DE102020121685A1

DE102020121685A1 - Verfahren und system zum steuern eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020121685A1
Application number: DE102020121685.8A
Authority: DE
Inventors: Jonathan Sullivan; Jianbo Lu; Sanghyun Hong; Zhengyu Dai
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2021-02-25
Also published as: US10926779B1; US20210053584A1; CN112428977A

Abstract

Die Offenbarung stellt ein Verfahren und System zum Steuern eines Fahrzeugs bereit. Ein Fahrzeug weist ein Gaspedal in Kommunikation mit einer Antriebsmaschine, einem Getriebe und einer Steuerung auf. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, als Reaktion auf Empfangen einer ersten Eingabe, die einen Fahrzeugzustand angibt, und einer zweiten Eingabe, die eine Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls angibt, das Getriebe herunterzuschalten und eine Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die dem Gaspedal zugeordnet ist, zu modifizieren, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der dem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist. Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs beinhaltet Herunterschalten eines Getriebes und Modifizieren einer Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die einem Gaspedal zugeordnet ist, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der einem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist, wenn ein Fahrzeugzustand und eine Kurve von einem elektronischen Horizontsystem vorhersagen, dass eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über einem ersten Schwellenwert liegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Verschiedene Ausführungsformen betreffen ein Fahrzeug mit elektronischem Horizontsystem und ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs, um die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in einer Kurve zu begrenzen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Wenn ein Fahrzeug eine Fahrbahn oder einen Weg entlang fährt, ist es möglich, dass das Fahrzeug auf eine Kurve, wie etwa eine blinde Kurve, trifft. Eine blinde Kurve ist eine Kurve, bei der der Scheitel oder minimale Radius der Wegbiegung durch Objekte im Sichtfeld des Fahrers blockiert wird. Somit ist es für den Fahrer schwierig, eine geeignete Einfahrgeschwindigkeit für die Kurve zu schätzen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer Kurve zunimmt, nimmt auch die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zu. Aktuell können Giersteuerungsverfahren durch das Fahrzeug eingesetzt werden, wenn sich das Fahrzeug beispielsweise in einer Kurve befindet und einer Querbeschleunigung über einem Schwellenwert ausgesetzt ist. Alternativ kann ein Schaltzeitplan des Fahrzeugs modifiziert werden, wie in der US-Patentveröffentlichung Nr. 2014/0142822 oder der PCT-Veröffentlichung Nr. WO 2017/177110 A1 beschrieben.
KURZDARSTELLUNG
In einer Ausführungsform ist ein Fahrzeug mit einem Motor, der mit einem Gaspedal verbunden ist, einem Getriebe, einem elektronischen Horizontsystem und einer Steuerung in Kommunikation mit dem Motor und dem Gaspedal, dem Getriebe und dem elektronischen Horizontsystem bereitgestellt. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, als Reaktion auf Empfangen einer ersten Eingabe, die einen Fahrzeugzustand angibt, und einer zweiten Eingabe, die eine Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls von dem elektronischen Horizontsystem angibt, das Getriebe herunterzuschalten und eine Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die dem Gaspedal zugeordnet ist, zu modifizieren, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der einem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist, wenn die erste und zweite Eingabe vorhersagen, dass eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über einem ersten Schwellenwert liegt.
In einer anderen Ausführungsform ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs bereitgestellt. Ein erstes Signal, das einen Fahrzeugzustand angibt, wird empfangen. Ein zweites Signal wird von einem elektronischen Horizontsystem empfangen, das eine Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls angibt. Ein Getriebe wird heruntergeschaltet und eine Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die einem Gaspedal zugeordnet ist, wird modifiziert, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der einem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist, wenn der Fahrzeugzustand und die Kurve voraussagen, dass eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über einem ersten Schwellenwert liegt.
In noch einer anderen Ausführungsform ist ein Fahrzeug mit einem Gaspedal in Kommunikation mit einer Antriebsmaschine, einem Getriebe und einer Steuerung bereitgestellt. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, als Reaktion auf Empfangen einer ersten Eingabe, die einen Fahrzeugzustand angibt, und einer zweiten Eingabe, die eine Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls angibt, das Getriebe herunterzuschalten und eine Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die dem Gaspedal zugeordnet ist, zu modifizieren, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der dem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist.
Figurenliste

1 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;
2 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs entlang eines Weges mit einer Kurve,
3 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs aus 1 in dem Szenario aus 2 gemäß einer Ausführungsform; und
4 veranschaulicht eine vereinfachte modifizierte Drehmomentanforderungskarte gemäß einer Ausführungsform und die sich aus dem Verfahren aus 3 ergibt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin nach Bedarf bereitgestellt; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein exemplarisch sind und in verschiedenen und alternativen Formen ausgebildet sein können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können stark vergrößert oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Offenbarung zu lehren.
1 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10, das dazu konfiguriert ist, die vorliegende Offenbarung umzusetzen. Das Fahrzeug 10 weist eine oder mehrere Antriebsmaschinen 12 auf. In dem vorliegenden Beispiel weist das Fahrzeug eine Brennkraftmaschine 14 auf, die zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird. In weiteren Beispielen kann das Fahrzeug 10 zusätzlich mit einer anderen Antriebsmaschine versehen sein, wie etwa einer elektrischen Maschine 16, die mit einer Traktionsbatterie verbunden ist, sodass das Fahrzeug unter Verwendung von Drehmoment von dem Motor, der elektrischen Maschine oder einer Kombination davon angetrieben werden kann. In einem weiteren Beispiel kann das Fahrzeug 10 ein vollständig elektrifiziertes Fahrzeug sein, sodass das Fahrzeug ausschließlich unter Verwendung von elektrischer Leistung von einer oder mehreren elektrischen Maschinen angetrieben werden kann. In verschiedenen Beispielen kann das Fahrzeug 10 als Hybridfahrzeug bereitgestellt sein, wie etwa als paralleles, leistungsverzweigtes oder serielles Hybridelektrofahrzeug, Batterieelektrofahrzeug, Start-Stopp-Fahrzeug, Mikrohybridfahrzeug, Batterieelektrofahrzeug, Plug-in-Hybridelektrofahrzeug oder sonstige Fahrzeugsystemarchitekturen mit elektrischem Antrieb.
