DE102019127814A1

DE102019127814A1 - Verfahren und system zur fahrzeugsteuerung

Info

Publication number: DE102019127814A1
Application number: DE102019127814.7A
Authority: DE
Inventors: Ross Dykstra Pursifull; Ralph Wayne Cunningham
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2020-04-16
Also published as: US11136011B2; US20200114885A1; CN111055833A

Abstract

Diese Offenbarung stellt ein Verfahren und System zur Fahrzeugsteuerung bereit. Bereitgestellt werden Systeme und Verfahren zum Abmildern eines Rückwärtsrollens eines Fahrzeugs. In einem Beispiel werden als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes von rückwärts zu vorwärts, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht ist, Fahrzeugbremsen betätigt und wird das tatsächliche Schalten des Getriebes verzögert, bis die Fahrzeugbewegung in der Rückwärtsrichtung ausreichend abgebremst ist. Zusätzlich dazu kann der Motor abgewürgt und neu gestartet werden, bevor das Schalten des Getriebes durchgeführt wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern eines Fahrzeugmotors, um ein Abwürgen des Motors und ein Zurückrollen des Fahrzeugs nach einer angeforderten Richtungsänderung der Fahrzeugbewegung von rückwärts zu vorwärts zu reduzieren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeugführer kann einen Gangwählhebel (z. B. PRNDL) zum Auswählen zwischen einem Vorwärtsrichtungsgang (z. B. D oder L) und einem Rückwärtsrichtungsgang (R) betätigen. In einigen Fällen kann der Fahrzeugführer einen Vorwärtsgang auswählen, während das Fahrzeug rückwärtsfährt (oder umgekehrt). Typischerweise erwartet der Fahrzeugführer, dass das Fahrzeug langsamer wird, stoppt und sich dann in die angeforderte Richtung bewegt, die der aktuellen Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist. Basierend auf der Getriebekonfiguration sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der die Richtungsänderung angefordert wurde, kann das Ergebnis jedoch unterschiedlich sein. Wenn zum Beispiel das Getriebe in einen Vorwärtsgang geschaltet wird, während sich das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt (wie etwa unter 4 mph), wird das Getriebe aus dem Rückwärtsgang ausgerückt und in den Vorwärtsgang eingerückt, und das Fahrzeug kann dann gemäß der Gaspedalposition vorwärts beschleunigen. Wenn im Vergleich dazu das Getriebe in den Vorwärtsgang bei einer etwas höheren Rückwärtsgeschwindigkeit (wie etwa über 7 mph) geschaltet wird, kann das Getriebe aus dem Rückwärtsgang ausrücken und in den Vorwärtsgang schalten, aber dann wird der Motor möglicherweise abgewürgt. Das Fahrzeug wird möglicherweise abgewürgt, weil ein Rückwärtsmotordrehmoment von dem Fahrzeug (über das Getriebe) bei der Schaltung in eine Vorwärtsdrehzahl während der Rückwärtsfahrt auf den Motor aufgebracht wird. Dieses umkehrende Motordrehmoment wird nicht erfolgreich durch die Leerlaufdrehzahlsteuerung kompensiert und die Motordrehzahl fällt auf den Punkt, bei dem ein Abwürgen des Motors auftritt.
Ein beispielhafter Ansatz zum Reduzieren von derartigem Abwürgen des Motors wird durch Song et. al. in US 8.092.340 gezeigt. Dort wird das Getriebe entweder vollständig ausgerückt oder mit gesteuertem Schlupf gehalten, wenn eine Richtungsänderung angefordert wird. Ferner wird die Einrückung des Getriebeganges verzögert, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine Schwellengeschwindigkeit gefallen ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch ein mögliches Problem bei einem derartigen Ansatz festgestellt. Wenn der Fahrzeugführer bei der erhöhten Rückwärtsgeschwindigkeit einen Vorwärtsgang auswählt, schaltet der Motor in einigen Getriebekonfigurationen, wie etwa einem 10-Gang-Getriebe, das Getriebe auf neutral, auch wenn der Fahrzeugführer einen Vorwärtsgang ausgewählt hat. Dies kann bewirken, dass das Fahrzeug rückwärtsrollt und/oder die gewünschte Vorwärtsbewegung verzögert wird. Darüber hinaus besteht immer noch die Möglichkeit, dass der Motor abgewürgt wird, je nach dem Zeitpunkt der Schaltung in den Leerlauf. Ferner kann die Verzögerung der Getriebegangeinrückung lang genug sein, dass sie den Fahrzeugführer stört.
KURZDARSTELLUNG
In einem Beispiel können die vorstehenden Probleme durch ein Verfahren für einen Motor angegangen werden, das Folgendes umfasst: automatisches Betätigen von Fahrzeugbremsen und Beibehalten eines aktuellen Ganges als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes von rückwärts zu vorwärts, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt. Auf diese Weise kann ein Zurückrollen des Fahrzeugs gestoppt werden. Darüber hinaus kann ein Schalten in den Vorwärtsgang verzögert werden, um die Möglichkeit eines Abwürgens des Motors zu reduzieren.
Als ein Beispiel kann als Reaktion darauf, dass ein Fahrzeugführer einen Vorwärtsgang auswählt, während ein Fahrzeug mit einer leicht erhöhten Geschwindigkeit in einer Rückwärtsrichtung fährt, die Fahrzeugsteuerung ein Bremsdrehmoment auf Fahrzeugräder aufbringen (wie etwa über Radbremsen), während das Getriebe im Rückwärtsgang beibehalten wird. Sobald sich die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter eine Schwellengeschwindigkeit verlangsamt hat (wie etwa unter 2 mph), wird das Getriebe über einen neutralen Zwischengang in den Vorwärtsgang geschaltet. In einem alternativen Beispiel wird dem Motor als Reaktion auf die Fahrzeugführerauswahl eines Vorwärtsganges während einer Rückwärtsfahrt ermöglicht, abgewürgt zu werden, während Fahrzeugbremsen eingestellt werden, um das Zurückrollen des Fahrzeugs in Richtung einer Nullgeschwindigkeit abzubremsen. Der Motor wird dann neu gestartet und das Getriebe wird in den angeforderten Vorwärtsgang geschaltet. Der technische Effekt des Aufbringens eines Bremsdrehmoments auf Fahrzeugräder als Reaktion auf die Auswahl eines Vorwärtsganges während einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs besteht darin, dass das Zurückrollen des Fahrzeugs abgemildert wird. Darüber hinaus wird durch das Reduzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit über eine Betätigung der Bremsen die Verzögerung bei der Vorwärtsgetriebegangeinrückung verringert, was die Fahrerzufriedenheit verbessert. Indem ein Abwürgen des Motors ermöglicht wird, wenn eine Richtungsumkehr der Fahrzeugbewegung angefordert wird, kann ein Zurückrollen abgemildert werden, ohne die Rückwärtsgeschwindigkeit, bei der ein Vorwärtsgang ausgewählt wurde, messen zu müssen. Dies reduziert die Steuerkomplexität. Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Schutzumfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beheben.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Motorsystems, das in einem Hybridfahrzeugsystem gekoppelt ist.
2 zeigt einen beispielhaften Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugsystems.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene eines beispielhaften Verfahrens zum Reduzieren des Zurückrollens des Motors, wenn ein Vorwärtsgang während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs ausgewählt wird.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene eines beispielhaften Verfahrens zum Bereitstellen eines Radbremsdrehmoments über eine Kombination aus Betätigung von Radbremsen, Motorbremsdrehmoment und Elektromotordrehmoment.
5 zeigt ein Prognosebeispiel für das Einstellen der Fahrzeugbremsung und der Getriebegangeinrückung als Reaktion auf eine von einem Fahrzeugführer ausgewählte Umkehr der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Beheben von Abwürgen bei einer Umkehr und Zurückrollen bei einer Umkehr in einem Fahrzeugsystem, wie etwa dem System aus 2, was das Motorsystem aus 1 beinhaltet. Das Abwürgen bei einer Umkehr und/oder das Zurückrollen bei einer Umkehr kann hervorgerufen werden, wenn ein Fahrzeugführer ein Fahrzeug in einen Vorwärtsgang schaltet, während es rückwärtsfährt. Eine Steuerung kann mit Anweisungen dazu konfiguriert sein, eine Steuerroutine, wie etwa die beispielhafte Routine aus 3-4, durchzuführen, um dem Abwürgen und dem Zurückrollen bei einer Umkehr zuvorzukommen, indem die Fahrzeugbremsung und ein Getriebegangschaltplan eingestellt werden. Eine beispielhafte Einstellung wird mit Verweis auf 4 gezeigt. Auf diese Weise wird die Fahrzeugleistung verbessert.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 gezeigt. Der Motor 10 kann in eine zum Antrieb auf der Straße konfigurierte Kraftübertragung eines Fahrzeugs 100 integriert sein, wie etwa die Kraftübertragung aus 2. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Fahrzeug 100 um ein Hybridelektrofahrzeug.
