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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Auswählen von Fahrmodi.
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Es gibt Kraftfahrzeuge mit einem sogenannten Fahrerlebnisschalter, mit dem manuell unterschiedliche Fahrmodi auswählbar sind. Typische Fahrmodi sind Komfort, Sport und wirtschaftliches Fahren. In den einzelnen Fahrmodi werden vor allem unterschiedliche Motor- und Getriebeeinstellungen vorgenommen. Darüber hinaus können das Dämpfungsverhalten und die Härte eines Fahrwerkes oder weitere Komponenten des Kraftfahrzeugs angepasst werden.
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Aus der
DE 43 40 289 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zum Steuern von Betriebsuntersystemen eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei ein Aufhängungssystem, eine Motorsteuerung, eine Fahrzeugservolenkung, eine Kraftübertragungssteuereinrichtung und eine Sitzsteuereinrichtung angesteuert werden können. Mit der Kraftübertragungssteuereinrichtung werden beispielsweise die Schaltpunkte für das Getriebe verändert. Mit dieser Anordnung kann eine Sport-, Reise- oder Luxusfahrweise oder eine Geländefahrweise oder eine andere Fahrweise ausgewählt werden.
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In der
DE 11 2010 003 590 T5 ist eine Dynamik-Benutzerschnittstelle für ein Fahrzeug beschrieben, mit dem unterschiedliche Sub-Systeme, wie zum Beispiel Motor, Getriebe, Ventile im Abgassystem, Radaufhängung, einstellbares aerodynamisches Bauteil, System zur Stabilitätsregelung, System zur Antriebschlupfregelung, Lenk-Feedback-System, Bremssystem individuell einstellbar sind.
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Aus der
EP 2 233 388 A2 ist ein Verfahren zum Auswählen eines Fahrmodus bekannt, das insbesondere für Motorräder vorgesehen ist. Hierzu ist eine spezielle Anordnung von Betätigungselementen vorgesehen, mit welchen zwischen einzelnen Fahrmodi umgeschaltet werden kann.
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Aus der
DE 10 2007 023 569 A1 geht eine Antriebskraftsteuerung für Fahrzeuge hervor, bei welchen durch einen Modus-Wählschalter ein Betriebsmodus ausgewählt werden kann. Eine Recheneinheit einer Motor-Steuervorrichtung gibt den Anforderungsmodus an eine Drosselklappensteuerungs-Recheneinheit sowie eine Getriebesteuerungs-Recheneinheit als Steuermodus für die Drosselklappen-Öffnungssteuerung und die Transmissionssteuerung weiter. Eine Steuermodusentscheidungs-Recheneinheit erfasst die Motortemperatur und erzwingt während des Warmlaufens des Motors einen hierfür angemessenen Betriebsmodus.
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Aus der
DE 10 2011 078 270 A1 geht ein Verfahren hervor, das vor allem für Hybridfahrzeuge vorgesehen ist. Bei diesem Verfahren werden Indikatorwerte für Betriebsstrategien erfasst und zu geografischen Daten zugeordnet abgespeichert. Mittels der Betriebsstrategien wird die Art der Bereitstellung der benötigten Energie vorgegeben und/oder der Verbrauch an maximal zustehender Energieanteil zugewiesen. Die Betriebsstrategien werden anhand des Ortes des Hybridfahrzeuges und der sich hierdurch ergebenden Indikatorwerte ausgewählt.
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In der
DE 10 2009 007 950 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bereitstellung von Informationen über Fahrsituationen beschrieben, wobei die Informationen über Fahrsituationen entlang einer Fahrstrecke mit einer Sensoreinrichtung erfasst werden und zusammen mit der jeweiligen Position des Fahrzeuges entlang der Fahrstrecke abgespeichert werden. Bei erneutem Abfahren der Fahrstrecke werden die jeweiligen Informationen über die Fahrstrecke aus einem Fahrprotokoll ausgelesen. Diese Informationen können einem Fahrzeug mit Hybridantrieb zur Verfügung gestellt werden, um Antriebs- und Bremsleistung in entsprechend geeignetem Maße bereitzustellen. Die Fahrsituationen werden hierbei lediglich bezüglich ihrer Wirkung auf das Fahrzeug erfasst und gespeichert. Es findet keine Analyse von Karteninformationen statt. Dieses Verfahren ermöglicht die Bereitstellung von Vorausschauinformationen über bereits abgefahrene Fahrstrecken.
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Aus der
EP 1 355 209 A1 geht ein Fahrzeugsteuersystem hervor, bei dem automatisch ein bestimmter Fahrmodus ausgewählt wird. Hierbei werden Informationen, wie das Fahrzeug gefahren wird, ausgewertet. Als Fahrmodi stehen ein Normalmodus, ein Sportmodus und ein Zugmodus, bei dem ein Anhänger gezogen wird, zur Verfügung.
