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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Insbesondere hochmotorisierte Fahrzeuge werden von Nutzern gerne, beispielsweise im Rahmen von Kundensportevents oder sogenannten Track-Days, auf Rennstrecken genutzt. Bei einer derartigen Nutzung ist häufig eine andere Abstimmung des Kraftfahrzeugs gewünscht als bei einer Nutzung im normalen Straßenverkehr. In Fahrzeugen kann es möglich sein, beispielsweise über ein bildschirmbasiertes Menüsystem oder über speziell hierfür vorgesehene Bedienelemente, die Abstimmung des Fahrzeugs bedarfsgerecht anzupassen, also beispielsweise einzustellen, inwieweit eine Traktionskontrolle aktiv ist oder ob eine komfort- oder sportorientierte Fahrwerksabstimmung gewünscht ist. Eine derartige manuelle Abstimmung des Kraftfahrzeugs ist zwar flexibel, jedoch relativ aufwendig für einen Fahrer, womit entsprechende Funktionalitäten von einigen Fahrern nicht genutzt werden beziehungsweise ihre Nutzung als zu unangenehm empfunden wird.
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Eine automatische, bedarfsgerechte Abstimmung des Fahrzeugs ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2012 223 240 A1 bekannt. Dort wird vorgeschlagen, durch Auswertung von Längs- und Querbeschleunigungen zu ermitteln, ob das Fahrzeug hochdynamisch gefahren wird oder nicht und in Abhängigkeit hiervon Parameter des Fahrwerks beziehungsweise eine Regelung des Fahrwerks anzupassen. Dieses Vorgehen ist jedoch zur gezielten Abstimmung zur Nutzung auf Rennstrecken weniger geeignet, da einerseits eine Umkonfiguration des Fahrzeugs erst bei einem tatsächlichen hochdynamischen Fahrbetrieb erfolgt, so dass relativ langsam gefahrene Lernrunden auf Rennstrecken noch mit einer eigentlich nicht für eine Fahrt auf Rennstrecken geeigneten Fahrzeugabstimmung gefahren werden. Zudem kann mit einer solchen automatischen Abstimmung nicht immer ein optimales Fahrverhalten erreicht werden, da beispielsweise eine Fahrt entlang einer langen Geraden als wenig dynamische Fahrt gewertet werden könnte, womit das Fahrzeug beispielsweise beim Anbremsen vor einer folgenden Kurve noch unpassend abgestimmt wäre.
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Die Druckschrift
DE 10 2013 215 519 A1 schlägt hingegen vor, ein Navigationssystem des Kraftfahrzeugs zu nutzen, in dem eine Anzahl von vorbestimmten Rennstrecken hinterlegt sind. Wird durch das Navigationssystem erkannte, dass das Kraftfahrzeug auf einer dieser Strecken fährt, wird es in einem Sportbetriebsmodus betrieben. Hierbei ist problematisch, dass die tatsächlich genutzte Rennstrecke nicht notwendigerweise in der Datenbank des Navigationssystems hinterlegt ist. Zudem können bei einer derartigen Erkennung beispielsweise Fehlerkennungen auftreten, wenn die Position des Kraftfahrzeugs nicht mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden kann oder wenn beispielsweise die genutzten Kartendaten ungenau oder veraltet sind.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das eine verbesserte bedarfsgerechte Abstimmung des Fahrzeugs, insbesondere für einen Betrieb auf Rennstrecken, ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:
- - Erfassen von die Fahrzeugumgebung betreffenden Umgebungsdaten mit einem bildgebenden Sensor des Kraftfahrzeugs,
- - Erkennen wenigstens einer Fahrbahnmarkierung und/oder Fahrbahnbegrenzung in den Umgebungsdaten,
- - Auswerten einer Straßentypbedingung, die erfüllt wird, wenn in Abhängigkeit der erkannten Fahrbahnmarkierung und/oder Fahrbahnbegrenzung ermittelt wird, dass das Kraftfahrzeug einen vorgegebenen Straßentyp befährt,
- - Konfiguration wenigstens einer Fahrzeugeinrichtung des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit davon, ob die Straßentypbedingung erfüllt wird.
