DE102021118573A1

DE102021118573A1 - ACC Stop and Go für Fahrzeuge mit Handschaltgetriebe

Info

Publication number: DE102021118573A1
Application number: DE102021118573.4A
Authority: DE
Inventors: Cyril COERMAN; Simon Baales
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-07-19
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2023-01-19

Abstract

Es wird eine Fahrerassistenzvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (25), welches ein Handschaltgetriebe, eine Kupplung (2) mit einem Kupplungsnehmerzylinder (6) und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) mit einer Hydraulikeinrichtung umfasst, beschrieben. Dabei ist der Kupplungsnehmerzylinder (6) mit der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) hydraulisch derart verbunden, dass die Kupplung (2) mittels der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) automatisch steuerbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welches ein manuelles Schaltgetriebe bzw. Handschaltgetriebe und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung umfasst. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzvorrichtung und/oder eines Kraftfahrzeuges.
Das Fahren eines Kraftfahrzeuges mit einem Handschaltgetriebe gestaltet sich unter Stop-and-Go-Bedingungen, insbesondere bei dichtem Verkehr und bei Verkehrsstau, als extrem unkomfortabel. Kraftfahrzeuge verfügen zwar üblicherweise über ACC-Systeme (ACC - Active Cruise Control) bzw. Abstandsregeltempomat-Systeme, diese sind bei sehr geringen Geschwindigkeiten und in Verkehrsstau-Situationen jedoch nicht verwendbar, insbesondere nicht für Kraftfahrzeuge mit Schaltgetriebe.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vorteilhafte Fahrerassistenzvorrichtung, sowie ein entsprechend vorteilhaftes Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben der Fahrerassistenzvorrichtung und/oder des Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgaben werden durch eine Fahrerassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 9 und durch ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzvorrichtung und/oder eines Kraftfahrzeuges gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Fahrerassistenzvorrichtung ist ausgelegt für ein Kraftfahrzeug, welches ein Handschaltgetriebe, also ein manuell betätigbares Schaltgetriebe, eine Kupplung mit einem Kupplungsnehmerzylinder und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (elektronisches Stabilitätsprogramm - ESP bzw. Fahrdynamikregelung ESC - Electronic Stability Control) mit einer Hydraulikeinrichtung umfasst. Der Kupplungsnehmerzylinder ist mit der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung hydraulisch derart verbunden, dass die Kupplung, insbesondere der Kupplungsnehmerzylinder, mittels der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung automatisch steuerbar ist.
Die erfindungsgemäße Fahrerassistenzvorrichtung hat den Vorteil, dass sie eine ACC-Lösung für Stop-and-Go-Situationen bietet, welche für Kraftfahrzeuge mit Handschaltgetriebe geeignet ist. Dabei ist die erfindungsgemäße Fahrerassistenzvorrichtung sehr einfach und mit geringem Kostenaufwand herstellbar und nachrüstbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung mit dem Kupplungsnehmerzylinder der Kupplung mittels eines Ventils verbunden. Das Ventil kann als schaltbares Ventil, insbesondere als 3-Wege-Ventil ausgestaltet sein. Das Ventil verbindet die Hydraulikeinrichtung mit einer Hydraulikeinrichtung eines Bremssystems, insbesondere einer hinteren Bremse, des Kraftfahrzeuges hydraulisch. Dies hat den Vorteil, dass eine automatische Steuerung der Kupplung möglich ist. Vorzugsweise ist eine Bremse mittels des Ventils zugunsten der Kupplung von einer Bremshydraulikeinrichtung entkoppelbar, zumindest bis zu einer Betätigung des Bremspedals. Bei einer Betätigung des Bremspedals kann eine unmittelbare Kopplung der Bremshydraulikeinrichtung mit der Bremse und eine Entkopplung der Bremshydraulikeinrichtung von der Kupplung erfolgen bzw. die Fahrerassistenzvorrichtung kann entsprechend ausgelegt sein, also zum Entkoppeln der Bremshydraulikeinrichtung von der Kupplung im Falle einer Betätigung des Bremspedals.