Der Motor 10, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, wird durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert. Der Motor 10 besteht aus einem Zylinderkopf 35 und einem Zylinderblock 33, die eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32 beinhalten. Ein Kolben 36 ist darin positioniert und bewegt sich über eine Verbindung mit der Kurbelwelle 40 hin und her. Ein Schwungrad 97 und ein Hohlrad 99 sind an die Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein optionaler Anlasser 96 (z. B. eine elektrische Maschine mit Niederspannung (die mit weniger als 30 Volt betrieben wird), ist zum Ankurbeln des Motors während eines Motorstarts beinhaltet. Der Anlasser 96 beinhaltet eine Ritzelwelle 98 und ein Ritzel 95. Die Ritzelwelle 98 kann das Ritzel 95 selektiv vorantreiben, um das Hohlrad 99 in Eingriff zu nehmen. Der Anlasser 96 kann direkt an der Vorderseite des Motors oder an der Rückseite des Motors montiert sein. In einigen Beispielen kann der Anlasser 96 über einen Riemen oder eine Kette der Kurbelwelle 40 selektiv Drehmoment zuführen, um eine Motordrehung während eines Motorstarts zu initiieren. Sobald eine Schwellenmotordrehzahl erreicht ist, kann der Anlasser von dem Motor entkoppelt werden und die Motordrehung wird danach über Kraftstoffverbrennung in den Motorzylindern beibehalten. In einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Grundzustand, wenn er nicht mit der Kurbelwelle des Motors in Eingriff steht.
Die Brennkammer 30 kommuniziert der Darstellung nach über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Das Einlassventil 52 kann durch eine Ventilanschaltvorrichtung 59 selektiv angeschaltet und abgeschaltet werden. Das Auslassventil 54 kann durch die Ventilanschaltvorrichtung 58 selektiv angeschaltet und abgeschaltet werden. Bei den Ventilanschaltvorrichtungen 58 und 59 kann es sich um elektromechanische Vorrichtungen handeln.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist der Darstellung nach derart positioniert, dass sie Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 liefert flüssigen Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite von der Steuerung 12. Der Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoffleitung (nicht gezeigt) beinhaltet. In einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruckkraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen. In weiteren Ausführungsformen kann Kraftstoff in einen Einlasskanal des Zylinders 30 stromaufwärts des Einlassventils 52 zugeführt werden, um eine Kraftstoffeinspritzung mit einer Düse pro Einlasskanal bereitzustellen. In noch weiteren Ausführungsformen kann ein Teil des Zylinderkraftstoffs über Direkteinspritzung zugeführt werden, während ein verbleibender Teil über Einspritzung mit einer Düse pro Einlasskanal zugeführt wird. Die unterschiedlichen Einspritzvorrichtungen können den gleichen Kraftstoff oder Kraftstoff mit unterschiedlichen Eigenschaften zuführen, wie etwa einen Benzinkraftstoff und einen Ethanolkraftstoff.
Der Ansaugkrümmer 44 kommuniziert der Darstellung nach mit einem Turboladerverdichter 162 und einem Motorlufteinlass 42. In anderen Beispielen kann der Verdichter 162 ein Kompressorverdichter sein. Eine Welle 161 koppelt eine Turboladerturbine 164 mechanisch an den Turboladerverdichter 162. Eine optionale elektronische Drossel 62 stellt eine Position der Drosselklappe 64 ein, um den Luftstrom von dem Verdichter 162 zu dem Ansaugkrümmer 44 zu steuern. Der Druck in der Ladedruckkammer 45 kann als Drosseleinlassdruck bezeichnet werden, da sich der Einlass der Drossel 62 innerhalb der Ladedruckkammer 45 befindet. Der Drosselauslass befindet sich in dem Ansaugkrümmer 44. In einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselklappe 64 derart zwischen dem Einlassventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert sein, dass es sich bei der Drossel 62 um eine Einlasskanaldrossel handelt. Ein Verdichterrückführungsventil (compressor recirculation valve - CRV) 47 kann selektiv auf eine Vielzahl von Positionen zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen eingestellt werden. Das Einstellen der Öffnung des CRV 47 ermöglicht, dass geladene Ansaugluft selektiv zu stromaufwärts des Verdichters rezirkuliert wird, um so den Druck in der Ladeluftkammer 45 zu verringern. Ein Wastegate 163 kann über die Steuerung 12 eingestellt werden, um zu ermöglichen, dass Abgase die Turbine 164 selektiv umgehen, um die Drehzahl des Verdichters 162 zu steuern. Ein Luftfilter 43 reinigt Luft, die in den Motorlufteinlass 42 eintritt.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt der Brennkammer 30 als Reaktion auf die Steuerung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Der Darstellung nach ist eine Breitbandlambdasonde (Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor - UEGO-Sonde) 126 stromaufwärts eines Katalysators 70 an den Abgaskrümmer 48 gekoppelt. Alternativ dazu kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt werden.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorwabenkörper beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen mit jeweils mehreren Wabenkörpern verwendet werden. Bei dem Katalysator 70 kann es sich in einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
Die Steuerung 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, Festwertspeicher 106 (z. B. nichtflüchtigen Speicher), Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Es ist gezeigt, dass die Steuerung 12 zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfängt, wozu Folgende gehören: Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von dem Temperatursensor 112, der an eine Kühlhülse 114 gekoppelt ist; ein an ein Gaspedal oder Bremspedal 130 gekoppelter Positionssensor 134 zum Erfassen einer durch einen Fuß 132 ausgeübten Kraft; ein an das Bremspedal 150 gekoppelter Positionssensor 154 zum Erfassen einer durch einen Fuß 152 ausgeübten Kraft, eine Messung des Motorkrümmerdrucks (manifold pressure - MAP) von einem Drucksensor 122, der an den Ansaugkrümmer 44 gekoppelt ist; ein Motorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der in den Motor eintretenden Luftmasse von einem Sensor 120; und eine Messung der Drosselposition von einem Sensor 68. Das Gaspedal und das Bremspedal können zum Beispiel in einer Schwenkinstallation kombiniert sein, um entweder Beschleunigung oder Bremsung auszuwählen. Ferner kann das Gaspedal mit der Getrieberichtungsauswahl kombiniert sein, zum Beispiel einer Joystick-Steuerung. Zudem kann ein Barometerdruck zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Motorpositionssensor 118 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse, anhand derer die Motordrehzahl (U/min) bestimmt werden kann.
Die Steuerung 12 kann zudem Eingaben des Fahrzeugführers über einen Übersetzungshebel oder einen Gangwählschalter 136 empfangen. Der Wählhebel 136 kann durch den Fahrzeugführer manuell zwischen unterschiedlichen Gangoptionen basierend auf einem gewünschten Getriebeausgang und einer gewünschten Richtung der Fahrzeugbewegung geschaltet werden. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Fahrzeugführer, wie dargestellt, die folgenden durch den Fahrzeugführer auswählbaren Optionen beinhalten: Parken (P), Rückwärts (R), Leerlauf (neutral - N), Dauerbetrieb (D) und Niedrig (low - L). In der dargestellten Ausführungsform ist der Schaltwählhebel als PRNDL-Hebel bekannt, entsprechend den unterschiedlichen Optionen. In der Park- oder der Leerlaufstellung kann in einem Beispiel im Wesentlichen kein Drehmoment von dem Motor auf den Getriebeausgang übertragen werden. In der Parkstellung ist das Fahrzeug unbeweglich. In der Dauerbetriebsstellung kann eine elektronische Steuerung das Getriebe derart steuern, dass jegliche verfügbaren Vorwärtsübersetzungsverhältnisse ausgewählt werden, was dem Fahrzeug ermöglicht, sich in einer Vorwärtsrichtung zu bewegen. In der Rückwärtsstellung wird ein einzelner Rückwärtsgang ausgewählt, was dem Fahrzeug ermöglicht, sich in einer Rückwärts- oder umgekehrten Richtung zu bewegen. In der Niedrig-Stellung kann nur ein niedriger Satz von Vorwärtsübersetzungsverhältnissen durch die elektronische Steuerung ausgewählt werden. In einigen Ausführungsformen kann es eine Niedrig-1- und eine Niedrig-2-Option geben. Der Schaltwählhebel 136 kann sich an einer Lenksäule oder zwischen dem Fahrer- und dem Beifahrersitz des Fahrzeugs befinden.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1, wie etwa die Drossel 62, die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, die Zündkerze 91 usw., ein, um den Motorbetrieb basierend auf den empfangenen Signalen und Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Als ein Beispiel kann die Steuerung ein Impulsbreitensignal zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung senden, um eine Kraftstoffmenge, die einem Zylinder zugeführt wird, einzustellen.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder im Motor 10 typischerweise einen Viertaktzyklus: Der Zyklus beinhaltet den Ansaugtakt, den Verdichtungstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und öffnet sich das Einlassventil 52. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in die Brennkammer 30 eingebracht und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu erhöhen. Die Position, an der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Takts befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet.
Während des Verdichtungstakts sind das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfes, um so die Luft in der Brennkammer 30 zu verdichten. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Takts und dem Zylinderkopf am nächsten befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr geringstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. In einem im Folgenden als Einspritzung bezeichneten Vorgang wird Kraftstoff in die Brennkammer eingebracht. In einem im Folgenden als Zündung bezeichneten Vorgang wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel, wie etwa die Zündkerze 92, gezündet, was zur Verbrennung führt.
Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zurück zum UT. Die Kurbelwelle 40 wandelt Kolbenbewegungen in ein Drehmoment der Rotationswelle um. Schließlich öffnet sich das Auslassventil 54 während des Ausstoßtakts, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum OT zurück. Es ist anzumerken, dass Vorstehendes lediglich als ein Beispiel gezeigt ist und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen des Einlass- und Auslassventils variieren können, wie etwa, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
In einigen Beispielen kann es sich bei dem Fahrzeug 100 um ein Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen handeln, die einem oder mehreren Fahrzeugrädern 155 zur Verfügung stehen. In anderen Beispielen kann es sich bei dem Fahrzeug 100 um ein herkömmliches Fahrzeug mit nur einem Motor oder ein Elektrofahrzeug nur mit (einer) elektrischen Maschine(n) handeln. In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 100 den Motor 10 und eine elektrische Maschine 153. Bei der elektrischen Maschine 153 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Elektromotor/Generator handeln. Die Kurbelwelle 40 des Motors 10 und die elektrische Maschine 153 sind über ein Getriebe 157 mit den Fahrzeugrädern 155 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 156 eingerückt sind. In dem dargestellten Beispiel ist eine erste Kupplung 156 zwischen der Kurbelwelle 40 und der elektrischen Maschine 153 bereitgestellt und ist eine zweite Kupplung 156 zwischen der elektrischen Maschine 153 und dem Getriebe 157 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an ein Betätigungselement jeder Kupplung 156 senden, um die Kupplung einzurücken oder auszurücken, um so die Kurbelwelle 40 mit der elektrischen Maschine 153 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 153 mit dem Getriebe 157 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen. Bei dem Getriebe 154 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln. Der Antriebsstrang kann verschiedenartig konfiguriert sein, darunter als Parallel-, Serien- oder Serien-Parallel-Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 153 nimmt elektrische Leistung aus einer Traktionsbatterie 158 auf, um den Fahrzeugrädern 155 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 153 kann auch als Generator betrieben werden, um beispielsweise während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 158 bereitzustellen.
2 stellt ein Hybridantriebssystem 200 für ein Fahrzeug dar. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV), wie etwa das Fahrzeug 100 aus 1. Das Antriebssystem 200 umfasst eine Brennkraftmaschine 10 (wie etwa den Motor 10 aus 1) mit einer Vielzahl von Zylindern 30. Der Kraftstoff kann jedem Zylinder des Motors 10 über ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, das ein oder mehrere Kraftstofftanks, eine oder mehrere Kraftstoffpumpen und Einspritzvorrichtungen 66 beinhaltet.
Der Motor 10 führt dem Getriebe 157 über eine Drehmomenteingangswelle 18 Leistung zu. In dem dargestellten Beispiel handelt es sich bei dem Getriebe 157 um ein Leistungsverzweigungsgetriebe (oder Transaxle-Getriebe), das ein Planetengetriebe 22 und ein oder mehrere rotierende Getriebeelemente beinhaltet. Das Getriebe 157 beinhaltet ferner einen elektrischen Generator 24 und einen Elektromotor 26. Der elektrische Generator 24 und der Elektromotor 26 können auch als elektrische Maschinen bezeichnet werden, da sie jeweils entweder als Elektromotor oder als Generator betrieben werden können. Das Drehmoment wird aus dem Getriebe 157 zum Antreiben der Fahrzeugtraktionsräder 155 über ein Leistungsübertragungsgetriebe 34, eine Drehmomentausgangswelle 19 und eine Differential-und-Achs-Anordnung 236 ausgegeben.
Der Generator 24 ist antreibbar mit dem Elektromotor 26 verbunden, sodass jeder von dem elektrischen Generator 24 und dem Elektromotor 26 unter Verwendung elektrischer Energie aus einer Speichervorrichtung für elektrische Energie betrieben werden kann, die in dieser Schrift als Batterie 158 dargestellt ist. In einigen Ausführungsformen kann eine Energieumwandlungsvorrichtung, wie etwa ein Wechselrichter, zwischen der Batterie und dem Motor gekoppelt sein, um den DC-Ausgang der Batterie in einen AC-Ausgang zur Verwendung durch den Elektromotor umzuwandeln. In alternativen Ausführungsformen kann der Wechselrichter jedoch in dem Elektromotor konfiguriert sein. Aufgrund der mechanischen Eigenschaften des Planetengetriebes kann der Generator 24 durch ein Leistungsausgangselement (an einer Ausgangsseite) des Planetengetriebes 22 über eine mechanische Verbindung 232 angetrieben werden, wie nachstehend näher erläutert.
Der Elektromotor 26 kann in einem Regenerationsmodus betrieben werden, das heißt als Generator, um Energie aus der Fahrzeugbewegung und/oder dem Motor zu absorbieren und die absorbierte kinetische Energie in eine Energieform umzuwandeln, die zur Speicherung in der Batterie 158 geeignet ist. Ferner kann der Elektromotor 26 nach Bedarf als Elektromotor oder Generator betrieben werden, um durch den Motor bereitgestelltes Drehmoment zu erweitern oder zu absorbieren, wie etwa während eines Übergangs des Motors 10 zwischen unterschiedlichen Verbrennungsmodi (z. B. während Übergängen zwischen einem Funkenzündungsmodus und einem Kompressionszündungsmodus).
Das Planetengetriebe 22 umfasst ein Hohlrad 142, ein Sonnenrad 143 und eine Planetenträgerbaugruppe 146. Das Hohlrad und das Sonnenrad können über den Träger aneinandergekoppelt sein. Eine erste Eingangsseite des Planetengetriebes 22 ist an den Motor 10 gekoppelt, während eine zweite Eingangsseite des Planetengetriebes 22 an den Generator 24 gekoppelt ist. Eine Ausgangsseite des Planetengetriebes ist über das Leistungsübertragungsgetriebe 34, das ein oder mehrere in Eingriff stehende Zahnradelemente 260-268 beinhaltet, an die Fahrzeugtraktionsräder 155 gekoppelt. In einem Beispiel kann es sich bei den in Eingriff stehenden Zahnradelementen 260-268 um Stufenübersetzungsverhältniszahnräder handeln, wobei die Trägerbaugruppe 46 Drehmoment auf die Stufenübersetzungsverhältniszahnräder verteilen kann. Die Stufenübersetzungsverhältniszahnräder können zum Beispiel einen neutralen Gang, einen Rückwärtsgang und einen oder mehrere Vorwärtsgänge beinhalten. Die Zahnradelemente 262, 264 und 266 sind an einer Vorgelegewelle 17 montiert, wobei das Zahnradelement 264 mit einem durch den Elektromotor angetriebenen Zahnradelement 270 in Eingriff steht. Der Elektromotor 26 treibt das Zahnradelement 270 an, das als Drehmomenteingang für das Vorgelegewellengetriebe fungiert. Auf diese Weise kann der Planetenträger 146 (und folglich der Motor und der Generator) über ein oder mehrere Zahnradelemente an die Fahrzeugräder und den Elektromotor gekoppelt sein. Ein Fahrzeugführer kann einen Getriebegang über die Betätigung des Gangschaltwählhebels 136 auswählen, wie bei 1 erörtert.
Das Hybridantriebssystem 100 kann in verschiedenen Ausführungsformen betrieben werden, die ein Vollhybridsystem beinhalten, wobei das Fahrzeug nur durch den Motor und den Generator zusammen, oder nur durch den Elektromotor oder durch eine Kombination angetrieben wird. Alternativ dazu können auch Hilfs- oder Mildhybridausführungsformen verwendet werden, wobei der Motor die primäre Drehmomentquelle ist und der Elektromotor selektiv während konkreter Bedingungen, wie etwa während eines Gasbetätigungsereignisses, Drehmoment hinzufügt.
Zum Beispiel kann das Fahrzeug in einem ersten Modus mit angelassenem Motor angetrieben werden, der in dieser Schrift ebenfalls als „Motor“-Modus bezeichnet wird, wobei der Motor 10 zusammen mit dem elektrischen Generator (der dem Planetengetriebe Reaktionsdrehmoment bereitstellt und ein Nettoplanetenausgangsdrehmoment für den Antrieb ermöglicht) betrieben und als primäre Drehmomentquelle zum Versorgen der Räder 155 mit Leistung verwendet wird (der Generator kann den Rädern ebenfalls Drehmoment bereitstellen, wenn der Elektromotor-Modus verwendet wird). Während des „Motor“-Modus kann dem Motor 10 aus einem Kraftstofftank über die Einspritzvorrichtung 66 Kraftstoff zugeführt werden, sodass der Motor unter Kraftstoffzufuhr laufen kann, um das Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen. Konkret wird dem Hohlrad des Planetengetriebes Motorleistung zugeführt. Zeitgleich stellt der Generator dem Sonnenrad 143 Drehmoment bereit, wodurch für den Motor Reaktionsdrehmoment erzeugt wird. Infolgedessen wird durch den Planetenträger Drehmoment an die Zahnräder 262, 264, 266 an der Vorgelegewelle 17 ausgegeben, welche wiederum die Leistung den Rädern 155 zuführt. Optional kann der Motor derart betrieben werden, dass mehr Drehmoment als zum Antreiben benötigt ausgegeben wird, wobei die zusätzliche Leistung in diesem Fall von dem Generator (im Generiermodus) absorbiert wird, um die Batterie 158 aufzuladen oder elektrische Energie für sonstige Fahrzeuglasten bereitzustellen.
In einem anderen Beispiel kann das Fahrzeug in einem zweiten Modus mit angelassenem Motor angetrieben werden, der in dieser Schrift auch als „Hilfs“-Modus bezeichnet wird. Während des Hilfsmodus wird der Motor 10 als primäre Drehmomentquelle zum Versorgen der Räder 155 mit Leistung betrieben und verwendet, und der Elektromotor wird als zusätzliche Drehmomentquelle verwendet, um mit dem durch den Motor 10 bereitgestellten Drehmoment zusammenzuwirken und dieses zu ergänzen. Während des „Hilfs“-Modus wird dem Motor 10 wie in dem Nur-Motor-Modus Kraftstoff zugeführt, um so den Motor unter Kraftstoffzufuhr laufen zu lassen und den Fahrzeugrädern Drehmoment bereitzustellen.
