DE102010062756B4 - Kraftfahrzeug mit einer Auswerteeinheit zur Erkennung eines Bremswunsches des Fahrers - Google Patents

Kraftfahrzeug mit einer Auswerteeinheit zur Erkennung eines Bremswunsches des Fahrers Download PDF

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Abstract

Kraftfahrzeug mit einer Auswerteeinheit (1), durch die ein Bremswunsch (BW) des Fahrers bereits vor einer Bremspedalbetätigung erkennbar ist, und mit einer Steuereinheit (2), durch die abhängig vom Bremswunsch (BW) des Fahrers ein Befehl zur Aktivierung eines Segelbetriebs (SE) oder Schubbetriebs (SU) ausgebbar ist, wobei durch die Ausgestaltung der Steuereinheit (2) bei einer ersten Bedingung (A, A') bezüglich des Bremswunsches (BW) des Fahrers ein Befehl zur Aktivierung des Schubbetriebs (SU) ausgegeben wird und bei einer zweiten Bedingung (B, B') bezüglich des Bremswunsches (BW) des Fahrers ein Befehl zur Aktivierung des Segelbetriebes (SE) ausgegeben wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Auswerteeinheit zur Erkennung eines Bremswunsches des Fahrers.
  • Beispielsweise aus der DE 10 2007 031 556 A1 ist ein Geschwindigkeitsregler bekannt, der bereits eine Auswerteeinheiten zur Erkennung eines Bremswunsches des Fahrers in Form einer Fußraumüberwachungssensorik aufweist. Anhand der Signale der Fußraumüberwachungssensorik sind insbesondere zukünftige Bremspedal- und/oder Gaspedalbetätigungen und/oder die Bremsbereitschaft des Fahrers bzw. deren Wahrscheinlichkeit ermittelbar.
  • Weiterhin wird auf die DE 199 20 065 A1 , die DE 10 2008 029 453 A1 , die DE 10 2008 002 171 A1 und die DE 197 35 687 A1 hingewiesen.
  • Weiterhin sind Verfahren im Zusammenhang mit elektronisch gesteuerten Antriebsystemen, insbesondere Brennkraftmaschinen und/oder Automatikgetrieben, bekannt, die zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs einen sogenannten Schubbetrieb und/oder einen sogenannten Segelbetrieb aktivieren können. Unter dem Begriff Schubbetrieb wird insbesondere das Ausschalten oder Reduzieren der Zündung und/oder Einspritzung einer Brennkraftmaschine verstanden, wobei der Kraftschluss (z.B. eine Kupplung) zwischen Brennkraftmaschine (oder einem anderen Antriebsmotor) und dem Getriebe bzw. dem gesamten Abtriebsstrang im Sinne einer Motorbremse beibehalten wird. Schubbetrieb wird üblicherweise veranlasst, wenn der Fahrer das Fahrpedal (Gaspedal) loslässt. Unter Segelbetrieb wird die Unterbrechung des vorgenannten Kraftschlusses verstanden, wodurch Reibungsverluste reduziert werden. Segelbetrieb wird beispielsweise durch Öffnen der Kupplung zwischen Antriebsmotor und Getriebe (beispielsweise bei automatisierten Handschaltem oder Kupplungen) oder durch das automatische Wechseln eines Automatikgetriebes von Programm „D“ in „N“ (Neutralstellung) aktiviert. Für die Aktivierung der Betriebsarten Schubbetrieb und Segelbetrieb sind insbesondere das elektronische Motor- und/oder Getriebesteuergerät zuständig, die hierzu entsprechende Befehle von anderen Einheiten erhalten können. Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, dass die Betriebsarten Schubbetrieb und Segelbetrieb bereits bekannt sind.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine reaktionsschnelle und auf den Fahrerwunsch angepasste Betriebsweise von elektronisch gesteuerten Antriebssystemen zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist demnach eine Auswerteeinheit zur Erkennung eines Bremswunsches des Fahrers und eine Steuereinheit zur wahlweisen Aktivierung eines Schubbetriebes oder Segelbetriebes des Antriebsmotors in Abhängigkeit von definierten vom Bremswunsch bzw. von der erkannten Bremsbereitschaft abhängigen Bedingungen auf.
  • Grundlage der Erfindung ist, dass mittels einer geeigneten Auswerteeinheit (z. B. Fußraumüberwachungssensorik, Lenkwinkelsensorik oder Kopfpositionserfassungssensorik) ein (mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit zu erwartender) Bremswunsch des Fahrers, beispielsweis eine Bremsbereitschaft des Fahrers bzw. eine (zukünftige) Betätigung des Bremspedals, bereits vor der tatsächlichen Bremspedalbetätigung erkannt werden kann.
  • Eine Aktivierung von Schubbetrieb oder Segelbetrieb bzw. eine Umschaltung zwischen Schubbetrieb und Segelbetrieb (je nach Ausgangs-Betriebsart) wird erfindungsgemäß also vom Vorliegen bzw. von der Dauer des Vorliegens eines Bremswunsches bzw. einer Bremsbereitschaft vorgenommen. Der Begriff „Bremswunsch“ wird hier im weiteren Sinne auch als Wunsch zur (Wieder-) Herstellung eines Kraftschlusses verstanden.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt einen vereinfachten Aufbau eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit den wichtigsten Komponenten.
  • Die Figur zeigt eine Auswerteeinheit 1, durch die ein Bremswunsch BW des Fahrers bereits vor bzw. ohne einer Bremspedalbetätigung erkennbar ist. Die Auswerteeinheit 1 ist mit einer Steuereinheit 2 verbunden, durch die grundsätzlich abhängig vom Bremswunsch BW des Fahrers ein Befehl zur Aktivierung eines Segelbetriebs SE oder Schubbetriebs SU ausgebbar ist.
  • Die tatsächliche Aktivierung des Segelbetriebs SE und des Schubbetriebs SU kann von weiteren Bedingungen C und D abhängen. Die erfindungsgemäße Aktivierung oder Umschaltung der beiden Betriebsarten kann von verschiedenen Ausgangs-Betriebsarten vorgenommen werden. Beispielsweise kann durch ein vorhergegangenes Lösen des Fahrpedals als eine der Bedingungen C oder D bereits eine der beiden Betriebsarten aktiviert sein, bevor die Bremswunschabhängigkeit ins Spiel kommt.
