WO2006119850A1 - Verfahren und vorrichtung zur vermeidung von unerwünschten fahrzeugbeschleunigungen bei schubschaltungen im gefälle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung unerwünschter Fahrzeugbeschleunigungen bei Schubschaltungen im Gefälle bei Fahrzeugen mit einem Antriebsmotor, einem Schaltgetriebe, zumindest einer bezüglich des Schaltgetriebes primärseitig angeordneten Bremse und zumindest einer bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordneten Bremse sowie mit einer Zusatzbremssteuereinrichtung. Hinsichtlich dieses Verfahrens ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung Daten über eine zum Zeitpunkt einer Einleitung einer Schubschaltung aktuelle Fahrzeugbe schleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit sowie zumindest über die Einleitung einer Schubschaltung und gegebenenfalls über weitere Fahr- und/oder Schaltparameter einliest sowie verarbeitet, und nach Verarbeitung dieser Daten Steuersignale ausgibt, welche wenigstens eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse so beeinflussen, dass die tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung während der Schubschaltung zumindest weitgehend einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung entspricht. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von unerwünschten Fahrzeugbeschleunigungen bei Schubschaltungen im Gefälle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung unerwünschter Fahrzeugbeschleunigungen bei Schubschaltungen im Gefälle gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 7.

Bei Schaltvorgängen mit üblichen Getrieben wird im Allgemeinen die Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor über das Getriebe für die Dauer des Schaltvorganges bauartbedingt aufgehoben, da Schaltgetriebetypen mit wenigen Ausnahmen nicht unter Last geschaltet werden können. Insbesondere an starken Gefällestrecken führt dies zu einer merklichen Beschleunigung des Fahrzeugs, da eine Motorbremse, die bei Lastkraftwagen in vielen Fällen durch ein Aufstauen des Abgases mittels einer Auspuffklappenbremse oder einer Auslassventilbremse realisiert ist, ebenso wenig wirksam ist, wie ein Primärre- tarder oder eine bei Personenkraftwagen übliche Motorbremse ohne weitere Verstärkungsmechanismen. Daher beschleunigt das Fahrzeug während eines Gangwechsels beim Herunterrollen im Fahrstreckengefälle, sofern dem nicht durch andere Mittel entgegengewirkt wird.

Diese Aufhebung einer zuvor vorhandenen Motorbremswirkung kann bei allen radgetriebenen Landfahrzeugen, insbesondere jedoch bei Lastkraftwagen und Geländefahrzeugen, zu unerwünschten und für den Fahrer nur schwer beherrschbaren Situationen führen. Eine vom Fahrer nicht gewünschte und in sofern unkontrollierte Geschwindigkeitszunahme des Fahrzeugs führt zu einem schlechteren Kurvenverhalten im Grenzbereich sowie zu einem verlängerten Bremsweg, und stellt damit in jedem Fall einen zu vermeidenden Betriebszustand dar. Dieses Gefahrenpotenzial wird durch verschiedene weitere Mechanismen und Abläufe, die im Folgenden erläutert werden, noch weiter vergrößert. Wenn in der Zeitspanne, die zum Einlegen und Einkuppeln des gewünschten Zielganges benötigt wird, das Fahrzeug so weit beschleunigt, dass dieser Gang nicht mehr eingelegt werden kann, bleibt es bei manuell geschalteten Getrieben dem Fahrer überlassen, entweder mittels der auf die einzelnen Räder wirkenden Betriebsbremse das Fahrzeug umgehend wieder auf eine für diesen Gang geeignete Geschwindigkeit abzubremsen, oder den nächst höheren Gang zu wählen, der dann allerdings regelmäßig nicht die ursprünglich gewünschte Bremswirkung der Motorbremse oder des Primärretarders zur Verfügung stellen kann.

Bei Automatgetrieben, also bei Getrieben, bei denen der Fahrer nicht direkt den Gang wählt, sondern die Gangwahl entweder vollständig einer Automatik überlässt oder einen Gangwunsch an eine Automatik übermittelt, wird mit denselben unerwünschten Folgen automatisch ein höherer Gang gewählt.

Im ungünstigsten Fall kann es bei starken Gefällestrecken gerade bei Lastkraftwagen und Geländewagen aufgrund ihres insbesondere im unteren Geschwindigkeitsbereich fein abgestuften Getriebes dazu kommen, dass in Folge der zeitlichen Verzögerung durch das Abbrechen des Gangwechsels und das Auswählen und das Vorbereiten des Einlegens des nächst höheren Ganges auch dieser nicht mehr sinnvoll schaltbar ist. In diesem Fall wird schließlich nach einer abermals verlängerten Schaltzeit und einer entsprechend großen Geschwindigkeitszunahme des Fahrzeugs ein Gang eingekuppelt, der zwei oder mehr Gänge größer ist, als der ursprünglich gewünschte Gang und nur eine erheblich verminderte Bremswirkung von Motorbremse oder Primärretar- der bereitstellen kann.