In einem weiteren Beispiel kann das Fahrzeug in einem Modus mit ausgeschaltetem Motor angetrieben werden, der in dieser Schrift auch als Nur-Elektromodus bezeichnet wird, wobei der batteriebetriebene Elektromotor 26 als einzige Drehmomentquelle zum Antreiben der Räder 155 betrieben und verwendet wird. Daher kann während des Modus mit ausgeschaltetem Motor unabhängig davon, ob der Motor läuft oder nicht, kein Kraftstoff in den Motor 10 eingespritzt werden. Dieser Modus „mit ausgeschaltetem Motor“ kann zum Beispiel während des Bremsens, bei niedrigen Geschwindigkeiten, während des Wartens an Ampeln usw. verwendet werden. Konkret wird Motorleistung dem Zahnradelement 270 zugeführt, das wiederum die Zahnradelemente auf der Vorgelegewelle 17 und antreibt und daraufhin die Räder 155 antreibt.
Das Antriebssystem 200 kann ferner ein Steuersystem beinhalten, einschließlich einer Steuerung 12, die dazu konfiguriert ist, Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben sind) zu empfangen, und Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 81 (für die in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben sind) sendet. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 verschiedene Druck- und Temperatursensoren, einen Füllstandsensor, verschiedene Abgassensoren usw. beinhalten. Eingaben können zudem über den Schaltwählhebel 136, ein Bremspedal, ein Gaspedal, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und die anderen Sensoren aus 1 empfangen werden. Die verschiedenen Aktoren können zum Beispiel den Zahnradsatz, Zylinderkraftstoffeinspritzvorrichtungen (nicht gezeigt), eine an den Motoransaugkrümmer gekoppelte Luftansaugdrossel (nicht gezeigt) und die Aktoren aus 1 beinhalten. Die Steuerung 12 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Aktoren als Reaktion auf die verarbeiteten Eingangsdaten basierend auf einer/einem darin programmierten Anweisung oder Code, die/der einer oder mehreren Routinen entspricht, auslösen. Beispielhafte Steuerroutinen sind in dieser Schrift im Hinblick auf 3 beschrieben.
Zum Beispiel kann durch das Einrücken von Reibungsradbremsen 202 eine Reibungskraft auf die Räder 155 ausgeübt werden. In einem Beispiel können die Reibungsradbremsen 202 als Reaktion darauf betätigt werden, dass der Fahrer mit seinem Fuß auf ein Bremspedal (nicht gezeigt) drückt. Darüber hinaus, wie in Bezug auf 3 erörtert, kann die Fahrzeugsteuerung 12 die Radbremsen 202 als Reaktion auf eine Anforderung des Fahrzeugführers zum Schalten des Getriebes 157 von einer Rückwärtsgangeinstellung zu einer Vorwärtsgangeinstellung einrücken, während die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt. Ein Bremssteuermodul der Steuerung 12 kann das Bremsdrehmoment einstellen, das auf die Räder über die Radbremsen in Verbindung mit einem Motorbremsdrehmoment von dem Motor 10 und/oder einen Elektromotorbremsdrehmoment von dem Elektromotor 26 aufgebracht wird, um eine Nettomenge von Bremsdrehmoment auf die Räder aufzubringen, welche die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs mit einer Zielabbremsrate abbremst. Gleichermaßen kann die Reibungskraft auf die Räder 155 reduziert werden, indem die Radbremsen 202 als Reaktion darauf freigegeben werden, dass der Fahrer den Fuß von einem Bremspedal nimmt oder die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter einen Schwellenwert fällt. Als ein weiteres Beispiel können die Fahrzeugbremsen als Teil einer automatisierten Motorstoppprozedur eine Reibungskraft auf die Räder 155 aufbringen und die Reibungskraft als Teil einer Motorneustartprozedur aufheben. Es versteht sich, dass in weiteren Ausführungsformen Fahrzeugführersteuerungen, die Bremsung, Beschleunigung und Fahrzeugrichtungsauswahl kombinieren, in einer einem Joystick ähnlichen Steuerung kombiniert sein können.
Somit stellen die Komponenten aus 1 und 2 ein System bereit, umfassend einen Motor; ein Getriebe, das eine Vorwärts-, eine Rückwärts- und eine Leerlaufeinstellung beinhaltet; einen Gangwählschalter zum Auswählen zwischen der Vorwärts-, der Rückwärts- und der Leerlaufeinstellung des Getriebes; Radbremsen; einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor; und eine Steuerung mit in nichtflüchtigem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung veranlassen: als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten des Getriebes von der Rückwärtseinstellung in die Vorwärtseinstellung, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt, die Bremsen zu betätigen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren; und das Schalten zu verzögern, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt. Diese Erfindung umfasst jedoch auch Fahrzeugführersteuerungen, die Bremsung, Beschleunigung und Fahrzeugrichtungsauswahl in einer einem Joystick ähnlichen Steuerung kombinieren.
Unter Bezugnahme auf 3 ist nun ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Reduzieren von Zurückrollen bei einer Umkehr und Abwürgen bei einer Umkehr zeigt, wenn ein Fahrzeugführer einen Vorwärtsgang an einem Schaltwählhebel auswählt, während sich ein Fahrzeug in umgekehrter Richtung bewegt. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 können durch eine Steuerung basierend auf von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen.
In dem Fall, in dem die Fahrzeugrichtungsauswahl der Fahrzeugrichtung (oder der Radrichtung) entgegengesetzt ist, beseht der Wunsch, diese beiden in Übereinstimmung zu bringen. Dafür wird beabsichtigt, das Fahrzeug oder die Fahrzeugräder auf eine Nullgeschwindigkeit abzubremsen und sie dann in die gewünschte Fahrtrichtung zu beschleunigen. In dem Fall, in dem eine Vorwärtsrichtung ausgewählt wird, aber die Fahrzeuggeschwindigkeit negativ ist, wird entschieden, hauptsächlich die Bremsen zu nutzen, um das Fahrzeug oder die Fahrzeugräder auf eine Geschwindigkeit nahe Null abzubremsen und dann unter Verwendung der Brennkraftmaschine und/oder des Elektromotors ein Vorwärtsdrehmoment aufzubringen, um das Fahrzeug in die gewünschte Bewegungsrichtung zu beschleunigen. Während dieser Operation wird die Motordrehzahl bei einer minimalen Motorleerlaufdrehzahl beibehalten (oder im Fall eines Abwürgens wieder auf diese gebracht).
Bei 302 beinhaltet das Verfahren Schätzen und/oder Messen von Fahrzeugbetriebsbedingungen. Zum Beispiel können die geschätzten Bedingungen eines oder mehrere von Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, Fahrerdrehmomentbedarf, Saugkrümmertemperatur und -druck, Ladedruck und Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck, beinhalten.
Bei 304 kann bestätigt werden, dass ein Vorwärtsgang während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs ausgewählt wurde. Zum Beispiel kann sich das Fahrzeug rückwärtsbewegen, wobei sich ein Schaltwählhebel in der R-Einstellung befindet, und es kann bestätigt werden, dass ein Fahrzeugführer den Schaltwählhebel in eine Vorwärtsgangeinstellung, wie etwa die D- oder L-Position, bewegt hat. Wenn kein Vorwärtsgang während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs ausgewählt wurde, wie etwa wenn ein alternativer Vorwärtsgang während einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs ausgewählt wird, geht das Verfahren zu 308 über, um das Getriebe in den angeforderten Vorwärtsgang zu schalten. Das Fahrzeug bewegt sich dann weiter in der Vorwärtsrichtung. Wenn alternativ dazu kein Vorwärtsgang ausgewählt wird, wird der Rückwärtsgang beibehalten, und das Fahrzeug kann sich weiter rückwärtsbewegen. Daraufhin endet das Verfahren.
Wenn ein Vorwärtsgang während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs ausgewählt wurde, beinhaltet das Verfahren dann bei 306 Schätzen der Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs und Vergleichen dieser mit einem von Null verschiedenen Schwellenwert. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Schwellenwert um einen ersten, oberen Schwellenwert, über dem ein unmittelbares Schalten in den angeforderten Vorwärtsgang unter Umständen nicht möglich ist, ohne ein Abwürgen des Motors bei einer Umkehr (wenn das Fahrzeug mit Motordrehmoment angetrieben wurde) oder ein Zurückrollen des Fahrzeugs zu verursachen. Als ein Beispiel kann der erste Schwellenwert 7 mph betragen. Als ein anderes Beispiel kann der erste Schwellenwert 4 mph betragen. Wenn der Vorwärtsgang ausgewählt wird, während das Fahrzeug unterhalb der Schwellengeschwindigkeit rückwärtsfährt, kann das Verfahren zu 308 übergehen, um das Getriebe von dem Rückwärtsgang in den angeforderten Vorwärtsgang zu schalten. Das Fahrzeug geht dann dazu über, sich in der Vorwärtsrichtung zu bewegen.
Wenn ein Vorwärtsgang ausgewählt wurde, während sich das Fahrzeug oberhalb der ersten Schwellengeschwindigkeit rückwärtsbewegt, kann die Steuerung das Zurückrollen reduzieren, indem ein Bremsdrehmoment aufgebracht und ein Getriebeschaltplan eingestellt wird.
Als ein erstes Beispiel kann die Steuerung bei 310 die Zurückrollgeschwindigkeit reduzieren, indem Bremsdrehmoment auf Fahrzeugräder aufgebracht wird, um die Rückwärtsbewegung abzubremsen, während das Getriebe von dem Rückwärtsgang in einen Leerlaufgang geschaltet wird. Hierbei wird das Bremsdrehmoment auf die Räder ohne ein Fahrzeugführerbremsbedarf aufgebracht. Zum Beispiel kann das Aufbringen von Bremsdrehmoment beinhalten, dass die Steuerung Radbremsen betätigt, ohne eine Fahrzeugführereingabe von Bremspedalen zu empfangen (das heißt, ohne dass der Fahrzeugführer die Bremspedale betätigt). Alternativ dazu kann Bremsdrehmoment über eine Kombination aus Motorbremsdrehmoment, Elektromotorbremsdrehmoment und Radbremsen aufgebracht werden, wie bei 4 erörtert. In einem Beispiel wird der Grad des Aufbringens des Bremsdrehmoments basierend auf der Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt. Darüber hinaus wird das Verhältnis von Motorbremsdrehmoment, Elektromotorbremsdrehmoment und Radbremsen mindestens teilweise basierend auf einem Batterieladezustand variiert.
