DE102017221887A1

DE102017221887A1 - Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102017221887A1
Application number: DE102017221887.8A
Authority: DE
Inventors: Andy Keller; Rachid Mansour; Mario Steinborn
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2019-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei eine Betriebsstrategie vorausschauend unter Einbeziehung erfasster Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs gestaltet wird. Anhand der erfassten Umgebungsbedingungen werden Fußgängerüberwege und Verkehrsteilnehmer erkannt, wobei dann, wenn ein vorausliegender Fußgängerüberweg und ein den Fußgängerüberweg überquerender Verkehrsteilnehmer erkannt wurden, in einen Schubbetrieb gewechselt wird, in welchem das Kraftfahrzeug verzögert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges, wobei eine Betriebsstrategie vorausschauend unter Einbeziehung erfasster Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs gestaltet wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens und einen Antriebsstrang, welcher mittels des Verfahrens betreibbar ist.
Der Betrieb eines automatischen oder automatisierten Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs wird in der Regel von einer Getriebesteuerungseinrichtung gesteuert und geregelt, in der eine Schaltstrategie in Form eines Computerprogramms implementiert ist. Die Schaltstrategie bestimmt mit Hilfe von Fahrzustandsdaten und Fahrerwunschdaten einen Gangwechsel von einem Istgang zu einem Zielgang. Fahrzustandsdaten können beispielsweise die Fahrzeugmasse, der Fahrwiderstand, die Fahrzeugneigung, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung, die Motordrehzahl und das Motordrehmoment sein. Fahrerwunschdaten können beispielsweise eine Fahrpedalbetätigung bzw. Fahrpedalstellung und eine Bremspedalbetätigung bzw. Bremspedalstellung sein. Als Fahrerwunschdaten werden ganz allgemein solche Daten verstanden, die den Wunsch des Fahrers hinsichtlich der aktuellen Betriebsweise des Fahrzeugs widerspiegeln.
In Nutzfahrzeugen ist die Abstimmung der Schaltstrategie meistens ein Kompromiss aus einem möglichst geringen Kraftstoffverbrauch und einer möglichst großen Agilität des Fahrzeugs. Eine solche Schaltstrategie muss den besonderen Anforderungen eines Nutzfahrzeuges genügen. Insbesondere müssen auch große Steigungen oder Gefälle, mit oder ohne Ladung, ohne aktives Eingreifen des Fahrers bewältigt werden können. Dabei werden unter Umständen auch Schaltungen ausgeführt, die mit zusätzlichen Informationen über den vorausliegenden Streckenverlauf nicht notwendig gewesen wären.
Damit die Schaltstrategie Schaltungen berechnen kann, werden bestimmte Fahrzustandsgrößen, wie Steigung, Fahrwiderstand und Fahrzeugmasse berechnet. Die Genauigkeit der Berechnung kann dabei in Abhängigkeit von den dafür benötigten Grundsignalen, wie Geschwindigkeit und Motormoment stark schwanken. Sofern der Getriebesteuerung Signale vom Umfeld des Fahrzeugs zur Verfügung stehen, können diese Fahrzustandsgrößen korrigiert oder genauer berechnet werden. Auch eine Gangberechnung, die auf den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenverlauf besser abgestimmt ist, ist mit solchen umgebungsbedingten Signalen möglich. Diese Signale können beispielsweise von einem Navigationssystem mittels eines Positionsbestimmungssystems wie GPS in Form von Topographiedaten geliefert und in der Getriebesteuerung weiter verarbeitet werden
Ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeuges, bei welchem eine Betriebsstrategie vorausschauend unter Einbeziehung erfasster Umgebungsbedingungen des Hybridfahrzeuges gestaltet wird, ist aus der DE 10 2014 201 765 A1 bekannt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges unter Einbeziehung erfasster Umgebungsbedingungen weiter zu verbessern. Zudem sollen ein Steuergerät, welches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und ein Antriebsstrang, welcher mittels des Verfahrens betreibbar ist, angegeben werden.
