DE102018215973A1 - Verfahren und vorrichtung zur unterstützung des haltens einer fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines geschwindigkeitsbereichs, und fahrzeug, das eine solche vorrichtung umfasst - Google Patents

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Halten einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einem angezielten Geschwindigkeitsbereich. Für das Fahrzeug werden mehrere Ausrollprofile erzeugt, die jeweils eine Anfangsgeschwindigkeit und einen Anfangspunkt auf einem vorausgesagten Fahrzeugweg aufweisen. Jedes Ausrollprofil stellt eine vorausgesagte Fahrzeuggeschwindigkeit über eine Zeit und/oder Strecke ab dem Anfangspunkt dar und wird auf Basis einer Geometrie von zumindest einem Abschnitt des vorausgesagten Fahrzeugwegs erzeugt. Es wird mindestens eines der Ausrollbetriebsprofile, mit dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im angezielten Geschwindigkeitsbereich gehalten wird, identifiziert. Ein Hauptantrieb des Fahrzeugs wird so gesteuert, dass das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil versetzt wird. Alternativ dazu wird einem Benutzer eine Rückmeldung gegeben, damit dieser das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus versetzt, so dass das Fahrzeug gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil rollt.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Ausrollbetrieb eines Fahrzeugs.
  • Aspekte der Erfindung betreffen ein Verfahren zur Unterstützung des Haltens einer Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Geschwindigkeitsbereich, eine Vorrichtung zur Implementierung des Verfahrens, ein Fahrzeug, das die Vorrichtung umfasst.
  • HINTERGRUND
  • In modernen Fahrzeugen werden verschiedene Fahrerunterstützungshilfen verwenden. Zum Beispiel kann eine Geschwindigkeitsregelungseinrichtung verwendet werden, um innerhalb eines Geschwindigkeitsbereichs eine konstante Geschwindigkeit beizubehalten, ohne dass der Fahrer dafür eine Eingabe vornehmen muss. Eine Geschwindigkeitsregelung ist nützlich, aber in ihrer einfachsten Form hat sie den Nachteil, dass sie unflexibel ist. Eine konstante Geschwindigkeitsregelung berücksichtigt nicht andere Straßenbenutzer, die vor dem Fahrzeug, dessen Geschwindigkeit geregelt wird, langsamer fahren. Somit muss ein Fahrer, der eine Geschwindigkeitsregelung verwendet, immer noch auf die relativen Geschwindigkeiten anderer Fahrzeuge aufpassen, um Kollisionen zu vermeiden.
  • Eine adaptive Geschwindigkeitsregelung strebt danach, durch Anpassen der geregelten Geschwindigkeit an die Umstände zumindest manche von den Nachteilen der konstanten Geschwindigkeitsregelung zu beseitigen. Wenn sich beispielsweise ein Fahrzeug auf demselben Fahrstreifen langsamer bewegt als das Fahrzeug mit der adaptiven Geschwindigkeitsregelung, kann die Geschwindigkeitsregelung die Drossel und/oder die Bremsen verstellen, um sich der Geschwindigkeit des langsameren Autos anzupassen. Solche Geschwindigkeitsregelungssysteme können beispielsweise ein Radar verwenden, um vorausfahrende Fahrzeuge zu erfassen.
  • Eine Regelung der Geschwindigkeit ist auch ein wichtiger Aspekt von Steuersystemen autonomer und halbautonomer Fahrzeuge.
  • Von Fahrzeugherstellern wird verlangt, dass sie den Kraftstoffverbrauch senken. Es gibt viele Wege, wie der Kraftstoffverbrauch verringert werden kann, von einer Gewichtsverringerung bis zu einer Schulung von Fahrern. Geschwindigkeitsregelungssysteme sind im Allgemeinen nicht dazu da, den Kraftstoffverbrauch zu senken.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Überwindung von Nachteilen im Stand der Technik.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung geben ein Verfahren, eine Steuereinrichtung und ein Fahrzeug an, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren angegeben, mit dem das Halten einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einem angezielten Geschwindigkeitsbereich unterstützt wird, wobei das Verfahren umfasst:
    • Erzeugen mehrerer Ausrollprofile für das Fahrzeug, wobei jedes Ausrollprofil eine Anfangsgeschwindigkeit und einen Anfangspunkt auf einem vorausgesagten Fahrzeugweg aufweist, wobei jedes Ausrollprofil eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit über eine Zeit und/oder eine Strecke ab dem Anfangspunkt darstellt und auf Basis einer Geometrie zumindest eines Abschnitts des vorausgesagten Fahrzeugwegs erzeugt wird,
    • Identifizieren von mindestens einem der Ausrollprofile, mit dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im angezielten Geschwindigkeitsbereich gehalten wird; und
    • Ausgeben eines Ausrollbetriebssignals, um entweder
    • einen Hauptantrieb des Fahrzeugs so zu steuern, dass das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil versetzt wird; oder
    • einem Fahrzeugbenutzer eine Rückmeldung zu geben, damit dieser das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus versetzt, so dass das Fahrzeug, falls es vom Benutzer in den Ausrollbetriebsmodus versetzt wird, gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil rollt.
  • Das Verfahren kann das Anpassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen, um sie auf die Anfangsgeschwindigkeit des identifizierten Ausrollprofils abzustimmen, bevor: der Hauptantrieb in den Ausrollbetriebsmodus versetzt wird; dem Benutzer eine Rückmeldung gemacht wird; oder vom Benutzer eine Antwort auf die Rückmeldung erhalten wird. Dies ermöglicht einen größeren Bereich von Anfangsgeschwindigkeiten und somit einen größeren Bereich von potenziellen Ausrollprofilen.
  • Das identifizierte Ausrollprofil kann zumindest eine Periode enthalten, in der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs höher ist als die mit dem identifizierten Ausrollprofil assoziierte Anfangsgeschwindigkeit, wobei die zusätzliche Geschwindigkeit ein Ergebnis von mindestens einem bergab führenden Abschnitt des vorausgesagten Fahrzeugwegs ist. Dadurch, dass eine Erhöhung der Geschwindigkeit im Ausrollbetrieb zugelassen wird, kann die Kraftstoffausnutzung verbessert werden.
  • Das Identifizieren des mindestens einen Ausrollprofils kann das Identifizieren von einem oder mehreren von den Ausrollprofilen, für welche die Ausrollzeit einen Schwellenwert überschreitet, umfassen. Durch Verwenden eines Zeitschwellenwerts können unangemessen kurze Ausrollperioden vermieden werden und die Dauer von Ausrollereignissen kann verlängert werden.
  • Das Identifizieren des mindestens einen Ausrollprofils kann das Identifizieren von einem oder mehreren von den Ausrollprofilen, für welche die Ausrollstrecke einen Schwellenwert überschreitet, umfassen. Durch Verwenden eines Streckenschwellenwerts können unangemessen kurze Ausrollperioden vermieden werden.
  • Das Steuern des Hauptantriebs oder das manuelle Einstellen des Fahrzeugs auf einen Ausrollbetriebsmodus kann eines oder mehrere der Folgenden umfassen:
    • Platzieren eines zum Hauptantrieb gehörenden Getriebes in eine Neutralstellung;
    • Ausrücken einer Kupplung, die zum Hauptantrieb gehört;
    • Ausschalten des Hauptantriebs; und
    • Modulieren eines oder mehrerer Stellglieder eines Verbrennungsmotorsystems, wie eines Abgasrückführungsventils, eines Turboladers mit variabler Geometrie, einer Ansaugungsdrossel und einer stufenlos variablen Ventilsteuerung, um Pumpverluste zu reduzieren oder zu minimieren. In einem Beispiel kann mindestens ein Stellglied des Verbrennungsmotorsystems als (mindestens) ein Stellglied eines Verbrennungsmotorluftsystems ausgebildet sein.
  • Das Fahrzeug kann eine regenerative Leistungsquelle aufweisen, und der Ausrollbetriebsmodus kann ein regeneratives Bremsen einschließen. Ein auf diese Weise durchgeführtes regeneratives Bremsen kann eine Regelung einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf solche Weise ermöglichen, dass das Fahrzeug weiter rollen und/oder seine Gesamt-Kraftstoffausnutzung verbessern kann.
  • Das Fahrzeug kann eine elektrische Maschine aufweisen, und der Ausrollbetriebsmodus kann das Bereitstellen eines Antriebs über die elektrische Maschine beinhalten, um eine Gesamt-Ausrollstrecke und/oder -zeit zu verlängern. Die Bereitstellung eines Antriebs auf diese Weise kann eine Regelung einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf solche Weise ermöglichen, dass das Fahrzeug weiter rollen und/oder seine Gesamt-Kraftstoffausnutzung verbessern kann.
  • Das Fahrzeug kann einen oder mehrere Bremsmechanismen aufweisen, und der Ausrollbetriebsmodus kann das Bereitstellen einer Bremsung über mindestens einen der Bremsmechanismen beinhalten, um eine Gesamt-Ausrollstrecke und/oder -zeit zu verlängern. Ein auf diese Weise durchgeführtes Bremsen kann eine Regelung einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf solche Weise ermöglichen, dass das Fahrzeug weiter rollen und/oder seine Gesamt-Kraftstoffausnutzung verbessern kann.
  • Das Identifizieren des mindestens einen Ausrollprofils kann das Auswählen eines Ausrollprofils, das eine Ausrollstrecke und/oder Ausrollzeit maximiert, umfassen. Das Maximieren einer Ausrollstrecke und/oder Ausrollzeit kann die Kraftstoffausnutzung verbessern.
  • Das Fahrzeug kann zumindest einen ersten Geschwindigkeitsbereich, der bei der Identifizierung des Ausrollprofils verwendet wird, und einen zweiten Geschwindigkeitsbereich für dann, wenn das Fahrzeug nicht im Ausrollbetriebsmodus ist, aufweisen, wobei der erste Geschwindigkeitsbereich größer ist als der zweite Geschwindigkeitsbereich. Der größere erste Geschwindigkeitsbereich kann dem Fahrzeug ermöglichen, weiter zu rollen und/oder seine Gesamt-Kraftstoffausnutzung zu verbessern.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeugausrollbetriebssystem angegeben, mit dem das Halten einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einem angezielten Geschwindigkeitsbereich unterstützt wird, wobei das System umfasst:
    • eine Einrichtung zum Erzeugen mehrerer Ausrollprofile für das Fahrzeug, wobei jedes Ausrollprofil eine Anfangsgeschwindigkeit und einen Anfangspunkt auf einem vorausgesagten Fahrzeugweg aufweist, wobei jedes Ausrollprofil eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit über eine Zeit und/oder eine Strecke ab dem Anfangspunkt darstellt und auf Basis einer Geometrie zumindest eines Abschnitts des vorausgesagten Fahrzeugwegs erzeugt wird;
    • eine Einrichtung zum Identifizieren von mindestens einem der Ausrollprofile, mit dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im angezielten Geschwindigkeitsbereich gehalten wird; und
    • eine Einrichtung zum Ausgeben eines Ausrollbetriebssignals, um entweder:
      • einen Hauptantrieb des Fahrzeugs so zu steuern, dass das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil versetzt wird; oder
      • einem Benutzer eine Rückmeldung zu geben, damit dieser das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus versetzt, so dass das Fahrzeug gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil rollt.
  • Die Einrichtung zum Erzeugen mehrerer Ausrollprofile für das Fahrzeug kann umfassen:
    • einen elektronischen Prozessor mit einem elektronischen Eingang zum Empfangen von Signalen, die einen Wert einer Fahrzeuggeschwindigkeit und bevorstehende Änderungen einer Geometrie eines vorausgesagten Fahrzeugwegs angeben, und
    • eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor gekoppelt ist und in der Befehle gespeichert sind, wobei
    • der elektronische Prozessor dafür ausgelegt ist, auf die elektronische Speichervorrichtung zuzugreifen und die darin gespeicherten Befehle auszuführen, so dass er dazu dienen kann, die Ausrollprofile zu erzeugen.
  • Die Einrichtung zum Identifizieren von mindestens einem der Ausrollprofile und die Einrichtung zum Ausgeben eines Ausrollbetriebssignals können den elektronischen Prozessor umfassen, der eines von den erzeugten Ausrollprofilen identifiziert und als Reaktion darauf das Ausrollbetriebssignal erzeugt.
  • Das Fahrzeugausrollbetriebssystem kann eine Einrichtung zum Steuern eines Hauptantriebs des Fahrzeugs umfassen, um das Fahrzeug in den Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil zu versetzen.
  • Das Fahrzeugausrollbetriebssystem kann eine Einrichtung zum Ausgeben einer Rückmeldung an einen Benutzer umfassen, damit dieser das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus versetzt, so dass das Fahrzeug gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil rollt.
  • Das Fahrzeugausrollbetriebssystem kann eine Einrichtung zum Anpassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen, um sie auf die Anfangsgeschwindigkeit des identifizierten Ausrollprofils abzustimmen, bevor: der Hauptantrieb in den Ausrollbetriebsmodus versetzt wird; dem Benutzer eine Rückmeldung gemacht wird; oder vom Benutzer eine Antwort auf die Rückmeldung erhalten wird. Dies ermöglicht einen größeren Bereich von Anfangsgeschwindigkeiten und somit einen größeren Bereich von potenziellen Ausrollprofilen.
