DE102017129667A1

DE102017129667A1 - Infrastrukturorientierte fahrzeugmodusauswahl

Info

Publication number: DE102017129667A1
Application number: DE102017129667.0A
Authority: DE
Inventors: Kwaku O. Prakah-Asante; Donnell Matthew Washington; Fling Finn Tseng
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2018-06-14
Also published as: US20180162399A1; CN108216247A; US10220851B2; GB201720548D0; MX2017016257A; RU2017142978A; CN108216247B; GB2559266A

Abstract

Offenbart werden Verfahren und Vorrichtungen zur infrastrukturorientierten Fahrzeugmodusauswahl. Ein beispielhaftes Fahrzeug beinhaltet einen GPS-Empfänger zum Bereitstellen einer Position des Fahrzeugs, Speicher, der Anweisungen speichert, und einen Prozessor. Der beispielhafte Prozessor veranlasst das Fahrzeug bei Ausführung der Anweisungen, (a) wenn sich das Fahrzeug in einer Umgebung einer interessierenden Infrastruktur befindet, einen Niedrigtraktionsanomaliewert zu bestimmen, und (b) in Reaktion darauf, dass der Niedrigtraktionsanomaliewert einen Schwellenwert erfüllt, einen Fahrmodus des Fahrzeugs zu ändern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Fahrmodi eines Fahrzeugs und insbesondere infrastrukturorientierte Fahrzeugmodusauswahl.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Zunehmend werden Fahrzeuge mit unterschiedlichen voreingestellten Fahrmodi hergestellt, die unterschiedliche Aspekte des Fahrerlebnisses betonen, wie etwa Ansprechverhalten, Fahrverhalten und Komfort usw. Zum Wechseln der Modi ändern die Fahrzeuge Einstellungen in antriebsbezogenen elektronischen Steuereinheiten (electronic control unit - ECU). Allerdings wissen Fahrer nicht immer, welche Modi in welchen Situationen sinnvoll sind. Daher werden die Vorteile der unterschiedlichen Fahrmodi häufig nicht ausreichend erzielt.
KURZDARSTELLUNG
Die beigefügten Ansprüche definieren diese Anmeldung. Die vorliegende Offenbarung fasst Aspekte der Ausführungsformen zusammen und dient nicht der Einschränkung der Ansprüche. Es sind andere Implementierungen gemäß den hier beschriebenen Techniken vorgesehen, wie für einen Durchschnittsfachmann nach der Prüfung der folgenden Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung ersichtlich sein wird, und diese Implementierungen sollen vom Umfang dieser Anmeldung eingeschlossen sein.
Offenbart werden Verfahren und Vorrichtungen zur infrastrukturorientierten Fahrzeugmodusauswahl. Ein beispielhaftes Fahrzeug beinhaltet einen GPS-Empfänger zum Bereitstellen einer Position des Fahrzeugs, Speicher, der Anweisungen speichert, und einen Prozessor. Der beispielhafte Prozessor veranlasst das Fahrzeug bei Ausführung der Anweisungen, (a) wenn sich das Fahrzeug in einer Umgebung einer interessierenden Infrastruktur befindet, einen Niedrigtraktionsanomaliewert zu bestimmen und (b) in Reaktion darauf, dass der Niedrigtraktionsanomaliewert einen Schwellenwert erfüllt, einen Fahrmodus des Fahrzeugs zu ändern.
Ein beispielhaftes Verfahren zum Verwalten eines Fahrmodus eines Fahrzeugs beinhaltet, wenn sich das Fahrzeug in einer Umgebung einer interessierenden Infrastruktur befindet, Bestimmen eines Niedrigtraktionsanomaliewerts. Außerdem beinhaltet das Verfahren in Reaktion darauf, dass der Niedrigtraktionsanomaliewert einen Schwellenwert erfüllt, Ändern eines Fahrmodus des Fahrzeugs.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis der Erfindung kann auf Ausführungsformen Bezug genommen werden, die in den folgenden Zeichnungen gezeigt sind. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht zwingend maßstabsgetreu und zugehörige Elemente können weggelassen werden, oder Proportionen können in einigen Fällen übertrieben worden sein, um die hier beschriebenen neuartigen Merkmale zu betonen und deutlich darzustellen. Außerdem können Systemkomponenten in unterschiedlicher Weise angeordnet sein, wie auf dem Gebiet bekannt. Ferner bezeichnen in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen in den mehreren Ansichten einander entsprechende Teile.

1 stellt ein Fahrzeug dar, das gemäß den Lehren dieser Offenbarung einen Fahrmodus auf Grundlage einer interessierenden Infrastruktur auswählt.
2 ist ein Blockdiagramm der Fahrmodusverwaltungseinrichtung des Fahrzeugs aus 1.
3 ist ein Blockdiagramm elektronischer Komponenten des Fahrzeugs aus 1.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Auswählen eines Fahrmodus auf Grundlage der interessierenden Infrastruktur, das durch die elektronischen Komponenten aus 3 implementiert werden kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Während die Erfindung in unterschiedlicher Form verkörpert sein kann, sind einige beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen in den Zeichnungen gezeigt und werden im Folgenden beschrieben, wobei es sich versteht, dass die vorliegende Offenbarung als ein Beispiel der Erfindung zu betrachten ist und die Erfindung nicht auf die spezifischen dargestellten Ausführungsformen beschränken soll.
