WO2018114158A1 - Verfahren zur bestimmung der masse eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2018114158A1
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parking brake
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parking
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Axel Bloching
Horst Leichsenring
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a method for the provisional determination of the mass of a motor vehicle for controlling a starting operation from the stoppage of the motor vehicle out. Furthermore, the invention relates to a control device, which is designed to carry out the method and a corresponding computer program product.
  • DE 10 2007 015 356 A1 discloses a method by means of which a dynamic vehicle mass value is determined while the vehicle is being driven and stored in a data memory during de-initialization of the control unit. Since, during a standstill of a motor vehicle, for example a truck, its mass can change greatly as a result of loading and / or unloading, according to FIG.
  • DE 10 2007 015 356 A1 provided to determine an axle load of a rear axle of the motor vehicle during an initialization of the control unit and to determine therefrom a static vehicle mass value. Then, if the determined mass values deviate from each other by more than a predetermined tolerance range, the statically determined vehicle mass value is used as the relevant vehicle mass value for the control of the starting operation.
  • the present invention the object of a novel method for the preliminary determination of the mass of a motor vehicle imagine.
  • a corresponding control device and a computer program product for carrying out the method should be specified.
  • a method for the preliminary determination of the mass of a motor vehicle, in particular of a commercial vehicle, for controlling a starting operation from the standstill of the motor vehicle out is proposed.
  • the mass of the motor vehicle is determined as a function of inclination information of the motor vehicle or of the roadway on which the motor vehicle is located and in dependence on a force required to lay out a parking lock engaged in the stationary state of the motor vehicle.
  • the invention is based on the finding that in the locked state of the parking brake - that is, when a pawl of the parking lock is positively engaged in a tooth space of the parking lock gear - a locking element of the parking brake between the pawl and a guide plate of the parking brake is clamped to a squeezing the Locking pawl from a tooth gap of the parking brake wheel to prevent, with a voltage applied via the drive wheels of the motor vehicle output side to the transmission torque is supported on the pawl.
  • the parking brake wheel is subjected to a torque that results from a force acting on the vehicle downgrade force, which is the output side introduced into the drive train.
  • a force acting on the vehicle downgrade force which is the output side introduced into the drive train.
  • the amount of tension itself is dependent on the braking torque at the vehicle edges, which in turn is dependent on the slope force.
  • the downhill power itself depends on the roadway inclination and the vehicle weight.
  • the inclination information can be obtained, for example, via a sensor device which can be designed, for example, as an inclination sensor arranged on the vehicle side or as an acceleration sensor arranged on the vehicle side.
  • the inclination information can be obtained via a navigation device, where position data of the motor vehicle can be determined and compared with map data stored in the navigation device, such as terrain or topography data, in order to determine in which incline the motor vehicle is currently located.
  • the vehicle mass can be determined.
  • the engagement and disengagement of the parking brake usually takes place as a function of a corresponding driver request specification, wherein the driver, for example, adjusts a selector lever into a corresponding selector lever position for this purpose.
  • the laying out of the parking lock can be detected, for example, by means of a parking lock sensor.
  • the inventive method for the preliminary determination of the vehicle mass can be reliably determined whether the vehicle mass of the motor vehicle, in particular a truck, has changed during a vehicle standstill by, for example, loading or unloading.
  • provisional vehicle mass it is finally possible to control the starting process after laying out the parking brake more accurate, since, for example, a starting gear can be selected more accurately.
  • a more accurate determination of a starting gear shifts are avoided when starting, which on the one hand reduces the wear and on the other hand, the ride comfort is increased.
  • statically determined vehicle mass value is determined by a dynamic start ascertained during the drive Vehicle mass value is adjusted or overwritten.
  • the mass of the motor vehicle is determined as a function of the force required to disengage the parking brake of the motor vehicle, it can be provided that the vehicle mass is determined at each disengagement of the parking lock, whereby the appropriate starting gear can be determined for each starting operation or the appropriate shift characteristic curves or characteristic maps are determinable. Alternatively it can be provided that the vehicle mass is determined after a restart of the motor vehicle or during an initialization of the control device, for example a transmission control device. The duration of a stoppage phase of the motor vehicle can also be taken into account and the determination of the vehicle mass can only be carried out if the stoppage phase of the motor vehicle exceeds a predefinable time limit. is permanent.
  • a Parksperrenaktuator for actuating the parking brake for example, be designed as a piston-cylinder unit, which is acted upon to interpret the parking brake with a pressure medium.
  • the piston-cylinder unit may in this case be designed as a hydraulic or pneumatic piston-cylinder unit and accordingly acted upon by a hydraulic or pneumatic pressure medium, wherein a piston arranged displaceably in a housing-fixed cylinder is pressurized in order to disengage the parking brake.
  • pneumatic or hydraulic pressure known to be determined by the pressurized piston surface required for laying out the parking brake force.
  • the piston-cylinder unit can be acted upon, for example, with a target pressure preset, which is increased in steps or ramps.
  • a target pressure preset which is increased in steps or ramps.
  • the increments of the target pressure specification are selected to be low, since thereby the pressure required for laying out the parking brake and thus the force required to disengage the parking brake can be determined more accurately. Consequently, the vehicle mass can be determined more accurately.
  • the piston-cylinder unit may be provided with a ramp-shaped desired pressure specification. As a result, the force required for laying out the parking brake and thus also the vehicle mass can be determined even more accurately. This makes it possible to control the starting even more accurate, since an even more accurate initialization of the mass of the motor vehicle by a more accurate estimate of the vehicle mass is possible.