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Es wird somit vorgeschlagen, einen Straßentyp in Abhängigkeit von Umgebungsdaten zu ermitteln, die mit einem bildgebenden Sensor des Kraftfahrzeugs erfasst wurden. Hierbei wurde erkannt, dass bestimmte Straßentypen, insbesondere Rennstrecken, mit guter Genauigkeit dadurch erkannt werden können, dass in Bilddaten erkannte Fahrbahnmarkierungen und/oder Fahrbahnbegrenzungen ausgewertet werden. Beispielsweise sind für Rennstrecken sogenannte Curbs, also angeschrägte Randsteine, die eine glatte, wellige oder kantenförmige Ausprägung aufweisen können, charakteristisch, die häufig mit einem farbigen Streifenmuster versehen sind. Das Vorhandensein solcher Curbs kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht erkannt werden. Allein hieraus oder in zusätzlicher Abhängigkeit von Zusatzinformationen, beispielsweise von der Position des Kraftfahrzeugs, kann geschlossen werden, dass sich das Kraftfahrzeug auf einer Rennstrecke befindet und die Fahrzeugeinrichtung kann entsprechend konfiguriert werden. Bezüglich der Position des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise eine mehrfache Wiederholung einer Abfolge gleicher oder ähnlicher Positionsdaten erkannt werden. Dies deutet auf einen geschlossenen Streckenverlauf, das heißt insbesondere auf ein befahren eines Rundkurses hin. Die Konfiguration der Fahrzeugeinrichtung kann, wie später noch genauer erläutert werden wird, insbesondere dazu dienen, beim Befahren einer Rennstrecke das Kraftfahrzeug sportlich abzustimmen, also beispielsweise ein stärkeres Schlupfen bei einer Traktionskontrolle zu ermöglichen beziehungsweise die Traktionskontrolle zu deaktivieren, eine Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs zu reduzieren oder Ähnliches. Die Konfiguration der Fahrzeugeinrichtung oder Fahrzeugeinrichtungen und somit die Abstimmung des Kraftfahrzeugs erfolgt hierbei vorzugsweise derart, dass nicht notwendigerweise eine Minimierung einer Rundenzeit sondern ein individuell sportliches Handling für versierte Fahrer im Vordergrund steht, wobei diese optional auf professionelle Sicherheits- bzw. Assistenzsysteme zurückgreifen können.
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Die Konfiguration der wenigstens einen Fahrzeugeinrichtung kann automatisch bei Erfüllung der Straßentypbedingung erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, eine oder mehrere Zusatzbedingungen zu berücksichtigen. Beispielsweise kann bei Erfüllung der Straßentypbedingung bei dem Fahrer rückgefragt werden, ob eine Abstimmung des Fahrzeugs geändert werden soll. Vorzugsweise erfolgt keine sofortige Konfigurationsänderung aller relevanten Fahrzeugeinrichtungen zu einer Rennkonfiguration, sondern die Konfigurationen der Fahrzeugeinrichtungen werden nacheinander und/oder für die einzelnen Fahrzeugeinrichtungen in mehreren Stufen geändert. Beispielsweise kann sich dieser stufenweise Verlauf über eine, zwei oder mehr Aufwärmrunden erstrecken, da erst hiernach davon ausgegangen werden kann, dass die Reifen- und/oder Bremstemperatur ausreichend ist, um einen optimalen Fahrbetrieb zu ermöglichen.
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Bei einer Änderung der Konfiguration der Fahrzeugeinrichtung, insbesondere aufgrund der Erfüllung der Straßentypbedingung, kann ein Fahrer über eine akustische, optische oder haptische Hinweiseinrichtung auf diese Tatsache hingewiesen werden. Beispielsweise kann auf einem Display oder über eine Sprachausgabe der Text „Race Mode aktiv geschaltet!“ oder „Reifenluftdruck für Race Mode anpassen“ ausgegeben werden.
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Es ist möglich, dass die Straßentypbedingung nur dann erfüllt wird oder erfüllbar ist, wenn durch Auswertung der erkannten Fahrbahnmarkierung und/oder Fahrbahnbegrenzung ermittelt wird, dass das Kraftfahrzeug eine Rennstrecke als vorgegebenen Straßentyp befährt. Unter einer Rennstrecke ist insbesondere eine Strecke zu verstehen, die für den normalen Straßenverkehr gesperrt ist und die gesonderten Markierungen, beispielsweise für einen Start-/Zielbereich und für Kurven, aufweist. Die Rennstrecke kann insbesondere ein Rundkurs sein. Wie eingangs erläutert wurde, kann das erfindungsgemäße Verfahren mit besonderem Vorteil dazu benutzt werden, die Abstimmung eines Kraftfahrzeugs für einen sportlichen Fahrbetrieb auf einer Rennstrecke automatisch vorzunehmen oder den Fahrer bei einer solchen Abstimmung zumindest zu unterstützen.
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Die Erfüllung der Straßentypbedingung kann davon abhängen, ob wenigstens ein Randstein oder wenigstens zwei, insbesondere die Fahrbahn auf verschiedenen Seiten begrenzende, Randsteine als Fahrbahnbegrenzung in den Umgebungsdaten erkannt wurden. Dies ist zweckmäßig, da Kurven auf Rennstrecken häufig durch zwei, insbesondere farbig markierte, Randsteine hervorgehoben werden. Werden somit zwei, insbesondere entsprechend farbig markierte, Randsteine erkannt, kann dies als starkes Indiz dafür aufgefasst werden, dass sich das Fahrzeug auf einer Rennstrecke befindet.