Ein Fahrzeug beinhaltet Fahrmodi, wie etwa einen Komfortmodus, einen Sportmodus, einen Off-Road-Modus und/oder einen Stabilitätsmodus usw. Diese Fahrmodi betonen unterschiedliche Aspekte des Fahrens. Das Fahrzeug ändert die Fahrmodi durch Ändern der Einstellungen elektronischer Steuereinheiten (ECUs). Beispielsweise können die unterschiedlichen Fahrmodi unterschiedliche Grade des Ansprechens der Servolenkung, unterschiedliche Beschleunigungsprofile, unterschiedliche Aufhängungseinstellungen und/oder unterschiedliche Stabilitätssteuerungseinstellungen usw. aufweisen. Fahrer können die unterschiedlichen Fahrmodi auf Grundlage ihrer Vorliebe auswählen. Außerdem sind unterschiedliche Fahrmodi in unterschiedlichen Situationen vorteilhaft. Beim Einfädeln in den Verkehr nach einer Mautstation beispielsweise können das Beschleunigungsprofil und das Ansprechen des Gaspedals eines Sportfahrmodus wünschenswert sein.
Wie unten offenbart, überwacht das Fahrzeug seine Position, um zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug in der Nähe einer interessierenden Infrastruktur (z. B. einer Mautstation, einer Brücke, eines Tunnels, einer Auffahrt, einer Ausfahrt usw.) befindet. Wenn sich das Fahrzeug in der Nähe einer interessierenden Infrastruktur befindet, erkennt das Fahrzeug, ob eine Niedrigtraktionsanomalie erkannt wird. Die Niedrigtraktionsanomalie charakterisiert einen Wert für Situationen, in denen das Fahrzeug aufgrund von glatten Straßenbedingungen von den geplanten Aktionen oder einem gewünschten Weg eines Fahrers abweicht. Die Niedrigtraktionsanomalie beinhaltet eine Messung einer Längstraktionsanomalie (LTA) (mitunter auch als „Längstraktionsanomaliewert“ bezeichnet) und eine Messung einer Lateralanomale (LRA) (mitunter auch als „Lateralanomaliewert“ bezeichnet). Die Längstraktionsanomalie ist ein Wert, der eine Ansammlung von Warnungen des Antriebsschlupfregelungssystems (traction control system - TCS) charakterisiert, die im Laufe eines Zeitraums aktiviert wurden. Die Fahrzeug-TCS-Warnung wird aktiviert, wenn das Antriebsschlupfregelungssystem Glättebedingungen erkennt (z. B. Traktionsverlust an einem oder mehreren Rädern usw.). Die Lateralanomalie ist ein Wert, der die Abweichung eines Fahrzeugs von einem gewünschten Weg eines Fahrers charakterisiert. Die Lateralanomalie stellt eine Abweichung von einem gewünschten Weg eines Fahrers (wie z. B. durch eine modellbasierte Giergeschwindigkeitsvorhersage) im Vergleich zu einer Giergeschwindigkeit dar, die von einem Giergeschwindigkeitssensor gemessen wird, wobei die Differenz auf einen Traktionsverlust zurückzuführen ist. Wenn die Niedrigtraktionsanomalie kleiner als ein Schwellenwert ist, bestimmt das Fahrzeug einen Fahrmodus (z. B. Sportmodus, einen Antriebsschlupfregelungsmodus usw.). In einigen Beispielen präsentiert das Fahrzeug dem Fahrer den bestimmten Fahrmodus und fordert den Fahrer auf, den Übergang in den empfohlenen Fahrmodus zu akzeptieren oder zurückzuweisen. Zusätzlich oder alternativ schaltet der Fahrer in einigen Beispielen auf automatische Modusübergänge um. In solchen Beispielen geht das Fahrzeug in den empfohlenen Fahrmodus über, ohne den Fahrer aufzufordern, die Empfehlung zu akzeptieren oder abzulehnen.
1 stellt ein Fahrzeug 100 dar, das einen Fahrmodus auf Grundlage einer interessierenden Infrastruktur 102 auswählt, gemäß den Lehren dieser Offenbarung. Bei dem Fahrzeug 100 kann es sich um ein standardmäßiges benzinbetriebenes Fahrzeug, ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder ein Fahrzeug mit beliebiger anderer Mobilitätsmittelart handeln. Das Fahrzeug 100 beinhaltet Teile im Zusammenhang mit Mobilität, wie etwa einen Antriebsstrang, ein Getriebe, eine Aufhängung, eine Antriebswelle und/oder Räder usw. Das Fahrzeug 100 kann nichtautonom, halbautonom (indem z. B. einige Routineantriebsfunktionen vom Fahrzeug 100 gesteuert werden) oder autonom sein (indem z. B. Antriebsfunktionen vom Fahrzeug 100 ohne direkte Fahrereingabe gesteuert werden). Im dargestellten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 100 elektronische Steuereinheiten (ECUs) 104a-104d, einen GPS(global positioning system - globales Positionierungssystem)-Empfänger 106 (zum Bereitstellen der Koordinaten des Fahrzeugs 100) und eine Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108. In einigen Beispielen beinhaltet das Fahrzeug auch ein Kommunikationsmodul 110.