Die Antriebsmaschine(n) 12 für das Fahrzeug gibt mechanische Leistung aus, um das Fahrzeug anzutreiben. Die Antriebsmaschine(n) sind mit der Kraftübertragung verbunden. Die Kraftübertragung beinhaltet das Getriebe 18, das Differential und die Fahrzeugräder 20 und ihre verbindenden Komponenten.
In einigen Ausführungsformen ist das Getriebe 18 ein Automatikgetriebe und ist auf herkömmliche Weise mit den Antriebsrädern verbunden, und es kann ein Differential beinhalten. Das Getriebe kann ein Zahnradgetriebe sein und kann ein Stufengetriebe oder ein stufenloses Getriebe sein. Das Fahrzeug 10 ist auch mit einem Paar nicht angetriebener Räder bereitgestellt, in alternativen Ausführungsformen können jedoch ein Verteilergetriebe und ein zweites Differential benutzt werden, um alle Fahrzeugräder positiv anzutreiben. Das Getriebe 18 weist einen Getriebekasten auf, um unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse für das Fahrzeug 10 bereitzustellen. Der Getriebekasten kann Kupplungen und Planetenradsätze oder andere Anordnungen von Kupplungen und Getriebezügen beinhalten, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. In alternativen Ausführungsformen ist das Getriebe 18 ein stufenloses Getriebe oder ein automatisiertes mechanisches Getriebe. Das Getriebe kann ein automatisches Sechsgang-Getriebe, ein anderes Automatikgetriebe oder ein anderer Getriebekasten sein, wie er im Stand der Technik bekannt ist. Darüber hinaus kann das Getriebe 18 ein halbautomatisches Getriebe sein, wie etwa ein Schaltgetriebe, das es dem Fahrer ermöglicht, einen Automatikgetriebemodus zu verlassen und das Schalten des Getriebes manuell und elektronisch über Schaltwippen oder dergleichen zu steuern.
Der Getriebekasten 18 kann Zahnradsätze (nicht gezeigt) beinhalten, die durch selektives Einkuppeln von Reibungselementen, wie etwa Kupplungen und Bremsen, selektiv in unterschiedlichen Gängen platziert werden, um die gewünschten mehreren einzelnen oder stufenweisen Antriebsübersetzungen herzustellen. Die Reibelemente sind über einen Schaltzeitplan steuerbar, welcher bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um die Übersetzung zwischen einer Getriebeausgangswelle und der Getriebeeingangswelle zu steuern. Der Getriebekasten wird basierend auf verschiedenen Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine zugeordnete Steuerung, wie etwa eine Getriebesteuereinheit (transmission control unit - TCU), automatisch von einer Übersetzung auf eine andere geschaltet. Der Getriebkasten stellt anschließend der Ausgangswelle ein Antriebsstrangausgabedrehmoment bereit.
Das Fahrzeug 10 weist ein Steuersystem 22 (oder eine Steuerung) mit einer oder mehreren Steuerungen oder Steuermodulen für die verschiedenen Fahrzeugkomponenten und -systeme auf. Das Steuersystem 22 für das Fahrzeug kann eine beliebige Anzahl an Steuerungen beinhalten und in eine einzige Steuerung integriert sein oder verschiedene Module aufweisen. Einige oder alle der Steuerungen können durch ein Controller Area Network (CAN) oder ein anderes System verbunden sein. Es ist bekannt, dass in dieser Schrift offenbarte Steuerungen, Schaltungen oder andere elektrische Vorrichtungen eine beliebige Anzahl an Folgenden beinhalten können: Mikroprozessoren, integrierten Schaltungen, Speichervorrichtungen (z. B. FLASH, Direktzugriffsspeicher (random access memory - RAM), Festwertspeicher (read only memory - ROM), elektrisch programmierbarem Festwertspeicher (electrically programmable read only memory - EPROM), elektrisch löschbarem programmierbarem Festwertspeicher (electrically erasable programmable read only memory - EEPROM) oder andere geeignete Varianten davon) und Software, die miteinander zusammenwirken, um den/die hierin offenbarten Vorgang/Vorgänge durchzuführen. Des Weiteren können eine beliebige oder mehrere der hierin offenbarten elektrischen Vorrichtungen konfiguriert sein, um ein Computerprogramm auszuführen, das in einem nicht transitorischen computerlesbaren Medium umgesetzt ist, das programmiert ist, um eine beliebige Anzahl der hierin offenbarten Funktionen durchzuführen.
Das Fahrzeug ist mit einer Benutzerschnittstelle 24 bereitgestellt, wie etwa einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI). Die Benutzerschnittstelle 24 kann ein Benutzerbenachrichtigungssystem bereitstellen. Die Benutzerschnittstelle 24 kann mit einem Anzeigebildschirm bereitgestellt sein und kann Tasten oder andere Eingaben für einen Fahrzeuginsassen aufweisen. Die Benutzerschnittstelle 24 kann zusätzlich mit Anzeigeleuchten, akustischen Warnungen und dergleichen bereitgestellt sein. Darüber hinaus kann die Benutzerschnittstelle 24 mit einem Mikrofon bereitgestellt sein, sodass der Fahrzeuginsasse der Benutzerschnittstelle über einen Sprachbefehl eine Eingabe bereitstellen kann.
Das Getriebe 18 wird unter Verwendung der Getriebesteuereinheit (TCU) 26 oder dergleichen gesteuert, um nach einem Schaltzeitplan, wie etwa einem ProduktionsSchaltzeitplan, betrieben zu werden, der Elemente innerhalb des Getriebekastens verbindet und trennt, um das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Getriebeausgang und dem Getriebeeingang zu steuern.
Das Fahrzeug 10 ist mit einer Steuereinheit für die Antriebsmaschinen (ECU) 28 bereitgestellt. Die Antriebsmaschinensteuereinheit 28 kann durch mehr als eine Steuerung bereitgestellt werden, falls ein Fahrzeug sowohl einen Motor als auch eine elektrischen Maschine aufweist. Die Antriebsmaschinensteuereinheit 28 kann eine Gaspedalkarte sowie eine Motorkarte oder eine elektrischen Maschinenkarte aufweisen, die in einem Speicher gespeichert sind.
Eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC) 30 überträgt Daten zwischen der TCU 26 und der ECU 28 und steht auch mit verschiedenen Fahrzeugsensoren und der Benutzerschnittstelle 24 in Kommunikation. Das Steuersystem 22 für das Fahrzeug 10 kann eine beliebige Anzahl von Steuerungen einschließen und in eine Einzelsteuerung integriert sein oder unterschiedliche Module aufweisen. Einige oder alle der Steuerungen können durch ein Controller Area Network (CAN) oder ein anderes System verbunden sein. Das Steuersystem kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der verschiedenen Komponenten des Getriebes und der Antriebsmaschine(n) unter einer beliebigen Anzahl von unterschiedlichen Bedingungen zu steuern, einschließlich gemäß einem Verfahren wie nachstehend beschrieben.
Die VSC 30 empfängt Signale, die einen Bedarf des Fahrers angeben. Ein Gaspedalpositionssensor (accelerator pedal position sensor - APPS) steht in Kommunikation mit der VSC und stellt Informationen in Bezug auf die Gaspedalposition oder das Herunterdrücken und Freigeben des Gaspedals bereit. Das Herunterdrücken kann in Bezug auf eine Anforderung vom Fahrer für mehr Geschwindigkeit, Leistung und/oder Drehmoment verwendet werden, während die Freigabe in Bezug auf eine Anforderung vom Fahrer für weniger Geschwindigkeit, Leistung und/oder Drehmoment verwendet werden kann. Auch der Bremspedalpositionssensor (BPPS) und die Gangauswahl (PRNDL) stehen mit der VSC in Kommunikation, um Informationen in Bezug auf den Fahrerbedarf bereitzustellen.
Unter normalen Antriebsbedingungen interpretiert die VSC 30 den Bedarf des Fahrers (z. B. PRNDL und Beschleunigungs- oder Bremsanforderungen über Gas- und Bremspedaleingaben) und bestimmt dann den Raddrehmomentbefehl basierend auf dem Fahrerbedarf und den Antriebsgrenzen. Zusätzlich kann die VSC 30 bestimmen, wann und wie viel Drehmoment jede Antriebsmaschine 12 bereitstellen muss, um den Drehmomentbedarf des Fahrers zu erfüllen und um die Betriebspunkte (Drehmoment und Drehzahl) der Antriebsmaschine(n) zu erreichen. Die VSC 30 bestimmt zusätzlich die Gangauswahl oder das Übersetzungsverhältnis für das Getriebe 18 basierend auf dem ProduktionsSchaltzeitplan.
Das Fahrzeug 10 kann Drehzahlsensoren aufweisen, die an verschiedenen Stellen des Antriebsstrangs und der Kraftübertragung positioniert sind. Die Drehzahlsensoren stellen dem Steuersystem 22 Informationen in Bezug auf die Drehzahl einer Welle ungefähr in Echtzeit bereit, obwohl es aufgrund der Reaktionszeit und der Signal- und Datenverarbeitung zu einer gewissen Verzögerung kommen kann. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist ein Drehzahlsensor vorhanden, der die Drehzahl der Ausgangswelle(n) der Antriebsmaschine(n), die Drehzahl der Getriebeeingangswelle, die Drehzahl der Getriebeausgangswelle und die Drehzahl einer oder beider der Achsen, die mit den Rädern verbunden sind, misst.
Das Fahrzeug weist ein elektronisches Horizontsystem 32 auf, das dem Steuersystem 22 eine Angabe zur Umgebung des Fahrzeugs 10 bereitstellt. Das elektronische Horizontsystem 32 kann ein Navigationssystem für das Fahrzeug mit einem globalen Positionsbestimmungssystem beinhalten, um sowohl eine Fahrzeugposition als auch eine Kartendatenbank bereitzustellen. Die Kartendatenbank kann detaillierte Karteninformationen beinhalten, wie etwa die, die mit autonomen Fahrzeugen verwendet werden. Das Navigationssystem kann Satellitendaten zur globalen Positionsbestimmung beinhalten. Das elektronische Horizontsystem 32 kann zusätzlich Sensoren am Fahrzeug beinhalten, wie etwa Kameras, Radar, LIDAR und dergleichen. Das elektronische Horizontsystem kann als Teil eines fortschrittlichen Fahrerassistenzsystems (advanced driver assistance system - ADAS) bereitgestellt sein, und das ADAS kann mit adaptiver Geschwindigkeitsregelung bereitgestellt sein. In einigen Beispielen kann das elektronische Horizontsystem 32 mit einer Cloud verbunden sein, zum Beispiel unter Verwendung eines vernetzten Fahrzeug-zu-allem-Kommunikationssystems (vehicle to everything - V2X).
Das elektronische Horizontsystem 32 kann Informationen in Bezug auf Bedingungen der Fahrbahnen, z. B. Krümmung, Gefälle und dergleichen, enthalten oder empfangen. Das elektronische Horizontsystem 32 kann zudem zusätzliche Informationen in Bezug auf die Fahrbahnen enthalten oder empfangen, wie etwa festgelegte Geschwindigkeitsbegrenzungen oder empfohlene Geschwindigkeiten für die Fahrbahn, den Straßenoberflächenzustand, z. B. rau gegenüber glatt, und dergleichen. Darüber hinaus kann das elektronische Horizontsystem 32 Informationen bezüglich Umweltbedingungen, wie etwa Wetterbedingungen, empfangen. Zum Beispiel kann das elektronische Horizontsystem 32 ein Signal von Scheibenwischern, um Niederschlag anzugeben, von einem Temperatursensor, um eine mögliche Eis- oder Schneebildung auf der Fahrbahn anzugeben, oder von einem Fernsignal mit Wetterbedingungen und Prognosedaten empfangen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen steuert das Steuersystem 22 das Fahrzeug 10, während das Fahrzeug einer Querlast oder -kraft ausgesetzt ist, wobei diese Querkraft dadurch verursacht werden kann, dass das Fahrzeug durch eine Wegbiegung oder eine Kurve auf einer Fahrbahn fährt. Straßen weisen oft Wegbiegungen oder Kurven auf, bei denen der Scheitel oder minimale Radius der Wegbiegung vom Fahrer nicht vorhergesehen werden kann oder durch Objekte im Sichtfeld des Fahrers blockiert wird. Dies macht es für einen Fahrer schwierig, eine Eintrittsgeschwindigkeit für das Fahrzeug in der und durch die Wegbiegung hindurch zu messen. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zunimmt, nimmt auch die Querkraft auf das Fahrzeug und seine Insassen zu und kann größer als von den Insassen gewünscht sein. Wenn eine Wegbiegung oder Kurve blockiert ist, hat der Fahrer eine reduzierte Reaktionszeit, um dem Fahrzeug eine Eingabe bereitzustellen, wie etwa durch Anwenden einer Bremskraft oder Reduzieren der Gaspedaleingabe, um das Fahrzeug zu verlangsamen. Selbst wenn eine Wegbiegung oder eine Kurve nicht blockiert und in Sichtweite des Fahrers ist, kann es schwierig sein, die geeignete Geschwindigkeit für das Fahrzeug zu schätzen, und das Fahrzeug kann mit einer Geschwindigkeit, die höher als gewünscht ist, in die Kurve einfahren oder sich darin befinden, z. B. basierend auf aktuellen Straßenbedingungen. Zum Beispiel ist es in einer Kurve oder Wegbiegung mit abnehmendem Radius oder bei einer Blockierung des Scheitelpunkts der Kurve für einen Fahrer schwierig, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs angemessen auf eine gewünschte Einfahrgeschwindigkeit für die Wegbiegung zu schätzen, und infolgedessen kann die Einfahrgeschwindigkeit höher als vom Fahrer gewünscht sein, was zu höheren Querlasten als vom Fahrer beabsichtigt auf das Fahrzeug führt.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung steuert das Steuersystem 22 das Fahrzeug 10, um in einer Situation einzugreifen, in der die vom Fahrer angeforderte Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine gewünschte Einfahrgeschwindigkeit in eine Wegbiegung oder Kurve ist, sodass ohne Eingreifen durch das Steuersystem eine höhere Querlast als gewünscht auf das Fahrzeug ausgeübt würde. Das elektronische Horizontsystem 32 stellt eine Angabe der gewünschten Einfuhrgeschwindigkeit oder Zielgeschwindigkeit für das Fahrzeug bereit.
