WO2004082977A1 - Verfahren für eine hillholder-einrichtung bei einem kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2004082977A1
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Wolfgang Elser
Anton Rink
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Daimlerchrysler Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • a hill holder device for a motor vehicle and a method for operating it are known from published patent application DE 199 49 203 AI.
  • Various procedures are proposed which, in conjunction with the proposed hill holder device, are intended to prevent an unwanted movement of a motor vehicle, in particular an unintentional rolling back on an incline.
  • the object of the present invention is to further improve the method for operating a hillholder device known from the prior art.
  • the starting clutch be opened in the time surrounding the activation of the hill holder device.
  • the control device for regulating and / or controlling the drive motor is informed of the activation of the hill holder device by means of data exchange, whereupon the latter controls the motor torque or the motor speed of the drive motor in relation to a specification of the power control element, in particular to a minimum or to a Reduced basic speed, independently and without the driver's intervention. This prevents the drive motor from being relieved by the opening of the starting clutch. Driving comfort is noticeably increased since the driver does not have to take his foot off the accelerator or accelerator pedal when the hill holder device is activated.
  • the accelerator or accelerator pedal has not been operated beforehand, for example when coasting or coasting, or has already been withdrawn by the driver before stopping on the slope, then the already low torque or the low speed of the drive motor is maintained anyway.
  • the starting clutch is closed and, following this, if the torque of the starting clutch exceeds a threshold value, the hill holder device is deactivated.
  • the increase in the position of the power control element by a predeterminable difference is interpreted as the driver's intention to start on the slope.
  • the predeterminable difference in the pedal position should preclude that even a small, unconscious actuation of the accelerator or accelerator pedal by the driver is interpreted as an intention to start off.
  • the threshold value for the torque of the starting clutch depends on the angle of inclination of the slope, in such a way that the threshold value for the moment of the starting clutch is increased if the angle of inclination of the slope is large, and is decreased if the Tilt angle of the slope is small.
  • an electro-hydraulic or an electro-mechanical brake system is actuated to activate the hill holder device, the electro-hydraulic or electro-mechanical brake system acting on at least one wheel of the motor vehicle.
  • the electro-hydraulic brake system also known by the abbreviation SBC (Sensotronic Brake Control), is a controlled brake system connected to a data bus such as a CAN bus, so that only a data-technical instruction for its activation as a hill holder device to the associated control unit is sufficient and no additional blocking or locking devices, for example in a (distributor) gearbox or on one or more wheels, are necessary.
  • Fig. 2 is a flowchart of a method for operating a hill holder device for a motor vehicle
  • Fig. 3 each in a Fig. 3a-g is a diagram in which the time profiles of various parameters of the engine, the clutch, the accelerator or accelerator pedal, the Hillholder device and the state of motion of the vehicle are shown.
  • the invention is particularly suitable for a motor vehicle with an internal combustion engine and with an automated friction clutch as a starting clutch.
  • a drive train 10 of a motor vehicle has a drive motor 11 which is controlled by a control device 12.
  • the control device 12 is provided with actuators (not shown), such as a throttle valve actuator, and sensors, such as speed sensors, in signal connection.
  • the control device 12 is also in signal connection with a power actuator 13 designed as an electronic accelerator or accelerator pedal, by means of which a vehicle driver can set a torque to be output by the drive motor 11.
  • the control device 12 can calculate further operating variables of the drive motor 11, for example the actually output torque of the drive motor 11, from detected variables.
  • the drive motor 11 is connected via an output shaft 14 to an automated starting clutch 17, the starting clutch 17 in turn via a further shaft 26 to a transmission 15, which is designed as a manual or automated shift or automatic transmission and is controlled by a control device 16.
  • the automated starting clutch 17 is actuated by a clutch actuator 25, which is also controlled by the control device 16.
  • the starting clutch 17 is connected to the transmission 15 via a further shaft 26.
  • the transmission 15 is connected by means of a drive shaft 18 to an axle drive 19, which transmits the output torque of the drive motor 11 via side shafts 20 to driven vehicle wheels 21 in a known manner.
  • Braking devices 22 are arranged on the vehicle wheels 21 and are controlled by a control device 23 '.
  • the braking devices 22 are designed electrohydraulically or electromechanically, the necessary hydraulic lines not being shown.
  • the control device 23 is in a sig- nal with a brake pedal 24. channel connection, by means of which the vehicle driver can adjust the braking torque applied by the braking devices 22 and thus acting on the motor vehicle.
  • the position of the brake pedal 24 is detected by a sensor (not shown) and transmitted to the control device 23, which then controls the brake devices 22 accordingly.
  • the control device 23 can also control the brake devices 22 independently of the position of the brake pedal 24, for example on request from the control device 12.
  • Speed sensors are integrated in the braking devices 22, by means of which the control device 23 can detect a speed of the vehicle wheels 21. The speed of the motor vehicle can be determined from these speeds.
  • the control devices 12, 16 and 23 are in signal connection with one another via a serial bus connection 28, for example via a CAN bus. Detected variables, such as the speed of the vehicle wheels 21, can thus be exchanged or requests to a control device, for example the setting of a specific braking torque, can be sent from the control device 12 of the drive motor 11 to the control device 23 of the brake devices 22.