Natürlich wäre es dem Fahrer möglich, die Geschwindigkeitszunahme durch Betätigung der direkt auf die Räder wirksamen Betriebsbremse zu unterbinden. Dies setzt jedoch nicht nur ein schnelles Reagieren und ein Vorherse- hen der Reaktion des Fahrzeugs voraus. Auch für einen erfahrenen Fahrer ist es kaum vorhersehbar, ob das Fahrzeug während der zum Gangwechsel benötigten Zeitspanne nur so weit beschleunigt, dass der gewählte Gang gerade noch sinnvoll aktiviert werden kann, oder ob die Fahrzeuggeschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt bereits geringfügig über diesem Grenzwert liegt. Im ersten Fall steht bei hohen Motordrehzahlen eine optimale Motorbremswirkung zur Verfügung, im zweiten Fall steht bei einem automatisch geschalteten Getriebe überhaupt keine Motorbremswirkung zur Verfügung, da der Gang nicht aktiviert werden kann und zunächst ein anderer Gang gewählt werden muss, der dann üblicherweise nur eine geringere Motorbremswirkung ermöglicht.

Im Falle eines manuell geschalteten Getriebes hätte der Fahrer immerhin die Möglichkeit, den eigentlich unzulässigen Gang dennoch zu aktivieren und entweder einen erheblichen Verschleiß und eventuell eine Überhitzung der Kupplung und/oder eine Schädigung des Getriebes und/oder des Antriebsmotors sowie möglicher Weise weiterer Komponenten durch Überschreitung der zulässigen oberen Drehzahlgrenze in Kauf zu nehmen.

Bei automatisch schaltenden Getrieben, die bei heute gebauten Fahrzeugen allgemein üblich sind und insbesondere in große Lastkraftwagen häufig verbaut werden, besteht diese Möglichkeit nicht, so dass der Fahrer darauf warten muss, dass das Getriebe schließlich einen Gang aktiviert, während er, sofern er hierzu erfahren genug ist, mit der Betriebsbremse die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern oder wenigstens konstant zu halten versucht.

Selbst für den Fall, dass der Fahrer dieses an sich sinnvolle Verhalten zeigt, kann dies allerdings gerade bei anspruchsvollen Fahrstrecken zu einer weiteren unangenehmen Situation führen, in der nämlich der Fahrer erst an der zusätzlichen Verzögerung des Fahrzeugs durch die Motorbremse feststellen kann, dass das automatische Getriebe schließlich einen Gang ausgewählt und wirksam geschaltet hat. In diesem Moment addieren sich die Bremsmomente der Betriebsbremse und der Motorbremse, was im günstigsten Fall zu einem deutlich spürbaren und als unangenehm empfundenen Ruck führt. Im ungünstigsten Fall befindet sich das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt in einer steilen Spitzkehre und im Grenzbereich der Reifenhaftung auf dem Untergrund. In diesem Fall kommt es zu einem Gleiten der Reifen und das Fahrzeug verlässt die Spur und möglicher Weise die Fahrbahn, sofern dies nicht durch ein Anti- blockiersystem verhindert wird.

Bei Sattelschleppern kann es zusätzlich zum gefürchteten Einklappen des Fahrzeugs führen, da gerade die im Bereich des Gelenkpunktes zwischen Zugfahrzeug und Sattelauflieger befindlichen, angetriebenen Räder ins Gleiten kommen.

Zieht man in Betracht, dass gerade bei Lastwagen im Baustellenverkehr extrem steile Rampen mit geringem Reibungskoeffizienten, engen und unebenen Fahrspuren sowie engen Kurven, beispielsweise bei Zufahrtrampen in Baugruben von Großbaustellen, keineswegs exotische Ausnahmen sind, wird die Notwendigkeit eines automatisierten Verfahrens zur Vermeidung einer ungewollten Beschleunigung des Fahrzeugs bei einem Schaltvorgang im Gefälle unmittelbar deutlich. Auch darüber hinaus dürfte unstrittig sein, dass ein derartiges Verfahren für sämtliche motorgetriebenen Landfahrzeuge mit angetriebenen Rädern wünschenswert und vorteilhaft ist.

Im Stand der Technik sind bereits verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt, die darauf abzielen, den Einsatz unterschiedlicher Bremsen untereinander zu koordinieren und auf die jeweilige Situation abzustimmen.

So ist aus der DE 198 43 580 A1 der Anmelderin eine Bremsanlage bekannt, welche eine Reibungsbremse, mindestens eine verschleißfreie Dauerbremse und eine Steuereinheit umfasst. Die aus dem elektrischen Signal eines Bremswertgebers, zumeist eines Bremspedals, abgeleitete Bremskraft wird dabei bei längeren Bremsvorgängen so zwischen diesen Bremsen aufgeteilt, dass zunächst die Reibungsbremse die gesamte Bremsarbeit übernimmt, da diese schneller anspricht als eine Dauerbremse. Anschließend wird der Bremsdruck der Reibungsbremse entsprechend einer zunehmenden Bremswirkung der Dauerbremse verringert, wodurch sich ein konstantes bzw. der Bremsanforderung entsprechendes Gesamtbremsmoment einstellt und gleichzeitig ein schnelles Ansprechen der Bremsen und ein geringer Verschleiß der Reibungsbremsen bewirkt wird. Eine in dieser Hinsicht ähnliche Bremsanlage ist aus der DE 31 15 444 A1 bekannt.

