DE60216491T2

DE60216491T2 - Geschwindigkeitsregelung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE60216491T2
Application number: DE60216491T
Authority: DE
Inventors: Anders Hedman; Marcus Steen; Anders Eriksson
Original assignee: Volvo Lastvagnar AB
Current assignee: Volvo Truck Corp
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: EP1439976B1; EP1439976A1; WO2003041987A1; SE520400C2; DE60216491D1; SE0103630D0; US7225073B2; US20050085974A1; ATE346765T1; SE0103630L

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Motorfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer elektronischen Steuereinheit zum Steuern des Motors in Abhängigkeit von der Einstellung einer manuellen Drossel, einer elektronischen Steuereinheit zum Steuern des Getriebes in Abhängigkeit von einer eingestellten Position eines Gangsauswählers.
In Fahrzeugen dieser Art gibt es heute Steuereinheiten mit einer gespeicherten Gangauswahlstrategie, d.h. einer zeitbasierten Schaltfrequenz als Funktion einer Straßenneigung, zum Beispiel. Eine bekannte Technologie ist in U5-A-5 832 400 beschrieben. Für Fahrzeuge mit einem herkömmlichem Automatikgetriebe, bei welchem das Getriebe sequentiell mit einem Drehmomentwandler schaltet, gibt es eine Gangauswahlstrategie basierend auf einem Algorithmus, der einen Messpunkt in der das Fahrzeug umgebenden Topologie berücksichtigt, wobei die gegenwärtige Fahrzeugposition ein Referenzpunkt ist. Durch Bestimmen mittels verschiedener Verfahren, wo das Fahrzeug nach einem bestimmten Zeitintervall sein wird, ist es möglich, die Motoreinstellung und die Schaltpunkte für das Automatikgetriebe zu modifizieren, d.h. bei welcher Drehzahl das Getriebe hoch- oder herunterschalten soll. Mögliche Varianten könnten sein, elektronische Karten zusammen mit einem Positioniersystem (beispielsweise einem globalen Positioniersystem, GPS) zu nutzen oder eine zukünftige Position des Fahrzeugs zu extrapolieren. Ein Nachteil dieses Systems ist, dass es nicht berücksichtigt, wie die Straße in ihrer Höhe zwischen zwei Messpunkten variiert, und Extrempunkte (beispielsweise Hügelgipfel) zwischen zwei Messpunkten werden daher in bestimmten Fällen nicht berücksichtigt. Der Motor und das Getriebe werden in Übereinstimmung der bekannten Technologie auf der Basis dessen eingestellt, wie groß der Unterschied der Höhe zwischen zwei Messpunkten ist, und wie die gegenwärtige Drosselposition ist. Die Drosselposition meint in diesem Falle und in dem folgenden Text sowohl eine einstellbare Geschwindigkeitsregelung als auch ein Gaspedal.
US-A-5 832 400 berücksichtigt nur, wie erwähnt, einen einzelnen Messpunkt während einer bestimmten Zeit oder eines bestimmten Abstandes in die Zukunft, um zu sehen, ob das gegenwärtige Motordrehmoment ausreichend sein wird, oder ob der Motor und/oder das Getriebe zurückgesetzt werden müssen. Es ist ebenso beschrieben, wie eine Mehrzahl von Messpunkten verwendet werden kann, jedoch wird in diesem Falle ein Mittelwert hiervon verwendet, wodurch ein Wert für die erforderliche Antriebskraft bereitgestellt wird. Mit einem Getriebe, das sequentiell geschaltet wird und mit dem gerade beschriebenen Verfahren, gibt es eine Unbestimmtheit in dem System, die zu beträchtlichen Konsequenzen in der Form einer unzufrieden stellenden Geschwindigkeitsregelfunktion, einer ungleichmäßigen Beschleunigung und unnötig großer Abgasesmissionen führt.