In einer weiteren Variante weist die Fahrerassistenzvorrichtung eine hydraulische Verbindung, beispielsweise eine separate hydraulische Verbindung, einer Pumpe der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung mit dem Kupplungsnehmerzylinder der Kupplung auf. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine automatische Steuerung der Kupplung nicht zu Lasten mindestens einer Bremse erfolgt. Es können damit also im Rahmen der Fahrdynamikregelung sowohl die Kupplung als auch alle Bremsen gesteuert werden.
Alle bisher beschriebenen Varianten haben den Vorteil, dass kein separater Aktuator und keine zusätzliche hydraulische Einrichtung zu einer automatischen Steuerung der Kupplung erforderlich sind.
In einer vorteilhaften Variante ist die Fahrerassistenzvorrichtung dazu ausgelegt, eine Betätigung eines Pedals, beispielsweise des Fahrpedals und/oder des Kupplungspedals und/oder des Bremspedals, zu erfassen. Dies kann beispielsweise mittels Sensoren, insbesondere mittels eines Sensors zum Erfassen der Stellung des Fahrpedals und/oder eines Sensors zum Erfassen der Stellung des Kupplungspedals und/oder eines Sensors zum Erfassen der Stellung des Bremspedals, erfolgen. Die Fahrerassistenzvorrichtung kann weiterhin dazu ausgelegt sein, eine automatische Steuerung der Kupplung mittels der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung zu deaktivieren, falls eine Betätigung eines Pedals, insbesondere eines der genannten Pedale, erfasst wurde. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die automatische Steuerung der Kupplung jeder Zeit durch einen entsprechenden Eingriff des Nutzers beendet werden kann.
Vorteilhafter Weise ist die Kupplung der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung automatisch steuerbar, falls die Geschwindigkeit, also die aktuelle Geschwindigkeit, des Fahrzeuges, einen festgelegten Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreitet, ein Gang eingelegt ist, der eine festgelegte maximale Gangstufe nicht überschreitet, und die Kupplung eingerückt ist, das Kupplungspedal also nicht betätigt ist. Der festgelegte Geschwindigkeitsgrenzwert beträgt dabei vorteilhafter Weise maximal 40 km/h, vorzugsweise maximal 30 km/h. Zusätzlich oder alternativ dazu ist die festgelegte maximale Gangstufe vorzugsweise höchstens ein vierter Gang, insbesondere höchstens ein dritter Gang und vorzugsweise höchstens ein zweiter Gang. Die maximale Gangstufe kann in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt sein. Zum Beispiel kann bei einer höheren aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eine höhere maximale Gangstufe akzeptable sein als bei einer niedrigeren aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit. Durch die beschriebenen Varianten wird sichergestellt, dass die Fahrerassistenzvorrichtung nur bei geringen Geschwindigkeiten und einer geringen Gangstufe zum Einsatz kommt, so dass die Nutzung der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung unter sicherheitstechnischen Aspekten gerechtfertigt ist.
Dadurch, dass im Falle einer automatischen Steuerung der Kupplung mittels der Hydraulik der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung das Kupplungspedal mit einem erhöhten Druck beaufschlagt ist, welcher einer Betätigung des Kupplungspedals entgegenwirkt bzw. eine Betätigung des Kupplungspedals erschwert, erkennt ein/e Nutzer/in an der zum Betätigen des Kupplungspedals erforderlichen Kraft, dass die Fahrerassistenzvorrichtung aktiviert ist, die Kupplung also automatisch gesteuert wird. Der/die Nutzer/in hat zudem die Option das Kupplungspedal dennnoch zu betätigen, also mit etwas erhöhtem Kraftaufwand die Kupplung auszurücken.
Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Fahrerassistenzvorrichtung einen Abstandsregeltempomaten. Es können somit auch bei sehr geringen Geschwindigkeiten und unter Stop-and-Go-Bedingungen die Funktionen des Abstandsregeltempomaten bei gleichzeitiger automatischer Steuerung der Kupplung genutzt werden bzw. zur Anwendung kommen.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst ein Handschaltgetriebe bzw. ein manuelles Getriebe, eine Kupplung mit einem Kupplungsnehmerzylinder und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung mit einer Hydraulikeinrichtung. Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Fahrerassistenzvorrichtung. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich zum Beispiel um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Bus, einen Kleinbus, ein Motorrad oder ein Moped handeln. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug hat die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung bereits genannten Merkmale und Vorteile.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung und/oder eines zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges umfasst folgende Schritte:

In einem ersten Schritt wird ein Gang unterhalb einer festgelegten maximalen Gangstufe eingelegt und die Kupplung betätigt bzw. in eine eingerückte Position eingestellt. In einem weiteren Schritt wird eine Fahrerassistenz-Funktion zu einer automatischen Abstands- und Geschwindigkeitsregelung (Abstandsregeltempomat) mit einer maximalen Geschwindigkeit unterhalb eines festgelegten Geschwindigkeitsgrenzwertes aktiviert. In einem weiteren Schritt wird die Fahrerassistenz-Funktion zur automatischen Abstands- und Geschwindigkeitsregelung durch Betätigen eines Pedals und/oder durch Betätigen eines Schalthebels des Schaltgetriebes beendet. Bei dem Pedal kann es sich zum Beispiel um das Fahrpedal und/oder das Kupplungspedal und/oder das Bremspedal handeln.

Vorteilhafterweise wird die Fahrerassistenz-Funktion beendet, falls ein Bremspedal mit einer Kraft unterhalb eines Schwellenwertes betätigt wird und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges oberhalb einer festgelegten Mindestgeschwindigkeit, beispielsweise einer festgelegten Kriechgeschwindigkeit, liegt. In diesem Fall kann die Kupplung eingerückt werden, falls sie vor der Beendigung der Fahrerassistenzfunktion ausgerückt war.
In einer weiteren Variante kann die Fahrerassistenz-Funktion beendet werden, wobei die Kupplung ausgerückt wird und ein/e Nutzer/in zur Betätigung des Kupplungspedals aufgefordert wird, falls ein Bremspedal mit einer Kraft oberhalb eines Schwellenwertes betätigt wird und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges unterhalb einer festgelegten Mindestgeschwindigkeit liegt. Falls die Kupplung bei Beendigung der Fahrerassistenz-Funktion eingerückt ist, kann diese ausgerückt werden.
In einer weiteren Variante kann, falls ein Bremspedal mit einer Kraft oberhalb eines Schwellenwertes betätigt wird, es sich also beispielsweise um eine Notbremsung handelt, die Fahrerassistenz-Funktion beendet werden, wobei die Kupplung ausgerückt wird und das Ventil von der Kupplung zur Bremsleitung umschaltet. Es wird also mit anderen Worten im Fall einer Notbremsung die Kupplung von der Hydraulikeinrichtung des Bremssystems, insbesondere der mit einer hinteren Bremse gekoppelten Hydraulikeinrichtung, entkoppelt. Wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt, kann mittels des Ventils die Kupplung wieder mit der Hydraulikeinrichtung einer Bremse verbunden werden. Zusätzlich kann vorzuweise ein/e Nutzer/in zur Betätigung des Kupplungspedals, also zum Ausrücken der Kupplung, aufgefordert werden.
Falls ein/e Nutzer/in das Fahrpedal betätigt, also mit anderen Worten beabsichtigt, die Geschwindigkeit zu erhöhen, kann die Kupplung, falls sie ausgerückt ist, bedenkenlos eingerückt werden. Falls die Kupplung eingerückt ist und das Fahrpedal betätigt wird, kann das Fahrzeug zunächst bis oberhalb einer festgelegten Mindestgeschwindigkeit (Kriechgeschwindigkeit) beschleunigt werden und anschließend die Steuerung der Kupplung im Folgenden wieder manuell durch eine/n Nutzer/in erfolgen.
