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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regeln von Antriebsmomenten für ein Kraftfahrzeug.
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Technischer Hintergrund
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Die
EP 0 315 198 A2 beschreibt eine Regeleinrichtung zur Regelung des Antriebsmomentes einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Bei der dort beschriebenen Regeleinrichtung zur Regelung des Antriebsmomentes einer Brennkraftmaschine mit Katalysator und Sauerstoffsonde wird in einem ersten Regelschritt in Abhängigkeit von der Größe des erfassten Radschlupfes stufen- und/oder zeitweise die Kraftstoffzufuhr und/oder die Zündspannung für einzelne Zylindereinheiten abgeschaltet.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Fahrerassistenzsystem zur Regelung der Antriebsmomente eines Kraftfahrzeuges zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln von Antriebsmomenten für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Eingabeeinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Aktivierungsschwelle einzustellen; eine Erfassungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu erfassen und eine Regelungseinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, anhand der eingestellten Aktivierungsschwelle und anhand der erfassten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ein erstes Antriebsmoment einer ersten Antriebseinrichtung und ein zweites Antriebsmoment einer zweiten Antriebseinrichtung zu regeln.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Regeln von Antriebsmomenten vorgesehen.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln von Antriebsmomenten für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Einstellen einer Aktivierungsschwelle mittels einer Eingabeeinrichtung; Erfassen einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs mittels einer Erfassungseinrichtung; und Regeln eines ersten Antriebsmomentes einer ersten Antriebseinrichtung und eines zweiten Antriebsmomentes einer zweiten Antriebseinrichtung anhand der Aktivierungsschwelle und anhand der erfassten Geschwindigkeit mittels einer Regelungseinrichtung.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, dass ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs Einfluss auf die Antriebsmomentenverteilung des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs ausüben kann.
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Dies ermöglicht vorteilhaft, dass der Fahrer eine Personalisierung des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeuges vornehmen kann. Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung dadurch auch vorteilhaft, dass das Energiemanagement eines hybridelektrischen oder rein elektrischen Kraftfahrzeugs mittels der Personalisierung beeinflusst werden kann.
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Vorteilhaft ermöglicht die vorliegende Erfindung eine Vielzahl von Einstellungsmöglichkeiten des Antriebsstrangs mit entsprechend energetisch adaptierten und an Betriebsbedingungen angepassten Eigenschaften des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs. Dabei können vorteilhafterweise unterschiedliche Betriebsstrategien oder Betriebsmodi anhand von unterschiedlichen Geschwindigkeitsbereichen vorgesehen sein, wobei für einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich ein Betriebsmodus vorgesehen ist, etwa ein Zuschalten eines Sekundärmotors.
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Über eine definierte Benutzerschnittstelle, die direkt über Dreh- oder Tastschalter oder über eine digitale Mensch-Maschinen-Schnittstelle wie beispielsweise ein Touchpad definiert werden können, kann eine Einstellung der Aktivierungsschwelle erfolgen.
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Durch die Aktivierungsschwelle kann vorteilhaft definiert werden, bei welcher Geschwindigkeit, optional bei welchem Drehmoment, bei einer hybridischen Antriebsweise ein zweiter Motor, im Weiteren auch Sekundärmotor genannt, im Fahrzeug zugeschaltet werden soll. Dabei kann beispielsweise das Fahrzeug auch vorteilhaft zwei direkt auf die Antriebsachse unabhängig voneinander durchgreifende Motoren haben.
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Dabei kann vorteilhaft für den Fall, dass das Kraftfahrzeug eine Geschwindigkeit unterhalb der Aktivierungsschwelle aufweist, lediglich der Primärmotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs verwendet werden.
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Wird beispielsweise die eingestellte Aktivierungsschwelle überschritten, so kann beispielsweise der Sekundärmotor hinzugeschaltet werden. Wird andererseits die eingestellte Aktivierungsschwelle wieder unterschritten, so kann der Sekundärmotor auch wieder abgestellt werden.
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Ferner kann bei der vorliegenden Erfindung eine Hysterese bezüglich der Regelung, etwa des Hinzuschaltens des Sekundärmotors und des Abschaltens verwendet werden, um zu verhindern, dass ein Toggle-Status auftritt.
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Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung vorteilhaft, eine manuell definierbare Verteilung des Drehmoments von Hinterachse zur Vorderachse bereitzustellen, wenn sich die beiden Antriebsmotoren auf beide oder mehrere Antriebsachsen verteilen.