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Die Erfüllung der Straßentypbedingung kann insbesondere davon abhängen, dass der Randstein oder die Randsteine, die in den Umgebungsdaten erkannt wurden, eine bestimmte charakteristische Form aufweisen. Während zur Begrenzung von Straßen normalerweise Randsteine genutzt werden, deren der Fahrbahn zugewandte Seitenfläche zumindest näherungsweise senkrecht bezüglich der Straße steht, ist es auf Rennstrecken häufig gewünscht, dass die Randsteine befahren werden können, ohne das Kraftfahrzeug zu beschädigen oder den Fahrbetrieb allzu stark zu beeinflussen. Daher werden auf Rennstrecken häufig angeschrägte Randsteine genutzt, deren der Fahrbahn zugeneigte Seitenfläche in einem relativ flachen Winkel von beispielsweise maximal 10°, 20° oder 30° zu der Fahrbahnoberfläche steht. Im Rahmen der Auswertung der Umgebungsdaten kann somit für einen erkannten Randstein ermittelt werden, ob es sich um einen derartigen angeschrägten Randstein handelt und die Straßentypbedingung kann insbesondere nur dann erfüllt werden, wenn wenigstens ein angeschrägter Randstein oder wenn wenigstens zwei angeschrägte Randsteine als Fahrbahnbegrenzung in den Umgebungsdaten erkannt wird oder werden. Bei der Ermittlung, ob es sich um rennstreckentypische angeschrägte Randsteine handelt, kann auch die Ausprägung der Oberfläche als glatte, wellige oder kantenförmige Oberfläche berücksichtigt werden.
Entsprechende Randsteine, insbesondere angeschrägte Randsteine, werden auf Rennstrecken typischerweise insbesondere im Bereich von Kurven genutzt. Bezüglich der Randsteine kann somit einerseits ermittelt werden, ob diese einem durch das Kraftfahrzeugs voraussichtlich zukünftig befahrenen Streckenabschnitt, also insbesondere dem Streckenabschnitt unmittelbar vor dem Kraftfahrzeug, zugeordnet sind und/oder ob diese im Bereich einer Kurve liegen und dem Kurvenverlauf im Wesentlichen erfolgen.
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Die Erfüllung der Straßentypbedingung kann davon abhängen, ob wenigstens ein außerhalb der Fahrbahn angeordnetes Kiesbett als Auslaufzone in den Umgebungsdaten erkannt wird. Insbesondere kann die Erfüllung der Straßentypbedingung davon abhängen, dass ein solches Kiesbett kurvenaußenseitig und/oder im Bereich eines erkannten Randsteins erkannt wird. Ein Kiesbett als Auslaufzone ist ein typisches Merkmal von Rennstrecken, womit durch Berücksichtigung eines erkannten Kiesbetts das Befahren einer Rennstrecke besonders schnell und zuverlässig erkannt werden kann.
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Hierbei kann durch Auswertung der Umgebungsdaten ein Verlauf, insbesondere ein Krümmungsradius, einer in einem zukünftig durch das Kraftfahrzeug befahrenen Streckenabschnitt liegenden Kurve ermittelt werden, wobei die Erkennung der Fahrbahnbegrenzung, insbesondere des Randsteins oder der Randsteine, in Abhängigkeit des ermittelten Verlaufs der Kurve erfolgt. Beispielsweise kann überprüft werden, ob der Verlauf der Fahrbahnbegrenzung dem Verlauf des voraussichtlich befahrenen Streckenabschnitts folgt. Durch dieses Vorgehen kann insbesondere überprüft werden, ob erkannte Objekte, bei denen es sich potentiell um Randsteine handeln könnte, tatsächlich Randsteine des Streckenabschnitts sind. Der Verlauf beziehungsweise der Krümmungsradius der Kurve kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass die Ränder des Streckenabschnitts direkt oder anhand von im Bereich dieser Ränder angeordneten Fahrbahnmarkierungen erkannt werden. Der Verlauf des Streckenabschnitts beziehungsweise der Kurve kann dann anhand des Verlaufs eines Randes des Streckenabschnitts ermittelt werden oder es kann vorzugsweise eine Mittellinie für den Streckenabschnitt beziehungsweise die Kurve ermittelt werden, die den Verlauf der Kurve beschreibt beziehungsweise aus der der Krümmungsradius ermittelbar ist.
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Die Erfüllung der Straßentypbedingung kann davon abhängen, ob für wenigstens eine erkannte Fahrbahnbegrenzung oder wenigstens zwei erkannte, insbesondere die Fahrbahn auf verschiedenen Seiten begrenzende, Fahrbahnbegrenzungen durch Auswertung der Umgebungsdaten ermittelt wird, dass diese ein vorgegebenes Farbmuster aufweist oder aufweisen.
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Das Farbmuster kann insbesondere ein Streifenmuster sein, das durch sich zyklisch, insbesondere in Längsrichtung des oder eines zukünftigen befahrenen Streckenabschnitts, abwechselnde Streifen von mehreren, insbesondere von zwei, Farben gebildet wird. Auf Rennstrecken ist es üblich, Randsteine im Bereich von Kurven durch ein solches Streifenmuster zu markieren, wobei beispielsweise rote und weiße oder blaue und weiße Streifen abwechselnd auf die Randsteine aufgebracht sein können.