Eine beispielhafte Situation, in welcher die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt, kann wie folgt aussehen. Beim Erreichen eines Verkehrsstaus legt der/die Nutzer/in den ersten oder zweiten Gang ein, während das Fahrzeug rollt und die Kupplung ausgerückt ist. Anschließend aktiviert der/die Nutzer/in die erfindungsgemäße Fahrerassistenzvorrichtung, beispielsweise eine entsprechende Fahrerassistenz-Funktion oder einen entsprechenden ACC-Modus. Während die Fahrerassistenz-Funktion aktiviert ist, fährt das Kraftfahrzeug autonom in dem Verkehrsstau, vorzugsweise mit einer festgelegten maximalen Geschwindigkeit. Wenn der/die Nutzer/in, insbesondere der/die Fahrer/in, die Fahrerassistenz-Funktion beenden möchte, kann ein beliebiges Pedal aktiviert werden, beispielsweise das Fahrpedal und/oder das Bremspedal und/oder das Kupplungspedal.
Die Umsetzung der vorliegenden Erfindung ist mit geringen Kosten verbunden und ermöglicht eine automatische Steuerung der Kupplung bei geringen Geschwindigkeiten auch im Falle eines Handschaltgetriebes. Die vorliegende Erfindung erhöht den Fahrkomfort deutlich. Darüber hinaus erfolgt keine Beeinflussung des Motordrehmoments in ABS-Situationen, da der Motor entkoppelt werden kann. Dies führt zu einer verbesserten ABS-Performance.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wird, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Die Figuren sind nicht notwendigerweise detailgetreu und maßstabsgetreu und können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um einen besseren Überblick zu bieten. Daher sind hier offenbarte funktionale Einzelheiten nicht einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als anschauliche Grundlage, die dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik Anleitung bietet, um die vorliegende Erfindung auf vielfältige Weise einzusetzen.
Der hier verwendete Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elemente verwendet werden. Wird beispielsweise eine Zusammensetzung beschrieben, die die Komponenten A, B und/oder C, enthält, kann die Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombination enthalten.

1 zeigt schematisch eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung.
2 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung.
3 zeigt schematisch die an dem Kupplungspedal anliegende Kraft, welche hydraulisch über den Kupplungsgeberzylinder aufgebaut wird, in Abhängigkeit von der Pedalposition.
4 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
5 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges in Form eines Flussdiagramms.

Die 1 zeigt schematisch eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung. Die Fahrerassistenzvorrichtung 1 ist ausgelegt für ein Kraftfahrzeug, welches ein Handschaltgetriebe (in der Figur nicht gezeigt), eine Kupplung 2 und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (ESP) 3 umfasst. Die Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3 umfasst eine Hydraulikeinrichtung mit einem Reservoir für ein Hydraulikfluid, Pumpen und Ventile, mindestens einen Einlass, welcher strömungstechnisch mit einem Hauptzylinder verbunden ist, sowie eine Mehrzahl an Strömungskanälen für ein hydraulisches Fluid, welche mit hydraulisch zu steuernden Vorrichtungen, z.B. Bremsen, verbunden sind. Beispielhaft ist ein Strömungskanal 13 zu einem Hauptbremszylinder 9 gezeigt.
Die Kupplung 2 umfasst ein Kupplungspedal 4, einen Kupplungsgeberzylinder 5 und ein Kupplungsnehmerzylinder 6. Das Kupplungspedal 4 weist vorzugsweise einen Sensor zum Erfassen der Position des Kupplungspedals 17 auf. Der Kupplungsgeberzylinder 5 kann optional strömungstechnisch mit einem Reservoir für Hydraulikfluid 18 verbunden sein. Dies ist jedoch optional. Eine entsprechende Fluidverbindung ist in der 1 mit der Bezugsziffer 7 als Strömungskanal gekennzeichnet. Der Strömungskanal, welcher den Kupplungsgeberzylinder 5 mit dem Kupplungsgeberzylinder 6 strömungstechnisch verbindet, ist mit der Bezugsziffer 8 gekennzeichnet.