Die Bremsanlage insbesondere gemäß der DE 198 43 580 A1 ist in der Lage, die ihr zu Grunde liegende Aufgabe in vollem Umfang zu lösen. Sie nutzt allerdings ein Signal eines Bremswertgebers und ist nicht dazu ausgelegt, bei einer bereits vorhandenen Bremstätigkeit der Dauerbremse bei deren plötzlichem Wegfall aufgrund eines Gangwechsels geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung unerwünschter Fahrzeugbeschleunigungen bei Schubschaltungen im Gefälle vorzustellen, mit denen die Betriebssicherheit und der Fahrkomfort von Fahrzeugen mit Schaltgetriebe weiter verbesserbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine während einer Schubschaltung eines Schaltgetriebes im Gefälle auftretende unerwünschte Beschleunigung dadurch vermieden werden kann, dass während der für die Schubschaltung benötigten Zeitspanne, die zuvor durch eine Motorbremse und/oder durch einen Primärretarder aufgebrachte Bremsleistung durch eine automatische Betätigung der Betriebsbremse erzeugt wird. Demnach geht die Erfindung zunächst aus von einem Verfahren zur Vermeidung unerwünschter Fahrzeugbeschleunigungen bei Schubschaltungen im Gefälle bei Fahrzeugen mit einem Antriebsmotor, einem Schaltgetriebe, zumindest einer bezüglich des Schaltgetriebes primärseitig angeordneten Bremse und zumindest einer bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordneten Bremse sowie einer Zusatzbremssteuereinrichtung.

Unter einer Schubschaltung wird dabei ein Schaltvorgang verstanden, bei welchem das Fahrzeug während der Unterbrechung der Drehmomentübertragung zwischen Antriebsmotor und angetriebenen Rädern sowie ohne weitere Einflussfaktoren, wie etwa fahrzeugeigene Hilfsantriebe, sowie bei im Vergleich zu dem Zustand vor dem Schaltvorgang unveränderter Bremsleistung von bezogen auf die Kupplung sekundärseitigen Bremsen beschleunigt.

Einfacher ausgedrückt sind dies im Wesentlichen Schaltvorgänge, bei denen das Fahrzeug beispielsweise ein Gefälle herunterfährt und beim Öffnen der Kupplung zur Durchführung des Schaltvorgangs positiv beschleunigt. Da es hierbei jedoch nicht auf die Art der Energiezufuhr ankommt, sind auch andere Möglichkeiten der Energiezufuhr, wie beispielsweise der Einfluss von extremem Rückenwind, mit eingeschlossen.

Auch wenn ein Schubschaltvorgang in der Regel den Wechsel von einem Fahrgang in einen anderen Fahrgang umfasst, ist es im Sinne dieser Erfindung für einen Schubschaltvorgang nicht unbedingt erforderlich, dass ein Fahrgang eingelegt und durch Schließen der Kupplung aktiviert wird. Da das System bereits zum Zeitpunkt der Einleitung eines Schubschaltvorganges aktiv wird, kann ein Auskuppeln im Schubbetrieb ohne anschließendes wieder Einkuppeln in diesem Fall als ein Schubschaltvorgang betrachtet werden, der noch nicht abgeschlossen ist. Auch ein Gangwechsel in die Neutral-Stellung des Getriebes hinein aus dem Schubbetrieb heraus kann - muss jedoch nicht - als ein Schubschaltungsvorgang angesehen werden, der eine unbestimmte Dauer aufweist, nämlich bis zum Wegfall des Schubbetriebes oder bis zum Einlegen und Aktivieren eines neuen Fahrganges.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung Daten über eine zum Zeitpunkt einer Einleitung einer Schubschaltung aktuelle Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit sowie zumindest über die Einleitung einer Schubschaltung sowie gegebenenfalls über weitere Fahr- und/oder Schaltparameter einliest, verarbeitet und nach Verarbeitung dieser Daten Steuersignale ausgibt, welche zumindest eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse so beeinflussen, dass die tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung während der Schubschaltung zumindest weitgehend einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung entspricht.

Mit Hilfe der zum Zeitpunkt der Einleitung einer Schubschaltung aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Zusatzbremssteuereinrichtung bei Einleitung eines Schubschaltvorganges die gewünschte Fahrzeugbeschleunigung ermitteln und mit Hilfe der auf die bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordneten Bremse einwirkenden Steuersignale diese so beeinflussen, dass sich die gewünschte Fahrzeugbeschleunigung zumindest annähernd einstellt.

