AT519888B1 - Verfahren zum betreiben eines fahrzeuges - Google Patents

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AT519888B1 ATA50336/2017A AT503362017A AT519888B1 AT 519888 B1 AT519888 B1 AT 519888B1 AT 503362017 A AT503362017 A AT 503362017A AT 519888 B1 AT519888 B1 AT 519888B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines durch eine Antriebsmaschine angetriebenen Fahrzeuges mit einem automatischen Geschwindigkeitsregler, wobei in einem Betriebsbereich des Fahrzeuges eine Ziel- Geschwindigkeit für das Fahrzeug vorgegeben wird, welche größer als eine Ist- Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu einem Initialzeitpunkt ist. In einer Beschleunigungsphase des Fahrzeuges wird die Ist-Geschwindigkeit an die Ziel- Geschwindigkeit angepasst, wobei vom automatischen Geschwindigkeitsregler eine Beschleunigung des Fahrzeuges und/oder eine Erhöhung des Drehmomentes der Antriebsmaschine angefordert wird. Auf der Basis der vorgegebenen Ziel- Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird ein zeitlicher Verlauf einer Soll- Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder eines Soll-Drehmomentes der Antriebsmaschine zwischen einem minimalen Wert (vmin, Mmin) und einem maximalen Wert (vmax, Mmax) in Abhängigkeit eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine berechnet. Während der Beschleunigungsphase wird das Fahrzeug automatisch von der Ist-Geschwindigkeit zum Initialzeitpunkt bis zur Ziel- Geschwindigkeit gemäß dem angeforderten Verlauf der Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder des Soll-Drehmomentes der Antriebsmaschine beschleunigt. Dabei werden Verbrauch, Emissionen der Antriebsmaschine und die Dauer der Beschleunigungsphase in die Berechnung des Verlaufes miteinkalkuliert.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines durch zumindest eine Antriebsmaschine angetriebenen Fahrzeuges mit einem automatischen Geschwindigkeitsregler, wobei in zumindest einem Betriebsbereich des Fahrzeuges eine Ziel-Geschwindigkeit für das Fahrzeug vorgegeben wird, welche größer als eine Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu einem Initialzeitpunkt ist, und das Antriebssystem des Fahrzeuges so geregelt wird, dass in einer Beschleunigungsphase des Fahrzeuges die Ist-Geschwindigkeit an die Ziel-Geschwindigkeit angepasst wird, wobei vom automatischen Geschwindigkeitsregler eine Beschleunigung des Fahrzeuges und/oder eine Erhöhung des Drehmomentes der Antriebsmaschine angefordert wird, wobei auf der Basis der vorgegebenen Ziel-Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein zeitlicher Verlauf einer Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder eines Soll-Drehmomentes der Antriebsmaschine zwischen einem der Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges zum Initialzeitpunkt bzw. einem Ist-Drehmoment der Antriebsmaschine zum Initialzeitpunkt zugeordneten minimalen Wert und einem der Ziel-Geschwindigkeit bzw. einem Ziel-Drehmoment zugeordneten maximalen Wert in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine berechnet wird, und wobei das Fahrzeug während der Beschleunigungsphase automatisch von der Ist-Geschwindigkeit zum Initialzeitpunkt bis zur Ziel-Geschwindigkeit gemäß dem angeforderten Verlauf der Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder des angeforderten Soll-Drehmomentes der Antriebsmaschine beschleunigt.
[0002] Es ist bekannt Fahrzeuge mit Geschwindigkeitsreglern (CC=cruise control), insbesondere adaptiven Geschwindigkeitsreglern (ACC=adaptive cruise control) auszustatten. Fig. 3 zeigt die Beschleunigungsphase bei einer konventionellen Regelung mit einem automatischen Geschwindigkeitsregler. Ab dem Initialzeitpunkt t0 wird das Fahrzeug in aggressiver Weise - also ohne Rücksicht auf Verbrauch oder Emissionen - so beschleunigt, dass in kürzester Zeit t die Zielgeschwindigkeit vt erreicht werden kann. Der Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vs ist zwischen dem der Ist-Geschwindigkeit v, zum Initialzeitpunkt t0 entsprechenden Minimalwert vmin und dem der Zielgeschwindigkeit vt entsprechenden Maximalwert vmax linear. Dabei wird das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Größe der Abweichung von der Soll-Geschwindigkeit vs beschleunigt, bis die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeuges der beispielsweise durch den Fahrer vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit entspricht.
