DE102010003428A1

DE102010003428A1 - Fahrgeschwindigkeitsregler für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102010003428A1
Application number: DE102010003428A
Authority: DE
Inventors: Christoph Oberndoerfer; Thomas Schlender; Lars Hottmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-06
Also published as: FR2958243A1; FR2958243B1; CN102205846A; ITMI20110485A1

Abstract

Fahrgeschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug, mit einer Steuereinrichtung (12), die dazu ausgebildet ist, abhängig von einem aktuellen Wert wenigstens eines den Energieverbrauch des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs beeinflussenden Fahrzustandsparameters eine temporäre Abweichung von einer eingestellten Wunschgeschwindigkeit zuzulassen; sowie Steuersystem für ein Hybrid-Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem derartigen Fahrgeschwindigkeitsregler.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Fahrgeschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug.
Es sind Fahrgeschwindigkeitsregler mit einer Steuereinrichtung bekannt, die dazu ausgebildet sind, durch Eingriff in das Antriebssystem des eigenen Fahrzeugs die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs auf eine vom Fahrer wählbare Wunschgeschwindigkeit zu regeln.
Zum anderen sind Fahrgeschwindigkeitsregler mit einer Ortungseinrichtung zur Ortung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und zur Messung des Abstandes zu diesem bekannt, wobei der Fahrgeschwindigkeitsregler eine Steuereinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein von der Ortungseinrichtung geortetes Objekt als Zielobjekt auszuwählen und durch Eingriff in das Antriebs- und/oder Bremssystem des eigenen Fahrzeugs dessen Beschleunigung zu steuern, um den Abstand zum Zielobjekt auf einen Sollabstand zu regeln (Betriebszustand Folgefahrt), und die Steuereinrichtung weiter dazu ausgebildet ist, die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs auf die Wunschgeschwindigkeit zu regeln, wenn kein Zielobjekt vorhanden ist (Betriebszustand Freifahrt). Ein solcher Abstands- und Geschwindigkeitsregler wird auch als ACC-System (Adaptive Cruise Control) bezeichnet. Die Ortungseinrichtung umfaßt zumeist einen Radarsensor, mit dem nicht nur der Abstand, sondern auch die Relativgeschwindigkeit des Zielobjekts gemessen werden kann. In dem Betriebszustand Folgefahrt wird die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs an das erfaßte vorausfahrende Fahrzeug angepaßt, wobei die Wunschgeschwindigkeit eine Obergrenze für die Fahrgeschwindigkeit bildet.
Offenbarung der Erfindung
Neben den Beschleunigungsphasen sind Bergauffahrten die verbrauchsintensivsten Streckenanteile. Bei einer Bergauffahrt führt die zu verrichtende Hubarbeit bei einem starren Festhalten an der einzuregelnden Wunschgeschwindigkeit je nach Steigung zu einer erheblichen Erhöhung des momentanen Energieverbrauchs des Antriebssystems.
Neben einer Fahrbahnsteigung können auch andere Fahrumgebungsparameter oder sonstige Fahrzustandsparamter zu einer temporären Erhöhung des Energieverbrauchs führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fahrgeschwindigkeitsregler zu schaffen, der eine energiesparendere Fahrweise ermöglicht.
Ein Beitrag zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Fahrgeschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug geleistet, der eine Steuereinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, abhängig von einem aktuellen Wert wenigstens eines den Energieverbrauch des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs beeinflussenden Fahrzustandsparameters eine temporäre Abweichung von einer eingestellten Wunschgeschwindigkeit zuzulassen. Dabei kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, die temporäre Abweichung abhängig von jeweiligen aktuellen Werten mehrerer derartiger Fahrzustandsparameter zuzulassen.
Unter dem Begriff ”temporäre Abweichung” ist eine vorübergehende, zwischenzeitliche Abweichung zu verstehen. Das Zulassen der Abweichung kann beispielsweise beendet werden, nachdem der wenigstens eine Fahrzustandsparameter beispielsweise (wieder) Standardwerte angenommen hat. Insbesondere kann das Beenden des Zulassens einer temporären Abweichung durch die Steuereinrichtung automatisch erfolgen. Während der Abweichung kann vorzugsweise die eingestellte Wunschgeschwindigkeit eingestellt beibehalten werden.