Dabei ist anzumerken, dass die gewünschte Fahrzeugbeschleunigung als eine gewünschte Fahrzeugbeschleunigung unter sonst konstanten Bedingungen, insbesondere bei einem konstanten Vorgabewert für die Bremsleistung durch den Fahrer aufzufassen ist. Dabei bleibt es dem Fahrer selbstverständlich unbenommen, den Vorgabewert für die Bremsleistung jederzeit zu ändern. Dies geht jedoch nicht in die Berechungen der Zusatzbremssteuereinrichtung ein. Die Bremsleistungen wirken deshalb additiv, wobei beispielsweise durch ein Antiblockiersystem eine Begrenzung der Gesamtbremsleistung vorgenommen werden kann.

Daten über eine zum Zeitpunkt einer Einleitung einer Schubschaltung aktuelle Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Zusatzbremssteuereinrichtung entweder direkt aus einem CAN-Bus, also einem fahrzeuginternen elektronischen Kommunikationssystem auslesen und dabei beispielsweise auf entsprechende Daten eines Antiblockiersystems oder ähnlichen Systems zugreifen. Natürlich ist es auch möglich, ein Tachometersignal zu verwenden. Die Umwandlung von Geschwindigkeitswerten bzw. Geschwindigkeitsverläufen oder Geschwindigkeitsänderungen in Beschleunigungswerte sind hinlänglich bekannt, sodass hier nur auf die Äquivalenz beispielsweise einer konstanten Geschwindigkeit und einer Beschleunigung von Null hingewiesen wird. Der Ersatz einer Größe durch eine solche äquivalente Größe führt selbstverständlich zu einer äquivalenten Lösung und fällt daher unter den beanspruchten Schutzumfang.

Die Daten über die Einleitung einer Schubschaltung, welche die Zusatzbremssteuereinrichtung erhält, kann bevorzugt ein Getriebesteuergerät zur Verfügung stellen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung auf den Beginn einer Schubschaltung zum Beispiel aus zugeleiteten Daten des Motorsteuergerätes oder Sensordaten an einer Kupplung schließt.

Wenn die Zusatzbremssteuereinrichtung als weitere Fahr- und/oder Schaltparameter Daten über die voraussichtliche und/oder tatsächliche Dauer eines Schubschaltvorganges und/oder über deren voraussichtliches oder tatsächliches Ende einliest, kann diese mit deren Hilfe Steuersignale generieren, die zumindest eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse so beeinflussen, dass bei Ende des Schaltvorganges die durch die Steuersignale ausgelösten Bremsmomente gleich Null werden und sich ein besonders harmonischer Übergang in den Normalbetrieb ergibt. Diese Daten können explizit an die Zusatzbremssteuereinrichtung übertragen und dort aus anderen Daten gewonnen werden. Die Aufbereitung der Daten kann jedoch auch in anderen Steuergeräten, insbesondere im Getriebesteuergerät vorgenommen werden, welches der Zusatzbremssteuereinrichtung dann diese aufbereiteten Daten zur Verfügung stellt. Sofern derartige Daten jedoch nicht zur Verfügung stehen, ist es durchaus möglich, eine mittlere Dauer eines Schubschaltvorganges anzunehmen und die durch die Zusatzbremssteuereinrichtung bewirkte Bremsleistung vor Ende dieses vermuteten Abschlusses der Schubschaltung auf den Wert Null zu verringern.

Eine besonders vorteilhafte Variante des Verfahrens ergibt sich dann, wenn zumindest ein Sensor und/oder ein Steuergerät eines Automatgetriebes Daten über zumindest die Einleitung eines Schaltvorganges an die Zusatzbremssteuereinrichtung übermittelt. Da die benötigten Daten bei Automatgetrieben zumeist ohnehin vorliegen, muss hier lediglich die Datenübertragung sichergestellt werden, welches oft durch einfachen Anschluss beider Geräte an einen CAN-Bus möglich ist. Zudem kann die Zusatzbremssteuereinrichtung auf diese Weise bereits vor der eigentlichen Einleitung eines Schubschaltvorganges mit den notwendigen Berechnungen beginnen, wodurch es bei Einleitung der Schubschaltung besonders schnell reagieren kann und gleichzeitig tendenziell mit einer geringeren Verarbeitungsleistung auskommt.

Im Folgenden werden Weiterbildungen des Verfahrens bezüglich der im ersten Anspruch genannten gewünschten Fahrzeugbeschleunigung genauer beschrieben.

Wenn gemäß einer ersten diesbezüglichen Weiterbildung des Verfahrens die Zusatzbremssteuereinrichtung auf der Grundlage der erhaltenen Daten diese Daten so verarbeitet, dass die von ihr ausgegebenen Steuersignale die zumindest eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse in der Art beeinflussen, dass die Fahrzeugbeschleunigung gleich Null ist, ergibt sich ein besonders sicheres Fahrverhalten, da es während des Schubschaltvorganges zu keiner oder höchstens zu einer unwesentlichen Geschwindigkeitszunahme des Fahrzeugs kommt. Damit ist außerdem auf einfache und zuverlässige Weise sichergestellt, dass die Steuerung eines Schaltgetriebes und insbesondere eines Automatgetriebes den bei Einleitung des Schubschaltvorganges beabsichtigten Gang auch tatsächlich einlegen und aktivieren kann.

