DE102017211611A1

DE102017211611A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines in einer geneigten Stellung befindlichen Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102017211611A1
Application number: DE102017211611.0A
Authority: DE
Inventors: Hans Pilzweger; Daniel Nachbaur
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-01-10

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines in einer geneigten Stellung befindlichen Kraftfahrzeugs, insbesondere eines landwirtschaftlichen oder kommunalen Nutzfahrzeuges, wobei bei Betätigung einer durch zumindest einen Sensor überwachten Betriebsbremse (11) zum Stillsetzen des Kraftfahrzeugs eine Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine (2) und mindestens einer Antriebsachse (6) des Kraftfahrzeuges im Rahmen einer Funktion automatisch getrennt wird, wobei während eines darauffolgenden Lösens der Betriebsbremse (11) eine Abtriebsdrehzahl (n_Abtrieb) und eine Abtriebsdrehrichtung (n_Dreh) der Antriebsachse (6) erfasst werden, wobei bei einem Passieren eines Drehzahlgrenzwertes (n_Grenz) und dem Erfassen eines bezüglich einer gewählten Fahrtrichtung entgegengesetzten Wertes der Abtriebsdrehrichtung (n_Dreh) die Funktion automatisch deaktiviert und damit die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine (2) und der mindestens einen Antriebsachse (6) automatisch wiederhergestellt wird, obwohl noch ein Signal vorliegt, welches die Betätigung der Betriebsbremse (11) repräsentiert.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines in einer geneigten Stellung befindlichen Kraftfahrzeugs, insbesondere eines landwirtschaftlichen oder kommunalen Nutzfahrzeuges, wobei bei Betätigung einer durch zumindest einen Sensor überwachten Betriebsbremse zum Stillsetzen des Kraftfahrzeugs eine Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine und mindestens einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges im Rahmen einer Funktion getrennt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, ein Computerprogrammprodukt sowie einen dieses Computerprogrammprodukt aufweisenden Datenträger.
Bei Kraftfahrzeugen mit automatisierten Schaltgetrieben oder Automatikgetrieben findet üblicherweise auch bei fehlender Betätigung eines Fahrpedals durch den Fahrzeugführer eine Übertragung einer Antriebsbewegung von einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges zu der oder den Antriebsachsen des Kraftfahrzeuges statt, was dann trotz fehlender Betätigung des Fahrpedals eine Vorwärtsbewegung zur Folge hat. Um einen Stillstand des Kraftfahrzeuges zu realisieren, muss der Fahrzeugführer aktiv die jeweilige Betriebsbremse betätigen, was ein Arbeiten der Antriebsmaschine gegen die Betriebsbremse und damit auch einen höheren Kraftstoffverbrauch zur Folge hat.
Zur Vermeidung eines höheren Kraftstoffverbrauchs ist es bei Kraftfahrzeugen bekannt, im Rahmen einer jeweiligen Funktion gezielt eine Verbindung zwischen der Antriebsmaschine und der oder den Antriebsachsen des Kraftfahrzeuges zu trennen und damit die Vorwärtsbewegung des Kraftfahrzeuges gezielt zu unterbinden. Das Aktivieren und Deaktivieren der Funktion erfolgt dabei zumeist in Abhängigkeit von der Betätigung der Betriebsbremse. Ein Sensor erfasst das Betätigen bzw. das Lösen der Betriebsbremse anhand eines Verstellweges eines Betätigungselementes der Betriebsbremse. Das Ansprechen des Sensors bei der Betätigung der Betriebsbremse erfolgt bereits nach einem kurzen Verstellweg des Betätigungselementes, um frühzeitig einen Bremsvorgang zu signalisieren. Das Lösen der Betriebsbremse führt somit nicht unmittelbar zur Deaktivierung der Funktion, so dass sich das in einer geneigten Stellung befindliche Kraftfahrzeug entsprechend der Neigung in eine vorwärts oder rückwärts gerichtete Bewegung setzen kann.