Eine Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der Hauptansprüche, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Ein Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs ist zudem Gegenstand von Anspruch 15. Hinsichtlich eines Antriebsstrangs wird auf den Patentanspruch 16 verwiesen.
Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei welchem eine Betriebsstrategie vorausschauend unter Einbeziehung von erfassten Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs gestaltet wird. Anhand der erfassten Umgebungsbedingungen wird die Betriebsstrategie so geändert, dass bevorstehende Fahrzustände unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten bestmöglich durchgeführt oder bevorstehende sicherheitskritische Fahrzustände möglichst vermieden werden können. Im Rahmen der Betriebsstrategie kann beispielsweise zwischen einem Zugbetrieb, einem Schubbetrieb und einem Roll- oder Segelmodus umgeschaltet werden.
Unter „Umgebungsbedingungen“ sollen unterschiedlichste Bedingungen im Nahbereich des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise ein vorausliegender Streckenverlauf, vorausliegende Steigungen, Abstände und Geschwindigkeiten umliegender Fahrzeuge, Verkehrsstaus, Verkehrszeichen, andere Verkehrsteilnehmer etc. verstanden werden. Auch das Erkennen unterschiedlicher Fahrzustände eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise das Erkennen von Überholvorgängen oder auch sonstiger Beschleunigungsvorgänge soll unter dem Begriff „Umgebungsbedingungen“ verstanden werden.
Hierzu wird die Umgebung des Kraftfahrzeugs mittels einer Nahbereichssensorik erfasst und überwacht. Die Nahbereichssensorik kann dabei Sensoren umfassen, die beispielsweise auf dem Sonar-, Radar-, Lider-Prinzip oder ähnlichem beruhen. Die Sensoren sind an entsprechenden Stellen am Kraftfahrzeug angeordnet.
Unter einem Rollmodus wird das Fahren eines Kraftfahrzeugs mit offenem Antriebsstrang, d.h. eine antriebslose Vorwärtsfahrt oder Schwungnutzfahrt, bei laufendem Antriebsaggregat verstanden. Der Rollmodus kann beispielsweise realisiert werden, indem entweder ein Getriebe des Antriebsstrangs nach Neutral geschaltet wird, oder bei im Getriebe eingelegter Gangstufe eine zwischen dem Antriebsaggregat und dem Getriebe angeordnete Schalt- und/oder Anfahrkupplung geöffnet wird. In beiden Fällen ist das Antriebsaggregat vom Abtrieb des Kraftfahrzeugs getrennt und kann beispielsweise in einem Leerlaufbetrieb betrieben werden. Unter einem Segelmodus wird das Fahren eines Kraftfahrzeugs mit offenem Antriebsstrang bei abgeschaltetem Antriebsaggregat verstanden. Eine Verzögerung, welche das Kraftfahrzeug erfährt, ist in einem Segel- oder Rollmodus folglich geringer, als eine Verzögerung im Schubbetrieb.
Ein erstes Verfahren zum Betrieben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs unter Einbeziehung von Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs sieht vor, dass anhand der erfassten Umgebungsbedingungen Fußgängerüberwege und Verkehrsteilnehmer erkannt werden, wobei dann, wenn ein vorausliegender Fußgängerüberweg und ein den Fußgängerüberweg überquerender Verkehrsteilnehmer erkannt wurden, in einen Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs gewechselt wird, in welchem das Kraftfahrzeug verzögert.
Neben sich bereits auf dem Fußgängerüberweg befindliche Verkehrsteilnehmer können anhand der Umgebungsbedingungen auch Verkehrsteilnehmer ermittelt werden, welche mit hoher Wahrscheinlichkeit den vorausliegenden Fußgängerüberweg überqueren werden. Wird erkannt, dass ein Verkehrsteilnehmer den Fußgängerüberweg erreicht, bevor das Kraftfahrzeug den Fußgängerüberweg überfahren hat, dann wird auch hier in einen Schubbetrieb gewechselt, in welchem das Kraftfahrzeug verzögert.