  • the braking device 22 is controlled at least indirectly by the control device 12 of the drive motor 11.
  • FIG. 2 shows a flow chart of the method of a hill holder device for a motor vehicle.
  • the method is at a positive result of the test continues according to the exit of the query block and, if the result is negative, continues according to the exit to the side.
  • the method starts in block 50.
  • query blocks 51 to 54 it is checked whether conditions for the driving state "holding on the slope" (113 in FIG. 3e) are met; each of the query blocks 51 to 54 is run through until the Answer is "yes".
  • block 51 it is checked whether the position (111 in FIG. 3d) of the accelerator or accelerator pedal 13 deviates from zero; in block 52 it is checked whether the braking device 22 of the vehicle is released; in block 53 it is checked whether the starting clutch 17 is partially or completely closed; and finally in block 54 it is checked whether the speed of the motor vehicle is equal to or approximately equal to zero, for example by means of the sensors which detect the rotational speed of the vehicle wheels 21. If the answer to the query blocks 51 to 54 is "yes”, the driving state "stopping on the slope" (113 in FIG. 3e) is recognized as correct (112; at time t 4 ) in a block 55 and the method is recognized in a block 56 continued.
  • hill holder device 27 is activated and, for example, brake device 22 is activated for this purpose. Furthermore, for example via a signal on the CAN bus 28 to the control device 16, the starting clutch 17 is partially or fully opened and at the same time via a signal on the CAN bus 28 to the engine control device 12 reduces the torque so that the drive motor 11 does not appear.
  • a subsequent query block 57 checks whether the position of the accelerator or accelerator pedal 13 (111 or curve 110 in FIG. 3d) is increased and exceeds a predefinable threshold value 123. If the query is true (curve 110 at time t 6 in FIG. 3d), this is interpreted as the driver's intention to start and the method is continued in a block 58.
  • the starting process of the vehicle is started by increasing the engine torque (117 according to curve 116 in FIG. 3g) or the engine speed (103 according to curve 102 in FIG. 3a) and gradually closing the starting clutch 17.
  • the method is continued in a block 59 and the hill holder function is deactivated (at time t 9 in FIG. 3f).
  • the method is ended in a block 60.
  • 3a-g show a curve 102 of the speed 103 of the drive motor and a curve 104 of the speed 105 of the starting clutch over a respective time axis la-g in FIG. 1a, a curve 106 of the transmitted clutch torque 107 of the starting clutch in FIG. in Fig. lc a curve 108 of the friction output 109 of the starting clutch, in Fig. ld a curve 110 of the position of the accelerator or accelerator pedal 111, in Fig. le a curve 112 of the driving state "stopping on an incline" 113, in Fig. lf a curve 114 of state 115 (active / inactive) of the Hillholder device and in FIG. 1g a curve 116 of the engine torque of the drive motor.
  • the vehicle is held with the hill holder device.
  • the hillholder device is in an activated state 118 according to curve 114 and is switched to a deactivated state 119 at time ti.
  • the drive motor is running and the engine speed 103 is reduced to a basic speed 120 between times t 0 and ti according to curve 102.
  • the accelerator or accelerator pedal is not actuated, the position of the accelerator or accelerator pedal 111 or the associated pedal value according to curve 110 is zero, and the starting clutch is opened, so that the clutch speed 105 according to curve 104 has the value Has zero, likewise clutch torque 107 according to curve 106, friction output 109 according to curve 108 and engine torque 117 according to curve 116; According to the zero value of curve 112, the driving state of the vehicle “stopping on the slope” 113 does not yet occur.
  • the driver operates the accelerator or accelerator pedal to initiate a starting process.
  • the position 111 of the accelerator or accelerator pedal or the associated pedal value according to curve 110 increases evenly from zero to a first increased pressure up to a point in time t 2.
  • the engine speed 103 according to curve 102, the engine torque 117 according to curve 116, the clutch torque 107 according to curve 106 and the friction output 109 of the starting clutch according to curve 108 also increase; the hill holder device is switched to the deactivated state 119 during the start-up process at time ti according to curve 114.
  • the first increased pedal value 121 specified by the driver according to curve 110 remained below a threshold value 123 and was not sufficient to set the vehicle in motion because, for example, the engine torque 117 caused by the first increased pedal value 121 and consequently also the clutch torque 107 would not have been sufficient to overcome the slope downforce depending on the degree of the slope.
  • the driving state 113 takes a value "hold on an incline" 122 according to curve 112.
  • the position of the accelerator or accelerator pedal 111 remains unchanged according to curve 110, likewise initially the engine speed 103 according to curve 102, the clutch torque 107 according to curve 106, the friction output 109 of the starting clutch according to curve 108 and the engine torque 117 according to curve 116, and the state 115 of the Hillholder device remains in deactivated state 119 according to curve 114.
  • control device for the drive motor is also caused by data exchange to reduce the engine torque 117 according to curve 116 to a minimum or the engine speed 103 according to curve 102 to Lower basic speed 120 compared to position 111 of the accelerator or accelerator pedal according to the curve
  • the engine torque 117 according to curve 116 or the engine speed 103 according to curve 102 is maintained if the accelerator pedal or accelerator pedal has not been operated previously or its position 111 has already been lowered to zero by the driver.