Beispielsweise ist die Steuereinrichtung eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, zumindest in einem Betriebszustand die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs auf die Wunschgeschwindigkeit zu regeln. Die Wunschgeschwindigkeit ist beispielsweise vom Fahrer wählbar.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, abhängig von einem aktuellen Wert wenigstens eines den Energieverbrauch des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs beeinflussenden Fahrzustandsparameters eine zeitlich gestreckt zunehmende temporäre Abweichung von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit zuzulassen. Unter einer zeitlich gestreckt zunehmenden Abweichung ist eine allmähliche oder inkrementell zunehmende Abweichung zu verstehen. Die Abweichung erfolgt somit nicht sprunghaft in einem einzigen Schritt.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die temporäre Abweichung von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit herbeizuführen, d. h. zu bewirken, beispielsweise eine der zugelassenen temporären Abweichung entsprechende temporäre Abweichung der Fahrgeschwindigkeit von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit zu steuern. Das heißt, der Fahrgeschwindigkeitsregler verwendet anstellte der eingestellten Wunschgeschwindigkeit eine davon abweichende temporäre Wunschgeschwindigkeit oder die eingestellte Wunschgeschwindigkeit zuzüglich der temporären Abweichung. Im Falle eines ACC-Systems kann beispielsweise die temporäre Wunschgeschwindigkeit sowohl im Freifahrt-Betriebszustand als Fahrgeschwindigkeit eingeregelt, als auch im Folgefahrt-Betriebszustand als Obergrenze für die Fahrgeschwindigkeit verwendet werden.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet eine einer negativen zugelassenen temporären Abweichung entsprechende temporäre Abweichung der Fahrgeschwindigkeit von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit durch Begrenzen der Antriebsleistung des Antriebssystems des eigenen Fahrzeugs zu steuern. Insbesondere ist vorzugsweise die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die genannte temporäre Abweichung der Fahrgeschwindigkeit von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit ohne Bremseingriff in das Bremssystem des eigenen Fahrzeugs zu steuern. So kann beispielsweise eine Verringerung der Fahrgeschwindigkeit durch eine verzögernde Wirkung des Luftwiderstands des Fahrzeugs und/oder durch Reibungsverluste erfolgen.
Der genannte wenigstens eine Fahrzustandsparameter ist vorzugsweise ein physikalischer Fahrzustandsparameter. Einige physikalische Fahrzustandsparameter sind im folgenden beispielhaft aufgeführt. Unter den Fahrzustandsparametern können Fahrumgebungsparameter und fahrzeuginterne Parameter unterschieden werden. Unter einem Fahrumgebungsparameter ist ein die Umgebung des Fahrzeugs betreffender Parameter zu verstehen. Vorzugsweise umfaßt der genannte wenigstens eine Fahrzustandsparameter wenigstens einen der folgenden Fahrumgebungsparameter: Fahrbahnsteigung, Höhenprofil in der Umgebung des Fahrzeugs, Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit. Die Fahrbahnsteigung und das Höhenprofil wirken sich durch die beim Bergauffahren zu verrichtende Hubarbeit bzw. die beim Bergabfahren beschleunigend wirkende Hangabtriebskraft unmittelbar auf den momentanen Energieverbrauch des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs aus, wenn eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit gegeben ist. Die Umgebungstemperartur und die Luftfeuchtigkeit wirken sich ebenfalls auf den Energieverbrauch eines Verbrennungsmotors eines Antriebssystems aus. Die genannten Auswirkungen sind von der Fahrgeschwindigkeit oder der Antriebsleistung abhängig.
Vorzugsweise ist der genannte wenigstens eine Fahrzustandsparameter ein Fahrzustandsparameter ohne Berücksichtigung einer Ortung anderer Fahrzeuge. Mit anderen Worten, der wenigstens eine Fahrzustandsparameter umfaßt keine sich auf andere Fahrzeuge beziehende Fahrzeugdaten.
Ein fahrzeuginterner, den Energieverbrauch des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs beeinflussender Fahrzustandsparameter kann beispielsweise die Öltemperatur eines Verbrennungsmotors des Antriebssystems sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Fahrgeschwindigkeitsregelsystems mit einem erfindungsgemäßen Fahrgeschwindigkeitsregler; und
2 ein Höhenprofil und ein Geschwindigkeitsprofil eines Fahrtverlaufs in Abhängigkeit der Zeit.