In einer bevorzugten Weitebildung ist vorgesehen, dass im Schubbetrieb eine Geschwindigkeit und eine Bewegungsrichtung des Verkehrsteilnehmers ermittelt werden. Anhand der ermittelten Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Verkehrsteilnehmers wird ein Zeitpunkt vorausbestimmt, wann dieser den Fußgängerüberweg verlassen wird. Abhängig von dem vorausbestimmten Zeitpunkt, einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem aktuellen Abstand des Kraftfahrzeugs zum Fußgängerüberweg wird schließlich ein Zielgang für den Schubbetrieb bestimmt und eingelegt.
Der Zielgang für den Schubbetrieb wird dabei bevorzugt so gewählt, dass das Kraftfahrzeug im Schubbetrieb eine Verzögerung erfährt, die so bemessen ist, dass das Kraftfahrzeug den Fußgängerüberweg erst erreicht, wenn der Verkehrsteilnehmer den Fußgängerüberweg bereits verlassen hat. Eine Ansteuerung von Betriebsbremsen des Kraftfahrzeugs kann dadurch in vorteilhafter Weise vermieden werden.
Wird anhand der erfassten Umgebungsbedingungen festgestellt, dass der Verkehrsteilnehmer den Fußgängerüberweg bereits verlassen hat und keine weiteren Verkehrsteilnehmer den Fußgängerüberweg überqueren werden, dann wird der Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs beendet und eine Schaltung in einen Zielgang für einen anschließenden Zugbetrieb des Kraftfahrzeugs durchgeführt. Der Zielgang kann beispielsweise so gewählt werden, dass das Kraftfahrzeug bei geringem Kraftstoffverbrauch und hohem Fahrkomfort auf die zulässige Geschwindigkeit beschleunigen kann.
Ein zweites Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges unter Einbeziehung von Umgebungsbedingungen sieht vor, dass anhand der erfassten Umgebungsbedingungen beschrankte Bahnübergänge erkannt werden. Dann, wenn ein vorausliegender beschrankter Bahnübergang erkannt wurde, wird in einen Schubbetrieb oder einen Segel- oder Rollmodus des Kraftfahrzeugs gewechselt, in welchem das Kraftfahrzeug verzögert.
Wird der Bahnübergang als passierbar erkannt, dann werden eine Zielgeschwindigkeit und ein Zielgang zur Überquerung des Bahnübergangs ermittelt und das Kraftfahrzeug wird im Schubbetrieb oder im Segel- oder Rollmodus auf die Zielgeschwindigkeit verzögert. Bei Erreichen der Zielgeschwindigkeit wird der Schubbetrieb oder der Segel- oder Rollmodus beendet und der Zielgang zur Überquerung des Bahnübergangs wird eingelegt.
Ausgehend von einer ansonsten zulässigen Geschwindigkeit, welche innerorts beispielsweise bei 50 km/h liegt, wird eine zum Überqueren des Bahnübergangs Zielgeschwindigkeit ermittelt, welche unterhalb der zulässigen Geschwindigkeit liegt. Bei der Ermittlung der Zielgeschwindigkeit kann beispielsweise berücksichtigt werden, wie stark sich die Fahrbahn im Bereich des Bahnübergangs ändert. So kann bei einer ebenen Fahrbahn der Bahnübergang schneller überquert werden, als wenn die Fahrbahn im Bereich des Bahnübergangs eine Unebenheit, beispielsweise in Form einer Fahrbahnerhöhung, aufweist.