[0003] Die Beschleunigung ist dabei darauf ausgerichtet, dass in kürzester Zeit die Soll-Geschwindigkeit erreicht werden kann. Der Geschwindigkeitsregler fordert dabei fast schlagartig das maximal verfügbare Antriebsmoment der Antriebsmaschine an, um das Fahrzeug in minimaler Zeit auf die Zielgeschwindigkeit zu beschleunigen. Nachteilig ist, dass es bei dieser mitunter abrupten Beschleunigungsphase zwischen der aktuellen Geschwindigkeit und der SollGeschwindigkeit des Fahrzeuges zu hohem Kraftstoffverbrauch und/oder hohen Abgasemissionen kommen kann. Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen tritt während der Beschleunigungsphase ein hoher Stromverbrauch auf. Durch den steilen und übergangslosen Verlauf der vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit vs kommt es zu von den Fahrzeuginsassen deutlich wahrnehmbaren Beschleunigungskräften, was den Fahrkomfort vermindert. Der plötzlich einsetzende Beschleunigungsvorgang kann auch die Fahrsicherheit beeinträchtigen.
[0004] Die Druckschrift DE 10 2006 017 176 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges mit einer automatischen Geschwindigkeitsregelvorrichtung mit einem Regler, in welchen mehrere Betriebsmodi implementiert sind, die sich in ihren Regelstrategien unterscheiden und mindestens einen Öko-Modus umfassen, dessen Regelstrategie für eine kraftstoffsparende Fahrweise optimiert ist. Weiters offenbar diese Veröffentlichung, dass bei der Heranführung der Istwerte an die Sollwerte bei der Geschwindigkeitsregelung eine Regelungsstrategie eingesetzt wird, bei der die Parameter in Abhängigkeit des Kraftstoffverbrauches festgelegt werden.
[0005] Die EP 2 364 892 A1 offenbart eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung für ein Fahrzeug, welche eine neben einem Normalmodus einen verbrauchsoptimierten Modus aufweist, bei
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[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und bei Fahrzeugen mit einem automatischen Geschwindigkeitsregler den Verbrauch und/oder die Emissionen zu vermindern und/oder den Fahrkomfort des Fahrzeuges zu steigern.
[0007] Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Verbrauch, Emissionen der Antriebsmaschine und die Dauer der Beschleunigungsphase in die Berechnung des Verlaufes miteinkalkuliert werden.
[0008] Dabei werden mittels eines Algorithmus für jeden Beschleunigungsvorgang der Verbrauch und/oder die Emissionen und/oder die Dauer ermittelt.
[0009] Die Antriebsmaschine kann beispielsweise eine Brennkraftmaschine oder eine elektrische Maschine sein. Die Bezeichnung „Verbrauch“ beinhaltet hier sowohl den Kraftstoffverbrauch von Brennkraftmaschinen, als auch den Stromverbrauch von elektrischen Maschinen. Die Bezeichnung „Antriebsmaschine“ umfasst somit Antriebe mit Brennkraftmaschinen, elektrischen Maschinen, sowie alle möglichen Hybrid-Kombination von Brennkraftmaschinen und elektrischen Maschinen.
[0010] Der Verlauf der Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges bzw. des Drehmomentes der Antriebsmaschine zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert entspricht der Beschleunigungsphase des Fahrzeuges.
[0011] Der Geschwindigkeitsregler kann dabei auf der Basis der vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeugs direkt ein Drehmoment der Antriebsmaschine anfordern. In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass der Verlauf des Soll-Drehmomentes der Antriebsmaschine zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert durch zumindest einen Algorithmus, vorzugsweise durch zumindest eine mathematische Funktion, in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine, vorzugsweise des Verbrauches und/oder der Abgasemissionen der Antriebsmaschine definiert wird.