Das in 1 gezeigte System umfaßt eine Ortungseinrichtung 10 zur Ortung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und zur Messung des Abstands zu diesem in der Form eines Radarsensors, und eine Steuereinrichtung 12 mit einer ACC-Regeleinheit 14. Diese führt die Funktionen bekannter ACC-Systeme aus und greift je nach Verkehrssituation in das Antriebssystem 16 oder das Bremssystem 18 des Fahrzeugs ein, um die Beschleunigung des Fahrzeugs so einzustellen, daß in einem Betriebszustand Freifahrt, wenn vom Ortungsgerät 10 kein in der eigenen Spur vorausfahrendes Fahrzeug geortet wird, die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs auf eine vom Fahrer gewählte Wunschgeschwindigkeit v_set geregelt wird. Wenn die Ortungseinrichtung 10 mindestens ein vorausfahrendes Fahrzeug in der eigenen Spur feststellt, so wird durch die Regeleinheit 14 das unmittelbar vorausfahrende Fahrzeug als Zielobjekt für die Abstandsregelung in einem Betriebszustand Folgefahrt ausgewählt, und die Beschleunigung des Fahrzeugs wird so eingestellt, daß dieses Zielobjekt in einem angemessenen Sollabstand verfolgt wird. Dieser Sollabstand ist beispielsweise durch die sogenannte Zeitlücke definiert, d. h. den zeitlichem Abstand, in dem das Zielobjekt und das eigene Fahrzeug denselben Punkt auf der Fahrbahn passieren. Auf diese Weise wird eine automatische Anpassung des Sollabstands an die jeweilige Fahrgeschwindigkeit erreicht. Die Zeitlücke ist beispielsweise vom Fahrer innerhalb gewisser Grenzen wählbar.
Die Steuereinrichtung 12 mit der ACC-Regeleinheit 14 wird in bekannter Weise durch ein elektronisches Datenverarbeitungssystem gebildet und umfaßt erfindungsgemäß zusätzlich eine Steuereinheit 20, die hier als gesonderter Block dargestellt ist, in der Praxis jedoch durch ein geeignetes Softwaremodul in der ACC-Regeleinheit 14 gebildet werden kann. Die Steuereinheit 20 empfängt Fahrbahnsteigungsinformation beispielsweise von einer Sensoreinrichtung 22 zum Erfassen wenigstens einer von einer Fahrbahnsteigung am Ort des Fahrzeugs abhängigen Meßgröße. Beispielsweise umfaßt die Sensoreinrichtung 22 einen Beschleunigungssensor zur Erfassung einer Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs, insbesondere einen Längsbeschleunigungssensor zur Erfassung einer Längsbeschleunigung des eigenen Fahrzeugs, oder einen Beschleunigungssensor zur Erfassung einer Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs in Hochrichtung, auch als Z-Sensor bezeichnet. Die Sensoreinrichtung 22 kann beispielsweise die vom Beschleunigungssensor erfaßte Meßgröße in die Steigung der Fahrbahn am Ort des Fahrzeugs umwandeln und als Fahrbahnsteigungsinformation ausgeben. Dazu kann die Sensoreinrichtung 22 beispielsweise auf Fahrzeugdaten zugreifen, wie z. B. Verlaufsdaten der momentanen Fahrgeschwindigkeit. Bei der Fahrbahnsteigungsinformation kann es sich alternativ beispielsweise um den auf eine Bergauf- oder Bergabfahrt zurückzuführenden Anteil der Längsbeschleunigung handeln. Der Längsbeschleunigungssensor kann beispielsweise Teil eines ESP-Systems sein (Electronic Stability Program; elektronisches Stabilitätsprogramm). Somit kann der vorhandene Längsbeschleunigungssensor mitbenutzt werden.
Alternativ kann die Steuereinheit 20 dazu eingerichtet sein, Fahrbahnsteigungsinformation anhand fahrdynamischer Größen zu berechnen, beispielsweise gemäß einem Modell des Fahrverhaltens.
Die Steuereinheit 20 ist dazu ausgebildet, abhängig von einem aktuellen Wert der Fahrbahnsteigung eine temporäre Abweichung Δv von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit v_set zu bestimmen, wie weiter unten detailliert erläutert wird. Wenn eine solche temporäre Abweichung Δv bestimmt wird, berücksichtigt die ACC-Regeleinheit 14 diese, indem sie die eingestellte Wunschgeschwindigkeit v_set durch eine temporäre Wunschgeschwindigkeit v_t überlagert: v_t = v_set + Δv.
Das heißt, im Betriebszustand Freifahrt wird die Fahrgeschwindigkeit auf die temporäre Wunschgeschwindigkeit v_t eingeregelt, und im Betriebszustand Folgefahrt bildet die temporäre Wunschgeschwindigkeit v_t eine temporäre Obergrenze für die Fahrgeschwindigkeit.
Im Falle einer negativen temporären Abweichung (Δv < 0) erfolgt jedoch zur Anpassung der Geschwindigkeit an die temporäre Wunschgeschwindigkeit kein Bremseingriff in das Bremssystem 18. Vielmehr wird gegebenenfalls die Fahrgeschwindigkeit durch Begrenzung der Antriebsleistung des Antriebssystems 16 verringert, indem beispielsweise die Antriebsleistung nicht oder zumindest weniger erhöht wird, als für die Einhaltung der ursprünglich eingestellten Wunschgeschwindigkeit erforderlich wäre.
