DE102016002203A1

DE102016002203A1 - Verfahren zum automatischen Verlassen eines aktuellen Fahrmodus eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016002203A1
Application number: DE102016002203.5A
Authority: DE
Inventors: Daniel Lepczyk; Reimund Limbacher
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-08-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Verlassen eines aktuellen Fahrmodus eines Fahrzeugs, bei welchem im aktuellen Fahrmodus eine definierte Antriebsleistung vorgegeben ist. Erfindungsgemäß werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt: Erfassen von Informationen zur Fahrumgebung, zum voraussichtlich vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt und zum Fahrzeugzustand, Verarbeitung der erfassten Informationen mittels eines Algorithmus, welcher in Abhängigkeit der erfassten Informationen eine situationsabhängig optimierte und effiziente Beschleunigung berechnet, Erzeugung einer Motormomentanforderung mit einem aus der berechneten situationsabhängig optimierten und effizienten Beschleunigung ermittelten effizienten Motormoment, wobei das effiziente Motormoment unabhängig von der definierten Antriebsleistung des aktuellen Fahrmodus ermittelt wird, Vergleichen des mit der Stellung eines Fahrpedals des Fahrzeugs angeforderten Motormomentes mit dem effizienten Motormoment, Verlassen des aktuellen Fahrmodus, falls das mit dem Fahrpedal des Fahrzeugs angeforderte Motormoment kleiner als das ermittelte effiziente Motormoment ist, und Zuführen der erzeugten Motormomentanforderung mit dem effizienten Motormoment zum Antriebsmotor des Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum automatischen Verlassen eines aktuellen Fahrmodus eines Fahrzeugs, bei welchem im aktuellen Fahrmodus eine definierte Antriebsleistung vorgegeben ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Viele Fahrzeuge verfügen über eine Fahrprogrammumschaltung, mit welcher zwischen verschiedenen Fahrmodi, wie bspw. Komfort, Sport oder Öko (energiesparendes Fahren) umgeschaltet wird. Damit ist es möglich, die Charakteristik des Fahrzeugs zu verändern. So lassen sich beispielsweise Motor-, Lenkungs- und Fahrwerkscharakteristik verändern. Die Eigenschaft des Motors lässt sich wesentlich durch eine Vertrimmung der Fahrpedalkennlinie oder einer Beschneidung bzw. einer Deckelung der Volllastkennlinie beeinflussen.
So ist aus der DE 10 2014 215 259 A1 ein Verfahren zum automatischen wählen eines Fahrmodus an einem Fahrzeug während der Fahrt entlang eines Fahrweges bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden zunächst Fahrsituationsinformationen erfasst und anhand dieser Informationen ein Fahrmodus aus mehreren möglichen Fahrmodi ausgewählt und anschließend der ausgewählte Fahrmodus am Fahrzeug eingestellt. Die Fahrsituationsinformationen umfassen Vorausschau-Informationen, die den in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegenden Fahrweg betreffen.
Die Vorausschau-Informationen werden mittels unterschiedlichen Sensoren, wie z. B. Kamera, Radar und Lidar erfasst, hierzu gehören auch Routendaten, die den zu befahrenden Fahrweg beschreiben. Die Routendaten umfassen Daten zum Routenverlauf, die den Ort des Fahrwegs beschreiben, und Routenattribute, die die Eigenschaften des Fahrwegs beschreiben. Routenattribute beschreiben bspw. die Art der Straße (innerorts, Landstraße, Autobahn, schmaler und/oder nicht asphaltierter Fahrweg, etc., oder Verkehrsschilder und insbesondere Geschwindigkeitsbeschränkungen, Topographie). Weiterhin werden bei diesem bekannten Verfahren Verkehrsdaten und Wetterdaten als Vorausschau-Informationen als geeignet angesehen. Schließlich werden als Fahrsituationsinformationen auch die die aktuelle Fahrsituation des Fahrzeugs und/oder die vergangene Fahrsituation des Fahrzeugs beschreibenden Informationen erfasst.
