-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Zielgangs eines Kraftfahrzeuggetriebes, wobei bei der Ermittlung des Zielganges zumindest ein Eingangswert berücksichtigt wird.
-
Es ist bekannt, den für den Betrieb eines Kraftfahrzeugs effizientesten Gang als Zielgang zu bestimmen. Hierzu kann beispielsweise ein metrischer Effizienzwert des eingelegten Gangs mit dem Wert eines ersten oder mehrerer Alternativgänge verglichen werden. Dabei wird als Eingangswert üblicherweise zumindest die Momentangeschwindigkeit berücksichtigt.
-
Falls der Zielgang nicht der eingelegte Gang ist, kann der Zielgang als Schaltempfehlung entweder angezeigt werden oder bei einem Automatikgetriebe auch der Zielgang direkt über die Steuerungseinrichtung eingelegt werden.
-
Dabei besteht das Problem, dass sich bei kurzfristig ändernden Rahmenbedingungen der Zielgang ändert. Dadurch kann es dazu kommen, dass das Kraftfahrzeug unnötige Schaltvorgänge ausführt und auch in wenig effizienten Gängen fährt.
-
Zur Lösung dieses Problems wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass als wenigstens ein Eingangswert wenigstens ein Signal eines Bildsensors verwendet wird. Bildsensoren befinden sich bereits heute in vielen Kraftfahrzeugen. Für autonom fahrende Kraftfahrzeuge sind sie unverzichtbar. Das heißt, dass die Signale in vielen Kraftfahrzeugen bereits vorhanden sind. Durch die zusätzliche Verwendung bei der Bestimmung eines Zielganges wird der Signalnutzen weiter erhöht.
-
Als Signal wird dabei jeder über den Bildsensor erzeugte Wert bzw. jede Information angesehen. Es kann sich also um Rohdaten handeln, die der Bildsensor aufnimmt. Es kann sich aber auch um weiter verarbeitete Daten handeln, wobei die Rohdaten durch post processing-Schritte umgewandelt wurden. Bei dem Signal kann es sich auch um eine Information handeln, die auf den Daten des Bildsensors basiert, aber keine eigentliche Bildinformation enthält. Ein Beispiel hierfür sind Informationen über Verkehrsschilder, die aus den Rohdaten ermittelt wurden.
-
Bevorzugt wird also allgemeiner formuliert als wenigstens ein Eingangswert wenigstens ein Signal eines Bildsensors über eine zukünftige Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet. Diese kann in einer ersten Ausgestaltung aus einem Verkehrszeichen ermittelt werden. Es handelt sich also um eine prädizierte Fahrzeuggeschwindigkeit.
-
Beispielsweise kann das Signal eine Geschwindigkeitsinformation enthalten. Insbesondere kann das Signal eine Geschwindigkeitsbegrenzungsinformation enthalten. Wird über eine Kamera ein Bild der vorausliegenden Fahrtstrecke aufgenommen, so kann dieses Verkehrszeichen enthalten. Gibt eines der Verkehrszeichen eine Geschwindigkeitsbegrenzung vor, so kann dies über eine entsprechende Software aus den Bilddaten herausgefiltert werden. Hierdurch erhält man eine Information über die zukünftige Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Bei der Ermittlung des Zielgangs kann dadurch nicht nur auf die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit sondern auch auf die zukünftige Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgegriffen werden.
-
Besonders bevorzugt kann das Signal eine Abstandsinformation zur Geschwindigkeitsbegrenzungsinformation aufweisen. Es kann sich auch um zwei separate Signale handeln, wobei eine Zuordenbarkeit aber gegeben ist. Ist das die Geschwindigkeit begrenzende Verkehrsschild in einer größeren Entfernung angeordnet, so kann ein vorheriges hoch- oder herunterschalten die Effizienz des Fahrbetriebs steigern. Die Effizienz des Fahrbetriebs ist dadurch immer gewährleistet.
-
Weiterhin kann das Signal eine Überholinformation enthalten. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass auch mehrere Signale von Bildsensoren verwendet werden können. Es kann also sowohl ein Signal einer Geschwindigkeitsinformation als auch ein Signal einer Überholinformation berücksichtigt werden. Eine Überholinformation kann beispielsweise darin bestehen, dass als Kraftfahrzeugposition die Gegenspur auf einer Land- oder Bundesstraße erkannt wird. Bei einer Autobahn ist die Beurteilung wieder differenziert vorzunehmen. Auf einer Land- oder Bundesstraße ist es nämlich so, dass eine vorliegende Geschwindigkeitsbegrenzung bei der Ermittlung des Zielgangs unberücksichtigt bleibt, um den Überholvorgang optimiert auszuführen. In diesem Fall ist auch die Effizienz von untergeordneter Bedeutung. Bei der Bestimmung des Zielganges ist das wesentliche Kriterium die ermöglichte Beschleunigung.