Wie im folgenden im Detail erläutert wird, ist die Steuereinrichtung 12 dazu ausgebildet, abhängig von einem aktuellen Wert der Fahrbahnsteigung eine zeitlich gestreckt zunehmende temporäre Abweichung Δv von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit v_set zuzulassen und zu bewirken. Dies wird im folgenden anhand von 2 beispielhaft erläutert.
2 zeigt im oberen Teil ein Höhenprofil eines schematischen Fahrtverlaufs. Dargestellt ist die Höhe h über der Zeit t. Im unteren Teil zeigt 2 den zeitlichen Verlauf der Wunschgeschwindigkeit v entsprechend der eingestellten Wunschgeschwindigkeit v_set mit temporärer Überlagerung durch die temporäre Wunschgeschwindigkeit v_t. Im gezeigten Beispiel ist v_set = 100 km/h.
In der Phase 1 (t < t1) verläuft die Fahrbahn horizontal ohne Steigung oder Gefälle. Es ist kein Δv bestimmt (beziehungsweise Δv = 0). Die ACC-Regeleinheit 14 regelt die Fahrgeschwindigkeit auf die eingestellte Wunschgeschwindigkeit v_set ein.
In einer Phase 2 (t1 < t < t3) fährt das Fahrzeug bergauf. Die Steigung beträgt beispielsweise 6%. In dieser Phase läßt die Steuereinrichtung 12 eine zeitlich gestreckt zunehmende temporäre Abweichung Δv von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit v_set zu. Dementsprechend wird beim Bergauffahren die Antriebsleistung des Antriebssystems nicht oder – im Vergleich zum konventionellen Festhalten an v_set – nur in geringerem Maße erhöht, so daß durch diese Begrenzung der Antriebsleistung die Wirkung der Fahrbahnsteigung auf den Energieverbrauch gemindert werden kann. Dabei ist beispielsweise eine zeitliche Änderung der temporären Abweichung Δv abhängig von dem aktuellen Wert der Fahrbahnsteigung. Insbesondere ist beispielsweise die Geschwindigkeit der Zunahme der zugelassenen temporären Abweichung Δv abhängig von dem aktuellen Wert der Fahrbahnsteigung. Beispielsweise kann die temporäre Abweichung Δv ausgehend von 0 schrittweise oder annähernd kontinuierlich verringert werden mit einer Geschwindigkeit, die beispielsweise einem eingestellten Anteil der bei Bergauffahrt an der Steigung wirksamen Hangabtriebsbeschleunigung entspricht. Dieser Anteil kann beispielsweise voreingestellt oder durch Auswahl eines Betriebsmodus der Steuereinrichtung 12 vom Fahrer wählbar sein.

Dabei ist die Steuereinheit 20 dazu ausgebildet, die temporäre Abweichung Δv lediglich innerhalb eines begrenzten Variationsbereiches zuzulassen. 2 zeigt beispielhaft eine untere Grenze Δv_min und eine obere Grenze Δv_max. Im Zeitpunkt t2 (t1 < t2 < t3) ist die untere Grenze Δv_min erreicht, und die temporäre Abweichung Δv wird auf diesem Wert gehalten. Die obere Grenze Δv_max beträgt beispielsweise unabhängig vom aktuellen Wert der Fahrbahnsteigung stets 10 km/h. Die untere Grenze Δv_min ist beispielsweise von dem aktuellen Wert der Fahrbahnsteigung abhängig und kann beispielsweise gemäß der folgenden Tabelle 1 gewählt werden.

Steigung	–Δv_min relativ zu v_set	Beispiel der Wunschgeschwindigkeit bei v_set = 100 km/h
0,0%	0,0%	100 km/h
1,0%	0,0%	100 km/h
2,0%	2,0%	98 km/h
3,0%	4,0%	96 km/h
4,0%	6,0%	94 km/h
5,0%	8,0%	92 km/h
6,0%	10,0%	90 km/h
7,0%	12,0%	88 km/h
10,0%	15,0%	85 km/h
15,0%	15,0%	85 km/h

(Tabelle 1)

Beispielsweise ist bei der Steigung von 6% die untere Grenze Δv_min = –(10% von 100 km/h), so daß im Zeitraum t2 < t < t3 gilt: v_t = v_set + Δv_min = 100 km/h – 10 km/h = 90 km/h. Die Geschwindigkeit der Zunahme der temporären Abweichung Δv ist vorzugsweise an üblicherweise zu erwartende Steigungslängen angepaßt und stellt einen Kompromiß zwischen einer angemessenen Fahrleistung und der durch die Geschwindigkeitsabsenkung zu erzielenden Energieeinsparung dar. Im Idealfall rücken die Zeitpunkte t2 und t3 zusammen, so daß die untere Grenze Δv_min an der Kuppe der Steigung erreicht wird.
