DE102017103452A1

DE102017103452A1 - Verfahren und System zum Verstärken der Motorbremse

Info

Publication number: DE102017103452A1
Application number: DE102017103452.8A
Authority: DE
Inventors: Javier Castellano
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2017-11-09
Also published as: CN107128308B; RU2017105362A; GB2538837A; US10246096B2; RU2728987C2; CN107128308A; US20170247034A1; GB201603477D0; RU2017105362A3; MX2017002642A; GB2538837B; TR201701354A2

Abstract

Ein Verfahren (100) zum Verstärken der Motorbremse eines Motors für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über eine Zeitperiode; Bestimmen der Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode; Vergleichen der Veränderung der kinetischen Energie mit der Energieabgabe; und Verstärken der Motorbremse des Fahrzeugs, wenn die Veränderung der kinetischen Energie größer ist als die Energieabgabe über die Zeitperiode.

Description

Diese Offenbarung betrifft ein Verfahren und ein System zum Verstärken der Motorbremse eines Motors für ein Fahrzeug und insbesondere, aber nicht ausschließlich, ein Verfahren und ein System zum Verstärken der Motorbremse eines Motors für ein Fahrzeug, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug bergab fährt.
Einführung
Es ist üblich, dass der Fahrer eines Fahrzeugs einen höheren Gang auswählt, um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu optimieren. Wenn das Fahrzeug über ein Automatikgetriebe verfügt, kann eine Steuereinheit eines Fahrzeugs so konfiguriert werden, dass es einen geeigneten Gang auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Drehmomentbedarfs des Fahrers auswählt. Die Steuereinheit verwendet typischerweise einen Algorithmus, um Kraftstoffverbrauch, Fahrzeugleistung oder eine Kombination von beiden zu optimieren.
Während einer ausgedehnten Bergabfahrt, zum Beispiel auf einer Bergstraße, ist der Drehmomentbedarf des Fahrers in der Regel sehr gering. Als Ergebnis wählt die Steuereinheit des Automatikgetriebes einen hohen Gang aus, um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu optimieren. Der von der Steuereinheit gewählte hohe Gang führt jedoch zu einem niedrigen Motorbremsniveau. Der Fahrer muss daher auf die Bremsen des Fahrzeugs zurückgreifen, um das Fahrzeug während der ausgedehnten Bergabfahrt abzubremsen.
Eine solche Verwendung der Bremsen kann dazu führen, dass sich die Bremsbeläge der Bremsen schneller abnutzen, was zu einem häufigeren Austausch der Bremsbeläge führen würde. Darüber hinaus kann eine starke Benutzung der Bremsen während einer ausgedehnten Bergabfahrt zu einer Verschlechterung der Bremsleistung führen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Verstärken der Motorbremse eines Motors für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über eine Zeitperiode; Bestimmen der Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode; Vergleichen der Veränderung der kinetischen Energie mit der Energieausgabe; und Verstärken der Motorbremse des Fahrzeugs, wenn die Veränderung der kinetischen Energie größer ist als die Energieabgabe über die Zeitperiode.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Ausdruck "Motorbremse" darauf, wenn die Verzögerungskräfte in einem Motor verwendet werden, um ein Fahrzeug zu verlangsamen, im Gegensatz zur Verwendung eines zusätzlichen externen Bremssystems, wie z. B. Reibungsbremsen. Jedoch kann im Zusammenhang mit modernen Fahrzeugen der Begriff "Motorbremse" auf jede geeignete Bremswirkung zutreffen, die auf den Antriebsstrang des Fahrzeugs angewendet wird, beispielsweise das Bremsen, das durch eine elektrische Maschine eines Hybridfahrzeugs angewendet wird.
Das Verfahren kann das Einleiten, zum Beispiel das Durchführen, eines Herunterschaltens eines Getriebes des Fahrzeugs umfassen, um die Motorbremse zu verstärken, zum Beispiel wenn die Veränderung der kinetischen Energie größer ist als die Energieabgabe über die Zeitperiode. Das Getriebe kann ein Handschaltgetriebe sein. Das Getriebe kann ein Automatikgetriebe sein. Das Verfahren kann das Veranlassen des Automatikgetriebes des Fahrzeugs zum Herunterschalten umfassen. Das Verfahren kann das Vorsehen einer Anzeige für den Fahrer des Fahrzeugs umfassen, ein Herunterschalten des Getriebes einzuleiten. Das Verfahren kann das Aktivieren einer elektrischen Maschine umfassen, die mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs gekoppelt ist, um die Motorbremse zu verstärken.
