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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rangieren eines Kraftfahrzeugs, welches wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine und wenigstens einen Elektromotor als jeweilige Antriebsmotoren aufweist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine und wenigstens einen Elektromotor als jeweilige Antriebsmotoren aufweist, und welches eine Steuereinrichtung umfasst.
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Moderne Kraftfahrzeuge sind häufig mit einem sogenannten Parkassistenzsystem ausgestattet, mittels welchem ein Rangieren des Kraftfahrzeus ohne manuelle Eingriffe erfolgen kann. So beschreibt beispielsweise die
DE 10 2005 039 929 A1 ein Verfahren zum Rangieren eines mit einem elektrodynamischen Antriebssystem ausgerüsteten Fahrzeugs, umfassend einen Elektromotor und ein Planetengetriebe, die zwischen dem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet sind. Der Elektromotor ist über eine Kupplung mit dem Verbrennungsmotor verbindbar und der Rangierbetrieb wird bei offener Kupplung zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor durchgeführt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird im Rangierbetrieb mit dem Verbrennungsmotor vorgegeben, wobei der Elektromotor gleichzeitig mit einer Drehzahl um Null betrieben wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen ein Rangieren des Kraftfahrzeus auf verbesserte Weise erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die in Bezug auf einen der Aspekte vorgestellten, bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den jeweils anderen Aspekt der Erfindung und umgekehrt.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rangieren eines Kraftfahrzeugs, welches wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine und wenigstens einen Elektromotor als jeweilige Antriebsmotoren aufweist und zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- - Ermitteln eines Rangierwegs anhand einer Steuereinrichtung, entlang welchem das Kraftfahrzeug beim Rangieren von einem Startpunkt des Rangierwegs zu einem Endpunkt des Rangierwegs bewegt wird;
- - Ermitteln eines zum Rangieren des Kraftfahrzeus entlang des Rangierwegs benötigten Energiebedarfs;
- - Rangieren des Kraftfahrzeugs entlang des Rangierwegs bei deaktivierter Verbrennungskraftmaschine, indem das Kraftfahrzeug durch die Steuereinrichtung gesteuert und das Kraftfahrzeug dabei anhand des wenigstens einen Elektromotors angetrieben wird, wenn ein Ladezustand zumindest eines zum Versorgen des wenigstens einen Elektromotors vorgesehenen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs ausreicht, um den Energiebedarf zu decken und auf ein Betreiben der Verbrennungskraftmaschine während des Rangierens zu verzichten.
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Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise dem Kraftfahrzeug zugeordnet sein. Mit anderen Worten kann das Kraftfahrzeug vorzugsweise die Steuereinrichtung umfassen. Die Steuereinrichtung kann ein Parkassistenzsystem umfassen, wodurch das Rangieren als Parkvorgang (Parkmanöver, Einparkmanöver) des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann.
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Denkbar ist prinzipiell auch eine externe Anordnung der Steuereinrichtung, sodass das Kraftfahrzeug anhand der Steuereinrichtung ferngesteuert rangiert werden kann.
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Beim Rangieren entlang des Rangierwegs kann wenigstens ein Richtungswechsel des Kraftfahrzeugs erfolgen. Somit kann das Kraftfahrzeug beim Rangieren entlang des Rangierwegs wenigstens einmal vorwärts und wenigstens einmal rückwärts bewegt werden.
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Das Steuergerät kann dazu eingerichtet sein, wenigstens eine Richtungsänderungskomponente, insbesondere Lenkung, zum Steuern des Kraftfahrzeugs und einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs, welchem der wenigstens eine Elektromotor und die wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine zugeordnet sind, ansteuern, um dadurch das Rangieren des Kraftfahrzeugs, insbesondere frei von Fahrereingriffen, also ohne Fahrereingriffe (manuelle Eingriffe eines Fahrers), zu bewirken. Darüber hinaus kann das Steuergerät dazu eingerichtet sein, zumindest eine Verzögerungskomponente, insbesondere Bremse, beispielsweise eine Betriebsbremse, des Kraftfahrzeugs anzusteuern.
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Unter dem Ausdruck „deaktivierte Verbrennungskraftmaschine“ ist im Rahmen der Erfindung ein deaktivierter Zustand der Verbrennungskraftmaschine zu verstehen, in welchem keine Zündung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in jeweiligen Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine erfolgt. Mit anderen Worten erfolgt im deaktivierten Zustand kein befeuerter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine.