Wenn die Steuereinheit 20 durch Vorgabe der temporären Abweichung mit Δv in die Regelung der Fahrgeschwindigkeit eingreift, wird dies dem Fahrer Beispielsweise über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 24 angezeigt. Diese umfaßt zu diesem Zweck beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung mit z. B. einem entsprechenden Symbol oder in Form eines entsprechenden Kranzes oder Balkens bei einer (quasi-)analogen Geschwindigkeitsanzeige im Kombiinstrument. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 24 kann beispielsweise außerdem eine Taste oder einen Schalter umfassen, mit dem die Funktion der Steuereinheit 20 ein- oder abgeschaltet wird. Beispielsweise kann dies durch Wahl eines Dynamikmodus für den Fahrgeschwindigkeitsregler erfolgen. So kann in einem ECO-Modus die Steuereinheit 20 aktiv sein.
Nach dem Ende der Steigung wird die Abweichung beendet, und es wird erneut die eingestellte Wunschgeschwindigkeit für die Regelung der Fahrgeschwindigkeit verwendet.
Im beschriebenen Beispiel ist optional die obere Grenze Δv_max mit einem Wert größer als 0 vorgesehen, um bei einer Bergabfahrt optional eine positive Abweichung Δv von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit v_set zuzulassen, also eine die eingestellte Wunschgeschwindigkeit übersteigende Geschwindigkeit. Dies wird im folgenden anhand von Phase 3 (t3 < t < t5) und Phase 4 (t5 < t < t6) in 2 erläutert.
Zunächst erfolgt bei einer Bergabfahrt mit hinreichend großem Gefälle eine Beschleunigung des Fahrzeugs bis zur eingestellten Wunschgeschwindigkeit v_set. Im Falle Δv_max > 0 erfolgt bei einem weiteren Fahrbahngefälle ein Aufbau überschüssiger Geschwindigkeit durch die Hangabtriebskraft, d. h. ohne Aufwendung zusätzlicher Antriebsenergie des Antriebssystems. Sofern bei Erreichen der oberen Grenze Δv_max zum Zeitpunkt t4, wie in 2, noch ein Fahrbahngefälle vorhanden ist, erfolgt erst dann ein Bremseingriff in das Bremssystem 18 zum Einregeln der Fahrgeschwindigkeit v_t = v_set + Δv_max von beispielsweise 110 km/h.
Zum Zeitpunkt t5 endet das Gefälle. In der Phase 4 erfolgt ein Aufzehren der aufgebauten Überschußgeschwindigkeit. Aufgrunddessen kann erneut eine Energieeinsparung erfolgen.
In der Phase 5 (t > t6) ist die Überschußgeschwindigkeit aufgezehrt, und die ACC-Regeleinheit 14 regelt die Fahrgeschwindigkeit wieder wie in Phase 1 auf die eingestellte Wunschgeschwindigkeit v_set ein.
Während die Änderung der temporären Abweichung Δv in den beschriebenen Beispielen nur von dem jeweils aktuellen Wert der Fahrbahnsteigung abhängt, kann in der Praxis beispielsweise durch ein auf eine gleichmäßigere Fahrweise abgestimmtes Regelverhalten der ACC-Regeleinheit 14 eine asymptotische oder ”weichere” Annäherung an die Grenzen Δv_min und Δv_max erfolgen.
Ferner kann zusätzlich zu den von der aktuellen Fahrbahnsteigung abhängigen Werten der Grenze Δv_min eine absolute Untergrenze für die untere Grenze Δv_min festgelegt werden.