  • the driver further increases position 111 of the accelerator or accelerator pedal according to curve 110. Since position 111 of the accelerator or accelerator pedal now reaches threshold value 123, the starting process is initiated.
  • the engine torque 117 according to curve 116 and the engine speed 103 according to curve 102 are increased and the starting clutch is gradually closed, as is usual for a starting process. This increases the clutch torque 107 according to curve 106 and the friction output 109 of the starting clutch according to curve 108.
  • the position 115 of the hill holder device remains in the activated state 118.
  • the engine torque 117 according to curve 116 has reached a value 124 corresponding to the previously unchanged position 111 of the accelerator or accelerator pedal according to curve 110 and does not increase any further.
  • the starting clutch engages, so that clutch speed 105 begins to increase from zero according to curve 104.
  • the clutch torque 107 according to curve 106 reaches a predefinable threshold value 125, whereupon the position 115 of the hill holder device according to curve 114 is switched to a deactivated state 119.
  • the engine torque 103 according to curve 102, the clutch speed 105 according to curve 104, the clutch torque 107 according to curve 106 and the friction output 109 according to curve 108 of the starting clutch continue to increase.
  • the threshold value 125 for the torque 107 of the starting clutch depends on the angle of inclination of the slope, in such a way that the threshold value 125 is increased if the angle of inclination of the slope at which the vehicle stops is large and is reduced if the angle of inclination the slope is small. This ensures that the vehicle only starts when the downhill force can be safely overcome due to the size of the clutch torque 107.
  • the clutch torque 107 according to curve 106, the clutch speed 105 according to curve 104, the engine speed 103 according to curve 102 increase slightly until they reach a respective value which is specified by the position 111 according to curve 110 of the driving or Accelerator corresponds.
  • the friction power 109 according to curve 108 increases slightly after the time tg, since it is still working with slip, and then gradually decreases with decreasing slip to a value approximately or equal to zero at a time t ⁇ o when the clutch speed 105 according to curve 104 is approximately or has become the same as the engine speed 103 according to curve 102.

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Abstract

1. Verfahren zum Betrieb einer Hillholder-Einrichtung bei einem Kraftfahrzeug 2.1. Es sind Verfahren zum Betrieb von Hillholder-Einrichtungen bekannt, die das Wegrollen eines Kraftfahrzeugs insbesondere beim Halt an einer Steigung verhindern sollen. Diese bekannten Verfahren weisen Nachteile auf, die zu Komforteinbussen führen können. 2.2. Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, nach dem Aktivieren der Hinholder-Einrichtung (22; z.B. eine elektro-hydraulische Bremse) durch das zugehörige Steuergerät (27) per Datenaustausch über einen Datenbus (28; z.B. CAN-Bus) die automatisierte Anfahrkupplung (17) zu öffnen und die Motorsteuerung (12) zu veranlassen, das Moment bzw. die Drehzahl des Antriebsmotors gegenüber der Vorgabe durch das Fahr- oder Gaspedal (13) abzusenken, damit der Motor nicht auftourt. 2.3. Kraftfahrzeug, insbesondere mit einem Verbrennungsmotor, mit einer automatisierten Reibungskupplung als Anfahrkupplung.

Description

DaimlerChrysler AG
Verfahren für eine Hillholder-Einrichtung bei einem
Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der Offenlegungsschrift DE 199 49 203 AI ist eine Hillholder-Einrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben hierzu bekannt. Es werden verschiedene Vorgehensweisen vorgeschlagen, die in Verbindung mit der vorgeschlagenen Hillholder-Einrichtung eine ungewollte Bewegung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein unbeabsichtigtes Zurückrollen an einer Steigung, verhindern sollen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zum Betrieb einer Hillholder-Einrichtung weiter zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass in zeitlicher Umgebung der Aktivierung der Hillholder-Einrichtung die Anfahrkupplung geöffnet wird. Durch das Öffnen der Anfahrkupplung in zeitlicher Umgebung zur Aktivierung der Hillholder-Einrichtung, beispielsweise in einem bestimmten zeitlichen Abstand nach dem Aktivieren der Hillholder- Einrichtung, wird eine mögliche, vom Fahrer unbewusst her- beigefuhrte Uberhitzung und eine daraus folgende Schädigung oder Zerstörung der Anfahrkupplung vermieden.
Mittels Datenaustausch wird der Steuer-/Regel-Einrichtung zur Regelung und/oder Steuerung des Antriebsmotors die Aktivierung der Hillholder-Einrichtung mitgeteilt, woraufhin diese das Motordrehmoment bzw. die Motordrehzahl des Antriebsmotors gegenüber einer Vorgabe des Leistungsstellorgans, insbesondere auf ein Minimum bzw. auf eine Grunddrehzahl, selbständig und ohne Zutun des Fahrers absenkt. Dadurch wird vermieden, dass der durch das durch das Offnen der Anfahrkupplung entlastete Antriebsmotor auftourt. Der Fahrkomfort wird merklich erhöht, da der Fahrer bei aktivierter Hillholder-Einrichtung nicht den Fuß vom Fahr- oder Gaspedal zu nehmen braucht.