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Das Kraftfahrzeug kann durch die Steuereinrichtung gesteuert werden, indem sowohl eine Lenkung des Kraftfahrzeugs als auch der wenigstens eine Elektromotor mittels der Steuereinrichtung angesteuert werden. Dadurch kann das Kraftfahrzeug fahrereingriffsfrei, also ohne Zutun und Eingriff des Fahrers entlang des Rangierwegs bewegt und damit rangiert werden.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Rangieren, insbesondere ein Einparkvorgang, welcher auch als Einparkmanöver bezeichnet werden kann, eines aus dem Stand der Technik bekannten, konventionellen Kraftfahrzeugs erfolgt, indem das konventionelle Kraftfahrzeug anhand eines Verbrennungsmotors angetrieben wird, wodurch ein erhöhter Geräuschpegel entsteht, Schadstoffe emittiert werden und Kraftstoff verbraucht wird. Bei einem derartigen Einparkmanöver erfolgt zunächst ein Anhalten des konventionellen Kraftfahrzeugs neben der Parklücke, wobei der Verbrennungsmotor abgestellt und beim Einlegen eines Rückwärtsgangs des konventionellen Kraftfahrzeugs und/oder bei Aktivierung eines Parkassistenten (Parkassistenzsystem) des konventionellen Kraftfahrzeugs ein erneutes Starten, also sozusagen ein Zustarten des Verbrennungsmotors erfolgt. Das konventionelle Kraftfahrzeug wird dann während des Einparkmanövers anhand des Verbrennungsmotors angetrieben. Die Erfindung setzt hier an, indem bei dem Verfahren auf das Betreiben der Verbrennungskraftmaschine während des Rangierens verzichtet wird, wenn der Ladezustand des Energiespeichers ausreicht, um das Kraftfahrzeug ausschließlich elektromotorisch anzutreiben. Der wenigstens eine Elektromotor des Kraftfahrzeugs kann also dazu genutzt werden, um den anhand der Recheneinrichtung ermittelten Rangierweg abzufahren. Der Energiebedarf kann aus der dem ermittelten Rangierweg zugeordneten Wegstrecke, welche beim Zurücklegen des Rangierweges zu fahren ist, abgeschätzt werden und in Abhängigkeit davon anhand der Recheneinrichtung bilanziert werden, ob der Ladezustand des Energiespeichers ausreicht, also ob es der Energieinhalt im Energiespeicher zulässt, das Kraftfahrzeug bei deaktivierter Verbrennungskraftmaschine anhand des wenigstens einen Elektromotors zu rangieren und damit entlang des Rangierwegs zu bewegen, bis das Rangieren abgeschlossen ist, also bis das Kraftfahrzeug den Endpunkt erreicht hat.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Verbrennungskraftmaschine spätestens bei Stillstand des Kraftfahrzeugs am Startpunkt vor dem Rangieren deaktiviert. Dadurch kann das Rangieren unter einem besonders kleinen, vom Kraftfahrzeug ausgehenden Geräuschpegel erfolgen. Das Kraftfahrzeug kann also durch Antrieb mittels der wenigstens einen Verbrennungskraftmaschine auf den Startpunkt zu bewegt werden, wobei die Verbrennungskraftmaschine spätestens bei Stillstand des Kraftfahrzeugs am Startpunkt vor dem Rangieren deaktiviert wird. Von Vorteil ist hierbei, dass hierdurch sichergestellt werden kann, dass ein besonders großer Energieinhalt des Energiespeichers und damit ein besonders vorteilhafter Ladezustand zum Versorgen des wenigstens einen Elektromotors beim Rangieren des Kraftfahrzeus entlang des Rangierwegs zur Verfügung steht.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der wenigstens eine Elektromotor während des Rangierens des Kraftfahrzeugs drehmomentübertragend mit einer Kurbelwelle der wenigstens einen Verbrennungskraftmaschine gekoppelt und Gaswechselventile der Verbrennungskraftmaschine werden während des Rangierens des Kraftfahrzeugs anhand einer Ventilstelleinrichtung der Verbrennungskraftmaschine geöffnet gehalten. Insbesondere kann der wenigstens eine Elektromotor über einen Riementrieb oder einen Kettentrieb mit der Kurbelwelle der wenigstens einen Verbrennungskraftmaschine gekoppelt sein. Die Gaswechselventile können Einlassventile und Auslassventile umfassen. Vorzugsweise können je Zylinder der Verbrennungskraftmaschine wenigstens je ein Einlassventil und wenigstens je ein als Auslassventil geöffnet gehalten werden. Besonders bevorzugt können sämtliche Gaswechselventile, also sämtliche Einlassventile und sämtliche Auslassventile während des Rangierens des Kraftfahrzeugs anhand der Ventilstelleinrichtung geöffnet gehalten werden. Dadurch, dass die Gaswechselventile geöffnet gehalten werden, kann der drehmomentübertragend mit der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine gekoppelte Elektromotor die Kurbelwelle und das