Aus der DE 601 18 830 T2 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem eine Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeuges und einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges im Rahmen einer Funktion getrennt wird. Hierzu wird die Funktion aktiviert, wenn das Kraftfahrzeug stationär ist und eine Betätigung der Betriebsbremse durch einen Sensor festgestellt wird. Durch einen Neigungssensor wird erfasst, ob sich das Kraftfahrzeug zudem in einer geneigten Stellung befindet. Dabei wird in Abhängigkeit von der Neigung und der gewählten Fahrtrichtung die Funktion aktiviert oder bleibt deaktiviert. Bei Vorliegen einer Neigung, die einen bestimmten Wert überschreitet, wird die Funktion nicht aktiviert, d.h., dass der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs nicht in einen Neutralzustand versetzt wird, in dem die Antriebsmaschine und die Antriebsachse voneinander getrennt sind, obwohl das Kraftfahrzeug bei betätigter Betriebsbremse in stationärem Zustand gehalten wird.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines in einer geneigten Stellung befindlichen Kraftfahrzeuges zu realisieren, in dessen Rahmen eine automatische Trennung einer Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine und mindestens einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges vollzogen werden kann, wobei eine unkontrollierte Bewegung des Kraftfahrzeugs aufgrund der Trennung der Verbindung vermieden wird.
Diese Aufgabe wird aus verfahrenstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Aus vorrichtungstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung der Aufgabe durch die technischen Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 8. Die hierauf jeweils folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Des Weiteren ist ein Computerprogrammprodukt sowie ein dieses aufweisender Datenträger Gegenstand der Ansprüche 10 und 11.
Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines in einer geneigten Stellung befindlichen Kraftfahrzeugs bei Betätigung einer durch zumindest einen Sensor überwachten Betriebsbremse zum Stillsetzen des Kraftfahrzeugs eine Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine und mindestens einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges im Rahmen einer Funktion automatisch getrennt. Eine geneigte Stellung des Kraftfahrzeugs liegt vor, wenn es sich an einer Steigung oder einem Gefälle befindet.
Im Zuge der Funktion wird also eine Übertragung einer Antriebsbewegung von der Antriebsmaschine zu der mindestens einen Antriebsachse des Kraftfahrzeuges unterbrochen, wobei hierbei die Verbindung zu einer oder auch mehreren Antriebsachsen des Kraftfahrzeuges unterbrochen wird, je nachdem wie viele Antriebsachsen das Kraftfahrzeug aufweist. Insofern dient die Funktion einer Unterbindung des Vorwärtskriechens des Kraftfahrzeuges, wobei eine notwendige Bedingung für das automatische Auslösen der Funktion eine Betätigung der Betriebsbremse durch den Fahrzeugführer ist.
Bei der Antriebsmaschine handelt es sich im Rahmen der Erfindung insbesondere um eine Brennkraftmaschine, welche innerhalb des Antriebsstranges über ein zwischenliegendes Anfahrelement, ein Kraftfahrzeuggetriebe, sowie einem jeweiligen Achsgetriebe der jeweiligen Antriebsachse mit der jeweiligen Antriebsachse verbunden werden kann. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein kommunales oder landwirtschaftliches Nutzfahrzeug, wie insbesondere einen Ackerschlepper.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass während eines darauffolgenden Lösens der Betriebsbremse eine Abtriebsdrehzahl und eine Abtriebsdrehrichtung erfasst werden, wobei bei einem Passieren eines Drehzahlgrenzwertes und dem Erfassen eines bezüglich einer gewählten Fahrtrichtung entgegengesetzten Wertes der Abtriebsdrehrichtung der Antriebsachse die Funktion automatisch deaktiviert und damit die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine und der mindestens einen Antriebsachse automatisch wiederhergestellt wird, obwohl noch ein Signal vorliegt, welches die Betätigung der Betriebsbremse repräsentiert. Dies ist dann der Fall, wenn sich das Kraftfahrzeug in einer geneigten Position befindet und die von der sich lösenden Betriebsbremse aufgebrachte Bremskraft nicht ausreicht, die Position des Kraftfahrzeugs zu halten. Die Erfassung der Abtriebsdrehzahl und der Abtriebsdrehrichtung kann an der mindestens einen Antriebsachse und/oder an einer anderen Stelle im abtriebsseitigen Teil des Antriebsstranges erfolgen.
Sobald also gegenüber dem Zustand, der für die Aktivierung der Funktion zum Trennen Verbindung zwischen Antriebsmaschine und der mindestens einen Antriebsachse gesorgt hat, ein Drehzahlgrenzwert passiert wird und zugleich eine Drehrichtung erfasst wird, die der gewählten Fahrtrichtung entgegengesetzt ist, wird diese Funktion wieder deaktiviert und damit die Verbindung zwischen Antriebsmaschine und der mindestens einen Antriebsachse des Kraftfahrzeuges wiederhergestellt, obwohl eine Beendigung der Betätigung der Betriebsbremse trotz des Lösens noch nicht erkannt wurde.