Ferner kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle 24 dazu eingerichtet sein, eine Einstellung von Werten der Grenzen Δv_min und/oder Δv_max und/oder der absoluten Untergrenze für die untere Grenze Δv_min durch den Fahrer zu ermöglichen, beispielsweise mittels eines Einstellelementes. Beispielsweise können mittels eines Rändelrades die Werte der genannten Grenzen zwischen den im Beispiel genannten Werten und Null skalierbar sein. Dadurch kann eine abgestufte Anpassung der zulässigen Geschwindigkeitsabweichung an ein gewünschtes Fahrverhalten erfolgen, beispielsweise zur besseren Anpassung an den Verkehrsfluss.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch bei einem Antriebssystem mit beispielsweise einem Elektromotor oder einem Hybrid-Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor und mit einem Elektromotor zur Energieeinsparung beitragen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Antriebssystem des Kraftfahrzeugs ein Hybrid-Antriebssystem und umfaßt ein erstes Teil-Antriebssystem 16 in Form eines Verbrennungsmotors und ein zweites Teil-Antriebssystem 26, welches wenigstens einen Elektromotor umfaßt und in 1 gestrichelt dargestellt ist. Ein Steuersystem des Hybrid-Antriebssystems umfasst die Steuereinrichtung 12 und eine Einrichtung zum Einstellen von Antriebsleistungen oder Antriebsmomenten der jeweiligen Teil-Antriebssysteme 16, 26. Diese Einrichtung, beispielsweise in Form eines Hybridkoordinators 27, ist beispielsweise Teil der Steuereinrichtung 12 und übernimmt beispielsweise die Funktion eines herkömmlichen Hybridkoordinators. Der Hybridkoordinator 27 kann beispielsweise in die ACC-Regeleinrichtung integriert sein oder alternativ beispielsweise in einem separaten Steuergerät des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
Die Steuereinrichtung 12 ist beispielsweise weiter dazu ausgebildet, abhängig von dem aktuellen Wert des wenigstens einen den Energieverbrauch des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs beeinflussenden Fahrzustandsparameters, beispielsweise der Fahrbahnsteigung, die Antriebsleistungen der jeweiligen Teil-Antriebssysteme 16, 26 einzustellen. Dies kann beispielsweise durch Einstellen der jeweiligen Antriebsleistungen abhängig von der temporären Abweichung Δv erfolgen, die ihrerseits von dem Fahrzustandsparameter abhängig ist. Die Steuereinrichtung steuert den Hybridkoordinator 27 entsprechend an. Der wenigstens eine Fahrzustandsparamter und/oder die temporären Abweichung Δv können beispielsweise Eingangsgrößen des Hybridkoordinators 27 sein. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung 12, insbesondere der Hybridkoordinator 27, dazu eingerichtet, abhängig von dem aktuellen Wert des wenigstens einen den Energieverbrauch des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs beeinflussenden Fahrzustandsparameters den relativen Anteil der elektromotorischen Antriebsleistung des Antriebssystems temporär zu erhöhen.
Beispielsweise kann bei der Bergauffahrt in Phase 2 der 2 aufgrund des geringeren Energiebedarfs durch die verringerte temporäre Wunschgeschwindigkeit der vom verbrennungsmotorischen ersten Teil-Antriebssystem 16 angeforderte relative Anteil der Antriebsleistung verringert und der vom elektromotorischen zweiten Teil-Antriebssystem 26 angeforderte relative Anteil der Antriebsleistung erhöht werden gegenüber den Anteilen, die vom Hybridkoordinator 27 zur Aufrechterhaltung von v_set eingestellt würden. Optional kann die Erhöhung der vom ersten Teil-Antriebssystem 16 angeforderten Antriebsleistung begrenzt werden, beispielsweise auf den aktuellen Wert, und die vom elektromotorischen zweiten Teil-Antriebssystem 26 angeforderte Antriebsleistung kann entsprechend erhöht werden, um die temporäre Abweichung Δv zu bewirken. Gegebenenfalls kann sogar die gesamte Antriebsleistung vom zweiten Teil-Antriebssystem 26 aufgebracht werden. In diesem Ausführungsbeispiel kann somit eine über die momentane Energieeinsparung hinaus gehende, den Energieverbrauch insgesamt weiter senkende Kraftstoffeinsparung erfolgen.
Wenn bei einer Bergabfahrt wie in Phase 3 der 2 eine positive temporäre Abweichung Δv zugelassen wird, kann optional ein Energiespeichersystem 28 des Hybrid-Systems während der zugelassenen positiven Abweichung geladen werden. Zu diesem Zweck ist die Steuereinrichtung 12 dazu ausgebildet, das elektrische Teil-Antriebssystem 26 dazu anzusteuern, Bewegungsenergie in das Energiespeichersystem 28 einzuspeisen, d. h. zu rekuperieren.
Optional kann die Steuereinheit 12 dazu ausgebildet sein, die temporäre Abweichung von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit abhängig von dem aktuellen Wert des besagten Fahrzustandsparameters und abhängig von einem Ladezustand des Energiespeichersystems 28 zuzulassen, beispielsweise dann, wenn der Ladezustand einen festgelegten Schwellwert unterschreitet. In 1 ist gestrichelt dargestellt, daß die Steuereinheit 20 den Ladezustand des Energiespeichersystems 28 erkennt. Dadurch kann, beispielsweise im Betriebszustand elektrisches Fahren, bei einem höheren Ladezustand des Energiespeichersystems die Bergauffahrt ohne oder mit einer geringeren negativen Abweichung Δv von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit erfolgen, also ohne oder mit nur geringem Geschwindigkeitsverlust, da hier wahrscheinlich ist, daß durch zukünftiges regeneratives Bremsen ohnehin bald der volle Ladezustand des Energiespeichersystems 28 erreicht sein wird. Lediglich wenn der Ladezustand unterhalb des gegebenen Schwellwertes ist, findet die Energieeinsparung in der oben beschriebenen Weise in vollem Umfang statt.
