DE102018207279A1

DE102018207279A1 - Verfahren zur Optimierung der Effizienz eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018207279A1
Application number: DE102018207279.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph Kolesch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2038-05-10
Also published as: DE102018207279B4

Abstract

Verfahren zur Optimierung der Effizienz eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Messsystem aufweist, welches einen Raumbereich betrachtet und diesen Raumbereich in der Höhe auflöst, wobei die Messdaten des Messsystems auf eine Fahrspur für das Kraftfahrzeug ausgewertet werden, wobei anschließend zumindest ein Teilbereich der Fahrspur nach einem Effizienzparameter klassifiziert wird, wobei das Kraftfahrzeug sodann aufgrund des Effizienzparameters zumindest einen Fahrzeugparameter ändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Effizienz eines Fahrzeugs.
Autonom fahrende Fahrzeug sind vollständig auf deren Sensoren angewiesen. Mittlerweise gibt es aber Karten für Kraftfahrzeuge, die bereits viele Informationen, wie beispielsweise Geografische Erhebungen umfassen. Derartige Karten sind aber nicht überall vorhanden und werden nicht immer regelmäßig aktualisiert.
Deshalb wird ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 vorgeschlagen. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsvarianten erläutert.
Das Verfahren dient der Optimierung der Effizienz eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren wird an einem Kraftfahrzeug ausgeführt. Das Kraftfahrzeug weist ein Messsystem auf, welches einen Raumbereich betrachtet. Dieser Raumbereich wird durch das Messsystem in der Höhe aufgelöst. Durch die Auflösung in der Höhe kann ein Untergrund vor dem Fahrzeug abgetastet werden. Zudem kann ein geografisches Profil des betrachteten Raumbereichs erstellt werden.
Der Raumbereich kann, je nach Ausführung des Messsystems, eine 360° Umsicht oder auch nur einen Teilbereich um das Kraftfahrzeug herum abtasten. Mit Vorteil können auch mehrere Messsysteme ausgebildet sein, die gemeinsam eine Rundumsicht bereitstellen. Diese Messsysteme können von demselben Typ oder auch unterschiedlichen Typs sein.
Mit besonderem Vorteil handelt es sich bei dem Messsystem um ein LIDAR Messsystem. Vorzugsweise um ein LIDAR Messsystem gemäß dem Typ, welcher in der WO 2017 / 081 294 A1 offenbart ist. Dieses arbeitet nach der Time of Flight Methode und nicht nach dem Radar Prinzip. Dadurch wird eine optimale Winkelauflösung für eine Abtastung des Untergrunds bereitgestellt. Grundsätzlich kann aber jedes Messsystem verwendet werden, welches eine ausreichende Höhenauflösung bereitstellt, um den Untergrund flächendeckend und auch mit ausreichend großen Messreichweiten abzutasten.
Die Messdaten des Messsystems werden sodann auf die übliche Weise verarbeitet. Aus den Messdaten oder den Verarbeiteten Daten werden sodann Fahrspuren ausgewertet. Dabei kann eine oder mehrere Fahrspuren erkannt werden. Diese Erkennung kann beispielsweise ausschließlich anhand der Messdaten erfolgen oder auch durch Nutzung von Daten anderer Systeme oder von Datenbanken. Ein solches anderes System kann beispielsweise ein Kamerasystem sein. Eine Datenbank kann beispielsweise eine Karte sein, in der die Fahrspuren hinterlegt sind.
Anschließend werden die Fahrspuren anhand von Effizienzparametern klassifiziert. Beispielhaft kann die Fahrspur als Ganzes klassifiziert werden oder auch in Teilbereiche unterteilt und sodann die Teilbereiche klassifiziert werden. Die Klassifizierung kann ausschließlich durch die Messdaten des Messsystems erfolgen. Alternativ können auch andere System und / oder Datenbanken genutzt werden um die Klassifizierung durchzuführen. Ein solches anderes System kann beispielsweise ein Kamerasystem sein. Eine Datenbank kann beispielsweise eine Karte sein, in der die Fahrspuren hinterlegt sind.
