DE102009001332A1

DE102009001332A1 - Umweltschonende Kurvenfahrt

Info

Publication number: DE102009001332A1
Application number: DE102009001332A
Authority: DE
Inventors: Stefan Rychlak
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-09-09

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs umfasst Schritte zum Ermitteln eines Kurvenverlaufs einer demnächst zu durchfahrenden Kurve, zum Berechnen wenigstens eines Soll-Fahrparameters zum Durchfahren der Kurve, wobei der Soll-Fahrparameter derart berechnet wird, dass ein geringerer Reifenabrieb, eine geringere Menge von Bremsstaub und/oder ein geringerer Ausstoß von COergibt, und zum Angleichen eines tatsächlichen Fahrparameters an den ermittelten Soll-Fahrparameter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 8.
Stand der Technik
Im Kraftfahrzeugbereich sind Fahrassistenzsysteme bekannt, die über optische, Radar- und Infrarotsensoren einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ermitteln und automatisch einen festgelegten Sicherheitsabstand und eine vorgegebene Geschwindigkeit einhalten. Ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt sind Navigationssysteme, die einen Fahrzeugführer bei der Routenführung unterstützen. Ebenfalls bekannt sind automatische Lenksysteme, bei denen ein Lenkwinkel eines Kraftfahrzeuges durch ein Steuergerät veränderbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Steuergerät für ein Kraftfahrzeug anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs umfasst Schritte zum Ermitteln eines Kurvenverlaufs einer demnächst zu durchfahrenden Kurve, zum Berechnen wenigstens eines Soll-Fahrparameters zum Durchfahren der Kurve, wobei der Soll-Fahrparameter derart berechnet wird, dass sich ein geringerer Reifenabrieb, eine geringere Menge von Bremsstaub und/oder ein geringerer Ausstoß von CO₂ ergibt, und zum Angleichen eines tatsächlichen Fahrparameters an den ermittelten Soll-Fahrparameter. Vorteilhafterweise führt dieses Verfahren zu einem umweltschonenderen Betrieb des Kraftfahrzeugs, bei dem weniger Feinstaub und weniger Kohlendioxid produziert wird. Durch den reduzierten Verschleiß von Reifen und Bremsen sowie den reduzierten Kraftstoffverbrauch sinken auch die Betriebskosten des Kraftfahrzeugs.
Zweckmäßigerweise wird der Kurvenverlauf der demnächst zu durchfahrenden Kurve durch Navigationsgerät ermittelt.
Bevorzugt erfolgt die Berechnung des Soll-Fahrparameters durch Auslesen eines Wertes aus einem in einem Datenspeicher hinterlegten Kennfeld.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der ermittelte Kurvenverlauf einen Kurvenradius und/oder eine Steigung einer Straße.
Bevorzugt umfassen die berechneten Soll-Fahrparameter eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einen Soll-Lenkwinkel. Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug die Kurve dann mit einer solchen Geschwindigkeit und in einem solchen Radius durchfahren, dass ein möglichst geringer Abrieb der Reifen entsteht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden Soll-Winkel einzelner Räder des Kraftfahrzeugs getrennt berechnet. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine noch genauere Anpassung der vom Fahrzeug durch die Kurve gefahrenen Route an die Ideallinie.
Ebenfalls bevorzugt wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs mit einer Rekuperationsbremse reduziert. Vorteilhafterweise vermeidet dies die Erzeugung von Bremsstaub und reduziert den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs.
Ein erfindungsgemäßes Steuergerät für ein Kraftfahrzeug mit einem Navigationsgerät ist dazu ausgebildet, vom Navigationsgerät Informationen über einen Kurvenverlauf einer demnächst zu durchfahrenden Kurve zu beziehen, anhand der Informationen über den Kurvenverlauf wenigstens einen Soll-Fahrparameter zum Durchfahren der Kurve zu ermitteln, wobei der Soll-Fahrparameter derart ermittelt wird, dass sich ein geringerer Reifenabrieb, eine geringere Menge von Bremsstaub und/oder ein geringerer Ausstoß von CO₂ ergibt, und einen tatsächlichen Fahrparameter an den Soll-Fahrparameter anzugleichen. Vorteilhafterweise erlaubt das Steuergerät einen umweltschonenderen und kostengünstigeren Betrieb des Kraftfahrzeugs.
Bevorzugt ist das Steuergerät zum Angleichen des tatsächlichen Fahrparameters an den Soll-Fahrparameter dazu ausgebildet, ein Lenksystem zur Änderung eines Lenkwinkels anzuweisen. Ebenfalls bevorzugt ist das Steuergerät zum Angleichen des tatsächlichen Fahrparameters an den Soll-Fahr-parameter dazu ausgebildet, ein elektronisches Antriebssystem zur Änderung einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs anzuweisen.
