das automatisierte Schaltgetriebe dann mit weiteren, dem Fachmann hinlänglich bekannten Abtriebskomponenten des Nutzfahrzeuges in Verbindung.
Das Fahrzeug umfasst des Weiteren ein Steuersystem 2, in welchem mehrere unterschiedliche Steuergeräte über ein Datenbussystem 5, beispielsweise über ein CAN-Bussystem, miteinander in Verbindung stehen. Unter anderem sind in dem Datenbussystem 5 ein Getriebesteuergerät TCU und ein Motorsteuergerät ECU vorgesehen, von welchen das Motorsteuergerät ECU eine Regelung des Antriebsmotors und das Getriebesteuergerät TCU eine Regelung des automatisierten Schaltgetriebes, sowie - unter Umständen mittelbar über ein weiteres Steuergerät - auch eine Regelung der Trennkupplung 3 vornimmt. Das Getriebesteuergerät TCU kann einerseits mit dem Getriebe und andererseits mit dem Motorsteuergerät ECU bidirektional kommuniziert. Über das Datenbussystem 5 werden die Steuergeräte mit den für sie relevanten Daten versorgt. Die Steuergeräte sind in der Lage Sensorsignale aufzunehmen, zu verarbeiten und in Abhängigkeit davon Steuer- oder Datensignale auszugeben, um so das vorgeschlagene Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangs 1 zu steuern und zu regeln.
So umfasst beispielsweise das Getriebesteuergerät TCU einen Prozessor 6 und Speichermittel 7 zum Speichern und Abrufen von Parametern, Signalen und Informationen sowie ein Computerprogrammprodukt 11, welches derart ausgestaltet ist, dass es den Antriebsstrang 1 bzw. das Getriebe im Sinne des oben beschriebenen Verfahrens ansteuern kann. Ferner weist das Getriebesteuergerät TCU zumindest eine Empfangsschnittstelle 8 auf, die ausgebildet ist, alle relevanten Daten von Sensoren, dem Motorsteuergerät TCU und der Navigationseinrichtung zu empfangen. Das Getriebesteuergerät TCU weist zudem noch eine Datenverarbeitungseinrichtung 9 auf, um die empfangenen Daten bzw. die Information der empfangenen Daten zu verarbeiten und auszuwerten und eine Sendeschnittstelle 10, über welche entsprechende Signale zur Ansteuerung von Antriebsstrangkomponenten ausgegeben werden können.
Dem Getriebesteuergerät TCU werden Daten von Sensoren sowie von einer Navigationseinrichtung zugeführt. Die Navigationseinrichtung stellt Topografiedaten über die Umgebung einer aktuellen Position des Fahrzeugs und über die Umgebung in einem definierten Abstand vor der aktuellen Position des Fahrzeugs bereit. Die Ortung der aktuellen Fahrzeugposition kann mittels eines Satellitenortungssystems, wie beispielsweise GPS oder GLONASS, erfolgen.
Das Getriebesteuergerät TCU steuert den Betrieb des Getriebes mittels Fahrzustandsdaten und Fahrerwunschdaten. Eine in Getriebesteuergerät TCU in Form eines Computerprogramms abgespeicherte Schaltstrategie bestimmt jeweilige Schaltreaktionen, insbesondere einen Gangwechsel von einem aktuellen Istgang zu einem Sollgang, oder eine temporäre Kraftschlussunterbrechung im Antriebsstrang 1.
Die verwendeten Fahrzustandsdaten können der aktuelle Fahrwiderstand, die aktuelle Fahrzeugneigung, die aktuelle Fahrzeugmasse, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung, das aktuelle Motormoment, die aktuelle Motordrehzahl und andere Werte sein. Diese Daten können zumindest teilweise durch das Motorsteuergerät ECU sowie geeignete Sensoreinrichtungen bereitgestellt werden.
Fahrerwunschdaten können beispielsweise durch die Betätigung eines Fahrpedals oder eines Bremspedals signalisiert, sensorisch erfasst und dem Getriebesteuergerät TCU direkt oder indirekt zugeleitet werden.
