DE102017126229A1 - Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit Handschaltgetriebe - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe mit mehreren vom Fahrer geschalteten Gängen und zumindest einer, eine einer aktuellen Fahrsituation des Kraftvorzeugs nachfolgende Fahrsituation er- fassenden Informationseinrichtung. Um Schaltungen des Fahrers komfortabel und verbrauchsgünstig durchzuführen, wird abhängig von mittels der zumindest einen In- formationseinrichtung erfassten und bewerteten Daten eines außerhalb des Fahr- zeugs liegenden zukünftigen Ereignisses von einer Ausgabeeinrichtung des Kraftfahr- zeugs eine Schaltempfehlung für einen der nachfolgenden Fahrsituation vorteilhaften Gang ausgegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe mit mehreren vom Fahrer geschalteten Gängen und zumindest einer, eine einer aktuellen Fahrsituation des Kraftvorzeugs nachfolgende Fahrsituation er- fassenden Informationseinrichtung.
  • Kraftfahrzeuge mit Schaltgetrieben mit unterschiedlich übersetzten Gängen zur An- passung des Drehzahlbandes einer Brennkraftmaschine an die Fahrgeschwindigkeit sind seit Langem bekannt. Hierbei schaltet der Fahrer den für die entsprechende Fahrgeschwindigkeit beziehungsweise eine Lastanforderung günstigsten Gang an- hand seiner Erfahrung und gegebenenfalls einer Auswertung fahrzeugspezifischer Daten wie beispielsweise der Drehzahl der Brennkraftmaschine oder der Stellung des Gaspedals. Zur Trennung der Brennkraftmaschine von dem Schaltgetriebe zum An- fahren des Kraftfahrzeugs oder zur Durchführung von Schaltungen oder Segelvorgän- gen des Schaltgetriebes ist eine Reibungskupplung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Schaltgetriebe vorgesehen, wobei diese vom Fahrer mittels eines Kupp- lungspedals gegebenenfalls hilfskraftbetätigt oder mittels eigener Kraft oder mittels ei- nes Kupplungsaktors automatisiert betätigt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren vorzuschlagen, welches dem Fahrer die Auswahl des günstigsten Ganges erleichtert und ein vorausschauendes Fahren im jeweils günstigsten Gang eines handbetätigten Schaltgetriebes ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem ab- hängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
  • Das vorgeschlagene Verfahren dient der Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe mit mehreren vom Fahrer geschalteten Gängen. Das Schaltgetriebe wird vom Fahrer beispielsweise mittels eines Schalthebels betätigt. Beispielsweise kann eine Betätigung des Schaltgetriebes mittels einer sogenannten H-Schaltung er- folgen, bei der die Gänge über eine Schaltkulisse entlang von Schaltgassen und Wählgassen vom Schalthebel geschaltet werden. Hierbei entspricht jeder Gang einem Geschwindigkeitsbereich bei vorgegebenem Motordrehzahlbereich. Die Motordreh- zahl- beziehungsweise Geschwindigkeitsbereiche der einzelnen Gänge sind überlap- pend ausgelegt, wobei ein verbrauchsgünstiger wie ökonomischer Betrieb des Kraft- fahrzeugs den nutzbaren Bereich eines Ganges abhängig von der Motordrehzahl, der angeforderten Last und dergleichen einschränkt.
  • Zur Erzielung einer verbrauchsgünstigen Fahrweise sind Hilfsmittel wie beispielsweise zumindest eine Informationseinrichtung vorgesehen, die dem Fahrer Schaltempfeh- lungen aufgrund von Ereignissen innerhalb des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Drehzahl wie Motordrehzahl der Brennkraftmaschine, der Fahrgeschwindigkeit, der Lastanforderung des Fahrers wie beispielsweise Pedalwinkel und Pedalwinkelbe- schleunigung des Fahrpedals und dergleichen geben.