Darüber hinaus steuert das Steuersystem 22 das Fahrzeug 10, ohne dass es für den Fahrer offensichtlich ist, um ein Fahrgefühl der Verbundenheit aufrechtzuerhalten, sowie auf eine Weise, die die Kraftstoffeffizienz für das Fahrzeug aufrechterhält oder erhöht. Das Steuerverfahren macht den Fahrer auf die bevorstehende Kurve und Situation aufmerksam und steuert das Fahrzeug 10 wie nachstehend beschrieben, um die Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Kurve hindurch zu reduzieren, während dem Fahrer dennoch ermöglicht wird, das Steuersystem außer Kraft zu setzen und das Fahrzeug so zu steuern, wie es der Fahrer für angebracht hält. Zusätzlich steuert das Steuerverfahren das Fahrzeug 10 derart, dass das Fahrzeug in der Lage ist, während und nach diesen Abbiegeereignissen, die hohe Drehmomentreserven erfordern können, schnell zu reagieren und bereits in einem Gang zu sein, der dazu konfiguriert ist, ein gewünschtes Drehmomentverhältnis bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Steuersystem 22 eine modellprädiktive Steuerung, die zum Beispiel in die VSC 30 integriert ist, die auf das elektronische Horizontsystem oder andere Informationen zugreift, die eine Vorschau einer zukünftigen Straße betreffen, um eine Schaltzeitplanung und eine Pedalkartenmodifikation basierend auf einer Zustandsschätzung des Fahrzeugs in einer zukünftigen Biegung durchzuführen. Die zukünftige Biegung oder Kurve kann die unmittelbar nächste Kurve für das Fahrzeug sein und kann basierend auf der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs in der Größenordnung von zehn bis fünfzehn Sekunden vor dem Fahrzeug liegen. Zusätzlich stellt das Steuersystem 22 dem Fahrer, z. B. über die Benutzerschnittstelle, einen Warnhinweis bereit, dass sich das Fahrzeug möglicherweise einem Querlastschwellenwert nähert. Der Warnhinweis kann ein akustisches Signal, wie etwa einen Glockenton, einen visuellen Indikator, wie etwa einen Querstrich, oder ein haptisches Signal oder eine Rückmeldung an den Fahrer beinhalten. Der Warnhinweis kann unter Verwendung einer haptischen Rückmeldung über das Gaspedal, über das Lenkrad oder dergleichen bereitgestellt werden.
Nach dem Warnhinweis an den Fahrer kann das Steuersystem 22 ein Herunterschalten in dem Getriebe 18 veranlassen oder einleiten (im Gegensatz zu einem Herunterschalten, das vom Fahrer befohlen oder anderweitig in dem Schaltzeitplaner geplant ist), um die Motorbremsung dazu nutzen, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren und den Fahrer zu warnen, sich weiter zu verlangsamen. Gemäß einem Beispiel sind die durch das Steuersystem befohlenen Herunterschaltungen des Getriebes gleiche Drehmomentverschiebungen, aber wenn die zukünftige Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch die Kurve vorhergesagt wird, eine Angabe von immer höheren Querlasten bereitstellt, kann eine Fahrerdrehmomentanforderungskarte (wie etwa eine Gaspedalkarte) durch das Steuersystem 22 modifiziert werden, um den Flächenbetrag in der Pedalkarte zu reduzieren, der zu einem positiven Drehmoment führt, und die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter zu reduzieren. Zum Beispiel müsste das Gaspedal eine größere Strecke zurücklegen oder weiter heruntergedrückt werden, um zu einem positiven Drehmoment an den Rädern zu führen. Die Modifikation der Gaspedalkarte bevorzugt eine negative Drehmomentausgabe an den Rädern, die einer Motorbremsung und reduzierter Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Die Pedalkrate kann für hohe vorhergesagte Fahrzeuggeschwindigkeiten und Querlasten durch die Kurve hindurch weiter modifiziert werden. Zum Beispiel kann die Drehmomentanforderung für eine gegebene Gaspedalposition oder ein gegebenes prozentuales Herunterdrücken des Pedals kontinuierlich verringert werden, wenn die vorhergesagte Querlast zunimmt, während dennoch sichergestellt wird, dass die Pedalkarte das maximale Drehmoment beinhaltet, das in dem Gang verfügbar ist, sodass der Fahrer das Pedal voll herunterdrücken oder die Drossel öffnen und das Steuersystem und die Modifikation falls gewünscht außer Kraft setzen kann. Im Wesentlichen führt die Modifikation der Gaspedalkarte zu einem Gaspedal, das sich für den Fahrer immer „toter“ anfühlt, wenn die vorhergesagte Querlast durch die Kurve hindurch zunimmt.