Das Steuersystem 2 umfasst auch Mittel zum Betätigen des automatisierten Getriebes und der Trennkupplung 3. Diese Mittel umfassen geeignete Schaltventile über welche eine Aktuatorik des automatisierten Getriebes bzw. der Trennkupplung angesteuert werden kann. Die genannten Mittel umfassen jeweils eine datenübertragende Verbindung 4 zu dem jeweiligen Steuergerät. So kann zur Realisierung des Roll-oder Segelmodus eine Kraftschlussunterbrechung des Antriebsstrangs 1 hergestellt werden, indem das Getriebe durch das Getriebesteuergerät TCU in eine Neutralstellung verstellt oder die zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe angeordnete Trennkupplung 3 geöffnet wird. Soll das Fahrzeug in einem Rollmodus betrieben werden, dann wird der Antriebsmotor durch das Motorsteuergerät ECU vorzugsweise auf seine Leerlaufdrehzahl geregelt, während bei der Realisierung des Segelmodus der Antriebsmotor durch das Motorsteuergerät ECU abgeschaltet wird.
Die datenübertragende Verbindung 4 zwischen den Steuergeräten und den Komponenten des Antriebsstrangs 1 können beispielsweise auch durch ein oder mehrere elektronische Bussysteme realisiert werden.
Vorliegend ist nun vorgesehen, dass über eine Vorausberechnung des Geschwindigkeitsverlaufs im Roll- oder Segelmodus ein Wegstreckenpunkt zur Auslösung des Roll- oder Segelmodus derart bestimmt wird, dass ein vorausliegender Streckenabschnitt mit Geschwindigkeitsbegrenzung mit einer Fahrgeschwindigkeit erreicht wird, welche zumindest annähernd der dem Streckenabschnitt zugeordneten Geschwindigkeitsbegrenzung entspricht. Dabei wird der Antriebsstrang 1 durch das Steuersystem 2 im Sinne des oben beschriebenen Verfahrens angesteuert, welches nun unter Zuhilfenahme der 2 und der 3 erläutert werden soll:

Zu Beginn des Verfahrens befindet sich das Fahrzeug in einem Fahrbetrieb. In einem ersten Schritt des in 2 dargestellten Ablaufdiagramms wird geprüft, ob die Voraussetzungen für den Roll- oder Segelmodus in einem vor dem Fahrzeug liegenden Streckenabschnitt erfüllt sind.

Hierzu wird geprüft, ob die aktuelle Fahrzeugposition s_act und eine Entfernung von der aktuellen Fahrzeugposition s_act zu einem vorausliegenden Wegstreckenpunkt s_limit mit Geschwindigkeitsbegrenzung v_limit bekannt sind. Die aktuelle Fahrzeugposition s_act wird hierzu mittels eines Satellitenortungssystems ermittelt und die Entfernung zu dem vorausliegenden Wegstreckenpunkt s_limit mit der Geschwindigkeitsbegrenzung v_limit wird von der Navigationseinrichtung des Fahrzeugs bestimmt. Die aktuelle Fahrzeugposition s_act und die Entfernung zu dem vorausliegenden Wegstreckenpunkt s_limit werden über eine Datenverbindung dem Getriebesteuergerät TCU zur Verfügung gestellt.
Als weitere Voraussetzung zur Freigabe des Roll- oder Segelmodus wird der Streckenverlauf der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke betrachtet und ausgewertet, wobei eine Freigabe zur Kraftschlussunterbrechung des Antriebsstrangs 1 beispielsweise blockiert wird, wenn eine enge Kurve oder ein kurvenreicher Streckenverlauf vor dem Fahrzeug erfasst wurde. Auch wird der Wert der aktuellen Fahrgeschwindigkeit erfasst bzw. ermittelt und mit dem Wert der ermittelten vorausliegenden Geschwindigkeitsbegrenzung v_limit verglichen, wobei eine Freigabe für einen Roll- oder Segelmodus nur erfolgt, wenn die aktuelle Fahrgeschwindigkeit größer ist, als die vorausliegende Geschwindigkeitsbegrenzung.
Die Kenntnis über den Verlauf des Fahrwiderstandsprofils bis zu der vorausliegenden Geschwindigkeitsbegrenzung sowie die aktuelle Fahrzeugmasse sind weitere Voraussetzung zur Freigabe des Roll- oder Segelmodus, da anhand dieser Daten ein prognostizierter Geschwindigkeitsverlauf v_fzg_roll bei getrenntem Kraftschluss im Antriebsstrang 1 für den vorausliegenden Streckenabschnitt berechnet werden kann. Der Verlauf des Fahrwiderstandsprofils kann durch das Getriebesteuergerät TCU unter Berücksichtigung von Höhendaten einer topografischen Karte, die von der Navigationseinrichtung an das Getriebesteuergerät TCU übermittelt werden, in an sich bekannter Weise ermitteln werden.
