DE102008051000B4

DE102008051000B4 - Abstandssteuerungsvorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102008051000B4
Application number: DE102008051000.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Philipp Kai; Dr. Kleinhans René; Norbert Weiss
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-10-13
Filing date: 2008-10-13
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2028-10-14
Also published as: DE102008051000A1

Abstract

Abstandssteuerungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Abstandserfassungseinrichtung (3) zur Erfassung eines Abstandes zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinrichtung zur Steuerung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug durch Einstellung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage des erfassten Abstandes, so dass ein Sollabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird, wobei eine Auswerteeinheit (2) Signale und Eingriffe der Abstandssteuerungsvorrichtung (1) und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten erfasst, wobei in Abhängigkeit der Daten der Abstandssteuerungsvorrichtung (1) und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten die Auswerteeinheit (2) eine Verkehrssituation ermittelt und in Abhängigkeit der ermittelten Verkehrssituation Komponenten auswählt oder zu- oder abschaltet, wobei das Kraftfahrzeug als Hybrid-Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine als Antrieb ausgebildet ist, wobei in Abhängigkeit der erfassten Verkehrssituation der Antrieb ausgewählt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstandssteuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs.
Aus der DE 197 56 592 B4 ist eine Abstandssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit Eigenantrieb bekannt, mit einer Abstandserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Abstandes zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinrichtung zur Steuerung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug durch Einstellung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage des erfassten Abstandes, so dass ein Sollabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird. Dabei nimmt die Abstandssteuerungsvorrichtung aktiv Beschleunigungs- und Verzögerungseingriffe vor, um den Sollabstand einzuhalten bzw. eine eingestellte Soll-Geschwindigkeit zu erreichen (falls dies der Abstand zulässt). Die bekannten Systeme arbeiten nur bis zu Grenzgeschwindigkeiten, wobei unterhalb dieser Geschwindigkeiten die Vorrichtung deaktiviert wird. Ebenso ist es bekannt, dass sich die Vorrichtungen bei aktiven Eingriffen des Fahrers beispielsweise bei Betätigung des Bremspedals deaktivieren.
Weiter sind seit längerem Start-Stopp-Automatiken bekannt, bei denen die Brennkraftmaschine bei einem Halt, beispielsweise an einer roten Ampel, ausgeschaltet wird und dann selbsttätig durch Betätigung des Gaspedals wieder gestartet wird.
Aus der DE 10 2006 009 654 A1 ist eine Vorrichtung zum An- und Abschalten eines Motors eines Kraftfahrzeugs bekannt, mit einem Sensor zur Ortung eines Vorderfahrzeugs und einem Steuergerät zum An- und Abschalten des Motors in Abhängigkeit vom Bewegungszustand des Vorderfahrzeugs, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das An- und Abschalten des Motors in Abhängigkeit vom Bewegungszustand mindestens eines weiteren Fahrzeugs in derselben Fahrspur zu steuern. Der Sensor ist dabei vorzugsweise ein Radarsensor.
Aus der DE 10 2008 015 046 A1 ist ein Verfahren zur prädiktiven Steuerung und/oder Regelung eines Hybridantriebs in einem Kraftfahrzeug bekannt, wobei die Steuerung und/oder Regelung über eine Auswahl der Betriebsstrategie abhängig von einem gewünschten Betriebsziel erfolgt. Dabei wird bei der Auswahl der Betriebsstrategie mindestens eine kommunikationsbasierte Information berücksichtigt, die mittels einer Kommunikation des Kraftfahrzeugs mit einer oder mehreren ortsfesten und/oder sich bewegenden Gegenstellen erzeugt wird.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine verbesserte Abstandssteuerungsvorrichtung sowie ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu umfasst die Abstandssteuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug eine Abstandserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Abstandes zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinrichtung zur Steuerung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug durch Einstellung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage des erfassten Abstandes, so dass ein Sollabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird, wobei eine Auswerteeinheit Signale und Eingriffe der Abstandssteuerungsvorrichtung und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten erfasst, wobei in Abhängigkeit der Daten der Abstandssteuerungsvorrichtung und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten die Auswerteeinheit eine Verkehrssituation ermittelt und in Abhängigkeit der ermittelten Verkehrssituation Komponenten auswählt oder zu- oder abschaltet. Hierdurch kann das Kraftfahrzeug besser an die entsprechende Situation angepasst werden, um beispielsweise Komponenten zu schonen oder die Emissionen zu reduzieren.
