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Die Erfindung bezieht sich auf ein Geschwindigkeitsregelsystem zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Kraftfahrzeuge mit Geschwindigkeitsregelsystemen sind seit langem bekannt. Die meisten derzeit erhältlichen Geschwindigkeitsregelsysteme regeln die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit durch einen entsprechenden Eingriff in die Antriebssteuerung oder Bremssteuerung. Neben diesen Fahrgeschwindigkeitsregelsystemen können heute bereits bei einigen Herstellern auch um eine Abstandsregelung erweiterte Geschwindigkeitsregelsysteme (sog. ACC-Systeme) erworben werden. Vom Prinzip ist dabei die allgemein bekannte Geschwindigkeitsregelung, die eine bestimmte vorgegebene Sollgeschwindigkeit einhält, um eine zusätzliche Abstandsregelfunktion erweitert, so dass der Einsatz einer solchen abstandsbezogenen Geschwindigkeitsreglung auch im dichten Autobahn- und Landstraßenverkehr möglich wird.
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Weiter ist bereits bekannt, dass Kraftfahrzeuge sehr wenig Treibstoff verbrauchen, wenn sie segeln, d. h. wenn sie ihre kinetische Energie nutzen, um möglichst weit zu rollen, ohne dass das Schleppmoment des Motors sie bremst. Dieser Zustand lässt sich bei einem Automatikfahrzeug bspw. dadurch herstellen, dass am Wählhebel die Position ”N” eingelegt wird, bei einem Handschalter durch Treten der Kupplung oder durch Einlegen des Leerganges. Das Segeln wird bei Automatikfahrzeugen relativ selten genutzt, bei Handschaltern praktisch nie. Ursache ist die umständliche Bedienung zum Erreichen des Segelmodus.
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Aus der
DE 10 2011 050 739 A1 ist bereits ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs im ACC-Betrieb bekannt, wobei bei Erkennen bzw. Annäherung auf ein vorrausfahrendes Fahrzeugs in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs, des aktuellen Fahrwiderstands des Fahrzeugs, dem Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen, und ggf. der Beschleunigung des Fahrzeugs und des vorausfahrenden Fahrzeugs eine verbrauchsoptimale Betriebsstrategie (z. B. Segelbetrieb, Schubbetrieb oder Bremsbetrieb) zum Einregeln des Sollabstands ermittelt und umgesetzt wird. So wird z. B. dann ein Segelbetrieb aktiviert, wenn durch den Segelbetrieb eine Annäherung des Fahrzeugs auf einen Sollabstand ohne Unterschreitung eines zulässigen Mindestabstands möglich ist.
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Aus der
DE 10 2014 204 763 A1 ist ein Geschwindigkeitsregelsystem bekannt, wobei bei aktiver Geschwindigkeitsregelung und einer manuellen Reduzierung der Soll-Geschwindigkeit die Steuereinheit in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Ist-Geschwindigkeit und der Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Erreichen der neuen Soll-Geschwindigkeit einen Segelbetrieb, einen Schubbetrieb oder einen Bremsbetrieb einleitet.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein hinsichtlich des Komforts und des Verbrauchs verbessertes Geschwindigkeitsregelsystem unter der Berücksichtigung der Möglichkeit des Einleitens eines Segelbetriebs anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch ein Geschwindigkeitsregelsystem nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht von einem grundsätzlich bekannten Geschwindigkeitsregelsystem zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs im Freifahrtmodus auf eine vorgegebene Soll-Geschwindigkeit und im Folgefahrtmodus (vorausfahrendes Fahrzeug mit geringerer Geschwindigkeit als der Sollgeschwindigkeit) auf einen vorgegebenen Soll-Abstand aus, wobei die Steuereinheit zum Erreichen und Halten der Soll-Geschwindigkeit (im Freifahrtmodus) oder zum Erreichen und Halten des Soll-Abstands (im Folgefahrtmodus) entsprechende Ansteuersignale an eine Antriebseinheit oder Bremseinheit sendet. Die Soll-Geschwindigkeit kann dabei mittels eines vorgesehenen Bedienelements durch den Fahrer vorgegeben werden, oder unter Berücksichtigung erfasster Informationen über eine (aktuell geltende oder zeitnah geltende) maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit vorgegeben werden. Der Soll-Abstand kann dabei ebenfalls mittels eines dafür vorgesehen Bedienelements eingestellt bzw. zumindest ausgehend von einer Grundeinstellung verändert werden. Derzeit bekannte Systeme ermöglichen dem Fahrer eine mehrstufige Veränderung des Soll-Abstands (z. B. großer Abstand, mittlerer Abstand oder geringer Abstand). In Abhängigkeit von der gewählten Einstellung und ggf. abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit wird ein entsprechender Soll-Abstand generiert, der für die Folgefahrtregelung maßgeblich ist.