Das Verfahren kann das Bestimmen der Energie umfassen, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden. Die Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden, kann durch Integrieren der zur Überwindung des Rollwiderstandes des Fahrzeugs über die Zeitperiode erforderlichen Leistung bestimmt werden. Das Verfahren kann das Vergleichen der Energieabgabe mit der Energie umfassen, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs zu überwinden. Das Verfahren kann das Verstärken der Motorbremse des Fahrzeugs umfassen, wenn die Veränderung der kinetischen Energie plus die Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden, größer ist als die Energie, die von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode abgegeben wird.
Das Verfahren kann das Bestimmen der Energie umfassen, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden. Die Energie, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden, kann durch Integrieren der Leistung bestimmt werden, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden. Das Verfahren kann das Vergleichen der Energieabgabe mit der Energie umfassen, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden. Das Verfahren kann das Verstärken der Motorbremse des Fahrzeugs umfassen, wenn die Veränderung der kinetischen Energie über die Zeitperiode größer ist als die Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs, abzüglich der Energie, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden.
Das Verfahren kann das Abschätzen der Veränderung der potentiellen Energie des Fahrzeugs unter Verwendung mindestens eines der folgenden Schritte umfassen: die bestimmte Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über die Zeitperiode; die bestimmte Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode; die bestimmte Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden; und die bestimmte Energie, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden.
Das Verfahren kann das Bestimmen der Neigung des Fahrzeugs unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren umfassen. Das Verfahren kann das Bestimmen der Seehöhe des Fahrzeugs unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren umfassen. Das Verfahren kann das Bestimmen der potentiellen Energie des Fahrzeugs umfassen, zum Beispiel Bestimmen der Veränderung der potentiellen Energie des Fahrzeugs über die Zeitperiode. Das Verfahren kann eine Bestätigung umfassen, dass das Fahrzeug bergab fährt, indem die geschätzte Veränderung der potentiellen Energie und die Veränderung der potentiellen Energie des Fahrzeugs, die durch den einen oder die mehreren Sensoren bestimmt wird, verglichen werden. Das Verfahren kann das Verhindern des Herunterschaltens des Getriebes als Reaktion auf eine fehlende Bestätigung, dass das Fahrzeug bergab fährt, umfassen.
Das Verfahren kann das Bestimmen der Energiezufuhr in ein Bremssystem des Fahrzeugs umfassen. Das Verfahren kann das Verstärken des Niveaus der Motorbremse umfassen, beispielsweise nur wenn die Temperatur des Bremssystems größer als eine vorbestimmte Temperatur ist. Das Verfahren kann das Verhindern des Verstärkens der Motorbremse als Reaktion auf einen oder mehrere Motorschutzparameter umfassen.
Die Zeitperiode kann jede geeignete Zeitperiode sein, über welche die obigen Bestimmungen/Berechnungen durch eine Steuereinrichtung des Fahrzeugs durchgeführt werden können. Die Zeitperiode kann im Bereich von ungefähr 0,5 Sekunden bis 10 Sekunden liegen. Die Zeitperiode kann größer als ungefähr 60 Sekunden sein. Zum Beispiel kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung umgesetzt werden, wenn sich das Fahrzeug in einem ausgedehnten Bergabfahrtsbetrieb befindet, beispielsweise wenn das Fahrzeug eine Bergstraße hinab fährt.
Das Verfahren kann das Bestimmen einer durchschnittlichen kinetischen Energie des Fahrzeugs über die Zeitperiode umfassen. Das Verfahren kann das Bestimmen einer durchschnittlichen Energie umfassen, die dem Antriebsstrang des Fahrzeugs während der Zeitperiode zugeführt wird. Das Verfahren kann das Vergleichen der durchschnittlichen kinetischen Energie mit der dem Antriebsstrang zugeführten durchschnittlichen Energie umfassen. Das Verfahren kann das Verstärken der Motorbremse des Fahrzeugs umfassen, wenn die durchschnittliche kinetische Energie des Fahrzeugs größer ist als die durchschnittliche Energie, die dem Antriebsstrang über die Zeitperiode zugeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Verstärken der Motorbremse eines Motors für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das System eine Steuerung umfasst, die konfiguriert ist, um: die Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über eine Zeitperiode zu bestimmen; die Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu bestimmen; die Veränderung der kinetischen Energie mit der Energieabgabe zu vergleichen; und eine Verstärkung des Ausmaßes der Motorbremse zu bewirken, wenn die Veränderung der kinetischen Energie größer ist als die Energieabgabe über die Zeitperiode.
