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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Steuerung einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugs und von einer Antriebsmaschinen-Steuereinrichtung.
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Immer mehr Kraftfahrzeuge werden heutzutage mit sogenannten Start/Stopp-Systemen ausgerüstet. Diese schalten den Motor des Fahrzeugs aus, wenn das Fahrzeug, beispielsweise vor einer roten Ampel zum Stehen kommt und starten den Motor automatisch wieder, sobald der Fahrer den Wunsch zur Weiterfahrt äußert. Damit soll der Energieverbrauch eines solchen Kraftfahrzeugs reduziert werden. Bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe wird der Wunsch zur Weiterfahrt in der Regel über das Loslassen des Bremspedals geäußert. Bei Handschaltungen wird der Motor üblicherweise beim Treten des Kupplungspedals wieder gestartet.
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Insbesondere im Fall eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe kann der Fahrer den Wunsch zum Starten des Motors, durch Entlasten des Bremspedals, erst dann geben, wenn er tatsächlich weiterfahren kann, zum Beispiel wenn die Ampel grün zeigt und das vorausfahrende Fahrzeug weitergefahren ist oder die Kreuzung frei ist. Dadurch, dass in einem solchen Fall vor dem eigentlichen Anfahren zunächst noch der Motor gestartet werden muss, entstehen kurze Verzögerungen bei der Anfahrt. Diese können von einem Fahrer als störend wahrgenommen werden oder den Verkehrsfluss behindern.
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Aus
US 6629515 B1 ist bekannt, eine Ampelphase in einem Kraftfahrzeug automatisch zu erfassen und eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs in Reaktion auf eine Umschaltung von roter auf grüne Ampelphase automatisch zu starten.
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Damit kann zwar die vorstehend beschriebene Verzögerung weitestgehend beseitigt werden, jedoch befindet sich die Antriebsmaschine in diesem Fall auch dann schon in Betrieb, wenn eine tatsächliche Weiterfahrt beispielsweise wegen einer vor dem Fahrzeug noch haltenden Schlange weiterer Fahrzeuge verzögert wird. Hier bedeutete die Wieder-Inbetriebnahme der Antriebsmaschine in Reaktion auf die Ampelphasen-Umschaltung unnötigen Leerlauf und damit Energieverbrauch.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche umfasst, dass eine Antriebsmaschine eines Fahrzeugs automatisch in Betriebszustand versetzt wird, im Falle beispielsweise eines Verbrennungsmotors dieser automatisch wieder gestartet wird, wenn eine Weiterfahrt des Fahrzeugs unmittelbar bevorsteht. Dabei werden vom Fahrer möglicherweise als störend wahrgenommene oder den Verkehrsfluss behindernde Verzögerungen reduziert, was sich in einer steigenden Akzeptanz von Start/Stopp-Systemen beim Nutzer auswirken kann. Zudem werden auch unnötiger Leerlauf der Antriebsmaschine und damit Energieverbrauch vermieden.
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Dazu wird ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugs vorgeschlagen, bei dem Informationen über eine Umgebung des Fahrzeugs mittels einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs erfasst werden, bei dem die erfassten Informationen zum Erfassen einer Bewegung mindestens eines weiteren Fahrzeugs in der Umgebung des Fahrzeugs ausgewertet werden und bei dem die Antriebsmaschine des Fahrzeugs in Reaktion auf eine erfasste Bewegung des mindestens einen weiteren Fahrzeugs in Betriebsbereitschaft versetzt wird.
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Weiter wird dies erreicht mit einer Antriebsmaschinen-Steuereinrichtung für ein mit einer Antriebsmaschine angetriebenes Fahrzeug, umfassend eine Schnittstelle, eingerichtet zum Empfangen von Sensorinformationen von einer Umfeldsensorik, welche wiederum zum Aufnehmen von Informationen über eine Umgebung des Fahrzeugs eingerichtet ist, weiter umfassend ein Auswertemodul, eingerichtet zum Erfassen einer Bewegung mindestens eines weiteren Fahrzeugs in der Umgebung des Fahrzeugs - durch Auswerten der mit der Umfeldsensorik aufgenommenen Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs - und umfassend ein Steuermodul, eingerichtet zum Versetzen einer Antriebsmaschine des Fahrzeugs in Betriebsbereitschaft in Reaktion auf ein eine erfasste Bewegung des weiteren Fahrzeugs anzeigendes Signal des Auswertemoduls.