Als Nächstes kann bei 312 bestimmt werden, ob die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem Schwellenwert liegt. Bei dem Schwellenwert kann es sich um einen zweiten, unteren Schwellenwert handeln, unterhalb dessen ein Schalten des Getriebes ermöglicht werden kann, ohne ein Abwürgen des Motors zu bewirken. Der zweite Schwellenwert kann der gleiche sein wie der erste Schwellenwert oder unter diesem liegen. Als ein Beispiel kann der zweite Schwellenwert 4 mph betragen. Als ein anderes Beispiel kann der zweite Schwellenwert 2 mph betragen. Wenn die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs nicht unter den zweiten Schwellenwert gefallen ist, kann die Steuerung bei 328 das Schalten des Getriebes in den angeforderten Vorwärtsgang verzögern, bis sich die Fahrzeugbewegung ausreichend verlangsamt hat, während weiter Bremsdrehmoment aufgebracht wird, um die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren, und während das Getriebe in dem Leerlaufgang beibehalten wird. Wenn sich anderenfalls die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs ausreichend verlangsamt hat, kann die Steuerung bei 324 das Getriebe von dem Leerlaufgang in den angeforderten Vorwärtsgang schalten. In einem Beispiel kann die Steuerung als Reaktion auf die Vorwärtsgangauswahl während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs Bremsdrehmoment auf die Fahrzeugräder aufbringen, während das Getriebe (von dem Rückwärtsgang) in einen Leerlaufgang während einer ersten Bedingung geschaltet wird, einschließlich dessen, dass die Rückwärtsgeschwindigkeit über einem ersten Geschwindigkeitsschwellenwert liegt, wie etwa über 10 mph. Wenn zum Beispiel ein Fahrer es wünscht, beim Schalten in einen Vorwärtsgang in den Leerlauf zu schalten, kann bei einer Rückwärtsgeschwindigkeit über 10 mph ein Abwürgen des Motors oder eine Rückwärtsdrehung auftreten. Wenn dann die Rückwärtsgeschwindigkeit über die Aufbringung von Bremsdrehmoment abfällt, kann die Steuerung das Fahrzeug dann in einen Vorwärtsgang schalten, wenn ein Abwürgen unwahrscheinlich ist. Sollte es jedoch zu einem Abwürgen kommen, kann ein Neustart vorgeschrieben werden, um die beabsichtigte Motordrehzahl wiederherzustellen. Zusätzlich oder optional dazu kann die Steuerung anstelle des Schaltens des Getriebes in den Leerlauf die Gaspedalanforderung für ein von Null verschiedenes Motordrehmoment ablehnen.
Als ein zweites Beispiel kann die Steuerung bei 314 die Zurückrollgeschwindigkeit reduzieren, indem Bremsdrehmoment auf Fahrzeugräder aufgebracht wird, um die Rückwärtsbewegung abzubremsen, während das Getriebe in dem aktuellen Gang, dem Rückwärtsgang, beibehalten wird. Wie bei 310 wird Bremsdrehmoment auf die Räder ohne einen Fahrzeugführerbremsbedarf aufgebracht, wie etwa durch Betätigen von Radbremsen, ohne dass der Fahrzeugführer die Bremspedale betätigt. Alternativ dazu kann Bremsdrehmoment über eine Kombination aus Motorbremsdrehmoment, Elektromotorbremsdrehmoment und Radbremsen aufgebracht werden, wie bei 4 erörtert. In einem Beispiel wird der Grad des Aufbringens des Bremsdrehmoments basierend auf der Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt. Darüber hinaus wird das Verhältnis von Motorbremsdrehmoment, Elektromotorbremsdrehmoment und Radbremsen mindestens teilweise basierend auf einem Batterieladezustand variiert. Als Nächstes kann bei 316 bestimmt werden, ob die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter dem zweiten Schwellenwert liegt. Wenn die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs nicht unter den zweiten Schwellenwert gefallen ist, kann die Steuerung bei 328 das Schalten des Getriebes in den angeforderten Vorwärtsgang verzögern, bis sich die Fahrzeugbewegung ausreichend verlangsamt hat, während weiter Bremsdrehmoment aufgebracht wird, um die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren, und während das Getriebe in dem Leerlaufgang beibehalten wird. Wenn sich anderenfalls die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs ausreichend verlangsamt hat, kann die Steuerung bei 324 das Getriebe von dem Leerlaufgang in den angeforderten Vorwärtsgang schalten. In einem Beispiel kann die Steuerung als Reaktion auf die Vorwärtsgangauswahl während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs Bremsdrehmoment auf die Fahrzeugräder aufbringen, während das Getriebe in dem Rückwärtsgang während einer zweiten Bedingung beibehalten wird, einschließlich dessen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem ersten Geschwindigkeitsschwellenwert liegt, wie etwa unter 10 mph, jedoch über einem zweiten Geschwindigkeitsschwellenwert (der unter dem ersten Geschwindigkeitsschwellenwert liegt), wie etwa über 6 mph. Das Getriebe wird im Rückwärtsgang gehalten, während die Bremsen aktiv die Fahrzeugrichtung korrigieren. Alternativ dazu könnte das Fahrzeug in den Leerlauf geschaltet werden. Das Halten des Getriebes in dem Rückwärtsgang verhindert ein Abwürgen, jedoch tut dies auch das Schalten in den Leerlauf (während die Rückwärtsgeschwindigkeit noch immer hoch ist). Während das Getriebe in dem Rückwärtsgang gehalten wird, kann die Motordrehzahl auf eine Motorleerlaufdrehzahl begrenzt werden, sodass der Fahrer, der auf das Gaspedal tritt, nicht bewirkt, dass das Fahrzeug schneller rückwärtsfährt (da der Fahrzeugführer einen Vorwärtsgang ausgewählt hat und somit eine baldige Vorwärtsbewegung erwartet).
Als ein drittes Beispiel kann die Steuerung bei 318 ein Zurückrollen reduzieren, indem das Getriebe in den Leerlauf geschaltet wird. Hierbei wird der Motor abgewürgt, weil die Einlegung eines Vorwärtsgangs, während das Fahrzeug rückwärtsrollt, den Motor bis zu einem Punkt verlangsamt, an dem er abgewürgt wird, anstatt eine Leerlaufdrehzahl beizubehalten. Die Steuerung kann dann Bremsdrehmoment auf Fahrzeugräder aufbringen, um die Rückwärtsbewegung abzubremsen. Wie bei 310 und 314 wird Bremsdrehmoment auf die Räder ohne einen Fahrzeugführerbremsbedarf aufgebracht, wie etwa durch Betätigen von Radbremsen, ohne dass der Fahrzeugführer die Bremspedale betätigt. Alternativ dazu kann Bremsdrehmoment über eine Kombination aus Motorbremsdrehmoment, Elektromotorbremsdrehmoment und Radbremsen aufgebracht werden, wie bei 4 erörtert. In einem Beispiel wird der Grad des Aufbringens des Bremsdrehmoments basierend auf der Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt. Darüber hinaus wird das Verhältnis von Motorbremsdrehmoment, Elektromotorbremsdrehmoment und Radbremsen mindestens teilweise basierend auf einem Batterieladezustand variiert. Als Nächstes kann bei 320 bestimmt werden, ob die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter dem zweiten Schwellenwert liegt. Wenn die Rückwärtsgeschwindigkeit unter den zweiten Schwellenwert gefallen ist, beinhaltet das Verfahren bei 326 Beibehalten der Motorabschaltung. Ferner kann die Steuerung bei 328 das Schalten des Getriebes in den angeforderten Vorwärtsgang verzögern, bis sich die Fahrzeugbewegung ausreichend verlangsamt hat. Sobald sich anderenfalls die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs ausreichend verlangsamt hat, kann die Steuerung bei 322 den Motor neu starten, wie etwa durch Ankurbeln des Motors über einen Anlassermotor. Bei 324 kann die Steuerung das Getriebe von dem Leerlaufgang in den angeforderten Vorwärtsgang schalten. In einem Beispiel kann die Steuerung als Reaktion auf die Vorwärtsgangauswahl während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs ein Abwürgen des Motors zulassen, während Bremsdrehmoment auf die Fahrzeugräder während einer dritten Bedingung aufgebracht wird.
Die Steuerung kann das Getriebe in den Leerlauf schalten, das Fahrzeug mit den Bremsen verlangsamen und dann in einen Vorwärtsgang schalten. Wenn die Steuerung einfach direkt in einen Vorwärtsgang schalten würde, wie etwa bei 15 mph beim Rückwärtsfahren, ist das Auftreten eines Abwürgens wahrscheinlich. Somit kann die Steuerung entscheiden, das Schalten in einen Vorwärtsgang zu verzögern, bis eine gewisse begrenzte Möglichkeit für kein Abwürgen vorhanden ist, wobei gleichzeitig eine Bereitschaft für einen Motorneustart im Falle eines Abwürgens besteht, wie etwa bei einem Schwellenwert von 3 bis 5 mph. In einem Beispiel kann die Steuerung eine Bremsrate von 0,2 g wählen, wenn das Gaspedal nicht ausgelenkt ist, und eine größere Beschleunigungsrate, wenn das Pedal ausgelenkt ist.