[0012] Vorzugsweise weist der Verlauf des Soll-Drehmomentes der Antriebsmaschine zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert zumindest zwei Bereiche mit unterschiedlichen Steigungen auf. Dies ermöglicht es, die Anpassung der Geschwindigkeit mit niedrigem Verbrauch und/oder geringen Emissionen durchzuführen.
[0013] Um den Kraftstoffverbrauch bzw. den Stromverbrauch möglichst gering zu halten ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Bereich des Verlaufes des Soll-Drehmomentes der Antriebsmaschine, in welchem die Antriebsmaschine mit minimalem Verbrauch betreibbar ist, zeitoptimiert durchfahren wird.
[0014] Abrupte Übergänge, insbesondere am Beginn und dem Ende der Beschleunigungsphase, werden möglichst vermieden. Um am Beginn der Beschleunigungsphase einen plötzlichen Übergang zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Steigung des Verlaufes des Drehmomentes der Antriebsmaschine zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert in einem an den minimalen Wert grenzenden Initialbereich geringer oder größer ist als in einem an den Initialbereich anschließenden zweiten Bereich.
[0015] Ein abrupter Übergang am Ende der Beschleunigungsphase lässt sich vermeiden, wenn die Steigung des Verlaufes des Soll-Drehmomentes der Antriebsmaschine zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert in einem an den aktuellen maximalen Wert grenzenden Annäherungsbereich am geringsten ist.
[0016] In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann der Geschwindigkeitsregler auf der Basis der vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit einen bestimmten Geschwindigkeitsverlauf bzw. Beschleunigungsverlauf des Fahrzeuges anfordern. Das Drehmoment der Antriebsmaschine resultiert aus der angeforderten Fahrzeuggeschwindigkeit. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Verlauf der Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeuges zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert durch zumindest einen Algorithmus, vorzugsweise durch zumindest eine mathematische Funktion, in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters der Brenn
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[0017] Vorzugsweise weist der Verlauf der Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeuges zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert zumindest zwei Bereiche mit unterschiedlichen Steigungen auf. Dies ermöglicht es, die Anpassung der Geschwindigkeit mit niedrigem Verbrauch und/oder geringen Emissionen durchzuführen.
[0018] Um den Kraftstoffverbrauch bzw. den Stromverbrauch möglichst gering zu halten ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Bereich des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeuges, in welchem die Antriebsmaschine mit minimalem Verbrauch betreibbar ist, zeitoptimiert durchfahren wird.
[0019] Abrupte Übergänge, insbesondere am Beginn und dem Ende der Beschleunigungsphase, werden dabei vermieden. Um am Beginn der Beschleunigungsphase einen plötzlichen Übergang zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Steigung des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert in einem an den minimalen Wert grenzenden Initialbereich geringer oder größer ist als in einem an den Initialbereich anschließenden zweiten Bereich.
[0020] Ein abrupter Übergang am Ende der Beschleunigungsphase lässt sich vermeiden, wenn die Steigung des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit zwischen dem minimalen Wert und dem maximalen Wert in einem an den aktuellen maximalen Wert grenzenden Annäherungsbereich am geringsten ist.
[0021] Weiters wird mittels des Algorithmus eine Wichtung der durch den Geschwindigkeitsregler berechneten Beschleunigungsanforderung unter Gegenüberstellung des Verbrauches und der Emissionen vorgenommen.
[0022] Die Wichtungsfunktion wird kalibriert, was bedeutet, dass die Wichtungsfaktoren für jede der drei Kriterien (Dauer, Verbrauch, Emissionen) modifiziert werden können um Benutzervorgaben in Bezug auf den Betriebsmodus (zum Beispiel sportlich oder ökonomisch) zu erfüllen.
[0023] Jede der drei Wichtungsfaktoren kann in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges, der Soll-Geschwindigkeit, des aktuellen Ganges und von prognostizierten Gangwechsel(n) während der Beschleunigungsphase kalibriert werden.