Die Offenbarung liefert auch Software, wie ein Computerprogramm oder ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen eines beliebigen der hierin beschriebenen Verfahren, und ein computerlesbares Medium, auf dem ein Programm zum Durchführen eines beliebigen der hierin beschriebenen Verfahren gespeichert ist. Ein die Offenbarung verkörperndes Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein oder es könnte beispielsweise in Form eines Signals wie ein herunterladbares Datensignal vorliegen, das von einer Internet-Website bereitgestellt wird, oder es könnte in irgendeiner anderen Form vorliegen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Offenbarung und um deutlicher zu zeigen, wie sie ausgeführt werden kann, wird nun beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
1 eine graphische Darstellung der Leistungsabgabe eines Fahrzeugs über die Zeit und eine graphische Darstellung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über die Zeit zeigt; und
2 ein Verfahren zum Verstärken der Motorbremse zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Wenn ein Fahrzeug, wie ein Auto, ein Lieferwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad, bergab fährt, ist die Leistungsabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs gering, da die Fahrzeugbewegung durch die Schwerkraft unterstützt wird. Infolgedessen gibt es eine niedrige Drehmomentanforderung an den Motor und ein höherer Gang eines Getriebes des Fahrzeugs kann ausgewählt werden, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
1 zeigt die Leistungsabgabe des Antriebsstrangs des Fahrzeugs über die Zeit. Die Leistungsabgabe kann abhängig von den Fahrzuständen und/oder dem vom Fahrer geforderten Drehmoment ansteigen, abnehmen oder konstant bleiben. Wenn beispielsweise das Fahrzeug eine Steigung hinauffährt und/oder wenn das Fahrzeug beschleunigt, kann das Niveau der Leistungsabgabe ansteigen, wenn dies vom Fahrer angefordert wird. Wenn das Fahrzeug anfängt, abwärts zu fahren, kann der Fahrer das Niveau des angeforderten Drehmoments verringern und infolgedessen nimmt die Leistungsabgabe vom Motor ab. Wenn das Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe ausgestattet ist, kann eine Steuerung des Getriebes dazu führen, dass das Getriebe in einem Versuch, den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, hochschaltet. Unter solchen Umständen wird das Niveau der Motorbremse aufgrund der längeren Übersetzung verringert und der Fahrer kann ein Bremssystem des Fahrzeugs häufiger verwenden, um das Fahrzeug während des Bergabfahrens abzubremsen. Eine erhöhte Nutzung des Bremssystems während einer Bergabfahrt kann zu einer Überhitzung der Bremsen und einer Verschlechterung der Bremsleistung führen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren 100 zum Verstärken der Motorbremse des Motors des Fahrzeugs bereit, zum Beispiel während einer ausgedehnten Zeitperiode einer Bergabfahrt. Eine Erhöhung des Niveaus der Motorbremse ermöglicht eine Verringerung des Gebrauchs des Bremssystems des Fahrzeugs, was dazu beitragen kann, die Leistungsfähigkeit des Bremssystems aufrechtzuerhalten, beispielsweise durch Verringern der Wärmemenge, die durch das Bremssystem während der Bergabfahrt erzeugt wird. Ferner stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren 100 bereit, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug bergab fährt, ohne die Verwendung eines Systems, das konfiguriert ist, um die Position, die Höhe und/oder die Neigung des Fahrzeugs zu bestimmen. Stattdessen kann das Verfahren 100 nur auf Grundlage der Betriebsparameter des Fahrzeugs feststellen, ob das Fahrzeug bergab fährt.