  • the parking lock actuator may be designed as an electric actuator.
  • the force produced by means of an electric actuator The parking lock mechanism is proportional to the current and can be controlled very accurately. Over the current with which the electric actuator is driven, can thus be shot very precisely to the force required to lay out the parking brake, which also allows an accurate estimation of the vehicle mass is possible.
  • the invention further relates to a control device which is designed to carry out the method according to the invention.
  • the control device comprises means which serve to carry out the method according to the invention.
  • These resources are hardware resources and software resources.
  • the hardware-side means are data interfaces in order to exchange data with the assemblies of the drive train involved in carrying out the method according to the invention.
  • the control unit is also connected with necessary sensors and, if necessary, also with other control devices, for example a navigation device, in order to record the decision-relevant data or to forward control commands.
  • An inclination sensor or an acceleration sensor for detecting a current road gradient, in which the motor vehicle is located can be integrated in the control device, for example.
  • the control unit can be designed for example as a transmission control unit.
  • the hardware-side means of the control device is also a processor for data processing and possibly a memory for data storage.
  • the software resources are program modules for carrying out the method according to the invention.
  • the solution according to the invention can also be embodied as a computer program product which, when running on a processor of a control unit, instructs the processor by software to carry out the associated process steps according to the invention.
  • a computer-readable medium is the subject of the invention, on which a computer program product described above is stored retrievably.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a parking brake of a motor vehicle
  • FIG. 2 shows a first pressure curve for actuating a parking lock actuator
  • Fig. 3 shows a second pressure profile for driving a Parksperrenaktuators.
  • the parking lock shown in Fig. 1 for a motor vehicle comprises a pawl 1, which engages in a not shown here output of a transmission not shown here parking lock gear or disengages, and on a connecting rod 4 to an example designed as a parking disc actuating disc 7 axially displaceably arranged locking element 3, which is exemplified here as a locking cone.
  • the blocking element 3 could also be realized via corresponding roller elements.
  • the locking element 3 In the locked state of the parking brake - that is, when the pawl 1 is positively engaged in a tooth space of the parking lock gear - the locking element 3 is clamped between the pawl 1 and connected to a housing of the transmission not shown here guide plate 2 to a pressing out of the To prevent pawl 1 from a tooth gap of the parking lock gear.
  • the locking cone 3 is spring-loaded on the connecting rod 4 via a spring element 5 which is embodied here by way of example as a helical spring and is prestressed in the axial direction.
  • a stop 6 is arranged on the Kirsstrange 4, against which the coil spring 5 is axially supported and in this way biases the locking cone 3 in the axial direction against pawl 1 and guide plate 2.
  • the pawl 1 When inserting the parking brake, the pawl 1 is pressed over the locking element 3 against the Parksperrenrad. Meets the pawl 1 in this case on a tooth gap, then it locks and locks the output. If the pawl 1, however, hits a tooth of the parking lock gear, then it is biased by the spring element 5, so that upon rotation of the output, the pawl 1 engages with the aid of the biasing force in the next tooth gap of the parking lock gear.
  • the parking disc 7 is connected to a Parksperrenaktuator 8 in conjunction, which is formed as shown in FIG. 1 as a piston-cylinder unit.
  • the parking lock actuator 8 is pressurized.
  • the piston-cylinder unit may in this case be designed as a hydraulic or pneumatic piston-cylinder unit and accordingly acted upon by a hydraulic or pneumatic pressure medium.
  • a solenoid valve 12 pressure from a pressure medium supply line 13 into a cylinder 9 of the Parksperrenaktuators 8, whereby a piston 10 of the Parksperrenaktuators 8 axially displaced in the cylinder 9 and the parking disc 7 and the connecting rod 4 with the piston rod of the Parksperrenaktuators 8 related locking element 3 between the pawl 1 and the guide plate 2 is pulled out.
  • the Parksperrenaktuator 8 and the piston 10 of the Parksperrenaktuators is biased by a spring element in a locked position, whereby the parking brake is adjusted at a pressure failure in the inserted position and thereby a transmission output shaft is blocked.
  • the spring element for biasing the parking brake for example, be designed as a compression spring 1 1, which is arranged in the cylinder 9 of the Parksperrenaktuators 8 and exerts a corresponding force on the piston 10 of the Parksperrenaktuators 8. Alternatively or in addition to the spring element 1 1 shown in FIG.
  • the bias of the parking brake can also be effected by a biased leg spring, not shown here, on the parking disc 7, via which the piston 10 of the parking lock actuator. Gate 8 in the direction of "parking" adjusted and the parking brake is engaged.
  • These torsion springs for biasing a parking brake are well known.
  • the solenoid valve 12 is in communication with a control unit 16 and is controlled in response to a selector lever position P, R, N, D. If the selector lever is in the selector lever position R, N or D, the solenoid valve 12 is energized and the parking lock actuator 8 is pressurized, resulting in disengagement of the parking brake. In the position P of the selector lever, however, the solenoid valve 12 is not energized and the parking brake is engaged via the blocking element 3.
  • a torsional moment present in the parking lock wheel via the teeth between the parking lock wheel and the pawl 1, causes the pawl 1 to press the locking element 3.