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Aus der
WO 2007/107363 A1 geht ein Verfahren zum Steuern zumindest eines Fahrzeug-Subsystems hervor, wobei bei der Steuerung des Fahrzeug-Subsystems der Fahrstil des Fahrers berücksichtigt wird. Der Fahrstil des Fahrers wird anhand der erfolgten Längs- und Querbeschleunigung bestimmt.
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Aus der
DE 10 2011 010 714 A1 geht ein Kraftfahrzeug hervor, bei dem zumindest zwischen einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus umgeschaltet werden kann. Mittels einer Steuereinheit wird der Fahrstil des Fahrers bewertet und je nach dem Ergebnis der Bewertung der erste oder der zweite Betriebsmodus aktiviert.
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In der
DE 10 2010 023 077 A1 ist ein Fahrzeug beschrieben, bei dem automatisch die Ergonomie des jeweiligen Fahrzeugsitzes verändert wird. Insbesondere wird die Position von Seitenwangen einer veränderten Fahrweise des Fahrzeuges angepasst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Auswählen eines Fahrmodus zu schaffen, die eine möglichst optimale und angenehme Einstellung des Fahrmodus für den Fahrer bewirken.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum automatischen Auswählen eines Fahrmodus die folgenden Schritte:
- – Ermitteln eines bestimmten Fahrers oder eines bestimmten Fahrertyps,
- – Laden eines Fahrerprofils für den bestimmten Fahrer oder den bestimmten Fahrertyp, wobei das Fahrerprofil zur Beeinflussung des Fahrmodus ausgebildet ist,
- – Auswählen eines Fahrmodus unter Berücksichtigung des Fahrerprofils und von Fahrinformationen.
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Unterschiedliche Fahr- bzw. unterschiedliche Fahrtypen bevorzugen bestimmte Fahrmodi. Durch Ermitteln des Fahrers bzw. des Fahrertyps und Laden des entsprechenden Fahrerprofils erfolgt die Auswahl des Fahrmodus nach Maßgabe des Fahrerprofils, wodurch der Fahrmodus auf den jeweiligen Fahrer bzw. Fahrertyp optimal abgestimmt ist.
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Das Ermitteln eines bestimmten Fahrers oder eines bestimmten Fahrertyps kann einerseits durch ein automatisches Erkennen des bestimmten Fahrers oder des bestimmten Fahrertyps oder durch ein manuelles Auswählen eines Fahrertyps bzw. eines Fahrerprofils erfolgen.
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Der Fahrer kann beispielsweise durch Lesen einer elektronischen Identifikationseinrichtung automatisch erkannt werden. Diese elektronische Identifikationseinrichtung ist vor allem ein mit einem elektronisch lesbaren Code versehener Fahrzeugschlüssel. Es kann auch das Fahrerverhalten erfasst werden und das erfasste Fahrerverhalten kann dann automatisch einem bestimmten Fahrer oder einem bestimmten Fahrertyp zugeordnet werden. Das Fahrerverhalten kann anhand einer oder mehrerer der folgenden Fahrparameter, wie Gaspedalstellung, Gaspedalstellungsänderung, eingeschlagener Lenkwinkel, Lenkwinkeländerung, mittlerer Geschwindigkeit, mittlerer Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug oder aus Kombinationen dieser Parameter und insbesondere bestimmter Verläufe bzw. Abfolgen der Werte dieser Parameter bestimmt werden. Gaspedalstellungsänderungen und Lenkwinkeländerungen sind die entsprechenden zeitlichen Änderungen der Gaspedalstellung bzw. des Lenkwinkels. Verläufe und Abfolgen von Parameter umfassen beispielsweise ein in kurzer Abfolge in entgegengesetzten Richtungen eingeschlagenes Lenkrad, wodurch das Fahrzeug in Schlangenlinien fährt. Ein derartiges Verhalten tritt bei Fahrern vor allem dann auf, wenn sie überholen wollen und immer wieder ausscheren, um den entgegengesetzten Verkehr sehen zu können, und dann wieder einscheren. In ähnlichen Situationen wird auch die Gaspedalstellung oftmals wiederholt ein Stück eingedrückt und dann wieder freigegeben. Aus diesen Fahrerverhaltensinformationen kann auf den Fahrer bzw. den Fahrertyp geschlossen werden und ihm ein entsprechendes Fahrprofil zugeordnet werden.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Fahrerprofil selbstständig gelernt werden. Die einzelnen Fahrmodi sind vorzugsweise fest definiert und nicht vom Fahrer veränderbar. In einem jedem Fahrmodus ist eine Vielzahl unterschiedlicher Steuerparameter eingestellt und aufeinander abgestimmt. Beim Verändern einzelner Steuerparameter besteht die Gefahr, dass ein Fahrmodus mit undefiniertem bzw. nachteiligem Fahrverhalten entstehen kann. Mit der Erfindung wird somit nicht der Fahrmodus selbst angepasst, sondern die automatische Auswahl des Fahrmodus. Dies kann beispielsweise mit einem selbstlernenden System, wie zum Beispiel einem neuronalen Netzwerk, ausgeführt werden, an dem an der Eingangsseite Fahrinformationen, insbesondere Fahrerverhaltensinformationen und/oder Fahrdynamikinformationen, anliegen und an der Ausgangsseite der jeweilige Fahrmodus ausgegeben wird. Jede manuelle Auswahl eines Fahrmodus wird von dem Selbstlernsystem mit den Fahrerinformationen verknüpft, so dass bei einer wiederholten Verknüpfung eines bestimmten Fahrmodus mit bestimmten Fahrinformationen in Zukunft automatisch dieser Fahrmodus beim Vorliegen dieser oder ähnlicher Fahrinformationen eingestellt wird.