  • Das identifizierte Ausrollprofil kann zumindest eine Periode enthalten, in der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs höher ist als die mit dem identifizierten Ausrollprofil assoziierte Anfangsgeschwindigkeit, wobei die zusätzliche Geschwindigkeit ein Ergebnis von mindestens einem bergab führenden Abschnitt des vorausgesagten Fahrzeugwegs ist. Dadurch, dass eine Erhöhung der Geschwindigkeit im Ausrollbetrieb zugelassen wird, kann die Kraftstoffausnutzung verbessert werden.
  • Die Einrichtung zum Identifizieren des mindestens einen Ausrollprofils kann dafür ausgelegt sein, eines oder mehrere der Ausrollprofile, für welche die Ausrollzeit einen Schwellenwert überschreitet, zu identifizieren. Durch Verwenden eines Zeitschwellenwerts können unangemessen kurze Ausrollperioden vermieden werden und die Dauer von Ausrollereignissen kann verlängert werden.
  • Die Einrichtung zum Identifizieren des mindestens einen Ausrollprofils kann dafür ausgelegt sein, eines oder mehrere der Ausrollprofile, für welche die Ausrollstrecke einen Schwellenwert überschreitet, zu identifizieren. Durch Verwenden eines Streckenschwellenwerts können unangemessen kurze Ausrollbetriebsperioden vermieden werden.
  • Die Einrichtung zum Steuern des Hauptantriebs kann dafür ausgelegt sein, eines oder mehrere der Folgenden zu tun:
    • Platzieren eines zum Hauptantrieb gehörenden Getriebes in eine Neutralstellung; Lösen einer Kupplung, die zum Hauptantrieb gehört;
    • Ausschalten des Hauptantriebs; und
    • Modulieren eines oder mehrerer Stellglieder eines Verbrennungsmotorsystems, wie eines Abgasrückführungsventils, eines Turboladers mit variabler Geometrie, einer Ansaugungsdrossel und einer stufenlos variablen Ventilsteuerung, um Pumpverluste zu reduzieren oder zu minimieren. In einem Beispiel kann mindestens ein Stellglied des Verbrennungsmotorsystems als (mindestens) ein Stellglied eines Verbrennungsmotorluftsystems ausgebildet sein.
  • Das Fahrzeug kann eine regenerative Leistungsquelle aufweisen, und der Ausrollbetriebsmodus kann ein regeneratives Bremsen einschließen. Ein auf diese Weise durchgeführtes regeneratives Bremsen kann eine Regelung einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf solche Weise ermöglichen, dass das Fahrzeug weiter rollen und/oder seine Gesamt-Kraftstoffausnutzung verbessern kann.
  • Das Fahrzeug kann eine elektrische Maschine aufweisen, und der Ausrollbetriebsmodus kann das Bereitstellen eines Antriebs über die elektrische Maschine beinhalten, um eine Gesamt-Ausrollstrecke und/oder -zeit zu verlängern. Die Bereitstellung eines Antriebs auf diese Weise kann eine Regelung einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf solche Weise ermöglichen, dass das Fahrzeug weiter rollen und/oder seine Gesamt-Kraftstoffausnutzung verbessern kann.
  • Das Fahrzeug kann einen oder mehrere Bremsmechanismen aufweisen, und der Ausrollbetriebsmodus kann das Bereitstellen einer Bremsung über mindestens einen der Bremsmechanismen beinhalten, um eine Gesamt-Ausrollstrecke und/oder -zeit zu verlängern. Ein auf diese Weise durchgeführtes Bremsen kann eine Regelung einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf solche Weise ermöglichen, dass das Fahrzeug weiter rollen und/oder seine Gesamt-Kraftstoffausnutzung verbessern kann.
  • Die Einrichtung zum Identifizieren des mindestens einen Ausrollprofils kann dafür ausgelegt sein, ein Ausrollprofil auszuwählen, das eine Ausrollstrecke und/oder Ausrollzeit maximiert. Das Maximieren einer Ausrollstrecke und/oder Ausrollzeit kann die Kraftstoffausnutzung verbessern.
  • Das Fahrzeug kann zumindest einen ersten Geschwindigkeitsbereich, der bei der Identifizierung des Ausrollbetriebsprofils verwendet wird, und einen zweiten Geschwindigkeitsbereich für dann, wenn das Fahrzeug nicht im Ausrollbetriebsmodus ist, aufweisen, wobei der erste Geschwindigkeitsbereich größer ist als der zweite Geschwindigkeitsbereich. Der größere erste Geschwindigkeitsbereich kann dem Fahrzeug ermöglichen, weiter zu rollen und/oder seine Gesamt-Kraftstoffausnutzung zu verbessern.
  • Die Steuereinrichtung kann ein Ausrollbetriebssteuerungsmodul sein, das einen Prozessor und/oder einen Mikrocontroller umfasst.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein nichtflüchtiges, computerlesbares Trägermedium angegeben, das computerlesbaren Code zum Steuern eines Fahrzeugs trägt, um das in obigen Aspekten dargelegte Verfahren auszuführen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium angegeben, das computerlesbaren Code trägt, der bei seiner Ausführung bewirkt, dass ein Fahrzeug das Verfahren ausführt, das in einem der obigen Aspekte dargelegt wurde.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt angegeben, das auf einem Prozessor ausführbar ist, um das Verfahren zu implementieren, das in einem der obigen Aspekte dargelegt wurde.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Prozessor angegeben, der so gestaltet ist, dass er das Verfahren des Computerprogramms implementiert, das in einem der obigen Aspekte dargelegt wurde.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug angegeben, welches das Fahrzeugausrollbetriebssystem, das nichtflüchtige computerlesbare Trägermedium, das Computerprogrammprodukt oder den Prozessor umfasst, der bzw. das in einem der obigen Aspekte dargelegt wurde.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Ausrollbetriebs eines Fahrzeugs angegeben, wobei das Verfahren umfasst:
    • Erzeugen mehrerer Ausrollprofile für das Fahrzeug, wobei jedes Ausrollprofil eine Anfangsgeschwindigkeit und einen Anfangspunkt auf einem vorausgesagten Fahrzeugweg aufweist, wobei jedes Ausrollprofil eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit über eine Zeit und/oder eine Strecke ab dem Anfangspunkt darstellt und auf Basis einer Geometrie zumindest eines Abschnitts des vorausgesagten Fahrzeugwegs erzeugt wird;
    • Identifizieren von mindestens einem der Ausrollprofile, mit dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in dem Geschwindigkeitsbereich gehalten wird; und
    • Steuern eines Hauptantriebs des Fahrzeugs, um das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil zu versetzen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Ausrollbetriebssteuersystem für ein Fahrzeug angegeben, wobei das System umfasst:
    • eine Einrichtung zum Erzeugen mehrerer Ausrollprofile für das Fahrzeug, wobei jedes Ausrollprofil eine Anfangsgeschwindigkeit und einen Anfangspunkt auf einem vorausgesagten Fahrzeugweg aufweist, wobei jedes Ausrollprofil eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit über eine Zeit und/oder eine Strecke ab dem Anfangspunkt darstellt und auf Basis einer Geometrie zumindest eines Abschnitts des vorausgesagten Fahrzeugwegs erzeugt wird;
    • eine Einrichtung zum Identifizieren von mindestens einem der Ausrollprofile, mit dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in dem Geschwindigkeitsbereich gehalten wird; und
    • eine Einrichtung zum Steuern eines Hauptantriebs des Fahrzeugs, um das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil zu versetzen.
  • Innerhalb des Bereichs dieser Anmeldung ist es ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorangehenden Abschnitten, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen angegeben sind, und insbesondere deren einzelnen Merkmale unabhängig oder in Kombination genommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale irgendwelcher Ausführungsformen können in jeder Weise und/oder Kombination kombiniert werden, solange solche Merkmale nicht inkompatibel sind. Der Anmelder behält sich das Recht vor, jeden ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern oder dementsprechend beliebige neue Ansprüche einzureichen, einschließlich des Rechtes, ursprünglich eingereichte Ansprüche so zu ändern, dass sie von irgendeinem anderen Anspruch abhängen und/oder irgendwelche Merkmale eines solchen einschließen, auch wenn dies ursprünglich nicht auf diese Weise beansprucht worden ist.
  • Figurenliste
  • Nun werden eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung, lediglich als Beispiele, unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben:
    • 1 zeigt ein Fahrzeug in Form eines Autos, das eine Vorrichtung zum Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst;
    • 2 ist ein Ablaufschema, das ein Verfahren zum Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 3 ist ein vereinfachter Graph, der eine Funktionsweise eines Verfahrens zum Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 4 ist ein vereinfachter Graph, der eine Funktionsweise eines Verfahrens zum Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 5 ist ein vereinfachter Graph, der eine Funktionsweise eines Verfahrens zum Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
    • 6A bis 6D zeigen Graphen, die Höhen in Bezug auf eine Strecke für eine Anzahl von Wegen zeigen, auf denen ein Fahrzeug einen Aspekt der Erfindung implementieren kann;
    • 7 zeigt Geschwindigkeiten eines Fahrzeugs, das eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs in verschiedenen Betriebsmodi gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
    • 8 ist eine schematische Ansicht einer Architektur zur Implementierung eines Verfahrens zum Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es wird auf 1 Bezug genommen, wo ein Fahrzeug 100 gezeigt ist, das mit einer Technik ausgestattet ist, die es in die Lage versetzt, bevorstehende Änderungen einer Geometrie eines vorausgesagten Wegs und insbesondere Änderungen einer Höhe vorauszusehen. Eine GPS-Einheit 102 empfängt Signale von GPS-Satelliten 104 und 106 auf bekannte Weise (typischerweise werden Signale von mindestens drei Satelliten empfangen, um eine Triangulation zu ermöglichen), und verwendet die relativen Zeitverzögerungen der empfangenen Signale, um einen Ort, wo sich das Fahrzeug 100 befindet, zu triangulieren. Das Fahrzeug 100 weist auch eine elektronische Landkarteneinheit 108 auf, in der Landkarteninformationen gespeichert sind. Im vorliegenden Fall können die Landkarteninformationen beispielsweise eine Straßentopographie, Orte wie Städte, Dörfer und Vororte und Sonderziele einschließen. Geometrische Daten können auch von der elektronischen Landkarteneinheit gespeichert werden. Die geometrischen Daten schließen Geländedaten und insbesondere Informationen über Änderungen einer Höhe ein. Die Geländedaten können lokal gespeichert oder über ein drahtloses Netz aus der Ferne abgerufen werden und können von der GPS-Einheit 102 stammen oder können einen Teil der Landkarteninformationen bilden.
  • Eine Steuereinrichtung 110 nimmt Informationen in Bezug auf den Ort, wo sich das Fahrzeug 100 aktuell befindet, von der GPS-Einheit 102 und Informationen von der elektronischen Landkarteneinheit entgegen. Die Steuereinrichtung 110 kann diese Informationen verwenden, um einen Satellitennavigations(„Navi“)-Weg zu bestimmen, dem das Fahrzeug folgt. Der Weg kann auf mehreren Möglichkeiten beruhen. Zum Beispiel kann ein Benutzer des Fahrzeugs ein Fahrer des Fahrzeugs sein, er kann ein Ziel und alle Routeninformationen in eine Satellitennavigations(„Navi“)-Schnittstelle eingeben. Daraus kann das Fahrzeug mit einiger Sicherheit den wahrscheinlichen Weg bestimmen, dem das Fahrzeug folgen wird. Wenn eine Route vorab bestimmt wird, wie etwa dann, wenn das Navi verwendet wird, kann ihr das Fahrzeug automatisch (z. B. bei einem vollautonomen Auto), halbautomatisch (z. B. unter Verwendung einer Fahrerunterstützungsfunktion) oder mittels sprachlicher Navigationsbefehle an einen Menschen als Fahrer folgen.
  • Falls der Fahrer die Navifunktion nicht nutzt, kann ein wahrscheinlicher Weg auf Basis von elektronischen Landkarteninformationen berechnet werden. Zum Beispiel ist es wahrscheinlich, dass ein Fahrzeug, das auf einer Schnellstraße, Fernstraße oder Hauptstraße fährt, auf dieser Straße bleibt, möglicherweise über eine gewisse Strecke, und daher ist der Weg relativ leicht vorauszusagen.
  • Die elektronischen Landkarteninformationen können optional mit Informationen von Fahrzeugsensoren kombiniert werden, die Fahrzeugzustände beschreiben. Zum Beispiel deutet die Betätigung eines Blinkers durch einen Fahrer bei gleichzeitigem Langsamerwerden an einem bestimmten Punkt auf der Straße darauf hin, dass der Fahrer das Fahrzeug in der Richtung abbiegen lassen will, die durch die Blinkerauswahl angegeben wird.