Die Druckschrift EP 1 053 903 (Oberbegriff nach Anspruch 1) zeigt eine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuervorrichtung und ein Verfahren zum Hinterherfahren eines vorhergehenden Fahrzeugs, das vor dem Fahrzeug fährt, und zwar unter Aufrechterhaltung eines angemessenen Fahrzeugzwischenabstands. Ein Zwischenfahrzeugsensor, der durch eine Radareinheit als Zwischenfahrzeugabstandserfasser gebildet ist, der einen Zwischenfahrzeugabstand zu dem vorhergehenden Fahrzeug erfasst, ist vorgesehen. Als Zwischenfahrzeugabstandssensor kann ein Bereichsmessinstrument zum Messen eines Zwischenfahrzeugabstands angewendet werden, das den Radar verwendet, um den Zwischenfahrzeugabstand zu messen, der schwankt, beispielsweise einen Laserstrahl in einer vorderen Breitenrichtung, und einen reflektierten Laserstrahl von irgendeinem Objekt empfängt, beispielsweise einem vorhergehenden Fahrzeug, das vor dem Fahrzeug fährt. Das Fahrzeug besitzt einen Straßenoberflächengradientenerfasser zum Erfassen einer gegenwärtigen, abfallenden Steigung, auf welche das Fahrzeug läuft. Die Vorrichtung ist angeordnet, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter Berücksichtigung des Zwischenfahrzeugabstandes von dem Fahrzeug zu einem vorhergehenden Fahrzeug und der gegenwärtigen Straßenneigung zu steuern.
Die Druckschrift US-A-6 029 107 zeigt eine Steuervorrichtung eines herkömmlichen Automatikgetriebes vom Nichtstufentyp (CVT) für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung ermöglicht, das Gangverhältnis automatisch entsprechend dem Zustand der Straßenoberfläche derart zu steuern, dass eine effektive Motorbremse, die für die gegenwärtige Straßenneigung geeignet ist, automatisch beim Bergabfahren angewendet werden kann, und eine effektive Antriebskraft, die für die Strassengradiente geeignet ist, automatisch beim Bergauffahren erhalten werden kann. Die Vorrichtung ist mit einem Straßenneigungsabschätzteil zum Abschätzen der Neigung der Straße, auf welcher das Fahrzeug fährt, und einem Teil zum Bestimmen, ob die Abschätzung über einem vorbestimmte Schwellwert ist oder nicht, ausgestattet. Die Steuerung des Gangverhältnisses wird in Abhängigkeit davon ausgeführt, ob die Gradientenabschätzung oberhalb des Schwellwerts ist oder nicht.
Heutzutage funktionieren Geschwindigkeitsregelungen durch Steuern einer Drosselöffnung oder einen Bremsvorgang, wie es in US 5 894 731 beschrieben ist, bis eine ausgewählte oder vorgegebene Sollgeschwindigkeit erreicht ist. In der Praxis bedeutet dies, dass wenn ein Fahrzeug sich mit einer Geschwindigkeit bergab bewegt, welche die Sollgeschwindigkeit überschreitet, die Geschwindigkeitsregelung versuchen wird, das Fahrzeug auf die Sollgeschwindigkeit herunter zu bremsen, ungeachtet der Straßenneigung nach dem Ende der Bergabstrecke. Das bedeutet, dass falls direkt nach der Bergabstrecke es eine Neigung bergauf gibt und das Fahrzeug auf die Sollgeschwindigkeit herunter gebremst worden ist, das Fahrzeug, falls die Bergaufstrecke ausreichend steil ist, sich mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Sollgeschwindigkeit bewegen wird. Die Geschwindigkeitsregelung wird in dieser Situation dies durch starkes Erhöhen der Drosselöffnung und Herunterschalten ausgleichen. Ein weiteres Beispiel derselben Art von Problem ist der Fall der Ausdehnung des gerade beschriebenen Problems, bei welchem das Fahrzeug sich mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als der Sollgeschwindigkeit bergauf bewegt und den Gipfel erreicht, woraufhin die weit offene Drossel zu einer übermäßigen Geschwindigkeit in der nachfolgenden Bergabstrecke führen wird, und das Fahrzeug wird gezwungen, zu bremsen, um erneut die Sollgeschwindigkeit zu erreichen.