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Bei den unterschiedlichen Fahrmodi sind eine oder mehrere der folgenden Parameter, wie Schaltpunkt des Getriebes, Fahrwerksdämpfung, Fahrwerkshärte, Lenkkraftunterstützung, Lenkradübersetzung, Ladedruck eines Turboladers, Zündzeitpunkt unterschiedliche Werte oder Kennlinien zugeordnet. Kennlinien sind Funktionen, die von einem weiteren Parameter, wie zum Beispiel Fahrzeuggeschwindigkeit, Drehzahl oder dergleichen abhängen. Die einzelnen Fahrmodi sind deshalb durch verschiedene Sätze von Parametereinstellungen vordefiniert. Der Begriff „Parametereinstellungen” ist sowohl in der vorliegenden Beschreibung als auch in den Patentansprüchen äußerst breit zu interpretieren. Gemeint sein können ganz allgemein Einstellungen, wie zum Beispiel im Sinne bestimmter Zahlenwerte, Intervalle, Funktionszustände, Funktionen, Funktionscharakteristika, wie zum Beispiel Ansprechkurven, etc.
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Die Fahrinformationen sind Informationen, die den aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeuges beschreiben. Die Fahrinformationen können Fahrerverhaltensinformationen und/oder Fahrdynamikinformationen umfassen. Fahrerverhaltensinformationen beschreiben das Verhalten des Fahrers des Fahrzeuges. Fahrerverhaltensinformationen umfassen beispielsweise die Parameter Gaspedalstellung, Gaspedalstellungsänderung, Lenkwinkeländerung, eingeschlagener Lenkwinkel, Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug sowie Kombinationen oder Verläufe und Abläufe dieser Parameter. Fahrdynamikinformationen beschreiben die Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges. Die Fahrdynamikinformationen umfassen einen oder mehrere Fahrparameter, wie die Fahrgeschwindigkeit, Querbeschleunigung, Längsbeschleunigung, den Straßenverlauf.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum automatischen Auswählen eines Fahrmodus für ein Kraftfahrzeug die Schritte:
- – Bestimmen des Ortes des Kraftfahrzeuges,
- – Auslesen von ortsspezifischen Informationen, und
- – Berücksichtigen der ortsspezifischen Informationen bei der Auswahl eines Fahrmodus.
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In einem Kraftfahrzeug sind heutzutage oftmals ortsspezifische Informationen vorhanden, insbesondere wenn das Kraftfahrzeug ein Navigationssystem aufweist. Anhand dieser ortsspezifischen Informationen kann auf die Straßenverhältnisse geschlossen werden. Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug für unterschiedliche Straßenverhältnisse unterschiedliche Fahrmodi auf, wobei insbesondere zwischen Autobahnfahrten, Überlandfahrten auf Landstraßen, Stadtfahrten und Geländefahrten unterschieden wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform können die ortspezifischen Informationen auch Fahrsituationsinformationen umfassen, die bei früherem Abfahren dieses Ortes erfasst und ortsspezifisch, d. h. mit den entsprechenden Ortskoordinaten verknüpft, aufgezeichnet worden sind. Ein Verfahren zum Erfassen und Speichern derartiger Fahrsituationsinformationen ist aus der
DE 10 2009 007 950 A1 bekannt, auf die hier vollinhaltlich Bezug genommen wird. Diese Fahrsituationsinformationen beschreiben sehr präzise die jeweilige Fahrsituation, wodurch eine entsprechend präzise Auswahl des Fahrmodus getroffen werden kann. Diese Fahrsituationsinformationen können unabhängig von Landkarten- bzw. Topografie-Informationen erstellt und genutzt werden. Es ist jedoch auch möglich, diese vorab gespeicherten Fahrsituationsinformationen in Verbindung mit Karten- und/oder Topografie-Informationen zu verwenden. Die Fahrsituationsinformationen liegen entlang der gesamten Route des Kraftfahrzeuges vor. Ist die Route des Kraftfahrzeuges festgelegt, dann können die Fahrsituationsinformationen auch „vorausschauend” zur Auswahl eines Fahrmodus berücksichtigt werden. Hierdurch kann der Fahrmodus automatisch bereits auf die sich in naher Zukunft ergebende Fahrsituation eingestellt werden.