  • In anderen Ausführungsformen können Kommunikationen von Fahrzeug zu Fahrzeug (V2V) und/oder von Fahrzeug zu Infrastruktur (V21) verwendet werden, um den wahrscheinlichen Fahrzeugweg zu schätzen oder zu bestimmen. Falls beispielsweise eine V2I-Kommunikation empfangen wird, die darauf hinweist, dass die vorausliegende Straße gesperrt ist, kann das Fahrzeug den wahrscheinlichen Weg bestimmen, den der Fahrer nehmen wird, um die Straßensperrung zu umfahren.
  • In einer noch anderen Ausführungsform kann ein früheres Verhalten des Fahrers als Eingabe für eine Wegschätzung verwendet werden. Falls der Fahrer beispielsweise um gewisse Zeiten herum regelmäßig zur Arbeit und zurück fährt, kann das Fahrzeug annehmen, dass das Ziel das Zuhause oder die Arbeitsstelle ist, wenn der Fahrer das Fahrzeug während solcher Zeiträume verwendet, und dass der wahrscheinlichste Weg der ist, den der Fahrer täglich nimmt.
  • Auch wenn dargestellt ist, dass sich die Steuereinrichtung 110 und/oder die Landkarteneinheit 108 im Fahrzeug 100 befinden, sei klargestellt, dass sie auch auf einem oder mehreren Servern oder (mindestens) einem anderen Computer liegen können, auf den bzw. auf die das Fahrzeug 100 zugreifen kann. Die GPS-Einheit 102 ist üblicherweise am Fahrzeug 100 lokalisiert, aber in anderen Ausführungsformen können die Informationen über den Ort, an dem sich das Fahrzeug aktuell befindet, auf andere Weise bereitgestellt werden. Zum Beispiel können andere Formen einer Ortsbestimmung verwendet werden, wie etwa andere Satellitenpositionsbestimmungssysteme (z. B. das europäische Galileo-Ortsbestimmungssystem), Zeitverzögerungstriangulation unter Verwendung von Telekommunikations-Basisstationssignalen, auf Trägheit basierende Messsysteme und irgendeine Kombination davon.
  • Wie in 2 gezeigt ist, kann unter Verwendung von Geländedaten ein Verfahren 111 zum Halten der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem angezielten Geschwindigkeitsbereich implementiert werden. Für das Fahrzeug werden mehrere Ausrollprofile erzeugt 112. Jedes Ausrollprofil bekommt eine Anfangsgeschwindigkeit zugeordnet und hat als Basis einen Anfangspunkt auf einem vorausgesagten Fahrzeugweg. Der vorausgesagte Fahrzeugweg ist der aktuelle wahrscheinlichste Weg, dem das Fahrzeug beispielsweise auf Basis einer Naviroute, der es autonom, halbautonom oder manuell durch den Fahrer des Fahrzeugs folgt, nehmen wird. In jedem Fall wird ein Hauptantrieb (nicht gezeigt) im Hinblick auf die eingeschaltete Geschwindigkeitsregelungs- oder Fahrerunterstützungsfunktion zumindest zum Teil vom Fahrzeug gesteuert. Der Hauptantrieb ist eine Vorrichtung wie etwa ein Verbrennungsmotor oder eine elektrische Maschine, die so gestaltet ist, dass sie eine Kraft bereitstellt, durch die das Fahrzeug im Gebrauch vorwärtsgetrieben wird, wie der Fachmann ohne Weiteres versteht. Wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, stellt jedes Ausrollprofil eine vorausgesagte Fahrzeuggeschwindigkeit über eine Zeit und/oder Strecke ab dem Anfangspunkt des jeweiligen Ausrollprofils dar und wird auf Basis einer Geometrie von zumindest einem Abschnitt des vorausgesagten Fahrzeugwegs erzeugt.
  • Mindestens ein Ausrollprofil wird auf Basis dessen, dass es die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in dem Geschwindigkeitsbereich hält, identifiziert 114. Wie nachstehend beschrieben, kann der angezielte Geschwindigkeitsbereich in einem Ausrollbetriebsmodus größer sein als in einem Nicht-Ausrollbetriebsmodus. Zum Beispiel kann der angezielte Geschwindigkeitsbereich in einem Nicht-Ausrollbetriebsmodus eine harte Grenze oberhalb und unterhalb einer Sollgeschwindigkeit für die Geschwindigkeitsregelung sein. Der angezielte Geschwindigkeitsbereich in einem Ausrollbetriebsmodus kann eine andere harte Grenze oberhalb und unterhalb einer Sollgeschwindigkeit für die Geschwindigkeitsregelung umfassen. Die harte Grenze im Ausrollbetriebsmodus kann die harte Grenze aus dem Nicht-Ausrollbetriebsmodus plus einer weichen Grenze umfassen, die hinzugefügt wird, um den Geschwindigkeitsbereich im Ausrollbetrieb zu vergrößern.
  • Sobald das mindestens eine Ausrollprofil identifiziert wurde, wird ein Ausrollbetriebssignal ausgegeben. Abhängig von der Ausführungsform kann das Ausrollbetriebssignal entweder
    den Hauptantrieb des Fahrzeugs so steuern, dass das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil versetzt wird; oder
    einem Fahrzeugbenutzer eine Rückmeldung geben, damit dieser das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus versetzt, so dass das Fahrzeug, falls es vom Benutzer in den Ausrollbetriebsmodus versetzt wird, gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil rollt. Im Falle eines herkömmlichen oder halbautonomen Fahrzeugs kann der Benutzer für die Steuerung des Fahrzeugs im Betrieb verantwortlich sein, aber im Falle eines autonomen Fahrzeugs kann der Benutzer jeder Benutzer des Fahrzeugs sein und kann ein Fahrzeugbeifahrer sein.
  • Gemäß dem ersten Ansatz kann das Ausrollbetriebssignal bewirken, dass der Hauptantrieb des Fahrzeugs automatisch so gesteuert wird 116, dass das Fahrzeug in den Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil versetzt wird.
  • Falls die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit derzeit nicht mit der Anfangsgeschwindigkeit des ausgewählten Ausrollprofils übereinstimmt, wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit so angepasst, dass sie mit der Anfangsgeschwindigkeit des identifizierten Ausrollprofils übereinstimmt, bevor der Hauptantrieb in den Ausrollbetriebsmodus versetzt wird.
  • In 3 ist ein Graph von Geschwindigkeit versus Strecke für ein Fahrzeug dargestellt, in dem eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die obere horizontale Linie 118 stellt eine obere Geschwindigkeitsgrenze dar, die das Fahrzeug 100 in einem Ausrollbetriebsmodus nicht überschreiten sollte. Diese obere Grenze kann unter Bezugnahme auf mehrere Faktoren bestimmt werden, einschließlich einer oder mehrerer ausgeschilderter Geschwindigkeitsbegrenzungen an verschiedenen Punkten entlang des Weges, Geschwindigkeitsgrenzen, die durch eine Notwendigkeit, Emissions- oder Kraftstoffverbrauchsvorschriften zu genügen, gemäß denen das Fahrzeug betrieben wird, oder Vorlieben des Benutzers, die mittels einer Eingabe des Benutzers angegeben werden (z. B. kann sich ein Benutzer jenseits einer bestimmten Geschwindigkeit unbehaglich fühlen) auferlegt werden. In einer Ausführungsform kann die obere Grenze einfach als feste Größe (z. B. 2 mph oder 3 km/h) oder als Prozent (z. B. 2 %) oberhalb der aktuell für die Geschwindigkeitsregelung eingestellten Geschwindigkeit (oder oberhalb des höchsten Punktes eines zulässigen Bereichs von geregelten Geschwindigkeiten, falls ein solcher Bereich in einer bestimmten Implementierung verwendet wird) eingestellt werden.
  • Die mittlere horizontale Linie 120 stellt eine für die Geschwindigkeitsregelung eingestellte Sollgeschwindigkeit dar. Dies ist eine Sollgeschwindigkeit, auf deren Einhaltung das Geschwindigkeitsregelungs- oder Fahrerunterstützungsmerkmal eingestellt ist. Dies kann eine bestimmte Geschwindigkeit (z. B. 60 mph) oder ein relativ enger Geschwindigkeitsbereich (z. B. 60 mph +1/-2 mph) sein.
  • Die untere horizontale Linie 122 stellt eine untere Geschwindigkeitsgrenze dar, die das Fahrzeug in einem Ausrollbetriebsmodus nicht unterschreiten sollte. Diese untere Grenze kann unter Bezugnahme auf mehrere Faktoren eingestellt werden, einschließlich einer oder mehrerer ausgeschilderter Geschwindigkeitsbegrenzungen an verschiedenen Punkten entlang des Weges, Geschwindigkeitsgrenzen, die durch eine Notwendigkeit, Emissions- oder Kraftstoffverbrauchsvorschriften zu genügen, gemäß denen das Fahrzeug betrieben wird (z. B. kann ein bestimmtes Fahrzeug unterhalb bestimmter Geschwindigkeiten wegen einer Getriebeübersetzung weniger effizient sein), und/oder Vorlieben des Benutzers, die mittels einer Eingabe des Benutzers angegeben werden (z. B. kann ein Benutzer frustriert sein, wenn das Fahrzeug zu sehr verlangsamt wird oder er kann bei einer bestimmten Fahrt in Eile sein) auferlegt werden. In einer Ausführungsform kann die untere Grenze einfach als feste Größe (z. B. auf 3 mph oder 4 km/h) oder als Prozent (z. B. 4 %) unterhalb der aktuell für die Geschwindigkeitsregelung eingestellten Geschwindigkeit (oder unterhalb des niedrigsten Punktes eines zulässigen Bereichs von geregelten Geschwindigkeiten, falls ein solcher Bereich in einer bestimmten Implementierung verwendet wird) eingestellt werden.
  • Auch wenn jede von der oberen horizontalen Linie 118, der mittleren horizontalen Linie 120 und der unteren horizontalen Linie 122 im Graphen von 3 festgelegt sind, wird der Fachmann ohne Weiteres erkennen, dass dies in bestimmten Implementierungen oder unter bestimmten Umständen nicht der Fall sein muss. Der Wert der oberen horizontalen Linie 118 kann sich entlang des vorausgesagten Weges ändern, beispielsweise aufgrund von Kurven, die langsamere Geschwindigkeiten erfordern, von Stoppschildern oder Ampeln oder Änderungen von ausgeschilderten Geschwindigkeitsbegrenzungen. Die mittlere horizontale Linie 120 und die untere horizontale Linie 122 können auf ähnliche Weise, aus entsprechenden Gründen, Änderungen unterworfen sein.
  • Ebenso können die obere und die untere Geschwindigkeitsgrenze weiter von der mittleren horizontalen Linie 120 entfernt sein, während sich das Fahrzeug im Ausrollbetriebsmodus befindet. Dadurch, dass während des Ausrollbetriebs effektiv ein größerer Bereich von Geschwindigkeiten zugelassen wird, kann das Fahrzeug in die Lage versetzt werden, längere Ausrollperioden zu nutzen, was wiederum zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch führt.
  • Unmittelbar oberhalb des Graphen befindet sich eine vereinfachte Geländekarte 124, die eine Geometrie des aktuellen vorausgesagten Weges des Fahrzeugs 100 zeigt. In einer Ausführungsform kann diese Geometrie einfach die vorausgesagte Höhenänderung der Straße über eine bestimmte Strecke (zum Beispiel 1,6 km oder eine Meile) vor dem Fahrzeug wiedergeben. Für die Zwecke der Erläuterung ist das Fahrzeug 100 am Anfang der Geländekarte 124 schematisch dargestellt. Die horizontale Position des Fahrzeugs 100 relativ zur Geländekarte 124 entspricht der aktuellen Position des darunter liegenden Graphen.
  • In der Ausführungsform von 3 werden ein erstes Ausrollprofil 126 und ein zweites Ausrollprofil 128 und ein drittes Ausrollprofil 130 erzeugt. Die Ausrollprofile 126, 128 und 130 weisen alle die gleiche Anfangsgeschwindigkeit auf, die in diesem Beispiel der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 gleich ist (das heißt, die aktuelle Geschwindigkeit wird bis zum Start des jeweiligen Ausrollprofils beibehalten). Das erste Ausrollprofil 126 weist einen ersten Anfangspunkt 132 auf, das zweite Ausrollprofil 128 weist einen zweiten Anfangspunkt 134 auf und das dritte Ausrollprofil 130 weist einen dritten Anfangspunkt 136 auf. In dem dargestellten Beispiel sind diese Anfangspunkte 132, 134 und 136 auf dem vorausgesagten Weg jeweils gleich weit beabstandet, aber in anderen Ausführungsformen können auch ungleiche Abstände verwendet werden. Zum Beispiel können für ein relativ steiles oder komplexes Höhenprofil in einem Teilstück des vorausgesagten Weges Anfangspunkte gewählt werden, die näher beieinander liegen als in Abschnitten, die keine oder kleinere Höhenänderungen aufweisen.