Bei diesem bekannten Verfahren gemäß der DE 10 2015 105 098 A1 ist jedoch ein automatisches Verlassen eines aktuellen Fahrmodus nicht vorgesehen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum automatischen Verlassen eines aktuellen Fahrmodus eines Fahrzeugs anzugeben, bei welchem im aktuellen Fahrmodus eine definierte Antriebsleistung des Antriebsmotors des Fahrzeugs vorgegeben ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Dieses Verfahren zum automatischen Verlassen eines aktuellen Fahrmodus eines Fahrzeugs, bei welchem im aktuellen Fahrmodus eine definierte Antriebsleistung vorgegeben ist, zeichnet sich durch folgende Schritte aus:

– Erfassen von Informationen zur Fahrumgebung, zum aktuellen und/oder voraussichtlich vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt und zum Fahrzeugzustand,
– Verarbeitung der erfassten Informationen mittels eines Algorithmus, welcher in Abhängigkeit der erfassten Informationen eine situationsabhängig optimierte und effiziente Beschleunigung berechnet,
– Erzeugung einer Motormomentanforderung mit einem aus der berechneten situationsabhängig optimierten und effizienten Beschleunigung ermittelten effizienten Motormoment, wobei das effiziente Motormoment unabhängig von der definierten Antriebsleistung des aktuellen Fahrmodus ermittelt wird,
– Vergleichen des mit der Stellung eines Fahrpedals des Fahrzeugs angeforderten Motormomentes mit dem effizienten Motormoment,
– Verlassen des aktuellen Fahrmodus, falls das mit dem Fahrpedal des Fahrzeugs angeforderte Motormoment kleiner als das ermittelte effiziente Motormoment ist, und
– Zuführen der erzeugten Motormomentanforderung mit dem effizienten Motormoment zum Antriebsmotor des Fahrzeugs.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird in Abhängigkeit von Informationen der Fahrumgebung, des vom Fahrzeug voraussichtlich befahrenen Streckenabschnittes sowie des Fahrzeugzustands die durch den aktuellen Fahrmodus gegebene Begrenzung der Antriebsleistung aufgehoben, d. h. der aktuelle Fahrmodus verlassen und eine situationsabhängig optimierte und effiziente Beschleunigung mittels eines in einem Motorsteuergerät hinterlegten Algorithmus berechnet. Diese situationsabhängig optimierte und effiziente Beschleunigung dient zur Erzeugung einer Motormomentanforderung mit einem entsprechenden effizienten Motormoment unabhängig von der begrenzten Antriebsleistung des aktuellen Fahrmodus. Mit dem Zuführen dieser Motormomentanforderung an den Antriebsmotor wird der aktuelle Fahrmodus verlassen, unabhängig von der aktuellen Fahrpedalstellung, solange mit der aktuellen Fahrpedalstellung ein Motormoment angefordert ist, welches kleiner als das ermittelte effiziente Motormoment ist.
Die die Fahrumgebung beschreibenden Informationen betreffen Streckendaten, wie bspw. Topologie, Geschwindigkeitsinformationen usw., sowie Umfeldinformationen, wie bspw. das Vorhandensein eines vorausfahrenden Fahrzeugs usw. Die den Fahrzeugzustand beschreibenden Informationen betreffen bspw. die Geschwindigkeit, den Lenkwinkel, das aktuelle Fahrzeuggewicht, usw.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein optisches, akustisches und/oder haptisches Signal erzeugt, welches dem Fahrer des Fahrzeugs das Verlassen des aktuellen Fahrmodus anzeigt. So könnte der Fahrer bspw. mittels einer Information im Kombiinstrument darauf aufmerksam gemacht werden, dass der aktuelle Fahrmodus aufgehoben ist und der Beschleunigungsvorgang automatisiert gefahren wird.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mit der Betätigung eines Bremspedals des Fahrzeugs die Motormomentanforderung mit dem effizienten Motormoment zurückgenommen wird. Damit wird aus Sicherheitsgründen gewährleistet, dass Abschalt- bzw. Überstimmmechanismen zur Verfügung stehen.