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Die oben erläuterten, unabhängigen Aspekte können auch in Kombination miteinander angewandt werden.
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Die Fahrinformationen, die bei der Auswahl eines Fahrmodus berücksichtigt werden, umfassen einen oder mehrere Fahrparameter und/oder Fahrparameterkombinationen. Den Fahrparametern und/oder Fahrparameterkombinationen wird jeweils für einen jeden Fahrmodus ein separater Indikatorwert zugeordnet. Fahrparameterkombinationen besitzen oftmals einen hohen Informationsgehalt und können deshalb ein hohes Gewicht besitzen, wie zum Beispiel eine Fahrsituation mit hoher Geschwindigkeit auf einer kleinen, kurvigen Straße. Diese Fahrsituation ergibt bezüglich eines sportlichen Fahrmodus einen sehr hohen bzw. sehr niedrigen Indikatorwert, je nachdem, ob ein hoher Indikatorwert ausdrückt, dass dieser Fahrmodus ausgewählt werden soll oder ausdrückt, dass die Kosten des Fahrmodus hoch sind und er deshalb nicht ausgewählt werden soll.
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Die einzelnen, derart bestimmten Indikatorwerte für die jeweiligen Fahrmodi werden zu Indikatorsummen addiert. Sind die Indikatorwerte Kosten, dann wird der Fahrmodus ausgewählt, der die kleinste Indikatorsumme aufweist. Bedeuten hohe Indikatorwerte, dass der Fahrmodus ausgewählt werden soll, dann wird der Fahrmodus ausgewählt, der die größte Indikatorsumme aufweist.
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Bei diesem Verfahren kann in regelmäßigen Intervallen eine Auswahl des Fahrmodus vorgenommen werden. Nach Auswahl des Fahrmodus kann die Indikatorsumme zurückgesetzt werden. Beim Zurücksetzen der Indikatorsumme können alle Indikatorsummen auf „Null” gesetzt werden oder es können lediglich die Indikatorwerte des vorletzten, drittletzten, viertletzten oder n-letzten Intervalls gelöscht werden. Die Auswahl eines Fahrmodus kann auch vorgenommen werden, wenn eine der Indikatorsummen einen vorbestimmten Schwellwert erreicht, bei dessen Überschreiten der dieser Indikatorsumme zugeordnete Fahrmodus ausgewählt wird. Auch dann werden die Indikatorsummen vorzugsweise zurückgesetzt. Weiterhin kann es Triggersignale geben, die die Auswahl eines Fahrmodus triggern. Wird beispielsweise das Gaspedal bis in die Endstellung durchgetreten und der Kick-Down-Modus aktiviert, oder in einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe der Getriebewahlhebel in den Sportmodus eingelegt, dann wird hierauf unmittelbar ein Sport-Fahrmodus ausgewählt. Die hierbei detektierten Fahrerverhaltensinformationen (Betätigen des Gaspedals bis zur Endstellung; Einstellung des Wählhebels des Automatikgetriebes in Sport-Getriebeübersetzung) erzeugt automatisch ein Triggersignal, mit dem ohne Verzögerung die Auswahl des Fahrmodus vorgenommen wird.
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Die Fahrparameter und/oder Fahrparameterkombinationen können auch zu einem bestimmten Zeitpunkt erfasst werden und allein die zu diesem bestimmten Zeitpunkt erfassten Fahrparameter und/oder Fahrparameterkombinationen werden zur Auswahl eines Fahrmodus berücksichtigt. Auch hierbei können den einzelnen Fahrparametern und/oder Fahrparameterkombinationen Indikatorwerte zugeordnet werden, die wiederum zu entsprechenden Indikatorsummen für die jeweiligen Fahrmodi aufsummiert werden.
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Ein Fahrerprofil kann die Auswahl des Fahrmodus dadurch beeinflussen, dass die Indikatorwerte aufgrund des Fahrerprofils für die jeweiligen Fahrmodi unterschiedlich stark gewichtet werden. Andererseits können auch die Fahrerprofile einzelne bestimmte Fahrparameter unterschiedlich stark gewichten. Sind Schwellwerte vorgesehen, bei deren Überschreiten durch die jeweilige Indikatorsumme ein bestimmter Fahrmodus ausgewählt wird, dann können die Fahrerprofile auch die Schwellwerte der unterschiedlichen Fahrmodi entsprechend unterschiedlich beeinflussen.
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Durch das Vorsehen der Fahrerprofile stehen dem jeweiligen Fahrer grundsätzlich alle Fahrmodi zur Verfügung, es werden jedoch bei bestimmten Fahrerprofilen bestimmte Fahrmodi bevorzugt ausgewählt. Ein Fahrer, der grundsätzlich schnell fährt und wenig Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug hält, wird bevorzugt und früher in einen sportlichen Fahrmodus geschaltet, wohingegen ein Fahrzeug mit einem Fahrer, der versucht, möglichst gleichmäßig und energiesparend zu fahren, bevorzugt in einen wirtschaftlichen Fahrmodus geschaltet wird und nur bei Vorliegen von Fahrinformationen, die eindeutig die Notwendigkeit eines sportlichen Fahrmodus erkennen lassen, das Fahrzeug in diesen sportlichen Fahrmodus schaltet.