  • Jedes Ausrollprofil 126, 128 und 130 stellt eine vorausgesagte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 über eine Strecke von seinem entsprechenden Anfangspunkt 132, 134 und 136 aus dar.
  • Das erste Ausrollprofil 126 zeigt, dass die Geschwindigkeit des Autos bis ungefähr zum höchsten Punkt der Geländekarte 124 sinkt. Ein Hauptteil dieser geschätzten Geschwindigkeitsabnahme geht auf die Umwandlung von kinetischer Energie in potenzielle Energie zurück, während das Fahrzeug 100 einen Berg hinauf rollt. In manchen Ausführungsformen kann das Ausrollprofil einfach auf Schätzungen von Geschwindigkeitsänderungen aufgrund dieser Umwandlung basieren. In anderen Ausführungsformen können jedoch auch andere Faktoren zu der Schätzung hinzukommen. Zum Beispiel kann die Wirkung eines Luftwiderstands berücksichtigt werden. Wie der Fachmann weiß, ist der Luftwiderstand bei höheren Geschwindigkeiten höher. Andere Faktoren, wie ein Geschwindigkeitsverlust aufgrund eines Kurvenfahrens (z. B. aufgrund von Reifenabrieb und/oder Differentialverlusten), eines Reifenwiderstands (was optional die Wirkung von variierenden Reifendrücken einschließt), von Wind, Luftdichte (z. B. aufgrund von Temperatur und/oder Feuchtigkeit), Regen, Pfützen, Art und Qualität der Straßenoberfläche und bekanntem Fahrzeugverhalten bei bestimmten Geschwindigkeiten oder unter bestimmten Bedingungen, können ebenfalls, allein oder in Kombination, für die Schätzung verwendet werden. Die Nutzung des Fahrzeugs, um einen Anhänger zu ziehen, beeinflusst das Fahrzeugverhalten ebenfalls, und wenn das Fahrzeug erfasst, dass es einen Anhänger zieht, kann dies ebenfalls für die Schätzung verwendet werden. Diese und andere Faktoren können auf Basis direkter Messungen (z. B. Luftdruck und Temperatur), impliziter Messungen (z. B. Fahrzeugreifendruck auf Basis einer gemessenen Verlangsamung bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten während eines Ausrollbetriebs), nachgeschlagener Daten (z. B. können Arten einer Straßenoberfläche Teil der Landkarteninformationen sein, die in der elektronischen Landkarteneinheit 108 gespeichert sind oder von dieser abgerufen werden können) oder Straßenbelastungs- oder Gewichtsvoraussagen (z. B. des Fahrzeuggewichts, das z. B. auf Basis einer Besetzung oder von Sensoren (nicht gezeigt) innerhalb des Fahrzeugs geschätzt werden kann) geschätzt werden.
  • Wenn das Fahrzeug 100 den Kamm des Hügels passiert, der in der Geländekarte 124 gezeigt ist, nimmt seine Geschwindigkeit zu. Es wird vorausgesagt, dass die Geschwindigkeit auf halbem Wege bergab die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 überschreiten wird. Es wird vorausgesagt, dass die Geschwindigkeit in der Nähe des Endes des Hügels die obere Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, die von der oberen horizontalen Linie 118 dargestellt wird. In diesem Stadium ist irgendeine Form von Bremsung nötig, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug diese Geschwindigkeit nicht überschreitet. Ein mit ,A' markierter Pfeil gibt die Strecke an, über die das Fahrzeug 100 in diesem Szenario rollt.
  • Während in 3 der übrige Teil der geschätzten Geschwindigkeit für das erste Ausrollprofil 126 gezeigt ist, kann in einer praktischen Anwendung der Ausrollprofilerzeugungsprozess an diesem Punkt für dieses Ausrollprofil enden. Das gleiche gilt für alle anderen hierin beschriebenen Ausrollprofile.
  • Das zweite Ausrollprofil 128 beginnt später als das erste Ausrollprofil 126 und zeigt eine in etwa gleiche Form. Da die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Vergleich zum ersten Ausrollprofil 126 länger beibehalten wird, ist die niedrigste Geschwindigkeit des Fahrzeugs in der Nähe des Gipfels des Hügels höher als die niedrigste Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß dem ersten Ausrollprofil 126. Diese höhere Geschwindigkeit setzt sich im Abwärtsabschnitt fort, was dazu führt, dass das Fahrzeug 100 die obere Geschwindigkeitsgrenze der oberen horizontalen Linie früher erreicht als dies mit dem ersten Ausrollprofil der Fall war. Ein mit ,B' markierter Pfeil gibt die Strecke an, über die das Fahrzeug 100 in diesem Szenario rollt.
  • Das dritte Ausrollprofil 130 beginnt später als das zweite Ausrollprofil 128 und zeigt wiederum eine in etwa gleiche Form. Da die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Vergleich zum ersten und zum zweiten Ausrollprofil länger beibehalten wird, ist die niedrigste Geschwindigkeit des Fahrzeugs in der Nähe des Gipfels des Hügels höher als die niedrigste Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemäß dem ersten und dem zweiten Ausrollprofil. Diese höhere Geschwindigkeit setzt sich im Abwärtsabschnitt fort, was dazu führt, dass das Fahrzeug 100 die obere Geschwindigkeitsgrenze der oberen horizontalen Linie noch früher erreicht als dies mit dem zweiten Ausrollprofil der Fall war. Ein mit ,C' markierter Pfeil gibt die Strecke an, über die das Fahrzeug 100 in diesem Szenario rollt.
  • Es wird deutlich, dass jedes vom ersten, zweiten und dritten Ausrollprofil die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zumindest über einen Teil des vorausgesagten Wegs im angezielten Geschwindigkeitsbereich hält. Infolgedessen kann jedes dieser Profile als geeignet identifiziert werden. Im vorliegenden Szenario bietet das erste Ausrollprofil 126 die längste Ausrollstrecke und kann daher für die Implementierung ausgewählt werden. Somit kann ein Hauptantrieb des Fahrzeugs 100 so gesteuert werden, dass das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem ersten Ausrollprofil 126 versetzt wird.
  • Beim Hauptantrieb des Fahrzeugs kann es sich um irgendeine oder irgendwelche Antriebsquellen handeln. In einem herkömmlichen Fahrzeug kann es sich bei dem Hauptantrieb um mindestens einen Verbrennungsmotor, wie etwa einen Zweitakt- oder Viertaktdiesel- oder - benzinmotor oder eine Turbine handeln. In diesem Fall kann der Eintritt in den Ausrollbetriebsmodus eines oder mehrere der Folgenden umfassen:
    • Platzieren eines zum Verbrennungsmotor gehörenden Getriebes in eine Neutralstellung;
    • Ausrücken einer Kupplung, die zum Verbrennungsmotor gehört;
    • eine Motorbremse;
    • Ausschalten des Verbrennungsmotors; und
    • Modulieren eines oder mehrerer Stellglieder eines Verbrennungsmotorsystems, wie eines Abgasrückführungsventils, eines Turboladers mit variabler Geometrie, einer Ansaugungsdrossel und einer stufenlos variablen Ventilsteuerung, um Pumpverluste zu reduzieren oder zu minimieren. Das Stellglied des Verbrennungsmotorsystems kann die Form eines Stellglieds eines Verbrennungsmotorluftsystems haben.
  • Ein Vorteil der Platzierung des Getriebes in die Neutralstellung und/oder des Ausrückens der Kupplung ist, dass der Verbrennungsmotor nicht mehr wegen seiner Verbindung mit den Rädern gedreht wird. Auch wenn ein Verbrennungsmotor ausgeschaltet wird, keinen Kraftstoff mehr bekommt und/oder für eine Motorbremsung verwendet wird, können erhebliche Reibungs- und Pumpverluste beispielsweise als Ergebnis der Drehung der Kurbel und der Auf-und-Abbewegung von Kolben auftreten.
  • Ein Vorteil der Modulierung eines oder mehrerer Stellglieder des Verbrennungsmotorsystems wie oben beschrieben ist, dass Luftpumpverluste ausreichend reduziert werden können, damit der Motor nicht ausgeschaltet werden oder die Kupplung nicht ausgerückt werden muss, um einige Verbesserungen der Kraftstoffausnutzung im Ausrollbetrieb zu erreichen.
  • Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Hauptantrieb einen oder mehrere Elektromotoren, wie einen Gleichstrom- oder Wechselstrommotor aufweisen. In diesem Fall kann der Eintritt in den Leerlaufmodus eines oder mehrere der Folgenden umfassen:
    • keine Bereitstellung eines Antriebs über den einen oder die mehreren Elektromotoren;
    • Bereitstellung einer regenerativen Bremsung über den einen oder die mehreren Elektromotoren; und
    • Bereitstellung eines verringerten Antriebs über den einen oder die mehreren Elektromotoren.
  • Man beachte, dass dann, wenn der Ausrollbetrieb ein regeneratives Bremsen oder einen verringerten Antrieb (Elektromotoren) und/oder ein Ausschalten des Verbrennungsmotors oder eine Motorbremsung beinhaltet, diese Mechanismen auf solche Weise verwendet werden können, dass die Verlangsamung, die sie bewirken, geringer ist als eine, die aus Verwendungen solcher Mechanismen im Stand der Technik erhalten werden würde. Zum Beispiel wird eine regenerative Bremsung im Allgemeinen auf eine Weise angewendet, welche die Menge der Energie, die im Kontext eines Maximalbremsungsprofils zurückgewonnen werden kann, für die Bequemlichkeit des Fahrzeugbenutzers maximiert. Im vorliegenden Fall kann das Maß des regenerativen Bremsens (und/oder des reduzierten Antriebs) so ausgewählt werden, dass die Menge an zurückgewonnener Energie während irgendeiner regenerativen Phase kleiner ist als das maximal Mögliche, wenn kein Ausrollbetrieb angewendet würde. Wenn man die gesamte Ausrollperiode betrachtet, ist der Nettoenergieposten jedoch verbessert - d. h. ein Ausrollbetrieb führt zu einem insgesamt verringerten Energieverbrauch im Vergleich zu einer maximalen regenerativen Bremsung, die unter dem Maximalbremsprofil ohne Ausrollbetrieb zugelassen wird.
  • Andere Zustände, die während eines Ausrollbetriebs beteiligt sein können, schließen ein:
    • Motorschub (auch als Motorbremse, Kraftstoffzufuhrunterbrechung beim Gaswegnehmen, Ausrollbetrieb bei eingekuppeltem Motor bezeichnet) ist ein Zustand, in dem der Verbrennungsmotor (IC) über ein Getriebe mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs verbunden bleibt. Das Fahrzeug wird rollen gelassen, ohne dass das Gaspedal betätigt wird. Unter dieser Bedingung kann die Kraftstoffzufuhr unterbrochen sein (eine sogenannte Kraftstoffzufuhrunterbrechung beim Gaswegnehmen oder ein Schubbetrieb), und das Fahrzeug wird wegen der Motorbremsung (des ,Motorschubs') und anderer äußerer Faktoren allmählich langsamer. Solch ein Ausrollbetrieb kann als ,Ausrollen mit eingekuppeltem Motor' bezeichnet werden und beinhaltet die (Komplettdrosselungs- oder Nullkraftstoffzufuhr-)Bedingung, bei der das Fahrzeug seine Geschwindigkeit ohne Unterstützung vom IC-Motor oder von der elektrischen Maschine aufrechterhalten kann, wie beim Bergabrollen, ebenso wie die (Komplettdrosselungs)Bedingung des Fahrens auf ebener Straße, bei der die Geschwindigkeit absichtlich sinken gelassen wird, ohne dass die Fahrzeugräder mittels des Bremssystems gebremst werden. Während eines Ausrollens mit eingekuppeltem Motor ist die Drehzahl des IC-Motors eine Funktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, daher ist sie typischerweise höher als die Leerlaufgeschwindigkeit. In einem IC-Motor können relativ hohe Reibungs- und Pumpverluste nicht vermieden werden, auch wenn die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist. Schließlich kann ein Ausrollen mit eingekuppeltem Motor bewirken, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf ein Niveau sinkt, bei dem erneut Kraftstoff zugegeben werden muss (die Drehzahl, bei der im Schubbetrieb Kraftstoff zugeführt werden muss), um ein Abwürgen des Motors bei einer Kraftstoffzufuhr zu vermeiden. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors, bei der die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor wiederaufgenommen wird (die Drehzahl, bei der im Schubbetrieb Kraftstoff zugeführt werden muss) liegt im allgemeinen in der Nähe der normalen Leerlaufgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors.
  • Ein Segeln bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor (auch als Segeln, Freilaufen, freies Rollen bei hoher Geschwindigkeit bezeichnet) ist ein Zustand, in dem der Antriebsstrang geöffnet ist (der Verbrennungsmotor und das Getriebe entkoppelt sind) und der IC-Motor abgeschaltet ist. Es wird kein Kraftstoff verbraucht und Verluste sind minimiert. Solange es ein effizientes Verfahren gibt, um den Verbrennungsmotor neu zu starten, sind dies üblicherweise die effizientesten Ausrollbetriebszustände.