Unter dem Begriff "ausgedehnte Bergabfahrt" wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eine Zeitperiode der Bergabfahrt mit einer ausreichenden Länge und/oder einem Neigungswinkel verstanden, dass das Leistungsverhalten des Bremssystems infolge des Ausmaßes der Verwendung des Bremssystems ungünstig beeinflusst werden kann. Zum Beispiel können längere Bergabfahrtbedingungen beim Bergabfahren auf einer Bergstraße erlebt werden. Während einer Bergabfahrt kann ein Hochschalten des Getriebes beim Bestimmen einer Verringerung der Leistungsabgabe des Motors durchgeführt werden. Die Zeitperiode der Bergabfahrt kann in dem Bereich von ungefähr 0,5 bis 10 Sekunden liegen oder kann wesentlich länger sein, abhängig von der Länge des Bergabfahrtsabschnitts der Straße. Das Verfahren kann jedoch in jedem geeigneten Bergabfahrtsfahrzustand und/oder über jede geeignete Zeitperiode durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Zeitperiode nur durch die Zeit begrenzt werden, die für eine Steuerung des Fahrzeugs erforderlich ist, um Daten bezüglich der Betriebsparameter des Motors und/oder des Fahrzeugs zu verarbeiten.
Das Verfahren 100 umfasst das Bestimmen der kinetischen Energie KE des Fahrzeugs. Insbesondere umfasst das Verfahren einen Schritt 110 zum Bestimmen der Veränderung der kinetischen Energie ΔKE des Fahrzeugs über eine Zeitperiode T, beispielsweise eine Zeitperiode im Bereich von ungefähr 0,5 bis 10 Sekunden. Die kinetische Energie des Fahrzeugs kann unter Verwendung der nachstehenden Gleichung 1 bestimmt werden, wobei m die Masse des Fahrzeugs und v die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bezeichnet. Die Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs kann durch Berechnung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über die Zeitperiode T, beispielsweise unter Verwendung von Gleichung 2, bestimmt werden, was zeigt, dass die Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs die Differenz zwischen der kinetischen Energie KE_t1 des Fahrzeugs zu einem ersten Zeitpunkt t₁ und der kinetischen Energie KE_t2 des Fahrzeugs zu einem zweiten Zeitpunkt t₂ sein kann.
Das Verfahren 100 umfasst das Bestimmen der Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode T. Die Energieabgabe vom Antriebsstrang kann durch Integrieren der Leistungsabgabe vom Antriebsstrang über die Zeitperiode T bestimmt werden. Die Leistungsabgabe des Antriebsstrangs kann mit direkten Messungen der Betriebsparameter des Antriebsstrangs des Fahrzeugs, beispielsweise Messung des Drehmoments und der Drehzahl einer Abtriebswelle des Motors, berechnet werden. Zusätzlich oder alternativ können Daten, welche die Leistungsabgabe des Antriebsstrangs betreffen, aus einer Datenbibliothek, beispielsweise einer Motorleistungskarte, die auf einer Steuerung des Fahrzeugs gespeichert sind, verfügbar sein. Die Leistungsabgabe kann in diskreten Zeitintervallen durch Abrufen von Leistungswerten aus der Datenbibliothek, die den momentanen Betriebsparametern des Antriebsstrangs des Fahrzeugs entsprechen, bestimmt werden.
In einem Beispiel, bei dem das Fahrzeug auf ebenem Gelände fährt, zum Beispiel Gelände, das keine wesentliche Steigung oder Bergabfahrt aufweist, und unter Vernachlässigung jeglicher Verluste oder äußerer Kräfte, die auf das Fahrzeug wirken, ist die Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über die Zeitperiode T gleich der Energieabgabe vom Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode T. Das Verfahren 100 umfasst das Vergleichen der Veränderung der kinetischen Energie mit der Energieabgabe vom Antriebsstrang.