Dabei ist das Kraftfahrzeug als Hybrid-Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine ausgebildet, wobei in Abhängigkeit der erfassten Verkehrssituation der Antrieb ausgewählt wird, der Antrieb also die Komponente ist. So kann beispielsweise bei einem erkannten Stau bzw. stockendem Verkehr auf die Elektromaschine als alleinigen Antrieb umgeschaltet werden, um so einen besseren Wirkungsgrad als auch geringere Emissionen zu erreichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Abstandssteuerungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass die Abstandssteuerungsvorrichtung bis zum Stopp des Fahrzeugs hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug aktiv ist und bleibt, so dass beim Wiederanfahren des Fahrzeugs die Abstandssteuerungsvorrichtung wieder die Abstands- bzw. Geschwindigkeitssteuerung übernimmt. Hierdurch wird erreicht, dass der Kraftfahrzeugführer seltener die Abstandssteuerungsvorrichtung neu aktivieren muss, da diese bei Unterschreitung einer Grenzgeschwindigkeit sich nicht automatisch deaktiviert.
Vorzugsweise weist die Abstandssteuerungsvorrichtung eine Start-Stopp-Automatik auf, wobei bei einem Stopp des Fahrzeugs automatisch durch die Abstandssteuerungsvorrichtung oder durch Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet wird und durch Betätigung eines Gaspedals wieder eingeschaltet wird. Hierdurch kann wirkungsvoll Energie in den Standphasen eingespart werden, ohne dass der Kraftfahrzeugführer die Abstandssteuerungsvorrichtung jedes Mal nach einem Stopp wieder aktivieren muss.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Start-Stopp-Automatik in Abhängigkeit der erfassten Verkehrssituation abgeschaltet. So kann beispielsweise im Stau ein ständiger Start-Stopp-Betrieb zu einer Überhitzung und Überbeanspruchung von Bauteilen wie beispielsweise dem Starter führen. Dies kann durch die verkehrssituative Abschaltung vermieden werden.
Die Ermittlung der Verkehrssituation erfolgt vorzugsweise mittels mindestens eines der folgenden Parameter:

- zeitliche Verteilung/Größenordnung der Signale der Abstandssteuerungsvorrichtung bzw. Abstandserfassungseinrichtung,
- zeitliche Verteilung/Größenordnung der Eingriffe der Abstandssteuerungsvorrichtung,
- durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit,
- zeitliche Verteilung der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Abstandssteuerungsvorrichtung.
Die Abstandssteuerungsvorrichtung 1 umfasst eine Auswerte- und Steuereinheit 2, eine Abstandserfassungseinrichtung 3, eine Start-Stopp-Automatik 4, mindestens eine Antriebsmaschine 5 sowie eine Bremsanlage 6. Die Abstandserfassungseinrichtung 3 ist mit der Auswerte- und Steuereinheit 2 verbunden und liefert dieser Daten (Signale) über einen erfassten Abstand zu einem Objekt, vorzugsweise eines vorausfahrenden Fahrzeugs. Die Abstandserfassungseinrichtung 3 kann dabei beispielsweise als Radar- und/oder Laser-Abstandssensorik ausgebildet sein. Des Weiteren erhält die Auswerte- und Steuereinheit 2 als Eingangssignale die Fahrzeuggeschwindigkeit V, eine Bremspedalbetätigung B_P und eine Gaspedalbetätigung G_P. Weiter können vom Kraftfahrzeugführer eine Wunschgeschwindigkeit Vw und eine Folgezeit tw eingestellt werden. Die Auswerte- und Steuereinheit 2 steuert in Abhängigkeit der erfassten Signale die Antriebsmaschine 5, die Bremsanlage 6 und die Start-Stopp-Automatik 4 an. Diese Steuersignale stellen Eingriffe dar.