Falls das Fahr- oder Gaspedal, beispielsweise beim Schubbetrieb oder durch Ausrollen lassen, zuvor nicht betätigt wurde oder vor dem Halten an der Steigung bereits vom Fahrer zurückgenommen worden ist, wird das dann ohnehin schon niedrige Drehmoment bzw. die niedrige Drehzahl des Antriebsmotors beibehalten.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass, sobald die Stellung des Leistungsstellorgans um eine vorgebbare Differenz vom Fahrer vergrößert wird, die Anfahrkupplung geschlossen und daran zeitlich folgend, falls das Moment der Anfahrkupplung einen Schwellwert überschreitet, die Hillholder-Einrichtung deaktiviert wird. Die Vergrößerung der Stellung des Leistungsstellorgans um eine vorgebbare Differenz wird als Absicht des Fahrers zum Anfahren an der Steigung interpretiert. Die vorgebbare Differenz der Pedalstellung soll ausschließen, dass bereits eine kleine, unbewusste Betätigung des Fahroder Gaspedals durch den Fahrer als Anfahrabsicht interpretiert wird.
Bei einer bevorzugten Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass der Schwellwert für das Moment der Anfahrkupplung vom Neigungswinkel der Steigung abhängt, und zwar dergestalt, dass der Schwellwert für das Moment der Anfahrkupplung vergrößert wird, wenn der Neigungswinkel der Steigung groß ist, und verkleinert wird, wenn der Neigungswinkel der Steigung klein ist. Damit ist gewährleistet, dass der Anfahrvorgang und die dazu zeitlich versetzte Deaktivierung der Hillholder-Einrichtung erst gestartet wird, wenn vom Fahrer per Fahr- oder Gaspedal ein genügend großes Motormoment und - daraus folgend - ein genügend großes Kupplungsmoment vorgegeben wird, um das Anfahren an einer Steigung zu ermöglichen. Ein Abwürgen des Antriebsmotors oder ein Zurückrollen des Kraftfahrzeugs wird damit erfolgreich verhindert.
Nach weiteren Vorschlägen der Erfindung wird zur Aktivierung der Hillholder-Einrichtung eine elektro-hydraulische oder eine elektro-mechanische Bremsanlage betätigt, wobei die elektro-hydraulische oder elektro-mechanische Bremsanlage auf wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs wirkt. Bei der elektro-hydraulischen Bremsanlage, auch bekannt unter der Abkürzung SBC (Sensotronic Brake Control) , handelt es sich um ein geregeltes, an einen Datenbus wie z.B. CAN-Bus angeschlossenes Bremssystem, so dass zu deren Aktivierung als Hillholder-Einrichtung lediglich eine datentechnische Anweisung an das zugehörige Steuergerät genügt und keine zusätzlichen Blockier- oder Feststellvorrichtungen, beispielsweise in einem (Verteiler-) Getriebe oder an einem o- der mehreren Rädern notwendig sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren angegeben.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Zeichnung erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs in prinzipieller, blockschaltbildähnlicher Darstellung,
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer Hillholder-Einrichtung für ein Kraftfahrzeug und
Fig. 3 jeweils in einer Fig. 3a-g ein Diagramm, in dem die zeitlichen Verläufe verschiedener Kennwerte des Motors, der Kupplung, des Fahr- oder Gaspedals, der Hillholder-Einrichtung und der Bewegungszustand des Fahrzeuges dargestellt sind.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und mit einer automatisierten Reibungskupplung als Anfahrkupplung.
Gemäß Fig. 1 verfügt ein Antriebsstrang 10 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs über einen Antriebsmotor 11, welcher von einer Steuerungseinrichtung 12 angesteuert wird. Die Steuerungseinrichtung 12 steht dazu mit nicht dargestellten Stellgliedern, wie beispielsweise einem Drosselklappensteller, und Sensoren, wie beispielsweise Drehzahl- sensoren, in Signalverbindung. Die Steuerungseinrichtung 12 steht außerdem mit einem als elektronisches Fahr- oder Gaspedal ausgeführten Leistungsstellglied 13 in Signalverbindung, mittels welchem ein Fahrzeugführer ein abzugebendes Drehmoment des Antriebsmotors 11 einstellen kann. Die Steuerungseinrichtung 12 kann aus erfassten Größen weitere Betriebsgrößen des Antriebsmotors 11, beispielsweise das tatsächlich abgegebene Drehmoment des Antriebsmotors 11 berechnen.
Der Antriebsmotor 11 ist über eine Ausgangswelle 14 mit einer automatisierten Anfahrkupplung 17 verbunden, die Anfahrkupplung 17 ihrerseits über eine weitere Welle 26 mit einem Getriebe 15, das als ein manuelles oder automatisiertes Schalt- oder als Automatikgetriebe ausgeführt ist und von einer Steuerungseinrichtung 16 angesteuert wird. Die automatisierte Anfahrkupplung 17 wird von einem Kupplungsaktor 25 betätigt, der ebenfalls von der Steuerungseinrichtung 16 angesteuert wird. Die Anfahrkupplung 17 ist ü- ber eine weitere Welle 26 mit dem Getriebe 15 verbunden.