  • Die Auswerteeinheit 1 und die Steuereinheit 2 können als entsprechende neue Software-Programmmodule in ohnehin im Kraftfahrzeug vorhandenen elektronischen Steuergeräten (z. B. Motorsteuergerät oder Getriebesteuergerät) integriert sein. Über direkte elektrische Verbindungen zur erforderlichen Sensorik (F, L, K...) oder über Datenbusverbindungen erhalten die Auswerteeinheit 1 und/oder die Steuereinheit 2 die erforderlichen Signale bzw. Daten der Sensorik, die im Detail im Folgenden beschrieben wird:
    • Die Auswerteeinheit 1 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Erkennung des Bremswunsches BW vorzugsweise eine Fußraumüberwachungssensorik F, eine Kopfpositionssensorik K und eine Lenkwinkelsensorik L auf. Erfindungsgemäß würde jedoch auch nur eine dieser Sensorik-Arten - wie vorzugsweise die Fußraumüberwachungssensorik F, ausreichen, durch die die Bereitschaft des Fahrers zur Bremspedalbetätigung und/oder Kupplungspedalbetätigung und/oder Fahrpedalbetätigung erfassbar ist.
  • Durch die Kopfpositionssensorik K ist beispielsweise durch eine Kamera die Blickrichtung des Fahrers erfassbar. Bei Erkennen vorgegebener Blickrichtungen des Fahrers, also Positionen oder Bewegungsabläufen, ist ein Bremswunsch BW des Fahrers erkennbar.
  • Durch die Lenkwinkelsensorik L sind die Lenkbewegungen des Fahrers erfassbar. Bei Erkennen vorgegebener Lenkbewegungen des Fahrers kann ebenfalls ein Bremswunsch BW des Fahrers erkannt werden.
  • Bei Vorliegen einer ersten Bedingung A oder A', durch die auf einen eher erhöhten Bremswunsches BW des Fahrers geschlossen werden kann, wird von der Steuereinheit 2 ein Befehl zur Aktivierung des Schubbetriebs SU ausgegeben.
  • Bei Vorliegen einer zweiten Bedingung B oder B', durch die auf einen eher niedrigen oder keinen Bremswunsches BW des Fahrers geschlossen werden kann, wird von der Steuereinheit 2 ein Befehl zur Aktivierung des Segelbetriebs SE ausgegeben.
  • In einer ersten Alternative sind eine erste Bedingung A das Vorliegen eines Bremswunsches als solcher, also BW=1, und eine zweite Bedingung B das Nicht-Vorliegen eines Bremswunsches als solcher, also BW=0.
  • In einer zweiten Alternative sind eine erste Bedingung A' das Vorliegen eines Bremswunsches (BW=1 ) für ein Zeitspanne größer einer vorgegebenen Schwelle, also BW>Δt, und eine zweite Bedingung B' das Vorliegen eines Bremswunsches (BW=1) für ein Zeitspanne kleiner (oder gleich) einer vorgegebenen Schwelle, also BW ≤ Δt.
  • Im Folgenden wird lediglich ergänzend noch detaillierter auf eine mögliche genauere Ausgestaltung der Fußraumüberwachungssensorik F eingegangen. Um den Fußraum im Hinblick auf Fußbewegungen oder Pedalbewegungen optimal überwachen zu können, sollte die Fußraumüberwachungssensorik F vorzugsweise derart aufgebaut sein, dass aus den von ihr ausgesendeten Signalen die Position und/oder die Fuß-Bewegungsrichtung und/oder die Fuß-Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Fuß-Bewegungsbeschleunigung des Fahrerfußes ermittelt werden können. Aus den genannten Parametern kann auf einfache Weise eine zukünftige Bremspedalbetätigung ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Fußraumüberwachungseinheit die Pedalposition und/oder die Pedalbewegungsrichtung und/oder Pedal-Bewegungsgeschwindigkeit und/oder die Pedal-Bewegungsbeschleunigung des Gaspedals und/oder des Bremspedals und ggf. eines Kupplungspedal erfassen und zur Auswertung an die Überwachungseinheit weitergeleitet werden.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Fußraumüberwachungssensorik F einen kapazitiven Sensor und/oder einen Infrarotsensor und/oder einen Ultraschallsensor und/oder einen Induktionssensor und oder eine bildwiedergebende Sensoreinheit (z.B. Kamera), wobei ein Infrarotsensor in Form einer bloßen Lichtschranke aus Kostengründen bevorzugt werden kann.
  • Abschließend werden einige Fallbeispiele erläutert:
  • Beispiel 1:
  • Das Vorliegen eines Bremswunsches B=1 - hier Motorbremswunsches durch Kraftschluss und gegebenenfalls Rückschaltung - wird durch die Kombination der Erkennung über Kopfpositionssensorik K und über Lenkwinkelsensorik L analysiert Wenn ein Fahrer den Seiten- oder Rückspiegel beobachtet (Erkennung über K) und gleichzeitig das Kraftfahrzeug durch eine Lenkbewegung in Richtung einer benachbarten Spur steuert (Erkennung über L), wird ein Befehl zur Aktivierung des Schubbetriebs SU bzw. zur Umschaltung zum Schubbetrieb SU ausgegeben, bevor der Fahrer beispielsweise Kick Down für eine Rückschaltung im Zusammenhang mit einem Überholmanöver auslöst. Unter dem Begriff Bremswunsch BW wird erfindungsgemäß also im weiteren Sinne auch der Wunsch zur (Wieder-) Herstellung eines Kraftschlusses, insbesondere vorbereitend für eine Rückschaltung, verstanden.
  • Beispiel 2:
  • Ausgehend von einem Segelbetrieb SE als Ausgangs-Betriebsart, beispielsweise durch das Loslassen des Fahrpedals, wird etwas später ein Bremswunsch BW über die Fußraumüberwachungssensorik F dadurch erkannt, dass sich der Fahrerfuß vom Fahrpedal kommend dem Bremspedal schnell nähert und gleichzeitig nach einer bestimmten Zeit nur noch einen geringen Anstand zum Bremspedal aufweist. In diesem Fall wird bereits vor dem tatsächlichen Berühren des Bremspedals bereits auf Schubbetrieb SU umgeschaltet. Hierdurch wird reaktionsschnell Kraftstoff gespart.
  • Beispiel 3:
  • Ausgehend von einem Schubbetrieb SU als Ausgangs-Betriebsart, kann der Fahrer bewusst eine kurze Bremsbereitschafts-Fußstellung einnehmen, um gemäß der oben genannten zweiten Alternative durch einen Bremswunsch BW kleiner einer vorgegebenen Zeitspanne Δt, Bedingung B', eine Umschalten auf den Segelbetrieb SE zu bewirken. In diesem Beispiel entscheidet die (hier kurze) Dauer die (Um-) Schaltung zwischen Schubbetrieb SU und Segelbetrieb SE.