In einer anderen Weiterbildung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung die erhaltenen Daten in der Art verarbeitet, dass die von ihr ausgegebenen Steuersignale die zumindest eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse in der Art beeinflussen, dass die Fahrzeugbeschleunigung zumindest annähernd der zum Zeitpunkt der Einleitung einer Schubschaltung aktuellen Fahrzeugbeschleunigung entspricht. Dies bietet den Vorteil, dass aufgrund der gleichmäßigen Beschleunigung kein für den Fahrer spürbarer Ruck bei der Einleitung einer Schubschaltung entsteht und sich insgesamt ein sehr komfortables Fahrverhalten ergibt.

Eine letzte Variante des Verfahrens sieht vor, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung auf Grundlage der erhaltenen Daten diese Daten in der Art verarbeitet, dass die von ihr ausgegebenen Steuersignale die zumindest eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse in der Art beein- flusst, dass die Fahrzeugbeschleunigung zum Anfang des Schubschaltvorganges zumindest annähernd der zum Zeitpunkt der Einleitung einer Schubschaltung aktuellen Fahrzeugbeschleunigung entspricht und im Verlauf des Schubschaltvorganges bis auf zumindest annähernd denjenigen Fahrzeugbeschleunigungswert verändert wird, der sich bei Wirksamkeit des einzulegenden Ganges anfänglich einstellt. Diese für den Fahrer nochmals komfortablere Lösung vermeidet nicht nur einen möglichen Ruck durch eine Beschleunigungswirkung bei Beginn der Schubschaltung, sondern passt die Ansteuerung der bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordneten Bremse während des Schub- schaltvorgangs so an, dass auch bei Aktivierung des Zielganges kein merklicher Ruck entsteht.

Hierfür ist es hilfreich, wenn beispielsweise eine Getriebesteuerung eines Automatgetriebes Daten über die zu erwartende Primärdrehzahl zur Verfügung stellt. Dies kann im einfachsten Fall durch Übermittlung des zuletzt genutzten Ganges und des Zielganges sowie mit Hilfe einer z.B. in der Zusatzbremssteuereinrichtung vorhandenen Tabelle der entsprechenden Übersetzungsverhältnisse erfolgen, welche eine Abschätzung der sich nach dem Schubschaltvorgang einstellenden Primärdrehzahl und der Bremswirkung ermöglicht. Eine Steigerung der Genauigkeit des Verfahrens lässt sich erreichen, wenn zusätzlich Kennlinien des Getriebes, der Kupplung und des Antriebsmotors oder sonstige Daten zur Verfügung stehen, mit deren Hilfe das drehzahlabhängige Bremsmoment des oder der bezüglich des Getriebes primärseitig angeordneten Bremse oder Bremsen bestimmt werden kann.

Im einfachsten Fall genügt jedoch schon eine Information darüber, ob es sich um einen Hochschaltvorgang oder einen Rückschaltvorgang handelt, um die Veränderung des Bremsmomentes des oder der bezüglich des Getriebes primärseitig angeordneten Bremse oder Bremsen abzuschätzen und in einer brauchbaren Annäherung zu berücksichtigen.

Im Folgenden wird eine Vorrichtung beschrieben, die zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens besonders gut geeignet ist. Diese Vorrichtung ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 6 definiert, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen derselben den Unteransprüchen entnehmbar sind.

Demnach geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung zur Vermeidung unerwünschter Fahrzeugbeschleunigungen bei Schubschaltungen im Gefälle bei Fahrzeugen mit einem Antriebsmotor, einem Schaltgetriebe, zumindest einer bezüglich des Getriebes primärseitig angeordneten Bremse und zumindest einer bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordneten Bremse.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass zudem eine Zusatzbremssteuereinrichtung vorhanden ist, welche auf Signale zugreifen kann, die eine zum Zeitpunkt einer Einleitung einer Schubschaltung aktuelle Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentieren, zumindest auf ein Signal zugreifen kann, welches eine beginnende oder unmittelbar bevorstehende Einleitung einer Schubschaltung erkennen lässt, sowie gegebenenfalls auf weitere Signale zugreifen kann, die weitere Fahr- und/oder Schaltparameter repräsentieren, und bei der die Zusatzbremssteuereinrichtung nach Verarbeitung dieser Signale Steuersignale auszugeben in der Lage ist, welche zur Beeinflussung zumindest einer bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordneten Bremse in der Art geeignet sind, dass die tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung während der Schubschaltung zumindest weitgehend einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung entspricht.

Dabei bleibt es dem Fahrer analog zum vorstehend Beschriebenen unbenommen, den Vorgabewert für die Bremsleistung jederzeit zu ändern. Die durch den Fahrer und durch die Zusatzbremssteuereinrichtung aufgeprägten Bremsleistungen wirken dabei additiv, wobei beispielsweise durch ein Antiblo- ckiersystem eine Begrenzung der Gesamtbremsleistung vorgenommen werden kann.