-
Die Überholinformation kann aber auch darin bestehen, dass das zu überholende Objekt überholt ist oder beinahe überholt ist und keine Beschleunigung mehr stattfindet. Dann kann der Zielgang wieder im Hinblick auf Effizienzkriterien ausgewählt werden. Beschleunigt ein Kraftfahrzeug beim Überholen eines Lastkraftwagens beispielsweise von 60 auf 100 km/h so ist während der Beschleunigungsphase der Zielgang beispielsweise der 4. Gang. Nach dem Erreichen einer Geschwindigkeit von 100 km/h und einer nicht mehr erfolgenden Beschleunigung kann als Zielgang der 6. Gang vorliegen. Die Überholinformation ist in beiden Momenten diejenige, dass ein Überholvorgang vorliegt. Unter zusätzlicher Berücksichtigung einer Beschleunigungsinformation kann der Zielgang aber unterschiedlich ausfallen. Die Überholinformation wird dabei aus den Daten eines Bildsensors gewonnen.
-
Vorteilhafterweise kann in Abhängigkeit des Signals des Bildsensors die Auswahl des Zielganges eingeschränkt werden. Beispielsweise können Zielgänge höher als der eingelegte Gang verhindert werden.
-
Bevorzugt kann das Signal aus einer durch den Bildsensor abgebildeten Signalanlage ermittelt werden. Die Signalanlage kann beispielsweise als Ampel mit wenigstens zwei, insbesondere genau drei, Lichtsignalen ausgebildet sein. Insbesondere kann die Schaltstellung der Signalanlage berücksichtigt werden. Steht die Ampel auf Rot wird gebremst und der Zielgang wird kleiner sein als der momentane Gang. Bei Grün kann dagegen ungehindert weitergefahren werden.
-
Insbesondere kann der Zielgang auch in Abhängigkeit der Entfernung zur Ampel bestimmt werden. Ist die Ampel über eine vorgegebene Strecke entfernt beeinflusst sie die Gangwahl nicht. Unterschreitet die Entfernung einen vorgebbaren Wert wird, zumindest wenn sie rot ist, ein Absenken der Geschwindigkeit und ein entsprechender Gangwechsel notwendig.
-
Insbesondere kann der Zielgang auch in Abhängigkeit einer bekannten Funktionsweise der Signalanlage bestimmt werden. Ändert sich das von der Signalanlage ausgegebene Lichtsignal bekannter weise in einer bestimmten Reihenfolge und/oder einem zeitlich vorgegebenen Takt und/oder in Abhängigkeit einer Positionierung eines Verkehrsteilnehmers an einer angrenzenden Seitenstraße und/oder in Abhängigkeit der Position des eigenen Autos, so kann die zu erwartende Änderung des Lichtsignals über eine entsprechende Software aus den Bilddaten herausgefiltert werden. Hierdurch erhält man eine Information über die zukünftige Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Bei der Ermittlung des Zielgangs kann dadurch nicht nur auf die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit sondern auch auf die zukünftige Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgegriffen werden.
-
Vorzugsweise kann als Bildsensor eine RGB-Kamera verwendet werden. Als RGB-Kamera wird in der vorliegenden Anmeldung eine Kamera bezeichnet, die Bilddaten in Wellenbereichen des sichtbaren Lichts aufnimmt. Zusätzlich oder alternativ kann als Bildsensor wenigstens eine IR-Kamera verwendet werden. Weiterhin zusätzlich oder alternativ kann auch wenigstens ein LIDAR-System und/oder wenigstens ein Radarsensor verwendet werden. Weiterhin kann auch jeder andere beliebige Bildsensor verwendet werden.
-
Die Bildsensoren können einzeln oder in Kombination und dabei jeweils in einer beliebigen Anzahl kombiniert werden.
-
Bevorzugt ist das Signal des Bildsensors gleichzeitig ein Signal eines Fahrerassistenzsystems. Beispielsweise werden Geschwindigkeitsbegrenzungsinformationen von Navigationseinrichtungen erfasst und im Display eines Kraftfahrzeugs angezeigt. Diese Information ist also bereits vorhanden, ihre zusätzliche Benutzung bei der Auswahl des Zielganges bringt daher ausschließlich Zusatznutzen.
-
Vorteilhafterweise kann der ermittelte Zielgang als Schaltempfehlung ausgegeben oder zum Schalten verwendet werden. Bei Kraftfahrzeugen mit Handschaltgetriebe wird bevorzugt die Schaltempfehlung ausgegeben und bei Kraftfahrzeugen mit Automatikgetrieben, also bei Kraftfahrzeugen mit Automatgetriebe, automatisiertem Schaltgetriebe oder Doppelkupplungsgetriebe, wird der Zielgang direkt verwendet.
-
Daneben betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
- 1 ein Kraftfahrzeug,
- 2 einen Ablaufplan eines Verfahrens zur Bestimmung eines Zielgangs in einer ersten Ausgestaltung, und
- 3 einen Ablaufplan eines Verfahrens zur Bestimmung eines Zielgangs in einer zweiten Ausgestaltung.