Das Getriebe 15 ist mittels einer Antriebswelle 18 mit einem Achsgetriebe 19 verbunden, welches auf bekannte Weise das abgegebene Drehmoment des Antriebsmotors 11 über Seitenwellen 20 auf angetriebene Fahrzeugräder 21 überträgt.
An den Fahrzeugrädern 21 sind Bremseinrichtungen 22 angeordnet, welche von einer Steuerungseinrichtung 23' angesteuert werden. Die Bremseinrichtungen 22 sind elektrohydrau- lisch oder elektro-mechanisch ausgeführt, wobei die notwendigen Hydraulikleitungen nicht dargestellt sind. Die Steuerungseinrichtung 23 steht mit einem Bremspedal 24 in Sig- nalverbindung, mittels welchem der Fahrzeugführer das von den Bremseinrichtungen 22 aufgebrachte und damit auf das Kraftfahrzeug wirkende Bremsmoment einstellen kann. Dazu wird die Stellung des Bremspedals 24 mittels eines nicht dargestellten Sensors erfasst und an die Steuerungseinrichtung 23 übertragen, welche dann die Bremseinrichtungen 22 entsprechend ansteuert. Die Steuerungseinrichtung 23 kann aber die Bremseinrichtungen 22 auch unabhängig von der Stellung des Bremspedals 24, beispielsweise auf Anforderung von der Steuerungseinrichtung 12, ansteuern.
In den Bremseinrichtungen 22 sind nicht dargestellte Drehzahlsensoren integriert, mittels welchen die Steuerungseinrichtung 23 eine Drehzahl der Fahrzeugräder 21 erfassen kann. Aus diesen Drehzahlen kann die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
Die Steuerungseinrichtungen 12, 16 und 23 stehen untereinander über eine serielle Busverbindung 28, beispielsweise über einen CAN-Bus, in Signalverbindung. Damit können er- fasste Größen, wie beispielsweise die Drehzahl der Fahrzeugräder 21, ausgetauscht oder Anforderungen an eine Steuerungseinrichtung, beispielsweise die Einstellung eines bestimmten Bremsmoments von der Steuerungseinrichtung 12 des Antriebsmotors 11 an die Steuerungseinrichtung 23 der Bremseinrichtungen 22, gesendet werden. Die Bremseinrichtung 22 wird dabei zumindest indirekt von der Steuerungseinrichtung 12 des Antriebsmotors 11 angesteuert.
In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm des Verfahrens einer Hillholder-Einrichtung für ein Kraftfahrzeug dargestellt. Bei allen Abfrageblöcken in der Fig. 2 wird das Verfahren bei einem positiven Ergebnis der Prüfung entsprechend dem Ausgang des Abfrageblocks nach unten und bei einem negativen Ergebnis entsprechend dem Ausgang zur Seite fortgesetzt.
Das Verfahren startet im Block 50. In folgenden Abfrageblöcken 51 bis 54 wird geprüft, ob Bedingungen für den Fahrzustand „Halten an der Steigung" (113 in Fig. 3e) erfüllt sind; jeder der Abfrageblöcke 51 bis 54 wird dabei solange durchlaufen, bis die Antwort „ja" lautet.
In Block 51 wird geprüft, ob die Stellung (111 in Fig. 3d) des Fahr- oder Gaspedals 13 von Null abweicht; in Block 52 wird geprüft, ob die Bremseinrichtung 22 des Fahrzeuges gelöst ist; in Block 53 wird geprüft, ob die Anfahrkupplung 17 teilweise oder ganz geschlossen ist; und schließlich wird in Block 54 geprüft, ob die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs gleich oder ungefähr gleich Null ist, beispielsweise mittels der Sensoren, welche die Drehzahl der Fahrzeugräder 21 erfassen. Lautet die Antwort der Abfrageblöcke 51 bis 54 jeweils „ja", wird in einem Block 55 der Fahrzustand „Halten an der Steigung" (113 in Fig. 3e) als zutreffend (112; zum Zeitpunkt t4) erkannt und das Verfahren in einem Block 56 fortgesetzt.
Im Block 56 wird nach einer kleinen Verzögerung (zum Zeitpunkt ts in Fig. 3f) die Hillholder-Einrichtung 27 aktiviert und dazu zum Beispiel die Bremseinrichtung 22 aktiviert. Weiterhin wird, beispielsweise über ein Signal auf dem CAN-Bus 28 an die Steuereinrichtung 16, die Anfahrkupplung 17 teilweise oder ganz geöffnet, und gleichzeitig über ein Signal auf dem CAN-Bus 28 an die Motorsteuereinrichtung 12 das Drehmoment reduziert, damit der Antriebsmotor 11 nicht auftourt.
In einem nachfolgenden Abfrageblock 57 wird überprüft, ob die Stellung des Fahr- oder Gaspedals 13 (111 bzw. Kurve 110 in Fig. 3d) vergrößert wird und einen vorgebbaren Schwellwert 123 überschreitet. Trifft die Abfrage zu (Kurve 110 zum Zeitpunkt t6 in Fig. 3d) , wird dies als Absicht des Fahrers zum Anfahren interpretiert und das Verfahren in einem Block 58 fortgesetzt.