[0024] Bei Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen wird durch den Geschwindigkeitsregler auch der Verbrauch an elektrischer Energie und/oder der Ladezustand der Sekundärbatterie durch den Algorithmus berücksichtigt.
[0025] In Weiterführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei der Berechnung des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder des Soll-Drehmomentes der Antriebsmaschine Daten aus einem Positionsbestimmungssystem berücksichtigt werden, wobei vorzugsweise die vorgegebene Ziel-Geschwindigkeit korrigiert, besonders vorzugsweise vermindert wird. Somit kann beispielsweise die Topographie des Geländes unter Verwendung eines Positionsbestimmungssystems (zum Beispiel GPS=Global Positioning System) im Verlauf der Soll-Geschwindigkeit berücksichtigt werden. Wenn zum Beispiel eine massive Steigerung der Zielgeschwindigkeit durch den Fahrer gewünscht ist, aber das Positionsbestimmungssystem eine sehr kurvenreiche Strecke oder ein starkes Gefälle in Fahrtrichtung in näherer Entfernung erkennt, so macht eine volle Beschleunigung wenig Sinn. Daher wird der Fahrerwunsch abgeschwächt und die vom Fahrer gewünschte Zielgeschwindigkeit nach unten korrigiert.
[0026] Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass weniger Motorengeräusch durch die niedrigeren Lastpunkte auftritt und somit hohe Geräuschemissionen vermieden werden können.
[0027] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den nicht einschränkenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigen [0028] Fig. 1 eine Beschleunigungsphase beim erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsvariante,
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[0030] Fig. 3 eine Beschleunigungsphase beim erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Ausführungsvariante und eine Beschleunigungsphase bei einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik.
[0031] In den Figuren sind jeweils das Drehmoment M einer oder mehrerer Antriebsmaschine(n) zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges, die Soll-Geschwindigkeit vs dieses Fahrzeuges und die Ist-Geschwindigkeit v, dieses Fahrzeuges über der Zeit t aufgetragen. Weiters ist ein Schaltsignal S des Drehzahlreglers eingezeichnet. Mit vt ist eine beispielsweis durch den Fahrer des Fahrzeuges vorgegebene Zielgeschwindigkeit bezeichnet.
[0032] Wird der Geschwindigkeitsregler mit dem Schaltsignal S zum Initialzeitpunkt t0 aktiviert, so wird das Fahrzeug beschleunigt, bis die vorgegebene Zielgeschwindigkeit vt zum Endzeitpunkt tF erreicht ist. Diese sich zwischen dem Initialzeitpunkt und dem Endzeitpunkt tF erstreckende Phase mit der Dauer AtA ist hier Beschleunigungsphase A bezeichnet.
[0033] Fig. 3 zeigt die Beschleunigungsphase bei einer konventionellen Regelung mit einem automatischen Geschwindigkeitsregler. Ab dem Initialzeitpunkt t0 wird das Fahrzeug in aggressiver Weise - also ohne Rücksicht auf Verbrauch oder Emissionen - so beschleunigt, dass in kürzester Zeit t die Zielgeschwindigkeit vt erreicht werden kann. Der Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vs des Fahrzeuges sowie des Drehmomentes M der Antriebsmaschine ist zwischen den der Ist-Geschwindigkeit v, bzw. Ist-Drehmoment M zum Initialzeitpunkt t0 entsprechenden Minimalwert vmin bzw. Mmin und dem der Zielgeschwindigkeit vt entsprechenden Maximalwert vmax, Mmax linear. Durch den steilen und Übergangslosen Verlauf der vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit vs bzw. des Soll-Drehmomentes Ms kommt es zu für die Fahrzeuginsassen deutlich spürbaren Beschleunigungskräften und Ruckbewegungen, was den Fahrkomfort vermindert.