Die ECUs 104a-104d überwachen und steuern die Subsysteme des Fahrzeugs 100. Die ECUs 104a-104d übermitteln und tauschen Informationen über einen Fahrzeugdatenbus aus (z. B. den Fahrzeugdatenbus 308 aus 3 unten). Außerdem können die ECUs 104a-104d Eigenschaften (wie etwa Status der ECU 104a-104d, Sensormesswerte, Steuerzustand, Fehler- und Diagnosecodes usw.) an andere ECUs 104a-104d übermitteln und/oder von diesen empfangen. Einige Fahrzeuge 100 können siebzig oder mehr ECUs 104a-104d aufweisen, die an verschiedenen Positionen im Fahrzeug 100 angeordnet sind und kommunizierend durch den Fahrzeugdatenbus 308 gekoppelt sind. Die ECUs 104a-104d sind separate Sätze aus Elektronik, die ihre eigene(n) Schaltung(en) beinhalten (wie etwa integrierte Schaltungen, Mikroprozessoren, Arbeitsspeicher, Datenspeicher usw.) und Firmware, Sensoren, Stellglieder und/oder Montageteile.
Im dargestellten Beispiel beinhalten die ECUs 104a-104d eine Antriebsstrangsteuereinheit 104a, eine Lenksteuereinheit 104b, eine Aufhängungssteuereinheit 104c und ein Antriebsschlupfregelungssystem 104d. Die Antriebsstrangsteuereinheit 104a ermöglicht die Koordination zwischen Antriebssubsystemen des Fahrzeugs 100, wie etwa dem Motor, dem Getriebe und/oder der Antriebswelle. In einigen Beispielen beinhaltet die Antriebsstrangsteuereinheit 104a eine Motorsteuereinheit zum Überwachen und Steuern von Parametern des Motors (z. B. variable Nockentaktung, Zündtaktung, Drehzahlbegrenzung usw.), und die Getriebesteuereinheit zum Steuern des Getriebes (z. B. Bestimmen, wann ein Gangwechsel im Fahrzeug zur Kraftstoffeinsparung und Schaltqualität usw.). Die Lenksteuereinheit 104b unterstützt den Fahrer, um den Aufwand zu reduzieren, der zum Drehen des Lenkrads des Fahrzeugs 100 erforderlich ist, und misst den Winkel des Lenkrads. Die Aufhängungssteuereinheit 104c steuert die Höhe und Steifigkeit der Aufhängung des Fahrzeugs 100. Das Antriebsschlupfregelungssystem 104d erkennt, wenn ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs 100 Traktion an der Straßenoberfläche verlieren. Wenn beispielsweise das Fahrzeug 100 Traktion verliert, können ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs sich mit unterschiedlicher Drehzahl drehen. Wenn das Antriebsschlupfregelungssystem 104d einen Traktionsverlust erkennt, erzeugt das Antriebsschlupfregelungssystem 104d eine Antriebsschlupfregelungssystem(TCS)-Warnung. Außerdem führt das Antriebsschlupfregelungssystem 104d Gegenmaßnahmen (z. B. Bremsen, Schließen einer Drosselklappe usw.) aus, um den Traktionsverlust zu korrigieren.
Die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 empfiehlt und/oder implementiert einen Übergang in einen Fahrmodus auf Grundlage dessen, dass sie sich in der Nähe der interessierenden Infrastruktur 102 befindet. Die Fahrmodi sind eine Sammlung von Einstellungen für die ECUs 104a-104d zum Ändern der Fahrleistung des Fahrzeugs 100. Die Fahrmodi können beispielsweise einen Sportmodus beinhalten, der das Ansprechen des Lenkrads (z. B. die Lenksteuereinheit 104b) und das Beschleunigungsprofil (z. B. über die Antriebsstrangsteuereinheit 104a) ändert.
Wie ausführlicher in 2 unten offenbart, bestimmt die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108, ob sich das Fahrzeug 100 in der Nähe der interessierenden Infrastruktur 102 befindet. Die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 bestimmt die Koordinaten des Fahrzeugs 100 über den GPS-Empfänger 106. In einigen Beispielen bestimmt die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 die Koordinaten der interessierenden Infrastruktur of 102 aus Navigationsdaten, die sie von einem Navigationssystem empfängt. Alternativ oder zusätzlich ist die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 über das Kommunikationsmodul 110 kommunizierend an ein Ortungsgerät 112 gekoppelt, das an der interessierenden Infrastruktur 102 installiert ist. In solchen Beispielen empfängt die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 die Koordinaten der interessierenden Infrastruktur 102 vom Ortungsgerät 112. Wenn sich das Fahrzeug 100 in der Nähe der interessierenden Infrastruktur 102 befindet, bestimmt die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 einen Wert, der die Niedrigtraktionsanomalien charakterisiert, denen das Fahrzeug 100 unterliegt. Wenn der Wert einen Anomalieschwellenwert erfüllt (z. B. kleiner als dieser ist), empfiehlt und/oder implementiert die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 einen Fahrmodus. In einigen Beispielen beruht der empfohlene Fahrmodus auf der interessierenden Infrastruktur 102. Wenn beispielsweise die interessierende Infrastruktur 102 eine Mautstation ist, kann der empfohlene Fahrmodus ein Sportmodus (mit einem gesteigerten Beschleunigungsprofil usw.) sein, und wenn die interessierende Infrastruktur 102 eine Brücke ist, kann der empfohlene Fahrmodus in einem Wintermodus (mit einem gesteigerten Stabilitätsprofil usw.) sein. In einigen Beispielen stellt der Fahrer eine Vorliebe (z. B. über die Infotainment-Kopfeinheit 302 unten) dazu ein, ob die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 ohne weiteres Eingreifen des Fahrers in den empfohlenen Fahrmodus übergehen soll.