Heute gibt es weitere Arten von Geschwindigkeitsregelungen, beispielsweise solche, die Radar einsetzen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf den Verkehr davor einzustellen, oder Transponder, die beispielsweise an Verkehrszeichen angebracht sind. In beiden Fällen wird die Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs kontinuierlich in Abhängigkeit von dem umgebenden Verkehr, den Wetterbedingungen, Wildtieren und anderen dynamischen oder zufälligen Parametern verändert. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Motorfahrzeug der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, welches die oben genannten Probleme beseitigt, indem ein System und ein Verfahren bereitgestellt werden, die mit Hilfe einer Geschwindigkeitsregelfunktion die Drosselöffnung und das Bremsen steuern, bei welchem das Bremsen unter Einsatz beispielsweise von Hilfsbremsen bewirkt wird, um einen niedrigeren Fahrzeugkraftstoffverbrauch zu erzielen. Es werden ebenso geringere Geräusch- und Abgasemissionen, eine gleichmäßigere Beschleunigung und ein komfortableres Fahren erzielt.
Dies wird bei einem Fahrzeug der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung durch die Tatsache erzielt, dass eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, mit zugeführten Parametern und damit zumindest Kenntnis der Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der umgebenden Topologie und der Drosselöffnungsposition, die Drosselöffnung in solchen Fällen zu vermindern, in denen das Fahrzeug in Bezug auf die Sollgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit unterhalb der Sollgeschwindigkeit besitzt und die Schwerkraft nachfolgend das Fahrzeug beschleunigen kann, und die kinetische Energie des Fahrzeugs in solchen Fällen zu nutzen, in denen das Fahrzeug eine Geschwindigkeit oberhalb der Sollgeschwindigkeit besitzt und die Schwerkraft nachfolgend das Fahrzeug verlangsamen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Steuereinheit vorgesehen, um unter eingestellten Vorbedingungen Computersimulationen für eine längere Periode im voraus (30 Sekunden oder mehr) auszuführen, wobei die Information über die gegenwärtige Position mit Hilfe von GPS erhalten wird, und/oder wobei zukünftige Positionen durch Information aus elektronischen Karte bereitgestellt werden.
In einer zweiten Ausführungsform können mit Hilfe von Elektronik und Sensoren Abschätzungen (Extrapolationen) hinsichtlich der Straßenneigung gemacht werden, und daher kann Information über die das Fahrzeug umgebende Topologie und dessen zukünftige Position erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung ist bevorzugt auf automatisierte, manuelle Getriebe vorgesehen, jedoch nicht hierauf beschränkt. Ein signifikanter Unterschied gegenüber der bekannten Technologie (automatisierte Kraftübertragung), auf die Bezug genommen wurde, ist, dass das Schalten in dem vorliegenden Falle mit Kraftunterbrechung stattfindet. Es gibt daher einen deutlichen Vorteil beim Verwenden des Systems gemäß der Erfindung, andernfalls ist es nicht sicher, dass ein Hochschalten in einer Neigung bergauf erfolgreich sein wird, selbst wenn die Antriebskraft vollständig unzureichend wäre, da wenn das Schalten zu lange dauert, das Fahrzeug zu stark verlangsamt wird.
Unter Bezugnahme auf die zwei Fälle (zu niedrige Geschwindigkeit bei einer Neigung bergauf und eine übermäßige Geschwindigkeit bei einer Neigung bergab), die zuvor veranschaulicht wurden, könnte die vorliegende Erfindung im Prinzip wie folgt zusammen gefasst werden:

1) Auf Anfrage des Fahrers kann die zweite Steuereinheit mit Hilfe der Elektronik und Daten von Sensoren auf eine Entscheidung, die auf einer Computersimulation basiert, aufgebrachte Hilfsbremsen deaktivieren, die andernfalls ein Bremsdrehmoment aufbringen würden, wenn das Fahrzeug, ohne das Bremsdrehmoment, einen verminderten Kraftstoffverbrauch und/oder einen erhöhte Durchschnittsgeschwindigkeit erreichen würde.