[0034] Fig. 1 zeigt den zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit v des Fahrzeuges und des Drehmomentes M der Antriebsmaschine(n) dieses Fahrzeuges für eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des Fahrzeuges mit einem automatischen Geschwindigkeitsregler. Dabei wird auf der Basis der vorgegebenen Ziel-Geschwindigkeit vt des Fahrzeugs ein zeitlicher Verlauf eines Soll-Drehmomentes Ms der Antriebsmaschine zwischen einem dem Ist-Drehmoment M, der Antriebsmaschine zum Initialzeitpunkt t0 zugeordneten minimalen Wert Mmin und einem dem Ziel-Drehmoment Mt zugeordneten maximalen Wert Mmax in Abhängigkeit des Verbrauches und/oder der Abgasemissionen der Antriebsmaschine berechnet. Vom Drehzahlregler wird auf der Basis des berechneten Verlaufes des SollDrehmomentes Ms der Antriebsmaschine zu jedem Zeitpunkt nach dem Initialzeitpunkt t0 direkt ein Drehmoment M der Antriebsmaschine angefordert.
[0035] Der Verlauf des Soll-Drehmomentes Ms des Fahrzeuges wird zwischen dem minimalen Wert Mmin und dem maximalen Wert Mmax durch einen Algorithmus, beispielsweise durch eine mathematische Funktion, in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise des Verbrauches und/oder der Abgasemissionen der Antriebsmaschine so gestaltet, dass minimaler Verbrauch und/oder minimale Emissionen während der Beschleunigungsphase auftreten.
[0036] Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Verlauf des Soll-Drehmomentes Ms in der Beschleunigungsphase insgesamt fünf Bereiche Ms1, Ms2, Ms3, Ms4, Ms5 auf, wobei aufeinanderfolgende Bereiche mit unterschiedlichen Steigungen ausgebildet sind.
[0037] Dabei ist Steigung des Verlaufes des Soll-Drehmomentes Ms der Antriebsmaschine zwischen dem minimalen Wert Mmin und dem maximalen Wert Mmax in einem an den minimalen Wert Mmin zum Initialzeitpunkt t0 grenzenden - hier auch als Initialbereich bezeichneten - ersten Bereich Ms1 geringer ist als in einem an den Initialbereich Ms1 anschließenden zweiten Bereich Ms2 des Verlaufes des Soll-Drehmomentes Ms. Auf den zweiten Bereich Ms2 des Soll-Drehmomentes Ms folgt ein dritter Bereich Ms3 mit geringerer Steigung, in welchem die Antriebsmaschine mit minimalem Verbrauch betreibbar ist. Dieser dritte Bereich Ms3 wird zeitoptimiert - also mit
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Patentamt möglichst langer Dauer - durchfahren. An den dritten Bereich Ms3 schließt ein vierter Bereich Ms4 an, welcher wieder eine größere Steigung aufweist, als der dritte Bereich Ms3. Dem vierten Bereich Ms4 folgt ein hier auch als Annäherungsbereich bezeichneter fünfter Bereich Ms5 in welchem der Verlauf des Soll-Drehmomentes Ms in der Beschleunigungsphase seine geringste Steigung aufweist. Dadurch wird die Zielgeschwindigkeit vt am Ende der Beschleunigungsphase sehr langsam und ruckfrei angenähert. Dies wirkt sich vorteilhaft auf Fahrkomfort, Verbrauch und Emissionen aus.
[0038] Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit v des Fahrzeuges und des Drehmomentes M der Antriebsmaschine(n) dieses Fahrzeuges für eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des Fahrzeuges mit einem automatischen Geschwindigkeitsregler. Dabei wird auf der Basis der vorgegebenen Ziel-Geschwindigkeit vt des Fahrzeugs ein zeitlicher Verlauf einer Soll-Geschwindigkeit vs des Fahrzeuges zwischen einem der Ist-Geschwindigkeit v, des Fahrzeuges zum Initialzeitpunkt t0 zugeordneten minimalen Wert vmin und einem der Ziel-Geschwindigkeit vt zugeordneten maximalen Wert vmax in Abhängigkeit des Verbrauches und/oder der Abgasemissionen der Antriebsmaschine berechnet. Vom Drehzahlregler wird auf der Basis des berechneten Verlaufes der SollGeschwindigkeit vs des Fahrzeuges zu jedem Zeitpunkt nach dem Initialzeitpunkt t0 eine SollGeschwindigkeit vs des Fahrzeuges abgefragt.