Die ermittelten Effizienzparameter werden durch das Kraftfahrzeug verarbeitet, welches aufgrund des Effizienzparameters zumindest einen Fahrzeugparameter ändert. Die Änderung kann unmittelbar erfolgen, Zeitversetzt oder auch Wegversetzt. Insbesondere wird die Änderung des Fahrzeugparameters von einer weiteren Größe abhängig gemacht, beispielsweise von einer Zeit, einer Fahrstrecke oder auch einer Landmarke.
Beispielsweise wird eine Änderung der Steigung der Fahrspur in größerem Abstand erkannt. Aufgrund dessen wird das Fahrzeug veranlasst einen Getriebegang herunterzuschalten. Diese Änderung des Getriebegangs erfolgt allerdings erst an der erwähnten Landmarke, die vorab festgelegt wurde. Letztlich entspricht dies einer Wegversetzten Änderung, welche auf verschiedene Arten implementiert werden kann.
Im Weiteren werden vorteilhafte Ausgestaltungen des Kraftfahrzeugs erläutert.
Mit besonderem Vorteil ist das Messsystem durch ein LIDAR Messsystem ausgebildet. Das LIDAR Messsystem arbeitet vorzugsweise nach der Time-of-Flight Methode.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass aus den ermittelten Fahrspuren nur die Fahrspur klassifiziert wird, auf dem sich das Fahrzeug entlang bewegt.
Die zu klassifizierende Fahrspur kann entsprechend verschiedener Methoden ermittelt werden. Beispielsweise wird die Fahrspur, auf der sich das Kraftfahrzeug gerade befindet, gewählt und deren Verlauf plausibel verlängert. Alternativ kann auch ein Navigationssystem herangezogen werden, welches die voraussichtliche Fahrspur vorgibt. Letzteres ist insbesondere bei autonom Fahrenden Fahrzeugen besonders vorteilhaft, da die gewünschte Route bereits vorab bekannt ist. Fahrspur umfasst hierbei auch mehrspurige Fahrbahnen, die in dieselbe Richtung weisen, wie beispielsweise auf der Autobahn.
Günstigerweise beschreibt der Effizienzparameter Steigung, Feuchtigkeit, Fahrbahntyp, Fahrbahnqualität, Fahrbahnunebenheiten oder Wassermenge.
Dies stellt nur eine mögliche Auswahl dar, ist jedoch nicht abschließend. Durch die Steigung kann das Fahrzeug beispielsweise seine Schaltvorgänge optimal gestalten, um dadurch seinen Spritverbrauch zu senken. Bei starker Feuchtigkeit oder bei Wasser, welches auf der Fahrspur steht, kann die Geschwindigkeit verringert werden, um Aquaplaning zu vermeiden oder auch um den Schlupf der Räder zu verringern. Unter Kenntnis des Fahrbahntyps, wie Asphalt, Beton oder Schotter, Fahrbahnqualität, wie Unebenheiten oder Schlaglöchern, kann das Kraftfahrzeug seinen Dämpfer anpassen, die Geschwindigkeit anpassen. Zudem kann das Kraftfahrzeug auch das konkrete Fahren entlang der Fahrbahn so wählen, dass beispielsweise Bereiche mit Schlaglöchern umfahren werden. Insbesondere wird dadurch die Fahrlinie bei autonomen Fahrzeugen optimal an die tatsächlichen Verhältnisse der Fahrspur angepasst.
Für die konkrete Änderung des Fahrzeugparameters kann ein einzelner oder aber auch eine Mehrzahl an Effizienzparametern verwendet werden.
Mit besonderem Vorteil ist der zu ändernde Fahrzeugparameter die Geschwindigkeit, die Fahrlinie, das Fahrwerk oder der Getriebegang.
Aufgrund von dem bereitgestellten Effizienzparameter oder den bereitgestellten Effizienzparametern kann ein einzelner oder auch eine Mehrzahl Fahrzeugparameter geändert werden.
Das Verfahren wird im Weiteren beispielhaft anhand von zwei Figuren näher erläutert.