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Mit anderen Worten wird somit vorgeschlagen, mittels einer in heutigen Fahrzeugen zunehmend Verbreitung findenden Umfeldsensorik das Umfeld des Fahrzeugs, hier und im Folgenden auch als Ego-Fahrzeug bezeichnet, zu erfassen und nachfolgend zu bewerten um festzustellen, ob nach einem Stillstand eine Weiterfahrt kurz bevorsteht und im positiven Fall die Antriebsmaschine des Ego-Fahrzeugs automatisch zu starten. Das heißt, der Fahrerwunsch zur Weiterfahrt wird aus der Fahrzeugumgebung prädiziert. Die Bewertung stützt sich dabei auf die Beobachtung des Bewegungszustandes mindestens eines weiteren Fahrzeugs in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs, insbesondere auf ein in Fahrrichtung unmittelbar vor dem Ego-Fahrzeug befindliches weiteres Fahrzeug.
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Die erwähnte Umfeldsensorik kann beispielsweise einen Abstandssensor auf Basis von Lidar-, Radar- oder Ultraschall-Technologie umfassen. Solche Abstandssensoren werden beispielsweise für Abstandswarner, automatische Geschwindigkeitsregelsysteme oder Einparkhilfen verwendet und können auch dazu genutzt werden. Die damit erfassten Informationen über eine Fahrzeugumgebung des Ego-Fahrzeugs können auch dazu genutzt werden, einen Bewegungszustand oder eine Bewegungszustands-Änderung, eines in der Fahrzeugumgebung befindlichen weiteren Fahrzeugs zu bestimmen.
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Die Auswertung der mit der Umfeldsensorik des Ego-Fahrzeugs erfassten Informationen auf das Erfassen einer Bewegung mindestens eines weiteren Fahrzeugs in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs kann vorteilhaft mittels eines Softwareprogramm-Moduls in einem Rechner, die zusammen das Auswertemodul bilden, erfolgen.
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Ein von dem Auswertemodul erzeugtes Start-Signal wird vorteilhaft von einem Motor-Steuergerät oder allgemeiner, Steuermodul, zum Versetzen der Antriebsmaschine in den Betriebszustand, das heißt im Fall beispielsweise eines Verbrennungsmotors zu Starten des Verbrennungsmotors, umgesetzt. Das Steuermodul kann dabei Bestandteil eines Motorsteuergeräts oder eines Triebstrangsteuergeräts sein.
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Als Umfeldsensorik kommen alle Sensoren in Frage, welche bereits heutzutage in Fahrerassistenzsystemen Verwendung finden, beispielsweise Videokameras, Radar, Lidar, Ultraschall und andere.
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Zusätzlich kann zur Erfassung des Fahrzeugumfelds auf Car2X Kommunikation zurückgegriffen werden. Dies umfasst sowohl die Kommunikation des Ego-Fahrzeuges mit anderen Fahrzeugen als auch die Kommunikation des Ego-Fahrzeuges mit intelligenter Infrastruktur. Solche intelligente Infrastruktur kann beispielsweise Ampelanlagen umfassen, die mit Funkkommunikation, beispielsweise via WLAN oder Bluetooth ausgestattet sind und ihre jeweiligen Ampelphasen über diese Funkkommunikation an in der Nähe befindliche Verkehrsteilnehmer übermitteln.
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Weiterhin kann die Bestimmung einer bevorstehenden Weiterfahrt oder Anfahrsituation auch die Auswertung der Lichtsignale von Ampeln, welche beispielsweise über Videosensorik des Ego-Fahrzeugs erfasst werden können, ergänzt oder plausibilisiert werden. Wird ein Wechsel der Ampelphase erkannt und fährt ein vor oder in der näheren Umgebung, vorzugsweise vor oder seitlich vor dem Ego-Fahrzeug befindliches Fahrzeugs an, so kann daraus der Wunsch des Fahrers zur Weiterfahrt abgeleitet werden. Gleichermaßen kann die Ampelphase dem Ego-Fahrzeug über Car2X Kommunikation mitgeteilt werden. Dies gilt zum einen für die aktuelle Ampelphase, also rot oder grün, kann aber auch die verbleibende Zeit bis zum nächsten Ampelphasenwechsel umfassen.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche oder gleichwirkende Elemente.
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Es zeigen
- 1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs mit einer Antriebsmaschine und einer Antriebsmaschinen-Steuereinrichtung
- 2 ein Szenario und
- 3 einen Ablaufplan zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs 1 mit einer Antriebsmaschine 19, also eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens dargestellt, welches über eine erfindungsgemäße Antriebsmaschinen-Steuereinrichtung 10 verfügt.