Das Kommunikationsmodul 110 beinhaltet Funknetzschnittstellen, um Kommunikation mit externen Netzen zu ermöglichen. Das Kommunikationsmodul 110 beinhaltet auch Hardware (z. B. Prozessoren, Arbeitsspeicher, Datenspeicher, Antenne usw.) und Software zum Steuern der Funknetzschnittstellen. Im dargestellten Beispiel beinhaltet das Kommunikationsmodul 110 eine oder mehrere Funkkommunikationssteuerungen für standardbasierte Netze (z. B. Global System for Mobile Communications (GSM), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Long Term Evolution (LTE), Code Division Multiple Access (CDMA), WiMAX (IEEE 802.16m); Near Field Communication (NFC); ein lokales Funknetz (einschließlich IEEE 802.11 a/b/g/n/ac oder anderen), dedizierte Kurzstreckenkommunikation (dedicated short range communication - DSRC) und Wireless Gigabit (IEEE 802.11ad) usw.). Bei dem oder den externen Netzen kann es sich um ein öffentliches Netz, wie etwa das Internet; ein privates Netz, wie etwa ein Intranet; oder Kombinationen davon, und können verschiedene Netzprotokolle nutzen, die jetzt verfügbar sind oder später entwickelt werden, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, TCP/IP-basierte Netzprotokolle.
2 ist ein Blockdiagramm der Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 des Fahrzeugs 100 aus 1. Im dargestellten Beispiel beinhaltet die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 eine beispielhafte Infrastrukturerkennungseinrichtung 202, eine beispielhafte Niedrigtraktionerkennungseinrichtung 204, eine beispielhafte Modusauswahleinrichtung 206 und eine beispielhafte Fahreranforderungseinrichtung 208.
Die beispielhafte Infrastrukturerkennungseinrichtung 202 bestimmt auf Grundlage der Koordinaten des Fahrzeugs 100 (z. B. vom GPS-Empfänger 106) und der Koordinaten der interessierenden Infrastruktur 102, wann sich das Fahrzeug 100 in der Nähe der interessierenden Infrastruktur 102 befindet. In einigen Beispielen bestimmt die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 die Koordinaten der interessierenden Infrastruktur of 102 aus Navigationsdaten, die sie von einem Navigationssystem empfängt. Alternativ oder zusätzlich ist die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 über das Kommunikationsmodul 110 kommunizierend an ein Ortungsgerät 112 gekoppelt, das an der interessierenden Infrastruktur 102 installiert ist. In solchen Beispielen empfängt die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 die Koordinaten der interessierenden Infrastruktur 102 vom Ortungsgerät 112. In einigen Beispielen bestimmt Infrastrukturerkennungseinrichtung 202, dass sich das Fahrzeug 100 in der Nähe der interessierenden Infrastruktur 102 befindet, gemäß Gleichung (1) unten. $V (G P S_{L A T}, G P S_{L O N G}) = Ι (G P S_{L A T}, G P S_{L O N G}) \pm α$
In Gleichung (1) oben ist V(GPS_LAT, GPS_LONG) die Breitenkoordinate und Längenkoordinaten des Fahrzeugs 100, I(GPS_LAT, GPS_LONG) ist die Breitenkoordinate und Längenkoordinaten der interessierenden Infrastruktur 102, und α ist eine Konstante zur Berücksichtigung der Ungenauigkeit des GPS-Empfängers 106.