Die Abstandssteuerungsvorrichtung 1 wird üblicherweise manuell aktiviert, wobei der Kraftfahrzeugführer die Wunschgeschwindigkeit Vw und eine Folgezeit tw einstellt. Die Wunschgeschwindigkeit Vw wird dann von der Abstandssteuerungsvorrichtung 1 eingestellt, solange kein langsamer fahrendes Kraftfahrzeug innerhalb des Soll-Abstandes vorhanden ist. Mittels der Folgezeit tw kann der Kraftfahrzeugführer einstellen, wie schnell die Steuerung eingreift, wobei die Folgezeit tw definiert ist als die Zeit, die das Kraftfahrzeug benötigt, um zum aktuellen Standort des vorausfahrenden Fahrzeugs zu gelangen. Die Folgezeit tw ist dann innerhalb vorgebbarer Grenzen einstellbar.
Erfasst nun die Auswerte- und Steuereinheit 2, dass der erfasste Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug zu gering ist, so bremst diese das Fahrzeug automatisch ab, indem die Antriebsmaschine 5 ein geringeres Antriebsmoment erzeugt oder rekuperativ bremst (bei Ausführung als Elektromaschine). Verlangsamt das vorausfahrende Fahrzeug weiter, so wird zusätzlich gegebenenfalls die Bremsanlage 6 angesteuert. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis das vorausfahrende Fahrzeug stoppt. In diesem Fall wird auch das eigene Fahrzeug angehalten. Dieser Zustand V = 0 kann dazu benutzt werden, dass die Auswerte- und Steuereinheit 2 die Start-Stopp-Automatik 4 automatisch aktiviert und die Antriebsmaschine 5 ausschaltet. Alternativ muss der Fahrer aktiv das Bremspedal betätigen, um die Start-Stopp-Automatik 4 zu aktivieren. Die Abstandssteuerungsvorrichtung 1 bleibt jedoch aktiv und ist nur unterbrochen. Sobald der Fahrer das Gaspedal betätigt, wird ein Signal für die Start-Stopp-Automatik 4 erzeugt und die Antriebsmaschine 5 gestartet. Anschließend übernimmt dann wieder die aktive Abstandssteuerungsvorrichtung 1.
Zusätzlich ermittelt die Auswerte- und Steuereinheit 2 anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Signale der Abstandserfassungseinrichtung 3 sowie der Steuersignale (Eingriffe) für die Antriebsmaschine 5 sowie Bremsanlage 6 die Verkehrssituation. In Abhängigkeit der erfassten Verkehrssituation wird dann die Start-Stopp-Automatik ein- oder ausgeschaltet.
Wird beispielsweise eine Stop-and-Go-Verkehrssituation erfasst, so wird die Start-Stopp-Automatik abgeschaltet, damit diese nicht zu stark belastet wird. Das als Hybrid-Fahrzeug ausgebildete Fahrzeug umfasst als Antriebsmaschine 5 eine Elektromaschine und eine Brennkraftmaschine, die jeweils einzeln oder zusammen zum Antrieb des Kraftfahrzeuges genutzt werden können. Erfasst nun die Auswerte- und Steuereinheit 2 beispielsweise eine Stop-and-Go-Verkehrssituation so wird die Brennkraftmaschine abgeschaltet und die Elektromaschine zum Antrieb ausschließlich genutzt, wenn dies der Ladezustand der Traktionsbatterie erlaubt. Ebenso kann wie bereits beschrieben die Start-Stopp-Automatik 4 abgeschaltet werden.

