DE10229043A1

DE10229043A1 - Kraftfahrzeug mit einem Handschaltgetriebe und mit einem ein elektronisches Steuergerät umfassenden Geschwindigkeitsregelsystem

Info

Publication number: DE10229043A1
Application number: DE2002129043
Authority: DE
Inventors: Dietrich Sturm; Jochen Langer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-29
Also published as: DE10229043B4

Abstract

Bei einem Kraftfahrzeug mit einem Handschaltgetriebe und mit einem ein elektronisches Steuergerät umfassenden Geschwindigkeitsregelsystem zum automatischen Konstanthalten einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eines vorgegebenen Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug, ist im elektronischen Steuergerät eine Rückschaltaufforderungseinheit vorgesehen, die zumindest die Brennkraftmaschinendrehzahl als Eingangssignal erfasst und die dem Fahrer ein Signal zur Empfehlung einer manuellen Rückschaltung ausgibt, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb einer vorgegebenen Drehzahlschwelle liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Handschaltgetriebe und mit einem ein elektronisches Steuergerät umfassenden Geschwindigkeitsregelsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Kraftfahrzeug ist beispielsweise aus der DE 196 22 638 A1 bekannt. Hierbei steht ein Regelungssystem zur automatischen Fortsetzung einer Geschwindigkeitsregelung nach einem Gangwechsel, insbesondere mittels eines Handschaltgetriebes, im Vordergrund. Die DE 196 22 638 A1 beschäftigt sich nicht mit der Problematik, dass kein vom Fahrer unabhängiger Gangwechsel vorgenommen werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug eingangs genannter Art derart zu verbessern, dass keine im Hinblick auf die aktuelle Getriebeübersetzung und die vorgegebene Geschwindigkeit zu niedrige Brennkraftmaschinendrehzahl erreicht wird, die ggf. zum „Abwürgen" der Brennkraftmaschine führen kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Gegenstände der abhängigen Ansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird bei einem Kraftfahrzeug mit einem Handschaltgetriebe und mit einem ein elektronisches Steuergerät umfassenden Geschwindigkeitsregelsystem zum automatischen Konstanthalten einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eines vorgegebenen Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug im elektronischen Steuergerät eine Rückschaltaufforderungseinheit vorgesehen, die zumindest die Brennkraftmaschinendrehzahl als Eingangssignal erfasst und die dem Fahrer ein Signal zur Empfehlung einer manuellen Rückschaltung ausgibt, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb einer vorgegebenen Drehzahlschwelle liegt.

Diese Drehzahlschwelle wird vorzugsweise in einem definiertem Abstand oberhalb der aktuellen Leerlaufdrehzahl vorgegeben. Der definierte Abstand wird entweder fest in Form eines Offsets zur aktuellen Leerlaufdrehzahl oder variabel abhängig von der Höhe der Leerlaufdrehzahl, insbesondere in Form eines mit der Leerlaufdrehzahl zu multiplizierenden Faktors (> 1), vorgegeben.

Der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde:
Ein System zur Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung berechnet direkt oder indirekt (z.B. auch bei Abstands- oder Beschleunigungssollwerten) einen Geschwindigkeitssollwert, der über verschiedenartige Schnittstellen einer Brennkraftmaschinensteuerung mitgeteilt wird. Dadurch stellt sich in der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Drehzahlverstärkung des übrigen Antriebsstranges eine der Geschwindigkeit entsprechende Drehzahl ein. Diese Verstärkung des Antriebsstrangs ist wesentlich durch den eingelegten Gang bzw. die eingestellte Getriebeübersetzung beeinflusst. Die Be sonderheit der Kombination einer Einrichtung zur Geschwindigkeits- oder Abstands- (bzw. Folge-)Regelung mit einem Handschaltgetriebe besteht darin, dass kein vom Fahrer unabhängiger Eingriff in die Getriebeübersetzung vorgenommen werden kann.

Erfordert der Geschwindigkeitssollwert ein Verlassen des möglichen oder zulässigen Drehzahlbereiches der Brennkraftmaschine (der situationsabhängig verschieden sein kann), ist durch eine Übersetzungsänderung bzw. über einen Gangwechsel der normale Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine wieder herzustellen. Dieser Eingriff beim Handschaltgetriebe kann nur der Fahrer vornehmen, da die Einrichtung zur Geschwindigkeits- oder Folgeregelung darauf keinen direkten Einfluss hat.