Das Steuersystem 22 beinhaltet zum Beispiel, gespeichert in einem Speicher, ein Modell oder einen Algorithmus für die Querkapazität und -lasten für das Fahrzeug während des Betriebs. Das Modell kann einen Straßenleistungsindex, z. B. einen Reibungskoeffizienten, beinhalten, um angemessene Erwartungen an die Reifenhaftung in zukünftigen Biegungen zu bewerten, in denen die zukünftige Krümmung und Zielgeschwindigkeit verwendet werden, um Querbeschleunigung und Kräfte vorherzusagen. Der Straßenleistungsindex kann unter Verwendung von Umweltbedingungen und dergleichen aktualisiert werden.
Das Steuersystem 22 beinhaltet ein Verfahren zum Bestimmen, wie das Fahrzeug 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung und in einer zukünftigen Kurve oder Wegbiegung zu steuern ist. Das Verfahren kann mit einer Kostenfunktion bereitgestellt werden, die Kostengewichtungen auf verschiedene Fahrzeugzustände als Eingaben anwendet. In einem Beispiel wendet das Verfahren Kostengewichtungen auf Bremsdruck, Kraftstoffrate, Abweichung vom Geschwindigkeitsziel und Querbeschleunigung über einem Schwellenwert an. Das Steuersystem 22 verwendet die Kostenfunktion, um eine optimale Ausrollstrategie für das Fahrzeug basierend auf den zukünftigen physischen Grenzen der vorausliegenden Kurve zu bestimmen, z. B. Krümmung, Radius, Gefälle und dergleichen. Das Steuersystem 22 modifiziert den Schaltzeitplan und die Gaspedalkarte für das Fahrzeug basierend auf der optimalen Bewegungsbahn des Fahrzeugs durch die Kurve hindurch und manipulierten Variablen, die vom Verfahren gefunden werden. Das Steuersystem 22 modifiziert den Schaltzeitplan und wählt einen optimierten Gang aus, um Drehmomentreserve und Motorbremspotential zu berücksichtigen. Das Steuersystem 22 modifiziert die Gaspedalkarte, um den Fahrer dazu zu veranlassen, die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer bevorstehenden Kurve zu reduzieren, während der Fahrer auf die zukünftige Straßenbedingung aufmerksam gemacht wird. Indem der Fahrer auf die bevorstehende Kurve aufmerksam gemacht wird und der Schaltzeitplan und die Gaspedalkarte dann modifiziert werden, stellt das Steuersystem durch die Kurve hindurch eine reduzierte Querbeschleunigung und reduzierte Querkräfte auf das Fahrzeug bereit, während das Fahrverhalten und die Fahrbarkeit durch die Kurve beibehalten werden.
Das von dem Steuersystem 22 angewendete Verfahren verwendet Straßenvorschauinformationen und -daten, die durch das elektronische Horizontsystem 32 bereitgestellt werden, um eine Schaltzeitplanung für das Getriebe 18 und eine Modifikation der Gaspedalkarte basierend auf einer Zustandsschätzung des Fahrzeugs 10 in einer bevorstehenden, zukünftigen Biegung durchzuführen.
Das Steuersystem 22 stellt dem Fahrer einen Warnhinsweis bereit, dass die Querbeschleunigung des Fahrzeugs 10 einen Schwellenwert überschreiten wird, und der Warnhinweis kann durch einen Glockenton, ein Strichsymbol, eine haptische Rückmeldung oder dergleichen bereitgestellt werden. Dann wird vom Steuersystem 22 ein Herunterschalten des Getriebes 18 eingeleitet und befohlen, um Motorbremsen dazu zu nutzen, das Fahrzeug zu verlangsamen, und dem Fahrer wird außerdem ein Warnhinweis bereitgestellt, die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Bedarf weiter zu verlangsamen.
Das Steuersystem 22 kann präventiv die Gaspedalkarte modifizieren, um den Pedalwegbetrag zu reduzieren, der einer positiven Drehmomentausgabe an den Rädern zugeordnet ist, um eine Motorbremsung zu begünstigen, wenn die vorhergesagte Querbeschleunigung des Fahrzeugs zunimmt. Das Gaspedalkarte stellt noch immer maximales Drehmoment von der/den Antriebsmaschine(n) 12 innerhalb eines kleineren Abschnitts oder Bereichs des Pedalwegs bereit, um es dem Fahrer zu ermöglichen, das System außer Kraft zu setzen, wenn er dies wünscht.
Herkömmliche Fahrzeugsteuersysteme sind auf ein Eingreifen zum Zeitpunkt erhöhter Querbeschleunigung des Fahrzeugs, wie etwa Rolldämpfung und andere elektronische Stabilitätssteuersysteme, angewiesen oder sind vollständig autonom und gestatten keine Steuerung oder Eingabe durch den Fahrer während des Steuerereignisses. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung stellt eine automatische Steuerung des Fahrzeugs 10 durch eine Kurve hindurch oder während einer erhöhten Querbebeschleunigung des Fahrzeugs bereit, während es zugleich ein Fahrgefühl der Verbundenheit bietet, die Kraftstoffeffizienz aufrechterhält oder erhöht sowie bei Fahrer und Insassen für allgemeine Zufriedenheit sorgt. Da das Verfahren dazu konfiguriert sein kann, die Steuereingaben vor der Kurve schrittweise einzuführen und zu erhöhen, sind darüber hinaus die Kraftstoffeffizienz und die Fahrzeugsteuerung und -stabilität höher als bei Verwendung eines herkömmlichen reaktiven Steuerverfahrens.
Das Steuersystem 22 und das Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhalten Gaspedal- und Bremspedaleingaben in die Kostenfunktion für den zukünftigen Horizont, um Getriebeschaltungen zu planen oder Gaspedal-/Fahrerbedarfskarten zu ändern. Der zukünftige Horizont basiert auf einer bevorstehenden Krümmung der Fahrbahn, z. B. innerhalb von zehn bis fünfzehn Sekunden vom Fahrzeugstandort bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das Steuersystem und -verfahren können dem Fahrer einen Warnhinweis bereitstellen, dass eine zukünftige Geschwindigkeit des Fahrzeugs (z. B. innerhalb des zukünftigen Horizonts) bewirken wird, dass die Querbeschleunigung des Fahrzeugs einen Schwellenwert überschreitet, oder dass eine blockierte Kurve oder Biegung bevorsteht, z. B. ein blinder Scheitel.