Im Block 58 wird der Anfahrvorgang des Fahrzeuges gestartet, indem das Motormoment (117 gemäß Kurve 116 in Fig. 3g) bzw. die Motordrehzahl (103 gemäß Kurve 102 in Fig. 3a) erhöht werden und die Anfahrkupplung 17 nach und nach geschlossen wird.
Nach einer bestimmten Zeit wird das Verfahren in einem Block 59 fortgesetzt und die Hillholderfunktion deaktiviert (zum Zeitpunkt t9 in Fig. 3f) . In einem Block 60 wird das Verfahren beendet.
Die Fig. 3a-g zeigen über einer jeweiligen Zeitachse la-g in Fig. la eine Kurve 102 der Drehzahl 103 des Antriebsmotors und eine Kurve 104 der Drehzahl 105 der Anfahrkupplung, in Fig. lb eine Kurve 106 des übertragenen Kupplungsmoments 107 der Anfahrkupplung, in Fig. lc eine Kurve 108 der Reibleistung 109 der Anfahrkupplung, in Fig. ld eine Kurve 110 der Stellung des Fahr- oder Gaspedals 111, in Fig. le eine Kurve 112 des Fahrzustands „Halten an einer Steigung" 113, in Fig. lf eine Kurve 114 des Zustands 115 (aktiv/inaktiv) der Hillholder-Einrichtung und in Fig. lg eine Kurve 116 des Motormoments des Antriebsmotors.
Von einem Zeitpunkt t0 bis zu einem Zeitpunkt t8 hält das Fahrzeug an einer Steigung; ab dem Zeitpunkt t8 setzt es sich in Bewegung.
Zum Zeitpunkt t0 wird das Fahrzeug mit der Hillholder- Einrichtung gehalten. Vom Zeitpunkt to bis zu einem Zeitpunkt ti befindet sich die Hillholder-Einrichtung gemäß Kurve 114 in einem aktivierten Zustand 118 und wird zum Zeitpunkt ti in einen deaktivierten Zustand 119 versetzt. Der Antriebsmotor läuft und die Motordrehzahl 103 ist gemäß Kurve 102 zwischen den Zeitpunkten t0 und ti auf eine Grunddrehzahl 120 reduziert.
Zwischen den Zeitpunkten to und ti wird das Fahr- oder Gaspedal nicht betätigt, der Stellung des Fahr- oder Gaspedals 111 bzw. der zugehörige Pedalwert gemäß Kurve 110 beträgt Null, und die Anfahrkupplung ist geöffnet, so dass die Kupplungsdrehzahl 105 gemäß Kurve 104 den Wert Null aufweist, ebenso das Kupplungsmoment 107 gemäß Kurve 106, die Reibleistung 109 gemäß Kurve 108 und das Motormoment 117 gemäß Kurve 116; der Fahrzustand des Fahrzeuges „Halten an der Steigung" 113 tritt gemäß dem Wert Null der Kurve 112 noch nicht ein.
Zum Zeitpunkt ti betätigt der Fahrer das Fahr- oder Gaspedal, um einen Anfahrvorgang einzuleiten. Dadurch vergrößert sich bis zu einem Zeitpunkt t2 die Stellung 111 des Fahroder Gaspedals bzw. der zugehörige Pedalwert gemäß der Kurve 110 gleichmäßig von Null auf einen ersten erhöhten Pe- dalwert 121; gleichzeitig wird die automatisierte Anfahrkupplung wenigstens nach und nach geschlossen. Demzufolge vergrößern sich auch die Motordrehzahl 103 gemäß Kurve 102, das Motormoment 117 gemäß Kurve 116, das Kupplungsmoment 107 gemäß Kurve 106 und die Reibleistung 109 der Anfahrkupplung gemäß Kurve 108; die Hillholder-Einrichtung wird beim Anfahrvorgang zum Zeitpunkt ti gemäß Kurve 114 in den deaktivierten Zustand 119 versetzt.
Ab dem Zeitpunkt t2 verändert der Fahrer die Stellung des Fahr- oder Gaspedals 111 gemäß Kurve 110 nicht mehr weiter über den ersten erhöhten Pedalwert 121 hinaus. Mit einer zeitlichen Verzögerung steigen bis zu einem Zeitpunkt t3 die Motordrehzahl 103 gemäß Kurve 102, das Motormoment 117 gemäß Kurve 116, mit weiterer zeitlicher Verzögerung das Kupplungsmoment 107 gemäß Kurve 106 und die Reibleistung 109 der Anfahrkupplung gemäß Kurve 108 auf einen jeweiligen, dem ersten erhöhten Pedalwert 121 entsprechenden Wert an. Bis zu einem Zeitpunkt t4 erfolgt an allen genannten Größen keine Änderung.
Der vom Fahrer vorgegebene erste erhöhte Pedalwert 121 gemäß Kurve 110 ist in diesem Fall unter einem Schwellwert 123 geblieben und hat nicht ausgereicht, das Fahrzeug in Bewegung zu setzen, weil beispielsweise das durch den ersten erhöhten Pedalwert 121 hervorgerufene Motormoment 117 und demzufolge auch das Kupplungsmoment 107 nicht ausgereicht hätten, die vom Grad der Steigung abhängige Hangabtriebskraft zu überwinden.