  • Ein Ausrollbetrieb in der Neutralstellung (auch als Ausrollen im Leerlauf, Segeln mit eingeschaltetem Verbrennungsmotor bezeichnet) ist ein Zustand, in dem das Fahrzeuggetriebe in die Neutralstellung geschaltet ist, so dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf Leerlaufniveau fallen kann. Bei einem IC-Motor muss dem Verbrennungsmotor Kraftstoff zugeführt werden, damit er weiter mit Leerlaufdrehzahl läuft, so dass unter dem Gesichtspunkt der Kraftstoffausnutzung der Vorteil der Verlangsamung bei unterbrochener Kraftstoffzufuhr verloren geht, aber es können geringere Gegenwind- und Pumpverluste anfallen.
  • Ein simulierter Ausrollbetrieb (nur bei Hybriden) ist ein Zustand, in dem bewirkt wird, dass der Verbrennungsmotor und/oder ein riemenintegrierter Starter-Generator („BISG“) oder ein in eine Kurbelwelle integrierter Motor-Generator (CiMG) an das Getriebe ein positives Drehmoment in einer Höhe ausgibt, die ausreicht, um interne Verluste, die mit dem Verbrennungsmotor, dem Getriebe und dem Antriebsstrang assoziiert sind, zu überwinden. Das Getriebe bleibt mit dem Antriebsstrang verbunden. Die Höhe des positiven Drehmoments, das ausgegeben wird, um interne Verluste zu überwinden, kann gemäß einer Zuordnungstabelle abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden. Eine Unterkategorie eines simulierten Ausrollbetriebs ist, wenn ein Verbrennungsmotor positive Leistung erzeugt, um die Hochspannungsbatterie durch einen Generator-Motor zu laden.
  • Eine Unterbrechung bei hoher Drehzahl während des Fahrens ist ein Zustand, in dem der Verbrennungsmotor angehalten wird und die Geschwindigkeit aufgrund lokaler Bedingungen relativ konstant bleibt. Unter Nutzung der Kenntnisse über lokale Gradienten (z. B. Nutzung von e-horizon-Daten) behält das Fahrzeug eine aktuelle Geschwindigkeit bei.
  • Eine Unterbrechung bei niedriger Drehzahl während des Fahrens ist ein Zustand, der während kurzer Stopps angewendet wird, bei dem das Fahrzeug die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor unterbricht, um Kraftstoff zu sparen, und dann wieder aufnimmt, wenn es weiterfahren muss. Dies ist als „Stopp-Start“ bekannt und kann sowohl in Fahrzeugen mit Automatikgetriebe als auch in solchen mit manuellem Getriebe verwendet werden. Eine Unterbrechung bei niedriger Drehzahl während des Fahrens verlängert das Ereignis der Kraftstoffzufuhrunterbrechung bis zu der Zeit, bevor das Fahrzeug vollständig zum Stehen kommt. Dieses Stopp-Ereignis basiert auf bestimmten vorab eingestellten Bedingungen, wie der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremsenbetätigung, d. h. das Fahrzeug muss unter einer bestimmten Geschwindigkeit liegen und der Fahrer muss auf die Bremse treten, damit der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird.
  • Eine Möglichkeit, ein „Ausrollen“ zu charakterisieren, wie hier verwendet, ist die Nutzung des Schwungs des Fahrzeugs. In zumindest manchen Ausführungsformen kann ein „Ausrollen“ insbesondere die Verringerung eines Kraftstoff- oder Energieverbrauchs beinhalten.
  • Es kann erstrebenswert sein, entweder allgemein oder in bestimmten Situationen, nur Ausrollprofile auszuwählen, für welche die Dauer des Ausrollbetriebsmodus einen Schwellenwert überschreitet. Dies kann Effizienzgründe haben, beispielsweise weil es eine gewisse Menge an Energie braucht, um einen Verbrennungsmotor neu zu starten, falls er ausgeschaltet wurde. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Fahrzeugnutzerhilfe die Wahl des Schwellenwerts mitteilen, beispielsweise kann es erstrebenswert sein, ein wiederholtes Stoppen und Neustarten des Verbrennungsmotors über kurze Zeiträumen zu vermeiden, da sich dies negativ auf die Ruhe des Fahrzeugs und den Komfort des Fahrers auswirken und eine Irritationsquelle könnte. Ein Schwellenwert von 100 Metern oder Yards kann beispielsweise als Mindeststrecke für den Ausrollbetrieb ausgewählt werden. In diesem Fall wird ein Ausrollprofil nur implementiert, wenn der entsprechende Ausrollbetriebsmodus für mehr als 100 Meter oder Yards wirksam sein würde.
  • Das obige Beispiel drückt die Ausrollperiode innerhalb jedes Ausrollprofils als Strecke aus. Man beachte, dass die Ausrollperiode auch als Zeit statt oder zusätzlich zu einer Strecke ausgedrückt werden kann. Die Zeit kann auf Basis der Strecke und der Geschwindigkeit über den einzelnen Ausrollprofilen bestimmt werden. Ein Zeitschwellenwert für den Ausrollbetriebsmodus, der den einzelnen Ausrollprofilen zugeordnet ist, kann als Mindestzeit (z. B. 10 Sekunden) eingestellt werden. In diesem Fall wird ein Ausrollprofil nur implementiert, wenn der entsprechende Ausrollbetriebsmodus für mehr als 10 Sekunden wirksam sein würde.
  • Betrachtet man nun die Ausführungsform von 4, so werden mehrere Ausrollprofile erzeugt. In diesem Beispiel werden ein viertes Ausrollprofil 138 und ein fünftes Ausrollprofil 140 und ein sechstes Ausrollprofil 142 erzeugt. Die Ausrollprofile 138, 140 und 142 haben zunächst alle den gleichen Anfangspunkt des vorausgesagten Weges, aber sie haben unterschiedliche Anfangsgeschwindigkeiten. Das vierte Ausrollprofil 138 weist eine erste Anfangsgeschwindigkeit 144 auf, das fünfte Ausrollprofil 140 weist eine zweite Anfangsgeschwindigkeit 146 auf und das sechste Ausrollprofil 142 weist eine dritte Anfangsgeschwindigkeit 148 auf. In dem dargestellten Beispiel ist die zweite Anfangsgeschwindigkeit 146 der aktuellen Geschwindigkeit gleich, und die erste Anfangsgeschwindigkeit 144 und die dritte Anfangsgeschwindigkeit 148 haben jeweils den gleichen Abstand zu beiden Seiten der zweiten Anfangsgeschwindigkeit 144. In anderen Beispielen entspricht keines der Ausrollprofile der aktuellen Geschwindigkeit. Die relativen Abstände der verschiedenen Anfangsgeschwindigkeiten und ihre relativen Entfernungen von den oberen und unteren Geschwindigkeitsgrenzen müssen nicht gleich sein. Zum Beispiel kann die erste Anfangsgeschwindigkeit 144 3 km/h (oder auch 2 mph) niedriger sein als die zweite Anfangsgeschwindigkeit 146, und die zweite Anfangsgeschwindigkeit 146 kann 2 km/h (oder auch 1 mph) niedriger sein als die dritte Anfangsgeschwindigkeit 148. Wenn zum Beispiel ein besonders steiles oder komplexes Höhenprofil in einem Teilstück des vorausgesagten Weges vorhanden ist, können Anfangsgeschwindigkeiten gewählt werden, die näher beieinander liegen als in Abschnitten mit relativ konstanter Höhe.
  • Jedes Ausrollprofil 138, 140 und 142 stellt eine vorausgesagte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 über eine Strecke ab dem Anfangspunkt dar.
  • Das vierte Ausrollprofil 138 zeigt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bis ungefähr zum höchsten Punkt der Geländekarte 124 sinkt. Die Gründe für diese geschätzte Verlangsamung können denen ähnlich sein, die oben in Verbindung mit der Ausführungsform von 3 erörtert wurden. In diesem Fall wird vorausgesagt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unmittelbar bevor das Fahrzeug den höchsten Punkt auf der Geländekarte 124 erreicht, unter die untere Geschwindigkeitsgrenze sinken wird. In diesem Stadium muss irgendeine Form von positivem Drehmoment vom Hauptantrieb eingegeben werden, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug diese Geschwindigkeit nicht unterschreitet. Ein mit ,D' markierter Pfeil gibt die Strecke an, über die das Fahrzeug 100 in diesem Szenario rollt.
  • Falls das Fahrzeug beispielsweise ein Hybrid ist mit einem Elektromotor, der mit dem Getriebe und/oder an irgendeine der Radachsen gekoppelt ist, ist es möglich, während des Ausrollbetriebs ein positives Antriebsmoment an einen oder mehrere der Elektromotoren anzulegen, um zu verhindern, dass die Geschwindigkeit unter die untere Geschwindigkeitsgrenze sinkt. Im Falle des vierten Ausrollprofils 138 würde dies beispielsweise die Strecke D verlängern.
  • Das fünfte Ausrollprofil 140 beginnt bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit als das vierte Ausrollprofil 138 und zeigt eine in etwa gleiche Form. Die höhere Anfangsgeschwindigkeit für das fünfte Ausrollprofil 140 bedeutet, dass eine niedrigste Geschwindigkeit nahe des höchsten Punktes auf der Geländekarte nicht unter die untere Geschwindigkeitsgrenze sinkt. Diese höhere Fahrzeuggeschwindigkeit setzt sich im Abwärtsabschnitt fort, was dazu führt, dass das Fahrzeug 100 die obere Geschwindigkeitsgrenze der oberen horizontalen Linie erreicht. Ein mit ,E' markierter Pfeil gibt die Strecke an, über die das Fahrzeug 100 in diesem Szenario rollt.
  • Das sechste Ausrollprofil 142 beginnt bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit als das fünfte Ausrollprofil 140 und zeigt eine in etwa gleiche Form. Die höhere Anfangsgeschwindigkeit für das sechste Ausrollprofil 142 bedeutet, dass eine niedrigste Geschwindigkeit nahe des höchsten Punktes auf der Geländekarte nicht unter die untere Geschwindigkeitsgrenze sinkt. Diese höhere Geschwindigkeit setzt sich im Abwärtsabschnitt fort, was dazu führt, dass das Fahrzeug 100 die obere Geschwindigkeitsgrenze der oberen horizontalen Linie früher erreicht als dies mit dem fünften Ausrollprofil der Fall war. Ein mit ,F' markierter Pfeil gibt die Strecke an, über die das Fahrzeug 100 in diesem Szenario rollt.
  • Jedes vom vierten, fünften und sechsten Ausrollprofil hält die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zumindest über eine gewisse Zeit im angezielten Geschwindigkeitsbereich. Infolgedessen kann jedes dieser Profile als geeignet identifiziert werden. Im vorliegenden Szenario bietet das fünfte Ausrollprofil 140 die längste Ausrollstrecke und kann daher für die Implementierung ausgewählt werden. Somit kann ein Hauptantrieb des Fahrzeugs 100 so gesteuert werden, dass das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem fünften Ausrollprofil 140 versetzt wird. Dafür wird das Fahrzeug 100 bei seiner aktuellen Geschwindigkeit gehalten. In dem Fall, dass ein Profil mit einer anderen Anfangsgeschwindigkeit gewählt wird, kann es sein, dass das Fahrzeug 100 auf die Anfangsgeschwindigkeit des gewählten Ausrollprofils beschleunigt oder verlangsamt werden muss. Optional können die zusätzlichen Energiekosten einer solchen Beschleunigung (z. B. Kraftstoffkosten) oder Verlangsamung (z. B. verlorene kinetische Energie) bei der Wahl des Ausrollprofils berücksichtigt werden. Eine Möglichkeit, um die Auswirkung des Abschnitts des vorausgesagten Weges vor dem (den) Ausgangspunkt(en) der Ausrollprofile zu verringern, besteht darin, die aktuelle Position des Fahrzeugs 100 oder zumindest einen relativ kurzen Abstand vor der aktuellen Position als Ausgangspunkt(e) für die Ausrollprofile zu nehmen. Die Verarbeitungszeit kann bei der Auswahl, wie weit von der aktuellen Position die Schätzung der Ausrollprofile begonnen werden soll, berücksichtigt werden.
  • Betrachtet man nun die Ausführungsform von 5, so wird ein Raster von Ausrollprofilen erzeugt, die unterschiedliche Anfangspunkte und Anfangsgeschwindigkeiten aufweisen. Das vierte Ausrollprofil 138, das fünfte Ausrollprofil 140 und das sechste Ausrollprofil 142 sind etwa so wie in 4 gezeigt. Außerdem werden ein siebtes Ausrollprofil 150, ein achtes Ausrollprofil 152 und ein neuntes Ausrollprofil 154 erzeugt, jeweils an einem Anfangspunkt, der hinter dem Anfangspunkt des vierten, des fünften und des sechsten Ausrollprofils liegt. Das siebte Ausrollprofil 150 weist eine Anfangsgeschwindigkeit auf, die der des vierten Ausrollprofils 138 (d. h. der ersten Anfangsgeschwindigkeit 144) entspricht, das achte Ausrollprofil 152 weist eine Anfangsgeschwindigkeit auf, die der des fünften Ausrollprofils 140 (d. h. der zweiten Anfangsgeschwindigkeit 146) entspricht, und das neunte Ausrollprofil 154 weist eine Anfangsgeschwindigkeit auf, die der des sechsten Ausrollprofils 142 (d. h. der dritten Anfangsgeschwindigkeit 148) entspricht.