Eine derartige Ausgestaltung eines Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstranges des in geneigter Stellung befindlichen Kraftfahrzeugs hat dabei den Vorteil, dass zuverlässig erkannt werden kann, dass die Bremse gelöst wird und ein Anfahren erwünscht ist, so dass durch die Deaktivierung der Funktion eine unkontrollierte Bewegung entgegen der gewünschten Fahrtrichtung vermieden wird.
Gegenüber dem Stand der Technik nutzt das erfindungsgemäße Verfahren die Funktion der automatischen Trennung auch dann, wenn sich das Kraftfahrzeug an einer Steigung befindet, wodurch das Potential zur Kraftsstoffeinsparung erhalten bleibt. Darüber hinaus lässt sich das Anfahren von Kraftfahrzeugen, insbesondere mit automatisierten Synchron- oder Teillastschaltgetrieben, komfortabler und sicherer gestalten.
Innerhalb eines Kraftfahrzeugantriebsstranges wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt durch ein Steuergerät geregelt, bei welchem es sich insbesondere um das Steuergerät eines im Antriebsstrang angeordneten Anfahrelements handelt. Dabei umfasst das Steuergerät eine Einrichtung zum Regeln der Funktion, wobei die Einrichtung bei Betätigung einer durch zumindest einen Sensor überwachten Betriebsbremse zum Stillsetzen des Kraftfahrzeugs eine Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine und mindestens einer Antriebsachse des Kraftfahrzeuges im Rahmen der Funktion trennt, wobei die Einrichtung zur Bestimmung einer Abtriebsdrehzahl und einer Abtriebsdrehrichtung eingerichtet ist, und dass die Einrichtung bei einem Passieren eines Drehzahlgrenzwertes und dem Erfassen eines bezüglich einer gewählten Fahrtrichtung entgegengesetzten Wertes der Abtriebsdrehrichtung während des darauffolgenden Lösens der Betriebsbremse die Funktion automatisch deaktiviert und damit die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine und der mindestens einen Antriebsachse automatisch wiederherstellt, obwohl noch ein Signal vorliegt, welches eine Betätigung der Betriebsbremse repräsentiert. Um den Betätigungszustand der Betriebsbremse, die aktuelle Drehzahl der Antriebsmaschine sowie die Schaltstellung eines Getriebes des Kraftfahrzeugs zu erhalten, ist das Steuergerät insbesondere in ein Datenbussystem des Kraftfahrzeuges eingebunden und kommuniziert hierüber mit anderen Steuergeräten.
Beim Betätigen bzw. Lösen der Betriebsbremse kann zumindest ein als Schalter ausgeführter Sensor angesteuert werden. Durch den zumindest einen Schalter können Bremslichter aktiviert oder deaktiviert werden. Die Betätigung der Betriebsbremse wird im Rahmen der Erfindung insbesondere durch Beobachten des jeweiligen Schaltzustandes des oder der Bremslichtschalter überwacht. Handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug, bei welchem Radbremsen der linken und der rechten Seite unabhängig voneinander betätigt werden können, um die Wendigkeit des Nutzfahrzeuges zu erhöhen, so wird die Betriebsbremse für die Aktivierung der Funktion nur dann als betätigt angesehen, wenn die Radbremsen beider Seiten betätigt sind. Beim Beobachten der Bremslichtschalter müssen dann in diesem Fall die Bremslichtschalter für beide Seiten eingeschaltet sein. Das Schalten der Bremslichtschalter zum Aktivieren und Deaktivieren von Bremslichtern erfolgt dabei in Abhängigkeit eines Verstellweges eines Betätigungselementes der Betriebsbremse.
Bevorzugt kann die gewählte Fahrrichtung anhand einer Schaltstellung eines Gangwahlschalters bestimmt werden. In dem Fall, dass sich das Kraftfahrzeug an einer Steigung befindet und ein Vorwärtsgang gewählt wurde, verhindert das Verfahren ein Zurückrollen während des Lösens der Betriebsbremse, wenn die erfasste Drehrichtung der Antriebsachse der Fahrtrichtung entgegengesetzt ist, obgleich die Schaltzustandes des oder der Bremslichtschalter noch eine Betätigung der Betriebsbremse signalisieren. Befindet sich das Kraftfahrzeug auf einem Gefälle und wird ein Rückwärtsgang gewählt, so verhindert das Verfahren ein Vorwärtsrollen während des Lösens der Betriebsbremse in entsprechender Weise.