-
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Antriebseinrichtung 2 und einem Getriebe 3. Bei der Antriebseinrichtung 2 handelt es sich üblicherweise um einen Verbrennungsmotor. Das Getriebe 3 kann als Doppelkupplungsgetriebe, Automatgetriebe, automatisiertes Schaltgetriebe oder Handschaltgetriebe ausgestaltet sein. Eine gegebenenfalls notwendige Kupplung ist nicht dargestellt. Mit der Antriebseinrichtung 2 und dem Getriebe 3 ist eine Steuerungseinrichtung 4 verbunden. Diese kann entweder ausschließlich Sensorsignale aufnehmen oder auch die Antriebseinrichtung 2 und/oder das Getriebe 3 steuern.
-
Das Kraftfahrzeug kann weiterhin einen oder mehrere Elektromotoren aufweisen. Weiterhin kann das Kraftfahrzeug 1 über ein oder mehrere Fahrerassistenzsysteme 5 verfügen. Dabei können Signale 6 des Fahrerassistenzsystems 5 von der Steuerungseinrichtung 4 verarbeitet werden. Dabei können die Signale 6 vorverarbeitet sein oder auch nicht. Sie können direkt vom Fahrerassistenzsystem 5 zur Steuerungseinrichtung 4 übertragen werden, aus einem Datenspeicher abgerufen werden, wo sie vom Fahrerassistenzsysteme 5 abgelegt wurden oder beispielsweise über den CAN-Bus erhalten werden.
-
Weiterhin kann das Kraftfahrzeug 1 eine RGB-Kamera 7 und/oder einen Radarsensor 8 und/oder ein LIDAR-System 9 und/oder eine Infrarotkamera aufweisen. Von der RGB-Kamera 7 können Signale 12, vom Radarsensor 8 Signale 14, vom LIDAR-System 9 Signale 16 und von der Infrarotkamera 10 Signale 18 zur Steuerungseinrichtung 4 gelangen.
-
Statt einer direkten Signalübergabe kann auch vorgesehen sein, dass die RGB-Kamera 7, der Radarsensor 8, das LIDAR-System 9 und/oder die Infrarotkamera 10 Teile eines Fahrerassistenzsystems 5 sind oder allgemein als Bildsensoren im Kraftfahrzeug vorhanden sind. Dann können unterschiedliche Signalverarbeitungseinheiten auf die jeweiligen Signale zurückgreifen und weiterverarbeitete Signale bereitstellen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sich mehrere Fahrerassistenzsysteme eine Auswerteeinheit teilen, da die mehreren Fahrerassistenzsysteme auf dieselbe Information zurückgreifen.
-
Wesentlich ist am Ende also, dass die Steuerungseinrichtung 4 auf die Signale 6, 12, 14, 16 und 18 zurückgreifen kann unabhängig davon, zu welchem System die Bildsensoren zurückgehörig sind und in welchem Verarbeitungszustand sich die Signale 6, 12, 14, 16 und 18 befinden.
-
2 zeigt ein Ablaufschema zur Ermittlung eines Zielgangs. In Schritt S1 wird als erster Eingangswert die aktuelle Fahrgeschwindigkeit eingelesen. In Schritt S2 wird ein Signal 12 der RGB-Kamera 7 eingelesen. Das Signal 12 ist in diesem Fall ein Geschwindigkeitsbegrenzungssignal. Es handelt sich hierbei um ein Verkehrszeichenerkennungssystem bereitgestelltes Signal, das aus den Daten einer Kamera gewonnen wird. Dieses wertet die Verkehrsschilder aus und insbesondere diejenigen Verkehrsschilder, die eine Geschwindigkeitsbegrenzung anzeigen.
-
In Schritt S3 wird der Zielgang unter Berücksichtigung der aktuellen Fahrgeschwindigkeit ermittelt und in Schritt S4 der Zielgang unter Berücksichtigung des Signals 12. In Schritt S5 werden dann der Zielgang die die beiden ermittelten Zielgänge miteinander verglichen und bei Übereinstimmung in Schritt S6 entweder der Zielgang eingelegt oder der ermittelte Zielgang als Schaltempfehlung ausgegeben.
-
Bei nicht übereinstimmen der Zielgänge kann entweder der in Schritt S4 ermittelte Zielgang übernommen werden oder es können weitere Entscheidungskriterien herangezogen werden.
-
3 zeigt ein abgewandeltes Schema zum Ermitteln eines Zielgangs. Nach dem Ermitteln der Zielgänge in den Schritten S3 und S4 wird in Schritt S8 als weitere Information ein Überholsignal ausgewertet. Liegt ein Überholmanöver vor, so wird ein Hochschalten des Ganges verhindert. Das heißt, dass der oder die ermittelten Zielgänge mit dem aktuell eingelegten Gang verglichen werden. Der für den Überholvorgang passendste Gang wird dann ausgewählt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Antriebseinrichtung
- 3
- Getriebe
- 4
- Steuerungseinrichtung
- 5
- Fahrerassistenzsystem
- 6
- Signal
- 7
- RGB-Kamera
- 8
- Radarsensor
- 9
- LIDAR-System
- 10
- Infrarotkamera
- 12
- Signal
- 14
- Signal
- 16
- Signal
- 18
- Signal
- S1
- Schritt
- S2
- Schritt
- S3
- Schritt
- S4
- Schritt
- S5
- Schritt
- S6
- Schritt
- S7
- Schritt
- S8
- Schritt