  • Wie bei der in Verbindung mit 4 beschriebenen Ausführungsform ist die zweite Anfangsgeschwindigkeit 146 der aktuellen Geschwindigkeit gleich, und die erste Anfangsgeschwindigkeit 144 und die dritte Anfangsgeschwindigkeit 148 haben jeweils den gleichen Abstand zu beiden Seiten der zweiten Anfangsgeschwindigkeit 146. Wie in Verbindung mit der Ausführungsform von 4 beschrieben wurde, muss keine der Anfangsgeschwindigkeiten der Ausrollprofile notwendigerweise der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechen. Die relativen Abstände der verschiedenen Anfangsgeschwindigkeiten und ihre relativen Entfernungen von den oberen und unteren Geschwindigkeitsgrenzen müssen nicht gleich sein. Der Einfachheit halber sind die Anfangspunkte und Anfangsgeschwindigkeiten in dem Beispiel von 5 gruppiert - d. h. mehrere Ausrollprofile weisen den gleichen Anfangspunkt auf, und mehrere Ausrollprofile weisen die gleichen Anfangsgeschwindigkeiten auf. Es ist jedoch nicht notwendig, dass irgendein Ausrollprofil den gleichen Anfangspunkt oder die gleiche Anfangsgeschwindigkeit aufweist wie irgendein anderes Ausrollprofil.
  • Das siebte Ausrollprofil 150 zeigt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bis ungefähr zum höchsten Punkt der Geländekarte 124 sinkt. Die Gründe für diese geschätzte Verlangsamung können denen ähnlich sein, die oben in Verbindung mit 3 und 4 erörtert wurden. In diesem Fall wird vorausgesagt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs etwas später unter die untere Geschwindigkeitsgrenze sinkt als das vierte Ausrollprofil 138 unter die untere Geschwindigkeitsgrenze sinkt. In diesem Stadium ist irgendeine Form von Eingabe aus dem Hauptantrieb nötig, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug diese Geschwindigkeit nicht unterschreitet. Ein mit ,G' markierter Pfeil gibt die Strecke an, über die das Fahrzeug 100 in diesem Szenario rollt.
  • Das achte Ausrollprofil 152 beginnt bei einer höheren Geschwindigkeit als das siebte Ausrollprofil 150 und zeigt eine in etwa gleiche Form. Die höhere Anfangsgeschwindigkeit für das achte Ausrollprofil 152 bedeutet, dass eine niedrigste Geschwindigkeit nahe des höchsten Punktes auf der Geländekarte nicht unter die untere Geschwindigkeitsgrenze sinkt. Während sich das Fahrzeug 100 auf der Geländekarte 124 fortbewegt, nimmt seine Geschwindigkeit zu, wenn es bergab fährt. Trotz dieser Beschleunigung überschreitet das Fahrzeug 100 nicht die obere Geschwindigkeitsgrenze. Daher rollt das Fahrzeug über den gesamten Bereich des achten Ausrollprofils 152.
  • Das neunte Ausrollprofil 154 beginnt bei einer höheren Geschwindigkeit als das achte Ausrollprofil 152 und zeigt eine in etwa gleiche Form. Wiederum sinkt die niedrigste Geschwindigkeit in der Nähe des höchsten Punktes auf der Geländekarte 124 nicht unter die untere Geschwindigkeitsgrenze. Während sich das Fahrzeug 100 auf der Geländekarte 124 fortbewegt, nimmt seine Geschwindigkeit zu, wenn es bergab fährt. Das Ausrollprofil gibt an, dass das Fahrzeug 100 die obere Geschwindigkeitsgrenze in der Nähe des Fußes des Hügels erreichen wird. Ein Pfeil ,H' gibt die Strecke an, über die das Fahrzeug 100 in diesem Szenario rollt.
  • Jedes vom vierten bis zum neunten Ausrollprofil hält die Fahrzeuggeschwindigkeit zumindest über einen gewissen Abschnitt des vorausgesagten Weges innerhalb des angezielten Geschwindigkeitsbereichs und kann daher als geeignet identifiziert werden.
  • Die eigentliche Auswahl des zu implementierenden Ausrollprofils kann auf einer beliebigen Basis erfolgen. Zum Beispiel kann das Ausrollprofil mit der längsten Ausrolldauer gewählt werden. In dem Beispiel, das in 5 gezeigt ist, führen das fünfte Ausrollprofil 140, das sechste Ausrollprofil 142 und das achte Ausrollprofil 152 jeweils dazu, dass das Fahrzeug weder die obere Geschwindigkeitsgrenze überschreitet noch die untere Geschwindigkeitsgrenze unterschreitet. Jedoch beginnen das fünfte Ausrollprofil 140 und das sechste Ausrollprofil 142 früher als das achte Ausrollprofil 152 und bieten daher längere Ausrollperioden. Jede dieser Ausrollperioden kann gewählt werden.
  • Alternativ dazu kann die Geschwindigkeit am Ende jedes Ausrollprofils berücksichtigt werden, wenn entschieden wird, welches Ausrollprofil implementiert werden soll. In dem Beispiel, das in 5 gezeigt ist, weist das neunte Ausrollprofil 154 die höchste Endgeschwindigkeit auf, auch wenn eine Bremsung erforderlich ist, um das Fahrzeug 100 bei oder unter der oberen Geschwindigkeitsgrenze zu halten.
  • In noch anderen Ausführungsformen könne sowohl die Ausrollbetriebsdauer als auch die Geschwindigkeit am Ende jeder Ausrollperiode berücksichtigt werden. Wenn zum Beispiel zwei oder mehr Ausrollperioden die gleiche oder eine ähnliche Länge aufweisen, kann diejenige mit der höchsten Endgeschwindigkeit zur Implementierung ausgewählt werden. In dem Beispiel, das in 5 gezeigt ist, bieten das fünfte Ausrollprofil 140 und das sechste Ausrollprofil 142 die längste Ausrollbetriebsdauer. Jedoch hat das sechste Ausrollprofil 142 die höchste Geschwindigkeit am Ende des Ausrollereignisses und kann daher zur Implementierung ausgewählt werden.
  • Es kann weitere Szenarios geben, wo niedrigere Geschwindigkeiten am Ende eines Ausrollereignisses erstrebenswert sind. Zum Beispiel kann eine langsam zu befahrende Kurve jenseits des Endes der Periode kommen, für die ein Ausrollen berechnet wird. Daher kann es von Vorteil sein, wenn ein Ausrollprofil mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit am Ende des Ausrollereignisses gewählt wird.
  • Auch wenn in 5 sechs Ausrollprofile (zwei Dreiergruppen, die am gleichen Punkt starten und drei Zweiergruppen, die mit der gleichen Geschwindigkeit starten) gezeigt sind, wird der Fachmann wissen, dass beliebig viele Ausrollprofile erzeugt werden können. Es kann eine kleinere oder eine größere Zahl von Anfangsgeschwindigkeiten für die Ausrollprofile verwendet werden. Ebenso kann eine kleinere oder eine größere Zahl von Anfangspunkten für die Ausrollprofile verwendet werden. Manche oder alle Ausrollprofile können gleiche oder unterschiedliche Anfangsgeschwindigkeiten aufweisen, oder manche oder alle können eine Gruppe mit der gleichen Anfangsgeschwindigkeit bilden. Manche oder alle Ausrollprofile können gleiche oder unterschiedliche Anfangspunkte verwenden, oder manche oder alle können eine Gruppe mit dem gleichen Anfangspunkt bilden.
  • Die Ausrollprofile können alle am gleichen Punkt enden (z. B. in einer Entfernung von der aktuellen Position des Fahrzeugs 100 oder an irgendeinem Punkt auf dem vorausgesagten Weg, wie etwa am Anfang eines Bremsbereichs). Manche oder alle von den Ausrollprofilen können die gleiche Länge in Bezug auf ihre jeweiligen Anfangspunkte aufweisen. Alternativ dazu können manche oder alle von den Ausrollprofilen unterschiedliche Längen in Bezug auf ihre jeweiligen Anfangspunkte aufweisen.
  • Auch wenn die Geländekarte 124 in den dargestellten Beispielen einen einzelnen Hügel zeigt, der bergauf und bergab führende Teilstücke umfasst, sei klargestellt, dass die Erfindung auch auf andere kombinierte Höhenänderungen anwendbar ist. 6A bis 6D zeigen nur einige Beispiele für Geländekarten für einen vorausgesagten Weg des Autos.
  • 6A zeigt eine Geländekarte mit einem bergab führenden Teilstück, gefolgt von einem kürzeren bergauf führenden Teilstück, einem noch kürzeren bergab führenden Teilstück, gefolgt von einem flachen Teilstück.
  • 6B zeigt ein kurzes bergauf führendes Teilstück, gefolgt von längeren bergab und bergauf führenden Teilstücken.
  • 6C zeigt ein flaches Teilstück, gefolgt von einem kurzen bergab und bergauf führenden Teilstück, gefolgt von einem längeren flachen Teilstück.
  • 6D zeigt eine Abfolge von bergauf und bergab führenden Teilstücken, in denen jeder nächste höchste Punkt niedriger ist als der vorausgehende.
  • Die Geländekarte 124 kann jede andere Kombination von bergauf, bergab führenden und flachen Teilstücken umfassen. Wie oben beschrieben, können Ausrollprofile schneller aufeinanderfolgen, wenn die Geländekarte 124 steile und/oder komplexe Höhenprofile aufweist. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass alle Ausrollprofile in 3 bis 5 von schematischer Natur sind und keine reale Beschleunigung und Verlangsamung aufgrund der Geländekarte darstellen sollen.
  • In einer Ausführungsform kann der angezielte Geschwindigkeitsbereich in einem Ausrollbetriebsmodus größer sein als in einem Nicht-Ausrollbetriebsmodus. Zum Beispiel kann die Geschwindigkeit in einem normalen Geschwindigkeitsregelungs- oder Fahrerunterstützungsmodus auf innerhalb von +1 km/h und -2 km/h (oder beispielsweise auf +1 mph und -2 mph) gesteuert werden. Für die Zwecke der Erzeugung von Profilen und die Implementierung eines ausgewählten Ausrollprofils kann ein anderer, breiterer angezielter Geschwindigkeitsbereich verwendet werden. Zum Beispiel kann im Ausrollbetriebsmodus die obere Geschwindigkeitsgrenze in Bezug auf eine Sollgeschwindigkeit +3 km/h (oder beispielsweise 2 mph) sein, und die untere Geschwindigkeitsgrenze kann -4 km/h (oder beispielsweise 3 mph sein).
  • 7 zeigt ein Beispiel für ein Fahrzeug, das auf einer Route fährt. Der untere Graph 156 zeigt die Gradiente der Route (in %), während der obere Graph 158 die Geschwindigkeit des Autos an jedem Punkt auf der Route zeigt. In diesem Beispiel wird der Geschwindigkeitsbereich für die Geschwindigkeitsregelung so eingestellt, dass für Teilstücke ohne Ausrollbetrieb keine Abweichung von der Sollgeschwindigkeit und für Teilstücke mit Ausrollbetrieb +5/-5 km/h zugelassen wird. In diesem Beispiel wird eine Mindestausrollbetriebsdauer von 6 Sekunden eingestellt. Die durchgezogene Linie 160 des oberen Graphen 158 stellt die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs über die Route für eine Fahrt dar, die durchgeführt wird, ohne dass ein Ausrollbetrieb zugelassen wird. Man beachte, dass es wegen des engen Geschwindigkeitsbereichs, der verwendet wird, wenn kein Ausrollbetrieb durchgeführt wird, eine relativ kleine Geschwindigkeitsschwankung gibt. Die gepunktete Linie 163 stellt die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf Teilstücken der Fahrt dar, für die ein Ausrollbetrieb verwendet wird. Man beachte, dass die Geschwindigkeit im Ausrollbetrieb (gepunktete Linie 163) im Vergleich zur Geschwindigkeit ohne Ausrollbetrieb (durchgezogene Linie 160) über den gleichen Teilstücken stärker variiert. Dies liegt an dem vergrößerten Geschwindigkeitsbereich, der während des Ausrollbetriebs zugelassen wird, in Verbindung mit der Wirkung des Ausrollens an sich. Eine Fahrt, auf der ein Ausrollbetrieb angewendet wird, dauert üblicherweise länger als eine Fahrt ohne Ausrollbetrieb, aber der Kraftstoffverbrauch ist üblicherweise verringert.
