DE102011105505A1

DE102011105505A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs am Berg

Info

Publication number: DE102011105505A1
Application number: DE102011105505A
Authority: DE
Inventors: Reuschel Michael
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2012-01-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs am Berg, wobei eine Fahrbahnneigung erfasst und verwendet wird, um einen Fahrer des Kraftfahrzeugs in einem Hillhold Modus beim Anfahren oder Fahren am Berg zu unterstützen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass im Hillhold Modus an einer Steigung ein Kupplungsmoment mit einem konstanten Wert vorgegeben wird, dessen Größe von der Fahrbahnneigung abhängt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs am Berg, wobei eine Fahrbahnneigung erfasst und verwendet wird, um einen Fahrer des Kraftfahrzeugs in einem Hillhold Modus beim Anfahren oder Fahren am Berg zu unterstützen.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 53 203 A1 ist ein Verfahren zum Hindern eines Fahrzeugs am Rückwärtswegrollen bekannt, indem automatisch ein teilweiser Eingriff der Kupplung aufrecht erhalten wird, während das Fahrzeug auf einer Neigung angehalten ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 032 853 A1 ist ein Verfahren zur Gangwechselsteuerung in Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem eine Bremssteuereinheit abhängig von einer momentanen Fahrbahnneigung einen Befehl zur Gangwechselsteuerung an eine Getriebesteuereinheit gibt. Die Bremssteuereinheit fragt von der Getriebesteuereinheit auch ein momentanes Kriechmoment ab und steuert beim Anfahren das Lösen von Radbremsen abhängig von diesem Kriechmoment. Alternativ gibt die Bremssteuereinheit der Getriebesteuereinheit ein gewünschtes Kriechmoment vor.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Betrieb eines Kraftfahrzeugs in einem Hillhold Modus beim Anfahren oder Fahren am Berg weiter zu optimieren.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs am Berg, wobei eine Fahrbahnneigung erfasst und verwendet wird, um einen Fahrer des Kraftfahrzeugs in einem Hillhold Modus beim Anfahren oder Fahren am Berg zu unterstützen, dadurch gelöst, dass im Hillhold Modus an einer Steigung ein Kupplungsmoment mit einem konstanten Wert vorgegeben wird, dessen Größe von der Fahrbahnneigung abhängt. Hillhold Modus bedeutet übersetzt Berghaltemodus. Im Hillhold Modus wird der Fahrer beim Anfahren am Berg unterstützt, wobei zum Beispiel nach einem Lösen einer Fußbremse noch für einige Zeit eine Bremswirkung aufrechterhalten wird. Danach kann dann bei automatisierten Kupplungssystemen entsprechend einer Fahrzeugreaktion das Kupplungsmoment verändert werden, um beispielsweise ein unerwünschtes Zurückrollen am Berg zu reduzieren. Bei der Fahrbahnneigung handelt es sich vorzugsweise um die Fahrbahnneigung in Längsrichtung. Als Berg wird jede Erhöhung angesehen. Als Fahrbahn wird der Untergrund bezeichnet, auf dem das Kraftfahrzeug fährt. Dabei kann es sich auch um ein Gelände handeln, das keine Fahrbahn hat. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird das Kupplungsmoment mit dem konstanten Wert bereits zu Beginn des Hillhold Modus vorgegeben, und nicht erst am Ende des Hillhold Modus oder danach. Dadurch kann der Fahrkomfort beim Anfahren am Berg deutlich verbessert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere in Kombination mit automatisierten Kupplungssystemen eingesetzt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsmoment nach dem Loslassen einer Fußbremse für eine begrenzte Zeitdauer auf dem konstanten Wert gehalten wird. Die Zeitdauer beträgt zum Beispiel einige Sekunden und fällt mit der Dauer des Hillhold Modus zusammen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Wert des Kupplungsmoments im Hillhold Modus im Betrieb durch eine Adaption verändert wird. Bei der Adaption wird zum Beispiel ein Zurückrollen des Kraftfahrzeugs nach dem Loslassen der Fußbremse bewertet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Wert des Kupplungsmoments im Hillhold Modus bei einem zu starken Rückwärtsrollen/Vorwärtsrollen des Kraftfahrzeugs um einen definierten Betrag angehoben/abgesenkt wird. Dabei wird die Fahrbahnneigung berücksichtigt. Vorgabewerte für das Anheben beziehungsweise Absenken des Kupplungsmoments können in einem Speicher eines Steuergeräts abgelegt sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Wert des Kupplungsmoments im Hillhold Modus bei zu starken Motordrehzahleinbrüchen des Kraftfahrzeugs um einen definierten Betrag abgesenkt wird. Die Motordrehzahl wird zum Beispiel mit einer bekannten Drehzahlsensoreinrichtung erfasst und in einem entsprechenden Steuergerät ausgewertet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung im Hillhold Modus mit einem Konstantmoment einer definierten Größenordnung angesteuert wird. Das Konstantmoment hat zum Beispiel einen Wert von etwa zwanzig Newtonmeter.