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Die Erfindung betrifft einen Verzögerungsassistenten für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aktuelle Regelsysteme unterstützen den Fahrer eines Fahrzeugs in vielen Belangen, steigern den Komfort für den Fahrer und tragen zur Verbrauchsreduzierung des Fahrzeugs bei. Solche sogenannten Assistenzsysteme erfassen z.B. den Abstand zum Vorderfahrzeug, Verkehrszeichen, Hindernisse, die aktuelle Position des Fahrzeugs über z.B. GPS-Daten etc. Eine Weiterentwicklung von solchen Systemen ist z.B. das ACC-System (Adaptive Cruise Control), bei dem das System individuelle Einstellmöglichkeiten durch den Fahrer zulässt und basierend auf vorgegebenen Einstellungen beispielsweise einem vorausfahrenden Fahrzeug hinterher fährt bzw. eine z.B. vom Fahrer vorgegebene Setzgeschwindigkeit einhält, wobei ein vom Fahrer vorgegebener Abstand zum Vorderfahrzeug eingehalten wird.
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Um eine Verbrauchsreduzierung zu erzielen, wird in einigen Fahrzeugen bereits ein sogenannter Verzögerungsassistent eingesetzt. Dieser informiert den Fahrer, ob er mit der aktuellen Fahrweise z.B. noch eine Ampel bei Grün erreicht oder, wenn dies nicht der Fall ist, die Geschwindigkeit bereits reduzieren kann, um somit Kraftstoff zu sparen. Sollte letzteres der Fall sein, kann zusätzlich in den Segelmodus geschaltet werden, d.h. dass der Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang abgekoppelt wird, um so Reibungsverluste zu minimieren. Durch den Verzögerungsassistenten wird also dem Fahrer beispielsweise ein empfohlener Verzögerungsbeginn, z.B. auf ein neues Tempolimit angezeigt, vor einer Kurve oder einem Kreisverkehr, um das Ziel mit einer vordefinierten Geschwindigkeit zu erreichen. Hierbei besteht allerdings weiteres Verbesserungspotential.
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Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Verzögerungsassistenten bereitzustellen, der eine Verbesserung von bekannten Verzögerungsassistenten bereitstellt, so dass sowohl Energie eingespart als auch die Fahrerakzeptanz für das Anwenden des Verfahrens erhöht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
- 1 zeigt schematisch wesentliche Komponenten des Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Fahrer individuelle Wünsche bei der Zielgeschwindigkeit haben, wobei manche lieber schnell durch Kurven oder immer mit einem bestimmten Offset zum Tempolimit fahren. Andere möchten Verzögerungshinweise erst sehr spät erhalten und dann nicht segeln und wieder andere wollen gar keine Verzögerungshinweise erhalten. Eine Einstellbarkeit für alle möglichen Wünsche des Fahrers würde das Menü überfrachten und es für den Fahrer unnötig verkomplizieren. Außerdem liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass Hinweise bekannter Verzögerungsassistenten bisher meist nur in einem Modus angezeigt werden, der auf maximale Energieeinsparung gerichtet ist, meist als ECO-Modus oder ECO-PRO-Modus bezeichnet. In anderen Modi, insbesondere dem Aufstartmodus, wird der Verzögerungsassistent bisher nicht verwendet, um die Fahrerakzeptanz nicht zu verschlechtern. Dabei könnte nach Erkenntnis der vorliegenden Erfindung der Verzögerungsassistent durchaus in anderen Modi, z.B. in einem Komfortmodus, zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs beitragen, ohne dass dabei das Fahrgefühl unnötig beeinträchtigt wird. Deshalb wird vorgeschlagen, dass eine Zielgeschwindigkeit konfigurierbar bzw. adaptierbar eingestellt wird, um auf das Fahrverhalten bzw. den Wunsch des Fahrers einzugehen. Dabei kann ein Lernen der Zielgeschwindigkeit für unterschiedliche Ereignisse, z.B. Tempolimit, Kurve, Kreisverkehr etc. und auch, aber nicht notwendigerweise, in Abhängigkeit vom individuellen Fahrerverhalten des Fahrers erfolgen, wobei dies abhängig von im Fahrzeug vorhandenen Assistenzsystemen ist. Eine Deaktivierung und Reaktivierung von Hinweisen des Verzögerungsassistenten wird dann entsprechend dem Fahrerverhalten oder anderen Parametern oder einer Kombination daraus angepasst.