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Als Umgebungsdaten können Bilddaten oder Videodaten an einer als bildgebender Sensor genutzten Kamera des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Vorzugsweise kann ein einzelnes Bild der Kamera ausgewertet werden und die Straßentypbedingung kann beispielsweise dann erfüllt sein, wenn in dem gleichen Bild zwei, insbesondere mit einem entsprechenden Muster versehene, Randsteine erkannt werden, die insbesondere den voraussichtlich zukünftig durch das Kraftfahrzeug befahrenen Streckenabschnitt auf verschiedenen Seiten begrenzen. Um eine hohe Erkennungsqualität für insbesondere farbige Musterungen zu erreichen, wird vorzugsweise eine Kamera genutzt, die Licht im sichtbaren Spektrum erfasst und Farbbilder bereitstellt.
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Der bildgebende Sensor kann einen vor dem Kraftfahrzeug liegenden Umgebungsabschnitt erfassen und/oder im Bereich der Fahrzeugfront angeordnet sein. Beispielsweise kann der bildgebende Sensor im oder am Stoßfänger, im oder am Kühlergrill, im oder am Schweinwerfer des Kraftfahrzeugs oder an ähnlichen Positionen angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass der bildgebende Sensor im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und das Vorfeld des Kraftfahrzeugs, beispielsweise durch die Windschutzscheibe, erfasst. Die Erfassung des Kraftfahrzeugvorfelds ist vorteilhaft, da hierdurch jener Streckenabschnitt erfasst wird, der durch das Kraftfahrzeug voraussichtlich zukünftig befahren werden wird.
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Bei einem Wechsel von einer Nichterfüllung zu einer Erfüllung der Straßentypbedingung kann durch Konfiguration der Fahrzeugeinrichtung eine Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs und/oder eine Stellung einer Aerodynamikkomponente und/oder eine Kennlinie einer Lenkung und/oder eines Fahrpedals verändert werden und/oder eine Abhängigkeit der Bodenfreiheit und/oder der Stellung der Aerodynamikkomponente und/oder der Kennlinie des Fahrpedals und/oder der Lenkung von einem Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, insbesondere von der Fahrgeschwindigkeit, verändert werden und/oder eine Parametrisierung eines Automatikgetriebes und/oder einer Vorrichtung zur Momentverteilung zwischen Achsen und/oder Rädern des Kraftfahrzeugs und/oder eines schlupfregelnden Fahrerassistenzsystems und/oder einer Ausgabeeinrichtung zur akustischen Änderung eines Fahrgeräusches und/oder eines Motorgeräusches kann geändert werden.
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Ergänzend oder alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren dazu genutzt werden, bei einem Wechsel von einer Nichterfüllung zu einer Erfüllung der Straßentypbedingung Anzeigeelemente des Kraftfahrzeugs, beispielsweise an der Schalttafel, Fahrzeugmodule und Sicherheitssysteme optimal an den Straßentyp Rennstrecke anzupassen. Beispielsweise können Cockpitanzeigen für eine Reifentemperatur, für eine Motoröltemperatur, für eine Temperaturen wenigstens einer Komponente des Antriebsstrangs, für einen Ladedruck eines Turboladers oder eine geänderte Anzeigeform für eine Motordrehzahl aktiviert werden. Auch die Ansteuerung einer Fahrzeugbeleuchtung kann angepasst werden. Beispielsweise können ein Fernlicht und/oder die Nutzung eines blinkenden Bremslichts und/oder eine sportive Innen- und/oder Außenbeleuchtung aktiviert werden, um die aktive und passive Fahrzeugsicherheit auf einer Rennstrecke zu erhöhen.
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Auch die Konfiguration von Komponenten, die der vorausschauenden Sicherheit dienen, z.B. von Systemen zur Kollisionswarnung bzw. vermeidung, und/oder von Stabilitätsprogrammen, insbesondere zur Steuerung von elektrohydraulischen und/oder elektromechanischen Bremsen, und/oder von Komponenten zur insbesondere elektronischen Wankwinkelstabilisierung und/oder von Luftfedern und/oder Stoßdämpfern des Fahrwerks und/oder von weiteren elektronisch steuerbaren Fahrwerkskomponenten kann bei Erfüllung der Straßentypbedingung, also insbesondere bei Erkennung eines Befahrens einer Rennstrecke, entsprechend angepasst werden.