Liegen die Voraussetzungen für einen Fahrbetrieb mit getrenntem Kraftschluss im Antriebsstrang 1 vor, dann wird in einem weiteren Verfahrensschritt ein Wegstreckenpunkt s_start_roll bestimmt, an welchem der Roll- oder Segelmodus freigegeben wird, wobei dieser Wegstreckenpunkt s_start_roll so bestimmt ist, dass das Fahrzeug die vorausliegende Geschwindigkeitsbegrenzung mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht, die der Geschwindigkeitsbegrenzung entspricht.
So wird eine erste Wegstrecke s1 zwischen der aktuellen Fahrzeugposition s_act und einem vorausliegenden Fahrstreckenbereich mit Geschwindigkeitsbegrenzung s_limit ermittelt. Während einer Fahrt mit geschlossenem Antriebsstrang 1 wird für einen vorausliegenden Streckenabschnitt anhand des bekannten Fahrwiderstandsprofils vor dem Fahrzeug unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrgeschwindigkeit, der Fahrzeugmasse, des Rollwiderstands und des Luftwiderstands des Fahrzeugs ein Geschwindigkeitsverlauf v_fzg_roll ermittelt, welcher sich einstellt, wenn der Kraftschluss im Antriebsstrang 1 unterbrochen ist. In Abhängigkeit des prognostizierten Geschwindigkeitsverlaufs v_fzg_roll wird eine zweite Wegstrecke s2 ermittelt, die das Fahrzeug bei getrenntem Kraftschluss zurücklegt, bis ein Wert des prognostizierten Geschwindigkeitsverlaufs v_fzg_roll zumindest annähernd mit einem Wert der vorausliegenden Geschwindigkeitsbegrenzung v_limit übereinstimmt.
Zwischen den ermittelten Wegstrecken s1, s2 wird schließlich eine Differenz s bestimmt, wobei eine Kraftschlussunterbrechung des Antriebsstrangs bei einem vor dem Fahrzeug liegenden Wegstreckenpunkt s_start_roll erfolgt, der um den Betrag der ermittelten Wegstreckendifferenz s der aktuellen Fahrzeugposition s_act vorausliegt.
In einem weiteren Verfahrensschritt kann beispielsweise noch geprüft werden, ob der prognostizierte Geschwindigkeitsverlauf v_fzg_roll bei getrenntem Kraftschluss im Antriebsstrang kleiner als eine eingestellte Bremsomatgeschwindigkeit v_Brems ist. Ist dies nicht der Fall, dann wird der Roll- oder Segelmodus nicht freigegeben. Liegt der prognostizierte Geschwindigkeitsverlauf v_fzg_roll hingegen unterhalb der vorgegebenen Bremsomatgeschwindigkeit v_Brems und das Fahrzeug befindet sich an dem ermittelten Wegstreckenpunkt s_start_roll, dann wird der Roll- oder Segelmodus freigegeben und der Antriebsstrang unterbrochen.
Somit wird durch das vorgestellte Verfahren über eine Vorausberechnung des Geschwindigkeitsverlaufs v_fzg_roll im Roll- oder Segelmodus ein Wegstreckenpunkt s_start_roll zur Auslösung des Roll- oder Segelmodus derart bestimmt, dass ein vorausliegender Wegstreckenpunkt s_limit mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung v_limit mit einer Fahrgeschwindigkeit erreicht wird, die zumindest annähernd der dem erreichten Streckenabschnitt zugeordneten Geschwindigkeitsbegrenzung v_limit entspricht, ohne dass eine Bremseinrichtung des Fahrzeugs betätigt wird.