Der Drehzahlgrenzwert wird mit einem Wert ungleich Null vorgegeben. Dabei wird das Vorzeichen des Drehzahlgrenzwertes in Abhängigkeit von der gewählten Schaltstellung des Gangwahlschalters mit einem konträren Vorzeichen versehen.
In Weiterbildung der Erfindung werden die Trennung und die Wiederherstellung der Verbindung zwischen der Antriebsmaschine und der mindestens einen Antriebsachse des Kraftfahrzeuges durch ein zwischen der Antriebsmaschine und einem Kraftfahrzeuggetriebe sitzendes Anfahrelement vollzogen. Weiter bevorzugt handelt es sich bei dem Anfahrelement dann um eine Trennkupplung, durch die die mechanische Verbindung zwischen Antriebsmaschine und Kraftfahrzeuggetriebe im geöffneten Zustand unterbrochen wird. Die Trennkupplung kann dabei als trockenlaufende oder auch als nasslaufende Reibungskupplung vorliegen. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, die Trennung der Verbindung zwischen Antriebsmaschine und Antriebsachse an einer anderen Stelle im Antriebsstrang vorzunehmen, beispielsweise durch gezielte Betätigung einer Schalteinrichtung des Getriebes aus einer eingelegten Gangstufe in eine Neutralstellung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Betätigung der Betriebsbremse anhand eines Verstellweges in einer Bremspedalmechanik durch einen Sensor erfasst wird werden. Durch die zusätzliche Erfassung des Verstellweges lässt sich das Betätigen oder Lösen der Betriebsbremse unabhängig von der Schalterstellung des oder der Bremslichtschalter erfassen. Zur Erfassung des Verstellweges kann der Sensor beispielsweise als ein Potentiometer ausgeführt sein. Das Zurücklegen eines definierten Verstellweges der Bremspedalmechanik beim Lösen wird erfasst, um die Funktion zu deaktivieren.
Alternativ oder ergänzend kann die Betätigung der Betriebsbremse durch einen im Bremskreis der Betriebsbremse angeordneten Sensor erfasst werden. Hierzu kann ein Drucksensor im Bremskreis vorgesehen sein, dessen Signale ausgewertet werden, um zu bestimmen, ob eine Betätigung oder ein Lösen der Betriebsbremse vorliegt.
Da, wie weiter oben bereits ausgeführt, das Aktivieren des zumindest einen Bremslichtschalters aus Sicherheitsgründen bereits nach einem kurzen Verstellweg der Bremspedalmechanik erfolgt, wird der Bremslichtschalter beim Lösen der Betriebsbremse entsprechend spät deaktiviert. Die Verwendung eines zusätzlichen Sensors ermöglicht es daher, die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens präziser zu gestalten.
Dazu wird für den Sensor oder die Sensoren beim Bremsen ein Maximalwert bestimmt, wobei bei einem Abfallen um einen definierten Wert beim Lösen der Betriebsbremse die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine und der mindestens einen Antriebsachse automatisch wiederhergestellt wird. Der jeweils beim Bremsen bestimmte Maximalwert wird in einer Speichervorrichtung abrufbar abgespeichert. Das Abfallen um einen definierten Wert führt zu einer Deaktivierung der Funktion, so dass der Anfahrvorgang ausgelöst wird, unabhängig von der Schaltstellung des zumindest einen Bremslichtschalters.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches, wenn es auf einem Prozessor eines Steuergeräts 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 oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung 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.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges; und;
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Antriebsstranges aus 1, entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Antriebsstranges aus 1, entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges 1 eines Kraftfahrzeuges, bei welchem es sich bevorzugt um ein landwirtschaftliches oder kommunales Nutzfahrzeug und weiter bevorzugt um einen Ackerschlepper handelt. Der Antriebsstrang 1 umfasst eine Antriebsmaschine 2, die als Brennkraftmaschine gestaltet ist und an einer Abtriebsseite über ein zwischenliegendes Anfahrelement 3 mit einem nachgeschalteten Kraftfahrzeuggetriebe 4 verbunden werden kann. Während das Anfahrelement 3 bevorzugt als trockenlaufende oder auch nasslaufende Reibungskupplung vorliegt, handelt es sich bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 insbesondere um ein Schaltgetriebe.