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Insgesamt können somit einzelne oder mehrere Fahrzeugeinrichtungen bei einem solchen Wechsel derart konfiguriert werden, dass insgesamt ein agileres und auch im Grenzbereich sicheres Fahrverhalten resultiert beziehungsweise die Wahrnehmung dieses agilen Fahrverhaltens durch den Fahrer verbessert wird. Eine solche Konfiguration kann immer erfolgen, wenn ein Wechsel von einer Nichterfüllung zu einer Erfüllung der Straßentypbedingung vorliegt. Vorzugsweise hängt dieser Wechsel jedoch von Zusatzbedingungen ab. Beispielsweise kann das automatische Wechseln in einen Rennmodus durch entsprechende manuelle Konfiguration des Kraftfahrzeugs freigegeben oder blockiert werden. Zudem können für einen solchen Wechsel Zusatzbedingungen abgefragt werden, beispielsweise eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs, die mit Kartendaten abgeglichen werden kann, oder Ähnliches. Die Kartendaten können hierbei dazu dienen, eine automatische Konfiguration in Abhängigkeit der Umgebungsdaten, wie sie vorangehend erläutert wurde, nur in bestimmten Bereichen der Kartendaten freizugeben oder sie gezielt in bestimmten Teilen der Kartendaten zu blockieren. Die Freigabe kann dazu dienen, Rennstrecken anhand von zwei Faktoren zu erkennen, also beispielsweise nur dann automatisch in einen entsprechenden Modus zu wechseln, wenn wenigstens eine entsprechende Fahrbahnmarkierung beziehungsweise Fahrbahnbegrenzung erkannt wurde, also beispielsweise über entsprechend markierte Randsteine, und sich das Fahrzeug zugleich gemäß der Kartendaten im Bereich einer Rennstrecke befindet. Alternativ kann eine Sperrung beispielsweise dazu dienen, Fehlerkennungen einer Rennstreckenbefahrung zu vermeiden, beispielsweise wenn in den Kartendaten Bereiche markiert sind, in denen rennstreckenähnliche Fahrbahnmarkierungen beziehungsweise Fahrbahnbegrenzungen vorhanden sind, wobei es sich jedoch nicht um Rennstrecken handelt.
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Als Zusatzbedingung kann auch ausgewertet werden, ob eine mehrfache Wiederholung einer Abfolge gleicher oder ähnlicher Positionsdaten erkannt wird. Dies deutet auf einen geschlossenen Streckenverlauf, das heißt insbesondere auf ein befahren eines Rundkurses hin.
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Die Veränderung der Bodenfreiheit, die auch als Trimmabsenkung bezeichnet werden kann, kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass ein Aktor eines aktiven Fahrwerks oder einer Luftfederung angesteuert wird, um die Länge eines Federwegs anzupassen oder Ähnliches.
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Als Aerodynamikkomponente kann beispielsweise ein Spoiler, insbesondere ein Heckspoiler, ausgefahren oder angestellt werden, wenn die Straßentypbedingung erfüllt wird. Als Kennlinie einer Lenkung beziehungsweise eines Fahrpedals kann beispielsweise eine Transferfunktion beeinflusst werden. Diese kann den Zusammenhang zwischen einem Lenkwinkel beziehungsweise einer Lenkwinkeländerung beziehungsweise einem Lenkmoment am Lenkrad und einer Stellung der gelenkten Räder beziehungsweise eines zur Stellung der gelenkten Räder genutzten Steuersignals für entsprechende Aktoren beschreiben. Bezüglich des Fahrpedals kann eine solche Transferfunktion den Zusammenhang zwischen der Fahrpedalstellung und einer Momentanforderung an den Motor beschreiben.
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Eine Anpassung der Momentverteilung zwischen Rädern einer Achse kann beispielsweise dazu dienen, das Gierverhalten eines Fahrzeugs zu beeinflussen, also beispielsweise ein gezieltes Torque-Vectoring durchzuführen, um ein eher untersteuerndes oder eher übersteuerndes Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs zu erreichen.
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Bezüglich der Parametrisierung einer Vorrichtung zur Momentverteilung kann es jedoch auch vorteilhaft sein, eine Momentverteilung zwischen einer Vorder- und einer Hinterachse bei einem Vierradantrieb zu verändern. Beispielsweise kann durch eine stärkere Momentbeaufschlagung der Hinterachse ein agileres Fahrverhalten beziehungsweise ein eher zu einem Übersteuern neigendes Fahrverhalten realisiert werden.
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Bezüglich der Konfiguration eines Automatikgetriebes können beispielsweise Schaltvorgänge zu höheren und/oder niedrigeren Gängen zu höheren Drehzahlen hin verlagert werden, da insbesondere bei Verbrennungsmotoren eine Drehzahlerhöhung zu einer Erhöhung der verfügbaren Antriebsmomente führen kann. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Kuppelverhalten angepasst werden. Während beispielsweise während eines komfortorientierten Fahrbetriebs längere Kuppelzeiten gewünscht sein können, kann auf Rennstrecken ein schnelleres Aus- und Einkoppeln gewünscht sein.
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Als schlupfregelndes Fahrerassistenzsystem kann insbesondere eine Traktionskontrolle konfiguriert werden. Es können jedoch auch andere schlupfregelnde Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise eine Stabilitätskontrolle, ein Antiblockiersystem, eine Schleppmomentregelung und Ähnliches konfiguriert werden.
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In einigen Kraftfahrzeugen erfolgt bereits eine Änderung der Konfiguration von Fahrzeugeinrichtungen in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Beispielsweise kann ab bestimmten Fahrgeschwindigkeiten ein Spoiler ausgefahren oder angestellt werden oder eine Bodenfreiheit kann in einer oder mehreren Stufen geschwindigkeitsabhängig reduziert werden. Entsprechende Geschwindigkeitsgrenzen können in Abhängigkeit der Erfüllung der Straßentypbedingung variiert werden.