  • In manchen Beispielen muss es für den Ausrollbetriebsmodus keine Sollgeschwindigkeit geben. Der Geschwindigkeitsbereich für den Zweck der Erzeugung des Ausrollbetriebs ist größer als ein Geschwindigkeitsbereich, der in einem Fall verwendet werden würde, wo über dem gleichen Abschnitt des vorausgesagten Weges kein Ausrollbetriebsmodus angewendet wird. Die obere und die untere Geschwindigkeitsgrenze für den Ausrollbetriebsmodus können auf Basis von Straßenverhältnissen, Vorlieben des Benutzers, ausgeschilderten Geschwindigkeitsbegrenzungen oder irgendeiner geeigneten Kombination davon bestimmt werden.
  • Auch wenn Geschwindigkeitsverlustfaktoren wie etwa Luftwiderstand, eine Verlangsamung aufgrund eines Kurvenfahrens (z. B. aufgrund von Reifenabrieb und/oder Differentialverlusten), eines Reifenwiderstands (was optional die Wirkung von variierenden Reifendrücken einschließt), von Wind, Luftdichte (z. B. aufgrund von Temperatur und/oder Feuchtigkeit), Regen, Pfützen, Art und Qualität der Straßenoberfläche und bekanntem Fahrzeugverhalten bei bestimmten Geschwindigkeiten oder unter bestimmten Bedingungen, als Eingaben für die Erzeugung von Ausrollprofilen beschrieben wurden, können manche oder alle von diesen Faktoren alternativ oder zusätzlich dazu als Eingaben für die Geländekarte 124 verwendet werden. Zum Beispiel kann die Verringerung der Geschwindigkeit, die durch Reifenabrieb und/oder Differentialverluste beim Kurvenfahren auf dem Weg bewirkt werden, als (hinsichtlich der Geschwindigkeitsabnahme) Äquivalent zur Höhenänderung modelliert oder genähert werden. In einem anderen Beispiel kann die Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch zusätzliche Masse und durch Reibungsverluste in Verbindung mit der Nutzung des Fahrzeugs zum Ziehen eines Anhängers bewirkt werden, auf ähnliche Weise modelliert und genähert werden. Eine ähnliche Modellierung oder Näherung kann für jeden anderen Faktor verwendet werden. Ein Vorteil dieser Herangehensweise ist, dass die Zahl der Berechnungen, die nötig sind, um anschließend die einzelnen Ausrollprofile zu erzeugen, verringert werden kann.
  • Man beachte, dass die Erzeugung von Ausrollprofilen ein ständiger oder iterativer Prozess sein kann. Zum Beispiel können neue Ausrollprofile und/oder bereits vorhandene Ausrollprofile auf einer periodischen Basis, wie beispielsweise alle 5 Sekunden, erzeugt bzw. aktualisiert werden. Ausrollprofile können unter bestimmten Umständen häufiger und/oder für eine größere Zahl von Anfangsgeschwindigkeiten erzeugt werden, wie etwa dann, wenn das von der Geländekarte 124 dargestellte Höhenprofil komplex ist. Durch Neuberechnen bereits vorhandener Ausrollprofile unter Verwendung aktueller Geschwindigkeiten, die während des Ausrollens erreicht werden, können die Modelle und Daten, die für die Erzeugung der Ausrollprofile verwendet werden, für das Auto verbessert werden, und zwar allgemein und/oder für die jeweiligen Straßenabschnitte, für welche die Ausrollprofile erzeugt werden. Auf diese Weise werden exaktere Ausrollprofile erzeugt, was zu einem möglicherweise verringerten Kraftstoffverbrauch und/oder einem angenehmeren Fahrerlebnis für den Benutzer führt.
  • Eine mögliche Wirkung des Ausrollbetriebs ist eine Änderung der Fahrtdauer. Auch wenn die Fahrtdauer unter bestimmten Umständen theoretisch verkürzt werden kann, ist es eher wahrscheinlich, dass das vermehrte Ausrollen zu längeren Fahrtzeiten führt. Somit kann das Fahrzeug mit der Fähigkeit ausgestattet werden, den Ausrollbetriebsmodus selektiv ein- und auszuschalten und/oder Schätzungen für die Auswirkung auf die Fahrtdauer abzugeben, die sich aus der Anwendung des Ausrollbetriebsmodus ergeben würden. In noch anderen Ausführungsform können mehrere Ausrollbetriebsstufen bereitgestellt werden, wodurch der Fahrer den besten Kompromiss zwischen vermehrtem Ausrollen (geringerem Kraftstoffverbrauch) und verringertem Ausrollen (kürzerer Fahrtdauer) auswählen kann. Die Stufen können beispielsweise auf unterschiedlichen Ausrollgeschwindigkeitsbereichen und/oder Ausrollzeit-/Streckenschwellenwerten basieren, wie oben beschrieben.
  • In 8 ist ein Beispiel für ein System gezeigt, das ein Fahrzeugausrollbetriebssystem 161 zum Halten einer Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Geschwindigkeitsbereich aufweist. Das Fahrzeugausrollbetriebssystem kann die Form eines nicht zweckgebundenen Prozessors haben, der so programmiert und konfiguriert ist, dass er beliebige der oben beschriebenen Verfahren implementiert. Die Vorrichtung kann zugehörige Funktionen durchführen, wie etwa eine Geschwindigkeitsregelung und/oder Kontrolle des Hauptantriebsdrehmoments, oder sich gänzlich von dem Prozessor (den Prozessoren) unterscheiden, die solche Funktionen implementieren. Jedes der oben beschriebenen Module kann die Form einer einzelnen Hardware-Einheit haben oder kann Software umfassen, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft.
  • Das Fahrzeugausrollbetriebssystem 161 umfasst ein Ausrollbetriebssteuermodul 162, das als Eingaben eine vom Fahrzeug eingestellte Sollgeschwindigkeit, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Ausrollbetriebsforderung entgegennimmt. Die eingestellte Sollgeschwindigkeit kann vom Fahrer auf jede geeignete Weise, die dem Fachmann bekannt ist, eingegeben werden, wie etwa durch manuelle Angaben mittels einer Eingabe wie etwa eines Hebels oder eines Schalters, wenn eine gewünschte Geschwindigkeit erreicht ist, oder durch Eingeben einer bestimmten gewünschten Geschwindigkeit beispielsweise über eine Tastatur. Das Geschwindigkeitsregelungsmodul 162 nimmt als Eingaben ebenfalls die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Ausrollbetriebsforderung, deren Quellen nachstehend beschrieben werden, entgegen.
  • Das Geschwindigkeitsregelungsmodul 162 meldet einen Bedarf an einem Antrieb in Verbindung mit einer Geschwindigkeitsregelung an ein übergeordnetes Fahrzeugsteuerungs(VSC)-Modul 164 und einen Bedarf an einer Bremsung in Verbindung mit einer Geschwindigkeitsregelung an ein ABS-Bremsmodul 166.
  • Der Bedarf an einem Antrieb in Verbindung mit einer Geschwindigkeitsregelung wird an ein Drehmomentkontrollmodul 168 innerhalb des VSC-Moduls 164 weitergemeldet. Das Drehmomentkontrollmodul 168 nimmt als Eingabe auch die gleiche Ausrollbetriebsforderung, die vom Ausrollbetriebssteuermodul 162 empfangen wurde, und eine Forderung nach regenerativem Bremsen vom ABS-Bremsmodul 166 entgegen.
  • Das VSC-Modul 164 nimmt als Eingaben auch eine Gaspedalstellung und eine Bremspedalstellung entgegen.
  • Das VSC-Modul 164 gibt eine Forderung an einen Verbrennungsmotor (IC), eine Forderung an einen Elektromotor (EM) und eine Forderung nach Einkuppeln/Auskuppeln des Getriebes aus. Diese drei Forderungen werden an ein Fahrzeug- und Motorsteuerungsmodul 170 geleitet. Die IC-Forderung wird an ein IC-Motorbetätigungs- und -steuerungsmodul 172 weitergegeben, die EM-Forderung wird an ein Elektromotorbetätigungs- und -steuerungsmodul 174 weitergegeben, und die Forderung nach Einkuppeln/Auskuppeln des Getriebes wird an eine Getriebe- und Betätigungssteuereinrichtung 176 weitergegeben.
  • Das ABS-Bremsmodul 166 nimmt als Eingabe ein Signal, dass ein regeneratives Bremsen möglich ist, vom VSC 164 entgegen. Das ABS-Bremsmodul 166 gibt außerdem ein Reibbremsendrucksignal aus, das zum Fahrzeug- und Motorsteuerungsmodul 170 geleitet und an Bremsen 178 des Autos weitergegeben wird.
  • Das Fahrzeug- und Motorsteuerungsmodul 170 gibt die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit aus, von der weiter oben beschrieben wurde, dass sie an das Geschwindigkeitsregelungsmodul 162 geleitet wird. Die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit wird auch an eine Einrichtung zur Erzeugung eines Ausrollprofils in Form eines Ausrollbetriebssteuermoduls 180 geleitet. Das Ausrollbetriebssteuermodul 180 empfängt als Eingaben außerdem eine Straßengradiente und -krümmung von einer digitalen Straßenkarte 182 und die für die Geschwindigkeitsregelung eingestellte Sollgeschwindigkeit. Das Ausrollbetriebssteuermodul 180 gibt eine Ausrollbetriebsforderung an das Geschwindigkeitsregelungsmodul 162 und das Drehmomentkontrollmodul 168 aus.
  • Die digitale Straßenkarte 182 empfängt Informationen über die aktuelle Position des Fahrzeugs von einer GPS-Einheit 184.
  • In dieser konkreten Ausführungsform sind alle Module außer dem digitalen Straßenkartenmodul 182 und dem Ausrollbetriebssteuermodul 180 herkömmlich außer in Verbindung mit der Signalisierung von Eingaben und Ausgaben, die durch die Hinzufügung des Ausrollbetriebssteuermoduls 180 und der digitalen Straßenkarte 182 erforderlich sind.
  • Im Betrieb dient das Geschwindigkeitsregelungsmodul 162 dazu, die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb von +1km/h und -2 km/h der Sollgeschwindigkeit zu halten, die vom Fahrer außerhalb des Ausrollbetriebs eingestellt wurde. Parallel dazu verwendet das Geschwindigkeitsregelungsmodul 180 die aktuelle Geschwindigkeit, die Sollgeschwindigkeit und die digitale Straßenkarte, um mehrere Ausrollprofile zu erzeugen, wie oben beschrieben. Wenn vom Geschwindigkeitsregelungsmodul 180 ein geeignetes Ausrollprofil identifiziert und für die Implementierung ausgewählt wurde, gibt dieses ein Ausrollbetriebssignal aus, das dem Ausrollbetriebssteuermodul 162 und dem Drehmomentkontrollmodul 168 effektiv befiehlt, in den Ausrollbetriebsmodus überzugehen.
  • In der dargestellten Ausführungsform wird das Ausrollbetriebssignal an einem Punkt auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs ausgegeben, der dem Anfangspunkt des ausgewählten Ausrollprofils entspricht. Alternativ dazu kann das Ausrollbetriebssignal früher gesendet werden, um Verzögerungen zu berücksichtigen, die beim Übergang in den Ausrollbetriebsmodus anfallen. Zum Beispiel kann es einige wenige Sekunden dauern, den IC-Motor auszuschalten, in welchem Fall das Ausrollbetriebssignal zum Übergehen auf den Ausrollbetriebsmodus um diese wenigen Sekunden früher gesendet werden kann als die erwartete Ankunft des Fahrzeugs an dem Punkt auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs, der dem Anfangspunkt des ausgewählten Ausrollprofils entspricht.
  • Beim Empfang des Ausrollbetriebssignals übernimmt das Geschwindigkeitsregelungsmodul 162 einen größeren Geschwindigkeitsbereich, wie etwa +2 km/h und -4 km/h, wodurch größere Zunahmen und Abnahmen der Fahrzeuggeschwindigkeit zugelassen werden, bevor eingegriffen wird. Das Drehmomentkontrollmodul 168 kann dem Getriebesteuerungsmodul 176 befehlen, das Getriebe des Autos in die Neutralstellung zu bringen und/oder eine Kupplung auszurücken, um den Antrieb vom IC-Motor zu trennen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der IC-Motor mittels des IC-Motorbetätigungs- und -steuerungsmoduls 172 ausgeschaltet werden. Irgendwelche oder alle der Module im Fahrzeug und dem Straßenmodul können so gesteuert werden, dass sie ein Ausrollen des Fahrzeugs gemäß der oben angegebenen Definition für ein Ausrollen bewirken.
  • Sobald das Ausrollbetriebssteuermodul 180 bestimmt, dass das Fahrzeug das Ende des ausgewählten Ausrollprofils erreicht hat, wird die Ausrollbetriebsforderung gelöscht. Die Geschwindigkeitsregelung übernimmt den engeren, nicht für den Ausrollbetrieb bestimmten Geschwindigkeitsbereich. Das Drehmomentkontrollmodul 168 und/oder das ABS-Bremsmodul 166 steuern ihre jeweiligen Module innerhalb des Fahrzeug- und Motorsteuerungsmoduls 170 nach Bedarf. Dies kann ein Neustarten des IC-Motors, das Auswählen einer Gangstufe, das Wiedereinrücken der Kupplung und/oder das Steuern des IC-Motors, des Elektromotors, des Getriebes und der Bremsen gemäß den Anforderungen des Nicht-Ausrollbetriebs einschließen.