Anstelle von oder zusätzlich zu dem aktuellen Wert der Fahrbahnsteigung kann die Steuereinheit 20 auch einen oder mehrere der im folgenden genannten Fahrumgebungsparameter bei der Bestimmung der temporären Abweichung Δv berücksichtigen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 20 eine Schnittstelle zu einem Navigationssystem 30 aufweisen, über die Information über ein Höhenprofil der Fahrbahn in der Umgebung des Fahrzeugs erfaßt werden kann. Diese kann, optional zusammen mit Fahrbahnsteigungsinformationen der Sensoreinrichtung 22, zur Bestimmung der zulässigen temporären Abweichung Δv verwendet werden. So kann beispielsweise die zeitliche Änderung der temporären Abweichung von dem zu erwartenden Verlauf des Höhenprofils abhängig sein. Beispielsweise kann die zeitlich gestreckte Zunahme der temporären Abweichung Δv an die zu erwartende Länge des Fahrbahnanstiegs angepaßt werden. Somit kann die Fahrbahnsteigung in der Umgebung des Fahrzeugs berücksichtigt werden.
Wenn, beispielsweise über die Schnittstelle zu dem Navigationssystem 30, Informationen über Geschwindigkeitsbeschränkungen erfaßt werden, kann optional die obere Grenze Δv_max unter Berücksichtigung einer geltenden Geschwindigkeitsbeschränkung bestimmt werden. Beispielsweise kann auf einem nicht geschwindigkeitsbegrenzten Streckenabschnitt eine größere obere Grenze Δv_max vorgesehen sein. Zwar handelt es sich bei einer Geschwindigkeitsbegrenzung selbst nicht um einen physikalischen Fahrumgebungsparameter, dennoch findet auch in diesem Fall die Bestimmung der zuzulassenden temporären Abweichung Δv in Abhängigkeit von dem physikalischen Fahrumgebungsparameter, z. B. der Steigung oder dem Höhenprofil, statt.
Optional kann in Abhängigkeit von Information über das Höhenprofil der Fahrbahn bereits vor Erreichen einer Fahrbahnsteigung überschüssige Geschwindigkeit oberhalb der eingestellten Wunschgeschwindigkeit aufgebaut werden. So kann beispielsweise durch eine gleichmäßigere Verteilung der Antriebsleistung insgesamt der Energieverbrauch gesenkt werden.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Steuereinheit 20 eine von einem Thermometer 32 erfaßte Umgebungstemperatur und/oder eine von einer Feuchtigkeitsmeßeinrichtung 34 erfaßte Luftfeuchtigkeit bei der Bestimmung der temporären Abweichung Δv berücksichtigen. Bei den Sensoren 32, 34 kann es sich beispielsweise um Sensoren einer Klimaanlage des Fahrzeugs handeln, die mitbenutzt werden können. So kann beispielsweise bei Umgebungsbedingungen, die aufgrund einer anderen Gemischaufbereitung eines Verbrennungsmotors zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs führen können, temporär eine Abweichung von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit zugelassen werden. Beispielsweise kann durch eine sich zeitlich gestreckte verändernde temporäre Abweichung, insbesondere eine zeitlich gestreckt abnehmende Abweichung, die Fahrbeschleunigung begrenzt werden.
In einem weiteren Beispiel kann ein Thermometer 36 zum Erfassen der Öltemperatur oder der Motortemperatur eines Verbrennungsmotors des Antriebssystems vorgesehen sein, und die Steuereinheit 20 kann dazu ausgebildet sein, den aktuellen Wert der Öltemperatur oder Motortemperatur bei Bestimmung der temporären Abweichung der eingestellten Wunschgeschwindigkeit zu berücksichtigen. So kann beispielsweise bei kaltem Motor temporär eine negative Abweichung Δv von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit, insbesondere eine zeitlich gestreckt abnehmende temporäre Abweichung, zur Begrenzung der Fahrbeschleunigung bestimmt werden, um eine bei kaltem Motor besonders verbrauchsintensive hohe Antriebsleistung zu begrenzen.
Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein, mehrere der genannten Fahrzustandsparameter für die Bestimmung der temporären Abweichung zu berücksichtigen. So können beispielsweise für jeweilige zu berücksichtigende Fahrzustandsparameter jeweilige einzelne Werte der negativen Abweichung Δv von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit bestimmt werden, und es kann beispielsweise ein gewichteter Mittelwert dieser einzelnen Werte als zuzulassende temporäre Abweichung Δv bestimmt werden. Alternativ kann beispielsweise der kleinste (negativste) der einzelnen Werte als zuzulassende temporäre Abweichung Δv bestimmt werden.
Während in den beschriebenen Beispielen das Fahrgeschwindigkeitsregelsystem eine ACC-Regeleinheit aufweist, kann stattdessen alternativ eine Fahrgeschwindigkeitsregeleinheit vorgesehen sein, deren Regelverhalten beispielsweise dem Betriebsmodus ”Freifahrt” der beschriebenen ACC-Regeleinheit, also einem Tempomaten, entspricht. Die Ortungseinrichtung 10 ist dann nicht erforderlich.

Claims

Fahrgeschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug, mit einer Steuereinrichtung (12), die dazu ausgebildet ist, abhängig von einem aktuellen Wert wenigstens eines den Energieverbrauch des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs beeinflussenden Fahrzustandsparameters eine temporäre Abweichung von einer eingestellten Wunschgeschwindigkeit zuzulassen.
Fahrgeschwindigkeitsregler nach Anspruch 1, bei dem die Steuereinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, abhängig von einem aktuellen Wert wenigstens eines den Energieverbrauch des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs beeinflussenden Fahrzustandsparameters eine zeitlich gestreckt zunehmende temporäre Abweichung von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit zuzulassen.
Fahrgeschwindigkeitsregler nach Anspruch 2, bei dem eine zeitliche Änderung der genannten temporären Abweichung abhängig ist von dem aktuellen Wert des wenigstens einen Fahrzustandsparameters.
Fahrgeschwindigkeitsregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, die genannte temporäre Abweichung innerhalb eines begrenzten Variationsbereiches zuzulassen.
Fahrgeschwindigkeitsregler nach Anspruch 4, bei dem wenigstens eine Grenze des Variationsbereichs abhängig ist von dem aktuellen Wert des wenigstens einen Fahrzustandsparameters.
Fahrgeschwindigkeitsregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, der eingestellten Wunschgeschwindigkeit eine temporäre Wunschgeschwindigkeit zu überlagern, welche die temporäre Abweichung von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit aufweist.
Fahrgeschwindigkeitsregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Ortungseinrichtung (10) zur Ortung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und zur Messung des Abstands zu diesem, wobei die Steuereinrichtung (12) eine Steuereinrichtung ist, die dazu ausgebildet ist, ein von der Ortungseinrichtung (10) geortetes Objekt als Zielobjekt auszuwählen und durch Eingriff in das Antriebssystem (16) und/oder Bremssystem (18) des eigenen Fahrzeugs dessen Beschleunigung zu steuern, um den Abstand zum Zielobjekt auf einen Sollabstand zu regeln, und die weiter dazu ausgebildet ist, die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs auf die Wunschgeschwindigkeit zu regeln, wenn kein Zielobjekt vorhanden ist.
Fahrgeschwindigkeitsregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, eine einer negativen zugelassenen temporären Abweichung entsprechende temporäre Abweichung der Fahrgeschwindigkeit von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit durch Begrenzen der Antriebsleistung des Antriebssystems (16) des eigenen Fahrzeugs zu steuern.
Fahrgeschwindigkeitsregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der genannte wenigstens eine Fahrzustandsparameter wenigstens einen Fahrumgebungsparameter umfasst.
Fahrgeschwindigkeitsregler nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der wenigstens eine Fahrzustandsparameter eine Fahrbahnsteigung umfasst.
Steuersystem für ein Hybrid-Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einem verbrennungsmotorischen Teil-Antriebssystem (16) und einem elektromotorischen Teil-Antriebssystem (26), mit einem Fahrgeschwindigkeitsregler nach einem der vorstehenden Ansprüche und mit einer Einrichtung (27) zum Einstellen von Antriebsleistungen oder Antriebsmomenten der jeweiligen Teil-Antriebssysteme (16; 26), wobei die besagte Einrichtung (27) dazu eingerichtet ist, die Antriebsleistungen bzw. Antriebsmomente der jeweiligen Teil-Antriebssysteme (16; 26) abhängig von dem aktuellen Wert des wenigstens einen den Energieverbrauch des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs beeinflussenden Fahrzustandsparameters und/oder der darauf basierenden temporären Abweichung von der eingestellten Wunschgeschwindigkeit einzustellen.