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Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens einen bildgebenden Sensor, eine Steuereinrichtung und wenigstens eine durch die Steuereinrichtung konfigurierbare Fahrzeugeinrichtung, wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Die Steuereinrichtung und die Fahrzeugeinrichtung können hierbei als gemeinsame Vorrichtung ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Verarbeitungsvorrichtung genutzt werden, in der die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durch einen oder mehrere Prozesse implementiert werden und Funktionen einer konfigurierten Fahrzeugeinrichtung, also beispielsweise einer Schlupfregelung, durch weitere Prozesse durchgeführt werden .
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Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, durch das ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführbar ist, und
- 2 und 3 Bilder einer Frontkamera des in 1 gezeigten Kraftfahrzeugs in Fahrsituationen, in denen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, das zahlreiche Fahrzeugeinrichtungen 2, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 22 aufweist, deren Konfigurationen anpassbar sind, um das Kraftfahrzeug 1 auf eine bestimmte Betriebsart beziehungsweise einen bestimmten befahrenen Straßentyp abzustimmen. Insbesondere kann durch Konfiguration an der Fahrzeugeinrichtungen 2, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 22 zwischen einem oder mehreren Abstimmungen für einen normalen Fahrbetrieb, beispielsweise einer komfortorientierten und einer sportorientierten Abstimmung, und einer Abstimmung, die zum Betrieb auf Rennstrecken dient und die ein besonders dynamisches Fahrerlebnis ermöglicht, gewechselt werden. Auf die einzelnen Fahrzeugeinrichtungen und deren Konfiguration wird später noch detailliert eingegangen.
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Prinzipiell wäre es möglich, dass ein Fahrer die Abstimmung des Kraftfahrzeugs 1 manuell wählt, beispielsweise mit Hilfe der Anzeigeeinrichtung 24. Dies wird von vielen Nutzern jedoch als unkomfortabel empfunden. Um insbesondere bei der Nutzung des Kraftfahrzeugs 1 auf Rennstrecken ein hochdynamisches Fahrerlebnis zu ermöglichen, ohne dass der Fahrer zuvor einen aufwendigen Konfigurationsprozess durchführen muss, umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine Steuereinrichtung 5, die dazu eingerichtet ist, den Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 auf bestimmten Streckentypen, insbesondere auf Rennstrecken, automatisch zu erkennen und in Abhängigkeit hiervon eine Konfiguration der Fahrzeugeinrichtungen 2, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 22 durchzuführen.
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Hierzu erfasst die Steuereinrichtung 5 zunächst über einen bildgebenden Sensor 12, nämlich eine Kamera, des Kraftfahrzeugs 1 einen im Vorfeld des Kraftfahrzeugs liegenden Streckenabschnitt, der voraussichtlich zukünftig durch das Kraftfahrzeug 1 befahren werden wird. Beispiele für Bilddaten des bildgebenden Sensors sind in der 2 und 3 dargestellt. Beide Figuren zeigen bezüglich ihres Verlaufs ähnliche Kurven von Straßen 14, 15, wobei die Straße 14 Teil einer Rennstrecke ist und die Straße 15 eine öffentliche Straße ist. Durch die Steuereinrichtung 5 werden die durch den bildgebenden Sensor 12 erfassten Umgebungsdaten, also insbesondere die in 2 und 3 gezeigten Bilddaten, in der jeweiligen Fahrsituation ausgewertet, um Fahrbahnmarkierungen 16, also beispielsweise den in 3 gezeigten Mittelstreifen oder die nicht gezeigten Markierungen eines Start-Zielbereichs einer Rennstrecke, und Fahrbahnbegrenzungen 17, 18, 19, also insbesondere Randsteine, zu erkennen. Anschließend wird durch die Steuereinrichtung 5 eine Straßentypbedingung ausgewertet, deren Erfüllung von den erkannten Fahrbahnmarkierungen 16 und/oder Fahrbahnbegrenzungen 17, 18, 19 abhängt, wobei das Vorhandensein bestimmter Fahrbahnmarkierungen 16 beziehungsweise Fahrbahnbegrenzungen 17, 18, 19 anzeigt, welchen Straßentyp das Kraftfahrzeug befährt.
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Im Ausführungsbeispiel soll insbesondere bestimmt werden, ob das Kraftfahrzeug 1 aktuell eine Rennstrecke befährt. Dies kann insbesondere dadurch erkannt werden, dass Randsteine, also die Fahrbahnbegrenzungen 17, 18, 19, in den Bilddaten erkannt werden. In Abhängigkeit der Anzahl der erkannten Randsteine und von deren Eigenschaften wird entschieden, ob es sich bei dem vorausliegenden Streckenabschnitt um einen Abschnitt einer Rennstrecke handelt.