Gemäß einer Weiterbildung ist das Steuergerät mit einer Anzeigevorrichtung verbunden, die dazu ausgebildet ist, anzuzeigen, wenn das Steuergerät eine Angleichung des tatsächlichen Fahrparameters an den Soll-Fahrparameter vornimmt. Vorteilhafterweise kann dadurch ein Kraftfahrzeugführer über einen automatischen Eingriff in das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs informiert werden. Dadurch wird vermieden, dass der Fahrzeugführer erschrickt und/oder den automatischen Änderungen entgegenwirkt.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei werden für gleiche oder gleich wirkende Teile einheitliche Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines sich einer Kurve nähernden Kraftfahrzeugs;
2 eine schematische Ansicht eines Steuergeräts und damit verbundener Geräte;
3 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 100, das auf einer Straße 150 auf eine Kurve 160 zufährt. Das Kraftfahrzeug wird von einer Brennkraftmaschine 110 angetrieben, die einen CO₂-Ausstoß 115 des Kraftfahrzeugs 100 bewirkt. Das Kraftfahrzeug 100 fährt auf Reifen 120, die auf der Straße 150 reiben, was zu einem Reifenabrieb 125 führt. Beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs 100 mittels einer Bremse 130 entsteht Bremsstaub 135. Reifenabrieb 125 und Bremsstaub 135 belasten als Feinstaub die Umwelt. Aus Umweltschutzgründen ist auch ein möglichst geringer CO₂-Ausstoß 115 wünschenswert.
In der in 1 dargestellten Situation nähert sich das Kraftfahrzeug 100 der Kurve 160. Die Kurve 160 weist einen Kurvenverlauf 170 auf. Der Kurvenverlauf 170 gibt die genaue Form der Kurve an. Der Kurvenverlauf 170 umfasst insbesondere einen Kurvenradius 172 und eine Steigung 178 der Straße 150. Die Steigung 178 kann einen positiven oder einen negativen Wert haben, wobei eine negative Steigung 178 einem Gefällt entspricht. Der Kurvenverlauf 170 kann auch weitere Eigenschaften der Kurve 160, beispielsweise eine senkrecht zur Straße 150 orientierte Neigung der Straße 150 umfassen.
Das Kraftfahrzeug 100 kann die Kurve 160 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchfahren und sich beim Durchfahren der Kurve 160 durch Wahl eines Lenkwinkels näher an einem inneren Bereich oder einem äußeren Bereich der jeweiligen Fahrspur der Straße 150 orientieren. Je nach Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 und dem gewählten Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs 100 kommt es beim Durchfahren der Kurve 160 zu einem geringeren oder einem höheren Reifenabrieb 125. Das Kraftfahrzeug 100 kann die Geschwindigkeit vor dem Durchfahren der Kurve mittels der Bremse 130 reduzieren, wodurch es zur Entstehung von Bremsstaub 135 kommt. Ein starkes Abbremsen des Kraftfahrzeugs 100 vor der Kurve 160 erfordert ein anschließendes erneutes Beschleunigen des Kraftfahrzeugs 100, wodurch sich der CO₂-Ausstoß 115 erhöht. Um die Entstehung von Reifenabrieb 125 und Bremsstaub 135 sowie den CO₂-Ausstoß 115 möglichst gering zu halten, ist das Kraftfahrzeug 100 mit einem Steuergerät ausgestattet, das die Kurvendurchfahrt des Kraftfahrzeugs 100 dahingehend optimiert, dass die genannten Umweltbelastungen möglichst gering ausfallen.
2 zeigt eine schematische Darstellung des in das Kraftfahrzeug 100 integrierten Steuergeräts 200 sowie der mit dem Steuergerät 200 verbundenen Geräte. Das Steuergerät 200 ist mit einem Navigationsgerät 210 verbunden. Das Navigationsgerät 210 ist prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt und kann den Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs 100 bei der Routenfindung unterstützen. Hierzu kann das Navigationsgerät 210 die gegenwärtige Position des Kraftfahrzeugs 100 ermitteln und dem Steuergerät 200 Informationen über den Kurvenverlauf 170 der bevorstehenden Kurve 160 in der Straße 150 übermitteln. Das Navigationsgerät 210 kann hierfür beispielsweise auf in einem Datenspeicher hinterlegte Informationen über den Kurvenverlauf 170 aller Kurven 160 aller Straßen 150 einer Region zurückgreifen.
Das Steuergerät 200 ist außerdem mit weiteren Sensoren 220 verbunden, die dazu vorgesehen sind, tatsächliche Fahrparameter 225 des Kraftfahrzeugs 100 zu ermitteln und an das Steuergerät 200 zu übertragen. Die tatsächlichen Fahrparameter 225 können beispielsweise eine Momentangeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 und einen gegenwärtigen Lenkwinkel der Räder des Kraftfahrzeugs 100 umfassen.