Die Niedrigtraktionserkennungseinrichtung 204 bestimmt den Wert, der die Niedrigtraktionsanomalie darstellt, auf Grundlage eines Werts der Längstraktionsanomalie (LTA) und eines Werts der Lateralanomalie (LRA). Die LTA beinhaltet Akkumulatoren zum Verfolgen der Aktivierung der TCS-Warnung. Die TCS-Warnung wird von dem Fahrzeugdatenbus (z. B. dem Fahrzeugdatenbus 308 aus 3 unten) erlangt. In einigen Beispielen weist die LTA einen Wert zwischen null und eins (z. B. gedeckelt bei eins) auf. Werte näher an Eins deuten auf eine erhöhte Wahrscheinlichkeit von Glättebedingungen hin und Werte näher an Null deuten auf eine geringere Wahrscheinlichkeit von Glättebedingungen hin. Der LTA-Wert wird nach einer Zeitspanne (z. B. alle zwei oder drei Minuten usw.) zurück auf null gesetzt. In einigen Beispielen wird der Wert der Längstraktionsanomalie (LTA) gemäß Gleichung (2) unten bestimmt. $L T A (k) = L T A (k - 1) + e$
In Gleichung (2) oben ist LTA(k) die aktuelle LTA, LTA(k-1) ist der vorherige Wert der LTA und e ist ein inkrementeller Wert. In einigen Beispielen ist e 0,25. Wenn e größer ist, bewirken weniger TCS-Änderungen, dass die Niedrigtraktionserkennungseinrichtung 204 bestimmt, dass die Straße Glättebedingungen aufweist. In einigen Beispielen wird die LRA auf Grundlage von Gleichung (3) unten berechnet. $L R A = \frac{a b s (L_{D E S} - L_{P R E D})}{γ}$
In Gleichung (3) oben ist abs() die Absolutwertfunktion, L_DES ist eine gemessene Giergeschwindigkeit (z. B. gemessen von einem Giergeschwindigkeitssensor), L_PRED ist eine modellbasierte Vorhersage der Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 auf Grundlage von Eingaben vom Lenkrad und y ist ein Skalierungsfaktor, der die LRA auf zwischen eins und null liegend skaliert. Die Niedrigtraktionserkennungseinrichtung 204 bestimmt, dass der Wert, der die Niedrigtraktionsanomalie darstellt, das Maximum der LTA oder der LRA ist.
Die Modusauswahleinrichtung 206 bestimmt, ob das Fahrzeug 100 in einen anderen Fahrmodus übergehen sollte. Wenn sich das Fahrzeug 100 in der Nähe der interessierenden Infrastruktur 102 befindet (was von der Infrastrukturerkennungseinrichtung 202 bestimmt wird), bestimmt die Modusauswahleinrichtung 206, ob der Wert, der die Niedrigtraktionsanomalie darstellt, den Anomalieschwellenwert erfüllt (z. B. kleiner ist als dieser). Wenn der Wert, der die Niedrigtraktionsanomalie darstellt, den Anomalieschwellenwert erfüllt, bestimmt die Modusauswahleinrichtung 206 eine Empfehlung für einen Fahrmodus. In einigen Beispielen beinhaltet die Modusauswahleinrichtung 206 eine Nachschlagetabelle, die Arten von interessierender Infrastruktur 102 Fahrmodi zuordnet. Beispielsweise kann die Nachschlagetabelle Mautstationen einem Sportmodus zuordnen. Alternativ oder zusätzlich empfängt die Modusauswahleinrichtung 206 in einigen Beispielen über das Kommunikationsmodul 110 einen empfohlene Fahrmodus von der interessierenden Infrastruktur 102. In einigen Beispielen empfängt die Modusauswahleinrichtung 206 eine Modusauswahl 210, die angibt, ob der Fahrer den manuellen Modus oder den Automatikmodus bevorzugt. Wenn die Modusauswahl 210 den Automatikmodus angibt, kommuniziert die Modusauswahleinrichtung 206 mit den ECUs 104a-104d, um ihre Einstellungen gemäß dem empfohlenen Fahrmodus zu ändern. Wenn die Modusauswahl 210 den manuellen Modus angibt, fordert die Fahreranforderungseinrichtung 208 den Fahrer (z. B. über die Infotainment-Kopfeinheit 302 aus 3 unten) auf, den empfohlenen Fahrmodus zu akzeptieren. In Reaktion darauf, dass der Fahrer den empfohlenen Fahrmodus akzeptiert, kommuniziert die Modusauswahleinrichtung 206 mit den ECUs 104a-104d, um ihre Einstellungen gemäß dem empfohlenen Fahrmodus zu ändern.
3 ist ein Blockdiagramm elektronischer Komponenten 300 des Fahrzeugs 100 aus 1. Im dargestellten Beispiel beinhalten die elektronischen Komponenten 300 die ECUs 104a-104d, den GPS-Empfänger 106, das Kommunikationsmodul 110, eine Infotainment-Kopfeinheit 302, eine Bordrechenplattform 304, Sensoren 306 und einen Fahrzeugdatenbus 308.