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Phase mit einem konstanten Kupplungsmoment nach einem definierten Zeitraum durch eine Phase mit einem variablen Kupplungsmoment abgelöst wird. Das variable Kupplungsmoment kann erfindungsgemäß durch einen Algorithmus berechnet werden, welcher eine Geschwindigkeitsregelung vorsieht. Dieser Modus dient dazu, entsprechende Anforderungen nach einer definierten Kriechgeschwindigkeit umzusetzen. In dieser Phase kann das Kupplungsmoment aus Sicherheitsgründen begrenzt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsmoment nach einem definierten Zeitraum von dem konstanten Wert auf Null abgesenkt wird. Das Absenken des Kupplungsmoments nach einem definierten Zeitraum dient zum Kupplungsschutz. Dadurch kann sichergestellt werden, dass bei einem Fehler in einem Hillhold System die Kupplung nicht unnötig lange geschlossen oder angelegt bleibt. Zum Erfassen des definierten Zeitraums kann ein Zähler verwendet werden. Der definierte Zeitraum ist vorzugsweise so bemessen, dass im Normalfall keine Beeinträchtigung spürbar ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs vor dem Absenken des Kupplungsmoments auf Null im Fehlerfall auf eine Fehlfunktion hingewiesen wird. Zu diesem Zweck kann ein Pulsen der Kupplung mit einer definierten Überlagerung, zum Beispiel mit einem rechteckigen oder sinusförmigen Impuls, verwendet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorleerlaufdrehzahl im Hillhold Modus und/oder zeitlich kurz nach dem Hillhold Modus angehoben wird. Während und nach dem Verlassen des Hillhold Modus kann mit einer erhöhten Belastung eines Motors, insbesondere eines Verbrennungsmotors, des Kraftfahrzeugs gerechnet werden. Durch das Anheben der Motorleerlaufdrehzahl kann der Fahrkomfort beim Anfahren am Berg weiter verbessert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Lastvorsteuerung im Hillhold Modus und/oder zeitlich kurz nach dem Hillhold Modus erhöht wird. Dadurch kann alternativ oder zusätzlich zum Anheben der Motorleerlaufdrehzahl die erhöhte Belastung des Motors während und nach dem Verlassen des Hillhold Modus berücksichtigt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Die einzige beiliegende 1 zeigt ein kartesisches Koordinatendiagramm, in welchem zwei verschiedene Drehmomentverläufe über der Zeit aufgetragen sind.
1 zeigt ein kartesisches Koordinatendiagramm 1 mit einer x-Achse 4 und einer y-Achse 5. Auf der x-Achse 4 ist die Zeit in Sekunden aufgetragen. Auf der y-Achse 5 ist ein Drehmoment in Newtonmeter aufgetragen. In dem kartesischen Koordinatendiagramm 1 ist der Verlauf eines Motordrehmoments 8 zusammen mit dem Verlauf eines Kupplungsdrehmoments 9 über der Zeit aufgetragen.
Zu einem ersten Zeitpunkt 11, zum Beispiel nach acht Sekunden, kriecht ein Kraftfahrzeug einen Berg hinauf. Das Motordrehmoment 8 und das Kupplungsdrehmoment 9 steigen bis zu einem zweiten Zeitpunkt 12 von zum Beispiel zwölf Sekunden an. Zu dem zweiten Zeitpunkt 12 wird ein Hillhold System beispielsweise per Fußbremse aktiviert. Das Hillhold System bleibt von dem zweiten Zeitpunkt 12 bis zu einem dritten Zeitpunkt 13, von zum Beispiel fünfzehn Sekunden, in einem Hillhold Modus.
Im Hillhold Modus befindet sich das Fahrzeug in einer so genannten Hillhold Phase, in welcher nach dem Loslassen einer Fußbremse durch den Fahrer an der Steigung des Bergs die Bremskraft aufrechterhalten wird. Dabei wird gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung das Kupplungsdrehmoment 9 auf einem definierten, aber konstanten Wert gesetzt.
Der Wert dieses Konstantmoments ist dabei von der Hangsteigung oder Fahrbahnneigung abhängig. Die Hangsteigung oder Fahrbahnneigung kann zum Beispiel durch einen Neigungssensor erfasst. Ebenso ist denkbar die Hangneigung durch einen mathematischen Algorithmus zu berechnen.
Im Hillhold Modus zwischen den Zeitpunkten 12 und 13 wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Konstantmoment von circa zwanzig Newtonmeter an der Kupplung angesteuert. Zum Zeitpunkt 13 wird das Hillhold-System deaktiviert. Aufgrund des erhöhten Kupplungsmoments rollt das Fahrzeug nicht zurück. Nach dem Zeitpunkt 13 wird in den Modus mit variablen Kupplungsmoment (Geschwindigkeitsregelung) umgeschaltet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird des Konstantmoment an der Kupplung beim Fahren am Berg durch eine Adaption im Betrieb verändert. Bei der Adaption wird beispielsweise ein Zurückrollen oder Vorwärtsrollen des Fahrzeugs nach einem Loslassen der Fußbremse am Berg bewertet.
Bei einem zu starken Zurückrollen wird das konstante Kupplungsmoment in der Hillhold Phase um einen definierten Betrag angehoben. Findet ein zu starkes Vorwärtsanrollen statt, wird das konstante Kupplungsmoment in der Hillhold Phase um einen definierten Betrag abgesenkt. Ebenso wird bei zu starken Motordrehzahleinbrüchen während der Hillhold Phase das vorgegebene konstante Kupplungsmoment um einen definierten Betrag abgesenkt.
Um sicherzustellen, dass bei einem Fehler im Hillhold-System die Kupplung nicht unnötig lange angelegt oder geschlossen bleibt, wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Zähler in das Kraftfahrzeug eingebaut, der nach einer definierten Zeit das konstante Kupplungsmoment auf Null reduziert. Die Zeitspanne ist dabei vorzugsweise so bemessen, dass im Normalfall keine Beeinträchtigung spürbar ist. Gemäß einem weiteren Aspekt wird in einem Fehlerfall vor dem Abbau des konstanten Kupplungsmoments der Fahrer auf eine Fehlfunktion hingewiesen, zum Beispiel durch ein Pulsen der Kupplung mit einer definierten Überlagerung (Rechteck oder Sinus).
Während und nach dem Verlassen des Hillhold Modus kann mit einer erhöhten Belastung eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs gerechnet werden. Deshalb ist es sinnvoll, in der Hillhold Phase beziehungsweise kurz danach die Motorleerlaufdrehzahl anzuheben beziehungsweise den Motor auf die erhöhte Belastung vorzubereiten, zum Beispiel durch eine erhöhte Lastvorsteuerung.
Bezugszeichenliste