Der Kupplungsnehmerzylinder 6 ist mit einem Hauptbremszylinder 9 über ein Ventil 10 hydraulisch verbunden. In der in der 1 gezeigten Variante ist das Ventil 10 mittels eines Strömungskanals 11, welcher einen Drucksensor aufweisen kann, mit dem Strömungskanal 8 hydraulisch verbunden. Das Ventil 10 kann zum Schutz der Kupplung als Druckbegrenzungsventil ausgestaltet sein.
Die Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3 ist dazu ausgelegt, eine Hydraulikeinrichtung, in der gezeigten Variante den Hauptbremszylinder 9, zu steuern. Die Hydraulikeinrichtung, insbesondere der Hauptbremszylinder 9, ist strömungstechnisch mit Bremsvorrichtungen der Räder hydraulisch verbunden. Zudem ist optional ein Strömungskanal 19 vorhanden, welcher den Hauptbremszylinder 9 unmittelbar mit dem Ventil 10 verbindet. Überschreitet der Druck zwischen Hauptbremszylinder 9 und der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3 eine vorgegebene Schwelle (Hinweis auf eine Notbremsung), wird das Schaltventil 10 in die Stellung geschaltet, in der die Bremse 15 mit der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3 verbunden ist und nicht die Kupplung 2.
Der Strömungskanal 14 ist mit dem Ventil 10 verbunden. Dabei ist das Ventil 10 so ausgestaltet, dass es die hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 9 und einer Bremsvorrichtung 15 zugunsten einer strömungstechnischen Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 9 und dem Kupplungsnehmerzylinder 6 unterbrechen kann. Bei dem Ventil 10 handelt es sich vorzugsweise um ein schaltbares Dreiwegeventil. Das Ventil 10 ist mittels der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3 steuerbar. Auf diese Weise kann situationsabhängig entweder die Kupplung 2 mittels der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3 automatisch gesteuert werden, wobei gleichzeitig auch drei Radbremsen automatisch steuerbar sind, oder es kann eine automatische Steuerung der Kupplung 2 zugunsten einer Steuerung aller vier Radbremsen unterbrochen oder abgebrochen werden.
Die gezeigte Variante lässt sich einfach und kostengünstig in bestehende Systeme nachrüsten, da lediglich das Ventil 10 und der zusätzliche Strömungskanal 11, sowie entsprechende Steuerungssoftware ergänzt werden müssen.
Neben dem Sensor 17 zum Erfassen der Position des Kupplungspedals 4 können vorzugsweise auch weitere Sensoren zur Erfassung der Position und/oder einer Betätigung weiterer Pedale, beispielsweise des Fahrpedals und/oder des Bremspedals, vorhanden sein. Diese Sensoren sind vorzugsweise zur Signalübertragung mit der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3 verbunden. Hiermit ist es möglich, eine automatische Steuerung der Kupplung im Falle einer Betätigung eines Pedals zu deaktivieren.
Die 2 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung. Die gezeigte Variante unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten Variante dadurch, dass die Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3 eine separate bzw. zusätzliche strömungstechnische Verbindung bzw. hydraulische Verbindung 11 mit dem Kupplungsnehmerzylinder 6 aufweist. Der Strömungskanal 11 ist also unmittelbar hydraulisch mit der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3 verbunden. Der Strömungskanal 11 umfasst einen Drucksensor 12 zur Überwachung des über den Strömungskanal 11 an den Kupplungsnehmerzylinder 6 angelegten Drucks. In dieser Variante ist jederzeit eine automatische Steuerung der Kupplung 2 möglich,insbesondere unabhängig von der Steuerung der Bremsen. Im Falle einer Nachrüstung ist bei dieser Variante zwar kein zusätzliches Ventil 10 erforderlich, es ist aber die Hydraulikeinrichtung zur Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3 mit einem fünften Auslass zu versehen.