Wird der Geschwindigkeitssollwert (z.B. durch eine Abstandsregelung) so niedrig, dass er wegen des eingelegten Gangs und der daraus resultierenden niedrigen Brennkraftmaschinendrehzahl von der Brennkraftmaschinensteuerung nicht mehr einstellbar ist, würde die Brennkraftmaschine ausgehen. Zum Selbstschutz vor dem Ausgehen der Brennkraftmaschine aktiviert die Brennkraftmaschinensteuerung jedoch in bekannter Weise eine sog. Leerlaufregelung.

Diese Leerlaufregelung birgt folgende Probleme im Hinblick auf ein Kraftfahrzeug mit einem Handschaltgetriebe und einem Geschwindigkeitsregelsystem:

1. Durch die Leerlaufregelung wird eine Brennkraftmaschinendrehzahl und damit über den Antriebsstrang eine Geschwindigkeit eingestellt, die höher als die Soll-Geschwindigkeit des Geschwindigkeitsregelsystems sein kann. Dies kann insbesondere im Falle einer Folgeregelung, die den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug konstant hält, zur kritischen Abstandsverkürzung führen.
2. Sollte das System zur Geschwindigkeits- oder Folgeregelung zum Einstellen des Geschwindigkeitssollwertes die Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs ansteuern, kann es zu einer erhöhten Belastung des Bremssystems und/oder zum Abwürgen der Brennkraftmaschine kommen.
3. Die genannte Leerlaufregelung ist für eine Umsetzung wieder steigender Momentenanforderungen vom System zur Geschwindigkeits- oder Folgeregelung kein geeigneter Start-Betriebspunkt.

Die Erfindung sieht daher vor, grundsätzlich bei einem Kraftfahrzeug mit einem Handschaltgetriebe und mit einem Geschwindigkeitsregelsystem, vorzugsweise mit einem abstandsbezogenen Geschwindigkeitsregelsystem (sog. ACC = Adaptive Cruise Control), das Geschwindigkeitsregelsystem unterhalb einer vorgegebenen Brennkraftmaschinen-Drehzahlschwelle nach vorausgegangener, aber vom Fahrer nicht beachteter Rückschaltaufforderung abzuschalten. Die Drehzahlschwelle kann fest codiert oder flexibel vorgegeben werden. Eine feste Codierung wird vorzugsweise brennkraftmaschinenabhängig und mit Berücksichtigung der höchstmöglichen Leerlaufdrehzahl unter allen möglichen Betriebszuständen (worst-case-Betrachtung) vorgenommen.

Durch eine flexible Drehzahlschwelle, nämlich durch eine vorgegebene Drehzahlschwelle bezogen auf die jeweils aktuell vorgegebene Leerlaufdrehzahl, insbesondere gemäss den abhängigen Ansprüchen, kann die Erfindung unabhängig von der Ausgestaltung der Brennkraftmaschine realisiert werden. Auch die Verfügbarkeit des Geschwindigkeitsregelungssystems kann damit erhöht werden, da nicht nur eine worst-case-Drehzahlschwelle über alle Brennkraftmaschinen und Betriebszustände vorgegeben werden muss.

Wird also eine bestimmte Drehzahlschwelle oberhalb der Leerlaufdrehzahl unterschritten, wird dem Fahrer eine Rückschaltung empfohlen. Reagiert der Fahrer innerhalb einer bestimmten Zeit auf diese Rückschaltaufforderung z. B. durch Treten der Kupplung, bleibt das Geschwindigkeitsregelsystem eingeschaltet. Erfolgt keine, Fahrerreaktion, kann nach Ablauf dieser Zeit oder mit Erreichen der Leerlaufdrehzahl die Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung abgeschaltet werden. Das Treten der Kupplung kann z. B. durch einen ohnehin vorhandenen Kupplungsschalter oder durch Überwachung der Änderung des Verhältnisses der Brennkraftmaschinendrehzahl zur Getriebeausgangsdrehzahl im Steuergerät erkannt werden.