Ferner kann die Steuerung basierend auf der Bedingung ein Verhältnis von Bremsdrehmoment von den Fahrzeugbremsen in Bezug zu Motorbremsdrehmoment oder Elektromotordrehmoment während der Radbremsung variieren. Während einer ersten Bedingung zum Beispiel, wenn die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, mit welcher der Fahrzeugführer eine Vorwärtsgangauswahl trifft, höher ist, oder wenn die Motordrehzahl, mit welcher der Fahrzeugführer eine Vorwärtsgangauswahl trifft, höher ist, kann die Steuerung das Getriebe in dem aktuellen Rückwärtsgang beibehalten und regeneratives Bremsdrehmoment, Motorbremsdrehmoment und/oder Elektromotorbremsdrehmoment verwenden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren, bevor das Getriebe über den Leerlaufgang in den Vorwärtsgang überführt wird. Im Vergleich dazu kann während einer zweiten Bedingung zum Beispiel, wenn die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, mit welcher der Fahrzeugführer eine Vorwärtsgangauswahl trifft, niedriger ist, oder wenn die Motordrehzahl, mit welcher der Fahrzeugführer eine Vorwärtsgangauswahl trifft, niedriger ist, die Steuerung das Getriebe in den Leerlaufgang schalten und regeneratives Bremsdrehmoment, Motorbremsdrehmoment und/oder Elektromotorbremsdrehmoment verwenden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren, bevor das Getriebe in den Vorwärtsgang überführt wird. Dabei erfolgt die Überführung in den Leerlaufgang früher als bei der ersten Bedingung. Wenn zum Beispiel der aktuelle Rückwärtsgang beibehalten und die Überführung in den Leerlaufgang später erfolgt, wird ein erstes Verhältnis von regenerativem Bremsdrehmoment über den Motor in Bezug zu dem über die Radbremsen aufgebrachten Radbremsdrehmoment aufgebracht. Wenn die Überführung in den Leerlaufgang eher erfolgt, wird im Vergleich dazu ein zweites Verhältnis von regenerativem Bremsdrehmoment in Bezug auf ein Radbremsdrehmoment aufgebracht, wobei das erste Verhältnis einen höheren Anteil von Motorbremsdrehmoment beinhaltet, wobei das zweite Verhältnis einen höheren Anteil von Radbremsdrehmoment beinhaltet.
Ferner kann es sich bei der Aufbringung von Bremsdrehmoment um eine Funktion eines Ladezustands einer Systembatterie handeln, sodass regeneratives Bremsdrehmoment möglichst vorteilhaft verwendet werden kann, um die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren, während einer Systembatterie Ladung hinzugefügt wird. Dies kann unter Umständen nur möglich sein, wenn der Batterie-SOC (state of charge - Ladezustand) niedrig genug ist, damit eine Ladung angenommen wird. Wenn der Batterie-SOC höher ist als ein Schwellenwert und die Batterie bereits aufgeladen ist, kann kein regeneratives Bremsdrehmoment verwendet werden.
Durch Aufbringen von Bremsdrehmoment auf Fahrzeugräder als Reaktion darauf, dass ein Vorwärtsgang während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs ausgewählt wird, wird das Zurückrollen des Fahrzeugs automatisch korrigiert. Darüber hinaus wird eine glattere Überführung von dem Rückwärtsgang in den Vorwärtsgang ermöglicht.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm auf hoher Ebene eines beispielhaften Verfahrens 400 zum Einstellen einer Menge an Radbremsdrehmoment, die zum Reduzieren des Rückwärtsrollens des Fahrzeugs aufgebracht wird. Das Verfahren aus 4 kann als Teil des Verfahrens aus 3, wie etwa bei 310, 314 oder 318 durchgeführt werden. In jedem Fall kann das aufgebrachte Bremsdrehmoment auf eine unterschiedliche Kombination aus Radbremsenbetätigung, Motorbremsdrehmoment und Elektromotordrehmoment eingestellt werden.
Bei 402 kann eine Steuerung basierend auf der Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs die erforderliche Menge an Radbremsdrehmoment schätzen. Wenn sich zum Beispiel die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht, wird die erforderliche Menge an Bremsdrehmoment und/oder der erforderliche Bremsgrad erhöht. Bei 404 kann die Steuerung das Verhältnis von Radbremsenbetätigung, Motorbremsdrehmoment und Elektromotorbremsdrehmoment einstellen, um das erforderliche Radbremsdrehmoment bereitzustellen. In einem Beispiel wird das Verhältnis basierend auf einem Batterieladezustand (SOC) eingestellt. Wenn sich zum Beispiel der Batterie-SOC erhöht, wird der Anteil des Elektromotordrehmoments erhöht, und wenn sich der Batterie-SOC verringert, wird der Anteil des Elektromotordrehmoments verringert. Als ein anderes Beispiel wird der Anteil basierend auf dem ausgewählten Fahrzeugbetriebsmodus eingestellt. Zum Beispiel wird der Anteil des Elektromotorbremsdrehmoments erhöht, wenn das Fahrzeug in einem Elektromodus betrieben wird, und der Anteil des Motorbremsdrehmoments wird erhöht, wenn das Fahrzeug in einem Motor- oder Hilfsmodus betrieben wird.
Als ein Beispiel hat ein Fahrzeugführer den Schaltwählhebel möglicherweise von rückwärts auf vorwärts bewegt, während das Fahrzeug rückwärtsrollt. Als Reaktion darauf kann die Steuerung die Bremsen verwenden, um die Rückwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu verlangsamen, bevor zur normalen Beschleunigungssteuerung zurückgekehrt wird. Die normale Beschleunigungssteuerung wird sowohl durch die Bremse als auch das Gaspedal gesteuert. Während das Bremspedal stark betätigt wird, bleibt das Fahrzeug stationär. Das Lösen der Bremse (Nullgrad) führt dazu, dass ein Kriechdrehmoment aufgebracht wird, welches das Fahrzeug auf eine Endgeschwindigkeit von typischerweise 10 kph beschleunigt. Das Betätigen des Gaspedals fordert eine Beschleunigung oder Beibehaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Während sich der Getriebewählhebel auf vorwärts befindet und sich das Fahrzeug rückwärtsbewegt, führt daher das Wegnehmen des Fußes von der Bremse und das Wegnehmen des Fußes von dem Gaspedal zu einer Bremsverzögerungsrate von 0,2 g. Diese Bremsverzögerungsrate würde sich mit der Auslenkung der Gaspedalposition erhöhen.
Unter Bezugnahme auf 5 sind nun beispielhafte Einstellungen dargestellt, die gemacht werden, um ein Rückwärtsrollen zu reduzieren. Das Diagramm 500 stellt bei Verlauf 502 die Fahrzeuggeschwindigkeit dar. Eine tatsächliche Fahrtrichtung des Fahrzeugs (vorwärts oder rückwärts) ist bei Verlauf 504 angegeben. Eine durch den Fahrzeugführer ausgewählte Fahrtrichtung ist bei Verlauf 506 gezeigt. Ein Getriebegangbefehl basierend auf der Fahrzeugführerauswahl ist bei Verlauf 507 gezeigt. Eine tatsächliche Getriebegangauswahl (zwischen einem Vorwärts-, Rückwärts- und Leerlaufgang) ist bei Verlauf 508 gezeigt. Verlauf 510 stellt die Motordrehzahl dar, während Verlauf 512 die Radbremsenbetätigung darstellt. Alle Verläufe sind im Verhältnis zur Zeit auf der x-Achse angegeben.
Vor t1 bewegt sich ein Fahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit rückwärts, die über einer ersten Schwellengeschwindigkeit (threshold - Thr) Thrl liegt. Das Fahrzeug wird über Motordrehmoment rückwärts angetrieben, wobei sich das Getriebe im Rückwärtsgang befindet, wie durch die Motordrehzahländerung in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit angegeben. Radbremsen werden nicht betätigt. Während sich das Fahrzeug bei t1 rückwärtsbewegt, wählt der Fahrzeugführer eine Vorwärtsrichtung für die Fahrzeugfahrt (Verlauf 506) aus, indem an dem Schaltwählhebel ein Vorwärtsgang befohlen wird, wie bei Verlauf 507 angegeben. Aufgrund dessen, dass der Vorwärtsgang ausgewählt wird, während das Fahrzeug über dem Geschwindigkeits-Thr1 rückwärtsfährt, besteht die Möglichkeit für eine unbeabsichtigt hohe Zurückrollgeschwindigkeit. Um dies zu beheben, werden bei t1 als Reaktion auf die Gangschaltanforderung Radbremsen betätigt, auch wenn der Fahrzeugführer kein Bremspedal betätigt hat. Zur gleichen Zeit wird das Getriebe in dem Rückwärtsgang beibehalten (Verlauf 508) und wird ein tatsächliches Schalten in den durch den Fahrzeugführer ausgewählten Getriebevorwärtsgang verzögert. Alternativ dazu kann, wie beim gestrichelten Verlauf 509 angegeben, das Getriebe bei t1 von dem Rückwärtsgang in den Leerlauf geschaltet werden. Aufgrund der Betätigung der Radbremsen wird die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs abgebremst und die Motordrehzahl verringert sich, da die Kraftstoffzufuhr zum Motor deaktiviert ist. Wenn bei t2 die Fahrzeuggeschwindigkeit bei oder unter einer niedrigeren Schwellengeschwindigkeit Thr2 liegt, wird das Getriebe in den angeforderten Vorwärtsgang geschaltet und beginnt das Fahrzeug, sich vorwärtszubewegen. Wenn die Bremsen nicht betätigt worden wären und das Getriebe bei t1 von dem Rückwärtsgang in den Vorwärtsgang geschaltet worden wäre, wäre das Fahrzeug möglicherweise zurückgerollt, während der Fahrzeugführer erwartet hätte, dass sich das Fahrzeug vorwärtsbewegt. Darüber wäre der Motor möglicherweise abgewürgt worden.