  • the greater the torsional moment the greater is the force acting on the blocking element 3 and the greater the force required for laying out the parking brake or the pressure required in the parking lock actuator 8 to disengage the parking brake.
  • the current inclination of the motor vehicle or of the roadway on which the motor vehicle is located is determined by a device for determining the inclination. is true, which may be formed for example as a tilt sensor, acceleration sensor or as a navigation device.
  • the vehicle mass can consequently be determined via the force required to disengage the parking brake, which is in relation to the downhill power, and the inclination information of the motor vehicle or the roadway on which the motor vehicle is located.
  • Fig. 2 shows a first course of a target pressure specification for controlling the trained as a piston-cylinder unit Parksperrenaktuators 8 when the parking brake is to be designed. If the selector lever is moved out of the selector lever position P into another selector lever position R, N or D, the solenoid valve 12 is energized via the control unit 16 and the parking lock actuator 8 is supplied with a pressure in accordance with the desired pressure preset.
  • the piston 10 of the parking lock actuator 8 is acted upon for a first predefinable time t1 with a first pressure value p s tart, which is required to design the parking lock securely when the motor vehicle is in a plane and is not loaded.
  • This pressure value is significantly lower than a maximum pressure value p max . and may for example be in a range between 3 bar and 5 bar.
  • the time duration ti can be dimensioned, for example, such that the pressure can build up in the cylinder 9 of the parking lock actuator 8 in accordance with the desired pressure preset.
  • the pressure ramp can be implemented, for example, via a gradient specification or via a target value specification.
  • the increase of the target pressure specification according to the pressure ramp now takes place until the parking brake has been designed or a maximum pressure value p ma x has been reached.
  • the laying out of the parking lock can be detected by means of a parking lock sensor.
  • the maximum pressure value p ma x is preferably dimensioned such that it is used for interpretation. sufficient parking brake, when the motor vehicle is fully loaded and is in a slope greater than 15%.
  • the maximum pressure value p ma x can be, for example, in a range between 15 bar and 18 bar.
  • the pressure required for laying out the parking brake and thus the force required to disengage the parking brake can be determined very accurately. Consequently, the vehicle mass can be determined relatively accurately, which is suitable for a starting the appropriate starting gear or the appropriate shift characteristic is selected.
  • Fig. 3 shows a second course of a target pressure specification for controlling the trained as a piston-cylinder unit Parksperrenaktuators when the parking brake is to be designed. If the selector lever is moved out of the selector lever position P into another selector lever position R, N or D, then the solenoid valve 12 is also energized via the control unit 16 and the parking brake actuator 8 is supplied with a pressure in accordance with the desired pressure preset.
  • the target pressure specification here has no ramp-shaped course, but rather the target pressure is increased stepwise here.
  • the piston 10 of the Parksperrenaktuators 8 is applied for a first predetermined time t 3 with a first pressure value pstart, which is required to interpret the parking lock safely when the motor vehicle is in a plane and is not loaded.
  • This pressure value is significantly lower than a maximum pressure value p ma x and can be, for example, in a range between 3 bar and 5 bar.
  • the time duration t3 can be dimensioned, for example, such that the pressure can build up in the cylinder 9 of the parking lock actuator 8 in accordance with the desired pressure preset.
  • the pressure in the cylinder 9 is gradually increased until the Parking lock designed or a maximum pressure value pmax was reached.
  • p sta rt and the maximum pressure value p ma pressure values P2 x lying, p n are in turn over a predetermined period of time t 4, t 5 maintained to a disengagement of the parking lock in these To allow target pressure specifications.
  • the maximum pressure value p ma x is preferably dimensioned such that this is sufficient for laying out the parking brake when the motor vehicle is fully loaded and is in a gradient greater than 15%.
  • the maximum pressure value p ma x can be, for example, in a range between 15 bar and 18 bar.
  • increments of the setpoint pressure specification pstan-P2, P2-Pn are selected to be low.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vorläufigen Bestimmung der Masse eines Kraftfahrzeugs zur Steuerung eines Anfahrvorgangs aus dem Stillstand des Kraftfahrzeugs heraus. Es ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit einer Neigungsinformation des Kraftfahrzeugs oder der Fahrbahn auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet und in Abhängigkeit einer zum Auslegen einer in dem Stillstand des Kraftfahrzeugs eingelegten Parksperre benötigten Kraft, die Masse des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.

Description

Verfahren zur Bestimmung der Masse eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur vorläufigen Bestimmung der Masse eines Kraftfahrzeugs zur Steuerung eines Anfahrvorgangs aus dem Stillstand des Kraftfahrzeugs heraus. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät, welches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Zur optimalen Steuerung eines Anfahrvorgangs für ein Kraftfahrzeug aus dem Stillstand desselben heraus ist es erforderlich, die Masse des Kraftfahrzeugs zu kennen. Dies ist insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit stark schwankender Fahrzeugmasse von Bedeutung, so zum Beispiel bei Nutzfahrzeugen wie zum Beispiel Lastkraftwagen. Nur dann, wenn die Fahrzeugmasse des Kraftfahrzeugs bekannt ist, kann ein Anfahrgang korrekt gewählt werden.