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Verändert der Fahrer während der aktiven Geschwindigkeitsregelung im Folgefahrtmodus den Soll-Abstand durch eine Betätigung eines Bedienelements, muss das Geschwindigkeitsregelsystem entsprechend reagieren und veranlassen, dass der neue Soll-Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug bzw. Zielobjekt erreicht und nicht unterschritten wird. Wird der vorgegebene Soll-Abstand derart verändert, dass der aktuelle Ist-Abstand geringer als der veränderte Soll-Abstand ist, muss die für die Geschwindigkeitsregelung zuständige Steuereinheit eine Verzögerung veranlassen, um den angepassten Abstand erreichen zu können.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei einer derartigen Situation bei aktiver Geschwindigkeitsregelung im Folgefahrtmodus zum Erreichen des manuell veränderten Soll-Abstands nicht unbedingt in den Schubbetrieb oder sogar Bremsbetrieb geschaltet werden muss. Oft reicht es aus, wenn die Verzögerung zum Erreichen des veränderten Soll-Abstands durch ein Einleiten des Segelbetriebs erfolgt.
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Aufgrund obiger Überlegungen wird ein Geschwindigkeitsregelsystem zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einem Freifahrtmodus auf eine vorgegebene Soll-Geschwindigkeit und in einem Folgefahrtmodus zum Einhalten eines vorgegeben Soll-Abstands vorgeschlagen, wobei die Steuereinheit zum Erreichen und Halten der Soll-Geschwindigkeit oder des Soll-Abstands entsprechende Ansteuersignale an eine Antriebseinheit oder Bremseinheit sendet, und wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, bei aktiver Geschwindigkeitsregelung im Folgefahrtmodus
- – eine manuell ausgelöste Veränderung des Soll-Abstands zu erfassen,
- – den aktuellen Ist-Abstand zu erfassen und
- – ein Signal zum Veranlassen eines Segelbetriebs zu erzeugen, wenn bei bzw. nach manuell ausgelöster Veränderung des Soll-Abstands der aktuelle Ist-Abstands kleiner als der veränderte Soll-Abstands ist.
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Ein Segelbetrieb der Antriebseinheit kann bspw. dadurch ausgelöst werden, indem ein Signal zum Einleiten eines Segelbetriebs an die Antriebseinheit gesendet wird, oder indem ein den Segelbetrieb verhinderndes Signal zurückgenommen, also nicht mehr ausgesendet wird.
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Ein „Segeln” des Fahrzeugs kann durch ein Lösen der Wirkverbindung zwischen Antriebsmaschine und Antriebsrädern, bspw. durch eine automatische Betätigung der Kupplung oder durch ein automatisches Einlegen des Leerganges, erreicht werden. Ebenso kann der Motor des Kraftfahrzeugs im „Segelmodus” auch vollständig abgestellt werden.