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Ähnliches gilt auch für einen Komfort-Fahrmodus, der für Fahrer bevorzugt ausgewählt wird, die bei freier Strecke schnell fahren, jedoch eher gemäßigt in Kurven und in dichtem Verkehr zurückhaltend agieren.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einem Flussdiagramm, und
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel schematisch in einem Blockschaltbild.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatischen Auswählen eines Fahrmodus ist in 1 in einem Flussdiagramm dargestellt. Dieses Verfahren beginnt mit dem Schritt S1.
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Im Schritt S2 wird der Fahrer erkannt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Fahrzeugschlüssel einen elektrisch lesbaren Code aufweist, der beim Einsteigen des Fahrers in das Fahrzeug bzw. beim Einstecken des Fahrzeugschlüssels in eine entsprechende Leseeinrichtung gelesen wird. Der Code des Fahrzeugschlüssels ist einem bestimmten Fahrer zugeordnet. Alternativ kann ein Fahrer auch anhand von biometrischen Messungen erkannt werden. Beispielsweise kann mittels eines Fingerabdrucksensors der Fingerabdruck erfasst werden oder mittels eines Iris-Sensors die Iris des Auges abgetastet werden. Mit den hierdurch erfassten biometrischen Daten kann eindeutig ein Fahrer erkannt werden. Als biometrische Sensoren können jedoch auch bereits im Fahrzeug enthaltene Sensoren verwendet werden, wie zum Beispiel eine im Fahrersitz integrierte Druckmatte, mit welcher das Gewicht des Fahrers gemessen wird. Da viele Fahrzeuge lediglich von wenigen unterschiedlichen Personen gefahren werden, können mit einer solchen Gewichtsmessung die Fahrer unterschieden werden. Vorzugsweise wird die Gewichtsmessung mit weiteren fahrerspezifischen Parametern kombiniert, wie zum Beispiel die Sitzeinstellung, die Spiegeleinstellung, insbesondere der elektrisch einstellbaren Außenspiegel und/oder vorbestimmten Verhaltensweisen. Die Verhaltensweisen können beispielsweise die Art und Weise der Betätigung des Gaspedals, des Bremspedals, der Kupplung (falls vorhanden), des Gangwahlhebels und/oder der im Fahrzeug vorhandenen elektronischen Unterhaltungseinrichtungen umfassen.
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Die Verhaltensweisen können auch das Fahrverhalten des jeweiligen Fahrers beschreibende Verhaltensweise sein. Mit diesen Verhaltensweisen kann ein bestimmter Fahrertyp identifiziert werden, beispielsweise ein Fahrertyp, der gerne schnell fährt, ein Fahrertyp, der wirtschaftlich fährt, ein Fahrertyp, der auf Autobahnen schnell fährt, jedoch auf Landstraßen und Innerorts eher langsam und gemütlich fährt. Mit den Fahrverhaltensweisen kann auch unterschieden werden, ob ein Fahrer dazu neigt, im Kolonnenverkehr zu überholen oder sich in der Kolonne einzuordnen. Es können auch unterschiedliche Fahrverhaltensweisen bei unterschiedlichen Witterungen, insbesondere Sonnenschein, Regen und Schneefall unterschieden werden.
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Ist der Fahrer oder der Fahrertyp des Kraftfahrzeuges erkannt, dann wird ein für den Fahrer bzw. für den Fahrertyp spezifisches Fahrprofil (Schritt S3) geladen. Für bestimmte Fahrertypen sind geeignete Fahrerprofile gespeichert. Für den bestimmten Fahrer kann ein Fahrerprofil vorab erzeugt werden, indem ein Fahrer einen entsprechenden Fragebogen ausfüllt. Dieser Fragebogen ist vorzugsweise ein elektronischer Fragebogen, der an einer Anzeige- und Eingabeeinrichtung am Kraftfahrzeug angezeigt wird.
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Das Fahrerprofil kann jedoch auch in einer Lernphase, wenn ein Fahrer die ersten Male das Fahrzeug fährt, automatisch angelernt werden. Hierbei werden die Fahrverhaltensweisen des entsprechenden Fahrers aufgezeichnet und ein entsprechendes Fahrerprofil abgeleitet.