2 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10 entlang eines Weges 50 auf einer Fahrbahn. Das Fahrzeug 10 fährt entlang einer Fahrbahn auf einem Fahrzeugweg. Basierend auf dem Fahrzeugweg nähert sich das Fahrzeug einer Kurve 52 oder einer Biegung der Fahrbahn. Wie in der Figur gezeigt, kann die Kurve 52 eine Kurve mit abnehmendem Radius sein, obwohl auch andere Arten von Kurven in Betracht gezogen werden. Die Kurve 52 kann zusätzlich eine blinde Biegung sein, z. B. basierend auf einem oder mehreren Hindernissen für den Fahrer. Darüber hinaus kann die Kurve 52 auf der Fahrbahn ein zugeordnetes Gefälle oder ein sich änderndes Gefälle aufweisen, und die Umweltbedingungen, z. B. Wetter und Fahrbahnbedingung, können die Traktionsfläche der Fahrbahn beeinträchtigen. Die Fahrbahnbedingung kann sich darauf beziehen, ob die Straße eine befestigte oder unbefestigte Fläche ist, und dergleichen.
Das Steuersystem 22 und das elektronische Horizontsystem 32 bestimmen, dass die bevorstehende Kurve 52 innerhalb einer vorbestimmten Zeit (Δt) der Fahrt oder Position des Fahrzeugs 10 liegt, um die Steuerstrategie für das Fahrzeug wie hierin beschrieben umzusetzen. In einem Beispiel überwachen das Steuersystem 22 und das elektronische Horizontsystem 32 die Fahrbahn und leiten die Steuerstrategie ein, wenn die Kurve zehn bis fünfzehn Sekunden vor der aktuellen Fahrzeugposition liegt. In anderen Beispielen werden auch andere Zeiten in Betracht gezogen, z. B. weniger als zehn Sekunden oder mehr als fünfzehn Sekunden.
3 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren 200 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren kann verwendet werden, um das Fahrzeug 10 aus 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen zu steuern. Das Verfahren 200 kann durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung und das Steuersystem 22 in 1, umgesetzt werden. In anderen Beispielen können verschiedene Schritte weggelassen, hinzugefügt, in einer anderen Reihenfolge neu angeordnet oder nacheinander oder gleichzeitig durchgeführt werden.
Wenngleich das Verfahren 200 in Bezug auf die Verwendung mit einem Fahrzeug 10 wie in 1 gezeigt beschrieben ist, kann das Verfahren gleichermaßen zur Verwendung mit einem Fahrzeug mit einer anderen Architektur als vorangehend in Bezug auf 1 beschrieben angewendet werden. Bei Schritt 202 beginnt das Verfahren 200.
Bei Schritt 204 empfängt die Steuerung 22 Eingaben, wie etwa die erste, zweite und dritte Eingabe. Die Steuerung 22 ist dazu konfiguriert, eine erste Eingabe zu empfangen, die einen Fahrzeugzustand angibt. Der Fahrzeugzustand kann eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit beinhalten. Die erste Eingabe kann zusätzlich oder alternativ dazu eine vorhergesagte Fahrzeuggeschwindigkeit in einer Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls der aktuellen Fahrzeugposition basierend auf Daten von dem elektronischen Horizontsystem beinhalten.
Die Steuerung 22 ist zudem dazu konfiguriert, eine zweite Eingabe zu empfangen, die eine Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls der aktuellen Fahrzeugposition von dem elektronischen Horizontsystem 32 angibt. Das vorbestimmte Zeitintervall kann in der Größenordnung von fünf Sekunden, zehn Sekunden, fünfzehn Sekunden, zwanzig Sekunden oder mehr liegen. Die zweite Eingabe kann zusätzlich Informationen in Bezug auf das Gefälle des Fahrzeugwegs innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls beinhalten.
Die Steuerung 22 kann zusätzlich andere Daten als eine dritte Eingabe empfangen, die einen Umweltzustand angeben, und diese Daten können für ein Gefälle des Fahrzeugwegs innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls repräsentativ sein, wie etwa Gefälle, eine für den Fahrzeugweg gesetzte Geschwindigkeitsbegrenzung, eine Umweltbedingung, wie etwa Niederschlag oder Umgebungstemperatur, eine Straßenbedingung, die die Fahrbahnoberfläche angibt, und dergleichen.
Die Steuerung 22 ist dazu konfiguriert, eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der vorausliegenden Kurve vorherzusagen und die vorhergesagte Querbeschleunigung des Fahrzeugs mit einem ersten und einem zweiten Schwellenwert zu vergleichen. Der erste Schwellenwert ist höher als der zweite Schwellenwert, und der Vergleich der Querbebeschleunigung des Fahrzeugs in Bezug auf den ersten und zweiten Schwellenwert löst unterschiedliche Fahrzeugsteuerstrategien aus.
Bei Schritt 206 verwendet die Steuerung 22 eine Kostenoptimierungsfunktion, um einen Betriebspunkt oder -zustand für das Fahrzeug basierend auf den Eingaben und des erwarteten oder vorhergesagten Fahrzeugzustands in der vorausliegenden Kurve oder Fahrbahn zu bestimmen. Die Steuerung 22 kann eine separate Kostenoptimierungsfunktion für jeden Gang in dem Getriebe durchführen, wobei nur der Funktionsblock für den ersten und zweiten Gang des Getriebes in 3 gezeigt ist. Das Verfahren 200 und die Steuerung 22 können eine hybridmodellgestützte prädiktive Kostenfunktion verwenden. In einem Beispiel führt die Steuerung 22 einen iterativen Prozess unter Verwendung einer oder mehrerer der folgenden als Eingaben durch: Kraftstoff, Bremse, Gewicht, Querbeschleunigung, Zielgeschwindigkeit und Änderung der Geschwindigkeit von aktueller zur Zielgeschwindigkeit, wobei jeder Eingabe zugeordnete Kosten zugeteilt sind. Die Kosten, die jeder Eingabe zugeordnet sind, können auf einer gewichteten Funktion basieren, bei der die Kostengewichtungen gleich sind, oder können je nach Eingabe variieren. Alternativ können die Kosten auf einer Exponentialfunktion basieren. Die Steuerung 22 erzeugt eine dreidimensionale Fläche oder eine Karte für jedes Zahnrad, die den Verlauf einer Kraftstoffnutzung, einer Zielgeschwindigkeit und einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs darstellt. Die Steuerung 22 bestimmt dann einen lokalen Mindestwert für die dreidimensionale Karte und geht zu Block 208 über, wenn die kumulativen Mindestkosten gefunden sind.