Wie des Weiteren in 1 zu sehen ist, ist das Kraftfahrzeuggetriebe 4 abtriebsseitig mit einem Achsgetriebe 5 einer Antriebsachse 6 verbunden, wobei durch das Achsgetriebe 5 eine über das Kraftfahrzeuggetriebe 4 übersetzte Antriebsbewegung der Antriebsmaschine 2 auf zwei an der Antriebsachse 6 angeordnete Antriebsräder 7 und 8 verteilt wird. Jedem der Antriebsräder 7 und 8 ist jeweils eine Radbremse 9 bzw. 10 einer Betriebsbremse 11 des Kraftfahrzeuges zugeordnet, bei deren jeweiliger Betätigung das jeweilige Antriebsrad 7 bzw. 8 abgebremst wird. Dabei können die Antriebsräder 7 und 8 auch unabhängig voneinander abgebremst werden, um eine Wendigkeit des Kraftfahrzeuges zu erhöhen. Die Betätigung bzw. das Lösen der Betriebsbremse 11 führt zu einer Betätigung von einer Bremspedalmechanik zugeordneten Bremslichtschaltern. Die Betätigungszustände der beiden Radbremsen 9 und 10 lässt sich anhand von Betätigungszuständen S_R,Brems und S_L,Brems des jeweiligen Bremslichtschalters überprüfen.
Der Antriebsmaschine 2, dem Anfahrelement 3, dem Kraftfahrzeuggetriebe 4, dem Achsgetriebe 5 und auch der Betriebsbremse 11 sind jeweils je ein Steuergerät 12 bzw. 13 bzw. 14 bzw. 15 bzw. 16 zugeordnet, die mit weiteren - vorliegend nicht weiter dargestellten - Steuergeräten in ein Datenbussystem 17 des Kraftfahrzeuges eingebunden sind und untereinander kommunizieren. Dabei regelt das Steuergerät 12 die Antriebsmaschine 2, während mittels des Steuergerätes 13 ein automatisiertes Öffnen und Schließen des Anfahrelements 3 regelbar ist. Neben diesem automatisierten Betrieb des Anfahrelements 3 besteht aber zudem die Möglichkeit, ein manuelles Öffnen und Schließen des Anfahrelements 3 entsprechend der Vorgaben des Fahrzeugführers vorzunehmen, wobei zu diesem Zweck das Steuergerät 13 mit einem - vorliegend nicht weiter dargestellten - Kupplungspedal in Verbindung steht.
Das Steuergerät 14 ist dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 zugeordnet und kann dieses nach Art eines automatisierten Schaltgetriebes regeln, wobei auch hier die Möglichkeit besteht, in einem manuellen Modus Schaltvorgänge entsprechend der Vorgaben des Fahrzeugführers durchzuführen. Schließlich ist das Steuergerät 15 dem Achsgetriebe 5 sowie einem Drehzahlsensor 18 an der Antriebsachse 6 und das Steuergerät 16 der Betriebsbremse 11 zugeordnet.
Als Besonderheit kann durch das Steuergerät 13 ein automatisiertes Öffnen und Schließen des Anfahrelements 3 im Rahmen einer Funktion verwirklicht werden, um durch Trennen der Verbindung zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 ein Vorwärtskriechen des Kraftfahrzeuges zu unterbinden. Durch das Wiederherstellen der Verbindung zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 durch das Schließen des Anfahrelements 3 lässt sich, wenn sich das Kraftfahrzeug zu Beginn des Lösens der Betriebsbremse 11 in einer geneigten Stellung befindet, d.h. an einer Steigung oder einem Gefälle, eine ungewollte Bewegung entgegen der gewünschten Fahrtrichtung verhindern. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass das Lösen der Betriebsbremse 11 nicht unmittelbar dazu führt, dass sich die Betätigungszustände S_R,Brems und S_L,Brems des jeweiligen Bremslichtschalters ändern, was eine Voraussetzung für das automatische Schließen des Anfahrelements 3 durch die Funktion ist. Um frühzeitig zu erkennen, dass die Betriebsbremse 11 gelöst wird und ein Anfahren erwünscht ist, regelt das Steuergerät 13 das Anfahrelement 3 entsprechend dem im Ablaufdiagramm aus 2 dargestellten Verfahren:
Zu Beginn des Verfahrens wird in einem Schritt S1 abgefragt, ob die Funktion aktiviert und die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 bei Vorliegen der hierfür vorgesehenen Bedingungen durch die Funktion automatisch getrennt wurde. Ist dies zu verneinen, so wird an den Anfang zurückgegangen und nichts weiter unternommen.