In einem anderen Beispiel, bei dem das Fahrzeug bergauf oder bergab fährt, und unter Vernachlässigung jeglicher Verluste oder äußerer Kräfte, die auf das Fahrzeug wirken, wird die Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über die Zeitperiode T unterschiedlich von der Energieabgabe vom Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode T sein. Wenn beispielsweise das Fahrzeug auf einer Bergstraße bergauf oder bergab fährt, ist die Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs eine Funktion der Energieabgabe vom Antriebsstrang des Fahrzeugs und der Veränderung der potentiellen Energie PE des Fahrzeugs, wie durch Gleichung 3 gezeigt. ΔKE(dt) ≈ f(ΔPE(dt), ∫P_OUTPUT(dt)). (3)
In jenen Fällen, in denen die Veränderung der kinetischen Energie nicht gleich der Energieabgabe vom Antriebsstrang des Fahrzeugs ist, kann daraus geschlossen werden, dass sich die potentielle Energie des Fahrzeugs geändert hat und somit das Fahrzeug nicht auf ebenem Gelände fährt. Genauer gesagt, wenn die Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über die Zeitperiode T größer ist als die Energieabgabe vom Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode T, wie durch Gleichung 4 gezeigt, kann gefolgert werden, dass das Fahrzeug bergab fährt. Darüber hinaus kann die Veränderung der potentiellen Energie des Fahrzeugs durch Berechnen der Differenz zwischen der Veränderung der kinetischen Energie und der Energieabgabe vom Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode T abgeschätzt werden. ΔKE(dt) > ∫P_OUTPUT(dt) (4)
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Verfahren 100: den Schritt 110 zum Bestimmen der Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂; den Schritt 120 zum Bestimmen der Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂; und den Schritt 130 zum Vergleichen der Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ mit der Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂. Wenn die Veränderung der kinetischen Energie größer ist als die Energieabgabe vom Antriebsstrang zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂, wie in Gleichung 5 gezeigt, umfasst das Verfahren 100 einen Schritt 140 zum Durchführen eines Herunterschaltens eines Getriebes des Fahrzeugs. Der Schritt 140 kann nur durchgeführt werden, wenn die Differenz zwischen kinetischer Energie und der Energieabgabe vom Antriebsstrang größer als ein vorgegebener Wert ist, beispielsweise nur dann, wenn die kinetische Energie ungefähr 120 % der Energieabgabe vom Antriebsstrang beträgt.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren 100 zum Verstärken des Niveaus der Motorbremse bereit, so dass der Fahrer nicht so stark auf das Bremssystem des Fahrzeugs zurückgreifen muss, um das Fahrzeug während Zeitperioden des Bergabfahrens, z. B. verlängerte Abwärtsfahrbedingungen, zu verzögern. Infolgedessen kann die Betriebstemperatur der Bremsbeläge des Bremssystems auf einer niedrigeren Temperatur gehalten werden, was hilft, einen Verlust an Bremsleistung zu verhindern, um eine angemessene Bremsleistung in einer Notsituation sicherzustellen.
In einem anderen Beispiel kann die Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs eine Funktion der Energieabgabe vom Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode, die Veränderung der potentiellen Energie des Fahrzeugs über die Zeitperiode, die Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitdauer zu überwinden, und/oder die Energie sein, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden, wie es durch Gleichung 6 gezeigt ist. Als solches kann das Verfahren 100 einen Schritt zum Bestimmen der Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode T zu überwinden, und/oder einen Schritt zum Bestimmen der Energie umfassen, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode T zu überwinden. Die Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs zu überwinden, kann durch Integrieren der verwendeten Leistungsmenge P_RR, die eingesetzt wird, um den Rollwiderstand über die Zeitperiode T zu überwinden, bestimmt werden. In ähnlicher Weise kann die Energie, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu überwinden, durch Integrieren des Betrags der Leistung P_D, die beim Überwinden des Luftwiderstandes über die Zeitperiode T verwendet wird, bestimmt werden. ΔKE(dt) ≈ (∫P_OUTPUT(dt), ΔPE(dt), ∫P_D(dt), ∫P_RR(dt)) (6)
Die momentane Rollwiderstandskraft P_rr kann unter Verwendung von Gleichung 7 bestimmt werden, wobei C_RR der dimensionslose Rollwiderstandskoeffizient ist, N die Normalkraft, d.h. die Kraft senkrecht zur Oberfläche, auf der ein Rad des Fahrzeugs rollt, und v die Geschwindigkeit des Fahrzeugs relativ zur Straße ist. Die momentane Luftwiderstandskraft P_D kann unter Verwendung von Gleichung 8 bestimmt werden, wobei ρ die Dichte der das Fahrzeug umgebenden Luft, C_D der dimensionslose Luftwiderstandskoeffizient, A die Querschnittsfläche des Fahrzeugs und v die Geschwindigkeit des Fahrzeugs relativ zur Luft ist. P_RR = C_RRNv (7) P_D = 1 / 2pC_DAv². (8)
Wenn das Verfahren 100 das Bestimmen der Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand zu überwinden, und/oder die Energie, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu überwinden, umfasst, können diese Faktoren in Betracht gezogen werden, wenn die Veränderung der kinetischen Energie mit der Energieabgabe vom Antriebsstrang zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ verglichen wird, wie in Gleichung 9 gezeigt. Das Verfahren 100 kann den Schritt des Durchführens eines Herunterschaltens eines Getriebes des Fahrzeugs umfassen, wenn die Summe: der Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂; der Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ zu überwinden; und der Energie, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ zu überwinden, größer ist als die Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂. Auf diese Weise kann das Ausmaß an Motorbremse, das durch den Antriebsstrang des Fahrzeugs erzeugt wird, erhöht werden, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug bergab fährt.