  • Anstatt oder zur Erweiterung von Verfahren zur Steuerung des Kraftfahrzeugs mittels derartiger Informationseinrichtungen wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem mit- tels der zumindest einer Informationseinrichtung Daten eines außerhalb des Fahr- zeugs liegenden zukünftigen Ereignisses erfasst und bewertet werden und abhängig davon von einer Ausgabeeinrichtung des Kraftfahrzeugs eine Schaltempfehlung für einen der nachfolgenden Fahrsituation vorteilhaften Gang ausgegeben wird. Als vor- teilhafter Gang ist hierbei insbesondere ein verbrauchsgünstiger Gang für eine öko- nomische Betriebsweise des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Alternativ können Schaltempfehlungen beispielsweise für eine komfortable oder sportliche Betriebswei- se des Kraftfahrzeugs vorgesehen werden. Hierzu kann die Auswertung der erfassten Daten der zumindest einen Informationseinrichtung entsprechend gewichtet werden. Eine Umschaltung zwischen den einzelnen Betriebsweisen kann vom Fahrer bei- spielsweise vorgebbar vorgesehen sein.
  • Eine Schaltung in den vorteilhaften Gang ist unter Betätigung einer vom Fahrer oder einem Kupplungsaktor automatisiert oder hilfskraftbetätigten Reibungskupplung vor- gesehen. Eine vom Fahrer mittels eines Kupplungspedals direkt betätigte Reibungs- kupplung kann mittels einer hydrostatischen Strecke zwischen einem an dem Kupp- lungspedal angeordneten Geberzylinder und einem die Reibungskupplung betätigen- den Nehmerzylinder erfolgen. Parallel zu dieser hydrostatischen Strecke kann ein Kupplungsaktor unabhängig von einer Stellung des Kupplungspedals die Reibungs- kupplung betätigen, um beispielsweise Segelvorgänge oder Rekuperationsvorgänge des Kraftfahrzeugs durchzuführen. Bei einer hilfskraftbetätigten Reibungskupplung können ein Kupplungspedal und ein Kupplungsaktor miteinander in elektrischer Sig- nalverbindung stehen, wobei der Kupplungsaktor abhängig von einer Betätigung des Kupplungspedals die Reibungskupplung betätigt (Clutch-by-Wire, CbW). Bei einer vollständig automatisierten Reibungskupplung kann ein Kupplungsaktor die Rei- bungskupplung ohne vorhandenes Kupplungspedal betätigen, wobei eine Betätigung der Reibungskupplung zur Ausführung eines Schaltvorgangs mittels eines vom Fahrer beispielsweise anhand eines an dem Schalthebel oder im Schaltgetriebe angeordne- ten Schaltabsichtssensors erfolgt. Während Anfahr- und Haltevorgängen wird die Rei- bungskupplung von einem Kupplungssteuergerät beispielsweise abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs oder dergleichen gesteuert.
  • Die zumindest eine Informationseinrichtung dient der Beschaffung von vorausschau- ender Erfassung von Daten, die in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs eine Beeinflus- sung des in dem Schaltgetriebe aktuell eingelegten Gangs bedeuten und gegebenen- falls einen Gangwechsel bedingen oder nahelegen. Hierbei kann es sich in nicht ab- schließender Aufzählung um eine Navigationseinrichtung, eine vom Kraftfahrzeug zu befahrende Fahrbahn erfassende Kamera und/oder ein Radar- oder Lidarsystem, ein GPS-System, eine Einrichtung zur Erfassung von Fahrzeugdaten und/oder Kartie- rungssystem insbesondere mit Höhenliniendaten handeln. Die Daten der zumindest einen Informationseinrichtung können bei mehreren Informationseinrichtungen jeweils einzeln für sich oder in Vernetzung miteinander von einer Auswerteeinheit erfasst und bewertet werden. Die Auswerteeinheit kann in einem eigenen oder in einem überge- ordneten Steuergerät, beispielsweise in einem zentralen Steuergerät oder Kupplungs- steuergerät implementiert sein.
  • Beispielsweise werden von einem Navigationssystem Kurvenverläufe, Kreuzungen und in Verbindung mit Verkehrsflussdaten Staus oder zähflüssiger Verkehr, gesperrte Fahrbahnen und dergleichen vorausschauend erfasst und ausgewertet. Beispielsweise dient eine auf die Fahrbahn gerichtete Kamera als Informationseinrich- tung zur Erfassung bewegter Hindernisse wie langsamen Fahrzeugen, Fußgängern oder Tieren oder stehender Hindernisse wie Sperren, verlorenen Ladungen, Fahrbahneigenschaften, den Verkehr beschränkende Verkehrsschilder und/oder der- gleichen. In der gleichen Weise tasten Radar- oder Lidarsysteme die Fahrbahn nach festen oder beweglichen Hindernissen beziehungsweise die Fahrbahnbeschaffenheit ab. Ein GPS-System kann für sich oder in Verbindung mit einem Navigationssystem Daten zum Fahrbahnverlauf 2- oder 3-dimensional bereitstellen. Dasselbe trifft auf ein Kartierungssystem zu. Die vorgenannten Systeme können Höhenliniendaten zur Ver- fügung stellen, so dass Fahrbahnsteigungen, Kuppen und dergleichen in eine Schaltempfehlung einfließen können. Beispielsweise können an Steigungen und Ge- fällen vorausschauend Rückschaltungen vorgeschlagen werden. An Kuppen kann ei- ne Rückschaltung und anschließend eine Hochschaltung vorausschauend empfohlen werden.