Die 1 zeigt ein Kraftfahrzeug, welches entlang einer Straße bewegt.
Die 2 zeigt die einzelnen Verfahrensschritte des Verfahrens in einem Ablaufplan.

Das Verfahren wird an einem Kraftfahrzeug 10 ausgeführt, welches ein Messsystem 18 aufweist. Das Messsystem 18 ist durch ein LIDAR Messsystem ausgeführt, welches nach der Time of Flight Methode arbeitet. Das Messsystem 18 ist an einer Fahrzeugfront angeordnet und tastet einen Raumbereich 20 ab, der vor dem Fahrzeug angeordnet ist. Dadurch kann das Messsystem 20 eine Straße 12 abtasten, auf dem sich das Kraftfahrzeug 10 fortbewegt.
Das Messsystem 18 ist zudem derart ausgebildet, dass es einen Untergrund, der vor dem Kraftfahrzeug 10 liegt durchgehend und bis zu einer ausreichend großen Reichweite detektieren kann. Dies kann beispielsweise eine Reichweite von mindestens 50 Metern sein. Insbesondere löst das Messsystems 18 über den Höhenwinkel auf, wodurch eine Detektion des Untergrunds ermöglicht wird.
Das Messsystem 18 tastet nun in einem ersten Verfahrensschritt 50 den Raumbereich 20 ab und stellt dadurch Messdaten bereit. Die Messdaten können in Form von Rohdaten vorliegen oder auch bereits vorverarbeitet sein.
Diese Messdaten werden in einem anschließenden Verfahrensschritt 60 auf Fahrspuren ausgewertet. Hierbei kann eine einzelne oder auch mehrere Fahrspuren erkannt werden. Gemäß der 1 werden eine erste Fahrspur 14 und eine zweite Fahrspur 16 erkannt. Das Kraftfahrzeug 10 bewegt sich an der ersten Fahrspur 14 entlang, wobei die zweite Fahrspur 16 in der Gegenrichtung befahren wird.
Die Fahrspuren 14 und 16 werden sodann in dem nächsten Verfahrensschritt 40 klassifiziert. Die Klassifizierung kann für alle erkannten Fahrspuren oder auch nur für die Fahrspur erfolgen, der das Kraftfahrzeug folgt.
Die Fahrspuren werden vorzugsweise in Teilabschnitte I, II, III unterteilt, wobei diese Teilabschnitte I, II, III klassifiziert werden.
Alternativ kann auch zunächst die Klassifizierung der Fahrspur erfolgen und die Fahrspur sodann anhand der ermittelten Effizienzparameter in die entsprechenden Teilabschnitte I, II, III unterteilt werden. Ein Teilabschnitt weist in diesem Fall gleichbleibende Effizienzparameter auf.
Aus den Messdaten werden hierbei die drei Teilabschnitte I, II, III ermittelt, wobei der erste Teilabschnitt im wesentlichen Eben ist, der zweite Teilabschnitt II eine positive Steigung aufweist und der dritte Teilabschnitt III eine größere Steigung aufweist als der zweite Teilabschnitt II. Die Steigung wird aus den Messdaten ermittelt und im weiteren als Effizienzparameter für den jeweiligen Teilabschnitt bereitgestellt.
Das Kraftfahrzeug ändert nun gemäß dem Verfahrensschritt 80 einen Fahrzeugparameter des Kraftfahrzeugs. Beispielshaft schaltet das Kraftfahrzeug 10 zum Ende des Teilabschnitts I bzw. zu Beginn des Teilabschnitts II einen Getriebegang herunter, um die Geschwindigkeit halten zu können. Ein weiterer Schaltvorgang wird zum Ende des Teilabschnitts II bzw. zu Beginn des Teilabschnitts III durchgeführt. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs optimal gehalten.
Der Effizienzparameter und der Fahrzeugparameter sind hierbei beispielhaft gewählt. Grundsätlich könen auch andere Parameter gewählt werden. Insbesondere sind dem Kraftfahrzeug Änderung der Effizienzparameter der Teilabschnitte der Fahrbahn bereits vorab bekannt, sodass das Kraftfahrzeug vorausschauend agiert. Die Optimierung der Effizienz kann beispielsweise auf niedrigen Spritverbrauch, gleichbleibenden Komfort oder auch gleichmäßige Geschwindigkeit gerichtet sein.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeug
12: Straße
14: erste Fahrspur
16: zweite Fahrspur
18: Messsystem
20: Raumbereich
I: Teilabschnitt
II: Teilabschnitt
III: Teilabschnitt
50: Verfahrensschritt
60: Verfahrensschritt
70: Verfahrensschritt
80: Verfahrensschritt

Claims

Verfahren zur Optimierung der Effizienz eines Kraftfahrzeugs, wobei - das Kraftfahrzeug ein Messsystem aufweist, welches einen Raumbereich betrachtet und diesen Raumbereich in der Höhe auflöst, - wobei die Messdaten des Messsystems auf eine Fahrspur für das Kraftfahrzeug ausgewertet werden, - wobei anschließend zumindest ein Teilbereich der Fahrspur nach einem Effizienzparameter klassifiziert wird, - wobei das Kraftfahrzeug sodann aufgrund des Effizienzparameters zumindest einen Fahrzeugparameter ändert.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem durch ein LIDAR Messsystem ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den ermittelten Fahrspuren die Fahrspur klassifiziert wird, auf dem sich das Fahrzeug entlangbewegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Effizienzparameter die Steigung, Feuchtigkeit, Asphalt, Fahrbahnunebenheiten oder Wassermenge beschreibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu ändernde Fahrzeugparameter die Geschwindigkeit, die Fahrlinie, das Fahrwerk oder der Getriebegang ist.