Claims (5)

  1. Kraftfahrzeug mit einer Auswerteeinheit (1), durch die ein Bremswunsch (BW) des Fahrers bereits vor einer Bremspedalbetätigung erkennbar ist, und mit einer Steuereinheit (2), durch die abhängig vom Bremswunsch (BW) des Fahrers ein Befehl zur Aktivierung eines Segelbetriebs (SE) oder Schubbetriebs (SU) ausgebbar ist, wobei durch die Ausgestaltung der Steuereinheit (2) bei einer ersten Bedingung (A, A') bezüglich des Bremswunsches (BW) des Fahrers ein Befehl zur Aktivierung des Schubbetriebs (SU) ausgegeben wird und bei einer zweiten Bedingung (B, B') bezüglich des Bremswunsches (BW) des Fahrers ein Befehl zur Aktivierung des Segelbetriebes (SE) ausgegeben wird.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (1) derart ausgestaltet ist, dass die erste Bedingung (A) das Vorliegen des Bremswunsches (BW=1) ist.
  3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (1) derart ausgestaltet ist, dass die erste Bedingung (A') das Vorliegen des Bremswunsches (BW=1) für eine Zeitspanne größer einer vorgegebenen Schwelle (BW>Δt) ist.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (1) derart ausgestaltet ist, dass die zweite Bedingung (B) das Nicht-Vorliegen des Bremswunsches (BW=0) ist.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (1) derart ausgestaltet ist, dass die zweite Bedingung (B') das Vorliegen des Bremswunsches (BW=1) für ein Zeitspanne kleiner (oder gleich) einer vorgegebenen Schwelle (BW≤Δt) ist.
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