Das Steuergerät 200 berechnet anhand des vom Navigationsgerät 210 mitgeteilten Kurvenverlaufs 170 der bevorstehenden Kurve 160 Soll-Fahrparameter 205 zum Durchfahren der Kurve 160. Die Soll-Fahrparameter 205 können beispielsweise eine optimale Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 während des Durchfahrens der Kurve 160 sowie einen optimalen Lenkwinkel der Räder des Kraftfahrzeugs 100 zu jedem Zeitpunkt während des Durchfahrens der Kurve 160 umfassen. Die Soll-Fahrparameter 205 können auch weitere Fahrparameter des Kraftfahrzeugs 100 umfassen. Die Soll-Fahrparameter 205 werden durch das Steuergerät 200 derart berechnet, dass während des Durchfahrens der Kurve 160 durch das Kraftfahrzeug 100 eine möglichst geringe Menge an Reifenabrieb 125 und Bremsstaub 135 entsteht und sich ein möglichst geringer CO₂-Ausstoß 115 ergibt. Das Steuergerät 200 kann die Soll-Fahrparameter 205 beispielsweise durch Auslesen eines Wertes aus einem in einem mit dem Steuergerät 200 verbundenen Datenspeicher hinterlegten Kennfeld berechnen. Das Kennfeld kann beispielsweise für jeden möglichen Wert oder jede mögliche Wertekombination eines Kurvenverlaufs 170 einen Wert oder eine Wertekombination für die Soll-Fahrparameter 205 vorhalten.
Das Steuergerät 200 ist außerdem mit einem Lenksystem 230 des Kraftfahrzeugs 100 und einem elektronischen Antriebssystem 240 des Kraftfahrzeugs 100 verbunden. Das Lenksystem 230 kann ein elektrisches oder ein ähnliches Lenksystem sein und ist dazu ausgebildet, den Lenkwinkel der Räder des Kraftfahrzeugs 100 zu beeinflussen. Das Lenksystem 230 kann entweder den Lenkwinkel von zwei oder vier paarweise gekoppelten Rädern des Kraftfahrzeugs 100 oder die Lenkwinkel aller Räder des Kraftfahrzeugs 100 getrennt beeinflussen. Das Antriebssystem 240 ist dazu ausgebildet, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 zu erhöhen oder zu reduzieren. Gemäß einer Weiterbildung kann das Antriebssystem 240 einzelne Räder des Kraftfarhzeugs 100 auch getrennt voneinander abbremsen, In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Antriebssystem 240 mit einer Rekuperationsbremse 250 verbunden sein, die während des Abbremsen des Kraftfahrzeugs 100 aus der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs 100 potentielle Energie, beispielsweise elektrische Energie erzeugt. Die Rekuperationsbremse 250 kann beispielsweise zu einem elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs 100 gehören. Vorteilhafterweise entsteht während des Abbremsens des Kraftfahrzeugs 100 mit der Rekuperationsbremse 250 kein Bremsstaub 135. Außerdem kann die durch die Rekuperationsbremse 250 gewonnene Energie anschließend zur erneuten Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 100 verwendet werden, wodurch sich der CO₂-Ausstoß 115 des Kraftfahrzeugs 100 reduziert.
Das Steuergerät 200 übermittelt die berechneten Soll-Fahr-parameter 205 an das Lenksystem 230 und das Antriebssystem 240. Während des Durchfahrens der Kurve 160 durch das Kraftfahrzeug 100 gleicht das Lenksystem 230 einen Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs 100 an den in den Soll-Fahrparametern 205 enthaltenen Soll-Lenkwinkel an. Das Antriebssystem 240 passt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 vor und während dem Durchfahren der Kurve 160 an die in den berechneten Soll-Fahrparametern 205 enthaltene Soll-Geschwindigkeit an. Das Antriebssystem 240 kann die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs hierzu erhöhen oder erniedrigen. Das Lenksystem 230 und das Antriebssystem 240 modifizieren die tatsächlichen gegenwärtigen Fahrparameter des Kraftfahrzeugs 100 also derart, dass sich die berechneten Soll-Fahrparameter 205 einstellen und sich eine optimale Kurvendurchfahrt des Kraftfahrzeugs 100 ergibt, bei der die Umweltbelastung durch Reifenabrieb 125, Bremsstaub 135 und CO₂-Ausstoß 115 möglichst gering ausfällt.
Das Kraftfahrzeug 100 kann mit einer Anzeige ausgestattet sein, die einen Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs 100 während einer automatischen Beeinflussung der tatsächlichen Fahrparameter 225 des Kraftfahrzeugs 100 auf deren Beeinflussung hinweist. Die Anzeige kann beispielsweise ein Lämpchen im Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 100 sein. Die Anzeige dient dazu, eine Verwirrung des Fahrzeugführers durch die automatische Beeinflussung der Fahrparameter zu vermeiden.