[0039] Der Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vs des Fahrzeuges wird auch hier zwischen dem minimalen Wert vmin und dem maximalen Wert vmax durch einen Algorithmus, beispielsweise durch eine mathematische Funktion, in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise des Verbrauches und/oder der Abgasemissionen der Antriebsmaschine so gestaltet, dass minimaler Verbrauch und/oder minimale Emissionen während der Beschleunigungsphase auftreten.
[0040] Im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vs in der Beschleunigungsphase insgesamt fünf Bereiche vs1, vs2, vs3, vs4, vs5 auf, wobei aufeinanderfolgende Bereiche mit unterschiedlichen Steigungen ausgebildet sind.
[0041] Dabei ist die Steigung des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit vs des Fahrzeuges zwischen dem minimalen Wert vmin und dem maximalen Wert vmax in einem an den minimalen Wert vmin zum Initialzeitpunkt t0 grenzenden - hier auch als Initialbereich bezeichneten - ersten Bereich vs1 geringer ist als in einem an den Initialbereich vs1 anschließenden zweiten Bereich vs2 des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit vs. Auf den zweiten Bereich vs2 der Soll-Geschwindigkeit vs folgt ein dritter Bereich vs3 mit geringerer Steigung, in welchem die Antriebsmaschine mit minimalem Verbrauch betreibbar ist. Dieser dritte Bereich vs3 wird zeitoptimiert - also mit möglichst langer Dauer - durchfahren. An den dritten Bereich vs3 schließt ein vierter Bereich vs4 an, welcher wieder eine größere Steigung aufweist, als der dritte Bereich vs3. Dem vierten Bereich vs4 folgt ein hier auch als Annäherungsbereich bezeichneter fünfter Bereich vs5, in welchem der Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vs in der Beschleunigungsphase A seine geringste Steigung aufweist. Der Gradient der Annäherungsphase des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit vs ist auf jeden Fall geringer als jener bei maximal möglicher Beschleunigung. Dadurch wird die Zielgeschwindigkeit vt am Ende der Beschleunigungsphase sehr langsam und ruckfrei angenähert. Dies wirkt sich vorteilhaft auf Fahrkomfort, Verbrauch und Emissionen aus.
[0042] Das Fahrzeug wird während der Beschleunigungsphase A automatisch von der IstGeschwindigkeit v, zum Initialzeitpunkt t0 bis zum Erreichen der Ziel-Geschwindigkeit vt gemäß dem angeforderten Verlauf der Soll-Geschwindigkeit vs des Fahrzeuges und/oder des angeforderten Soll-Drehmomentes Ms der Antriebsmaschine beschleunigt, wobei Verbrauch, Emissionen der Antriebsmaschine und die Dauer AtA der Beschleunigungsphase A in die Berechnung des Verlaufes miteinkalkuliert werden.
[0043] Als Antriebsmaschinen kommen Brennkraftmaschinen, elektrische Maschinen oder eine Kombination aus Brennkraftmaschinen und elektrischen Maschinen in Frage.
[0044] Mittels einer Wichtungsfunktion des Algorithmus wird eine Wichtung der durch den
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Geschwindigkeitsregler berechneten Beschleunigungs- oder Drehmomentanforderung unter Gegenüberstellung des Verbrauches und der Emissionen vorgenommen. Die Wichtungsfunktion wird kalibriert, wobei zumindest ein Wichtungsfaktor für zumindest ein Wichtungskriterium aus der Gruppe Dauer AtA der Beschleunigungsphase A, Verbrauch während der Beschleunigungsphase A und/oder Emissionen während der Beschleunigungsphase A - modifiziert wird. Zumindest ein Wichtungsfaktor wird in Abhängigkeit der Ist-Geschwindigkeit v, des Fahrzeuges, der Soll-Geschwindigkeit vs, des aktuell eingelegten Ganges und/oder von prognostizierten Gangwechsel(n) während der Beschleunigungsphase kalibriert.