Das Verfahren 100 kann das Bestimmen der Seehöhe und/oder Neigung des Fahrzeugs unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren umfassen. Beispielsweise kann das Fahrzeug mit einem GPS(Global Positioning Satellite)-System ausgestattet sein, das konfiguriert ist, um Position und/oder Seehöhe des Fahrzeugs zu bestimmen. Das Verfahren 100 kann das Bestimmen der Veränderung der potentiellen Energie des Fahrzeugs über die Zeitperiode T unter Verwendung von Seehöhendaten, die durch das GPS-System abgeleitet werden, umfassen. Die Veränderung der potentiellen Energie des Fahrzeugs kann nach Gleichung 10 berechnet werden, wobei m die Masse des Fahrzeugs, g die Gravitationskonstante und Δh die Veränderung der Seehöhe des Fahrzeugs ist, beispielsweise die Seehöhe des Fahrzeugs zum Zeitpunkt t₁ und die Seehöhe des Fahrzeugs zum Zeitpunkt t₂. Auf diese Weise kann die Veränderung der potentiellen Energie des Fahrzeugs für die Zeitperiode T berechnet werden. ΔPE = mgΔh(dt) (10)
Das Verfahren kann einen Schritt des Abschätzens der Veränderung der potentiellen Energie des Fahrzeugs umfassen, auf der Grundlage der bestimmten: Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂; Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ zu überwinden; Energie, die benötigt wird, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ zu überwinden; und Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂. Zum Beispiel kann die Veränderung der potentiellen Energie des Fahrzeugs unter Verwendung von Gleichung 11 abgeschätzt werden.
Das Verfahren 100 kann einen Schritt umfassen, um die Veränderung der potentiellen Energie, die unter Verwendung von Gleichung 10, d.h. durch den einen oder die mehreren Sensoren, bestimmt wird, mit der geschätzten Veränderung der potentiellen Energie, die unter Verwendung von Gleichung 11 bestimmt wird, zu vergleichen. Das Verfahren kann den Schritt des Bestätigens, dass das Fahrzeug bergab fährt, unter Verwendung des Vergleichs zwischen der Veränderung der potentiellen Energie, die durch die Verwendung der Gleichung 10 bestimmt wird, mit der geschätzten Veränderung der potentiellen Energie, die unter Verwendung von Gleichung 11 bestimmt wird, umfassen. Auf diese Weise kann die geschätzte Veränderung der potentiellen Energie unter Verwendung von Gleichung 11 eingesetzt werden, um zu bestimmen, ob das GPS-System einwandfrei funktioniert. Ferner kann der Vergleich zwischen der Veränderung der potentiellen Energie, die unter Verwendung von Gleichung 10 ermittelt wurde, mit der geschätzten Veränderung der potentiellen Energie, die unter Verwendung von Gleichung 11 bestimmt wurde, verwendet werden, um anzuzeigen, ob die Rollwiderstandskraft und/oder die Luftwiderstandskraft des Fahrzeugs unerwartet hoch ist, zum Beispiel, wenn die Veränderung der potentiellen Energie, die unter Verwendung von Gleichung 10 bestimmt wird, geringer als die geschätzte Veränderung der potentiellen Energie ist, die unter Verwendung von Gleichung 11 bestimmt wird.
Wo die abgeleiteten Werte für die Veränderung der potentiellen Energie, die unter Verwendung von Gleichung 10 bestimmt wird, und die geschätzte Veränderung an Potential, die unter Verwendung der Gleichung 11 bestimmt wird, unterschiedlich sind, kann das Verfahren 100 einen Schritt des Stornierens des Herunterschaltens des Getriebes des Fahrzeugs umfassen, da die Abweichung zwischen den Werten auf ein Problem mit einem oder mehreren der Fahrzeugsysteme hinweisen kann, wie z. B. eine Reifenpanne und/oder eine(n) entfaltete(n)/ausgefahrene(n) Luftbremse/Spoiler.