Da Kraftfahrzeuge, wie zum Beispiel Nutzfahrzeuge, in der Regel keinen Sensor aufweisen, mithilfe dessen die Fahrzeugmasse messtechnisch erfasst werden kann, ist es erforderlich die Fahrzeugmasse rechnerisch zu ermitteln. So ist aus der DE 10 2007 015 356 A1 ein Verfahren bekannt, mithilfe dessen während der Fahrt ein dynamischer Fahrzeug-Massewert ermittelt und bei Deinitialisierung des Steuergeräts in einem Datenspeicher abgespeichert wird. Da sich während eines Stillstands eines Kraftfahrzeugs, zum Beispiel eines Lastkraftwagens, die Masse desselben durch Beladung und/oder Entladung stark ändern kann, ist gemäß der
DE 10 2007 015 356 A1 vorgesehen, bei einer Initialisierung des Steuergeräts eine Achslast einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und daraus einen statischen Fahrzeug-Massewert zu ermitteln. Dann, wenn die ermittelten Massewerte um mehr als einen vorbestimmten Toleranzbereich voneinander abweichen, wird der statisch ermittelte Fahrzeug-Massewert als relevanter Fahrzeug-Massewert für die Steuerung des Anfahrvorgangs verwendet.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur vorläufigen Bestimmung der Masse eines Kraftfahrzeugs vorzustellen. Zudem sollen ein entsprechendes Steuergerät und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung dieser Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen. Ein Steuergerät sowie ein Computerprogrammprodukt sind zudem Gegenstand der weiteren unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur vorläufigen Bestimmung der Masse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, zur Steuerung eines Anfahrvorgangs aus dem Stillstand des Kraftfahrzeugs heraus vorgeschlagen.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit einer Neigungsinformation des Kraftfahrzeugs oder der Fahrbahn auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet und in Abhängigkeit einer zum Auslegen einer in dem Stillstand des Kraftfahrzeugs eingelegten Parksperre benötigten Kraft, die Masse des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im gesperrten Zustand der Parksperre - also dann, wenn eine Sperrklinke der Parksperre formschlüssig in eine Zahnlücke des Parksperrenrades eingerastet ist - ein Sperrelement der Parksperre zwischen der Sperrklinke und einer Führungsplatte der Parksperre eingeklemmt ist, um ein Herausdrücken der Sperrklinke aus einer Zahnlücke des Parksperren rades zu verhindern, wobei ein über die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs abtriebsseitig an dem Getriebe anliegendes Drehmoment an der Sperrklinke abgestützt wird.
Wird das Fahrzeug in einer Neigung, also einer Steigung oder einem Gefälle, abgestellt, dann wird das Parksperren rad mit einem Drehmoment beaufschlagt, das sich aus einer auf das Fahrzeug wirkenden Hangabtriebskraft ergibt, welche abtriebsseitig in den Antriebsstrang eingeleitet wird. Durch das Blockieren der Getriebeabtriebswelle über die Parksperre wird der Antriebsstrang zwischen den Antriebsrädern und der Parksperre verspannt, wobei die Verspannung des Antriebsstrangs bei steigender Fahrbahnneigung steigt.
Die Höhe der Verspannung selbst ist von dem Bremsmoment an den Fahrzeugrändern abhängig, welches wiederum abhängig von der Hangabtriebskraft ist. Die Hangabtriebskraft selbst ist abhängig von der Fahrbahnneigung und dem Fahrzeuggewicht.
Durch die Verspannung im Antriebsstrang liegt ein Torsionsmoment im Parksperrenrad vor, welches über die Verzahnung zwischen Parksperrenrad und Sperrklinke eine die Sperrklinke auf das Sperrelement drückende Kraft bewirkt. Je größer das Torsionsmoment ist, desto größer ist die auf das Sperrelement wirkende Kraft und desto größer ist folglich auch die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft.
Die zum Auslegen der in dem Stillstand des Kraftfahrzeugs eingelegten Parksperre benötigte Kraft steht somit in Relation mit der auf das Kraftfahrzeug wirkenden Hangabtriebskraft. Folglich kann über die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft auf die Hangabtriebskraft geschlossen werden.
Zur vorläufigen Bestimmung der Fahrzeugmasse wird schließlich noch eine Information über die Neigung des Kraftfahrzeugs oder der Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, benötigt. Die Neigungsinformation kann beispielsweise über eine Sensoreinrichtung gewonnen werden, welche beispielsweise als fahrzeugseitig angeordneter Neigungssensor oder als fahrzeugseitig angeordneter Beschleunigungssensor ausgebildet sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Neigungsinformation über eine Navigationseinrichtung gewonnen werden, wobei Positionsdaten des Kraftfahrzeugs ermittelt und mit in der Navigationseinrichtung hinterlegten Kartendaten, wie Gelände- oder Topographiedaten, verglichen werden können, um zu ermitteln in welcher Neigung sich das Kraftfahrzeug aktuell befindet.
Da die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft, welche in Relation zu der Hangabtriebskraft steht, und die Neigung des Kraftfahrzeugs oder der Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, bekannt sind, kann folglich die Fahrzeugmasse bestimmt werden.