[0045] Das Verfahren lässt sich mit den vorhandenen hardwaremäßigen Voraussetzungen konventioneller Geschwindigkeitsregler, insbesondere adaptiver Geschwindigkeitsregler (ACC=adaptive cruise control), mit entsprechender softwaremäßiger Implementierung durchführen. Es wird nur dann angewendet, wenn durch den Geschwindigkeitsregler eine Beschleunigung des Fahrzeuges angefordert wird. Dabei werden abhängig von der Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der Zielgeschwindigkeit verschiedene Szenarien unter der besonderen Berücksichtigung des Verbrauches, der Emissionen und der Dauer der Beschleunigungsphase A berechnet. Danach wird das optimale Szenario ausgewählt.

Claims (17)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zum Betreiben eines durch zumindest eine Antriebsmaschine angetriebenen Fahrzeuges mit einem automatischen Geschwindigkeitsregler, wobei in zumindest einem Betriebsbereich des Fahrzeuges eine Ziel-Geschwindigkeit (vt) für das Fahrzeug vorgegeben wird, welche größer als eine Ist-Geschwindigkeit (v,) des Fahrzeuges zu einem Initialzeitpunkt ist, und das Antriebssystem des Fahrzeuges so geregelt wird, dass in einer Beschleunigungsphase (A) des Fahrzeuges die Ist-Geschwindigkeit (v,) an die Ziel-Geschwindigkeit (vt) angepasst wird, wobei vom automatischen Geschwindigkeitsregler eine Beschleunigung des Fahrzeuges und/oder eine Erhöhung des Drehmomentes (M) der Antriebsmaschine angefordert wird, wobei auf der Basis der vorgegebenen Ziel-Geschwindigkeit (vt) des Fahrzeugs ein zeitlicher Verlauf einer Soll-Geschwindigkeit (vs) des Fahrzeuges und/oder eines Soll-Drehmomentes (Ms) der Antriebsmaschine zwischen einem der Ist- Geschwindigkeit (v,) des Fahrzeuges zum Initialzeitpunkt (t0) bzw. einem Ist-Drehmoment (Μ,) der Antriebsmaschine zum Initialzeitpunkt (t0) zugeordneten minimalen Wert (Vmin, Mmin) und einem der Ziel-Geschwindigkeit (vt) bzw. einem Ziel-Drehmoment (Mt) zugeordneten maximalen Wert (vmax, Mmax) in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine berechnet wird, und wobei das Fahrzeug während der Beschleunigungsphase (A) automatisch von der Ist-Geschwindigkeit (v,) zum Initialzeitpunkt (to) bis zur Ziel-Geschwindigkeit (vt) gemäß dem angeforderten Verlauf der Soll-Geschwindigkeit (vs) des Fahrzeuges und/oder des angeforderten Soll-Drehmomentes (Ms) der Antriebsmaschine beschleunigt, dadurch gekennzeichnet, dass Verbrauch, Emissionen der Antriebsmaschine und die Dauer (ΔίΑ) der Beschleunigungsphase (A) in die Berechnung des Verlaufes miteinkalkuliert werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vom Drehzahlregler auf der Basis des berechneten Verlaufes des Soll-Drehmomentes (Ms) der Antriebsmaschine zumindest zu einem Zeitpunkt (t) nach dem Initialzeitpunkt (t0) direkt ein Drehmoment (M) der Antriebsmaschine angefordert wird.
  3. 3. Verfahren nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des SollDrehmomentes (Ms) der Antriebsmaschine zwischen dem - minimalen Wert (Mmin) und dem maximalen Wert (Mmax) durch zumindest einen Algorithmus, vorzugsweise durch zumindest eine mathematische Funktion, in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine, vorzugsweise des Kraftstoffverbrauches und/oder der Abgasemissionen definiert wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des Soll-Drehmomentes (Ms) der Antriebsmaschine zwischen dem minimalen Wert (Mmin) und dem maximalen Wert (Mmax) zumindest zwei Bereiche mit unterschiedlichen Steigungen aufweist.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des Verlaufes des Soll-Drehmomentes (Ms) der Antriebsmaschine zwischen dem minimalen Wert (Mmin) und dem maximalen Wert (Mmax) in einem an den minimalen Wert (Mmin) grenzenden Initialbereich (Ms1) geringer oder größer ist als in einem an den Initialbereich (t0) anschließenden zweiten Bereich (Ms2).