Kraftfahrzeug unter besonders geringem Energieaufwand antreiben, zumal durch das Offenhalten der Ladungswechselventile keine Verdichtungsarbeit, also keine Arbeit zum Verdichten von in den Brennräumen enthaltener Ladung aufgewendet werden muss und eine Minimierung von Kompressionsverlusten erfolgt. Die Ventilstelleinrichtung kann vorzugsweise als variabler Ventiltrieb, insbesondere vollvariabler Ventiltrieb ausgebildet sein. Darüber hinaus kann die Ventilstelleinrichtung von der Steuereinrichtung angesteuert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Drehmomentübertragung zwischen dem wenigstens einen Elektromotor und der wenigstens einen Verbrennungskraftmaschine während des Rangierens des Kraftfahrzeugs mittels einer Kupplung des Kraftfahrzeugs unterbrochen. Dies ist von Vorteil, da der Elektromotor dann jeweilige Antriebsräder des Kraftfahrzeugs antreiben kann, ohne die Verbrennungskraftmaschine schleppen, also mit anderen Worten antreiben zu müssen. Der Elektromotor kann die Antriebsräder über eine Getriebeanordnung des Kraftfahrzeugs antreiben. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Getriebeanordnung anzusteuern. Die Getriebeanordnung kann ein mittels der Steuereinrichtung ansteuerbares schaltbares Getriebe umfassen. Dadurch kann die Steuereinrichtung Gangänderungen zwischen verschiedenen Gängen, beispielsweise Vorwärtsgängen und wenigstens einem Rückwärtsgang des schaltbaren Getriebes bewirken. Der wenigstens eine Elektromotor kann getriebeeingangsseitig hinter der Kupplung angeordnet sein.
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Insbesondere kann also vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Elektromotor während des Rangierens des Kraftfahrzeugs drehmomentübertragend mit der Kurbelwelle der wenigstens einen Verbrennungskraftmaschine gekoppelt ist und die Gaswechselventile der Verbrennungskraftmaschine während des Rangierens des Kraftfahrzeugs anhand der Ventilstelleinrichtung der Verbrennungskraftmaschine geöffnet gehalten werden, oder dass die Drehmomentübertragung zwischen dem wenigstens einen Elektromotor und der wenigstens einen Verbrennungskraftmaschine während des Rangierens des Kraftfahrzeugs mittels der Kupplung des Kraftfahrzeugs unterbrochen ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Rangieren als Einparkvorgang durchgeführt. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise beispielsweise ein besonders geräuscharmes und emissionsarmes Einparken des Kraftfahrzeugs.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine und wenigstens einen Elektromotor als jeweilige Antriebsmotoren aufweist, und welches eine Steuereinrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist,
- - einen Rangierweg, entlang welchem das Kraftfahrzeug von einem Startpunkt des Rangierwegs zu einem Endpunkt des Rangierwegs bewegbar ist sowie einen zum Rangieren des Kraftfahrzeus entlang des Rangierwegs benötigten Energiebedarf zu ermitteln;
- - zu detektieren, ob ein Ladezustand zumindest eines zum Versorgen des wenigstens einen Elektromotors vorgesehenen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs ausreicht, um den Energiebedarf zu decken; und
- - das Kraftfahrzeug zu steuern und dabei das Kraftfahrzeug unter Antrieb mittels des wenigstens einen Elektromotors bei deaktivierter Verbrennungskraftmaschine dadurch entlang des Rangierwegs zu rangieren, wenn der Ladezustand des zumindest einen Energiespeichers ausreicht, um den Energiebedarf zu decken und auf ein Betreiben der Verbrennungskraftmaschine während des Rangierens zu verzichten.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind der zumindest eine Energiespeicher und der wenigstens eine Elektromotor einem 48V-Bordnetz des Kraftfahrzeugs zugeordnet. Von Vorteil ist hierbei, dass das 48V-Bordnetz eine Energieübertragung unter besonders geringem Leistungsverlust ermöglicht.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Steuereinrichtung ein Parkassistenzsystem. Dies ist von Vorteil, da hierdurch das als Parkmanöver durchgeführte Rangieren besonders sicher erfolgen kann.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen.
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Im Folgenden ist die Erfindung noch einmal anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierzu zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, welches eine Recheneinrichtung umfasst und mittels der Recheneinrichtung gesteuert entlang eines Rangierwegs bewegt und damit rangiert wird.