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Um sicherstellen zu können, dass der Segelbetrieb nur dann veranlasst wird, wenn dies sinnvoll ist, ist die Steuereinheit in einer vorteilhaften Ausgestaltung ausgebildet, ein Signal zum Veranlassen eines Segelbetriebs (zum Erreichen der veränderten Soll-Abstands) nur dann zu erzeugen, wenn zumindest eine weitere Segelbetrieb-Bedingung erfüllt ist. Dabei kann eine Segelbetrieb-Bedingung auf der Auswertung verschiedener vorliegender Fahrer- und/oder Fahrzeug- und/oder Umfeldinformationen basieren. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat sich gezeigt, dass zumindest eine Segelbetrieb-Bedingung auf der Auswertung einer das Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs im Segelbetrieb und/oder einer das gewünschte Verzögerungsverhalten und/oder einer die Zeitdauer, für die der einzuleitende Segelbetrieb vermutlich aufrechterhalten bleiben kann, kennzeichnenden erfassbaren Größe basiert. Mit anderen Worten ist die zumindest eine Segelbetrieb-Bedingung derart ausgestaltet, dass diese in Abhängigkeit der vorliegenden und auszuwertenden Parameter als erfüllt oder nicht erfüllt gilt.
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Es hat sich gezeigt, dass bei einer oben definierten Situation ein Segelbetrieb dann sinnvoll ist, wenn sich ein für den Fahrer und/oder die Verkehrssituation geeignetes Verzögerungsverhalten einstellt. Um dies berücksichtigten zu können, kann die Steuereinheit eingerichtet sein, ein Signal zum Veranlassen eines Segelbetriebs (nur dann) zu erzeugen, wenn (im Sinne einer Segel-Betriebsbedingung) durch das Einleiten des Segelbetriebs ein ähnliches Verzögerungsverhalten erzielt wird als ohne Segelbetrieb (z. B. Schubbetrieb oder Bremsbetrieb).
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Um ein derartiges Verhalten ermitteln zu können, kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die sich im Segelbetrieb einzustellende Verzögerung und/oder die Sollverzögerung bei einer derartigen Situation auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit (und ggf. der vorgegebenen Sollgeschwindigkeit oder des veränderten Soll-Abstands) zu ermitteln. Die Steuereinheit kann dann weiter eingerichtet sein, ein Signal zum Veranlassen eines Segelbetriebs zu erzeugen, wenn eine auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit und/oder der Geschwindigkeitsdifferenz und/oder der Soll-Geschwindigkeit ermittelte, sich vermutlich einstellende Verzögerung im Segelbetrieb in einem Verzögerungsbereich liegt, der um eine auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit und/oder der Geschwindigkeitsdifferenz und/oder der Soll-Geschwindigkeit ermittelte Sollverzögerung definiert ist. Alternativ kann hierzu auch die Steuereinheit eingerichtet sein, ein Signal zum Veranlassen eines Segelbetriebs zu erzeugen, wenn eine auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit und/oder der Geschwindigkeitsdifferenz und/oder der Soll-Geschwindigkeit ermittelte Soll-Verzögerung in einem Verzögerungsbereich liegt, der um eine auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit und/oder der Geschwindigkeitsdifferenz und/oder der Soll-Geschwindigkeit ermittelte Verzögerung im Segelbetrieb definiert ist.
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Sowohl die geschwindigkeitsabhängige Verzögerung im Segelbetrieb, als auch die geschwindigkeitsabhängige Soll-Verzögerung können auf verschiedene Arten ermittelt werden. In einfachster Form kann die geschwindigkeitsabhängige Verzögerung im Segelbetrieb und/oder die geschwindigkeitsabhängige Soll-Verzögerung in einem entsprechenden Kennfeld hinterlegt sein, so dass bei Bedarf daraus die aktuell gültige, sich vermutlich einstellende, geschwindigkeitsabhängige Verzögerung im Segelbetrieb und/oder die geschwindigkeitsabhängige Soll-Verzögerung bestimmt werden kann.
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Der jeweilige Verzögerungsbereich kann dabei derart definiert sein, dass der erlaubt Bereich um die auf Basis der der aktuellen Geschwindigkeit bei manuell ausgelöster Veränderung des Soll-Abstands ermittelte Soll-Verzögerung bzw. um die auf Basis der aktuellen Geschwindigkeit ermittelte Verzögerung im Segelbetrieb mit einem fest vorgegebenen oder variablen Offsetwert nach oben und/oder nach unten gebildet wird. Der jeweilige Offsetwert nach oben und unten kann dabei identisch oder auch verschieden sein.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass zusätzlich oder alternativ eine weitere bzw. anders ausgestaltete Segelbetrieb-Bedingung erfüllt sein muss. So kann die Steuereinheit auch eingerichtet sein, ein Signal zum Veranlassen eines Segelbetriebs (zum Erreichen des veränderten Soll-Abstands) nur dann zu erzeugen, wenn der eingeleitete Segelbetrieb für eine vorgegebene Zeit aufrechterhalten bleiben kann. Mit anderen Worten soll der Segelbetrieb nur dann eingeleitet werden, wenn der Segelbetrieb auch für eine gewisse Zeitdauer (z. B. ca. 2 Sekunden) aufrechterhalten bleiben kann.