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Randsteine am Rand von Rennstrecken unterscheiden sich von üblichen Randsteinen häufig dadurch, dass sie auffällig markiert sind, beispielsweise durch eine Lackierung, um Fahrer auf herannahende Kurven hinzuweisen und den Verlauf der Kurve zu verdeutlichen. Hierfür werden typischerweise Streifenmuster genutzt, wie sie in 2 für die Fahrbahnbegrenzungen 17, 18 schematisch dargestellt sind. Bei diesen Streifenmustern können sich hierbei verschiedenfarbige Streifen 20, 21 in Längsrichtung des Randsteins zyklisch abwechseln. Beispielsweise können sich weiße oder graue Streifen 20 mit roten oder blauen Streifen 21 abwechseln oder Ähnliches.
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Entsprechend markierte Randsteine werden auf Rennstrecken typischerweise im Bereich von Kurven genutzt. Bei der Ermittlung, ob es sich um einen relevanten Randstein handeln könnte, kann somit der Straßenverlauf der Straße 14 beziehungsweise der Verlauf der Kurve ermittelt werden, beispielsweise indem eine Mittelgerade für diese Straße 14 ermittelt wird, und dieser Verlauf kann mit dem Verlauf der Fahrbahnbegrenzung 17, 18 verglichen werden. Dadurch kann erkannt werden, ob ein bestimmtes Objekt, bei dem es sich um einen solchen Randstein handeln könnte, tatsächlich ein Randstein ist.
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Die Straßentypbedingung kann beispielsweise dann erfüllt sein, wenn in einem Bild der Kamera 12 auf beiden Seiten der Straße 14 jeweils ein Randstein erkannt wird, der ein solches Streifenmuster aufweist. Dies ist ein deutliches Indiz dafür, dass sich das Kraftfahrzeug 1 auf einer Rennstrecke befindet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel könnte die Straßentypbedingungen beispielsweise auch nur dann erfüllt sein, wenn keine Straßenmarkierung 16 erkannt wird, die einen Mittelstreifen bildet.
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Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal zwischen den Fahrbahnbegrenzungen 17, 18, die auf Rennstrecken genutzt werden, und der Fahrbahnbegrenzung 19, die auf einer öffentlichen Straße genutzt wird, ist, dass auf Rennstrecken typischerweise angeschrägte Randsteine verwendet werden, um ein Befahren durch das Kraftfahrzeug ohne Beschädigung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise ohne einen starken negativen Einfluss auf die Fahrstabilität zu ermöglichen. Somit kann die Straßentypbedingung zusätzlich auswerten, ob die Kanten der erkannten Randsteine angeschrägt sind. Bei der Ermittlung, ob es sich um rennstreckentypische angeschrägte Randsteine handelt, kann auch die Ausprägung der Oberfläche als glatte, wellige oder kantenförmige Oberfläche berücksichtigt werden.
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Die Erfüllung der Straßentypbedingung kann ergänzend davon abhängen, ob wenigstens ein außerhalb der Fahrbahn angeordnetes Kiesbett 28 als Auslaufzone in den Umgebungsdaten erkannt wird. Insbesondere kann die Erfüllung der Straßentypbedingung davon abhängen, ob ein solches Kiesbett 28 kurvenaußenseitig und/oder im Bereich eines erkannten Randsteins, also z.B. in 2 im Bereich der Fahrbahnbegrenzung 17, erkannt wird. Ein Kiesbett als Auslaufzone ist ein typisches Merkmal von Rennstrecken, womit durch Berücksichtigung eines erkannten Kiesbetts das Befahren einer Rennstrecke besonders schnell und zuverlässig erkannt werden kann.
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In der Fahrsituation, in der das in 2 gezeigte Bild durch die Kamera 12 erfasst wird, wird somit erkannt, dass die Straßentypbedingung erfüllt ist und sich das Fahrzeug somit auf einer Rennstrecke befindet. In der Fahrsituation, in der das in 3 gezeigte Bild aufgenommen wurde, wird hingegen erkannt, dass nur ein Randstein vorhanden ist, der nicht angeschrägt ist und kein Streifenmuster aufweist, und zudem eine Mittelmarkierung für die Straße 15 vorhanden ist. Somit kann ermittelt werden, dass sich das Fahrzeug voraussichtlich nicht auf einer Rennstrecke befindet, womit die Straßentypbedingung nicht erfüllt ist.
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Bei einem Übergang von einer Nichterfüllung zu einer Erfüllung der Straßentypbedingung kann die Steuereinrichtung 5 die Fahrzeugeinrichtungen 2, 4, 6, 7, 9, 10, 11 und 22 konfigurieren, um ein dynamischeres Fahrerlebnis zu ermöglichen. Die Fahrzeugeinrichtung 2 ist ein Fahrwerk des Kraftfahrzeugs, das durch Aktoren 3, 13 verstellt wird, um eine Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs 1 zu verringern. Beispielsweise kann eine Luftfederung verstellt werden. Alternativ könnte die Bodenfreiheit des Kraftfahrzeugs beispielsweise geschwindigkeitsabhängig vorgegeben werden. In diesem Fall könnten bei Erfüllung der Straßentypbedingung, also bei einer Fahrt auf einer Rennstrecke, Geschwindigkeitsgrenzen, ab denen bestimmte Bodenfreiheiten genutzt werden anders, insbesondere niedriger, gewählt werden, als bei einem normalen Fahrbetrieb.