2) Auf Anfrage des Fahrers kann die zweite Steuereinheit mit Hilfe der Elektronik und Daten von Sensoren bei einer Entscheidung basierend auf einer Computersimulation die Drosselöffnung einer Geschwindigkeitsregelung auf den gegenwärtigen Fahrwiderstand des Fahrzeugs und denjenigen in der unmittelbaren Zukunft (30 Sekunden oder mehr) einstellen.

Um die vorliegende Erfindung zusätzlich zu beschreiben, werden nachfolgend einige Beispiele von Anwendungen gegeben.
Die zweite Steuereinheit ist vorgesehen, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren die Drosselöffnung zu begrenzen, wenn es große Geschwindigkeitsabweichungen gibt und wenn die Straße bergab geneigt ist.
Die zweite Steuereinheit ist vorgesehen, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren die Drossel offen zu halten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als die in der Geschwindigkeitsregelung eingestellte und sich das Fahrzeug einer Neigung bergauf nähert, bei welcher die Verminderung der Geschwindigkeit so groß sein würde, dass das maximale Motordrehmoment nicht in der Lage wäre, das Fahrzeug zu beschleunigen, bevor die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die Sollgeschwindigkeit abgefallen ist.
Die zweite Steuereinheit ist vorgesehen, um mit Hilfe von Elektronik und Daten von Sensoren die Drosselöffnung zu einzustellen, wenn sich das Fahrzeug dem Ende einer Neigung bergauf nähert, und die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die Sollgeschwindigkeit graduell auf eine zukünftige, geringere Drosselöffnung einzustellen.
Die zweite Steuereinheit ist vorgesehen, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren die Drosselöffnung einzustellen, wenn sich das Fahrzeug dem Beginn einer Neigung bergab nähert, um graduell auf eine zukünftige, geringere Drosselöffnung einzustellen, d.h. die Drosselöffnung, die zusammen mit Schwerkraft und Fahrwiderstand das Fahrzeug auf die Sollgeschwindigkeit innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer beschleunigen wird.
Die zweite Steuereinheit ist vorgesehen, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren möglicherweise aufgebrachter Hilfsbremsen und möglicherweise die Drosselöffnung einzustellen, wenn sich das Fahrzeug dem Ende einer Neigung bergab nähert, und zwar auf eine zukünftige größere Drosselöffnung, die zum Aufrechterhalten der Sollgeschwindigkeit erforderlich ist.
Die zweite Steuereinheit ist vorgesehen, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren möglicherweise aufgebrachter Hilfsbremsen und möglicherweise die Drosselöffnung einzustellen, wenn sich das Fahrzeug dem Ende einer Neigung bergab nähert, und zwar derart, um einen temporären Anstieg der Geschwindigkeit zu erlauben, dessen maximales Niveau in der zweiten Steuereinheit voreingestellt ist.
Die zweite Steuereinheit ist vorgesehen, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren die Hilfsbremsen zu lösen, wenn sich das Fahrzeug einer Neigung bergauf nähert, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die Sollgeschwindigkeit überschreitet, die Energie abzubremsen, da die Verlangsamung des Fahrzeuges in der Neigung bergauf die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die Sollgeschwindigkeit anpassen wird.
In der obigen Beschreibung und im folgenden wird angegeben, dass verschiedene Eingabedaten in die zweite Steuereinheit zugeführt werden, welche die Computersimulationen ausführt. Diese Funktion kann selbstverständlich ebenso durch die erste Steuereinheit oder an einer anderen physischen Stelle vorgenommen werden, die zur Kommunikation mit der zweiten Steuereinheit angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf in den begleitenden Zeichnungen gezeigte Beispiele beschrieben, wobei 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Antriebseinheit gemäß der Erfindung zeigt, 2 zeigt die Kupplung und das Getriebe in 1 mit einen größeren Maßstab, und 3 zeigt eine Übersicht der Eingaben in die zweite Steuereinheit.