1: kartesisches Koordinatendiagramm
4: x-Achse
5: y-Achse
8: Motordrehmoment
9: Kupplungsdrehmoment
11: Zeitpunkt
12: Zeitpunkt
13: Zeitpunkt

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

DE 19653203 A1 [0002]
DE 102006032853 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs am Berg, wobei eine Fahrbahnneigung erfasst und verwendet wird, um einen Fahrer des Kraftfahrzeugs in einem Hillhold Modus beim Anfahren oder Fahren am Berg zu unterstützen, dadurch gekennzeichnet, dass im Hillhold Modus an einer Steigung ein Kupplungsmoment (9) mit einem konstanten Wert vorgegeben wird, dessen Größe von der Fahrbahnneigung abhängt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsmoment (9) nach dem Loslassen einer Fußbremse für eine begrenzte Zeitdauer auf dem konstanten Wert gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Wert des Kupplungsmoments (9) im Hillhold Modus im Betrieb durch eine Adaption verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Wert des Kupplungsmoments (9) im Hillhold Modus bei einem zu starken Rückwärtsrollen/Vorwärtsrollen des Kraftfahrzeugs um einen definierten Betrag angehoben/abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Wert des Kupplungsmoments (9) im Hillhold Modus bei zu starken Motordrehzahleinbrüchen des Kraftfahrzeugs um einen definierten Betrag abgesenkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung im Hillhold Modus mit einem Konstantmoment in der Größenordnung von 20 Newtonmeter angesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase mit einem konstanten Kupplungsmoment nach einem definierten Zeitraum durch eine Phase mit einem variablen Kupplungsmoment abgelöst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase mit einem variablen Kupplungsmoment durch einen Algorithmus berechnet werden, welcher eine Geschwindigkeitsregelung vorsieht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsmoment (9) nach einem definierten Zeitraum von dem konstanten Wert auf Null abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs vor dem Absenken des Kupplungsmoments (9) auf Null im Fehlerfall auf eine Fehlfunktion hingewiesen wird.