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Voraussetzung für die Anwendung des Verfahrens ist, dass entsprechende Fahrerassistenzfunktionen im Fahrzeug 100 vorhanden sind, d.h. dass das System mindestens eine Überwachung der Umgebung und / oder Auslesen von digitalem Kartenmaterial unter Berücksichtigung der GPS-Position des Fahrzeugs, und eine (Ziel-) Geschwindigkeit selbständig berechnet, sowie eine entsprechende Auswertung durchführt. Dazu ist es unter anderem nötig, dass das Fahrzeug 100 bzw. die Signale verarbeitende Steuervorrichtung 10 über die Möglichkeit verfügt, Daten der gerade befahrenen Strecke und des Fahrstils und des Fahrmodus zu erfassen oder zu erhalten. In 1 ist die Trennung oder das Vorhandensein in einer Einheit der Steuervorrichtung 10 und des Verzögerungsassistenten 11 durch gestrichelte Linien dargestellt. Zur Erfassung von Streckendaten können Daten von einem oder mehreren vorhandenen Sensoren 12 verwendet werden. Zusätzlich können externe Daten, welche beispielsweise über ein Navigationssystem 13 empfangen oder darin hinterlegt sind, verwendet werden. Hier können vor allem Topografiedaten über die abgefahrene bzw. die abzufahrende Strecke verwendet werden. Außerdem sollte das Fahrzeug über eine Erfassungseinrichtung 14 verfügen, die den Fahrstil des Fahrers erfassen und gegebenenfalls einem Fahrmodus zuordnen kann.
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Das in 2 gezeigte Ablaufdiagramm zeigt lediglich schematisch dargestellt das Verfahren, nach dem der Verzögerungsassistent 11 arbeitet, nach einer Ausführung der Erfindung. Dabei ist Voraussetzung, dass der Verzögerungsassistent 11 aktiviert oder aktiv ist.
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In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Erfassen bzw. Zuordnen des aktuell eingestellten Fahrmodus basierend auf einer Erfassung des Fahrstils des Fahrers. Die Methode zur Erfassung des Fahrstils des Fahrers ist nicht Gegenstand dieser Erfindung, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird. Es können also bereits bekannte Verfahren zur Erfassung des Fahrstils verwendet werden, aber auch neue Verfahren integriert werden.
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Nachfolgend wird ferner lediglich zwischen zwei Fahrmodi unterschieden, um die Beschreibung übersichtlicher zu gestalten, nämlich dem ECO-Modus, also dem Modus zur höchsten Energieeinsparung, und dem adaptiven bzw. Komfort-Modus, der abhängig von der jeweiligen Implementierung bestimmte Fahreigenschaften des Fahrzeugs adaptiv anpassbar macht, z.B. auch abhängig vom Fahrstil des Fahrers das Fahrwerk anpasst etc.. Bisher ist lediglich im ECO-Modus vorgesehen, den Verzögerungsassistenten 11 einzusetzen, um möglichst spritsparend zu fahren, d.h. beispielsweise auch ein Segeln des Fahrzeugs möglichst häufig einzusetzen. Der vorgeschlagene Verzögerungsassistent erweitert dies auf alle verfügbaren Fahrmodi, die zum Spritsparen geeignet sind, wie nachfolgend beschrieben.
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Je nach zugeordnetem Fahrmodus erfolgt eine individuelle Anpassung der Zielgeschwindigkeit und/oder eine Ausgabe eines Hinweises an den Fahrer, dass eine vorgegebene Reaktion, z.B. Lösen des Gaspedals oder Betätigen der Bremse, erwartet wird, abhängig vom Fahrmodus und von erfassten Umgebungsbedingungen in einem zweiten Schritt S2. Der Fahrmodus kann dabei vom Fahrer manuell gewählt sein oder durch ein Assistenzsystem, auch durch den Verzögerungsassistenten 11, automatisch gewählt sein. Durch die Kombination aus Zuordnung des Fahrstils und Erfassen von Umgebungsbedingungen sowie entsprechende Ausgabe des Hinweises, ab wann der Fahrer das Gaspedal lösen soll, kann eine auf den Fahrstil entsprechend angepasste Auswahl und effizientes Erreichen der Zielgeschwindigkeit zum richtigen Zeitpunkt erfolgen.