Die Infotainment-Kopfeinheit 302 stellt eine Schnittstelle zwischen dem Fahrzeug 100 und einem Benutzer bereit. Die Infotainment-Kopfeinheit 302 beinhaltet digitale und/oder analoge Schnittstellen (z. B. Eingabevorrichtungen und Ausgabevorrichtungen), um eine Eingabe von dem oder den Benutzern zu empfangen und Informationen anzuzeigen. Die Eingabevorrichtungen können beispielsweise einen Reglerknopf, ein Instrumentenfeld, eine Digitalkamera zur Bildaufnahme und/oder Erkennung visueller Befehle, einen Touchscreen, eine Audioeingabevorrichtung (z. B. Fahrgastzellenmikrofon), Tasten oder ein Touchpad beinhalten. Die Ausgabevorrichtungen können Instrumentenclusterausgaben (z. B. Drehregler, Leuchtvorrichtungen), Stellglieder, eine Heads-up-Anzeige, eine Mittelkonsolenanzeige (z. B. eine Flüssigkristallanzeige („LCD“), eine organische Leuchtdioden(„OLED“)-Anzeige, eine Flachbildschirmanzeige, eine Festkörperanzeige usw.) und/oder Lautsprecher beinhalten. Im dargestellten Beispiel beinhaltet die Infotainment-Kopfeinheit 302 Hardware (z. B. einen Prozessor oder eine Steuerung, Arbeitsspeicher, Datenspeicher usw.) und Software (z. B. ein Betriebssystem usw.) für ein Infotainmentsystem (wie etwa SYNC® und MyFord Touch® von Ford®, Entune® von Toyota®, IntelliLink® von GMC® usw.). Außerdem zeigt die Infotainment-Kopfeinheit 302 das Infotainmentsystem beispielsweise auf der Mittelkonsolenanzeige an. In einigen Beispielen fordert die Fahreranforderungseinrichtung 208 den Fahrer über eine der Ausgabevorrichtungen auf und empfängt eine Bestätigung oder Ablehnung des Fahrmodus über die Eingabevorrichtungen.
Die Bordrechenplattform 304 beinhaltet einen Prozessor oder eine Steuerung 310 und Arbeitsspeicher 312. Im dargestellten Beispiel ist die Bordrechenplattform 304 so strukturiert, dass sie die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 beinhaltet. Alternativ kann die Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 in einigen Beispielen in eine andere elektronische Steuereinheit (ECU) mit einem eigenen Prozessor und Speicher integriert sein, wie etwa die Antriebsstrangsteuereinheit 104a. Der Prozessor oder Steuerung 310 kann eine beliebige geeignete Verarbeitungsvorrichtung oder ein Satz von Verarbeitungsvorrichtungen sein, wie etwa, ohne darauf beschränkt zu sein: ein Mikroprozessor, eine mikrocontrollerbasierte Plattform, eine geeignete integrierte Schaltung, ein oder mehrere feldprogrammierbare Gatearrays (FPGAs) und/oder eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs). Bei dem Speicher 312 kann es sich um flüchtigen Speicher (z. B. RAM, der nicht flüchtigen RAM, magnetischen RAM, ferroelektrischen RAM und beliebige andere geeignete Formen beinhalten kann); nicht flüchtigen Speicher (z. B. Plattenspeicher, FLASH-Speicher, EPROMs, EEPROMs, memristorbasierten nicht flüchtigen Festkörperspeicher usw.), unveränderlichen Speicher (z. B. EPROMs), Lesespeicher und/oder Hochkapazitätsspeichervorrichtungen (z. B. Festplattenlaufwerke, Festkörperspeicherlaufwerke usw.). In einigen Beispielen beinhaltet der Speicher 312 mehrere Arten von Speicher, insbesondere flüchtigen Speicher und nicht flüchtigen Speicher.
Der Speicher 312 ist ein computerlesbares Medium, auf dem ein oder mehrere Sätze Anweisungen, wie etwa die Software zum Ausführen der Verfahren der vorliegenden Offenbarung, eingebettet sein können. Die Anweisungen können ein oder mehrere Verfahren oder Logik wie hier beschrieben verkörpern. In einer bestimmten Ausführungsform können die Anweisungen während der Ausführung der Anweisungen vollständig oder wenigstens teilweise in einem oder mehreren von dem Speicher 312, dem computerlesbaren Medium und/oder in dem Prozessor 310 angesiedelt sein.
Die Begriffe „nicht transitorisches computerlesbares Medium“ und „computerlesbares Medium“ sind als ein einzelnes Medium oder mehrere Medien beinhaltend zu verstehen, wie etwa eine zentralisierte oder verteilte Datenbank und/oder zugehörige Cache-Speicher und Server, die einen oder mehrere Sätze Anweisungen speichern. Die Begriffe „nicht transitorisches computerlesbares Medium“ und „computerlesbares Medium“ beinhalten auch ein beliebiges greifbares Medium, das dazu in der Lage ist, einen Satz Anweisungen zur Ausführung durch einen Prozessor, oder die ein System veranlassen, ein oder mehrere der hier offenbarten Verfahren oder Vorgänge durchzuführen, zu speichern, zu codieren oder zu tragen. Im hier verwendeten Sinne ist der Begriff „computerlesbares Medium“ ausdrücklich derart definiert, dass er jede beliebige Art von computerlesbarer Speichervorrichtung und/oder Speicher-Disk einschließt und das Verbreiten von Signalen ausschließt.
Die Sensoren 306 können in beliebiger geeigneter Weise in und um das Fahrzeug 100 angeordnet sein. Die Sensoren 306 können dazu angebracht sein, Eigenschaften um das Äußere des Fahrzeugs 100 herum zu messen. Außerdem können einige Sensoren 306 im Inneren der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 100 oder in der Karosserie des Fahrzeugs 100 angebracht sein (wie etwa im Motorraum, in den Radschächten usw.), um Eigenschaften im Inneren des Fahrzeugs 100 zu messen. Beispielsweise können die Sensoren 306 Beschleunigungsmesser, Kilometerzähler, Tachometer, Neigungs- und Gierungssensoren, Raddrehzahlsensoren, Mikrofone, Reifendrucksensoren und biometrische Sensoren usw. beinhalten.