Wird hingegen erkannt, dass der Bahnübergang unpassierbar ist, dann wird das Kraftfahrzeug im Schubbetrieb oder im Segel- oder Rollmodus verzögert, wobei während des Schubbetriebs Schubrückschaltungen durchgeführt werden und bei Erreichen oder Unterschreiten eines unteren Geschwindigkeitsgrenzwertes ein Anhalten des Kraftfahrzeugs vorbereitet wird. Ein Bahnübergang ist beispielsweise dann nicht passierbar, wenn eine Schranke des Bahnübergangs geschlossen ist oder gerade geschlossen wird. Wird der untere Geschwindigkeitsgrenzwert erreicht oder unterschritten, dann kann ein Anhalten des Kraftfahrzeugs durch Öffnen einer zwischen einem Antriebsaggregat und einem Getriebe angeordneten Schalt- und/oder Anfahrkupplung und Betätigen einer Fahrzeugbremse erfolgen. Während dem Anhaltevorgang kann bereits ein Anfahrgang für ein anschließendes Anfahren des Kraftfahrzeugs bestimmt und eingelegt werden.
Dann, wenn der Bahnübergang während des Schubbetriebs oder des Roll- oder Segelmodus als passierbar erkannt wird, werden der Schubbetrieb oder der Roll- oder Segelmodus beendet und es wird ein Zielgang für einen Zugbetrieb zur Überquerung des Bahnübergangs ermittelt und eingelegt. Wird während sich das Kraftfahrzeug im Schubbetrieb oder im Roll- oder Segelmodus dem Bahnübergang nähert die geschlossene Schranke geöffnet und es werden keine das Überqueren des Bahnübergangs behindernde Verkehrsteilnehmer auf oder vor dem Bahnübergang erfasst, dann wir der Bahnübergang als wieder passierbar erkannt. Der Zielgang kann beispielsweise so gewählt werden, dass das Kraftfahrzeug bei geringem Kraftstoffverbrauch und hohem Fahrkomfort auf die zum Überqueren des Bahnübergangs ermittelte Zielgeschwindigkeit beschleunigen kann.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass Gangwechsel während der Überquerung des Bahnübergangs nicht ausgeführt also unterdrückt werden. Bleibt im Getriebe der vor dem Erreichen des Bahnübergangs eingelegte Getriebegang während der Überquerung des Bahnübergangs eingelegt, dann kann der Bahnübergang bei geschlossener Schalt- und/oder Anfahrkupplung sicher überquert werden. Ein unvorhersehbares Liegenbleiben auf dem Bahnübergang aufgrund eines Gangwechselproblems kann dadurch sicher vermieden werden.
Betätigt der Fahrzeugführer während der Überquerung des Bahnübergangs ein Bremspedal, dann wird der Bremswunsch jedoch umgesetzt und das Kraftfahrzeug gegebenenfalls bis zu einem Fahrzeugstillstand abgebremst. Dadurch kann eine Kollision mit anderen Verkehrsteilnehmern verhindert werden. Hierbei kann ein Öffnen der Schalt- und/oder Anfahrkupplung erfolgen, um das Antriebsaggregat, wenn dieses als Verbrennungsmotor ausgebildet ist, vor einem Abwürgen zu schützen.
Ein drittes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges unter Einbeziehung von Umgebungsbedingungen sieht vor, dass anhand der erfassten Umgebungsbedingungen ein bevorstehender Überholvorgang durch ein nachfolgendes Kraftfahrzeug ermittelt wird. Wird anhand der erfassten Umgebungsbedingungen ermittelt, dass das Kraftfahrzeug demnächst von einem auf das Kraftfahrzeug auffahrenden Kraftfahrzeug überholt werden wird, dann wird das Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs, welches überholt wird, während des Überholvorgangs reduziert.