In 1 bezeichnet 1 einen Sechszylinderverbrennungsmotor, beispielsweise einen Dieselmotor, dessen Kurbelwelle 2 mit einer Einzelplatten-Trockenscheibenkupplung gekoppelt ist, die allgemein durch Bezugszeichen 3 bezeichnet ist und in ein Kupplungsgehäuse 4 eingeschlossen ist. Anstelle einer Einzelplatten-Scheibenkupplung kann eine Doppelscheibenkupplung verwendet werden. Die Kurbelwelle 2 ist nicht drehbar mit dem Kupplungsgehäuse 5 der Kupplung 3 verbunden, während dessen Scheibenplatte (Scheibenblatt 6) nicht drehbar mit einer Antriebswelle 7 verbunden ist, die drehbar in dem Gehäuse 8 eines Getriebes montiert ist, das allgemeine mit Bezugszeichen 9 bezeichnet ist. Eine Hauptwelle 10 und eine Zwischenwelle 11 sind ebenso drehbar in dem Gehäuse 8 montiert. Ferner sind eine erste Steuereinheit 48 zum Steuern des Motors, eine zweite Steuereinhit 45 zum Steuern des Getriebes und ein manuell betätigter, elektronischer Gangauswähler 47, der mit der zweiten Steuereinheit 45 gekoppelt ist, veranschaulicht. Hilfsbremsen 60 werden von der zweiten Steuereinheit über die erste Steuereinheit 48 gesteuert. Die Hilfsbremsen können beispielsweise Kompressionsbremsen oder Abgasbremsen sein. Die erste und die zweite Steuereinheit (48 bzw. 45) sind zur Kommunikation miteinander ausgelegt.
Wie am deutlichsten aus 2 zu erkennen ist, ist ein Zahnrad 12 drehbar an der Antriebswelle 7 montiert und ist an der Welle mittels einer Betätigungsmuffe 13 arretierbar, die mit Synchronisiermitteln versehen ist und die nicht verdrehbar, jedoch axial verschiebbar an einer Nabe 14 montiert ist, die nicht drehbar mit der Antriebswelle 7 verbunden ist. Mittels der Betätigungsmuffe 13 wird ein an der Hauptwelle 10 drehbar montiertes Zahnrad 15 ebenso in Bezug auf die Antriebswelle 7 arretierbar. Die Zahnräder 12 und 15 kämmen mit Zahnrädern 16 bzw. 17, die nicht drehbar mit der Zwischenwelle 11 verbunden sind. In drehmäßig fester Weise sind an der Zwischenwelle 11 weitere Zahnräder 18, 19 und 20 befestigt, die mit Zahnrädern 21, 22 und bzw. 23 kämmen, die drehbar an der Hauptwelle 10 montiert sind und an der Hauptwelle mittels von Betätigungsmuffen 24 bzw. 25 arretierbar sind, die in der gezeigten, beispielhaften Ausführungsform keine Synchronisieranordnungen besitzen. Ein weiteres Zahnrad 28 ist drehbar an der Hauptwelle 10 montiert und kämmt mit einem Zwischenzahnrad 30, das drehbar an einer separaten Welle 29 montiert ist und wiederum mit dem Zwischenwellen-Zahnrad kämmt. Das Zahnrad 28 ist an seiner Welle mittels einer Betätigungsmuffe 26 arretierbar.