Daten über eine zum Zeitpunkt einer Einleitung einer Schubschaltung aktuelle Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit kann die Zusatzbremssteuereinrichtung entweder direkt aus dem CAN-Bus entnehmen, oder beispielsweise auf entsprechende Daten eines Antiblockiersystems oder ähnlichen Systems zugreifen. Natürlich ist es auch möglich, dass diese Vorrichtung mit einem ein Tachometersignal erzeugenden Drehzahlsensor verbunden ist. Die Daten über die Einleitung einer Schubschaltung, welche die Zusatzbremssteuereinrichtung erhält, können bevorzugt direkt von einem Getriebesteuergerät zur Verfügung gestellt werden, wozu die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit demselben in Verbindung steht. Es ist jedoch auch möglich, dass auf die Einleitung einer Schubschaltung z.B. aus bereitgestellten Daten des Motorsteuergerätes in Verbindung mit Signalen von Sensoren an einer Kupplung geschlossen wird.

Die weiteren Fahr- und/oder Schaltparameter können sinnvoller Weise zum Beispiel ein Signal für die Beendigung des Schubschaltvorganges und/oder eine Information über den jeweils vorliegenden Schaltvorgang, also z.B. einen Schaltvorgang von Fahrgang 3 in Fahrgang 2 umfassen. Diese Informationen können dabei explizit an die Zusatzbremssteuereinrichtung übertragen und dort ausgewertet werden. Die Aufbereitung der Daten kann jedoch auch in anderen Steuergeräten, insbesondere im Getriebesteuergerät vorgenommen werden. Diese aufbereiteten Daten können dann der Zusatzbremssteuereinrichtung etwa über Datenleitungen zur Verfügung gestellt werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die weiteren Signale die tatsächliche und/oder voraussichtliche Dauer des Schubschaltvorganges und/oder den Zeitpunkt des tatsächlichen und/oder voraussichtlichen Endes repräsentieren. Hierdurch ist es möglich, die Zusatzbremssteuereinrichtung so auszulegen und/oder so zu programmieren, dass deren Ausgabesignal zum Ende der Schubschaltung gegen Null geht beziehungsweise einem Wert entspricht, der zu einer Bremsleistung von Null führt.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich auch für rein manuell geschaltete Getriebe nutzbringend anwendbar ist, wird es bevorzugt, wenn das Schaltgetriebe als Automatgetriebe ausgebildet ist. Während bei einem rein manuell zu schaltenden Getriebe zur Implementierung des Verfahrens zumindest Sensoren für die Einleitung und den Ab- schluss eines Schaltvorganges sowie bevorzugt für den anfänglichen Gang und für den Zielgang sowie eventuell weitere Sensoren zusätzlich verbaut werden müssen, wodurch sich ein erheblicher zusätzlicher Aufwand ergibt, ist bei einem Automatgetriebe ohnehin eine Steuerungseinheit vorhanden, in welcher die benötigten Daten bereits zur Verfügung stehen. Zudem ist bei einem Automatgetriebe auch bereits bei Einleitung eines Gangwechsels der Zielgang bekannt, während dieser bei einem rein manuell zu schaltenden Getriebe nur vermutet werden kann.

Unter einem Automatgetriebe wird dabei ein Schaltgetriebe verstanden, welches aufgrund von Sensordaten ohne Zutun des Fahrers geschaltet wird, und/oder bei welchem der Fahrer zwar einen Gang wählt, diese Gangwahl jedoch von einer Steuerungseinheit auf ihre Zulässigkeit geprüft und gegebenenfalls abgewandelt oder verweigert wird.

Da jedes motorgetriebene Fahrzeug üblicherweise im Schubbetrieb eine Motorbremswirkung besitzt, ist die zumindest eine bezüglich des Getriebes primärseitig angeordnete Bremse gemäß Anspruch 7 bevorzugt eine Motorbremse. Dies erlaubt die Anwendung der Erfindung auch bei Fahrzeugen, welche nicht über gesonderte, bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Dauerbremsen verfügen. Dabei ist es zunächst unerheblich, ob die Motorbremse eine einfache Motorbremse ist, wie sie durch jeden Verbrennungsmotor zwangsläufig zur Verfügung gestellt wird, oder ob die Motorbremse durch beispielsweise eine Abgasstau klappe oder durch eine besondere Ansteuerung der Auslassventile verstärkt ist.

Sofern das Fahrzeug jedoch über eine von der Motorbremse unabhängige, bezüglich des Getriebes primärseitig angeordneten Bremse und insbesondere über einen Primärretarder verfügt, so ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine bezüglich des Getriebes primärseitig angeordnete Bremse gemäß Anspruch 7 der Primärretarder ist. Auf diese Weise kann der Antriebsmotor von der Aufgabe einer Motorbremse entlastet werden, was Vorteile in Bezug auf Geräuschemissionen und den Verschleiß des Antriebsmotors birgt.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Bremswirkungen einer Mo- torbremse und eines Primärretarders zu kombinieren, um so eine besonders starke Bremswirkung zu erzielen.

Wenn die zumindest eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse ein Sekundärretarder ist, hat dies den Vorteil, dass die zusätzliche aufzubringende Bremsleistung verschleißfrei und ohne Belastung der Betriebsbremse aufgebracht werden kann.