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bereich des Verlaufes des Soll-Drehmomentes (Ms) der Antriebsmaschine zwischen dem aktuellen Wert (Mmin) und dem maximalen Wert (Mmax), in welchem die Antriebsmaschine mit minimalem Verbrauch betreibbar ist, zeitoptimiert durchfahren wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des Verlaufes des Soll-Drehmomentes (Ms) der Antriebsmaschine zwischen dem aktuellen Wert (Mmin) und dem maximalen Wert (Mmax) in einem an den maximalen Wert (Mmax) grenzenden Annäherungsbereich (Ms5) am geringsten ist.
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  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass vom Drehzahlregler auf der Basis des berechneten zeitlichen Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit (vs) des Fahrzeuges zumindest zu einem Zeitpunkt (t) nach dem Initialzeitpunkt (t0) eine Geschwindigkeit (v) des Fahrzeuges angefordert wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Soll-Geschwindigkeit (vs) des Fahrzeuges zwischen dem minimalen Wert (vmin) und dem maximalen Wert (vmax) durch zumindest einen Algorithmus, vorzugsweise durch zumindest eine mathematische Funktion, in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine, vorzugsweise des Verbrauches und/oder der Abgasemissionen der Antriebsmaschine definiert wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der SollGeschwindigkeit (vt) des Fahrzeuges zwischen dem minimalen (vmin) Wert und dem maximalen Wert (vmax) zumindest zwei Bereiche (Ms1, Ms2, Ms3, Ms4, Ms5) mit unterschiedlichen Steigungen aufweist.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit (vs) zwischen dem minimalen Wert (vmin) und dem maximalen Wert (vmax) in einem an den minimalen Wert (vmin) grenzenden Initialbereich (vs1) geringer oder größer ist als in einem an den Initialbereich (vs1) anschließenden zweiten Bereich (vs2).
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bereich (vs3) des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit (vs) des Fahrzeuges, in welchem die Antriebsmaschine mit minimalem Verbrauch betreibbar ist, zeitoptimiert durchfahren wird.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit (vs) zwischen dem minimalen Wert (vmin) und dem maximalen Wert (vmax) in einem an den maximalen Wert (vmax) grenzenden Annäherungsbereich (vs5) am geringsten ist.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Wichtungsfunktion des Algorithmus eine Wichtung der durch den Geschwindigkeitsregler berechneten Beschleunigungs- oder Drehmomentanforderung unter Gegenüberstellung des Verbrauches und der Emissionen vorgenommen wird.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wichtungsfunktion kalibriert wird, wobei zumindest ein Wichtungsfaktor für zumindest ein Wichtungskriterium vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe Dauer (AtA) der Beschleunigungsphase (A), Verbrauch während der Beschleunigungsphase (A) und/oder Emissionen während der Beschleunigungsphase (A) - modifiziert wird.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wichtungsfaktor in Abhängigkeit der Ist-Geschwindigkeit (v,) des Fahrzeuges, der Soll-Geschwindigkeit (vs), eines aktuellen Ganges und/oder von prognostizierten Gangwechsel(n) während der Beschleunigungsphase kalibriert wird.
  17. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung des Verlaufes der Soll-Geschwindigkeit (vs) des Fahrzeuges und/oder des Soll-Drehmomentes (Ms) der Antriebsmaschine Daten aus einem Positionsbestimmungssystem berücksichtigt werden, wobei vorzugsweise die vorgegebene Ziel-Geschwindigkeit (vt) korrigiert, besonders vorzugsweise vermindert wird.
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DE102006017176A1 (de) * 2006-04-12 2007-10-18 Robert Bosch Gmbh Geschwindigkeitsregelvorrichtung und Kraftfahrzeug mit einer solchen Geschwindigkeitsregelvorrichtung
EP2364892A1 (de) * 2008-12-04 2011-09-14 Honda Motor Co., Ltd. Fahrzeuglaufsteuerung

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