Zum Zeitpunkt t4 nimmt der Fahrzustand 113 gemäß Kurve 112 einen Wert „Halten an einer Steigung" 122 an. Die Stellung des Fahr- oder Gaspedals 111 bleibt gemäß Kurve 110 unverändert, ebenso vorerst noch die Motordrehzahl 103 gemäß Kurve 102, das Kupplungsmoment 107 gemäß Kurve 106, die Reibleistung 109 der Anfahrkupplung gemäß Kurve 108 und das Motormoment 117 gemäß Kurve 116, und der Zustand 115 der Hillholder-Einrichtung bleibt gemäß Kurve 114 im deaktivierten Zustand 119.
Eine vorgebbare Zeitspanne später, zu einem Zeitpunkt ts, wird die Stellung 115 der Hillholder-Einrichtung gemäß Kurve 114 in den aktiven Zustand 118 geschaltet und erfindungsgemäß die Steuer- oder Regeleinrichtung für die automatisierte Anfahrkupplung per Datenaustausch dazu veran- lasst, die Anfahrkupplung zumindest teilweise zu öffnen; das Kupplungsmoment 107 gemäß Kurve 106 und die Reibleistung 109 gemäß Kurve 108 gehen auf Null zurück.
Damit der durch die geöffnete Anfahrkupplung nicht mehr belastete Antriebsmotor nicht auftourt, wird erfindungsgemäß zudem die Steuer-/Regel-Einrichtung für den Antriebsmotor per Datenaustausch dazu veranlasst, das Motordrehmoment 117 gemäß Kurve 116 auf ein Minimum bzw. die Motordrehzahl 103 gemäß Kurve 102 auf die Grunddrehzahl 120 abzusenken gegenüber der Stellung 111 des Fahr- oder Gaspedals gemäß Kurve
110 als Vorgabe. Das heißt also, der Fahrer braucht nicht vom Fahr- oder Gaspedal zu gehen und kann dessen Stellung
111 gemäß Kurve 110 beibehalten.
Das Motordrehmoment 117 gemäß Kurve 116 bzw. die Motordrehzahl 103 gemäß Kurve 102 wird beibehalten, wenn das Fahroder Gaspedal zuvor nicht betätigt wurde oder seine Stellung 111 bereits vom Fahrer auf Null abgesenkt worden ist. Zu einem späteren Zeitpunkt te wird vom Fahrer die Stellung 111 des Fahr- oder Gaspedals gemäß Kurve 110 weiter vergrößert. Da die Stellung 111 des Fahr- oder Gaspedals jetzt den Schwellwert 123 erreicht, wird der Anfahrvorgang eingeleitet. Das Motormoment 117 gemäß Kurve 116 bzw. die Motordrehzahl 103 gemäß Kurve 102 werden erhöht und die Anfahrkupplung nach und nach geschlossen, wie für einen Anfahrvorgang üblich. Dadurch erhöhen sich das Kupplungsmoment 107 gemäß Kurve 106 und die Reibleistung 109 der Anfahrkupplung gemäß Kurve 108. Die Stellung 115 der Hillholder- Einrichtung bleibt gemäß Kurve 114 im aktivierten Zustand 118.
Eine bestimmbare Zeitspanne später, zu einem Zeitpunkt t7 während des Anfahrvorgangs, wechselt der Zustand „Halten an der Steigung" 113 gemäß Kurve 112 auf Null. Das Motormoment 117 gemäß Kurve 116, die Motordrehzahl 103 gemäß Kurve 102, das Kupplungsmoment 107 gemäß Kurve 106 und die Reibleistung 109 gemäß Kurve 108 steigen weiter an, während die Stellung 115 der Hillholder-Einrichtung gemäß Kurve 114 und die Stellung 111 des Fahr- oder Gaspedals gemäß Kurve 110 unverändert bleiben.
Nach einer weiteren Zeitspanne während des Anfahrvorgangs, zu einem Zeitpunkt t8, hat das Motormoment 117 gemäß Kurve 116 einen der bisher unveränderten Stellung 111 des Fahroder Gaspedals gemäß Kurve 110 entsprechenden Wert 124 erreicht und steigt nicht weiter an. Zu diesem Zeitpunkt t8 greift die Anfahrkupplung, so dass die Kupplungsdrehzahl 105 gemäß Kurve 104 von Null an zu steigen beginnt. Zu einem etwas späteren Zeitpunkt t9, noch während des Anfahrvorgangs, erreicht das Kupplungsmoment 107 gemäß Kurve 106 einen vorgebbaren Schwellwert 125, worauf hin die Stellung 115 der Hillholder-Einrichtung gemäß Kurve 114 in einen deaktivierten Zustand 119 geschaltet wird. Das Motordrehmoment 103 gemäß Kurve 102, die Kupplungsdrehzahl 105 gemäß Kurve 104, das Kupplungsmoment 107 gemäß Kurve 106 und die Reibleistung 109 gemäß Kurve 108 der Anfahrkupplung steigen weiterhin an.