Bei einem positiven Ergebnis der Abfrage in Schritt 1 wird zu einem Schritt S2 übergegangen, innerhalb dessen eine Schaltstellung eines Gangwahlschalters bestimmt wird. Entsprechend der gewählten Fahrtrichtung, Einlegen eines Vorwärtsganges oder eines Rückwärtsganges, stellt sich ein positiver oder ein negativer Wert für die Schaltstellung S_Gangwahl ein. Ein entsprechendes Signal kann von dem Steuergerät 14, welches dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 zugeordnet ist, über den Datenbus 17 an das Steuergerät 13 übermittelt werden. Die Zuordnung eines positiven Wertes für das Einlegen eines Vorwärtsganges und eines negativen Wertes für einen Rückwärtsgang ist lediglich beispielhaft zu verstehen.
Daraufhin werden in einem Schritt S3 verschiedene Bedingungen abgefragt, um zu bestimmen, in welcher Betriebssituation sich das Kraftfahrzeug befindet. Hierzu zählen der Betätigungszustand der Betriebsbremse 11 sowie das Bestimmen, ob sich das Kraftfahrzeug in einer geneigten Position befindet. Dazu wird in dem Schritt S3 abgefragt, welchen Schaltzustand S_R,Brems und S_L,Brems die jeweiligen Bremslichtschalter eingenommen. Weiterhin wird eine Abtriebsdrehzahl n_Abtrieb der Antriebsachse 6 sowie deren Abtriebsdrehrichtung n_Dreh bestimmt. Alternativ können eine Abtriebsdrehzahl n_Abtrieb und eine Abtriebsdrehrichtung n_Dreh mittels eines Sensors 20 an dem Anfahrelements 3 bestimmt werden. Im Schritt S3 wird abgefragt, ob die Abtriebsdrehzahl n_Abtrieb der Antriebsachse 6 größer als eine Grenzdrehzahl n_Grenz ist und ob die Abtriebsdrehrichtung n_Dreh der Antriebsachse 6 konträr der gewählten Fahrtrichtung ist, die anhand der Schaltstellung des Gangwahlschalters bestimmt wurde. Ergibt sich aufgrund der Schaltstellung in Schritt S2, dass ein Vorwärtsgang gewählt worden ist, wird die Bedingung, dass die Abtriebsdrehrichtung n_Dreh der Antriebsachse 6 konträr zu der gewählten Fahrtrichtung ist, erfüllt, wenn die Abtriebsdrehzahl n_Abtrieb der Antriebsachse 6 einen negativen Wert annimmt. Entsprechendes gilt, wenn in Schritt S2 bestimmt wurde, dass ein Rückwärtsgang gewählt worden ist. In diesem Fall wird die Bedingung, dass die Abtriebsdrehrichtung n_Dreh der Antriebsachse 6 konträr zu der gewählten Fahrtrichtung ist, erfüllt, wenn die Abtriebsdrehzahl n_Abtrieb der Antriebsachse 6 einen positiven Wert annimmt Die Grenzdrehzahl n_Grenz nimmt dabei einen Wert ungleich Null an. Weiterhin wird abgefragt, ob der Schaltzustand S_R,Brems und S_L,Brems der jeweiligen Bremslichtschalter dem der betätigten Betriebsbremse 11 entspricht. Sind alle Bedingungen in Schritt S3 erfüllt, so wird zu einem Schritt S4 übergegangen, während im zu verneinenden Fall vor Schritt S3 zurückgesprungen wird.
In Schritt S4 wird das Anfahrelement 3 automatisiert geschlossen und damit die Verbindung zwischen Antriebsmaschine 2 und Kraftfahrzeuggetriebe 4 wiederhergestellt, wodurch im Folgenden eine ungewollte Bewegung des Kraftfahrzeugs entgegen der gewünschten Fahrtrichtung verhindert wird.
Um die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass zumindest ein zusätzlicher Sensor verwendet wird, welcher den aktuellen Betätigungszustand der Betriebsbremse 11 während der Gesamtdauer der Betätigung, das heißt dem Drücken, Halten und Lösen der Bremspedalmechanik überwacht. Dabei kann auf die Auswertung der Betätigungszustände S_R,Brems und S_L,Brems des jeweiligen Bremslichtschalters verzichtet werden.