So kann in dem Kraftfahrzeug, welches überholt wird, beispielsweise ein Getriebegang eingelegt werden, in welchem das Kraftfahrzeug unter Berücksichtigung eines Leistungsvermögens des Antriebsaggregats nicht oder nur unwesentlich beschleunigen kann. Während des Überholvorgangs wird bevorzugt ein Signal eines Kick-down-Schalters des Kraftfahrzeugs, welches überholt wird, ignoriert. Folglich werden Rückschaltungen in dem Getriebe verhindert, welche normalerweise bei Vorliegen eines Kick-down-Signals auslöst werden, um eine schneller Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zu erreichen. Der Überholvorgang kann somit mit höherer Sicherheit durchgeführt werden, da das Kraftfahrzeug, welches überholt wird, nicht oder nur in einem geringen Rahmen beschleunigen kann.
So kann in dem Kraftfahrzeug, das überholt wird, ein Getriebegang eingelegt werden, der derart bemessen ist, dass das Kraftfahrzeug mit minimaler Leistungsreserve betrieben wird. Ein Signal, welches eine Betätigung eines Kick-Down-Schalters des zu überholenden Kraftfahrzeugs anzeigt, bleibt während des Überholvorgangs unberücksichtigt.
Ein viertes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges unter Einbeziehung von Umgebungsbedingungen sieht vor, dass anhand der erfassten Umgebungsbedingungen im Einsatz befindliche Rettungs- oder Einsatzfahrzeuge ermittelt werden, wobei dann, wenn sich ein im Einsatz befindliches Rettungs- oder Einsatzfahrzeug in unmittelbarer Nähe des Kraftfahrzeugs befindet, ein Anhalten des Kraftfahrzeugs vorbereitet wird.
Das Rettungs- oder Einsatzfahrzeug kann beispielsweise ein Krankenwagen, ein Polizeifahrzeug oder ein Feuerwehrfahrzeug sein. Zur Erkennung von im Einsatz befindlichen Rettungs- oder Einsatzfahrzeug können optische oder akustische Sensoren verwendet werden, welche Schall- oder Leuchtzeichen, wie das Signal einer Sirene oder das Blaulicht eines im Einsatz befindlichen Rettungs- oder Einsatzfahrzeug, erfassen können.
Zum Anhalten des Kraftfahrzeugs kann ein Öffnen einer zwischen einem Antriebsaggregat und einem Getriebe des Kraftfahrzeugs angeordneten geschlossenen Schalt- und/oder Anfahrkupplung vorbereitet wird.
Die Schalt- und/oder Anfahrkupplung kann hierbei auf eine Kupplungsposition vorgeöffnet werden, in welcher die Schalt- und/oder Anfahrkupplung bereits in Richtung öffnen betätigt ist, aber noch haftet und noch nicht schlupft. Durch eine solche Voröffnung der Schalt- und/oder Anfahrkupplung kann sichergestellt werden, dass auch bei einer plötzlichen Verzögerung des Kraftfahrzeugs die Schalt- und/oder Anfahrkupplung schnell geöffnet werden kann, so dass letztendlich auch bei einer plötzlichen Verzögerung des Kraftfahrzeugs ein Abwürgen des als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsaggregats verhindert werden kann.
Ein fünftes Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges unter Einbeziehung von Umgebungsbedingungen sieht vor, dass anhand der erfassten Umgebungsbedingungen Spezialfahrzeuge, welche ein von einem gewöhnlichen Kraftfahrzeug abweichendes Fahrverhalten aufweisen, erkannt werden. Wurde ein solches Spezialfahrzeug vor dem Kraftfahrzeug erkannt, dann wird das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs an das Fahrverhalten des erkannten Spezialfahrzeugs angepasst.
Unter einem Spezialfahrzeug soll ein Fahrzeug verstanden werden, welches für einen besonderen Verwendungszweck mit verschiedenen Zusatzeinrichtungen ausgestattet sein kann, wie beispielsweise landwirtschaftliche Fahrzeuge, bei denen große und sperrige Anbaugeräte an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs, angebracht werden können. So können große landwirtschaftliche Maschinen, wie beispielsweise Mähdrescher, oder Schwerlast- und Großraumtransporter eine Überbreite aufweisen. Wird ein Spezialfahrzeug mit Überbreite vor dem Kraftfahrzeug erkannt, welches aufgrund der Überbreite nicht überholt werden kann, dann wird in dem Kraftfahrzeug ein zur Geschwindigkeit des Spezialfahrzeugs passender Zielgang für einen kraftstoffsparenden Betrieb ermittelt und eingelegt. Ein Annähern an das erkannte Spezialfahrzeug kann dann beispielsweise im Schubbetrieb erfolgen.