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Diese Einstellungsmöglichkeiten verteilen das Antriebsmoment wie gewünscht prozentual auf beide Achsen, so dass jeweils im Basismodus 100 % der Antriebsleistung auf beide Achsen gemäß einer Vorgabe, etwa 80:20 oder 50:50, verteilt werden.
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Ferner können die Antriebsmomente auch so verteilt werden, dass eine Aufteilung der Antriebsmomentenleistungen einstellbar ist, welche in Addition weniger als 100 % ergibt, und der Rest der Antriebsmomentenleistungen frei geregelt werden kann, d.h. keine vorgegebene Aufteilung erfährt.
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Hierbei ist auch wiederum eine Verteilung auf die jeweiligen Motoren, d.h. auf Primärmotor und auf Sekundärmotor, vorgesehen und einstellbar, d.h. zu erbringende Antriebsleistungen der Motoren werden eingestellt. Vorteilhaft können ferner jeweilig eingestellte Antriebsleistungen der jeweiligen Motoren abhängig von Umgebungsinformationen, wie zum Beispiel eine aktuell mit dem Kraftfahrzeug zu bewältigende Steigung oder ein Gefälle, aktuell vorherrschende Geschwindigkeitsbegrenzungen.
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So kann eingestellt werden, dass bei einer erhöhten Steigung ab einem bestimmten Prozentsatz in Kombination mit einer bestimmten Geschwindigkeitsbegrenzung die Antriebsleistung für dieses Teilstück erhöht wird. Dies ermöglicht vorteilhaft eine effektive Fahrweise.
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Bei Fahrzeugen mit einem Sekundärmotor, welcher eingeschränkt auf den Antrieb des Kraftfahrzeugs einwirken kann, wird eine Einstellungsmöglichkeit durch die definierte Benutzerschnittstelle geschaffen, welche bis bzw. ab einer definierten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs den Hauptantrieb des Primärmotors durch ein Zuschalten des Sekundärmotors unterstützen kann.
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So kann auch die Stärke bzw. die Verteilung der Antriebsmomente der jeweiligen Motoren eingestellt werden.
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Ferner kann vorteilhaft eine Einstellung erfolgen, ab welcher Gaspedalstellung ein als Sekundärmotor verwendeter Elektromotor zugeschaltet werden soll.
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Das Einstellen der Aktivierungsschwelle kann adaptiert werden basierend auf Umgebungsinformationen über die vorausliegende und voraussichtlich zurückzulegende Fahrstrecke des Kraftfahrzeuges.
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Diese Informationen oder Umgebungsinformationen können aus verschiedenen Datenquellen stammen wie zum Beispiel Navigationsdaten eines Navigationssystems und enthalten detaillierte Informationen über die vorausliegende Strecke bis zum Ende der Fahrt des Kraftfahrzeugs.
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Somit kann vorteilhaft eine energetisch sinnvolle Vorkonditionierung des Energiespeichers durch Systemanpassungen des Kraftfahrzeuges erfolgen, die es ermöglichen, den jeweiligen Geschwindigkeits- oder Leistungsbereich des Kraftfahrzeugs vollständig abzurufen.
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Diese Einstellungsmöglichkeit des Kraftfahrzeuges können auch vordefiniert in verschiedenen applizierten Betriebsmoden abgerufen werden.
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Ferner kann die Vorrichtung die Regelung darauf basierend vornehmen, ob das Fahrzeug sich in einem Stadtbereich mit einer begrenzten Geschwindigkeit befindet, oder ob es sich außerhalb oder innerhalb einer geschlossenen Ortschaft aufhält.
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Diese Signale und Informationen können über ein Navigationsgerät, eine Cloud oder einer sonstigen Online-Kommunikation übertragen werden oder über Sensoriken am Kraftfahrzeug erfasst werden.
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Beispielsweise können hierfür Kamerasensoren, welche die jeweiligen Beschilderungen erfassen und daraus entsprechende Geschwindigkeitsschwellen festlegen.
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Jeweilige Einstellungen können über eine Schnittstelle eingestellt und abgespeichert werden. Eine Personalisierung kann über verschiedene Erkennungsmerkmale, wie zum Beispiel einen personalisierten Schlüssel, eine Fahrergewichtserkennung oder eine Handyortung und/oder Handyerkennung oder über eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle erfolgen.
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Die jeweiligen Voreinstellungen können in einem weiteren Verfahrensschritt als unterschiedliche oder verschiedene Betriebsmodi abgespeichert werden, so dass der Fahrer während der Fahrt durch die verschiedenen Betriebsmodi mit den jeweils unterschiedlichen und hinterlegten Bedingungen auswählen kann, ohne dass der Fahrer von dem Führen des Kraftfahrzeugs abgelenkt wird.