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Die Erfindung wird nun anhand nachfolgenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
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1 einen Aufbau eines Geschwindigkeitsregelsystems, und
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2 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm zur Darstellung einer in der Steuereinheit implementierten Steuerung der Geschwindigkeitsregelung nach einer manuell ausgelösten Veränderung des Sollabstands während der aktiven Geschwindigkeitsregelung im Folgefahrtmodus.
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Die 1 zeigt als zentrales Element eines Geschwindigkeitsregelsystems in einem (hier nicht dargestellten) Fahrzeug zur Regelung der automatischen Geschwindigkeit eines Fahrzeugs eine Steuereinheit SE, welche im Freifahrtmodus zum Erreichen und Halten einer vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit vsoll und im Folgefahrtmodus zum Erreichen und Halten eines vorgegebenen Soll-Abstands dsoll entsprechende Ansteuersignale „segeln” oder „schub” an eine Antriebseinheit AE oder ein Ansteuersignal „brems” an eine Bremseinheit BE sendet.
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Das Geschwindigkeitsregelsystem umfasst weiter ein Bedienelement B, durch das bei aktiver Geschwindigkeitsregelung im Freifahrtmodus die Soll-Geschwindigkeit vsoll manuell durch den Fahrer eingestellt werden kann. Die durch die manuelle Betätigung des Bedienelements B angeforderte Soll-Geschwindigkeit vsoll wird an die Steuereinheit SE übertragen und daraufhin hin die Geschwindigkeitsregelung entsprechend gesteuert oder geregelt.
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Weiter ist das Bedienelement B derart ausgestaltet, dass der Fahrer im Folgefahrtmodus, also während der Geschwindigkeitsregelung zum Halten eines vorgegebenen Soll-Abstands dsoll auf ein Zielobjekt, das langsamer fährt als die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit, den einzuhaltenden Soll-Abstand dsoll bzw. Mindestabstand verändern kann. Hierzu ist das Bedienelement B ausgestaltet, schrittweise eine Erhöhung oder Verringerung des Soll-Abstands dsoll auszuwählen. Abhängig von der ausgewählten Stufe wird entweder direkt ein daraus abgeleiteter Soll-Abstand dsoll an die Steuereinheit SE übertragen, oder der von der gewählten Stufe tatsächlich maßgebliche Soll-Abstand dsoll (z. B. unter Berücksichtigung der aktuellen Geschwindigkeit vist) erst in der Steuereinheit SE ermittelt.
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Die durch die Betätigung des Bedienelements D im Folgefahrtmodus angeforderte Veränderung des Soll-Abstands dsoll wird analog zur Soll-Geschwindigkeit vsoll an die Steuereinheit SE übertragen (oder innerhalb der Steuereinheit SE ermittelt) und daraufhin die Geschwindigkeitsregelung entsprechend des veränderten Soll-Abstands dsoll gesteuert oder geregelt.
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Dabei muss die Steuereinheit SE eine Verzögerung des Fahrzeugs durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebs AE (z. B. Schubbetrieb oder Segelbetrieb) oder der Bremseinheit BE veranlassen, wenn z. B. der aktuelle Ist-Abstand dist zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Zielobjekt geringer als der veränderte Soll-Abstand dsoll ist.
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Einen konkreten Verfahrensablauf zur Veranlassung einer geeigneten Verzögerung bei einer Vergrößerung des Soll-Abstands dsoll und aktuell geringerem Ist-Abstand wird nun anhand nachfolgender Erläuterungen zu 2 dargestellt.