Für jeden Gang bei Schritt 206 kann die Steuerung 22 die wahrscheinlichen Kosten und die Zielgeschwindigkeit schätzen, die tatsächlichen Kosten berechnen und diese Schritte als einen iterativen Prozess durchführen, bis die Kosten zum Erreichen eines Mindestkostenpunkts oder einer Mindestzielgeschwindigkeit erreicht sind.
Bei Block 208 vergleicht die Steuerung 22 die lokalen Mindestwerte von jedem der Zahnräder aus den Blöcken 206 und wählt dasjenige mit den niedrigsten kumulativen Kosten aus, das ebenfalls spezifizierte Kriterien für das Fahrzeug 10 erfüllt, wie etwa eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs, die unter einem Schwellenwert liegt, eine Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Kurve hindurch, die geringer als eine vorgegebene Geschwindigkeit ist, oder dergleichen. Die Steuerung 22 kann bei Block 208 auch eine Kostenoptimierungsfunktion verwenden, wobei jedem Gang Kosten zugeordnet sind, um das Ergebnis zu bestimmen.
Bei Schritt 210 modifiziert die Steuerung 22 den Schaltzeitplan für das Getriebe 18 basierend auf den Ergebnissen aus Block 208. Die Steuerung 22 kann den Schaltzeitplan modifizieren, indem sie das gewünschte Herunterschalten basierend auf den Eingaben und den Ergebnissen der Kostenoptimierungsfunktion identifiziert. Die Steuerung 22 kann den Schaltzeitplan ferner modifizieren, indem sie eine oder mehrere Schaltungen innerhalb des Ereignis- oder Kurvenhorizonts blockiert, z. B. innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls.
Bei Schritt 212 modifiziert die Steuerung 22 die Drehmomentanforderungskarte oder die Gaspedalkarte basierend auf den Ergebnissen aus Block 208. Ein Beispiel für eine Modifikation einer Gaspedalkarte ist in 4 gezeigt. 4 veranschaulicht eine Drehmomentanforderung von der/den Antriebsmaschine(n) 12 in Abhängigkeit der Gaspedalposition, wie durch das APPS gemessen. Die Produktions- oder nichtmodifizierte Drehmomentanforderungskarte 300 ist mit einer gestrichelten Linie gezeigt, während die modifizierte Drehmomentanforderungskarte 302 mit einer durchgezogenen Linie gezeigt ist. Wie aus der Figur ersichtlich ist, stellt die modifizierte Karte eine Motorbremsung über einen ersten Pedalwegbereich 304 bereit und stellt auch das gleiche Drehmoment wie die nichtmodifizierte Karte über einen anderen Pedalwegbereich 306 bereit.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 stellt die Steuerung 22 bei Schritt 214 dem Benutzer einen Warnhinweis bereit. Die Steuerung 22 ist dazu konfiguriert, eine erste Benutzerbenachrichtigung an die Benutzerschnittstelle 24 als Reaktion darauf auszugeben, dass die vorhergesagte Querbeschleunigung des Fahrzeugs über dem ersten Schwellenwert liegt.
Die Steuerung 22 ist auch dazu konfiguriert, eine zweite Benutzerbenachrichtigung an die Benutzerschnittstelle 24 als Reaktion darauf auszugeben, dass die vorhergesagte Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter dem ersten Schwellenwert und über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Bei Schritt 216 bestimmt die Steuerung 22, ob der Insasse oder Benutzer die Steuerstrategie außer Kraft gesetzt hat. Der Fahrzeuginsasse oder Fahrer kann das Herunterschalten des Getriebes 18 und/oder die Modifikation der Fahrerdrehmomentanforderungskarte durch Bereitstellen einer Benutzereingabe an die Benutzerschnittstelle 24 übersteuern.
Wenn der Insasse die Steuerstrategie außer Kraft gesetzt hat, geht das Verfahren 200 zu Block 218 über und endet. Wenn der Insasse die Steuerstrategie nicht außer Kraft gesetzt hat, geht das Verfahren 200 zu Block 220 über und endet.
Bei Schritt 220 steuert die Steuerung 22 das Fahrzeug 10 durch das Ereignis oder die Kurve durch Herunterschalten des Getriebes 18, wenn die erste und zweite Eingabe eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs über einem ersten Schwellenwert vorhersagen, und Modifizieren der Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die dem Gaspedal zugeordnet ist, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der dem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist, wenn die erste und zweite Eingabe eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über einem ersten Schwellenwert vorhersagen. Als Reaktion auf die vorhergesagte Querbeschleunigung des Fahrzeugs kann die Steuerung 22 den Getriebeschaltzeitplan modifizieren, um das Herunterschalten zu bewirken. Die Steuerung 22 kann ferner dazu konfiguriert sein, das Getriebe 18 herunterzuschalten und die Gaspedalkrate zu modifizieren, wenn die erste Eingabe, die den Fahrzeugzustand angibt, die zweite Eingabe, die die Kurve angibt, und die dritte Eingabe, die den Umweltzustand angibt, vorhersagen, dass die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über dem ersten Schwellenwert liegt.
Bei Schritt 222 ist die Steuerung 22 ferner dazu konfiguriert, das Getriebe 18 herunterzuschalten, ohne die Fahrerdrehmomentanforderungskarte zu modifizieren, wenn die erste und die zweite Eingabe die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve unter dem ersten Schwellenwert und über dem zweiten Schwellenwert vorhersagen.
Das Getriebe 18 wird heruntergeschaltet und/oder die Fahrerdrehmomentanforderungskarte wird modifiziert, bevor das Fahrzeug 10 in die Kurve 52 einfährt.
Das Verfahren endet dann bei Block 222.