3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 100. In einem ersten Verfahrensschritt 300 wird der Kurvenverlauf 170 einer demnächst zu durchfahrenden Kurve 160 ermittelt. Die Ermittlung des Kurvenverlaufs 170 kann beispielsweise durch ein Navigationsgerät 210 erfolgen. Der ermittelte Kurvenverlauf 170 kann Informationen über den Kurvenradius 172 und die Kurvensteigung 178 beinhalten. Der Kurvenverlauf 170 kann auch weitere Eigenschaften der Kurve 160 umfassen, beispielsweise eine erlaubte Höchstgeschwindigkeit.
In einem zweiten Verfahrensschritt 310 wird wenigstens ein Soll-Fahrparameter zum Durchfahren der Kurve 160 derart berechnet, dass sich während des Durchfahrens der Kurve 160 ein geringerer Reifenabrieb 125, ein geringere Menge von Bremsstaub 135 und/oder ein geringerer Ausstoß von CO₂ 115 ergibt. Der wenigstens eine Soll-Fahrparameter 205 kann beispielsweise eine Soll-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 oder ein Soll-Lenkwinkel eines oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeugs 100 sein. Die Berechnung des Soll-Fahrparameters 205 kann beispielsweise mittels eines in einem Datenspeicher abgelegten Kennfelds erfolgen.
In einem dritten Verfahrensschritt 320 werden tatsächliche Fahrparameter 225 des Kraftfahrzeugs 100 an den ermittelten Soll-Fahrparameter 205 angeglichen. Das Angleichen des Fahrparameters 225 kann beispielsweise durch ein Lenksystem 230 oder ein Antriebssystem 240 erfolgen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (100) mit folgenden Schritten: a) Ermitteln eines Kurvenverlaufs (170) einer demnächst zu durchfahrenden Kurve (160); b) Berechnen wenigstens eines Soll-Fahrparameters (205) zum Durchfahren der Kurve (160), wobei der Soll-Fahrparameter (205) derart berechnet wird, dass sich ein geringerer Reifenabrieb (125), eine geringere Menge von Bremsstaubs (135) und/oder ein geringerer Ausstoß von CO₂ (115) ergibt; c) Angleichen eines tatsächlichen Fahrparameters (225) an den ermittelten Soll-Fahrparameter (205).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kurvenverlauf (170) der demnächst zu durchfahrenden Kurve (160) durch ein Navigationsgerät (210) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Berechnung des Soll-Fahrparameters (205) durch Auslesen eines Wertes aus einem in einem Datenspeicher hinterlegten Kennfeld erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ermittelte Kurvenverlauf (170) einen Kurvenradius (172) und/oder eine Steigung (178) einer Straße (150) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die berechneten Soll-Fahrparameter (205) eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einen Soll-Lenkwinkel umfassen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei Soll-Lenkwinkel einzelner Räder des Kraftfahrzeugs (100) getrennt berechnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (100) mit einer Rekuperationsbremse (250) reduziert wird.
Steuergerät (200) für ein Kraftfahrzeug (100) mit einem Navigationsgerät (210), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (200) dazu ausgebildet ist, vom Navigationsgerät (210) Informationen über einen Kurvenverlauf (170) einer demnächst zu durchfahrenden Kurve (160) zu beziehen, anhand der Informationen über den Kurvenverlauf (170) wenigstens einen Soll-Fahrparameter (205) zum Durchfahren der Kurve (160) zu ermitteln, wobei der Soll-Fahrparameter (205) derart ermittelt wird, dass sich ein geringerer Reifenabrieb (125), eine geringere Menge von Bremsstaub (135) und/oder ein geringerer Ausstoß von CO₂ (115) ergibt, und einen tatsächlichen Fahrparameter (225) an den Soll-Fahrparameter (205) anzugleichen.
Steuergerät (200) nach Anspruch 8, wobei das Steuergerät (200) zum Angleichen des tatsächlichen Fahrparameters (225) an den Soll-Fahrparameter (205) dazu ausgebildet ist, ein Lenksystem (230) zur Änderung eines Lenkwinkels anzuweisen.
Steuergerät (200) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Steuergerät (200) zum Angleichen des tatsächlichen Fahrparameters (225) an den Soll-Fahrparameter (205) dazu ausgebildet ist, ein elektronisches Antriebssystem (240) zur Änderung einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (100) anzuweisen.
Steuergerät (200) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Steuergerät mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ist, die dazu ausgebildet ist, anzuzeigen, wenn das Steuergerät (200) eine Angleichung des tatsächlichen Fahrparameters (225) an den Soll-Fahrparameter (205) vornimmt.