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Das Verfahren beginnt in Schritt 10 sobald erkannt wird, dass die automatische Geschwindigkeitsregelung GR des Fahrzeugs aktiv ist.
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Ist dies der Fall, wird im nächsten Schritt 20 zunächst ausgehend von der aktuellen Geschwindigkeit vist auf die (vom Fahrer) vorgegeben Sollgeschwindigkeit vsoll geregelt. Während dieser Geschwindigkeitsregelung reg(vsoll) wird kontinuierlich überwacht, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug mit geringerer Geschwindigkeit als der vorgegebenen Sollgeschwindigkeit vsoll, also ein Zielobjekt ZO detektiert wird (Schritt 30). Solange kein Zielobjekt ZO erkannt wird, wird die normale Geschwindigkeitsregelung (sog. Freifahrtmodus) aufrechterhalten.
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Wird jedoch im Schritt 30 ein Zielobjekt ZO erfasst, wird zu Schritt 40 übergegangen und anstelle der herkömmlichen Geschwindigkeitsregelung auf die vorgegebene Sollgeschwindigkeit vsoll eine Geschwindigkeitsregelung zum Einhalten des vorgegebenen Soll-Abstands dsoll vorgenommen. Diese Regelung wird solange umgesetzt, bis kein Zielobjekt ZO mehr erfasst wird (Schritt 50). Wird keine Zielobjekt ZO mehr erfasst wird, wird zu Schritt 20 zurückgesprungen und die Geschwindigkeitsregelung auf die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit vsoll wieder aufgenommen.
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Wird weiterhin ein Zielobjekt ZO im Schritt 50 erfasst, wird im Schritt 60 überprüft, ob der einzuhaltende Soll-Abstand dsoll aufgrund einer Fahreranforderung verändert wurde. Wurde keine manuell ausgelöste Änderung des Soll-Abstands dsoll festgestellt, wird vom Schritt 60 zu Schritt 40 zurückgesprungen und die Geschwindigkeitsregelung zum Einhalten des vorgegebenen Soll-Abstands dsoll auf das Zielobjekt ZO fortgesetzt.
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Wird jedoch eine manuell ausgelöste Veränderung des Soll-Abstands dsoll bzw. des Soll-Abstandsmaßes festgestellt, wird im nächsten Schritt 70 überprüft, ob der aktuelle Abstand dist zum Zielobjekt dist kleiner als der veränderte Soll-Abstand dsoll ist. Ist dies nicht der Fall, veranlasst die Steuereinheit ein Signal ae an die Antriebseinheit AE zum Beschleunigen des Fahrzeugs bis der vorgegebene neue Sollabstand dsoll erreicht ist (Schritt 75).
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Wird jedoch im Schritt 70 festgestellt, dass der aktuelle Abstand dist zum Zielobjekt geringer als der neu vorgegebene Soll-Abstand dsoll ist, wird zu Schritt 80 übergegangen. Im Schritt 80 wird abgefragt, ob im Sinne einer ersten Segelbetrieb-Bedingung (Bed1) durch das Einleiten des Segelbetriebs ein ähnliches Verzögerungsverhalten erzielt werden würde als ohne Segelbetrieb, und ob im Sinne eine zweiten Segelbetrieb-Bedingung (Bed2) der Segelbetrieb bei unveränderten Bedingungen für zumindest ein vorgegebenes Zeitintervall (z. B. 2 Sekunden) aufrechterhalten bleiben könnte. Sind beide Bedingungen erfüllt, wird zum Verzögern des Fahrzeugs zum Erreichen des neu vorgegebenen Soll-Abstands dsoll das Einleiten des Segelbetriebs „segeln” veranlasst (Schritt 85). Ansonsten wird in abhängig von weiteren Bedingungen entweder das Einleiten eines Schubbetriebs „schub” oder das Einleiten eines Bremsbetriebs „brems” veranlasst (Schritt 90), um so ggf. schneller den neuen Soll-Abstand dsoll erreichen zu können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011050739 A1 [0004]
- DE 102014204763 A1 [0005]