Die 3 zeigt schematisch die an dem Kupplungspedal 4 anliegende Kraft, welche hydraulisch über den Kupplungsgeberzylinder 5 aufgebaut wird, in Abhängigkeit von der Pedalposition. In dem gezeigten Diagramm ist auf der x-Achse die Pedalposition x ausgehend von einem nicht eingedrückten Pedal in beliebigen Einheiten dargestellt. Auf der y-Achse ist die zum Einrücken des Pedals erforderliche Kraft in beliebigen Einheiten dargestellt. Die Kurve 20 zeigt den Verlauf bei einer Betätigung der Kupplung durch einen Nutzer während eines manuellen Betriebs. Die zum Einrücken des Pedals erforderliche Kraft steigt zunächst an und sinkt bei nahezu vollständig eingedrücktem Kupplungspedal wieder ab.
Die Kurve 21 kennzeichnet den Verlauf im Falle einer automatischen Steuerung der Kupplung 2 durch die Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 3. Das Kupplungspedal lässt sich durch eine/n Nutzer/in in diesem Fall nur mit einem deutlich erhöhten Kraftaufwand zu Beginn der Betätigung der Kupplung 2 einrücken. Der/die Nutzer/in wird auf diese Weise darauf aufmerksam gemacht, dass eine Fahrerassistenzfunktion aktiviert ist und die Kupplung 2 automatisch gesteuert wird. Gleichzeitig kann der/die Nutzer/in durch Betätigung des Kupplungspedals die automatische Steuerung der Kupplung unmittelbar beenden und die manuelle Steuerung übernehmen.
Bereits bei Ausübung einer Kraft gemäß der Kurve 22 kann die automatische Steuerung der Kupplung 2 beendet werden. Zur Vermeidung von irritierenden Druckschwankungen erfolgt die Betätigung der Kupplung durch einen Nutzer in diesem Fall entlang der Kurve 22.
Die 4 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 35. Das Kraftfahrzeug 35 umfasst eine anhand der 1 und 2 beschriebene Fahrerassistenzvorrichtung 1.
Die 5 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung 1 bzw. eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges 35. In einem ersten Schritt 31 wird durch eine/n Nutzer/in ein Gang unterhalb einer festgelegten maximalen Gangstufe eingelegt und die Kupplung in eine eingerückte Position eingestellt. Das Kupplungspedal wird mit andern Worten nicht gedrückt. Vorzugsweise wird maximal der erste oder zweite Gang eingelegt. In einem zweiten Schritt 32 wird eine Fahrerassistenz-Funktion zur automatischen Abstands- und Geschwindigkeitsregelung mit einer maximalen Geschwindigkeit unterhalb eines festgelegten Geschwindigkeitsgrenzwertes aktiviert. Vorzugsweise liegt der festgelegte maximale Geschwindigkeitsgrenzwert bei höchsten 40 km/h, insbesondere bei höchstens 30 km/h. In einem nächsten Schritt 33 wird überwacht, ob mindestens ein Pedal, beispielsweise ein Fahrpedal, ein Kupplungspedal oder ein Bremspedal, oder ein Schalthebel durch eine/n Nutzer/in betätigt wird. Ist dies der Fall, so wird in Schritt 34 die Fahrerassistenzfunktion zur automatischen Abstands- und Geschwindigkeitsregelung beendet.
In Schritt 36 wird die Fahrerassistenz-Funktion beendet, falls ein Bremspedal mit einer Kraft unterhalb eines Schwellenwertes betätigt wird und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges oberhalb einer festgelegten Mindestgeschwindigkeit liegt 35.