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Es können auch mehrere Fahrerprofile gespeichert sein, die vom Fahrer ausgewählt werden können. Die Auswahl des Fahrerprofils kann vom Fahrer jederzeit wiederholt und geändert werden. So kann ein Fahrer, wenn er es eilig hat, ein eher sportliches Fahrerprofil, wenn er gemütlich fahren möchte, ein eher komfortables Fahrerprofil, und wenn er Kraftstoff sparen möchte, ein eher ökonomisches Fahrerprofil auswählen. Durch diese Auswahl ist der einzelne Fahrmodus nicht festgelegt, jedoch bei Auswahl eines sportlichen Fahrerprofils ist es wahrscheinlicher, dass ein sportlicher Fahrmodus und bei Auswahl eines komfortablen Fahrerprofils ist es wahrscheinlicher, dass ein Komfortmodus ausgewählt wird. Die durch den Fahrer ausgeführte manuelle Auswahl des Fahrerprofils entspricht dem oben erläuterten automatischen Erkennen eines bestimmten Fahrers oder eines bestimmten Fahrertyps.
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Das Fahrerprofil besteht vorzugsweise aus einer Reihe von Gewichtungsfaktoren, mit welchen entsprechende Fahrmodi bevorzugt oder weniger bevorzugt ausgewählt werden. Mit diesen Gewichtungsfaktoren wird somit die Auswahl der Fahrmodi gewichtet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen nicht die Fahrmodi selbst geändert werden, sondern die Auswahl der Fahrmodi wird automatisiert. Ein einzelner Fahrmodus umfasst viele Parameter, die aufeinander abgestimmt sind. Beim Verändern von lediglich einzelnen Parameten kann dies zu problematischen Fahrsituationen führen. Bei herkömmlichen Fahrzeugen sind in der Regel drei unterschiedliche Fahrmodi für sportliches, wirtschaftliches und komfortables Fahren vorgesehen. Bei einer automatischen Auswahl der Fahrmodi macht es Sinn, mehr Fahrmodi vorzusehen, so dass die Abstufung zwischen den einzelnen Fahrmodi wesentlich feiner ist. Hierdurch kann der Fahrmodus des Kraftfahrzeuges wesentlich individueller an die jeweilige Fahrsituation und den entsprechenden Untergrund bzw. die einzelnen Straßenverhältnisse angepasst werden. Dadurch, dass die Fahrmodi automatisch ausgewählt werden, wird der Fahrer nicht durch die Vielzahl der Fahrmodi bei der Auswahl überfordert.
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Damit die Fahrmodi automatisch ausgewählt werden können, muss die Fahrsituation erfasst werden. Hierzu werden Fahrinformationen ermittelt. Bei den Fahrinformationen werden grundsätzlich zwei Gruppen von Fahrinformationen unterschieden, die Fahrerverhaltensinformationen und die Fahrdynamikinformationen.
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Die Fahrerverhaltensinformationen sind Parameter, die das Fahrerverhalten beschreiben. Typische Parameter, die das Fahrerverhalten beschreiben, sind die Gaspedalstellung, die Gaspedalstellungsänderung, der eingeschlagene Lenkwinkel, eine Lenkwinkeländerung, eine mittlere Geschwindigkeit, ein mittlerer Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug. Es können auch Kombinationen dieser Parameter und insbesondere bestimmte Verläufe bzw. Abfolgen der Werte dieser Parameter bestimmt und erfasst werden.
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Fahrdynamikinformationen beschreiben die Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges. Die Fahrdynamikinformationen umfassen einen oder mehrere Fahrparameter, wie beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit, Querbeschleunigung, Längsbeschleunigung, Einfederung des Fahrwerkes, Spur- und/oder Sturz des Fahrwerkes und/oder den Straßenverlauf.
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Die Fahrsituation kann auch durch ortspezifische Fahrsituationsinformationen beschrieben werden. Ein Verfahren zum Erfassen und Speichern derartiger Fahrsituationsinformationen ist aus der
DE 10 2009 007 950 A1 bekannt. Hierbei werden bei einem früheren Abfahren des jeweiligen Ortes die Fahrsituationen erfasst und abgespeichert. Beim erneuten Abfahren dieses Ortes können die Fahrsituationsinformationen abgerufen werden.
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Aus der ermittelten Fahrsituation werden Indikatorwerte bestimmt (Schritt 5). Den einzelnen Werten der Parameter, die die Fahrsituation beschreiben, kann ein solcher Indikatorwert zugeordnet sein. Es können jedoch auch Gruppen von Parametern zusammengefasst werden und ihnen gemeinsam ein entsprechender Indikatorwert zugeordnet werden. Beispielsweise kann das Fahrverhalten insgesamt durch Zuordnen von Indikatorwerten allen Parametern der Fahrerverhaltensinformationen bewertet werden. Gleiches ist für die Parameter der Fahrdynamikinformationen möglich.
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Die Indikatorwerte drücken aus, ob ein bestimmter Fahrmodus ausgewählt werden soll. Eine Bevorzugung eines bestimmten Fahrmodus kann durch einen entsprechenden hohen Indikatorwert dargestellt werden. Alternativ ist es möglich, dass die Indikatorwerte Kosten darstellen, so dass je größer die Indikatorwerte sind, desto weniger bevorzugt ist der entsprechende Fahrmodus.