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Unter Umgebungsbedingungen sind nicht nur der umgebende Verkehr oder Wetterbedingungen zu verstehen. Vielmehr ist hier auch darauf abgestellt, dass mindestens eines aus einer Verkehrszeichenerkennung und einer Erfassung von nahenden Kurven, Kreisverkehren oder anderen Fahrbahn-Topologien erfolgt. Hier muss abhängig vom Fahrstil des Fahrers das Assistenzsystem sehr unterschiedliche Strategien zum Anfahren an das Ziel bereitstellen, um dem Fahrerwunsch zu entsprechen. Als Beispiel kann hier genannt werden, dass ein Anfahren an einen Kreisverkehr oder eine Kurve als Ziel z.B. im Komfort-Modus in der Regel mit weniger effizient-bewusstem Verzögern erfolgt als im Eco-Modus. Das heißt, dass die Zielgeschwindigkeit zum Einfahren in die Kurve oder den Kreisverkehr im Komfort-Modus höher sein wird als im ECO-Modus. Dies hat zur Folge, dass der Verzögerungsassistent 11 im Komfort-Modus die Zielgeschwindigkeit höher setzen soll bzw. darf und der Verzögerungshinweis entsprechend erst später ausgegeben wird und/oder die Verzögerungsstrategie angepasst wird (z.B. Schubbetrieb statt Segen).
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Bisher wurde der Verzögerungsassistent 11 nur im ECO-Modus eingesetzt, um in anderen Modi keinen Komfortverlust und/oder eine verminderte Fahrerakzeptanz zu verursachen. Durch die erfindungsgemäße Erweiterung des Verzögerungsassistenten 11 kann dieser aber auch in anderen Modi eingesetzt werden, vor allem im adaptiven oder Komfort-Modus. Das heißt, dass nicht nur basierend auf dem Fahrmodus, sondern auch auf einem individuellen Fahrstil, welcher beispielsweise über Erfassen der Gas- oder Bremspedalverwendung in einzelnen Situationen, z.B. Kurven, Kreisverkehr etc., angelernt werden kann, in allen Fahrmodi eine Einsparung an Kraftstoff z.B. durch Segeln, erfolgen kann.
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Hierzu lernt der Verzögerungsassistent einen für den Fahrer individuellen Fahrstil für jede erfasste Umgebungsbedingung und Fahrsituation. Daraus erfolgt eine Personalisierung des Verzögerungsassistenten derart, dass die Zielgeschwindigkeit für alle verschiedenen Zieltypen abhängig von der aktuellen Fahrsituation individuell auf den Fahrstil und/oder den Wunsch des Fahrers eingestellt wird. Dies erfolgt anstatt oder zusätzlich zur Anpassung an den Fahrmodus, der die Basiseinstellung vorgeben kann, auf der dann die Individualisierung bzw. Personalisierung verfeinert wird.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Verzögerungsassistent 11 basierend auf dem erfassten Fahrstil als eine Zielgröße ferner zumindest eines aus einer Reaktionszeit des Fahrers bis zur Befolgung des Hinweises, einer Akzeptanz der eingestellten Zielgeschwindigkeit abhängig von der aktuellen Fahrsituation durch den Fahrer, umfassend eine Bewertung der Fahr- bzw. Bremspedalverwendung, eine Befolgung oder Nicht-Befolgung des Hinweises durch den Fahrer, dass eine vorgegebene Reaktion erwartet wird, für die aktuelle Fahrsituation erfasst. Genauer wird eine nicht oder nur begrenzt vorhandene Akzeptanz der eingestellten Zielgeschwindigkeit beurteilt und gelernt, wenn der Fahrer Hinweise komplett ignoriert und z.B. aktiv das Bremspedal spät betätigt, obwohl eine effiziente Verzögerung geplant war. Das Ignorieren von Verzögerungshinweisen ist ein Hinweis darauf, dass der Fahrer (momentan) keine Hinweise erhalten möchte. Bevorzugt der Fahrer Verzögerungshinweise, die deutlich später ausgegeben werden, so wird er die Hinweise erst mit deutlicher Verspätung befolgen. Wenn der Fahrer nach Befolgung des Hinweises wiederholt das Gaspedal noch bevor das neue Tempolimit, die Kurve, etc. erreicht