In Schritt 38 wird die Fahrerassistenzfunktion beendet, wobei die Kupplung ausgerückt wird und ein Nutzer zur Betätigung des Kupplungspedals aufgefordert wird, falls das Bremspedal mit einer Kraft unterhalb eines Schwellenwertes betätigt wird und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges unterhalb einer festgelegten Mindestgeschwindigkeit liegt.
Optional wird in einem weiteren Schritt 39 im Falle einer Ausgestaltung gemäß der 1 die Fahrerassistenzfunktion beendet, wobei die Kupplung ausgerückt (geöffnet) wird und das Ventil 10 von der Kupplung zur Bremsleitung umschaltet bzw. die Kupplung von der Hydraulikeinrichtung des Bremssystems entkoppelt, falls das Bremspedal mit einer Kraft oberhalb eines festgelegten Schwellenwertes betätigt wird.
Neben der genannten Funktionalität bietet die vorliegende Erfindung darüber hinausgehende Vorteile. Sie kann beispielsweise als Schutz des Motors vor zu hoher Drehzahl bzw. einem Überdrehen eingesetzt werden. Falls ein/e Nutzer/in in einen falschen Gang herunterschaltet und der Motor eine zu hohe Drehzahl für diesen Gang aufweist, kann mittels der erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung die Kupplung automatisch offen gehalten werden um einer Beschädigung des Motors vorzubeugen. Ebenso kann beim Starten einem Abwürgen des Motors bei zu geringer Drehzahl automatisch vorgebeugt werden, indem in diesem Fall die Kupplung automatisch offen gehalten wird, also in einer ausgerückten Position verbleibt. Darüber hinaus kann während einer Notbremsung, insbesondere unter Einsatz eines Antiblockiersystems, die Kupplung automatisch geöffnet werden, falls dies nicht durch eine/n Nutzer/in erfolgt. Dies ermöglicht es dem Antiblockiersystem die Antriebsachsen besser zu steuern, da eine geringere Trägheit vorhanden ist. Weiterhin können verschiedene Off-Road-Funktionen mittels der vorliegenden Fahrerassistenzvorrichtung unterstützt werden, beispielsweise das Anfahren an einem rutschigen Hang oder das Anfahren in Sand oder Schnee.
Bezugszeichenliste

1: Fahrerassistenzvorrichtung
2: Kupplung
3: Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (ESP)
4: Kupplungspedal
5: Kupplungsgeberzylinder
6: Kupplungsnehmerzylinder
7: Strömungskanal
8: Strömungskanal
9: Hauptbremszylinder
10: Ventil
11: Strömungskanal
12: Drucksensor
13: Strömungskanal
14: Strömungskanal
15: Bremsvorrichtung
17: Sensor zum Erfassen der Position des Kupplungspedals
18: Reservoir für Hydraulikfluid
19: Strömungskanal
20: Kurve
21: Kurve
22: Kurve
25: Kraftfahrzeug
31: Gang unterhalb einer festgelegten maximalen Gangstufe einlegen und die Kupplung in eine eingerückte Position einstellen
32: Fahrerassistenz-Funktion zur automatischen Abstands- und Geschwindigkeitsregelung mit einer maximalen Geschwindigkeit unterhalb eines festgelegten Geschwindigkeitsgrenzwertes aktivieren
33: Pedal oder Schalthebel betätigt?
34: Fahrerassistenzfunktion zur automatischen Abstands- und Geschwindigkeitsregelung beenden
35: Bremspedal mit einer Kraft unterhalb eines Schwellenwertes betätigt und Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges oberhalb einer festgelegten Mindestgeschwindigkeit?
36: Fahrerassistenz-Funktion beenden
37: Bremspedal mit einer Kraft unterhalb eines Schwellenwertes betätigt und Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges unterhalb einer festgelegten Mindestgeschwindigkeit?