Der Fahrzeugdatenbus 308 koppelt die ECUs 104a-104d, den GPS-Empfänger 106, das Kommunikationsmodul 110, die Infotainment-Kopfeinheit 302 und die Bordrechenplattform 304 kommunizierend. In einigen Beispielen beinhaltet der Fahrzeugdatenbus 308 einen oder mehrere Datenbusse. Der Fahrzeugdatenbus 308 kann gemäß einem CAN(Controller Area Network)-Busprotokoll wie von der International Standards Organization (ISO) 11898-1 definiert, einem MOST(Media Oriented Systems Transport)-Busprotokoll, ein CAN-FD(CAN flexible data)-Busprotokoll (ISO 11898-7) und ein K-line-Busprotokoll (ISO 9141 und ISO 14230-1), und/oder ein Ethernet™-Busprotokoll IEEE 802.3 (ab 2002) usw.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Auswählen eines Fahrmodus auf Grundlage der interessierenden Infrastruktur 102, das durch die elektronischen Komponenten 300 aus 3 implementiert werden kann. Anfangs an Block 402 überwachen die Infrastrukturerkennungseinrichtung 202 und die Niedrigtraktionserkennungseinrichtung 204 Fahrzeugtelematikdaten (z. B. von Sensoren 306) und Positionsdaten (z. B. vom GPS-Empfänger 106). An Block 404 bestimmt die Infrastrukturerkennungseinrichtung 202, ob sich das Fahrzeug 100 in der Nähe der interessierenden Infrastruktur 102 befindet. In einigen Beispielen bestimmt Infrastrukturerkennungseinrichtung 202, ob sich das Fahrzeug 100 in der Nähe der interessierenden Infrastruktur 102 befindet, gemäß Gleichung (1) oben. Wenn sich an Block 406 das Fahrzeug 100 in der Nähe der interessierenden Infrastruktur 102 befindet, fährt das Verfahren mit Block 408 fort. Wenn sich das Fahrzeug 100 nicht in der Nähe der interessierenden Infrastruktur 102 befindet, kehrt das Verfahren zu Block 402 zurück.
An Block 408 bestimmt die Niedrigtraktionerkennungseinrichtung 204 den Wert der Längstraktionsanomalie (LTA) und den Wert der Lateralanomalie (LRA). In einigen Beispielen bestimmt die Niedrigtraktionerkennungseinrichtung 204 den Wert der Längstraktionsanomalie (LTA) gemäß Gleichung (2) oben. In einigen Beispielen bestimmt die Niedrigtraktionerkennungseinrichtung 204 den Wert der Lateralanomalie (LRA) gemäß Gleichung (3) oben. An Block 410 bestimmt die Modusauswahleinrichtung 206, ob das Maximum der LTA oder der LRA den Anomalieschwellenwert (λ) erfüllt (z. B. kleiner ist als dieser). Wenn das Maximum der LTA oder der LRA den Anomalieschwellenwert (λ) erfüllt, fährt das Verfahren mit Block 412 fort. Wenn dagegen das Maximum der LTA oder der LRA den Anomalieschwellenwert (λ) nicht erfüllt, kehrt das Verfahren zu Block 402 zurück.
An Block 412 bestimmt die Modusauswahleinrichtung 206 einen empfohlenen Fahrmodus auf Grundlage der interessierenden Infrastruktur 102 und/oder der Straßenbedingungen. An Block 414 bestimmt die Modusauswahleinrichtung 206, ob der Fahrer den Automatikmodus ausgewählt hat (was von der Modusauswahl 210 angegeben wird). Wenn der Fahrer den Automatikmodus ausgewählt hat, fährt das Verfahren mit Block 416 fort. Wenn dagegen der Fahrer den manuellen Modus ausgewählt hat, fährt das Verfahren mit Block 418 fort. An Block 416 übermittelt die Modusauswahleinrichtung 206 Einstellungen an die ECUs 104a-104d, um den Fahrmodus zu ändern. An Block 418 bestimmt die Fahreranforderungseinrichtung 208, ob der Fahrer den empfohlenen Fahrmodus bestätigt hat. Wenn der Fahrer den empfohlenen Fahrmodus bestätigt, fährt das Verfahren mit Block 416 fort. Wenn der Fahrer den empfohlenen Fahrmodus dagegen nicht bestätigt, kehrt das Verfahren zu Block 402 zurück.
Das Ablaufdiagramm 4 stellt maschinenlesbare Anweisungen dar, die im Speicher (wie etwa dem Speicher 312 aus 3) gespeichert sind, und die ein oder mehrere Programme, die bei Ausführung durch einen Prozessor (wie etwa den Prozessor 310 aus 3) das Fahrzeug 100 veranlassen, um die beispielhafte Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 aus 1 und 2 zu implementieren. Obwohl ferner das oder die beispielhaften Programme unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm aus 4 beschrieben werden, können viele andere Verfahren zum Implementieren der beispielhaften Fahrmodusverwaltungseinrichtung 108 alternativ verwendet werden. Beispielsweise kann die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke geändert werden, und/oder einige der beschriebenen Blöcke können geändert, eliminiert oder kombiniert werden.