ist, betätigt, so impliziert dies, dass die eingestellte Zielgeschwindigkeit dem Fahrer zu niedrig ist. Umgekehrt kann ein Lernen der Akzeptanz erfolgen, wenn Fahrer z.B. vor oder kurz nach einem neuen Tempolimit zusätzlich noch bremsen muss, um seine gewünschte Zielgeschwindigkeit zu erreichen. Dies impliziert, dass die eingestellte Zielgeschwindigkeit dem Fahrer zu hoch war. Ferner kann ein Lernen der Zielgeschwindigkeiten für Kreisverkehre, auch ortsbasiert in einer Karte für jeden einzelnen Kreisverkehr mit einem fahrerspezifischen Offset, ein Lernen der Querbeschleunigung in Kurven, Lernen der Zielgeschwindigkeit für Tempolimits erfolgen, wobei bei letzterem die Zielgeschwindigkeit gleich dem Tempolimit plus einem fahrerspezifischen Offset ist. Der Verzögerungsassistent 11 kann die Zielgeschwindigkeit z.B. für Geschwindigkeitsbeschränkungen, Kreisverkehre und Kurven aus einer Auswertung der Verwendung der Pedale, also hauptsächlich Gas- und Bremspedal, oder auch einer erfassten Querbeschleunigung in Kurven lernen. Zusätzlich kann die durchschnittliche Geschwindigkeit in einer bestimmten Kurve über Backendsysteme als Kartenattribut gelernt werden, so dass basierend auf allen Fahrzeugen die Karte bzw. das entsprechende Fahrerassistenzsystem lernt, welche Geschwindigkeit im Scheitelpunkt der Kurve durchschnittlich gefahren wird. Das heißt, dass alle zu dieser Kurve verfügbaren Daten von Fahrzeugen mit entsprechender Ausstattung erfasst und gesammelt werden können. Die Auswertung kann z.B. über ein zentrales System erfolgen und als Zielgeschwindigkeit bereitgestellt werden. Diese Zielgeschwindigkeit wird dem Fahrer im Fahrzeug initial angeboten und kann je nach relativer Einordnung des Fahrstils vom Fahrer angenommen oder nach oben oder unten korrigiert werden.
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Je nach Fahrmodus kann somit auch ein Segeln auf geringe Zielgeschwindigkeiten, z.B. bei entsprechendem erfassten Verhalten des Fahrers auf Geschwindigkeiten kleiner als z.B. 45 km/h erfolgen, wobei dies abhängig ist vom eingestellten Fahrmodus.
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Je nachdem, welche Zielgröße erfasst ist, kann daraus oder aus einer Kombination mehrerer erfasster Zielgrößen eine Anpassung eines Hinweises des Verzögerungsassistenten zusätzlich abhängig von der erfassten Zielgröße erfolgen. Beispielsweise kann aufgrund langsamer Reaktionen des Fahrers auf einen Hinweis des Verzögerungsassistenten, dass der Fahrer das Gaspedal lösen soll, bestimmt werden, dass der Hinweis entweder früher oder später abgesetzt werden muss. Das heißt, dass der Hinweis früher erfolgen müsste, wenn der Fahrer z.B. aufgrund von Ablenkung langsam reagiert. Auch bei Fahrern die generell länger benötigen, bis sie auf einen Verzögerungshinweis reagieren, sollte der Hinweis früher abgesetzt werden. Die Erfassung, dass ein Fahrer generell länger braucht, kann sowohl durch statistische Verfahren als auch durch Erfassen der Konstitution des Fahrers oder anderer Mittel erfolgen. Beispielsweise wird der Verzögerungshinweis in der Annahme ausgegeben, dass der Fahrer diesen idealerweise nach z.B. 0,7 s befolgt hat, um die Zielgeschwindigkeit an der richtigen Stelle mit einem Segelvorgang oder einer anderen Verzögerungsart zu erreichen. Wird erfasst, dass ein Fahrer generell länger benötigt, z.B. 1 Sekunde, um den Hinweis zu befolgen, kann das System den Zeitpunkt der Anzeige des Hinweises entsprechend anpassen.
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Durch entsprechendes Anpassen des Zeitpunkts des Hinweises wird Potential zur Einsparung von Kraftstoff geschaffen und die Fahrerakzeptanz des Verzögerungsassistenten erhöht.