38: Fahrerassistenzfunktion beenden, wobei die Kupplung ausgerückt wird und ein Nutzer zur Betätigung des Kupplungspedals aufgefordert wird
39: Fahrerassistenzfunktion beenden, wobei die Kupplung ausgerückt wird und das Ventil die Kupplung von der Hydraulikeinrichtung des Bremssystems entkoppelt, falls das Bremspedal mit einer Kraft oberhalb eines festgelegten Schwellenwertes betätigt wird
J: ja
N: nein

Claims

Fahrerassistenzvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (25), welches ein Handschaltgetriebe, eine Kupplung (2) mit einem Kupplungsnehmerzylinder (6) und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) mit einer Hydraulikeinrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsnehmerzylinder (6) mit der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) hydraulisch derart verbunden ist, dass die Kupplung (2) mittels der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) automatisch steuerbar ist.
Fahrerassistenzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) mit dem Kupplungsnehmerzylinder (6) mittels eines Ventils (10) verbunden ist, welches die Hydraulikeinrichtung mit einem Bremssystems (9) des Kraftfahrzeugs (25) hydraulisch verbindet,.
Fahrerassistenzvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) eine separate hydraulische Verbindung mit dem Kupplungsnehmerzylinder (6) aufweist.
Fahrerassistenzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzvorrichtung (1) dazu ausgelegt, eine Betätigung eines Pedals (4) zu erfassen (17) und eine Steuerung der Kupplung (2) mittels der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) zu deaktivieren, falls eine Betätigung eines Pedals (4) erfasst wurde.
Fahrerassistenzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) mittels der Hydraulikeinrichtung der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) automatisch steuerbar ist, falls die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen festgelegten Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreitet, ein Gang eingelegt ist, der eine festgelegte maximale Gangstufe nicht überschreitet, und die Kupplung eingerückt ist.
Fahrerassistenzvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der festgelegte Geschwindigkeitsgrenzwert maximal 40 km/h beträgt und/oder die festgelegte maximale Gangstufe höchstens ein vierter Gang ist.
Fahrerassistenzvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Gangstufe in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt ist.
Fahrerassistenzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzvorrichtung (1) einen Abstandsregeltempomaten umfasst.
Kraftfahrzeug (25), welches ein Handschaltgetriebe, eine Kupplung (2) mit einem Kupplungsnehmerzylinder (6) und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (3) mit einer Hydraulikeinrichtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrerassistenzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst
Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder eines Kraftfahrzeugs (25) nach Anspruch 9, welches folgende Schritte umfasst: - Einlegen eines Ganges unterhalb einer festgelegten maximalen Gangstufe und Einstellen der Kupplung in eine eingerückte Position (31), - Aktivieren einer Fahrerassistenzfunktion zur automatischen Abstands- und Geschwindigkeitsregelung mit einer maximalen Geschwindigkeit unterhalb eines festgelegten Geschwindigkeitsgrenzwertes (32), - Beenden der Fahrerassistenzfunktion zur automatischen Abstands- und Geschwindigkeitsregelung (34) durch Betätigen eines Pedals und/oder eines Schalthebels des Schaltgetriebes (33).
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzfunktion beendet wird (36), falls ein Bremspedal mit einer Kraft unterhalb eines Schwellenwertes betätigt wird und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs oberhalb einer festgelegten Mindestgeschwindigkeit liegt (35).
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzfunktion beendet wird, wobei die Kupplung ausgerückt wird und ein Nutzer zur Betätigung des Kupplungspedals aufgefordert wird (38), falls ein Bremspedal mit einer Kraft oberhalb eines Schwellenwertes betätigt wird und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unterhalb einer festgelegten Mindestgeschwindigkeit liegt (37).
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzfunktion beendet wird, wobei die Kupplung ausgerückt wird und das Ventil die Kupplung von der Hydraulikeinrichtung des Bremssystems entkoppelt, falls ein Bremspedal mit einer Kraft oberhalb eines Schwellenwertes betätigt wird (39).