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Die Fahrsituation kann alleine durch Werte von Parametern der Fahrerverhaltensinformationen oder von Werten der Parameter der Fahrdynamikinformationen oder durch ortsspezifische Fahrsituationsinformationen bestimmt werden. Es können auch Kombinationen von Parametern dieser unterschiedlichen Gruppen von Parametern berücksichtigt werden.
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Die durch die jeweiligen Parameter oder Kombinationen von Parametern beschriebenen Fahrsituationen werden zumindest in einen Indikatorwert für einen bestimmten Fahrmodus umgesetzt. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, dass ein solcher Parameter oder eine Kombination von Parametern Indikatorwerten mehrerer Fahrmodi zugeordnet sind, wobei diese Indikatorwerte gleiche oder unterschiedliche Werte aufweisen können. Gibt es beispielsweise mehrere Fahrmodi für eine sportliche Fahrweise, dann kann ein schnelles Fahren einen Indikatorwert für einen jeden dieser Fahrmodi erzeugen.
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Die Indikatorwerte, die einem bestimmten Fahrmodus zugeordnet werden, werden jeweils aufsummiert (Schritt S6). Man erhält somit für jeden Fahrmodus eine separate Summe von Indikatorwerten.
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Auf Grundlage dieser Summen der Indikatorwerte wird der Fahrmodus eingestellt (Schritt S7). Stellt die Höhe der Indikatorwerte die Bevorzugung des jeweiligen Fahrmodus dar, dann wird der Fahrmodus eingestellt, dem die größte Summe von Indikatorwerten zugeordnet ist. Sind die Indikatorwerte Kosten, dann wird der Fahrmodus eingestellt, dem die kleinste Summe an Indikatorwerten zugeordnet ist.
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Das Fahrerprofil beeinflusst die Auswahl der Fahrmodi. Diese Beeinflussung erfolgt dadurch, dass das Fahrerprofil, das mehrere Gewichtungsfaktoren umfasst, die Indikatorwerte der unterschiedlichen Fahrmodi unterschiedlich stark gewichtet, sodass sich je nach Gewichtung unterschiedliche Summen der Indikatorwerte für die jeweiligen Fahrmodi ergeben. Alternativ können anstelle einer Gewichtung der Indikatorwerte auch die Schwellenwerte unterschiedlich gewichtet werden, ab welchen eine bestimmte Summe von Indikatorwerten für einen bestimmten Fahrmodus die Auswahl des jeweiligen Fahrmodus bedingt. Die Gewichtungsfaktoren der Fahrerprofile können auch derart ausgebildet sein, dass bestimmte Gruppen von Parametern stärker als andere Gruppen von Parametern gewichtet werden. Es gibt beispielsweise Fahrer, die sehr stark verzögern, aber ansonsten eher ruhig und zurückhaltend fahren. Bei solchen Fahrern wird eine Verzögerung des Fahrzeuges weniger stark zur Umschaltung in den sportlichen Fahrmodus gewichtet, als bei anderen Fahrern, die eher gemächlich verzögern. Bei solchen Fahrern werden Fahrdynamikinformationen, die eine oder mehrere starke Verzögerungen umfassen, stärker bezüglich eines sportlichen Fahrmodus bewertet.
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Die Anwendung der Gewichte des Fahrerprofils auf die Indikatorwerte kann bei Ausführung der Schritte S5 (Bestimmen der Indikatorwerte) und S6 (Addieren der Indikatorwerte) ausgeführt werden.
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Danach werden die Indikatorsummen zurückgesetzt (Schritt 8). Beim Zurücksetzen der Indikatorsummen können alle Indikatorsummen auf „Null” gesetzt werden oder es können lediglich die Indikatorwerte des vorletzten, drittletzten, viertletzten oder n-letzten Intervalls gelöscht werden. Das Zurücksetzen durch Löschen von „älteren” Indikatorwerten hat den Vorteil, dass das gesamte System etwas träger wird und so ein permanentes Wechseln der Fahrmodi vermieden wird. Bei Verwendung einer Vielzahl sehr eng abgestufter Fahrmodi kann es jedoch zweckmäßig sein, entsprechend schnell zu reagieren und das Kraftfahrzeug entsprechend fein einzustellen. Mit dem Zurücksetzen der Indikatorsummen kann auch eine Pause ausgeführt werden. Diese Pause ist optional. Mit dieser Pause wird ein Intervall eingestellt, so dass nach Ablauf dieses Intervalls bzw. der entsprechenden Zeitdauer jedes Mal eine neue Einstellung des Fahrmodus vorgenommen wird.
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Nach dem Schritt S8 wird geprüft, ob der Betrieb fortgesetzt werden soll (Schritt S9). Soll der Betrieb fortgesetzt werden, dann geht der Verfahrensablauf wieder auf den Schritt S4 über. Ansonsten wird das Verfahren mit dem Schritt S10 beendet.