Wenn dagegen die zumindest eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordneten Bremse eine auf die Räder wirksame Betriebsbremse ist, bietet dies im Allgemeinen Vorteile in Bezug auf die Ansprechgeschwindigkeit und die mögliche Bremswirkung bei geringen Geschwindigkeiten.

Beide Bremsarten können selbstverständlich auch kombiniert werden, indem beispielsweise die Betriebsbremse zunächst so angesteuert wird, dass sie die gesamte zusätzliche Bremsarbeit verrichtet, und deren Bremsleistung mit zunehmendem Ansprechen des Sekundärretarders entsprechend verringert wird. In diesem Zusammenhang wird auf die DE 198 43 580 A1 der Anmelderin verwiesen, deren Inhalt durch Bezugnahme hiermit in diese Beschreibung aufgenommen wird.

Die Zusatzbremssteuereinrichtung kann ein eigenständiges Modul sein, welches zumindest mit der Vorrichtung der Kupplungssteuerung und/oder der Getriebesteuerung sowie der Bremssteuerung einer durch die Zusatzbremssteuereinrichtung anzusteuernden Bremse in Verbindung steht. Bei modernen Fahrzeugen mit CAN-Bus oder ähnlichen technischen Lösungen genügt es hierfür zumeist, die Zusatzbremssteuereinrichtung an den CAN-Bus signaltechnisch anzuschließen, an welchem die benötigten Daten zur Verfügung stehen und über den es seine Ausgabedaten beziehungsweise Steuerungsbefehle versenden kann.

So ist es auch möglich, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung in ein anderes Steuerungsmodul integriert ist. Eine Vielzahl der von der Zusatzbremssteuereinrichtung zu verarbeitenden Daten sind oft in der Getriebesteuereinrichtung verfügbar, weshalb es vorteilhaft ist, wenn die Zusatzbremssteuereinrichtung ein integraler Bestandteil einer Getriebesteuereinrichtung ist. Weiter ergeben sich hierdurch Möglichkeiten der gemeinsamen Nutzung von elektronischen oder elektrischen Komponenten sowie der Funktionsintegration.

Alternativ dazu kann die Zusatzbremssteuereinrichtung auch vorteilhaft ein integraler Bestandteil einer Bremssteuereinrichtung sein, wodurch sich ähnliche Vorteile in Bezug auf die Ausgangsseite der Zusatzbremssteuereinrichtung ergeben, wie sie sich bei der vorstehend genannten Variante in Bezug auf die Eingangsseite der Zusatzbremssteuereinrichtung einstellen.

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel beschrieben:

Es wird hier von einem Lastkraftwagen mit einer auf einer Auspuffklappe basierenden Motorbremse und einem Primärretarder ausgegangen, der im dritten Gang eine Steigung hinunterrollt, wobei der Fahrer zur Schonung der Betriebsbremse den Primärretarder und die Motorbremse aktiviert hat.

Aufgrund einer Zunahme des Gefälles beschleunigt das Fahrzeug jedoch, was der Fahrer durch einen Rückschaltvorgang unterbinden möchte. Er wählt daher den zweiten Gang, wobei die Getriebesteuerung eines Automatgetriebes den Zielgang auf Zulässigkeit überprüft und ermittelt, dass dieser Zielgang aufgrund der augenblicklichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs gerade noch zulässig ist. Im nächsten Schritt veranlasst die Getriebesteuerung nun die Öffnung der Kupplung und das Deaktivieren des zurzeit eingelegten Ganges.

Bei einem herkömmlichen Fahrzeug würde die aufgrund der Öffnung der Kupplung wegfallende Bremsleistung der Motorbremse und des Primärretar- ders nun zu einer Geschwindigkeitszunahme des Fahrzeugs führen. Daraufhin würde die Getriebesteuerung des Automatgetriebes erkennen, dass die zulässige Geschwindigkeit des Fahrzeugs für die Aktivierung des gewünschten Zielganges zu hoch ist und den Schaltvorgang zunächst abbrechen, um anschließend wiederum den ursprünglichen Gang einzulegen und zu aktivieren. Als Ergebnis hätte das Fahrzeug erheblich an Geschwindigkeit gewonnen und der gewünschte Zielgang wäre nicht eingelegt.

Ein erfindungsgemäß ausgerüstetes Fahrzeug verfügt jedoch über eine Zusatzbremssteueranlage, die über einen CAN-Bus mit der Steuerung des Getriebes, des Motors und anderer Steuergeräte und Sensoren datentechnisch verbunden ist. Mit Hilfe der über den CAN-Bus übermittelten Daten über die momentane Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs sowie mit den Daten über eine beginnende Schubschaltung vom dritten in den zweiten Gang ermittelt die Zusatzbremssteueranlage eine gewünschte Fahrzeugbeschleunigung, die in diesem Fall gleich Null sein soll.

Die Zusatzbremssteueranlage bereitet die Daten entsprechend auf und gibt über den CAN-Bus ein Ausgangssignal an die Bremssteuerung ab, welches zu einer Betätigung der Betriebsbremse führt, die gerade so stark ist, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs während des Schubschaltvorganges zumindest annähernd konstant bleibt. Der Zielgang kann daher problemlos eingelegt und aktiviert werden.

