-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs nach
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Aus
der
DE 103 45 319
A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb
eines eigenen Fahrzeugs bekannt, wobei eine Tempomateinheit vorgesehen
ist. Die Tempomateinheit verwendet Informationen über die
gegenwärtige Fahrzeugposition sowie bevorstehendes Gelände,
um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb eines Sollgeschwindigkeitsbandes
zu regeln, mit dem Ziel, Kraftstoff zu sparen und einen Fahrkomfort
zu erhöhen. Die gegenwärtige Fahrzeugposition
wird durch ein Signal, das von einem globalen Positionsbestimmungssystem
(GPS) empfangen wird, bestimmt. Dabei wird eine Geschwindigkeit
des Fahrzeugs auf Basis dieser Informationen gesteuert. Eine Tempomateinheit, die
eine derartige Geschwindigkeitssteuerung durchführt, wird
als IPPC-Anlage (IPPC – Integrated Predictive Powertrain
Control) bezeichnet.
-
Aus
der
DE 10 2005
045 891 B3 ist ein Verfahren zur Kraftstoffverbrauchsreduktion
einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das Verfahren
wird beispielsweise mit einem Tempomaten realisiert. Es wird eine
in einem Betriebsfenster definierte Wunschgeschwindigkeit basierend
auf abgespeicherten Verbrauchskennfeldern der Brennkraftmaschine
gezielt zu verbrauchsgünstigeren Betriebszuständen
verschoben. Des Weiteren werden Bedingungen des Verkehrsflusses,
am Kraftfahrzeug angreifende Winde und das durch das Kraftfahrzeug zu
absolvierende Streckenprofil berücksichtigt. So wird beispielsweise
auf Gefällestrecken die Sollgeschwindigkeit reduziert,
um eine Fahrweise mit Schubabschaltung und damit eine verbrauchsgünstige Fahrweise
zu erzielen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
zum Betrieb eines Fahrzeugs anzugeben.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren
zum Betrieb eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
-
In
einem Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs wird durch eine Steuerung
und/oder Regelung eines Antriebsstrangs und/oder einer Bremseinrichtung
eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs an eine vorgegebene
Geschwindigkeit angepasst.
-
Erfindungsgemäß wird
auf einer Steigungsstrecke die vorgegebene Geschwindigkeit des Fahrzeugs
unter eine Wunschgeschwindigkeit reduziert und auf einer Ebene und
einer Gefällestrecke entspricht die vorgegebene Geschwindigkeit
der Wunschgeschwindigkeit.
-
Das
Verfahren ermöglicht eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs
und der Fahrzeugemissionen bei einer nur unwesentlich verlängerten
Fahrtzeit. Dabei ist das Verfahren sowohl in PKW als auch in Nutzfahrzeugen
durch eine Nutzung bereits vorhandener Komponenten sowie Steuerungen und/oder
Regelungen einfach und kostengünstig technisch umsetzbar.
Mit dem Verfahren sind keine Sicherheitsbeeinträchtigungen
verbunden, da das Verfahren beispielsweise durch eine Betätigung
eines Gaspedals jederzeit deaktiviert und eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit
erreicht werden kann.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
-
Dabei
zeigt:
-
1 ein
Fahrzeug auf einer Fahrstrecke.
-
1 zeigt
ein Fahrzeug F auf einer Fahrstrecke FS. Zur Durchführung
des Verfahrens umfasst das Fahrzeug F Mittel, um durch eine Steuerung
und/oder Regelung eines Antriebsstrangs und/oder einer Bremseinrichtung
eine aktuelle Geschwindigkeit va des Fahrzeugs
F an eine vorgegebene Geschwindigkeit anzupassen, d. h. das Fahrzeug F
zu beschleunigen oder zu verlangsamen und diese vorgegebene Geschwindigkeit
einzuhalten. Dies ist beispielsweise mittels einer Tempomatfunktion
realisierbar, welche in vielen Fahrzeugen F bereits integriert ist.
-
Des
Weiteren umfasst das Fahrzeug F zur Durchführung des Verfahrens
Mittel, um eine Charakteristik eines von dem Fahrzeug F befahrenen Streckenabschnitts
zu ermitteln, d. h. um zu ermitteln, ob dieser Streckenabschnitt
eine Steigungsstrecke S, eine Ebene E oder eine Gefällestrecke
G ist. Diese Mittel sind beispielsweise Sensoren zur Erfassung einer
Neigung des Fahrzeugs F in Fahrzeuglängsrichtung, welche
bereits im Fahrzeug F installiert sind und von Fahrerassistenzsystemen
wie beispielsweise einem elektronischen Stabilitätsprogramm
oder zu einer Airbagauslösesteuerung genutzt werden.