Die Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine ist prinzipiell motor- und situationsabhängig (z.B. abhängig von der Motortemperatur, der Motorlast durch den Generator und/oder Klimakompressor etc), also flexibel. Um die vorgegebene Drehzahlschwelle nicht fest kodieren zu müssen, kann sie abhängig von der (flexiblen) Leerlaufdrehzahl vorgegeben werden. Z. B. wird die Drehzahlschwelle in folgender Weise zunächst geschätzt und danach der aktuellen Situation angepasst: Die Drehzahlschwelle kann aus der Leerlaufdrehzahl mit einem Offset als definiertem festen Abstand oberhalb der aktuellen Leerlaufdrehzahl oder mit einem einstellbaren Faktor größer gleich 1 als definiertem, von der Leerlaufdrehzahl abhängigen, flexiblen Abstand gebildet werden. Dazu wird im System zur Geschwindigkeits- oder Abstandsregelung bei der Initialisierung des Steuergeräts vorzugsweise zunächst von einem allgemein verwendbaren, relativ hohen Wert der Leerlaufdrehzahl ausgegangen (Startwert bzw. Ersatzwert). Sobald die Brennkraftmaschinensteuerung durch ein elektronisches Signal dem Steuergerät des Geschwindigkeitsregelsystems das Vorliegen der Leerlaufregelung oder die aktuelle Leerlaufdrehzahl anzeigt, wird im elektronischen Steuergerät des Geschwindigkeitsregelsystems der Startwert bzw. Ersatzwert der Leerlaufdrehzahl durch diese aktuelle Leerlaufdrehzahl ersetzt. Dieser gelernte Wert gilt bis zur nächsten Leerlaufregelung, in der wiederum auf die aktuelle Leerlaufdrehzahl adaptiert wird. Von einem Datenaustausch zwischen den Steuergeräten der Brennkraftmaschinensteuerung und des Geschwindigkeitsregelsystems wird ausgegangen. Falls die Brennkraftmaschinensteuerung die aktuelle Leerlaufdrehzahl auch außerhalb der Leerlaufregelung zur Verfügung stellen kann, kann diese Drehzahl im Steuergerät des Geschwindigkeitsregelsystems auch direkt verwendet werden.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

– Hinweis an den Fahrer, den für die Einrichtung zur Geschwindigkeits- oder Abstandsregelung ungeeigneten Betriebspunkt zu verlassen (Schaltaufforderung), und zwar entsprechend dem aktuellen Betriebszustand des Motors (bzw. der Brennkraftmaschine).
– Verhinderung der Überlastung der Bremse, wenn der Leerlaufregler des Motors gegen die Bremse arbeiten würde, um die Geschwindigkeitsvorgabe der Einrichtung zur Geschwindigkeits- oder Abstandsregelung einzustellen
– Unterbindung des Abwürgens des Motors beim Bremseneinsatzs
– Verhinderung einer höheren Geschwindigkeit als der durch die Einrichtung zur Geschwindigkeits- oder Abstandsregelung vorgegebenen Sollgeschwindigkeit, die sich einstellen würde, wenn der Motor im festen Übersetzungsverhältnis eines hohen Gangs mit seiner durch die Leerlaufregelung eingestellten Drehzahl über die für die Geschwindigkeitsvorgabe notwendigen Drehzahl hinausgeht
– Kollisionsvermeidung im Abstandsregelbetrieb
– bei Bestimmung der Leerlaufdrehzahl und der darauf aufsetzenden Schwelle zur Schaltaufforderung muss nicht motorspezifisch kodiert werden (Variantenreduzierung)
– maximale Verfügbarkeit des Systems zur Geschwindigkeits- oder Abstandsregelung bei Kraftfahrzeugen mit Handschaltgetriebe

Claims

Kraftfahrzeug mit einem Handschaltgetriebe und mit einem ein elektronisches Steuergerät umfassenden Geschwindigkeitsregelsystem zum automatischen Konstanthalten einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eines vorgegebenen Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass im elektronischen Steuergerät eine Rückschaltaufforderungseinheit vorgesehen ist, die zumindest die Brennkraftmaschinendrehzahl als Eingangssignal erfasst und die dem Fahrer ein Signal zur Empfehlung einer manuellen Rückschaltung ausgibt; wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb einer vorgegebenen Drehzahlschwelle liegt.
Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Drehzahlschwelle in einem definiertem Abstand oberhalb der aktuellen Leerlaufdrehzahl liegt.
Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Abstand fest in Form eines Offsets zur aktuellen Leerlaufdrehzahl vorgegeben wird.
Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Abstand variabel abhängig von der Höhe der Leerlaufdrehzahl, insbesondere in Form eines mit der Leerlaufdrehzahl zu multiplizierenden Faktors, vorgegeben wird.