Ein weiterer Abschalt- bzw. Überstimmmechanismus wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass eine Motormomentanforderung mit einem erhöhten Motormoment dem Antriebsmotor zugeführt wird, wenn die Stellung des Fahrpedals einem Motormoment entspricht, welches größer als das effiziente Motormoment ist. Damit wird der Beschleunigungsvorgang mit dem effizienten Motormoment abgebrochen, wenn der dem effizienten Motormoment entsprechende Fahrpedalwinkel durch den Fahrer überdrückt wird, d. h. der Antriebsmotor erzeugt ein der Stellung des Fahrpedals entsprechendes Motormoment.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild von Komponenten eines Fahrzeugs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Blockschaltbild nach 1 zeigt die diejenigen Komponenten eines Fahrzeugs, mit welchem das erfindungsgemäße Verfahren realisiert ist. Eine zentrale Komponente stellt ein für die Steuerung eines Antriebsmotors 2 vorgesehenes Motorsteuergerät 1 mit einem Algorithmus zur Verarbeitung von Daten, die von Sensoren 4, 5 und 6 erzeugt und dem Motorsteuergerät 1 zugeführt werden.
So werden von einer Sensorgruppe 4, die eine Kamera 4.1, ein Radargerät 4.2, ein Lidarsensor 4.3 usw. umfasst, Umfeldinformationen erfasst und über eine Datenleitung 4.0 dem Motorsteuergerät 1 zugeführt. Eine Navigationseinrichtung 5 stellt über eine Datenleitung 5.0 aktuelle Streckeninformationen und Information der voraussichtlich von dem Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitte dem Motorsteuergerät 1 zur Verfügung. Mit dem Bezugszeichen 6 wird eine weitere Sensorgruppe bezeichnet, die Fahrzustandsinformationen des Fahrzeugs erfasst und über eine Datenleitung 6.0 ebenso dem Motorsteuergerät 1 zuführt.
Das Motorsteuergerät 1 erzeugt eine Motormomentanforderung, die zur Umsetzung dem Antriebsmotor 2 über eine Datenleitung 1.1 zugeführt wird, der das entsprechende Moment M in einem Antriebsstrang 3 umsetzt. Sensorwerte des Antriebsmotors 2 werden über eine Datenleitung 2.0 dem Steuergerät 1 zur Verfügung gestellt.
Zudem erzeugt das Motorsteuergerät 1 Ganganforderungen, die einem Getriebesteuergerät 7 über eine Datenleitung 1.2 zugeführt werden, welches seinerseits Ganginformationen über eine Datenleitung 7.0 dem Motorsteuergerät 1 zurückmeldet.
Ferner wird auf einer Anzeigeeinheit 8, die von dem Motorsteuergerät 1 erzeugten Informationen zur Anzeige gebracht, die über eine Datenleitung 1.4 übermittelt werden.
Mit dem Bezugszeichen 9 ist ein aktives Fahrpedal angedeutet, mit welchem eine haptische Rückmeldung über eine Datenleitung 1.3 des Steuergerätes 1 realisiert wird. Die Stellung des Fahrpedals 9 wird über eine Datenleitung 9.0 dem Steuergerät 1 übermittelt.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zum automatischen Verlassen eines aktuellen Fahrmodus des Fahrzeugs anhand des Ablaufdiagramms gemäß 2 mit Verweis auf das Blockdiagramm nach 1 beschrieben.
Bei Start des Verfahrens zum automatischen Verlassen des aktuellen Fahrmodus nach 2 befindet sich das Fahrzeug in einem Fahrmodus mit definierter Antriebsleistung, die auf einen vorgegebenen Wert begrenzt ist und somit auch eine Beschleunigung des Fahrzeugs nur bis zu einem bestimmten Wert möglich ist.
In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden alle Informationen der Sensoren 4, 5 und 6 erfasst und mittels eines Algorithmus des Steuergerätes 1 verknüpft und verarbeitet. Nach einer Vorverarbeitung der erfassten Informationen gemäß den Verfahrensschritten S2, S3 und S4 wird in einem Verfahrensschritt S5 mittels des Algorithmus des Steuergerätes 1 in Abhängigkeit der verknüpften Information der Sensoren 4, 5 und 6 eine situationsabhängig optimierte und effiziente Beschleunigung a_eff berechnet und aus dieser Beschleunigung a_eff ein effizientes Motormoment M_eff bestimmt. Dieses effiziente Motormoment M_eff wird unabhängig von der mit dem aktuellen Fahrmodus vorgegebenen definierten Antriebsleistung bestimmt, d. h. die dieses effektive Motormoment M_eff realisierende Antriebsleistung ist daher größer als die definierte Antriebsleistung des aktuellen Fahrmodus.