-
Ein
weiteres solches Mittel ist beispielsweise auch ein Navigationssystem,
welches entsprechendes Kartenmaterial mit Höheninformationen
umfasst. Durch eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs F mittels
eines globalen Positionsbestimmungssystems ist der Streckenabschnitt
ermittelbar, auf welchem sich das Fahrzeug F befindet, und mittels
des Kartenmaterials mit Höheninformationen ist ermittelbar,
ob dieser Streckenabschnitt eine Steigungsstrecke S, eine Ebene
E oder eine Gefällestrecke G ist.
-
Des
Weiteren ist beispielsweise auch anhand einer Belastungskennlinie
eines Motors des Fahrzeugs F ein Anfang und ein Ende einer Steigungsstrecke
S ermittelbar, da am Anfang einer Steigungsstrecke S eine höhere
Motorleistung erforderlich ist, um die aktuelle Geschwindigkeit
va konstant zu halten, während
am Ende einer Steigungsstrecke S, d. h. an einem Anfang einer Ebene
E oder einer Gefällestrecke G eine geringere Motorleistung
oder keine Motorleistung erforderlich ist, um die aktuelle Geschwindigkeit
va konstant zu halten. Somit ist durch Auswertung
entsprechender Motorkennlinien ermittelbar, ob das Fahrzeug F auf
eine Steigungsstrecke S aufgefahren ist und somit der aktuell befahrene
Streckenabschnitt eine Steigungsstrecke S ist, oder ob das Fahrzeug
F eine Steigungsstrecke S verlassen hat und somit der aktuell befahrene
Streckenabschnitt eine Ebene E oder eine Gefällestrecke
G ist.
-
Da
zur Durchführung des Verfahrens bereits im Fahrzeug F vorhandene
Komponenten nutzbar sind, ist das Verfahren sehr schnell, einfach
und kostengünstig im Fahrzeug F implementierbar. Anfallende
Kosten zur Implementierung des Verfahrens im Fahrzeug F sind durch
eine mittels des Verfahrens erzielbare Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs
bereits nach einer kurzen Einsatzzeit amortisiert.
-
Zur
Durchführung des Verfahrens wird von einem Fahrzeugführer
zunächst eine Wunschgeschwindigkeit vw vorgegeben,
mit welcher sich das Fahrzeug F fortbewegen soll. Des Weiteren wird
ein Wert Δν vorgegeben, um welchen diese Wunschgeschwindigkeit
vw auf Steigungsstrecken S maximal unterschritten
werden darf.
-
Dieser
Wert Δν ist ein prozentualer Anteil der Wunschgeschwindigkeit
vw oder ein fester Betrag. Der Wert Δν,
d. h. der prozentuale Anteil oder der feste Betrag, kann beispielsweise
analog zur Wunschgeschwindigkeit vw, vom
Fahrzeugführer direkt vorgegeben werden, so dass ein Fahrverhalten
des Fahrzeugs F an jeweilige Wünsche und Erfordernisse
des Fahrzeugführers angepasst werden kann.
-
In
einer weiteren Ausführungsform ist dieser Wert Δν,
um welchen die Wunschgeschwindigkeit vw auf
Steigungsstrecken S maximal unterschritten werden darf, eine Werkseinstellung
eines Fahrzeugherstellers, wodurch beispielsweise in Fahrversuchen und
Prüfstandstests eine optimale Höhe des Wertes Δν ermittelt
und vorgegeben werden kann, um eine optimale Kraftstoff sparende
Fahrweise zu realisieren.
-
Ist
der Streckenabschnitt, welchen das Fahrzeug F befährt,
eine Ebene E oder eine Gefällestrecke G, so entspricht
die vorgegebene Geschwindigkeit der Wunschgeschwindigkeit vw. Die aktuelle Geschwindigkeit va des Fahrzeugs F wird mittels des Verfahrens
an die vorgegebene Geschwindigkeit angepasst, d. h. das Fahrzeug
F wird, wenn die aktuelle Geschwindigkeit va von
der vorgegebenen Geschwindigkeit abweicht, entsprechend beschleunigt oder
verlangsamt, bis die vorgegebene Geschwindigkeit erreicht ist. Wenn
die aktuelle Geschwindigkeit va der vorgegebenen
Geschwindigkeit entspricht, werden der Antriebsstrang und/oder die
Bremseinrichtung derart gesteuert und/oder geregelt, dass die vorgegebene
Geschwindigkeit eingehalten wird.