Die Zahnradpaare 12, 16 und 15, 17 und ebenso die Betätigungsmuffe 13 bilden ein Teilgetriebe mit einer niedrigeren Getriebestufe LS und einer hohen Getriebestufe HS. Das Zahnradpaar 15, 17 bildet ebenso zusammen mit den Zahnradpaaren 21, 18, 22, 19, 23, 20 und 28, 30 ein Grundgetriebe mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang. In drehmäßig fester Weise ist an dem Abtriebsende der Hauptwelle ein Zahnrad 31 angeordnet, welches das Sonnenrad in einem Zweistufenbereichsgetriebe vom Planetentyp bildet, das durch Bezugszeichen 32 bezeichnet ist und dessen Planetenradträger 33 auf drehfeste Weise mit einer Welle 34 verbunden ist, welche die Abtriebswelle des Getriebes bildet. Die Planetenräder 35 des Bereichsgetriebes 32 kämmen mit einem Hohlrad 36, das mittels einer Betätigungsmuffe 37 in Bezug auf das Getriebegehäuse 8 für einen niedrigen Bereich LR und in Bezug auf den Planetenradträger 33 für einen hohen Bereich HR arretierbar ist. Die Betätigungsmuffe besitzt ebenso eine neutrale Position NR zwischen den Gangpositionen LR und HR. In der neutralen Position NR ist die Abtriebswelle von der Hauptwelle 10 gelöst.
Die Betätigungsmuffen 13, 24, 25, 26 und 37 sind wie durch die Pfeile in 2 gezeigt verschiebbar, um die neben den Pfeilen gezeigten Gangstellen bereitzustellen. Die Verschiebung wird durch Servogeräte 40, 21, 42, 43 und 44 erzeugt, die schematisch in 2 gezeigt sind und pneumatisch betätigte Kolben-/Zylinderanordnungen des Typs sein können, der in einem Getriebe der oben beschriebenen Art verwendet wird, welches unter dem Namen Geartronic^® vertrieben wird. Die Servogeräte werden durch eine elektronische Steuereinheit 45 (1) gesteuert, die einen Mikrocomputer aufweist, der in Abhängigkeit von in die Steuereinheit zugeführten Signalen, welche die verschiedenen Motor- und Fahrzeugdaten darstellen, die zumindest die Motordrehzahl, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Gaspedalposition und in diesem Falle den Ein-/Ausschaltzustand der Motorbremse umfassen, zugeführten Signalen, wenn ein mit der Steuereinheit 45 gekoppelter, elektronischer Gangauswähler 46 in seiner Automatikgetriebeposition ist. Wenn der Auswähler in der Position zum manuellen Schalten ist, wird das Schalten über den Gangauswähler 46 auf den Befehl des Fahrers ausgeführt. Die Steuereinheit 45 steuert ebenso die Kraftstoffeinspritzung, das heißt die Motordrehzahl, in Abhängigkeit von der Gaspedalposition, und ebenso die Luftzufuhr zu einer pneumatischen Kolben-/Zylinderanordnung 47, mittels der die Kupplung 3 in Eingriff gebracht und gelöst wird.
Die zweite Steuereinheit 45 ist auf bekannte Weise derart programmiert, dass sie die Kupplung 3 in Eingriff hält, wenn das Fahrzeug still steht und der Gangauswähler 46 in der neutralen Position ist. Dies bedeutet, dass der Motor die Antriebswelle 7 und daher auch die Zwischenwelle antreibt, während die Abtriebswelle 34 gelöst wird. Eine Hilfseinheit, beispielsweise eine Ölpumpe zum Schmieren des Getriebes, kann möglicherweise durch die Zwischenwelle in dieser Position angetrieben werden. Die zweite Steuereinheit 45 ist ebenso programmiert, um wenn das Fahrzeug still steht und der Gangauswähler von der neutralen Position in eine Schaltposition bewegt ist, entweder in der Position zum automatischen Schalten oder in eine Position mit einem durch den Fahrer ausgewählten Anfahrgang, bewegt ist, zunächst die Kupplung 3 zu lösen, dann die Zwischenwelle 11 zu bremsen, um mit Hilfe der Zwischenwellenbremse 50 zu stoppen, die in 2 angegeben ist, die eine Bremsvorrichtung sein kann, die an sich bekannt ist und durch die Steuereinheit 45 gesteuert wird. Wenn die Zwischenwelle 11 gebremst ist, um zu stoppen oder zumindest annähernd zu stoppen, leitet die Steuereinheit 45 nun das Schalten in dem Grundgetriebe auf einen Gangverhältnis ein, das durch den automatischen Schalter bereitgestellt oder durch den Fahrer ausgewählt ist. Wenn der Fahrer nach dem Einlegen des Ganges die Drossel öffnet, dient das Gaspedal als ein Umkehrkupplungspedal, das über die Steuereinheit graduell den Kupplungseingriff mit ansteigender Drosselöffnung erhöht.