Das Verfahren 100 kann das Bestimmen der Energiezufuhr in das Bremssystem des Fahrzeugs umfassen, beispielsweise kann das Verfahren 100 das Bestimmen der Temperatur der Bremsbeläge des Bremssystems umfassen. Das Verfahren 100 kann einen Schritt des Durchführens des Herunterschaltens des Getriebes des Fahrzeugs nur dann umfassen, wenn die Temperatur des Bremssystems größer als eine vorbestimmte Temperatur ist. Auf diese Weise kann das System zur Erhöhung der Motorbremse nur dann aktiviert werden, wenn erkannt wird, dass die Betriebswirksamkeit des Bremssystems gefährdet ist, beispielsweise bei Fahrbedingungen, bei denen der Fahrer das Bremssystem des Fahrzeugs stark nutzen muss.
Es wird von den Fachleuten auf diesem Gebiet der Technik erkannt werden, dass, obwohl die Offenbarung beispielhaft unter Bezugnahme auf ein oder mehrere Beispiele beschrieben worden ist, sie nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt ist und dass alternative Beispiele aufgebaut werden könnten, ohne vom Schutzumfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Verstärken der Motorbremse eines Motors für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über eine Zeitperiode; Bestimmen der Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode; Vergleichen der Veränderung der kinetischen Energie mit der Energieabgabe; und Verstärken der Motorbremse des Fahrzeugs, wenn die Veränderung der kinetischen Energie größer ist als die Energieabgabe über die Zeitperiode.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden; Vergleichen der Energieabgabe mit der Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs zu überwinden; und Verstärken der Motorbremse des Fahrzeugs, wenn die Veränderung der kinetischen Energie über die Zeitperiode größer ist als die Energieabgabe vom Antriebsstrang des Fahrzeugs, abzüglich der Energie, die erforderlich ist, um den Rollwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der Energie, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden; Vergleichen der Energieabgabe mit der Energie, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden; und Verstärken der Motorbremse des Fahrzeugs, wenn die Veränderung der kinetischen Energie über die Zeitperiode größer ist als die Energieabgabe von dem Antriebsstrang des Fahrzeugs, abzüglich der Energie, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu überwinden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren das Bestimmen der Neigung des Fahrzeugs unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren das Bestimmen der Seehöhe des Fahrzeugs unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Verfahren die Bestätigung, dass das Fahrzeug bergab fährt, unter Verwendung eines oder mehrerer der Sensoren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren das Stornieren des Herunterschaltens des Getriebes in Erwiderung auf eine fehlende Bestätigung, dass das Fahrzeug bergab fährt, umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der Energiezufuhr in ein Bremssystem des Fahrzeugs; und Verstärken der Motorbremse des Fahrzeugs, wenn die Temperatur des Bremssystems größer ist als eine vorbestimmte Temperatur.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner das Vorsehen einer Anzeige für einen Fahrer des Fahrzeugs umfasst, ein manuelles Herunterschalten des Getriebes durchzuführen, wenn die Veränderung der kinetischen Energie größer ist als die Energieabgabe über die Zeitperiode.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zeitperiode größer ist als ungefähr 60 Sekunden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärken der Motorbremse durch die Aktivierung einer an den Antriebsstrang des Fahrzeugs gekoppelten elektrischen Maschine verursacht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verstärken der Motorbremse durch ein Herunterschalten eines Getriebes des Fahrzeugs verursacht wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Getriebe ein Automatikgetriebe ist.
System zum Verstärken der Motorbremse eines Motors für ein Fahrzeug, wobei das System eine Steuerung umfasst, die konfiguriert ist, um: die Veränderung der kinetischen Energie des Fahrzeugs über eine Zeitperiode zu bestimmen; die Energieabgabe von einem Antriebsstrang des Fahrzeugs über die Zeitperiode zu bestimmen; die Veränderung der kinetischen Energie mit der Energieabgabe zu vergleichen; und einen Anstieg im Ausmaß der Motorbremse zu verursachen, wenn die Veränderung der kinetischen Energie größer ist als die Energieabgabe über die Zeitperiode.
Fahrzeug mit einem oder mehreren der Systeme nach Anspruch 14.
Verfahren, wie hierin unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben und wie in ihnen gezeigt.
System, wie hierin unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben und wie in ihnen gezeigt.