In dieser Anmeldung soll die Verwendung der disjunktiven Form die konjunktive Form einschließen. Die Verwendung bestimmter oder unbestimmter Artikel soll keine Kardinalität angeben. Insbesondere soll die Bezugnahme auf „das“ Objekt oder „ein“ Objekt auch eins einer möglichen Vielzahl von Objekten bezeichnen. Ferner kann die Konjunktion „oder“ zum Vermitteln von Merkmalen verwendet werden, die gleichzeitig vorliegen, anstelle von sich gegenseitig ausschließenden Alternativen. Mit anderen Worten, die Konjunktion „oder“ soll auch „und/oder“ einschließen. Die Begriffe „beinhaltet“, „beinhaltend“ und „beinhalten“ sind einschließend und weisen jeweils denselben Umfang wie „umfasst“, „umfassend“ und „umfassen“ auf.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen, insbesondere etwaige „bevorzugte Ausführungsformen“, sind mögliche Beispiele von Implementierungen und dienen lediglich einem klaren Verständnis der Grundgedanken der Erfindung. Viele Abwandlungen und Modifikationen können an der oder den oben beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne wesentlich vom Geist und von den Grundgedanken der hier beschriebenen Techniken abzuweichen. Entsprechend ist vorgesehen, dass alle Abwandlungen in den Umfang dieser Offenbarung fallen und durch die nachfolgenden Ansprüche geschützt sind.

Claims

Fahrzeug, umfassend: einen GPS-Empfänger zum Bereitstellen einer Position des Fahrzeugs; Speicher zum Speichern von Anweisungen; und einen Prozessor, der beim Ausführen der Anweisungen das Fahrzeug dazu veranlasst: wenn sich das Fahrzeug in einer Umgebung einer interessierenden Infrastruktur befindet, einen Niedrigtraktionsanomaliewert zu bestimmen; und in Reaktion darauf, dass der Niedrigtraktionsanomaliewert einen Schwellenwert erfüllt, den Fahrmodus des Fahrzeugs zu ändern.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen zum Bestimmen des Niedrigtraktionsanomaliewerts das Fahrzeug dazu veranlassen, einen Längstraktionsanomaliewert und einen Lateralanomaliewert zu berechnen.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Niedrigtraktionsanomaliewert der größere von dem Längstraktionsanomaliewert und dem Lateralanomaliewert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Längstraktionsanomaliewert und der Lateralanomaliewert Zahlen zwischen null und eins sind.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Längstraktionsanomaliewert auf einer Anzahl von Warnungen von einem Antriebsschlupfregelungssystem des Fahrzeugs über einen Zeitraum beruht.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Lateralanomaliewert auf einer Differenz zwischen einer ersten Giergeschwindigkeit, die von einem Giergeschwindigkeitssensor gemessen wird, und einer zweiten Giergeschwindigkeit beruht, die auf Grundlage einer Eingabe von einem Lenkrad des Fahrzeugs vorhergesagt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Speicher eine Nachschlagetabelle speichert, die die interessierende Infrastruktur dem Fahrmodus zuordnet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, beinhaltend eine Funkkommunikationssteuerung, um den Fahrmodus von der interessierenden Infrastruktur zu empfangen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die interessierende Infrastruktur eine Mautstation ist und der Fahrmodus ein Sportmodus ist.
Verfahren zum Verwalten eines Fahrmodus eines Fahrzeugs, umfassend: wenn sich das Fahrzeug in einer Umgebung einer interessierenden Infrastruktur befindet, Bestimmen eines Niedrigtraktionsanomaliewerts mit einem Prozessor; und in Reaktion darauf, dass der Niedrigtraktionsanomaliewert einen Schwellenwert erfüllt, Ändern des Fahrmodus des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bestimmen des Niedrigtraktionsanomaliewerts Berechnen eines Längstraktionsanomaliewerts und eines Lateralanomaliewerts beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Niedrigtraktionsanomaliewert der größere von dem Längstraktionsanomaliewert und dem Lateralanomaliewert ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Längstraktionsanomaliewert auf einer Anzahl von Warnungen von einem Antriebsschlupfregelungsystem des Fahrzeugs über einen Zeitraum beruht und der Lateralanomaliewert auf einer Differenz zwischen einer ersten Giergeschwindigkeit, die von einem Giergeschwindigkeitssensor gemessen wird, und einer zweiten Giergeschwindigkeit beruht, die auf Grundlage einer Eingabe von einem Lenkrad des Fahrzeugs vorhergesagt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, beinhaltend Abrufen einer Nachschlagetabelle, die eine Art der interessierenden Infrastruktur dem Fahrmodus zuordnet, aus einem Speicher.
Verfahren nach Anspruch 10, beinhaltend Empfangen des Fahrmodus von der interessierenden Infrastruktur über eine Funkkommunikationssteuerung.