Das Ein- und Auslegen der Parksperre erfolgt üblicherweise in Abhängigkeit einer entsprechenden Fahrerwunschvorgabe, wobei der Fahrer hierzu beispielsweise einen Wählhebel in eine entsprechende Wählhebelposition verstellt. Das Auslegen der Parksperre kann zum Beispiel mittels eines Parksperrensensors erfasst werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur vorläufigen Bestimmung der Fahrzeugmasse kann zuverlässig ermittelt werden, ob sich die Fahrzeugmasse des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, während eines Fahrzeugstillstands durch beispielsweise Beladung oder Entladung geändert hat. Durch die so bestimmte vorläufige Fahrzeugmasse ist es schließlich möglich, den Anfahrvorgang nach einem Auslegen der Parksperre genauer zu steuern, da beispielsweise ein Anfahrgang genauer gewählt werden kann. Durch eine genauere Bestimmung eines Anfahrgangs werden Gangwechsel beim Anfahren vermieden, wodurch einerseits der Verschleiß verringert und andererseits der Fahrkomfort erhöht wird. Da ein während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs ermittelter Fahrzeug-Massewert genauer ist, als der über das erfindungsgemäße Verfahren statisch ermittelte Fahrzeug-Massewert, kann in vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der statisch ermittelte Fahrzeug-Massewert nach einem durchgeführten Anfahrvorgang durch einen während der Fahrt ermittelten dynamischen Fahrzeug-Massewert angepasst bzw. überschrieben wird.
Da die Masse des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der zum Auslegen der Parksperre des Kraftfahrzeugs benötigten Kraft ermittelt wird, kann vorgesehen sein, dass die Fahrzeugmasse bei jedem Auslegen der Parksperre ermittelt wird, womit für jeden Anfahrvorgang der passende Anfahrgang bestimmbar ist bzw. die passenden Schaltkennlinien oder Kennfelder bestimmbar sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Fahrzeugmasse nach einem Neustart des Kraftfahrzeugs bzw. bei einer Initialisierung des Steuergeräts, beispielsweise eines Getriebesteuergeräts, ermittelt wird. Auch kann die Zeitdauer einer Stillstandsphase des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden und die Ermittlung der Fahrzeugmasse lediglich dann durchgeführt werden, wenn die Stillstandsphase des Kraftfahrzeugs größer als eine vorgebbare Zeit- dauer ist. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass für das Be- bzw. Entladen eines Kraftfahrzeugs eine gewisse Zeit benötigt wird, wobei dann, wenn die vorgebbare Zeitdauer nicht überschritten wurde, davon ausgegangen wird, dass kein Be- oder Entladevorgang stattgefunden hat und die Fahrzeugmasse folglich nicht neu bestimmt werden muss.
Ein Parksperrenaktuator zum Betätigen der Parksperre kann beispielsweise als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet sein, welche zum Auslegen der Parksperre mit einem Druckmedium beaufschlagt wird. Die Kolben-Zylinder-Einheit kann hierbei als hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet sein und demgemäß mit einem hydraulischen oder pneumatischen Druckmedium beaufschlagt werden, wobei zum Auslegen der Parksperre ein in einem gehäusefesten Zylinder verschiebbar angeordneter Kolben mit Druck beaufschlagt wird. In Abhängigkeit des zum Auslegen der Parksperre benötigten pneumatischen oder hydraulischen Drucks kann bekanntermaßen über die druckbeaufschlagte Kolbenfläche die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft bestimmt werden.
Die Kolben-Zylinder-Einheit kann beispielsweise mit einer Solldruckvorgabe beaufschlagt werden, die stufenförmig oder rampenförmig erhöht wird. Bei einer sich stufenförmig erhöhenden Solldruckvorgabe ist es vorteilhaft, wenn die Stufensprünge der Solldruckvorgabe gering gewählt werden, da dadurch der zum Auslegen der Parksperre benötigte Druck und somit die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft genauer bestimmt werden kann. Folglich kann auch die Fahrzeugmasse genauer ermittelt werden. Für eine noch präzisere Ermittlung des zum Auslegen der Parksperre benötigten Drucks kann vorgesehen sein, die Kolben-Zylinder-Einheit mit einer rampenförmigen Solldruckvorgabe zu beaufschlagen. Dadurch kann die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft und somit auch die Fahrzeugmasse noch genauer ermittelt werden. Dadurch ist es möglich, den Anfahrvorgang noch genauer zu steuern, da eine noch exaktere Initialisierung der Masse des Kraftfahrzeugs durch eine exaktere Abschätzung der Fahrzeugmasse möglich ist.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Parksperrenaktuator als elektrischer Aktuator ausgebildet sein. Die mittels eines elektrischen Aktuators bewirkte Kraft auf den Parksperrenmechanismus ist proportional zur Stromstärke und kann sehr genau geregelt werden. Über der Stromstärke mit welcher der elektrische Aktuator angesteuert wird, kann somit sehr genau auf die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft geschossen werden, wodurch ebenfalls eine genaue Abschätzung der Fahrzeugmasse möglich ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Das Steuergerät umfasst Mittel, die der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Bei diesen Mitteln handelt es sich um hardwareseitige Mittel und um softwareseitige Mittel. Bei den hardwareseitigen Mitteln handelt es sich um Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen des Antriebsstranges Daten auszutauschen. Das Steuergerät ist hierzu auch mit notwendigen Sensoren sowie soweit notwendig auch mit anderen Steuergeräten, beispielsweise einer Navigationseinrichtung verbunden, um die entscheidungsrelevanten Daten aufzunehmen bzw. Steuerbefehle weiterzuleiten. Ein Neigungssensor bzw. ein Beschleunigungssensor zur Erfassung einer aktuellen Fahrbahnsteigung, in welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, kann beispielsweise in dem Steuergerät integriert sein. Das Steuergerät kann beispielsweise als Getriebesteuergerät ausgebildet sein. Bei den hardwareseitigen Mitteln des Steuergeräts handelt es sich ferner um einen Prozessor zur Datenverarbeitung und ggf. um einen Speicher zur Datenspeicherung. Bei den softwareseitigen Mitteln handelt es sich um Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die erfindungsgemäße Lösung lässt sich auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches wenn es auf einem Prozessor eines Steuergeräts läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten erfindungsgegenständlichen Verfahrensschritte durchzuführen. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespeichert ist.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten Ansprüche oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es erge- ben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Parksperre eines Kraftfahrzeugs;
Fig. 2 einen ersten Druckverlauf zur Ansteuerung eines Parksperrenaktuators; und
Fig. 3 einen zweiten Druckverlauf zur Ansteuerung eines Parksperrenaktuators.