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Die Antriebsmaschinen-Steuereinrichtung 10 umfasst eine Schnittstelle, über die Sensorinformation einer angeschlossenen Umfeldsensorik empfangen oder aufgenommen werden. Die Umfeldsensorik kann vollständig oder teilweise bereits zur Realisierung anderer als der anmeldungsgegenständlichen Funktionen im Fahrzeug vorgesehen sein. Die Umfeldsensorik umfasst beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Abstandssensoren 11, welche nach dem Lidar-, Radar- und/oder Ultraschall-Prinzip funktionieren und dazu ausgelegt sind, Abstände zu Objekten in einer jeweiligen Umgebung des Fahrzeugs 1 zu bestimmen. Die Signale der Abstandssensoren 11 sind einem Auswertemodul 15, welches hier als Recheneinheit mit einem durch die Recheneinheit ausgeführten Betriebsprogramm gebildet ist, zugeführt. Das Auswertemodul 15 ist dazu ausgelegt und eingerichtet, aus den erfassten Umgebungs-Informationen ein oder mehrere weitere Fahrzeuge 21, 22 (2) in der Umgebung des Fahrzeugs 1 zu detektieren und dessen oder deren Bewegungszustände zu erfassen. Der Begriff Bewegungszustand subsummiert vorliegend insbesondere die Zustände Stillstand und Bewegung sowie bei Bewegung vorzugsweise auch Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie bei Bewegung eine Bewegungsrichtung. Letzteres ermöglicht beispielsweise eine Unterscheidung zwischen weiteren Fahrzeugen, die für die eigene Bewegung des Ego-Fahrzeugs 1 relevant sind, wie einem ersten weiteren Fahrzeug 21, welches sich in Fahrrichtung 41 vor dem Ego-Fahrzeug 21 auf einer ersten Fahrspur 31 befindet oder solchen, die es nicht sind, wie beispielsweise einem zweiten weiteren Fahrzeug 22 auf einer zweiten Fahrspur im Gegenverkehr 42.
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Insbesondere ist das Auswertemodul 15 dazu eingerichtet, bei Feststellung eines Anfahrens, das heißt einer positiven Beschleunigung des ersten weiteren Fahrzeugs 21, welches sich in Fahrrichtung 41 vor dem Ego-Fahrzeug 1 befindet, ein einen Anfahr- oder Weiterfahr-Wunsch anzeigendes Weiterfahr-Signal auszugeben.
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Die Antriebsmaschinen-Steuereinrichtung 10 umfasst weiterhin ein Steuermodul 17. Dieses ist dazu eingerichtet, bei Erhalt eines den Anfahr- oder Weiterfahr-Wunsch anzeigenden Weiterfahr-Signals von dem Auswertemodul 15, welches einen Anfahr- oder Weiterfahr-Wunsch des Fahrzeugbenutzers prädiziert, die Antriebsmaschine 19 in Betriebsbereitschaft zu versetzen, so dass ein Anfahren oder Weiterfahren des Fahrzeugs 1 ohne weiteres ermöglicht wird. Im Falle eines mit einer Brennkraftmaschine 19 betriebenen Kraftfahrzeugs 1 bedeutet Betriebsbereitschaft eine laufende Brennkraftmaschine, das Steuermodul 17 bewirkt hier das Starten der Brennkraftmaschine 19. Damit kann bei Betätigen des Beschleunigungspedals durch den Fahrzeugführer das Fahrzeug ohne weiteren Verzug in Gang gesetzt werden.
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In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung umfasst die Umfeldsensorik auch einen Videosensor 12, mit welchem die Umgebung des Fahrzeugs 1 in Bildsignale umgesetzt wird. Die Bildsignale des Videosensors 12 werden durch das Auswertemodul 15 ausgewertet. Auch hier können, nun auf Grundlage von Bilddatenauswertung, Bewegungszustände weiterer, im Fahrzeugumfeld befindlicher Fahrzeuge 21, 22 erkannt werden. Darüber hinaus kann beispielsweise auch eine Ampelphase einer in den Bildsignalen abgebildeten Ampel 33 bestimmt werden.