Mit einem nachfolgenden Verfahrensschritt S6 wird die Stellung des Fahrpedals 9 ermittelt. Wird mit dieser Stellung des Fahrpedals ein Motormoment M angefordert, welches kleiner ist als das effiziente Motormoment M_eff, wird in einem Verfahrensschritt S8 eine Motormomentanforderung mit dem effizienten Motormoment M_eff von dem Motorsteuergerät 1 dem Antriebsmotor 2 zugeführt, falls vorher in einem Verfahrensschritt S7 eine Plausibilisierung des effizienten Motormomentes M_eff erfolgreich war. Dieses Plausibilisieren kann bspw. darin bestehen, dass geprüft wird, ob dieses effiziente Motormoment M_eff für die aktuelle Fahrsituation, bspw. wenn eine Bergfahrt detektiert wird, ausreichend ist.
Mit diesem Zuführen der Motormomentanforderung mit dem effizienten Motormoment M_eff wird der aktuelle Fahrmodus automatisch verlassen. Der Antriebsmotor 2 des Fahrzeugs erzeugt dieses effiziente Motormoment M_eff unabhängig von der Stellung des Fahrpedals 9, solange das dieser aktuellen Stellung entsprechende Motormoment kleiner als das effektive Motormoment M_eff ist. Gleichzeitig mit dem Zuführen der Motormomentanforderung mit dem effizienten Motormoment M_eff gemäß Verfahrensschritt S8 wird mit einem Verfahrensschritt S9 die Information, dass ein automatischer Beschleunigungsvorgang ausgeführt wird, auf der Anzeigeeinheit 8 zur Anzeige gebracht.
So kann eine situationsabhängig optimierte und effiziente Beschleunigung a_eff durchgeführt werden, wenn das Fahrzeug bspw. einen Ortsausgang passiert, so dass die Geschwindigkeit von 50 km/h auf 100 km/h erhöht werden kann. In dieser Situation würde nicht die exakte Stellung des Fahrpedals 9 für die Beschleunigungsphase maßgebend sein, sondern das der berechneten effizienten Beschleunigung a_eff entsprechende effektive Motormoment M_eff des Algorithmus in dem Motorsteuergerät 1.
Falls die mit den Verfahrensschritten S2, S3, S4, S6 und S7 abgefragten Bedingungen nicht erfüllt sind, wird auf einen Verfahrensschritt S10 verzweigt, der darin besteht, dass von dem Antriebsmotor 2 kein effektives Motormoment M_eff angefordert wird, sondern dasjenige Motormoment, welches der aktuellen Stellung des Fahrpedals 9 entspricht.
Die die Vorverarbeitung betreffenden Verfahrensschritte S2, S3, S4 bestehen darin, dass mit dem Verfahrensschrittes 2 die mit Verfahrensschritt S1 erfassten Informationen plausibilisiert werden, d. h., falls eine Fehlermeldung von einem der Sensoren 4 bis 6 erzeugt wird, ist die entsprechende Information nicht valide. Somit wird in diesem Fall nicht auf den Verfahrensschritt S3, sondern auf den Verfahrensschritt S10 verzweigt. Mit dem Verfahrensschrittes S3 wird mittels eines in dem Fahrzeug installierten ACC-Systems oder mittels Bildauswertung einer Kamera geprüft, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug (Vorausfahrzeug) detektiert wird. Falls dies zutrifft, wird ebenso auf den Verfahrensschritt S10 verzweigt. Mit dem Verfahrensschritt S4 wird eine Betätigung der Fahrzeugbremse detektiert und falls eine Bremsbetätigung vorliegt auf den Verfahrensschritt S10 verzweigt, im anderen Fall der Verfahrensschritt S5 durchgeführt.