Die in Fig. 1 gezeigte Parksperre für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Sperrklinke 1 , die in ein mit einem hier nicht dargestellten Abtrieb eines Getriebes verbundenes hier nicht näher dargestelltes Parksperrenrad ein- oder ausrastet, sowie ein auf einer Verbindungsstange 4 zu einer beispielhaft als Parkscheibe ausgebildete Betätigungsscheibe 7 axial verschiebbar angeordnetes Sperrelement 3, welches hier beispielhaft als Sperrkegel ausgebildet ist. Das Sperrelement 3 könnte jedoch auch über entsprechende Rollenelemente realisiert werden. Im gesperrten Zustand der Parksperre - also dann, wenn die Sperrklinke 1 formschlüssig in eine Zahnlücke des Parksperrenrades eingerastet ist - ist das Sperrelement 3 zwischen der Sperrklinke 1 und einer mit einem hier nicht näher dargestellten Gehäuse des Getriebes verbundenen Führungsplatte 2 eingeklemmt, um ein Herausdrücken der Sperrklinke 1 aus einer Zahnlücke des Parksperrenrades zu verhindern. Dabei ist der Sperrkegel 3 auf der Verbindungsstange 4 über ein hier beispielhaft als Schraubenfeder ausgebildetes Federelement 5 angefedert und in axialer Richtung vorgespannt. Hierzu ist auf der Verbindungsstrange 4 ein Anschlag 6 angeordnet, gegen den sich die Schraubenfeder 5 axial abstützt und auf diese Weise den Sperrkegel 3 in axialer Richtung gegen Sperrklinke 1 und Führungsplatte 2 vorspannt. Beim Einlegen der Parksperre wird die Sperrklinke 1 über das Sperrelement 3 gegen das Parksperrenrad gedrückt. Trifft die Sperrklinke 1 hierbei auf eine Zahnlücke, dann rastet sie ein und verriegelt den Abtrieb. Trifft die Sperrklinke 1 hingegen auf einen Zahn des Parksperrenrades, dann wird sie durch das Federelement 5 vorgespannt, sodass bei einer Drehung des Abtriebs die Sperrklinke 1 mithilfe der Vorspannkraft in die nächste Zahnlücke des Parksperrenrades einrastet.
Die Parkscheibe 7 steht mit einem Parksperrenaktuator 8 in Verbindung, welcher gemäß der Fig. 1 als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist. Zum Auslegen der Parksperre wird der Parksperrenaktuator 8 mit Druck beaufschlagt. Die Kolben- Zylinder-Einheit kann hierbei als hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder- Einheit ausgebildet sein und demgemäß mit einem hydraulischen oder pneumatischen Druckmedium beaufschlagt werden.
Hierzu wird über ein Magnetventil 12 gesteuert, Druck aus einer Druckmittelzufuhrleitung 13 in einen Zylinder 9 des Parksperrenaktuators 8 geführt, wodurch ein Kolben 10 des Parksperrenaktuators 8 in dem Zylinder 9 axial verschoben und das über die Parkscheibe 7 und die Verbindungsstange 4 mit der Kolbenstange des Parksperrenaktuators 8 in Verbindung stehende Sperrelement 3 zwischen der Sperrklinke 1 und der Führungsplatte 2 herausgezogen wird.
Zum Einlegen der Parksperre wird über das Magnetventil 12 der Druck zum Zylinder 9 abgeschaltet und der Zylinderraum über eine Abflussleitung 14 in eine Druckmittelsenke 15 entlüftet. Der Parksperrenaktuator 8 bzw. der Kolben 10 des Parksperrenaktuators ist mittels eines Federelements in einer Sperrposition vorgespannt, wodurch die Parksperre bei einem Druckausfall in die eingelegte Position verstellt und dadurch eine Getriebeabtriebswelle blockiert wird. Das Federelement zum Vorspannen der Parksperre kann beispielsweise als Druckfeder 1 1 ausgebildet sein, welche in dem Zylinder 9 des Parksperrenaktuators 8 angeordnet ist und eine entsprechende Kraft auf den Kolben 10 des Parksperrenaktuators 8 ausübt. Alternativ oder zusätzlich zu dem in der Fig. 1 gezeigten Federelement 1 1 kann die Vorspannung der Parksperre auch durch eine hier nicht dargestellte vorgespannte Schenkelfeder an der Parkscheibe 7 erfolgen, über die der Kolben 10 des Parksperrenaktua- tors 8 in Richtung„Parken" verstellt und die Parksperre eingelegt wird. Solche Schenkelfedern zur Vorspannung einer Parksperre sind hinlänglich bekannt.