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Durch Ansteuerung eines weiteren Aktors 23 kann bei Erfüllung der Straßentypbedingung und/oder bei einem von der Erfüllung der Straßentypbedingung abhängigen Geschwindigkeitsgrenzwert als Fahrzeugeinrichtung 4 eine Aerodynamikkomponente, nämlich ein Spoiler, des Kraftfahrzeugs 1 ausgefahren oder ein Anstellwinkel dieses Spoilers variiert werden. Zudem kann durch Ansteuerung der Fahrzeugeinrichtung 6, einer elektronischen Servolenkung, eine Kennlinie einer Lenkung 27 des Kraftfahrzeugs 1 angepasst werden, um beispielsweise ein dynamischeres Einlenken zu ermöglichen und/oder durch Konfiguration der Fahrzeugeinrichtung 7, die eine Steuereinrichtung des Verbrennungsmotors 8 ist, die Kennlinie zwischen einer über den Sensor 25 erfassten Fahrpedalstellung des Fahrpedals 26 und einer Momentanforderung an den Verbrennungsmotor 8 angepasst werden.
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Bei Erfüllung der Straßentypbedingung kann zudem als Fahrzeugeinrichtung 9 ein automatisches Schaltgetriebe konfiguriert werden, beispielsweise um höhere Drehzahlen zuzulassen, und/oder eine Momentverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse kann durch ein Anpassung der Parametrisierung der Fahrzeugeinrichtung 10, eine Vorrichtung zur Momentverteilung, angepasst werden, beispielsweise um die Momentverteilung bei einem vierradgetriebenen Kraftfahrzeug 1 zur Hinterachse hin zu verlagern, wenn eine Rennstrecke befahren wird. Zudem kann die Konfiguration der Fahrzeugeinrichtung 11, eines schlupfregelnden Fahrerassistenzsystems, angepasst werden, wobei beispielsweise eine Traktionskontrolle deaktiviert werden kann oder ein zulässiger Schlupf erhöht werden kann.
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Für viele Fahrer ist für das fahrdynamische Erlebnis auch die Klangkulisse im Kraftfahrzeug hoch relevant. Zudem können dem Fahrer durch die Dynamik der Fahr- und Motorgeräusche wichtige Informationen über den aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 1 zugänglich gemacht werden. Hierbei ist es bekannt, die Lautstärke eines Fahr- oder Motorgeräusches im Innenraum mit Hilfe einer Ausgabeeinrichtung, also beispielsweise eines Lautsprechers, zu erhöhen und/oder durch Ausgabe von entsprechenden Schallsignalen zu modifizieren. Es ist daher zweckmäßig, wenn eine Fahrt auf einer Rennstrecke erkannt wird, also wenn die Straßentyperkennung erfüllt ist, auch eine Ausgabeeinrichtung zur akustischen Anpassung des Fahrgeräusches und/oder des Motorgeräusches, nämlich die Fahrzeugeinrichtung 22, entsprechend umzukonfigurieren.
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Der Fahrer kann, beispielsweise über die Anzeigeeinrichtung 24, über eine entsprechende Konfigurationsänderung informiert werden. Beispielsweise kann der Text „Rennmodus aktiv“ eingeblendet werden.
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Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in 1 nur eine Auswahl der in Abhängigkeit der Erfüllung der Straßentypbedingung konfigurierbaren Fahrzeugeinrichtungen dargestellt. Ergänzend oder alternativ können beispielsweise, insbesondere bei einem erkennen eines Befahrens einer Rennstrecke, auch Konfigurationen von Cockpitanzeigen, insbesondere zur Anzeige bzw. zur Anpassung der Anzeige einer Drehzahl, einer Reifentemperatur, einer Motoröltemperatur, eines Ladedrucks eines Turboladers bzw. eines Motors und/oder einer Temperatur wenigstens einer Komponente des Antriebsstrangs, und/oder von Beleuchtungseinrichtungen des Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Aktivierung eines Fernlichts, einer blinkenden bzw. flackernden Ausgabe eines Bremslichts und/oder zur sportiven Gestaltung der Innen- und/oder Außenbeleuchtung, und/oder von Komponenten, die der vorausschauenden Sicherheit dienen, z.B. von Systemen zur Kollisionswarnung, und/oder von Stabilitätsprogrammen, insbesondere zur Steuerung von elektrohydraulischen und/oder elektromechanischen Bremsen, und/oder von Komponenten zur insbesondere elektronischen Wankwinkelstabilisierung und/oder von Luftfedern und/oder Stoßdämpfern des Fahrwerks und/oder von weiteren elektronisch steuerbaren Fahrwerkskomponenten angepasst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012223240 A1 [0003]
- DE 102013215519 A1 [0004]