Eine andere Handlung zum Abmildern der Zurückrollgeschwindigkeit ist bei t3 gezeigt, der als ein Zeitpunkt nach t2 in dem gleichen Fahrzyklus dargestellt ist. Wie bei t1 bewegt sich vor t3 das Fahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit rückwärts, die über der ersten Schwellengeschwindigkeit Thrl liegt. Das Fahrzeug wird über Motordrehmoment rückwärts angetrieben, wobei sich das Getriebe im Rückwärtsgang befindet, wie durch die Motordrehzahländerung in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit angegeben. Radbremsen werden nicht betätigt. Während sich das Fahrzeug bei t3 rückwärtsbewegt, wählt der Fahrzeugführer an dem Schaltwählhebel einen Vorwärtsgang aus, wie durch Verlauf 506 angegeben. Aufgrund dessen, dass der Vorwärtsgang ausgewählt wird, während das Fahrzeug über dem Geschwindigkeits-Thr1 rückwärtsfährt, besteht die Möglichkeit für ein Zurückrollen. Um dies zu beheben, werden bei t3 als Reaktion auf die Gangschaltanforderung Radbremsen betätigt, auch wenn der Fahrzeugführer kein Bremspedal betätigt hat. Zur gleichen Zeit wird das Getriebe in dem Rückwärtsgang beibehalten und wird ein Schalten in den durch den Fahrzeugführer ausgewählten Getriebevorwärtsgang verzögert. Aufgrund des Schaltens in den Leerlaufgang fällt die Motordrehzahl ab und der Motor wird abgewürgt. Gleichzeitig wird aufgrund der Betätigung der Radbremsen die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs abgebremst. Zwischen t3 und t4 wird der Motor abgeschaltet, während die Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs abgebremst wird. Wenn bei t4 die Fahrzeuggeschwindigkeit bei oder unter dem unteren Geschwindigkeits-Thr2 liegt, wird der Motor neu gestartet, wie etwa durch Ankurbeln des Motors über einen Anlassermotor und Wiederaufnehmen der Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern. Nach dem Ankurbeln des Motors wird das Getriebe kurz nach t4 in den angeforderten Vorwärtsgang geschaltet und beginnt das Fahrzeug, sich vorwärtszubewegen.
Ein anderer beispielhafter Betrieb ist bei t5 gezeigt, der als ein Zeitpunkt nach t4 in dem gleichen Fahrzyklus dargestellt ist. Vor t5 bewegt sich das Fahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit rückwärts, die unter der ersten Schwellengeschwindigkeit Thrl liegt. Das Fahrzeug wird über Motordrehmoment rückwärts angetrieben, wobei sich das Getriebe im Rückwärtsgang befindet, wie durch die Motordrehzahländerung in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit angegeben. Radbremsen werden nicht betätigt. Während sich das Fahrzeug bei t5 rückwärtsbewegt, wählt der Fahrzeugführer an dem Schaltwählhebel einen Vorwärtsgang aus. Aufgrund dessen, dass der Vorwärtsgang ausgewählt wird, während das Fahrzeug unter dem Geschwindigkeits-Thr1 rückwärtsfährt, wird das Getriebe als Reaktion auf die Gangschaltanforderung unmittelbar geschaltet und werden Radbremsen aufgrund der geringeren Möglichkeit für ein Zurückrollen nicht betätigt.
Auf diese Weise wird ein Zurückrollen abgemildert, was die Fahrzeugleistung und die Fahrerzufriedenheit verbessert. Der technische Effekt des Abbremsens des Zurückrollens des Fahrzeugs in Richtung einer Nullgeschwindigkeit über eine Steuerung von Fahrzeugbremsen nach der Betätigung des Schaltwählhebels von rückwärts zu vorwärts bei einer erhöhten Rückwärtsgeschwindigkeit besteht darin, dass ein Schalten des Getriebes ohne eine unbeabsichtigte Fahrzeugbewegung ermöglicht werden kann. Indem das Schalten in den Vorwärtsgang verzögert wird, nachdem die Rückwärtsgeschwindigkeit ausreichend verlangsamt wurde, wird unbeabsichtigtes Abwürgen des Motors, das während einer Umkehrung der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs auftreten kann, ebenfalls reduziert. Der technische Effekt, einen Fahrzeugführerbefehl zum Schalten in einen Vorwärtsgang, während sich ein Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit rückwärtsbewegt, nicht zu akzeptieren, besteht darin, dass ungewolltem Abwürgen des Motors zuvorgekommen wird. Indem das Fahrzeug in einen Leerlaufgang geschaltet wird oder indem die Gaspedalanforderung für ein von Null verschiedenes Motordrehmoment abgelehnt wird und indem Radbremsen automatisch betätigt werden, kann das Fahrzeug in einen Vorwärtsgang geschaltet werden, sobald es langsam genug ist, wodurch es immer auf einen Neustart vorbereitet ist, falls der Motor abgewürgt werden sollte. Indem die Bremse bei einer nahezu Vorwärtsbewegung gelöst wird, wird ein glatterer Fahrzeugstart bereitgestellt.
Ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs umfasst automatisches Betätigen von Fahrzeugbremsen und Beibehalten eines aktuellen Ganges als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes von rückwärts zu vorwärts, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt. In dem vorhergehenden Beispiel umfasst das Verfahren zusätzlich oder optional dazu ferner Verzögern eines tatsächlichen Schaltens des Getriebes von rückwärts zu vorwärts, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional dazu das automatische Betätigen von Fahrzeugbremsen als Reaktion auf die Anforderung Betätigen der Fahrzeugbremsen unabhängig von einer Position eines Bremspedals. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional dazu das Betätigen von Fahrzeugbremsen Aufbringen von Bremsdrehmoment auf Fahrzeugräder über eines oder mehrere von Fahrzeugbremsen, Motorbremsdrehmoment und Elektromotorbremsdrehmoment, und wobei ein Grad des aufgebrachten Drehmoments auf der über dem Schwellenwert liegenden Fahrzeuggeschwindigkeit basiert. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst zusätzlich oder optional dazu das Verfahren ferner Abwürgen eines Motors während der aktuelle Gang beibehalten wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele wird zusätzlich oder optional dazu der Motor vor dem tatsächlichen Schalten des Getriebes von rückwärts zu vorwärts neu gestartet. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional dazu die Anforderung zum Schalten des Getriebes von rückwärts zu vorwärts, dass ein Fahrzeugführer einen Gangschaltwählhebel von einer Rückwärtsgangeinstellung in eine Vorwärtsgangeinstellung bewegt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional dazu die über der Schwellengeschwindigkeit liegende Fahrzeuggeschwindigkeit eine Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Schwellengeschwindigkeit zusätzlich oder optional dazu eine Nullgeschwindigkeit. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist die Schwellengeschwindigkeit eine von Null verschiedene Geschwindigkeit.
Ein anderes beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs umfasst Abwürgen eines Motors als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes von rückwärts zu vorwärts, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt; automatisches Betätigen von Fahrzeugbremsen; und automatisches Starten des Motors, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null beträgt. In dem vorhergehenden Beispiel umfasst zusätzlich oder optional dazu das Verfahren ferner als Reaktion auf eine Anforderung Schalten des Getriebes von rückwärts in den Leerlauf und Beibehalten des Getriebes in dem Leerlauf, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit von über der Schwellengeschwindigkeit auf Null gefallen ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst zusätzlich oder optional dazu das Verfahren ferner Schalten des Getriebes von dem Leerlauf zu vorwärts nach dem automatischen Starten des Motors. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional dazu das automatische Betätigen von Fahrzeugbremsen als Reaktion auf die Anforderung Betätigen der Fahrzeugbremsen ohne eine Fahrzeugführereingabe über ein Bremspedal zu empfangen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional dazu die Fahrzeuggeschwindigkeit die Geschwindigkeit der Fahrzeugfahrt in einer Rückwärtsrichtung, und wobei die Anforderung zum Schalten des Getriebes eine Anforderung zur Fahrzeugfahrt in einer Vorwärtsrichtung beinhaltet.
Ein anderes beispielhaftes Fahrzeugsystem umfasst: einen Motor; ein Getriebe, das eine Vorwärts-, eine Rückwärts- und eine Leerlaufeinstellung beinhaltet; einen Gangwählschalter zum Auswählen zwischen der Vorwärts-, der Rückwärts- und der Leerlaufeinstellung des Getriebes; Fahrzeugräder, die Radbremsen beinhalten; einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor; und eine Steuerung mit in nichtflüchtigem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung veranlassen: als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten des Getriebes von der Rückwärtseinstellung in die Vorwärtseinstellung, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt, Bremsdrehmoment auf die Fahrzeugräder aufzubringen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren; und das Schalten zu verzögern, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet zusätzlich oder optional dazu die Verzögerung des Schaltens: während einer ersten Bedingung, Beibehalten des Getriebes in der Rückwärtseinstellung, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt; und während einer zweiten Bedingung, Schalten des Getriebes in die Leerlaufeinstellung, Abwürgen des Motors und Beibehalten des Getriebes in der Leerlaufeinstellung mit Motorabschaltung, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional dazu die Steuerung ferner Anweisungen, welche die Steuerung dazu veranlassen: den Motor neu zu starten, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt bevor das Getriebe von der Leerlaufeinstellung in die Vorwärtseinstellung während der zweiten Bedingung geschaltet wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet zusätzlich oder optional dazu das auf die Fahrzeugräder aufgebrachte Bremsdrehmoment Aufbringen, während der ersten Bedingung, eines ersten Verhältnisses von regenerativem Bremsdrehmoment, das über den Motor aufgebracht wird, in Bezug auf Radbremsdrehmoment, das über die Radbremsen aufgebracht wird, und Aufbringen, während der zweiten Bedingung, eines zweiten Verhältnisses von regenerativem Bremsdrehmoment in Bezug auf Radbremsdrehmoment, wobei das erste Verhältnis einen höheren Anteil von Motorbremsdrehmoment beinhaltet, wobei das zweite Verhältnis einen höheren Anteil von Radbremsdrehmoment beinhaltet. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele betätigt zusätzlich oder optional dazu die Steuerung die Bremsen automatisch, ohne eine Fahrzeugführereingabe von einem Bremspedal zu empfangen.