Das Magnetventil 12 steht mit einem Steuergerät 16 in Verbindung und wird in Abhängigkeit von einer Wählhebelposition P, R, N, D angesteuert. Befindet sich der Wählhebel in der Wählhebelposition R, N oder D so wird das Magnetventil 12 bestromt und der Parksperrenaktuator 8 mit Druck beaufschlagt, was zum Auslegen der Parksperre führt. In der Position P des Wählhebels hingegen wird das Magnetventil 12 nicht bestromt und die Parksperre wird über das Sperrelement 3 eingelegt.
Im eingelegten Zustand der Parksperre - also dann, wenn die Sperrklinke 1 formschlüssig in eine Zahnlücke des Parksperrenrades eingerastet ist - ist das Sperrelement 3 der Parksperre zwischen der Sperrklinke 1 und einer Führungsplatte 2 der Parksperre eingeklemmt, wobei ein über die Antriebsräder abtriebsseitig an dem Getriebe anliegendes Drehmoment an der Sperrklinke 1 abgestützt und der Antriebsstrang dadurch verspannt wird.
Ein dadurch vorliegendes Torsionsmoment im Parksperrenrad, bewirkt über die Verzahnung zwischen Parksperrenrad und Sperrklinke 1 eine die Sperrklinke 1 auf das Sperrelement 3 drückende Kraft. Je größer das Torsionsmoment ist, desto größer ist die auf das Sperrelement 3 wirkende Kraft und desto größer ist folglich auch die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft bzw. der zum Auslegen der Parksperre benötigte Druck in dem Parksperrenaktuator 8.
Da die zum Auslegen der in dem Stillstand des Kraftfahrzeugs eingelegten Parksperre benötigte Kraft in Relation mit der auf das Kraftfahrzeug wirkenden Hangabtriebskraft steht kann folglich über die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft auf die Hangabtriebskraft geschlossen werden.
Die aktuelle Neigung des Kraftfahrzeugs oder der Fahrbahn auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet wird über eine Einrichtung zur Ermittlung der Neigung be- stimmt, welche beispielsweise als Neigungssensor, Beschleunigungssensor oder als Navigationseinrichtung ausgebildet sein.
Über die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft, welche in Relation zu der Hangabtriebskraft steht, und die Neigungsinformation des Kraftfahrzeugs oder der Fahrbahn auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, kann folglich die Fahrzeugmasse bestimmt werden.
Fig. 2 zeigt einen ersten Verlauf einer Solldruckvorgabe zur Ansteuerung des als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Parksperrenaktuators 8, wenn die Parksperre ausgelegt werden soll. Wird der Wählhebel aus der Wählhebelposition P heraus in eine andere Wählhebelposition R, N oder D verstellt, dann wird das Magnetventil 12 über das Steuergerät 16 bestromt und dem Parksperrenaktuator 8 wird ein Druck gemäß der Solldruckvorgabe zugeführt.
Zunächst wird der Kolben 10 des Parksperrenaktuators 8 für eine erste vorgebbare Zeitdauer t1 mit einem ersten Druckwert pstart beaufschlagt, welcher benötigt wird, um die Parksperre sicher auszulegen, wenn das Kraftfahrzeug in einer Ebene steht und nicht beladen ist. Dieser Druckwert ist deutlich geringer als ein maximaler Druckwert pmax. und kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 3 bar und 5 bar liegen. Die Zeitdauer ti kann beispielsweise so bemessen sein, dass sich der Druck gemäß Solldruckvorgabe in dem Zylinder 9 des Parksperrenaktuators 8 aufbauen kann. Falls der in dem Zylinder 9 des Parksperrenaktuators 8 aufgebaute und auf den Kolben 10 wirkende Druck nicht ausreicht, das Sperrelement 3 zwischen der Sperrklinke 1 und der Führungsplatte 2 herauszuziehen, dann wird gemäß der Solldruckvorgabe der Druck in dem Zylinder 9 über eine zweite Zeitdauer \2 rampenförmig erhöht. Die Druckrampe kann beispielsweise über eine Gradientenvorgabe oder über eine Zielwertvorgabe umgesetzt werden.
Die Erhöhung der Solldruckvorgabe gemäß der Druckrampe erfolgt nun solange, bis die Parksperre ausgelegt oder ein maximaler Druckwert pmax erreicht wurde. Das Auslegen der Parksperre kann mittels eines Parksperrensensors erfasst werden. Der maximale Druckwert pmax ist vorzugsweise derart bemessen, dass dieser zum Ausle- gen der Parksperre ausreicht, wenn das Kraftfahrzeug voll beladen ist und in einer Steigung größer 15 % steht. Der maximale Druckwert pmax kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 15 bar und 18 bar liegen.
Durch die rampenförmige Solldruckvorgabe kann der zum Auslegen der Parksperre benötigte Druck und somit die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft sehr genau bestimmt werden. Folglich kann auch die Fahrzeugmasse relativ genau ermittelt werden, wodurch für einen Anfahrvorgang der passende Anfahrgang bzw. die passende Schaltkennlinie auswählbar ist.
Fig. 3 zeigt einen zweiten Verlauf einer Solldruckvorgabe zur Ansteuerung des als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Parksperrenaktuators, wenn die Parksperre ausgelegt werden soll. Wird der Wählhebel aus der Wählhebelposition P heraus in eine andere Wählhebelposition R, N oder D verstellt, dann wird auch hier das Magnetventil 12 über das Steuergerät 16 bestromt und dem Parksperrenaktuator 8 wird ein Druck gemäß der Solldruckvorgabe zugeführt.