Als Spezialfahrzeug sollen auch Gefahrguttransporter verstanden werden, welche beispielsweise bei schlechter Witterung nur mit reduzierter Fahrgeschwindigkeit betrieben werden dürfen. Wird anhand der erfassten Umgebungsbedingungen ein vorausfahrender Gefahrguttransporter bei schlechten Witterungsbedingungen erkannt, dann wird auf eine reduzierte Fahrgeschwindigkeit des Gefahrguttransporters geschlossen und in dem Kraftfahrzeug ein zur reduzierten Fahrgeschwindigkeit des Gefahrguttransporters passender Zielgang für einen kraftstoffsparenden Betrieb ermittelt und eingelegt. Ein Annähern an den erkannten Gefahrguttransporters kann dann beispielsweise im Schubbetrieb erfolgen.
Wird das Kraftfahrzeug in einem Roll- oder Segelmodus betrieben und während des Betriebs im Roll- oder Segelmodus anhand der erfassten Umgebungsbedingungen ein solches Spezialfahrzeug erkannt, dann wird der Roll- oder Segelmodus abgebrochen und ein zur Geschwindigkeit des erkannten Spezialfahrzeugs passender Zielgang ermittelt und in dem Getriebe eingelegt. Dadurch kann schneller auf ein unerwartetes Fahrverhalten des Spezialfahrzeugs reagiert werden.
Mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges kann eine vorausschauende Anpassung einer Betriebsstrategie des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung vorliegender Umgebungsbedingungen realisiert werden.
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.
Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit einem Steuergerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Aus 1 geht eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs 1 eines Kraftfahrzeugs hervor, bei welchem es sich um ein Nutzfahrzeug, wie beispielsweise einen Lastkraftwagen, handelt. Dieser Antriebsstrang 1 verfügt dabei über ein Antriebsaggregat, welches an seiner Abtriebsseite über eine zwischenliegende Schalt- und/oder Anfahrkupplung 3 mit einer Antriebsseite eines Getriebes gekoppelt werden kann. Abtriebsseitig steht das Getriebe dann mit weiteren, dem Fachmann hinlänglich bekannten Abtriebskomponenten sowie den Fahrzeugrädern des Nutzfahrzeuges in Verbindung.
Das Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs kann als Verbrennungsmotor, als Elektromotor oder als Hybridantrieb, umfassend einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor, ausgebildet sein.
Bei dem Getriebe handelt es sich bevorzugt um ein automatisches oder automatisiertes Getriebe, bei dem zur Schaltung einer Gangstufe reibschlüssige und/oder formschlüssige Schaltelemente geschlossen werden.
Das Kraftfahrzeug 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 Antriebsaggregats und das Getriebesteuergerät TCU eine Regelung des Getriebes, sowie - unter Umständen mittelbar über ein weiteres Steuergerät - auch eine Regelung der Schalt- und/oder Anfahrkupplung 3 vornimmt. Das Getriebesteuergerät TCU kann einerseits mit dem Getriebe und andererseits mit dem Motorsteuergerät ECU bidirektional kommunizieren. 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.
