DE102009023423A1 - Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (F), bei welchem durch eine Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsstrangs und/oder einer Bremseinrichtung eine aktuelle Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs (F) an eine vorgegebene Geschwindigkeit angepasst wird. Erfindungsgemäß wird auf einer Steigungsstrecke (S) die vorgegebene Geschwindigkeit des Fahrzeugs (F) unter eine Wunschgeschwindigkeit (v) reduziert und auf einer Ebene (E) und einer Gefällestrecke (G) entspricht die vorgegebene Geschwindigkeit der Wunschgeschwindigkeit (v).
Description
- 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
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- - DE 10345319 A1 [0002]
- - DE 102005045891 B3 [0003]
Claims (5)
- Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (F), bei welchem durch eine Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsstrangs und/oder einer Bremseinrichtung eine aktuelle Geschwindigkeit (va) des Fahrzeugs (F) an eine vorgegebene Geschwindigkeit angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Steigungsstrecke (S) die vorgegebene Geschwindigkeit des Fahrzeugs (F) unter eine Wunschgeschwindigkeit (vw) reduziert wird und auf einer Ebene (E) und einer Gefällestrecke (G) die vorgegebene Geschwindigkeit der Wunschgeschwindigkeit (vw) entspricht.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Geschwindigkeit um einen vorgegebenen Wert (Δν) unter die Wunschgeschwindigkeit (vw) reduziert wird.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert (Δν) ein prozentualer Anteil der Wunschgeschwindigkeit (vw) oder ein fester Betrag ist.
- Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert (Δν) von einem Fahrzeugführer vorgegeben wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird, ob ein Streckenabschnitt, welchen das Fahrzeug (F) befährt, eine Steigungsstrecke (S), eine Ebene (E) oder eine Gefällestrecke (G) ist.
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