Unmittelbar vor Beendigung des Schubschaltvorgangs durch Schließen der Kupplung wird die durch die Zusatzbremssteueranlage an der Betriebs- bremse aufgebrachte Bremswirkung auf den Wert Null reduziert. Der Schaltvorgang ist damit beendet, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist zumindest annähernd konstant geblieben und der gewünschte Zielgang ist aktiviert.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Vermeidung unerwünschter Fahrzeugbeschleunigungen bei Schubschaltungen im Gefälle bei Fahrzeugen mit einem Antriebsmotor, einem Schaltgetriebe, zumindest einer bezüglich des Schaltgetriebes primärsei- tig angeordneten Bremse und zumindest einer bezüglich des Getriebes sekun- därseitig angeordneten Bremse sowie mit einer Zusatzbremssteuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung Daten über eine zum Zeitpunkt einer Einleitung einer Schubschaltung aktuelle Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit sowie zumindest über die Einleitung einer Schubschaltung und gegebenenfalls über weitere Fahr- und/oder Schaltparameter einliest sowie verarbeitet, und nach Verarbeitung dieser Daten Steuersignale ausgibt, welche wenigstens eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse so beeinflussen, dass die tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung während der Schubschaltung zumindest weitgehend einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung als weitere Fahr- und/oder Schaltparameter Daten über die voraussichtliche und/oder tatsächliche Dauer eines Schubschaltvorganges und/oder über deren voraussichtliches oder tatsächliches Ende einliest.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor und/oder ein Steuergerät eines Automatgetriebes Daten über zumindest die Einleitung eines Schaltvorganges an die Zusatzbremssteuereinrichtung übermittelt.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung die eingelesenen Daten in der Art verarbeitet, dass die von ihr ausgegebenen Steuersignale die zumindest eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse in der Art beeinflussen, dass die Fahrzeugbeschleunigung zumindest annähernd gleich Null ist.

δ.Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung die eingelesenen Daten in der Art verarbeitet, dass die von ihr ausgegebenen Steuersignale die wenigstens eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse in der Art beeinflussen, dass die Fahrzeugbeschleunigung zumindest annähernd der zum Zeitpunkt der Einleitung einer Schubschaltung aktuellen Fahrzeugbeschleunigung entspricht.

6. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung die eingelesenen Daten in der Art verarbeitet, dass die von ihr ausgegebenen Steuersignale die wenigstens eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse in der Art beeinflussen, dass die Fahrzeugbeschleunigung zum Anfang des Schubschaltvorganges zumindest annähernd der zum Zeitpunkt der Einleitung einer Schubschaltung aktuellen Fahrzeugbeschleunigung entspricht, und im Verlauf des Schubschaltvorganges bis auf zumindest annähernd denjenigen Fahrzeugbeschleunigungswert verändert wird, der sich bei Wirksamkeit des einzulegenden Ganges anfänglich einstellt.

7. Vorrichtung zur Vermeidung unerwünschter Fahrzeugbeschleunigungen bei Schubschaltungen im Gefälle bei Fahrzeugen mit einem Antriebsmotor, einem Schaltgetriebe, zumindest einer bezüglich des Getriebes primärseitig angeordneten Bremse und mit zumindest einer bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordneten Bremse, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzbremssteuereinrichtung vorgesehen ist, welche auf Signale zugreifen kann, die eine zum Zeitpunkt einer Einleitung einer Schubschaltung aktuelle Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentieren, zumindest auf ein Signal zugreifen kann, welches eine beginnende oder unmittelbar bevorstehende Einleitung einer Schubschaltung markiert, sowie gegebenenfalls auf weitere Signale zugreifen kann, die weitere Fahr- und/oder Schaltparameter repräsentieren, und bei der die Zusatzbremssteuereinrichtung nach Verarbeitung dieser Signale Steuersignale auszugeben in der Lage ist, welche zur Beeinflussung zumindest einer bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordneten Bremse in der Art geeignet sind, dass die tatsächliche Fahrzeugbeschleunigung während der Schubschaltung zumindest weitgehend einer gewünschten Fahrzeugbeschleunigung entspricht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Signale die tatsächliche und/oder voraussichtliche Dauer des Schubschaltvorganges und/oder den Zeitpunkt dessen tatsächlichen und/oder voraussichtlichen Endes repräsentieren.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgetriebe als Automatgetriebe ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine bezüglich des Getriebes primärseitig angeordnete Bremse eine Motorbremse ist.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine bezüglich des Getriebes primärseitig angeordnete Bremse ein Primärretarder ist.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse ein Sekundärretarder ist.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine bezüglich des Getriebes sekundärseitig angeordnete Bremse eine auf die Räder wirksame Betriebsbremse ist.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung integraler Bestandteil einer Getriebesteuereinrichtung ist.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzbremssteuereinrichtung integraler Bestandteil einer Bremssteuereinrichtung ist.