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 eine Betriebsstrategie des Kraftfahrzeugs vorausschauend unter Einbeziehung von erfassten Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs gestalten kann. Ferner weist das Getriebesteuergerät TCU zumindest eine Empfangsschnittstelle 8 auf, die ausgebildet ist, alle relevanten Daten vorhandener Sensoren 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, insbesondere einer Nahbereichssensorik, sowie von einer Navigationseinrichtung zugeführt. Die Navigationseinrichtung stellt Topografiedaten über die Umgebung einer aktuellen Position des Kraftfahrzeugs und über die Umgebung in einem definierten Abstand vor der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs bereit. Die Ortung der aktuellen Fahrzeugposition kann mittels eines Satellitenortungssystems, wie beispielsweise GPS oder GLON-ASS, erfolgen.
Das Getriebesteuergerät TCU steuert den Betrieb des Getriebes mittels Fahrzustandsdaten und Fahrerwunschdaten. Eine in dem Getriebesteuergerät TCU in Form eines Computerprogramms abgespeicherte Schaltstrategie bestimmt jeweilige Schaltreaktionen, insbesondere einen Gangwechsel von einem aktuellen Istgang zu einem Zielgang, oder eine temporäre Kraftschlussunterbrechung im Antriebsstrang 1.
Die verwendeten Fahrzustandsdaten können neben dem ermittelten Fahrbahnzustand 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 Betätigungselements signalisiert, sensorisch erfasst und dem Getriebesteuergerät TCU direkt oder indirekt zugeleitet werden. Das Betätigungselement kann beispielsweise als Fahrpedal oder Bremspedal ausgebildet sein.
Das Steuersystem 2 umfasst auch Mittel zum Betätigen des Getriebes und der Schalt- und/oder Anfahrkupplung 3. Diese Mittel umfassen geeignete Schaltventile über welche eine Aktuatorik des Getriebes bzw. der Schalt- und/oder Anfahrkupplung angesteuert werden kann. Die genannten Mittel umfassen jeweils eine datenübertragende Verbindung 4 zu dem jeweiligen Steuergerät.
Die datenübertragende Verbindung 4 zwischen den Steuergeräten und den Komponenten des Antriebsstrangs 1 können beispielsweise auch durch ein oder mehrere elektronische Bussysteme realisiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangs 1 des Kraftfahrzeugs sieht nun vor, dass eine Betriebsstrategie vorausschauend unter Einbeziehung von erfassten Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs gestaltet wird. Hierzu wird die Umgebung des Kraftfahrzeugs mittels am Kraftfahrzeug angeordneter Sensoren, insbesondere einer Nahbereichssensorik, erfasst und überwacht. Anhand der erfassten Sensorsignale werden entsprechende Umgebungsbedingungen ermittelt. Die Betriebsstrategie des Kraftfahrzeugs wird schließlich an die ermittelten Umgebungsbedingungen angepasst, wodurch sich für das Kraftfahrzeug optimierte Fahrzustände ergeben.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Steuersystem
3: Schalt- und/oder Anfahrkupplung
4: Verbindung
5: Datenbussystem
6: Prozessor
7: Speichermittel
8: Empfangsschnittstelle
9: Datenverarbeitungseinrichtung
10: Sendeschnittstelle
11: Computerprogrammprodukt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014201765 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei eine Betriebsstrategie vorausschauend unter Einbeziehung erfasster Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs gestaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der erfassten Umgebungsbedingungen Fußgängerüberwege und Verkehrsteilnehmer erkannt werden, wobei dann, wenn ein vorausliegender Fußgängerüberweg und ein den Fußgängerüberweg überquerender Verkehrsteilnehmer erkannt wurden, in einen Schubbetrieb gewechselt wird, in welchem das Kraftfahrzeug verzögert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schubbetrieb eine Geschwindigkeit und eine Bewegungsrichtung des Verkehrsteilnehmers ermittelt werden, dass anhand der ermittelten Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Verkehrsteilnehmers ein Zeitpunkt vorausbestimmt wird, wann dieser den Fußgängerüberweg verlassen wird und dass abhängig von dem vorausbestimmten Zeitpunkt, einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem aktuellen Abstand des Kraftfahrzeugs zum Fußgängerüberweg ein Zielgang für den Schubbetrieb bestimmt und eingelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet. dass der Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs beendet und in einem Getriebe des Antriebsstrangs (1) ein Zielgang für einen anschließenden Zugbetrieb des Kraftfahrzeugs eingelegt wird, wenn der Fußgängerüberweg als frei erkannt wird.
Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei eine Betriebsstrategie vorausschauend unter Einbeziehung erfasster Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs gestaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der erfassten Umgebungsbedingungen beschrankte Bahnübergänge erkannt werden, wobei dann, wenn ein vorausliegender beschrankter Bahnübergang erkannt wurde, in einen Schubbetrieb oder einen Segel- oder Rollmodus des Kraftfahrzeugs gewechselt wird, in welchem das Kraftfahrzeug verzögert.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Bahnübergang als passierbar erkannt wird, eine Zielgeschwindigkeit und ein Zielgang zur Überquerung des Bahnübergangs ermittelt werden, das Kraftfahrzeug im Schubbetrieb oder im Segel- oder Rollmodus auf die Zielgeschwindigkeit verzögert wird und bei Erreichen der Zielgeschwindigkeit der Schubbetrieb oder der Segel- oder Rollmodus beendet und der Zielgang zur Überquerung des Bahnübergangs eingelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Bahnübergang als unpassierbar erkannt wird, in den Schubbetrieb gewechselt wird, wobei während des Schubbetriebs Schubrückschaltungen durchgeführt werden und ein Anhalten des Kraftfahrzeugs vorbereitet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dann wenn der Bahnübergang während des Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs als passierbar erkannt wird, der Schubbetrieb beendet wird und ein Zielgang für einen Zugbetrieb zur Überquerung des Bahnübergangs ermittelt und eingelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Überquerung des Bahnübergangs angeforderte Gangwechsel unterdrückt werden.
Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei eine Betriebsstrategie vorausschauend unter Einbeziehung erfasster Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs gestaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der erfassten Umgebungsbedingungen ein bevorstehender Überholvorgang durch ein nachfolgendes Kraftfahrzeug ermittelt wird, wobei dann, wenn ein Überholvorgang eines nachfolgenden Kraftfahrzeugs bevorsteht, ein Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeugs, welches überholt wird, während des Überholvorgangs reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Getriebe des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs ein Getriebegang eingelegt wird, der derart bemessen ist, dass das Kraftfahrzeug mit minimaler Leistungsreserve betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal, welches eine Betätigung eines Kick-Down-Schalters des zu überholenden Kraftfahrzeugs anzeigt, während des Überholvorgangs unberücksichtigt bleibt.
Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei eine Betriebsstrategie vorausschauend unter Einbeziehung erfasster Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs gestaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der erfassten Umgebungsbedingungen im Einsatz befindliche Rettungs- oder Einsatzfahrzeuge ermittelt werden, wobei dann, wenn sich ein im Einsatz befindliches Rettungs- oder Einsatzfahrzeug in Nähe des Kraftfahrzeugs befindet, ein Anhalten des Kraftfahrzeugs vorbereitet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnen einer zwischen einem Antriebsaggregat und einem Getriebe des Antriebsstrangs (1) angeordneten geschlossenen Kupplung (3) vorbereitet wird.
Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei eine Betriebsstrategie vorausschauend unter Einbeziehung erfasster Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs gestaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der erfassten Umgebungsbedingungen Spezialfahrzeuge, welche ein von einem gewöhnlichen Kraftfahrzeug abweichendes Fahrverhalten aufweisen, erkannt werden, wobei dann, wenn ein Spezialfahrzeug vor dem Kraftfahrzeug erkannt wurde, das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs an das Fahrverhalten des erkannten Spezialfahrzeugs angepasst wird.
Steuergerät, das dazu eingerichtet ist, ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen.
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welcher ein Steuergerät gemäß Anspruch 15 aufweist und gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 betreibbar ist.