Bezugszeichen

1: Antriebsstrang
2: Steuersystem
3: Kupplung
4: Verbindung
5: Datenbussystem
6: Prozessor
7: Speichermittel
8: Empfangsschnittstelle
9: Auswerteeinheit
10: Sendeschnittstelle
11: Computerprogrammprodukt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009028242 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Roll- oder Segelmodus eines Fahrzeugs, mit einem Antriebsstrang (1) mit einem Antriebsmotor, einem automatischen oder automatisierten Getriebe und ansteuerbaren Schaltmitteln zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang (1), dadurch gekennzeichnet, dass eine aktuelle Fahrzeugposition (s_act) ermittelt wird, dass eine erste Wegstrecke (s1) zwischen der aktuellen Fahrzeugposition (s_act) und einem vorausliegenden Fahrstreckenbereich mit Geschwindigkeitsbegrenzung anhand von Topografiedaten ermittelt wird, dass während einer Fahrt mit geschlossenem Antriebsstrang (1) für einen vorausliegenden Streckenabschnitt ein prognostizierter Geschwindigkeitsverlauf (v_fzg_roll) bei getrenntem Kraftschluss im Antriebsstrang (1) berechnet wird, dass in Abhängigkeit des prognostizierten Geschwindigkeitsverlaufs (v_fzg_roll) eine zweite Wegstrecke (s2) ermittelt wird, die das Fahrzeug bei getrenntem Kraftschluss zurücklegt, bis ein Wert des prognostizierten Geschwindigkeitsverlaufs (v_fzg_roll) zumindest annähernd mit einem Wert der vorausliegenden Geschwindigkeitsbegrenzung (v_imit) übereinstimmt und dass unter Berücksichtigung der so ermittelten Wegstrecken (s1, s2) ein vor dem Fahrzeug liegender Wegstreckenpunkt (s_start_roll) oder eine Fahrzeugposition zur Freigabe des Roll- oder Segelmodus ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ermittelten Wegstrecken (s1, s2) eine Differenz (s) bestimmt wird und der Roll- oder Segelmodus bei einem vor dem Fahrzeug liegenden Wegstreckenpunkt (s_start_roll) freigegeben wird, der um den Betrag der ermittelten Wegstreckendifferenz (s) der aktuellen Fahrzeugposition (s_act) vorausliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wegstrecke (s1) und die zweite Wegstrecke (s2) kontinuierlich miteinander verglichen werden und eine Freigabe des Roll- oder Segelmodus bei einer Fahrzeugposition erfolgt, bei der die beiden ermittelten Wegstrecken (s1, s2) zumindest annähernd übereinstimmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus Höhendaten der Topografiedaten für den vorausliegenden Streckenabschnitt ein Verlauf der Fahrbahnsteigung oder ein Fahrwiderstandsprofil ermittelt und daraus unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrgeschwindigkeit, der Fahrzeugmasse, dem Rollwiderstand und dem Luftwiderstand des Fahrzeugs der Geschwindigkeitsverlauf (v_fzg_roll) bei getrenntem Kraftschluss ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Topografiedaten aus einer topografischen Karte stammen, die in einem Getriebesteuergerät (TCU) des Getriebes oder einem Navigationsgerät des Fahrzeugs gespeichert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Steuerung eines Roll- oder Segelmodus nur ausgeführt wird, wenn ein Wert der aktuellen Fahrgeschwindigkeit größer als ein Wert der vorausliegende Geschwindigkeitsbegrenzung ist und der Verlauf der Fahrbahnsteigung oder das Fahrwiderstandsprofil bis zu der vorausliegenden Geschwindigkeitsbegrenzung bekannt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftschlussunterbrechung nur freigegeben wird, wenn der prognostizierte Geschwindigkeitsverlauf (v_fzg_roll) kleiner als eine eingestellte Bremsomatgeschwindigkeit (V_Brems) ist.
Getriebesteuergerät (TCU) eines Getriebes, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang (1) durchzuführen.
Steuersystem eines Fahrzeugs, umfassend ein Getriebesteuergerät (TCU) eines Getriebes, ein Motorsteuergerät (ECU) eines Antriebsaggregats und eine Navigationseinrichtung des Fahrzeugs, die untereinander vernetzt sind, wobei das Getriebesteuergerät (TCU) das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführt und Schaltmittel zur Unterbrechung des Kraftschlusses im Antriebsstrang (1) ansteuert, wenn sich das Fahrzeug an einem Wegstreckenpunkt (s_start_roll) oder einer Fahrzeugposition befindet, bei deren Erreichen eine Kraftschlussunterbrechung freigegeben wird.
Computerprogrammprodukt (11) mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt (11) auf einem Computer oder auf einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einem Getriebesteuergerät (TCU) gemäß Anspruch 8, ausgeführt wird.