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Ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 2 in einem Blockschaltbild dargestellt. Diese Fahrmodus-Wählvorrichtung 1 umfasst mehrere Sensoren 2 zum Erfassen von Fahrinformationen. Diese Fahrinformationen sind beispielsweise die oben erläuterten Fahrerverhaltensinformationen und/oder Fahrdynamikinformationen. Die Messwerte der Sensoren 2 werden in einer Sensorsteuereinrichtung 3 erfasst und an einen Eingang einer zentralen Steuereinrichtung 4 weitergeleitet. Die zentrale Steuereinrichtung 4 ist als selbstlernendes System, insbesondere als neuronales Netzwerk, ausgebildet. Die zentrale Steuereinrichtung weist eine Ausgangsseite mit Ausgängen 5 für jeweils einen der Fahrmodi (M1–M3) auf. In 2 sind drei Ausgänge für drei Fahrmodi dargestellt. Im Rahmen der Erfindung können es selbstverständlich auch mehr Fahrmodi und dementsprechend mehr Ausgänge sein. Diese Ausgänge 5 sind mit einer manuell betätigbaren Einstelleinrichtung 6 verbunden. Mit dieser manuell betätigbaren Einstelleinrichtung 6 können die Signale der Ausgänge 5 übersteuert werden. Die Ausgänge 5 der zentralen Steuereinrichtung 4 sind mit einer Steuersignalverteileinrichtung 7 verbunden. Die Steuersignalverteileinrichtung 7 verteilt die Steuersignale zu Steuer-Subsystemen 8. Die Steuer-Subsysteme 8 sind beispielsweise eine Motorsteuerung, eine Fahrwerkssteuerung, eine Lenkradunterstützungssteuerung, eine Getriebesteuerung, etc. Die Steuersignalverteileinrichtung 7 kann mittels eines Datenbusses mit den einzelnen Steuer-Subsystemen 8 oder mit separaten Datenleitungen mit diesen verbunden sein.
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Im Betrieb liegen am Eingang des neuronalen Netzwerkes die Fahrinformationen als Eingangsmuster an. Der Fahrer kann mit der manuell betätigbaren Einstelleinrichtung 6 einen bestimmten Fahrmodus auswählen. Der jeweils ausgewählte Fahrmodus wird mittels des neuronalen Netzwerkes mit einem bestimmten Eingangsmuster verknüpft. Erfolgt für einen bestimmten Fahrmodus wiederholt eine ähnliche Verknüpfung, dann wird bei ähnlichen Eingangsmustern automatisch an den Ausgängen 5 ein diesem Fahrmodus entsprechendes Signal angelegt, ohne dass die manuell betätigbare Einstelleinrichtung 6 betätigt werden muss. Hierdurch lernt das System selbsttätig das Fahrerprofil und erzeugt automatisch entsprechend seinen Wünschen eine Einstellung des Fahrmodus.
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Die in 2 gezeigte Vorrichtung kann auch zum Ausführen des in 1 gezeigten Verfahrens dahingehend abgewandelt werden, dass anstelle des neuronalen Netzwerkes in der zentralen Steuereinrichtung 4 ein Programm gespeichert ist, bei dessen Ausführung das in 1 gezeigte Verfahren ausgeführt wird. Bei einer solchen Ausführungsform ist keine manuell betätigbare Einstelleinrichtung 6 notwendig. Das Verfahren nach 1 kann auch dahingehend abgewandelt werden, dass die Lernphase zum Lernen des Fahrerprofils während des gesamten Betriebes des Fahrzeuges fortgesetzt wird und das Fahrerprofil sich permanent verändern kann. Dieses Verfahren unterscheidet sich von dem Verfahren der Vorrichtung nach 2 dadurch, dass zwar das Fahrerprofil sich während des gesamten Betriebs des Kraftfahrzeuges verändern kann, jedoch die Logik der Auswahl der Fahrmodi mittels der Indikatorwerte grundsätzlich immer gleich ist, wobei das Fahrerprofil diese Auswahl beeinflusst. Bei der Vorrichtung nach 2 stellt das Fahrerprofil selbst die Logik zur Auswahl der Fahrmodi anhand der am Eingang des neuronalen Netzwerkes anliegenden Fahrinformationen dar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wählvorrichtung
- 2
- Sensor
- 3
- Sensorsteuereinrichtung
- 4
- zentrale Steuereinrichtung
- 5
- Ausgang
- 6
- Einstelleinrichtung
- 7
- Steuersignalverteileinrichtung
- 8
- Steuer-Subsystem
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4340289 A1 [0003]
- DE 112010003590 T5 [0004]
- EP 2233388 A2 [0005]
- DE 102007023569 A1 [0006]
- DE 102011078270 A1 [0007]
- DE 102009007950 A1 [0008, 0023, 0045]
- EP 1355209 A1 [0009]
- WO 2007/107363 A1 [0010]
- DE 102011010714 A1 [0011]
- DE 102010023077 A1 [0012]