  • In vorteilhafter Weise kann eine Entfernung, eine Zeit der Erreichung und/oder der- gleichen eines eine Schaltung nahelegenden Ereignisses, beispielsweise eines Hin- dernisses durch die zumindest eine Informationseinrichtung ermittelt und mit der Schaltempfehlung ausgegeben werden, so dass sich der Fahrer auf die Entfernung oder den Zeitpunkt der notwendigen Schaltung einstellen kann. Eine Schaltempfeh- lung kann somit abhängig von beweglichen oder nicht beweglichen Hindernissen, der Topografie und/oder Verkehrsbeschränkungen ausgegeben werden.
  • Die Schaltempfehlung kann optisch, akustisch und/oder haptisch ausgegeben werden. Beispielsweise kann zur optischen Ausgabe ein Fahrerdisplay, eine Armatur, ein Kommunikationsbildschirm oder dergleichen dienen. Eine akustische Ausgabe kann mittels eines Lautsprechers, beispielsweise eines Audiosystems erfolgen. Eine hapti- sche Ausgabe kann beispielsweise mittels unterschiedlicher Vibrationssignale für Hoch- und Rückschaltungen beispielsweise am Schalthebel, am Lenkrad und/oder dergleichen erfolgen.
  • Eine Schaltempfehlung kann während eines normalen Fahrbetriebs des Kraftfahr- zeugs und/oder während eines Tempomatbetriebes oder eines Geschwindigkeitsre- gelbetriebs (Adaptive Cruise Control, ACC) des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Weiterhin kann bei einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer eine Schaltempfehlung für einen kleineren Gang zur Durchführung einer effektiveren Re- kuperation ausgegeben werden. Hierbei kann zugleich eine Schubabschaltung einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit einem Schaltgetriebe mit mehreren vom Fahrer geschalteten Gängen und zumindest einer, eine einer aktuellen Fahrsituation des Kraftvorzeugs nachfolgende Fahrsituation erfas- senden Informationseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von mittels der zumindest einen Informationseinrichtung erfassten und bewerteten Daten eines außerhalb des Fahrzeugs liegenden zukünftigen Ereignisses von einer Ausgabeeinrichtung des Kraftfahrzeugs eine Schaltempfehlung für einen der nachfolgenden Fahrsituation vorteilhaften Gang ausgegeben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltung in den vorteilhaften Gang unter Betätigung einer vom Fahrer oder einem Kupp- lungsaktor automatisiert oder hilfskraftbetätigten Reibungskupplung erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumin- dest eine Informationseinrichtung eine Navigationseinrichtung, eine vom Kraft- fahrzeug zu befahrende Fahrbahn erfassende Kamera und/oder ein Radar- oder Lidarsystem, ein GPS-System, eine Einrichtung zur Erfassung von Fahr- zeugdaten und/oder Kartierungssystem insbesondere mit Höhenliniendaten bil- det.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltempfehlung optisch, akustisch und/oder haptisch ausgegeben wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltempfehlung während eines Tempomatbetriebes oder eines Ge- schwindigkeitsregelbetriebs des Kraftfahrzeugs ausgegeben wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltempfehlung abhängig von beweglichen oder nicht beweglichen Hin- dernissen, der Topografie und/oder Verkehrsbeschränkungen ausgegeben wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer eine Schaltemp- fehlung für einen kleineren Gang zur Durchführung einer effektiveren Rekupe- ration ausgegeben wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zugleich eine Schubabschaltung einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Routine zur Ausgabe der Schaltempfehlung in einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs vorgesehen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer automati- sierten Reibungskupplung eine Routine zur Schaltempfehlung in dem Steuer- gerät des Kupplungsaktors vorgesehen wird.
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