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Die einzige Fig. dient zur Erläuterung eines Verfahrens zum Rangieren eines Kraftfahrzeugs K, welches wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine 10 und wenigstens einen Elektromotor 20 als jeweilige Antriebsmotoren umfasst. Das Rangieren wird vorliegend als Einparkvorgang durchgeführt. Bei dem Einparkvorgang wird das Kraftfahrzeug K in eine Parklücke P zwischen zwei Fahrzeugen 50, 60 bewegt.
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In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln eines Rangierwegs R anhand einer Steuereinrichtung 30, entlang welchem das Kraftfahrzeug K beim Rangieren von einem Startpunkt S des Rangierwegs R zu einem Endpunkt E des Rangierwegs R bewegt wird. Die Steuereinrichtung 30 ist vorliegend dem Kraftfahrzeug K zugeordnet und umfasst ein Parkassistenzsystem. Dem Parkassistenzsystem können beispielsweise am Kraftfahrzeug K verbaute Abstandssensoren, insbesondere Ultraschallsensoren, zugeordnet sein.
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In einem weiteren, zweiten Schritt S2 des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln eines zum Rangieren des Kraftfahrzeus K entlang des Rangierwegs R benötigten Energiebedarfs.
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In einem an den zweiten Schritt S2 anschließenden, dritten Schritt S3 des Verfahrens erfolgt ein Rangieren des Kraftfahrzeugs K entlang des Rangierwegs R bei deaktivierter Verbrennungskraftmaschine 10, indem das Kraftfahrzeug K durch die Steuereinrichtung 30 gesteuert und das Kraftfahrzeug K dabei anhand des wenigstens einen Elektromotors 20 angetrieben wird, wenn ein Ladezustand zumindest eines zum Versorgen des wenigstens einen Elektromotors 20 vorgesehenen Energiespeichers 40 des Kraftfahrzeugs K ausreicht, um den Energiebedarf zu decken und auf ein Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 während des Rangierens zu verzichten. Der zumindest eine Energiespeicher 40 und der wenigstens eine Elektromotor 20 sind vorliegend einem 48V-Bordnetz des Kraftfahrzeugs K zugeordnet.
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Beim Rangieren entlang des Rangierwegs R erfolgt wenigstens ein Richtungswechsel RW des Kraftfahrzeugs K. Das Kraftfahrzeug K wird beim Rangieren entlang des Rangierwegs R also wenigstens einmal vorwärts und wenigstens einmal rückwärts bewegt.
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Die Verbrennungskraftmaschine 10 wird spätestens bei Stillstand des Kraftfahrzeugs K am Startpunkt S vor dem Rangieren deaktiviert. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass die Verbrennungskraftmaschine 10 befeuert betrieben wird, um das Kraftfahrzeug K zum Startpunkt S zu bewegen. Denkbar ist es beispielsweise, die Verbrennungskraftmaschine 10 noch während eines Zurollens des Kraftfahrzeugs K in Richtung des Startpunktes S, spätestens jedoch beim Erreichen des Startpunktes S und vor dem Rangieren zu deaktivieren.
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Der wenigstens eine Elektromotor 20 ist während des Rangierens des Kraftfahrzeugs K drehmomentübertragend mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der wenigstens einen Verbrennungskraftmaschine 10 gekoppelt, wobei Gaswechselventile (nicht gezeigt) der Verbrennungskraftmaschine 10 während des Rangierens des Kraftfahrzeugs K anhand einer Ventilstelleinrichtung der Verbrennungskraftmaschine 10 geöffnet gehalten werden.
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Alternativ dazu ist eine Drehmomentübertragung zwischen dem wenigstens einen Elektromotor 20 und der wenigstens einen Verbrennungskraftmaschine 10 während des Rangierens des Kraftfahrzeugs K mittels einer Kupplung (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs K unterbrochen. Der wenigstens eine Elektromotor 20 kann getriebeeingangsseitig hinter der Kupplung angeordnet sein. Die Kurbelwelle kann dann stehen bleiben, also ein zum Antreiben des Kraftfahrzeugs K mittels des Elektromotors 20 aufgewendetes Drehmoment ausschließlich zum Antreiben jeweiliger Antriebsräder des Kraftfahrzeugs K aufgewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verbrennungskraftmaschine
- 20
- Elektromotor
- 30
- Steuereinrichtung
- 40
- Energiespeicher
- 50
- Fahrzeug
- 60
- Fahrzeug
- E
- Endpunkt
- K
- Kraftfahrzeug
- R
- Rangierweg
- RW
- Richtungswechsel
- P
- Parklücke
- S
- Startpunkt
- S1
- Schritt
- S2
- Schritt
- S3
- Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005039929 A1 [0002]