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Der Verzögerungsassistent 11 kann situationsabhängig lernen und dadurch dem Fahrer geeignete Hinweise geben, wann er z.B. das Gaspedal lösen soll, um trotzdem mit der gewünschten Fahreigenschaft, z.B. Geschwindigkeit, zu fahren. Dabei kann bei Erfassung, dass der Fahrer den Hinweis, dass eine vorgegebene Reaktion erwartet wird, nicht befolgt, zuerst die Zielgeschwindigkeit erhöht werden und nach einem vorgegebenen Zeitraum der Verzögerungsassistent deaktiviert werden. Das heißt, wenn der Fahrer nicht aufgrund seiner Reaktionszeit und der Warnungsstärke verspätet auf Hinweise reagiert, es wahrscheinlich ist, dass er diese absichtlich ignoriert. Wenn ein Fahrer beispielsweise Verzögerungshinweise immer überfährt und erst deutlich später vom Gaspedal geht, so kann der Verzögerungsassistent die Zielgeschwindigkeit schrittweise anheben. Wenn der Fahrer sogar immer verspätet und nur mit Einsatz des Bremspedals verzögert, anstatt nur das Gaspedal zu lösen, wie beim Verzögerungshinweis zur Steigerung der Effizienz angedacht, so kann davon ausgegangen werden, dass er diese Hinweise absichtlich ignoriert und die Hinweise können nach mehreren solchen Ereignissen ausgeblendet bzw. abgeschaltet werden, um den Fahrer nicht mehr zu stören.
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Sollte der Verzögerungsassistent deaktiviert sein, kann ferner bei Erfassen, dass eine Mindesthäufigkeit an Ausrollvorgängen vom Fahrer nach Deaktivierung des Verzögerungsassistenten initiiert wurde, der Verzögerungsassistent entweder automatisch reaktiviert werden oder dem Fahrer eine Reaktivierung des Verzögerungsassistenten angeboten werden.
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Dasselbe Verfahren ist bei einem automatisierten Fahren möglich. Hier werden lediglich statt der Ausgabe eines Hinweises das Fahrzeug bzw. die entsprechenden Regelsysteme direkt betätigt, so dass der Fahrer nicht aktiv tätig werden muss. Es kann dem Fahrer auch zusätzlich als Information ein Hinweis auf das aktiv sein und/oder die angewendete Strategie angezeigt werden.
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Vorteilhafterweise wird dem Fahrer angezeigt, dass das beschriebene Verfahren angewendet wird und wieviel Energie eingespart wird und/oder welche Effizienzsteigerung aufgrund der Anwendung des Verfahrens erreicht wurde. Somit kann die Akzeptanz für das Verfahren gesteigert werden.
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Der Verzögerungsassistent 11 wird bevorzugt als ein Softwareprogrammprodukt bereitgestellt, das auf einer Steuervorrichtung 10 ausgeführt wird.
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Ferner wird ein Fahrzeug 100 bereitgestellt, zumindest umfassend eine Erfassungseinrichtung 12, 13, 14, die dazu eingerichtet ist, den Fahrstil, die Umgebungsbedingungen etc. zu erfassen und entsprechend an den Verzögerungsassistenten 11 zur Weiterverarbeitung weiterzugeben. Das Fahrzeug 100 umfasst vorteilhafterweise ebenfalls eine Anzeigeeinrichtung, um einen Hinweis an den Fahrer auszugeben, welche Reaktion erwartet wird. Diese Anzeigevorrichtung kann einen optischen Hinweis, z.B. über ein vorhandenes Display des Navigationssystems, oder eine akustischen Hinweis, z.B. über ein vorhandenes Radio, geben.
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Durch den vorgeschlagenen Verzögerungsassistenten ergibt sich die Möglichkeit, den Verzögerungsassistenten auch im Aufstartmodus anzubieten und die Ökoinnovation Segeln durch höhere Segelfahranteile zu stärken. Der Fahrer erhält die Hinweise des Verzögerungsassistenten individuell auf seine Bedürfnisse bzw. Fahrweise abgestimmt, auch ohne dafür Einstellungen im Menü vornehmen zu müssen, der der Verzögerungsassistent arbeitet bis hin zu voll-automatisiert bzw. autonom.