In einer weiteren Darstellung ist das Fahrzeugsystem ein Hybridelektrofahrzeug.
Es ist anzumerken, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die in dieser Schrift beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können je nach der konkreten eingesetzten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der im nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, zu dem die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung gehören, durchgeführt werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere in dieser Schrift offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Im vorliegenden Zusammenhang soll der Ausdruck „etwa“ plus oder minus fünf Prozent des Bereichs bedeuten, sofern nicht anderweitig angegeben.
Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs automatisches Betätigen von Fahrzeugbremsen und Beibehalten eines aktuellen Ganges als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes von rückwärts zu vorwärts, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Verzögern eines tatsächlichen Schaltens des Getriebes von rückwärts zu vorwärts, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Betätigen von Fahrzeugbremsen als Reaktion auf die Anforderung Betätigen der Fahrzeugbremsen unabhängig von einer Position eines Bremspedals beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigen von Fahrzeugbremsen Aufbringen von Bremsdrehmoment auf Fahrzeugräder über eines oder mehrere von Fahrzeugbremsen, Motorbremsdrehmoment und Elektromotorbremsdrehmoment beinhaltet, und wobei ein Grad des aufgebrachten Drehmoments auf der über dem Schwellenwert liegenden Fahrzeuggeschwindigkeit basiert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Abwürgen eines Motors, während der aktuelle Gang beibehalten wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Motor vor dem tatsächlichen Schalten des Getriebes von rückwärts zu vorwärts neu gestartet wird.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Anforderung zum Schalten des Getriebes von rückwärts zu vorwärts, dass ein Fahrzeugführer einen Gangschaltwählhebel von einer Rückwärtsgangeinstellung in eine Vorwärtsgangeinstellung bewegt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die über der Schwellengeschwindigkeit liegende Fahrzeuggeschwindigkeit eine Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Schwellengeschwindigkeit eine Nullgeschwindigkeit.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Schwellengeschwindigkeit eine von Null verschiedene Geschwindigkeit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs Abwürgen eines Motors als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes von rückwärts zu vorwärts, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt; automatisches Betätigen von Fahrzeugbremsen; und automatisches Starten des Motors, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null beträgt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Schalten des Getriebes von rückwärts in den Leerlauf und Beibehalten des Getriebes in dem Leerlauf als Reaktion auf eine Anforderung, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit von über der Schwellengeschwindigkeit auf Null gefallen ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Schalten des Getriebes von dem Leerlauf zu vorwärts nach dem automatischen Starten des Motors.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Betätigen von Fahrzeugbremsen als Reaktion auf die Anforderung Betätigen der Fahrzeugbremsen, ohne eine Fahrzeugführereingabe über ein Bremspedal zu empfangen, beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Fahrzeuggeschwindigkeit die Geschwindigkeit der Fahrzeugfahrt in einer Rückwärtsrichtung, und wobei die Anforderung zum Schalten des Getriebes eine Anforderung zur Fahrzeugfahrt in einer Vorwärtsrichtung beinhaltet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, aufweisend: einen Motor; ein Getriebe, das eine Vorwärts-, eine Rückwärts- und eine Leerlaufeinstellung beinhaltet; einen Gangwählschalter zum Auswählen zwischen der Vorwärts-, der Rückwärts- und der Leerlaufeinstellung des Getriebes; Fahrzeugräder, die Radbremsen beinhalten; einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor; und eine Steuerung mit in nichtflüchtigem Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen, die bei Ausführung die Steuerung veranlassen: als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten des Getriebes von der Rückwärtseinstellung in die Vorwärtseinstellung, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt, Bremsdrehmoment auf die Räder aufzubringen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren; und das Schalten zu verzögern, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Verzögerung des Schaltens: während einer ersten Bedingung, Beibehalten des Getriebes in der Rückwärtseinstellung, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt; und während einer zweiten Bedingung, Schalten des Getriebes in die Leerlaufeinstellung, Abwürgen des Motors und Beibehalten des Getriebes in der Leerlaufeinstellung mit Motorabschaltung, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung ferner Anweisungen, welche die Steuerung dazu veranlassen: den Motor neu zu starten, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt bevor das Getriebe von der Leerlaufeinstellung in die Vorwärtseinstellung während der zweiten Bedingung geschaltet wird.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das auf die Fahrzeugräder aufgebrachte Bremsdrehmoment Aufbringen, während der ersten Bedingung, eines ersten Verhältnisses von regenerativem Bremsdrehmoment, das über den Motor aufgebracht wird, in Bezug auf Radbremsdrehmoment, das über die Radbremsen aufgebracht wird, und Aufbringen, während der zweiten Bedingung, eines zweiten Verhältnisses von regenerativem Bremsdrehmoment in Bezug auf Radbremsdrehmoment, wobei das erste Verhältnis einen höheren Anteil von Motorbremsdrehmoment beinhaltet, wobei das zweite Verhältnis einen höheren Anteil von Radbremsdrehmoment beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform betätigt die Steuerung die Bremsen automatisch, ohne eine Fahrzeugführereingabe von einem Bremspedal zu empfangen.
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

US 8092340 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, umfassend: automatisches Betätigen von Fahrzeugbremsen und Beibehalten eines aktuellen Ganges als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten eines Getriebes von rückwärts zu vorwärts, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Verzögern eines tatsächlichen Schaltens des Getriebes von rückwärts zu vorwärts, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das automatische Betätigen von Fahrzeugbremsen als Reaktion auf die Anforderung Betätigen der Fahrzeugbremsen unabhängig von einer Position eines Bremspedals beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Betätigen von Fahrzeugbremsen Aufbringen von Bremsdrehmoment auf Fahrzeugräder über eines oder mehrere von Fahrzeugbremsen, Motorbremsdrehmoment und Elektromotorbremsdrehmoment beinhaltet, und wobei ein Grad des aufgebrachten Drehmoments auf der über dem Schwellenwert liegenden Fahrzeuggeschwindigkeit basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Abwürgen eines Motors, während der aktuelle Gang beibehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Motor vor dem tatsächlichen Schalten des Getriebes von rückwärts zu vorwärts neu gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anforderung zum Schalten des Getriebes von rückwärts zu vorwärts beinhaltet, dass ein Fahrzeugführer einen Gangschaltwählhebel von einer Rückwärtsgangeinstellung in eine Vorwärtsgangeinstellung bewegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die über der Schwellengeschwindigkeit liegende Fahrzeuggeschwindigkeit eine Fahrzeuggeschwindigkeit während einer Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schwellengeschwindigkeit eine Nullgeschwindigkeit beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schwellengeschwindigkeit eine von Null verschiedene Geschwindigkeit ist.
Fahrzeugsystem, umfassend: einen Motor; ein Getriebe, das eine Vorwärts-, eine Rückwärts- und eine Leerlaufeinstellung beinhaltet, einen Gangwählhebelschalter zum Auswählen zwischen der Vorwärts-, der Rückwärts- und der Leerlaufeinstellung des Getriebes; Fahrzeugräder, die Radbremsen beinhalten; einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in nichtflüchtigem Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung die Steuerung zu Folgendem veranlassen: als Reaktion auf eine Anforderung zum Schalten des Getriebes von der Rückwärtseinstellung in die Vorwärtseinstellung, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellengeschwindigkeit liegt, Aufbringen von Bremsdrehmoment auf die Räder, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren; und Verzögern des Schaltens, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt.
System nach Anspruch 11, wobei die Verzögerung des Schaltens Folgendes beinhaltet: während einer ersten Bedingung, Beibehalten des Getriebes in der Rückwärtseinstellung, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt; und während einer zweiten Bedingung, Schalten des Getriebes in die Leerlaufeinstellung, Abwürgen des Motors und Beibehalten des Getriebes in der Leerlaufeinstellung mit Motorabschaltung, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt.
System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner Anweisungen beinhaltet, welche die Steuerung dazu veranlassen: den Motor neu zu starten, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Schwellengeschwindigkeit liegt bevor das Getriebe von der Leerlaufeinstellung in die Vorwärtseinstellung während der zweiten Bedingung geschaltet wird.
System nach Anspruch 12, wobei das auf die Fahrzeugräder aufgebrachte Bremsdrehmoment Aufbringen, während der ersten Bedingung, eines ersten Verhältnisses von regenerativem Bremsdrehmoment, das über den Motor aufgebracht wird, in Bezug auf Radbremsdrehmoment, das über die Radbremsen aufgebracht wird, und Aufbringen, während der zweiten Bedingung, eines zweiten Verhältnisses von regenerativem Bremsdrehmoment in Bezug auf Radbremsdrehmoment beinhaltet, wobei das erste Verhältnis einen höheren Anteil von Motorbremsdrehmoment beinhaltet, wobei das zweite Verhältnis einen höheren Anteil von Radbremsdrehmoment beinhaltet.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung die Bremsen automatisch betätigt, ohne eine Fahrzeugführereingabe von einem Bremspedal zu empfangen.