Der Schwellwert 125 für das Moment 107 der Anfahrkupplung hängt erfindungsgemäß vom Neigungswinkel der Steigung ab, und zwar derart, dass der Schwellwert 125 vergrößert wird, wenn der Neigungswinkel der Steigung, an der das Fahrzeug hält, groß ist, und verkleinert wird, wenn der Neigungswinkel der Steigung klein ist. Somit ist gewährleistet, dass das Fahrzeug erst anfährt, wenn die Hangabtriebskraft aufgrund der Größe des Kupplungsmoments 107 sicher überwunden werden kann.
Nach dem Zeitpunkt tg steigen das Kupplungsmoment 107 gemäß Kurve 106, die Kupplungsdrehzahl 105 gemäß Kurve 104, die Motordrehzahl 103 gemäß Kurve 102 noch etwas an, bis sie einen jeweiligen Wert erreichen, welcher der Vorgabe durch die Stellung 111 gemäß Kurve 110 des Fahr- oder Gaspedals entspricht.' Die Reibleistung 109 gemäß Kurve 108 steigt nach dem Zeitpunkt tg noch etwas an, da sie noch mit Schlupf arbeitet, und fällt dann mit abnehmendem Schlupf allmählich ab auf einen Wert annähernd oder gleich Null zu einem Zeitpunkt tχo, wenn die Kupplungsdrehzahl 105 gemäß Kurve 104 annähernd oder gleich groß der Motordrehzahl 103 gemäß Kurve 102 geworden ist.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem Antriebsmotor (11) , mit einer elektronischen Steuer-/Regel-Einrichtung (12) zur Regelung und/oder Steuerung des Antriebsmotors (11), mit einer automatisierten Anfahrkupplung (17) und mit einer Hillholder- Einrichtung zur Verhinderung ungewollter Bewegungen des Kraftfahrzeuges an einer Steigung, wobei zwischen der Hillholder-Einrichtung und der Steuer-/Regel- Einrichtung (12) ein Datenaustausch (28) besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in zeitlicher Umgebung der Aktivierung der Hillholder-Einrichtung die Anfahrkupplung (17) geöffnet wird und die Steuer-/Regel-Einrichtung (12) das Motordrehmoment (116, 117) bzw. die Motordrehzahl (102, 103) gegenüber einer Vorgabe (110, 111) eines Leistungsstellglieds (13) absenkt oder beibehält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Motordrehmoment (116, 117) auf ein Minimum bzw. die Motordrehzahl (102, 103) auf eine Grunddrehzahl (120) abgesenkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hillholder-Einrichtung aktiviert ist, während die Stellung (110, 111) des Leistungsstellglieds (13) unverändert bleibt oder verringert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anfahrkupplung (17), falls die Stellung (110, 111) des Leistungsstellglieds (13) einen vorgebbaren ersten Schwellwert (123) überschreitet, geschlossen und daran zeitlich folgend die Hillholder-Einrichtung, falls das Moment (106, 107) der Anfahrkupplung (17) einen vorgebbaren zweiten Schwellwert (125) überschreitet, deaktiviert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schwellwert (125) für das Moment (106, 107) der Anfahrkupplung (17) vom Neigungswinkel der Steigung abhängt .
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schwellwert (125) für das Moment (106, 107) der Anfahrkupplung (17) vergrößert wird, wenn der Neigungswinkel der Steigung groß ist, und verkleinert wird, wenn der Neigungswinkel der Steigung klein ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Leistungsstellglied (13) ein elektronisches Fahr- oder Gaspedal verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Aktivierung der Hillholder-Einrichtung eine e- lektro-hydraulische oder eine elektro-mechanische Bremsanlage (22) betätigt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektro-hydraulische oder elektro-mechanische Bremsanlage (22) auf wenigstens ein Rad (21) des Kraftfahrzeugs wirkt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende, in dieser Reihenfolge ausgeführte Verfahrensschritte:
a) Aktivieren der Hillholder-Einrichtung, wenn
i) eine Bremseinrichtung (22) des Kraftfahrzeugs nicht betätigt wird,
ii) die Anfahrkupplung (17) schleift und
iii) das Kraftfahrzeug sich nicht oder nur sehr langsam bewegt;
b) Öffnen der Anfahrkupplung (17) und gleichzeitig Absenken des Motordrehmomentes (116, 117) auf ein Minimum bzw. der Motordrehzahl (102, 103) auf eine Grunddrehzahl (120); c) Überprüfen, ob mittels des Leistungsstellglieds
(13) ein höheres Motordrehmoment (116, 117) bzw. eine höhere Motordrehzahl (102, 103) angefordert wird;
d) bei Überschreiten der Stellung (110, 111) des Leistungsstellglieds (13) eines vorgebbaren Schwellwertes (123) wird das Motordrehmoment (116, 117) bzw. die Motordrehzahl (102, 103) auf den vom Leistungsstellglied (13) vorgegebenen Wert (110) und das Moment (106, 107) der Anfahrkupplung (17) erhöht, bis das Kupplungsmoment (106, 107) in der Lage ist, die Hangabtriebskraft der Steigung zu überwinden und
e) Deaktivieren der Hillholder-Einrichtung.
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