Die Betätigung der Betriebsbremse 11 erfolgt üblicherweise durch die Bremspedalmechanik, welche einen Verstellweg zwischen der vollständig gelösten und der betätigten Betriebsbremse 11 aufweist. Da das Ansprechen der Bremslichtschalter bei Betätigung der Betriebsbremse 11 aus Sicherheitsgründen nach einem relativ kurzen Verstellweg der Bremspedalmechanik erfolgt, entsprechen die Schaltzustände S_R,Brems und S_L,Brems bei einem langsamen Lösen denen der betätigten Betriebsbremse 11, obwohl die auf die Radbremsen 9 und 10 übertragenen Bremskräfte im Fall einer bestehenden Neigung des Kraftfahrzeugs bereits zu gering sein können, um dieses in seiner angehaltenen Position zu halten.
Zur Bestimmung des Verstellweges der Bremspedalmechanik kann an dieser ein Sensor in Form eines Potentiometers angeordnet sein. Um das Kraftfahrzeug in Stillstand zu versetzen, wird die Bremspedalmechanik entlang ihres Verstellweges bewegt, wodurch der Widerstandswert des Potentiometers einen Maximalwert annimmt. Dieser Maximalwert wird während eines Bremsvorganges von dem Steuergerät 13 gespeichert. Um nun festzustellen, ob im Anschluss ein langsames Lösen der Betriebsbremse 11 vorliegt, wird im Schritt S3 geprüft, ob ein Abfallen vom Maximalwert um einen definierten Wert vorliegt. Dies löst, unter Berücksichtigung der weiteren Bedingungen, den Anfahrvorgang aus, indem die Verbindung zwischen Antriebsmaschine 2 und Kraftfahrzeuggetriebe 4 automatische wiederhergestellt wird.
Eine Alternative zu der Anordnung eines als Potentiometer ausgeführten Sensors zur unmittelbaren Erfassung des Verstellweges der Bremspedalmechanik besteht darin, einen Drucksensor 19 in den Bremskreis zu integrieren. Auch hier wird ein Maximalwert für den Druck bei einem Bremsvorgang von dem Steuergerät 13 gespeichert. Bei einem Abfallen des Drucks um einen definierten Wert wird der Anfahrvorgang, bei Vorliegen der weiteren Bedingungen, entsprechend ausgelöst.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform, welches sich aufgrund der Verwendung des zumindest einen zusätzlichen Sensors, hier des Drucksensors 19 gegenüber dem in 2 beschriebenen Verfahrensablauf nur geringfügig unterscheidet. Daher wird an dieser Stelle lediglich auf die abweichenden Merkmale eingegangen.
So wird in einem Schritt S0 bei einem jeweiligen Bremsvorgang ein Maximalwert b_Max des von dem Drucksensor 19 erzeugten Signals abgespeichert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel dem Maximalwert des Bremsdruckes. Dieser Maximalwert b_Max wird im Schritt S3' herangezogen, um zu bestimmen, ob die Betriebsbremse 11 langsam gelöst wird. Hierzu wird ein von dem Drucksensor 19 erzeugter aktueller Istwert b_Ist des Bremsdruckes erfasst. Ist die Differenz aus Maximalwert b_Max und Istwert b_Ist größer als ein definierter Wert für einen zulässigen Abfall b_Abfall des Bremsdrucks von dem gespeicherten Maximalwert b_Max , liegt ein langsames Lösen der Betriebsbremse 11 vor. Zusammen mit dem Vorliegen der weiteren Bedingungen des Schrittes S3' wird zu dem bereits beschriebenen Schritt 4 übergegangen.