  • Genau wie beim Senden des Ausrollbetriebssignals kann ein Befehl zum Beenden des Ausrollbetriebsmodus an dem Punkt auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs ausgegeben werden, der dem Endpunkt des ausgewählten Ausrollprofils entspricht. Alternativ dazu kann der Befehl zum Beenden früher gesendet werden, um Verzögerungen zu berücksichtigen, die beim Verlassen des Ausrollbetriebsmodus anfallen. Zum Beispiel kann es einige wenige Sekunden dauern, den IC-Motor zu starten, in welchem Fall der Befehl zum Beenden des Ausrollbetriebs um diese wenigen Sekunden früher gesendet werden kann als die erwartete Ankunft des Fahrzeugs an dem Punkt auf dem aktuellen Weg des Fahrzeugs, der dem Endpunkt des ausgewählten Ausrollprofils entspricht. Das frühe Senden des Befehls kann auch sicherstellen, dass das Fahrzeug Zeit hat, etwaige andere Schritte zu unternehmen, die nötig sind, um ein konsistentes Fahrverhalten und die Sicherheit zu gewährleisten.
  • Der Ausrollbetriebsmodus kann auch beendet werden, wenn sich der vorausgesagte Weg ändert (z. B. wenn das Fahrzeug unerwarteterweise seine Route ändert), die aktuelle Geschwindigkeit zu stark von derjenigen abweicht, die vom Ausrollprofil angegeben wird, oder wenn die aktuelle Geschwindigkeit den Geschwindigkeitsbereich des Ausrollbetriebsmodus über- oder unterschreitet.
  • Die obigen Ausführungsformen haben das Steuern eines Hauptantriebs des Fahrzeugs, um das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil zu versetzen, beschrieben. In anderen Ausführungsformen kann anstelle dessen, dass das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus versetzt wird, das Ausrollbetriebssignal eine Rückmeldung an einen Fahrzeugbenutzer (wie etwa einen Fahrer) bewirken, damit dieser das Fahrzeug in den Ausrollbetriebsmodus versetzt. Eine solche Rückmeldung kann jede geeignete Form annehmen, wie etwa:
    • • Akustisch: ein Ton oder eine künstliche Sprachausgabe, wird verwendet, um die Rückmeldung zu geben;
    • • Visuell: Text, Bilder und/oder Symbole können dem Fahrer mittels einer Instrumenteneinheit, einer Blickfeldanzeige, eines Bildschirms, einer oder mehrere Lampen oder irgendeines anderen visuellen Indikators angezeigt werden.
    • • Haptisch: eine Vibration oder eine andere haptische Rückmeldung kann über ein oder mehrere Stellglieder, beispielsweise im Lenkrad, im Sitz oder an in den Fußpedalen, gegeben werden.
  • Diese Rückmeldungsoptionen sind nur als Beispiele angegeben. Der Fachmann wird wissen, dass jede andere Form von Rückmeldung verwendet werden kann, um dem Fahrer mitzuteilen, dass er das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus versetzen sollte.
  • Der Fahrer kann als Reaktion auf die Rückmeldung Schritte unternehmen, um das Fahrzeug in den Ausrollbetriebsmodus zu versetzen. Zum Beispiel kann der Fahrer bei einem manuell geschalteten Auto die Kupplung durchtreten und/oder das Fahrzeuggetriebe in die Neutralstellung bringen. Alternativ dazu kann vom Fahrer eine Eingabe wie ein Touchscreen oder ein dafür vorgesehener Schalter verwendet werden, um anzugeben, dass das Fahrzeug in den Ausrollbetriebsmodus übergehen soll.
  • Die Rückmeldung kann unmittelbar bevor der Fahrer angeben soll, ob in den Ausrollbetriebsmodus übergegangen werden soll, bereitgestellt werden. Alternativ dazu kann der Fahrer mehr Bedenkzeit bekommen. In manchen Fällen kann dies den Fahrer in die Lage versetzen, rechtzeitig genug anzugeben, dass in den Ausrollbetriebsmodus übergegangen werden soll (z. B. wenn das Fahrzeug von selbst in den Ausrollbetriebsmodus übergeht). In anderen Fällen erhält der Fahrer dadurch ausreichend Zeit, sich darauf einzustellen, dass das Fahrzeug in den Ausrollbetriebsmodus übergehen wird. Die Rückmeldung kann in einen Vorabhinweis, um den Fahrer vorzuwarnen, und einen sekundären Hinweis, damit der Fahrer weiß, dass das Fahrzeug in den Ausrollbetriebsmodus versetzt werden sollte, aufgeteilt werden.
  • In jedem Fall kann das Fahrzeug optional in einen von zwei oder mehr Modi versetzt werden, wie zum Beispiel:
    • • es wird automatisch in den Ausrollbetriebsmodus übergegangen;
    • • für jedes Ausrollereignis wird eine Bestätigung des Fahrers abgewartet;
    oder
    • • das Fahrzeug soll nicht in den Ausrollmodus übergehen (oder deswegen keine Rückmeldung machen).
  • In anderen Ausführungsformen kann ein anderer Benutzer als der Fahrer eine Rückmeldung zum Ausrollbetriebsmodus empfangen und/oder auf eine solche reagieren. Dies kann beispielsweise besonders für autonome oder halbautonome Fahrzeuge der Fall sein.
  • Auch wenn verschiedene Ausführungsformen auf Autos basierende Verfahren und Vorrichtungen beschrieben haben, wird der Fachmann erkennen, dass die Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden können, um die Geschwindigkeit jedes geeigneten Fahrzeugs in einem Bereich zu halten. Zum Beispiel können andere Ausführungsformen Lieferwagen, Busse, Lastwagen und Motorräder einschließen.
  • Auch wenn die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Anzahl konkreter, nicht allumfassender und nicht-begrenzender Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung in vielen anderen Formen ausgeführt werden kann.

Claims (12)

  1. Verfahren, um das Halten einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einem angezielten Geschwindigkeitsbereich zu unterstützen, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen mehrerer Ausrollprofile für das Fahrzeug, wobei jedes Ausrollprofil eine Anfangsgeschwindigkeit und einen Anfangspunkt auf einem vorausgesagten Fahrzeugweg aufweist, wobei jedes Ausrollprofil eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit über eine Zeit und/oder eine Strecke ab dem Anfangspunkt darstellt und auf Basis einer Geometrie zumindest eines Abschnitts des vorausgesagten Fahrzeugwegs erzeugt wird; Identifizieren von mindestens einem der Ausrollbetriebsprofile, mit dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im angezielten Geschwindigkeitsbereich gehalten wird; und Ausgeben eines Ausrollbetriebssignals, um entweder einen Hauptantrieb des Fahrzeugs so zu steuern, dass das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollbetriebsprofil versetzt wird; oder einem Fahrzeugbenutzer eine Rückmeldung zu geben, damit dieser das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus versetzt, so dass das Fahrzeug, falls es vom Benutzer in den Ausrollbetriebsmodus versetzt wird, gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollbetriebsprofil rollt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Identifizieren des mindestens einen Leerlaufprofils das Identifizieren von einem oder mehreren der Leerlaufprofile, für welche die Leerlaufzeit und/oder -strecke einen Schwellenwert überschreitet, umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Steuern des Hauptantriebs oder das manuelle Einstellen des Fahrzeugs auf einen Ausrollbetriebsmodus eines oder mehrere der Folgenden umfasst: Platzieren eines zum Hauptantrieb gehörenden Getriebes in eine Neutralstellung; Ausrücken einer Kupplung, die zum Hauptantrieb gehört; Ausschalten des Hauptantriebs; und Modulieren eines oder mehrerer Verbrennungsmotorluftsystem-Stellglieder, wie eines Abgasrückführungsventils, eines Turboladers mit variabler Geometrie, einer Ansaugungsdrosselklappe und einer stufenlos variablen Ventilsteuerung, um Pumpverluste zu reduzieren oder zu minimieren.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug einen oder mehrere Bremsmechanismen aufweist, und wobei der Ausrollbetriebsmodus das Bereitstellen einer Bremsung über mindestens einen von den Bremsmechanismen beinhaltet, um eine Gesamt-Ausrollstrecke und/oder -zeit zu verlängern.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug zumindest einen ersten Geschwindigkeitsbereich, der bei der Identifizierung des Ausrollbetriebsprofils verwendet wird, und einen zweiten Geschwindigkeitsbereich für dann, wenn das Fahrzeug nicht im Ausrollbetriebsmodus ist, aufweist, wobei der erste Geschwindigkeitsbereich größer ist als der zweite Geschwindigkeitsbereich.
  6. Fahrzeugausrollbetriebssystem, um das Halten einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einem angezielten Geschwindigkeitsbereich zu unterstützen, wobei das System umfasst: eine Einrichtung zum Erzeugen mehrerer Ausrollprofile für das Fahrzeug, umfassend: einen elektronischen Prozessor mit einem elektronischen Eingang zum Empfangen von Signalen, die einen Wert einer Fahrzeuggeschwindigkeit und bevorstehende Änderungen einer Geometrie eines vorausgesagten Fahrzeugwegs angeben, und eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor gekoppelt ist und in der Befehle gespeichert sind, wobei der elektronische Prozessor dafür ausgelegt ist, auf die elektronische Speichervorrichtung zuzugreifen und die darin gespeicherten Befehle auszuführen, so dass er dazu dienen kann, die Ausrollprofile zu erzeugen; eine Einrichtung zum Identifizieren von mindestens einem der Ausrollprofile, mit dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im angezielten Geschwindigkeitsbereich gehalten wird; und eine Einrichtung zum Ausgeben eines Ausrollbetriebssignals, um entweder: einen Hauptantrieb des Fahrzeugs so zu steuern, dass das Fahrzeug in einen Ausrollbetriebsmodus gemäß dem mindestens einen identifizierten Ausrollprofil versetzt wird; oder einem Fahrzeugbenutzer eine Rückmeldung zu geben, damit dieser das Fahrzeug in einen Leerlaufmodus versetzt, so dass das Fahrzeug, falls es vom Benutzer in den Leerlaufmodus versetzt wird, gemäß dem mindestens einen identifizierten Leerlaufprofil rollt; wobei die Einrichtung zum Identifizieren von mindestens einem der Leerlaufprofile und die Einrichtung zum Ausgeben eines Leerlaufsignals können den elektronischen Prozessor umfassen, der eines von den erzeugten Leerlaufprofilen identifiziert und als Reaktion darauf das Leerlaufsignal erzeugt.
  7. Fahrzeugausrollbetriebssystem nach Anspruch 6, wobei die Einrichtung zum Identifizieren des mindestens einen Leerlaufprofils dafür ausgelegt ist, eines oder mehrere der Leerlaufprofile, für welche die Leerlaufzeit und/oder -strecke einen Schwellenwert überschreitet, zu identifizieren.
  8. Fahrzeugausrollbetriebssystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Einrichtung zum Steuern des Hauptantriebs dafür ausgelegt ist, eines oder mehrere der Folgenden zu tun: Platzieren eines zum Hauptantrieb gehörenden Getriebes in eine Neutralstellung; Ausrücken einer Kupplung, die zum Hauptantrieb gehört; Ausschalten des Hauptantriebs; und Modulieren eines oder mehrerer Verbrennungsmotorluftsystem-Stellglieder, wie eines Abgasrückführungsventils, eines Turboladers mit variabler Geometrie, einer Ansaugungsdrosselklappe und einer stufenlos variablen Ventilsteuerung, um Pumpverluste zu reduzieren oder zu minimieren.
  9. Fahrzeugausrollbetriebssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Fahrzeug einen oder mehrere Bremsmechanismen aufweist, und wobei der Ausrollbetriebsmodus das Bereitstellen einer Bremsung über mindestens einen der Bremsmechanismen beinhaltet, um eine Gesamt-Ausrollstrecke und/oder -zeit zu verlängern.
  10. Fahrzeugausrollbetriebssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Fahrzeug zumindest einen ersten Geschwindigkeitsbereich, der bei der Identifizierung des Ausrollbetriebsprofils verwendet wird, und einen zweiten Geschwindigkeitsbereich für dann, wenn das Fahrzeug nicht im Ausrollbetriebsmodus ist, aufweist, wobei der erste Geschwindigkeitsbereich größer ist als der zweite Geschwindigkeitsbereich.
  11. Nichtflüchtiges, computerlesbares Trägermedium, das computerlesbaren Code trägt, der bei seiner Ausführung bewirkt, dass ein Fahrzeug das Verfahren der Ansprüche 1 bis 5 ausführt, oder Computerprogrammprodukt, das auf einem Prozessor ausführbar ist, um das Verfahren der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.
  12. Fahrzeug, das Fahrzeugausrollbetriebssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10 oder das nichtflüchtige, computerlesbare Trägermedium oder das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11 umfassend.
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