3 veranschaulicht schematisch eine Eingabe, welche die zweite Steuereinheit 45 benötigt, um in der Lage zu sein, eine Entscheidung zu treffen, um die Drosselöffnung zu schließen oder das Fahrzeug zu bremsen, gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit einer Steuerung 300 zum manuellen Einschalten oder Ausschalten der vorliegenden Funktion kann der Fahrer aktiv das Verfahren auswählen. Der Schalter 300 ist zur Kommunikation mit der zweiten Steuereinheit 45 ausgelegt. Eine elektronische Karte 340, die beispielsweise auf einer CD-ROM (Compact Disc-nur-Lesespeicher) gespeichert ist, enthält die Information über die Topologie einer Region, die für die Computersimulation erforderlich ist, d.h. zumindest Gradienten oder Erhebungswerte der Straße, beispielsweise mit dem Meerespegel als Referenz, und jegliche Information hinsichtlich Geschwindigkeitsbeschränkungen entlang der Strecke. Die Computersimulation verwendet Parameter 320, die von Messern und Sensoren 310 geschickt sind, in Übereinstimmung mit bekannter Technologie. Diese bestehen zumindest aus dem Fahrzeug- oder Zuggewicht, der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit, den Gangverhältnissen, den Effizienzgraden, der Motordrehzahl, der Drosselöffnungsposition (auch Drosselpositionsveränderung), der gegenwärtigen Position, der Straßeneigung (nicht aus elektronischer Karte), der Umgebungstemperatur (welche das Kraftstoff-/Luftgemisch beeinflusst, den Fahrwiderstand und die Motordynamik des Motors. Mit der erforderlichen Information kann die zweite Steuereinheit 45 eine geschätzte, zukünftig erforderliche Beschleunigung (oder Verlangsamung) und den Kraftstoffverbrauch berechnen (über eine bestimmte, vorgegebene Zeitdauer simulieren). Ferner zeigt 4 ein Symbol für GPS 330, welches mit der zweiten Steuereinheit kommuniziert, möglicherweise ebenso durch die Sensoren 310. Als eine Ausgabe von der zweiten Steuereinheit 45 wird eine Entscheidung 350 geschickt, d.h. beispielsweise eine Steuerung der Hilfsbremsen 60 oder eine Drosselöffnung für das Fahrzeug.

Claims

Motorfahrzeug, umfassend einen Verbrennungsmotor und eine erste elektronische Steuereinheit (48) zum Steuern des Motors in Abhängigkeit von der Einstellung einer manuellen Drosselsteuerung und eine zweite elektronische Steuereinheit (45) zum Steuern des Getriebes in Abhängigkeit von einer eingestellten Position eines manuell betätigten, elektronischen Gangauswählers (46), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ausgestattet ist mit einer Geschwindigkeitsregelfunktion, die angeordnet ist, um die Drosselöffnung und das Bremsen des Fahrzeugs zu steuern; Mitteln zum Bereitstellen von Information über die gegenwärtige Position des Fahrzeugs mit Hilfe von GPS; Mitteln zum Bereitstellen einer Topologieinformation, wobei die Information über die Topologie Information über Gradienten oder Höhenwerte für die Straße aufweist; wobei eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, um mit zugeführten Parametern und damit zumindest Kenntnis einer eingestellten Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der umgebenden Topologie und der Drosselöffnungsposition die Drosselöffnung in solchen Fällen zu vermindern, in denen das Fahrzeug in Bezug auf die eingestellte Sollgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit unterhalb der Sollgeschwindigkeit besitzt, und in denen eine zukünftige Schwerkraft nachfolgend das Fahrzeug beschleunigen wird, und die kinetische Energie des Fahrzeugs in solchen Fällen zu nutzen, in denen das Fahrzeug eine Geschwindigkeit oberhalb der Sollgeschwindigkeit besitzt und eine zukünftige Schwerkraft nachfolgend das Fahrzeug verlangsamen wird.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenwärtige Fahrzeugposition durch eine GPS-Einheit (359) (global positioning system – globales Positioniersystem) bestimmt wird, die mit einer der Steuereinheiten zur gegenwärtigen Bestimmung der Fahrzeugposition gekoppelt ist.
Motorfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, um Informationen von einer elektronischen Karte (340) über die Topologie zu erhalten, welche das Fahrzeug umgibt.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, um Informationen von Sensoren (310) zu erhalten und zumindest mit Kenntnis der gegenwärtigen Fahrzeugposition, der Geschwindigkeit und der Straßenneigung durch Berechnung einer zukünftigen Position des Fahrzeugs zu extrapolieren.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor mit einer Kupplung (3) und einem Automatikgetriebe (9) zwischen dem Motor und den Antriebsrädern gekoppelt ist und mit mindestens einer Hilfsbremse ausgestattet ist.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung und die Beschleunigung der Drosselöffnungsposition, der gegenwärtige oder extrapolierte Wert, der die Absichten des Fahrers darstellt, auch in Kombination mit einer Geschwindigkeitsregelfunktion, Parametern in einer Computersimulation sind, die mit einer Gangauswahlstrategie verbunden ist.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren den Drosselöffnungsanstieg einer Geschwindigkeitsregelung bei großen Geschwindigkeitsabweichungen und wenn die Straße nach unten geneigt ist zu begrenzen.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren die Drossel offen zu halten, wenn die Fahrgeschwindigkeit größer ist als in der Geschwindigkeitsregelung eingestellt, und das Fahrzeug sich einer Neigung bergauf nähert, in welcher die Verminderung der Geschwindigkeit so groß sein würde, dass das maximale Motordrehmoment nicht in der Lage wäre, das Fahrzeug zu beschleunigen, bevor die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die Sollgeschwindigkeit abgefallen ist.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, um mit Hilfe von Elektronik und Daten von Sensoren die Drosselöffnung einzustellen, wenn sich das Fahrzeug dem Ende einer Neigung bergauf nähert, und wenn die Fahrgeschwindigkeit geringer ist als die Sollgeschwindigkeit, graduell eine zukünftige, geringere Drosselöffnung einzustellen.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren die Drosselöffnung einzustellen, wenn sich das Fahrzeug dem Beginn einer Neigung bergab nähert, um graduell eine zukünftige, geringere Drosselöffnung einzustellen, d.h. eine Drosselöffnung, welche zusammen mit Schwerkraft und Fahrwiderstand das Fahrzeug auf die Sollgeschwindigkeit innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer beschleunigen wird.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren möglicherweise aufgebrachte Hilfsbremsen und möglicherweise die Drosselöffnung einzustellen, wenn sich das Fahrzeug dem Ende einer Neigung bergab nähert, und zwar auf eine zukünftige größere Drosselöffnung, die erforderlich ist, um die Sollgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren möglicherweise aufgebrachte Hilfsbremsen und möglicherweise die Drosselöffnung einzustellen, wenn sich das Fahrzeug dem Ende einer Neigung bergab nähert, um einen temporären Anstieg der Geschwindigkeit zu erlauben, dessen Maximalniveau in der zweiten Steuereinheit vorbestimmt ist.
Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Steuereinheiten vorgesehen ist, um mit Hilfe von Elektronik und Sensoren die Hilfsbremsen zu lösen, wenn sich das Fahrzeug einer Neigung bergauf nähert und die Fahrzeuggeschwindigkeit die Sollgeschwindigkeit überschreitet, um die Energie nicht abzubremsen, da die Verlangsamung des Fahrzeugs in der Neigung bergauf die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die Sollgeschwindigkeit anpassen wird.