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Ferner können einem einzelnen Nutzer vorteilhaft unterschiedliche Nutzerprofile zugegliedert werden.
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Dies ermöglicht vorteilhaft, ein selbstregelndes System bereitzustellen. Und ermöglicht vorteilhaft eine Personalisierung des Antriebsstranges je nach Bedürfnissen und Wünschen des Fahrers und eine gezielte Deaktivierung von Antriebseinheiten je nach Fahrzeugumgebung bereitzustellen.
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Ferner wird die Aktivierungsschwelle verwendet, um Betriebsmoden, aus denen der Fahrer auswählen kann, auszuwählen. Liegt die Geschwindigkeit unter der Aktivierungsschwelle, kann der Fahrer aus einer erste Gruppe von Betriebsmoden auswählen und diese einstellen. Liegt die Geschwindigkeit über der Aktivierungsschwelle, kann der Fahrer aus einer zweiten Gruppe von Betriebsmoden auswählen und diese einstellen. Die erste und die zweite Gruppe von Betriebsmoden unterscheiden sich, d.h. mindestens ein Betriebsmodus wird nur von der ersten Gruppe umfasst oder wird nur von der anderen Gruppe umfasst. Die und erste und die zweite Gruppe können eine Schnittmenge aufweisen, in der mindestens ein Betriebsmodus liegt. Als Betriebsmodus kann eingestellt werden: rein elektrischer Antrieb, rein verbrennungsmotorischer Antrieb, Segeln (d.h. antriebsloses Fahren), Coasting (Fahren mit stark beschränkter Antriebsleistung, bspw. mit einer Leistung < 10%, 5% oder 2 % der Fahrzeug-Nennantriebsleistung), etwa um die Geschwindigkeit bzw. dessen Verlauf in einem vorgegebenen Korridor zu halten), Rekuperieren, elektrisch unterstützter Allradantrieb, bei dem der Verbrennungsmotor die Räder einer Achse antreibt und die elektrische Maschine die Räder einer anderen Achse des Fahrzeugs antreibt) oder elektrischer Boost, bei dem die Leistung der elektrischen Maschine in einem Bereich liegt, in dem die Leistung aufgrund der Auslegung von elektrischer Maschine, Steuerung und/oder Batterie nicht dauerhaft abgegeben werden kann.
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Der Fahrer kann gezielt in einer Tempo-30-Zone, einen Bereich des öffentlichen Straßenverkehrs, innerhalb dessen sich alle Fahrzeuge höchstens mit einer Geschwindigkeit von 30 km/h fortbewegen dürfen, oder auch in einer Tempo-50-Zone einen bestimmten und eventuell eine im Vergleich zum Primärmotor geringere Geräuschemission aufweisenden Sekundärmotor im Fahrzeug verwenden, um spezifisch auf die Wünsche von anderen Verkehrsteilnehmern Rücksicht zu nehmen.
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Ferner kann die Vorrichtung dazu ausgelegt sein, einen bestimmten Energiebedarf für eine elektrische Fahrt vorzuhalten, wobei die elektrische Fahrt eine im Vergleich zur Fahrt mittels des Primärmotors geringere Geräuschemission aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Eingabeeinrichtung als ein Tastschalter ausgebildet ist.
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Dies ermöglicht eine einfache Mensch-Maschinen-Kommunikation. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingabeeinrichtung als ein Drehschalter ausgebildet ist.
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Dies ermöglicht vorteilhaft eine einfache und sichere Mensch-Maschinen-Kommunikation.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Eingabeeinrichtung als ein Tastfeld in Form einer berührungsempfindlichen Fläche ausgebildet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Regelungseinrichtung dazu ausgebildet ist, falls die erfasste Geschwindigkeit über der Aktivierungsschwelle liegt, das erste Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung und das zweite Antriebsmoment der zweiten Antriebseinrichtung in einer parallel hybridischen Antriebsweise zu regeln.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Regelungseinrichtung dazu ausgebildet ist, anhand der erfassten Geschwindigkeit und anhand der Aktivierungsschwelle das erste Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung und das zweite Antriebsmoment der zweiten Antriebseinrichtung auf eine erste Antriebsachse und eine zweite Antriebsachse zu verteilen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung dazu ausgebildet ist, Umgebungsinformationen des Kraftfahrzeuges zu erfassen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Regelungseinrichtung dazu ausgebildet ist, anhand der erfassten Geschwindigkeit und anhand der eingestellten Aktivierungsschwelle und anhand der erfassten Umgebungsinformationen das erste Antriebsmoment der ersten Antriebseinrichtung und das zweite Antriebsmoment der zweiten Antriebseinrichtung auf eine erste Antriebsachse und eine zweite Antriebsachse zu verteilen.