Claims

Abstandssteuerungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Abstandserfassungseinrichtung (3) zur Erfassung eines Abstandes zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinrichtung zur Steuerung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug durch Einstellung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage des erfassten Abstandes, so dass ein Sollabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird, wobei eine Auswerteeinheit (2) Signale und Eingriffe der Abstandssteuerungsvorrichtung (1) und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten erfasst, wobei in Abhängigkeit der Daten der Abstandssteuerungsvorrichtung (1) und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten die Auswerteeinheit (2) eine Verkehrssituation ermittelt und in Abhängigkeit der ermittelten Verkehrssituation Komponenten auswählt oder zu- oder abschaltet, wobei das Kraftfahrzeug als Hybrid-Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine als Antrieb ausgebildet ist, wobei in Abhängigkeit der erfassten Verkehrssituation der Antrieb ausgewählt wird.
Abstandssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandssteuerungsvorrichtung (1) bis zum Stopp des Fahrzeugs hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug aktiv ist und bleibt, so dass beim Wiederanfahren des Fahrzeugs die Abstandssteuerungsvorrichtung (1) wieder die Abstands- bzw. Geschwindigkeitssteuerung übernimmt.
Abstandssteuerungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandssteuerungsvorrichtung (1) eine Start-Stopp-Automatik (4) aufweist, wobei bei einem Stopp des Fahrzeugs automatisch durch die Abstandssteuerungsvorrichtung (1) oder durch Betätigung des Bremspedals (B_P) durch den Fahrer eine Antriebsmaschine (5) des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet wird und durch Betätigung eines Gaspedals (G_P) wieder eingeschaltet wird.
Abstandssteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Start-Stopp-Automatik in Abhängigkeit der erfassten Verkehrssituation abgeschaltet wird.
Abstandssteuervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrssituation aus der zeitlichen Verteilung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der zeitlichen Verteilung und/oder Größenordnung der Signale der Abstandserfassungseinrichtung und/oder der zeitlichen Verteilung und/oder Größenordnung der Eingriffe der Abstandssteuerungsvorrichtung ermittelt.
Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs, mittels einer Abstandssteuerungsvorrichtung (1), mit einer Abstandserfassungseinrichtung (3) zur Erfassung eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug und einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinrichtung zur Steuerung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug durch Einstellung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage des erfassten Abstandes, so dass ein Sollabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird, wobei mittels einer Auswerteeinheit (2) Signale und Eingriffe der Abstandssteuerungsvorrichtung (1) und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten erfasst werden, wobei in Abhängigkeit der Daten der Abstandssteuerungsvorrichtung (1) und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten die Auswerteeinheit (2) eine Verkehrssituation ermittelt und in Abhängigkeit der ermittelten Verkehrssituation Komponenten auswählt oder zu- oder abschaltet, wobei das Kraftfahrzeug als Hybrid-Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine als Antrieb ausgebildet ist, wobei in Abhängigkeit der erfassten Verkehrssituation der Antrieb ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandssteuerungsvorrichtung (1) bis zum Stopp des Fahrzeugs hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug aktiv ist und bleibt, so dass beim Wiederanfahren des Fahrzeugs die Abstandssteuerungsvorrichtung (1) wieder die Abstands- bzw. Geschwindigkeitssteuerung übernimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandssteuerungsvorrichtung (1) eine Start-Stopp-Automatik (4) aufweist, wobei bei einem Stopp des Fahrzeugs automatisch durch die Abstandssteuerungsvorrichtung (1) oder durch Betätigung des Bremspedals (B_P) durch den Fahrer eine Antriebsmaschine (5) des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet wird und durch Betätigung eines Gaspedals (G_P) wieder eingeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Start-Stopp-Automatik in Abhängigkeit der erfassten Verkehrssituation abgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrssituation aus der zeitlichen Verteilung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der durchschnittlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der zeitlichen Verteilung und/oder Größenordnung der Signale der Abstandserfassungseinrichtung und/oder der zeitlichen Verteilung und/oder Größenordnung der Eingriffe der Abstandssteuerungsvorrichtung ermittelt.