-
Ist
der Streckenabschnitt eine Steigungsstrecke S, so wird die vorgegebene
Geschwindigkeit des Fahrzeugs F um den vorgegebenen Wert Δν unter die
Wunschgeschwindigkeit vw reduziert, wobei
die aktuelle Geschwindigkeit va des Fahrzeugs
F wieder an die vorgegebene Geschwindigkeit angepasst wird. Dadurch
ist eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Fahrzeugemissionen
bei einer nur unwesentlich verlängerten Fahrtzeit realisierbar,
da auf Steigungsstrecken S zum Beibehalten der Wunschgeschwindigkeit
vw oder zum Beschleunigen ein wesentlich
höherer Kraftstoffverbrauch erforderlich ist.
-
Vorzugsweise
wird die aktuelle Geschwindigkeit va des
Fahrzeugs F jedoch nicht durch eine Ansteuerung der Bremseinrichtung
des Fahrzeugs F auf die vorgegebene Geschwindigkeit reduziert, sondern
lediglich durch eine entsprechende Steuerung und/oder Regelung des
Antriebsstrangs. Das heißt, Einstellungen des Antriebsstrangs,
beispielsweise eine Drosselklappenstellung oder Einspritzung und/oder
eine Gangstufe eines Getriebes des Fahrzeugs F, werden vorzugsweise
solange unverändert beibehalten, bis die aktuelle Geschwindigkeit
va des Fahrzeugs F die vorgegebene Geschwindigkeit
erreicht hat und werden danach derart angepasst, dass die vorgegebene
Geschwindigkeit nicht unterschritten wird. Auf diese Weise wird
eine jeweilige kinetische Energie des Fahrzeugs F vollständig
genutzt und nicht durch die Bremseinrichtung in Wärme umgewandelt
und ungenutzt abgegeben. Auch ein unnötiger Verschleiß der
Bremseinrichtung wird dadurch verhindert.
-
Eine
auf diese Weise erzielte nur allmähliche Verlangsamung
des Fahrzeugs F, welche in der Darstellung anhand des Graphen der
aktuellen Geschwindigkeit va ersichtlich
ist, tritt für den Fahrzeugführer und insbesondere
für andere Verkehrsteilnehmer, beispielsweise hinter dem
Fahrzeug F, nicht überraschend plötzlich auf.
Deshalb ist mit dem Verfahren keine Beeinträchtigung der
Verkehrssicherheit verbunden. Auch ist das Verfahren jederzeit abschaltbar,
beispielsweise durch eine Betätigung eines Gaspedals des
Fahrzeugs F, so dass das Fahrzeug F bei Bedarf auch an Steigungsstrecken
S mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt werden kann, beispielsweise
um andere Fahrzeuge F zu überholen. Auf diese Weise sind
sowohl eine Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit als
auch beispielsweise eine Beeinträchtigung eines Verkehrsflusses
durch das mit diesem Verfahren betriebene Fahrzeug F ausgeschlossen.
-
Nachdem
das Fahrzeug F die Steigungsstrecke S verlassen hat, wird die vorgegebene
Geschwindigkeit des Fahrzeugs F wieder an die Wunschgeschwindigkeit
vw angepasst, wobei die aktuelle Geschwindigkeit
va des Fahrzeugs F wieder an die vorgegebene
Geschwindigkeit angepasst wird. Um eine maximal mögliche
Kraftstoffersparnis zu erzielen, erfolgt dies erst, nachdem das
Fahrzeug F das Ende der Steigungsstrecke S vollständig
passiert hat. In einer weiteren Ausführungsform kann die
vorgegebene Geschwindigkeit auch bereits bei einer Unterschreitung
eines vorgegebenen maximalen Steigungswertes von beispielsweise
zwei Grad wieder an die Wunschgeschwindigkeit vw angepasst werden,
da ein dafür notwendiger höherer Kraftstoffverbrauch
vernachlässigbar gering ist.
-
Das
Verfahren ist beispielsweise als eine zweite verbrauchsminimierende
Tempomatfunktion zusätzlich zu einer regulären
Tempomatfunktion im Fahrzeug F implementiert, so dass es vom Fahrzeugführer
beispielsweise über ein Auswahlmenü auswählbar
ist, vorzugsweise mittels Bedienelementen an einem Lenkrad oder
in einem Umfeld des Lenkrades, um den Fahrzeugführer nicht
unnötig von einem Verkehrsgeschehen abzulenken. Die Auswahl
kann dabei für eine jeweilige Fahrt oder dauerhaft gültig sein,
bis eine andere Auswahl, beispielsweise die reguläre Tempomatfunktion
eingestellt wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10345319
A1 [0002]
- - DE 102005045891 B3 [0003]