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Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
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Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der Erfindung.
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Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Regeln von Antriebsmomenten für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Regeln von Antriebsmomenten für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
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3 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Regeln von Antriebsmomenten gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Regeln von Antriebsmomenten für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Eine Vorrichtung 1 zum Regeln von Antriebsmomenten für ein Kraftfahrzeug 100 umfasst beispielsweise eine Eingabeeinrichtung 10, eine Erfassungseinrichtung 20, und eine Regelungseinrichtung 30.
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Der Begriff Kraftfahrzeug 100 umfasst jegliche durch einen Motor angetriebene nicht an Schienen gebundene Fahrzeuge oder in anderen Worten ausgedrückt nicht dauerhaft spurgeführte Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden.
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Die Eingabeeinrichtung 10 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, eine Aktivierungsschwelle einzustellen, etwa kann ein Tastschalter oder ein Drehschalter oder ein Tastfeld in Form einer berührungsempfindlichen Fläche als die Eingabeeinrichtung 10 verwendet werden.
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Die Erfassungseinrichtung 20 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu erfassen.
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Die Regelungseinrichtung 30 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, anhand der eingestellten Aktivierungsschwelle und anhand der erfassten Geschwindigkeit ein erstes Antriebsmoment einer ersten Antriebseinrichtung 110 und ein zweites Antriebsmoment einer zweiten Antriebseinrichtung 120 zu regeln.
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Die Regelungseinrichtung 30 kann unter der Verwendung eines digitalen Signalprozessors realisiert werden.
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Ferner kann die Regelungseinrichtung 30 auch in Form eines „Field Programmable Gate Array“ (FPGA) realisiert werden, das heißt beispielsweise in Form eines integrierten Schaltkreises der Digitaltechnik, in den eine logische Schaltung programmiert werden kann.
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Ferner kann die Regelungseinrichtung 30 auch in der Form einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (englisch für Application-Specific Integrated Circuit, ASIC,) realisiert werden oder als eine sonstige elektronische Schaltung, die als integrierter Schaltkreis realisiert werden kann.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagrammes eines Verfahrens zum Regeln von Antriebsmomenten für ein Kraftfahrzeug.
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Das Verfahren zum Regeln von Antriebsmomenten für ein Kraftfahrzeug umfasst folgende Schritte.
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Als ein erster Schritt des Verfahrens erfolgt beispielsweise ein Einstellen S1 einer Aktivierungsschwelle mittels einer Eingabeeinrichtung 10.
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Als ein zweiter Schritt des Verfahrens erfolgt beispielsweise ein Erfassen S2 einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs mittels einer Erfassungseinrichtung 20.
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Als ein dritter Schritt des Verfahrens erfolgt beispielsweise ein Regeln S3 eines ersten Antriebsmomentes einer ersten Antriebseinrichtung 110 und eines zweiten Antriebsmomentes einer zweiten Antriebseinrichtung 120 anhand der Aktivierungsschwelle und anhand der erfassten Geschwindigkeit mittels einer Regelungseinrichtung 30.
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Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Eine Vorrichtung 1 ist in ein Kraftfahrzeug 100 integriert. Beispielsweise umfasst das Kraftfahrzeug 100 eine erste Antriebseinrichtung 110, auch als Primärmotor bezeichnet, und eine zweite Antriebseinrichtung 120, auch als Sekundärmotor bezeichnet, sowie eine erste Antriebsachse 130, auch als Hinterachse bezeichnet, und eine zweite Antriebsachse 140, auch als Vorderachse bezeichnet.
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Dabei kann die Zuordnung von Primärmotor und Sekundärmotor zu Vorderachse bzw. zur Hinterachse des Kraftfahrzeuges 100 auch umkehrt vorgesehen sein, d.h. abweichend von der Zuordnung wie in 3 dargestellt.
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Ebenso können die Antriebsmomente von sowohl dem Primärmotor als auch von dem Sekundärmotor stufenlos auf die Vorderachse bzw. auf die Hinterachse aufgeteilt werden und diese Aufteilung der Antriebsmomente von der Regelungseinrichtung 30 übernommen werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt.
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Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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