Die Solldruckvorgabe weist hier jedoch keinen rampenförmigen Verlauf auf, vielmehr wird der Solldruck hier stufenweise erhöht. Zunächst wird der Kolben 10 des Parksperrenaktuators 8 für eine erste vorgebbare Zeitdauer t3 mit einem ersten Druckwert pstart beaufschlagt, welcher benötigt wird, um die Parksperre sicher auszulegen, wenn das Kraftfahrzeug in einer Ebene steht und nicht beladen ist. Dieser Druckwert ist deutlich geringer als ein maximaler Druckwert pmax und kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 3 bar und 5 bar liegen. Die Zeitdauer t3 kann beispielsweise so bemessen sein, dass sich der Druck gemäß Solldruckvorgabe in dem Zylinder 9 des Parksperrenaktuators 8 aufbauen kann. Falls der in dem Zylinder 9 des Parksperrenaktuators 8 aufgebaute und auf den Kolben 10 wirkende Druck nicht ausreicht, das Sperrelement 3 zwischen der Sperrklinke 1 und der Führungsplatte 2 herauszuziehen, dann wird gemäß der Solldruckvorgabe der Druck in dem Zylinder 9 solange stufenweise erhöht, bis die Parksperre ausgelegt oder ein maximaler Druckwert pmax erreicht wurde. Die zwischen dem ersten Druckwert pstart und dem maximalen Druckwert pmax liegenden Druckwerte P2, pn werden wiederum über eine vorgebbare Zeitdauer t4, t5 aufrechterhalten, um ein Auslegen der Parksperre bei diesen Solldruckvorgaben zu ermöglichen. Der maximale Druckwert pmax ist vorzugsweise derart bemessen, dass dieser zum Auslegen der Parksperre ausreicht, wenn das Kraftfahrzeug voll beladen ist und in einer Steigung größer 15 % steht. Der maximale Druckwert pmax kann auch hier beispielsweise in einem Bereich zwischen 15 bar und 18 bar liegen.
Bei einer sich stufenweise erhöhenden Solldruckvorgabe ist es vorteilhaft, wenn die Stufensprünge der Solldruckvorgabe pstan - P2, P2 - Pn gering gewählt werden. Je geringer die Stufensprünge pstan - P2, P2 - Pn der Solldruckvorgabe gewählt werden, desto genauer kann der zum Auslegen der Parksperre benötigte Druck und folglich auch die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft ermittelt werden, wodurch auch die Masse des Kraftfahrzeugs genauer bestimmbar ist.
Bezugszeichen
Sperrklinke
Führungsplatte
Sperrelement
Verbindungsstange
Federelement
Anschlag
Parkscheibe
Parksperrenaktuator
Zylinder
Kolben
Federelement
Schaltventil
Druckmittelzufuhrleitung
Abflussleitung
Druckmittelsenke
Steuergerät

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur vorläufigen Bestimmung der Masse eines Kraftfahrzeugs zur Steuerung eines Anfahrvorgangs aus dem Stillstand des Kraftfahrzeugs heraus, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer Neigungsinformation des Kraftfahrzeugs oder der Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, und in Abhängigkeit einer zum Auslegen einer in dem Stillstand des Kraftfahrzeugs eingelegten Parksperre benötigten Kraft, die Masse des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Kraftfahrzeugs bei jedem Auslegen der Parksperre, beim Auslegen der Parksperre nach einem Neustart des Kraftfahrzeugs, beim Auslegen der Parksperre bei einer Initialisierung eines Steuergeräts oder beim Auslegen der Parksperre, wenn eine Stillstandszeit des Kraftfahrzeugs eine vorgebbare Zeitdauer überschritten hat, ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildeten Parksperrenaktuator (8), welcher zum Auslegen der Parksperre mit einem Druckmedium beaufschlagt wird, die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft in Abhängigkeit des zum Auslegen der Parksperre benötigten Drucks über eine druckbeaufschlagte Kolbenfläche der Kolben-Zylinder- Einheit bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als Parksperrenaktuator (8) ausgebildete Kolben-Zylinder-Einheit mit einer stufenförmigen oder ram- penförmigen Solldruckvorgabe beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem als elektrischer Aktuator ausgebildeten Parksperrenaktuator, welcher zum Auslegen der Parksperre von einem elektrischen Strom durchflössen wird, die zum Auslegen der Parksperre benötigte Kraft in Abhängigkeit der Stromstärke bestimmt wird.
6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungsinformation des Kraftfahrzeugs oder der Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, über eine Sensoreinrichtung ermittelt wird, welche als fahrzeugseitig angeordneter Neigungssensor oder als fahrzeugseitig angeordneter Beschleunigungssensor ausgebildet ist.
7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungsinformation des Kraftfahrzeugs oder der Fahrbahn, auf welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, mittels einer Navigationseinrichtung ermittelt wird.
8. Steuergerät (16) eines Kraftfahrzeugs, das dazu eingerichtet ist, ein Verfahren zur vorläufigen Bestimmung der Masse eines Kraftfahrzeugs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
9. Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein Verfahren zur vorläufigen Bestimmung der Masse eines Kraftfahrzeugs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer oder auf einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere einem Steuergerät (16) gemäß Anspruch 8, ausgeführt wird.
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