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In weiter bevorzugter Ausführungsform ist die Schnittstelle der Antriebsmaschinen-Steuereinrichtung 10 weiterhin auch mit einer Funkschnittstelle 13 zum Empfang von Funksignalen, beispielsweise nach Bluetooth-, WLAN- oder einem anderen Kurzbereichs-Funkstandard, welcher zum Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen untereinander oder Fahrzeugen und Infrastruktureinrichtungen geeignet ist, verbunden. Auf diese Weise können beispielsweise Bewegungsinformationen der weiteren Fahrzeuge 21 und 22 von deren Fahrzeugsensoren erfasst und dem Ego-Fahrzeug über Fahrzeug-zu-Fahrzeug (C2C-) Funk-Kommunikation übermittelt werden. Weiterhin können auch beispielsweise von einer mit einer entsprechenden Sendevorrichtung ausgestatteten Ampel 33 deren aktuelle Ampelphasen oder auch die Restdauer einer aktuellen Ampelphase sowie gegebenenfalls eine feste Taktung der Ampelphasen per Funkkommunikation an das Fahrzeug 1 übermittelt werden. All diese zusätzlich über die Funkschnittstelle 13 empfangenen zusätzlichen Informationen über Bewegungszustände von in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs 1 befindlichen weiteren Fahrzeugen 21 und 22 sowie Ampelphasen-Informationen können von dem Auswertemodul 15 bei der Erzeugung eines Weiterfahr-Signals berücksichtigt werden. Berücksichtigen bedeutet dabei beispielsweise eine Plausibilisierung dahingehend, dass beispielsweise eine Weiterfahr-Signal, welches aus der Beobachtung des weiteren Fahrzeugs 21 mittels Abstandssensoren 11 resultieren würde, möglicherweise dann unterdrückt wird, wenn die Ampel weiterhin eine rote Ampelphase anzeigt.
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In 3 ist ein Ablaufplan des Verfahrens skizziert.
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In Schritt 50 erfasst die Umfeldsensorik, im einfachsten Fall nur die Abstandssensoren 11, in bevorzugter Ausführungsform zusätzlich der Videosensor 12, die aktuelle Umgebung des Fahrzeugs 1. Dieses befindet sich, wie in 2 dargestellt, auf einer ersten Fahrspur 31 einer zweispurigen Straße. In Fahrrichtung 41 vor dem Fahrzeug 1 befindet sich ein erstes weiteres Fahrzeug 21. Auf einer zweiten. Für den Gegenverkehr bestimmten zweiten Fahrspur 32 der Straße befindet sich ein zweites weiteres Fahrzeug 22. Letzteres ist in Bewegung und fährt entlang der zweiten Fahrrichtung 42 entgegen der Fahrrichtung 41 des Ego-Fahrzeugs 1.
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Die mit der Umfeldsensorik 11, 12 erfassten Umgebungs-Informationen werden dem Auswertemodul 15 zugeführt. Das Auswertemodul 15 bestimmt aus den erhaltenen Umgebungsinformationen in Schritt 52 die Bewegungsdaten der weiteren Fahrzeuge 21 und 22, welche sich innerhalb der mit der Umfeldsensorik 11, 12 erfassten Umgebung des Ego-Fahrzeugs 1 befinden.
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Die Auswertung ergibt im vorliegenden Beispiel, dass das zweite weitere Fahrzeug 22 für die Ableitung eines Weiterfahr-Signals bzw. die Prädiktion eines Weiterfahr-Wunsches des Fahrzeugsführers des Ego-Fahrzeugs 1 nicht relevant ist, da es entgegen der gewünschten Fahrrichtung 41 fährt. Die Auswertung 52 ergibt im vorliegenden Beispiel weiterhin, dass das erste weitere Fahrzeug 21 steht. Der Bewegungszustand des ersten weiteren Fahrzeugs 21 wird durch das Erkennen einer roten Ampelphase der Ampel 33 im aufgenommenen Video-Bild plausibilisiert. Daraus resultiert, dass aktuell die Antriebsmaschine 19 des Ego-Fahrzeugs 1 deaktiviert werden kann, sofern sie es noch nicht ist oder deaktiviert bleiben kann. In diesem Fall kehrt der Ablauf zu Schritt 50 zurück, das heißt, es werden weiterhin Umgebungs-informationen erfasst.
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Ergibt die Auswertung in Schritt 52 hingegen eine Bewegung des ersten weiteren Fahrzeugs 21 entlang Fahrrichtung 41 des Ego-Fahrzeugs 1, also in Fahrrichtung 41 von diesem weg, so deutet dies auf einen bevorstehenden An- oder Weiterfahrwunsch des Fahrzeugführers hin. In diesem Fall erzeugt das Auswertemodul 15 in Schritt 54 ein Weiterfahr-Signal und gibt dieses an das Steuermodul 17 aus.
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Das Steuermodul 17 versetzt in Schritt 56 in Reaktion auf den Erhalt des Weiterfahr-Signals die Antriebsmaschine 19 in Betriebsbereitschaft, im Falle einer Brennkraftmaschine wird diese durch das Steuermodul 17 gestartet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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