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges kann eine Bewegung des Kraftfahrzeuges entgegen der angestrebten Fahrtrichtung im Rahmen einer automatischen Funktion zuverlässig unterbunden werden.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Antriebsmaschine
3: Anfahrelement
4: Kraftfahrzeuggetriebe
5: Achsgetriebe
6: Antriebsachse
7: Antriebsrad
8: Antriebsrad
9: Radbremse
10: Radbremse
11: Betriebsbremse
12: Steuergerät
13: Steuergerät
14: Steuergerät
15: Steuergerät
16: Steuergerät
17: Datenbussystem
18: Drehzahlsensor
19: Drucksensor
20: Sensor
n_Abtrieb: Abtriebsdrehzahl
n_Grenz: Drehzahlgrenzwert
n_Dreh: Abtriebsdrehrichtung
S_R,Brems: Bremslichtschalter
S_L,Brems: Bremslichtschalter
b_Max: Maximalwert
b_Ist: Istwert
b_Abfall: Abfall vom Maximalwert
S0 bis S4: Einzelschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 60118830 T2 [0004]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstranges eines in einer geneigten Stellung befindlichen Kraftfahrzeugs, insbesondere eines landwirtschaftlichen oder kommunalen Nutzfahrzeuges, wobei bei Betätigung einer durch zumindest einen Sensor überwachten Betriebsbremse (11) zum Stillsetzen des Kraftfahrzeugs eine Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine (2) und mindestens einer Antriebsachse (6) des Kraftfahrzeuges im Rahmen einer Funktion automatisch getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während eines darauffolgenden Lösens der Betriebsbremse (11) eine Abtriebsdrehzahl (n_Abtrieb) und eine Abtriebsdrehrichtung (n_Dreh) erfasst werden, wobei bei einem Passieren eines Drehzahlgrenzwertes (n_Grenz) und dem Erfassen eines bezüglich einer gewählten Fahrtrichtung entgegengesetzten Wertes der Abtriebsdrehrichtung (n_Dreh) die Funktion automatisch deaktiviert und damit die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine (2) und der mindestens einen Antriebsachse (6) automatisch wiederhergestellt wird, obwohl noch ein Signal vorliegt, welches die Betätigung der Betriebsbremse (11) repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewählte Fahrrichtung anhand einer Schaltstellung eines Gangwahlschalters bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlgrenzwert (n_Grenz) mit einem Wert ungleich Null vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung und auch eine Wiederherstellung der Verbindung zwischen der Antriebsmaschine (2) und der mindestens einen Antriebsachse (6) des Kraftfahrzeuges durch ein zwischen der Antriebsmaschine (2) und einem Kraftfahrzeuggetriebe (4) sitzendes Anfahrelement (3) vollzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Betriebsbremse (11) anhand eines Verstellweges in einer Bremspedalmechanik durch einen Sensor erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Betriebsbremse (11) durch einen im Bremskreis der Betriebsbremse (11) angeordneten Sensor (19) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass für den Sensor (19) oder die Sensoren beim Bremsen ein Maximalwert (b_Max) bestimmt wird, wobei bei einem Abfallen um einen definierten Wert (b_Abfall) beim Lösen der Betriebsbremse (11) die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine (2) und der mindestens einen Antriebsachse (6) automatisch wiederhergestellt wird.
Steuergerät (13) für einen Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für ein Anfahrelement (3) des Antriebsstranges (1), umfassend eine Einrichtung zum Regeln einer Funktion zum Betreiben des Antriebsstranges (1) des in einer geneigten Stellung befindlichen Kraftfahrzeugs, wobei die Einrichtung bei Betätigung einer durch zumindest einen Sensor überwachten Betriebsbremse (11) zum Stillsetzen des Kraftfahrzeugs eine Verbindung zwischen einer Antriebsmaschine (2) und mindestens einer Antriebsachse (6) des Kraftfahrzeuges im Rahmen einer Funktion trennt, wobei die Einrichtung zur Bestimmung einer Abtriebsdrehzahl (n_Abtrieb) und einer Abtriebsdrehrichtung (n_Dreh) der Antriebsachse (6) eingerichtet ist, und dass die Einrichtung bei einem Passieren eines Drehzahlgrenzwertes (n_Grenz) und dem Erfassen eines bezüglich einer gewählten Fahrtrichtung entgegengesetzten Wertes der Abtriebsdrehrichtung (n_Dreh) während eines darauffolgenden Lösens der Betriebsbremse (11) die Funktion automatisch deaktiviert und damit die Verbindung zwischen der Antriebsmaschine (2) und der mindestens einen Antriebsachse (6) automatisch wiederherstellt, obwohl noch ein Signal vorliegt, welches eine Betätigung der Betriebsbremse (11) repräsentiert.
Steuergerät (13) nach Anspruch 8, durch welches ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7 durchführbar ist.
Computerprogrammprodukt für ein Steuergerät (13) nach Anspruch 8 oder 9, durch welches ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 durchführbar ist, wobei eine Routine zum Deaktivieren der Funktion durch entsprechende in einer Software hinterlegte Steuerungsbefehle umgesetzt ist.
Datenträger mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10.