Falls das Fahrpedal 9 nach Verfahrensschritt S6 eine Stellung aufweist, die einem Motormoment entspricht, welches größer oder gleich dem effizienten Motormoment M_eff entspricht, wird ebenso auf den Verfahrensschritt S10 verzweigt. Hinsichtlich des Verfahrensschrittes S7 wird ebenso auf den Verfahrensschritt S10 verzweigt, wenn die Plausibilisierung nicht erfolgreich war.
Aus Sicherheitsgründen wird gewährleistet, dass Abschalt- bzw. Überstimmmechanismen zur Verfügung stehen. So wird der Beschleunigungsvorgang mit der effizienten Beschleunigung a_eff durch Betätigung der Fahrzeugbremse abgebrochen oder die Beschleunigung erhöht, wenn die dem effizienten Motormoment M_eff entsprechende Stellung des Fahrpedals durch den Fahrer überdrückt wird.
Die Informationen zur Fahrumgebung (Umfeldinformationen), welche mit der Sensorgruppe 4 erfasst wird betreffen bspw. die Detektion eines vorausfahrenden Fahrzeugs. Die Informationen zum aktuellen und/oder voraussichtlich vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt betreffen die Topologie, Geschwindigkeitsinformationen usw. Die Informationen des gegenwärtigen Fahrzustandes betreffen bspw. die Geschwindigkeit, den Lenkwinkel, das aktuelle Gewicht des Fahrzeugs usw.
Bezugszeichenliste

1: Motorsteuergerät
1.1: Datenleitung
1.2: Datenleitung
1.3: Datenleitung
1.4: Datenleitung
2: Antriebsmotor
3: Antriebsstrang
4: Sensorgruppe
4.0: Datenleitung
4.1: Kamera
4.2: Radar
4.3: Lidar
5: Navigationseinrichtung
5.0: Datenleitung
6: Sensorgruppe des Fahrzeugs
6.0: Datenleitung
7: Getriebesteuergerät
7.0: Datenleitung
8: Anzeigeeinheit
9: aktives Fahrpedal
9.0: Datenleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014215259 A1 [0003]
DE 102015105098 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum automatischen Verlassen eines aktuellen Fahrmodus eines Fahrzeugs, bei welchem im aktuellen Fahrmodus eine definierte Antriebsleistung vorgegeben ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Erfassen von Informationen zur Fahrumgebung, zum aktuellen und/oder voraussichtlich vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt und zum Fahrzeugzustand, – Verarbeitung der erfassten Informationen mittels eines Algorithmus, welcher in Abhängigkeit der erfassten Informationen eine situationsabhängig optimierte und effiziente Beschleunigung berechnet, – Erzeugung einer Motormomentanforderung mit einem aus der berechneten situationsabhängig optimierten und effizienten Beschleunigung ermittelten effizienten Motormoment, wobei das effiziente Motormoment unabhängig von der definierten Antriebsleistung des aktuellen Fahrmodus ermittelt wird, – Vergleichen des mit der Stellung eines Fahrpedals des Fahrzeugs angeforderten Motormomentes mit dem effizienten Motormoment, – Verlassen des aktuellen Fahrmodus, falls das mit dem Fahrpedal des Fahrzeugs angeforderte Motormoment kleiner als das ermittelte effiziente Motormoment ist, und – Zuführen der erzeugten Motormomentanforderung mit dem effizienten Motormoment zum Antriebsmotor des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem ein optisches, akustisches und/oder haptisches Signal erzeugt wird, welches dem Fahrer des Fahrzeugs das Verlassen des aktuellen Fahrmodus anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem mit der Betätigung eines Bremspedals des Fahrzeugs die Motormomentanforderung mit dem effizienten Motormoment zurückgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem eine Motormomentanforderung mit einem erhöhten Motormoment dem Antriebsmotor zugeführt wird, wenn die Stellung des Fahrpedals einem Motormoment entspricht, welches größer als das effiziente Motormoment ist.
Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend – ein Motorsteuergerät (1), – ein Antriebsmotor (2), – eine Sensorgruppe (4) zur Umfelderfassung, – eine Navigationseinrichtung (5), – eine Sensorgruppe (6) des Fahrzeugs, – eine Anzeigeeinheit (8), und – ein Fahrpedal (9).