Während vorangehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Offenbarung beschreiben. Stattdessen sind die in der Beschreibung verwendeten Begriffe eher beschreibender als einschränkender Natur und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Des Weiteren können die Merkmale verschiedener umsetzender Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Offenbarung zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor, der mit einem Gaspedal verbunden ist, ein Getriebe, eine elektronisches Horizontsystem und eine Steuerung in Kommunikation mit dem Motor und dem Gaspedal, dem Getriebe und dem eletronischen Horizontsystem, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf Empfangen einer ersten Eingabe, die einen Fahrzeugzustand angibt, und einer zweiten Eingabe, die eine Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls von dem elektronischen Horizontsystem angibt, das Getriebe herunterzuschalten und eine Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die dem Gaspedal zugeordnet ist, zu modifizieren, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der dem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist, wenn die erste und zweite Eingabe eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über einem ersten Schwellenwert vorhersagen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, als Reaktion auf das Empfangen der ersten Eingabe und der zweiten Eingabe das Getriebe herunterzuschalten, ohne die Fahrerdrehmomentanforderungskarte zu modifizieren, wenn die erste und die zweite Eingabe die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve unter dem ersten Schwellenwert und über einem zweiten Schwellenwert vorhersagen, wobei der zweite Schwellenwert geringer als der erste Schwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das elektronische Horizontsystem ferner ein Navigationssystem.
Gemäß einer Ausführungsform ist der der ersten Eingabe zugeordnete Fahrzeugzustand eine F ahrzeuggeschwindigkei t.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, einen Getriebeschaltzeitplan so zu modifizieren, dass das Getriebe heruntergeschaltet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs Folgendes: Empfangen eines ersten Signals, das einen Fahrzeugzustand angibt, Empfangen eines zweiten Signals, das eine Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls angibt, und Herunterschalten eines Getriebes und Modifizieren einer Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die einem Gaspedal zugeordnet ist, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der einem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist, wenn der Fahrzeugzustand und die Kurve vorhersagen, dass eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über einem ersten Schwellenwert liegt.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Herunterschalten des Getriebes, ohne die Fahrerdrehmomentanforderungskarte zu modifizieren, wenn der Fahrzeugzustand und die Kurve vorhersagen, dass die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve unter dem ersten Schwellenwert und über einem zweiten Schwellenwert liegen, wobei der zweite Schwellenwert geringer als der erste Schwellenwert ist.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Ausgeben einer ersten Benutzerbenachrichtigung an eine Benutzerschnittstelle als Reaktion darauf, dass die vorhergesagte Querbeschleunigung des Fahrzeugs über dem ersten Schwellenwert liegt, Ausgeben einer zweiten Benutzerbenachrichtigung an die Benutzerschnittstelle als Reaktion darauf, dass die vorhergesagte Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter dem ersten Schwellenwert und über dem zweiten Schwellenwert liegt, und Außerkraftsetzen der Getriebeherunterschaltung und Modifikation der Fahrerdrehmomentanforderungskarte als Reaktion auf das Empfangen einer Benutzereingabe von der Benutzerschnittstelle.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Modifizieren von mindestens einem von einem Getriebeschaltzeitplan und der Fahrerdrehmomentanforderungskarte durch Berechnen einer dreidimensionalen Karte, die den Verlauf eine Kraftstoffverbrauchs, einer Zielgeschwindigkeit und einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve darstellt.
In einem Aspekt der Erfindung wird ein lokaler Mindestwert für die Zielgeschwindigkeit in der dreidimensionalen Karte verwendet, um den/die mindestens eine(n) von dem Getriebeschaltzeitplan und der Fahrerdrehmomentanforderungskarte zu modifizieren.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Empfangen eines dritten Signals, das einen Umweltzustand angibt, in dem das Getriebe heruntergeschaltet wird und die Fahrerdrehmomentanforderungskarte modifiziert wird, wenn der Fahrzeugzustand, die Kurve und der Umweltzustand vorhersagen, dass die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über dem ersten Schwellenwert liegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das ein Gaspedal in Kommunikation mit einer Antriebsmaschine, ein Getriebe und eine Steuerung aufweist, die dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf Empfangen einer ersten Eingabe, die einen Fahrzeugzustand angibt, und einer zweiten Eingabe, die eine Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls angibt, das Getriebe herunterzuschalten und eine Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die dem Gaspedal zugeordnet ist, zu modifizieren, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der einem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, einen Getriebeschaltzeitplan als Reaktion auf Empfangen der ersten und zweiten Eingabe zu modifizieren, wodurch das Getriebe zum Herunterschalten veranlasst wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Getriebe heruntergeschaltet und/oder die Fahrerdrehmomentanforderungskarte wird modifiziert, bevor das Fahrzeug in die Kurve einfährt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Benutzerbenachrichtigungssystem in Kommunikation mit der Steuerung, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, eine Benachrichtigung an das Benutzerbenachrichtigungssystem auszugeben, bevor das Getriebe heruntergeschaltet und die Fahrerdrehmomentanforderungskrate modifiziert wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine Benutzerschnittstelle, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, eine Benutzereingabe zu empfangen, die das Herunterschalten des Getriebes und die Modifikation der Fahrerdrehmomentanforderungskarte außer Kraft setzt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Fahrzeugzustand für die erste Eingabe mindestens eines von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer vorhergesagten Fahrzeuggeschwindigkeit in der Kurve.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein elektronisches Horizontsystem mit einem globalen Positionsbestimmungssystem in Kommunikation mit der Steuerung, wobei das elektronische Horizontsystem dazu konfiguriert ist, der Steuerung Daten bereitzustellen, die die zweite Eingabe angeben.
Gemäß einer Ausführungsform gibt die zweite Eingabe auch ein Gefälle entlang des Fahrzeugwegs an.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Antriebsmaschine eine Brennkraftmaschine.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2017/177110 A1 [0002]

Claims

Fahrzeug, umfassend: einen Motor, der mit einem Gaspedal verbunden ist; ein Getriebe; ein elektronisches Horizontsystem; und eine Steuerung in Kommunikation mit dem Motor und dem Gaspedal, dem Getriebe und dem elektronischen Horizontsystem, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf Empfangen einer ersten Eingabe, die einen Fahrzeugzustand angibt, und einer zweiten Eingabe, die eine Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls von dem elektronischen Horizontsystem angibt, das Getriebe herunterzuschalten und eine Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die dem Gaspedal zugeordnet ist, zu modifizieren, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der einem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist, wenn die erste und zweite Eingabe eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über einem ersten Schwellenwert vorhersagen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf das Empfangen der ersten Eingabe und der zweiten Eingabe das Getriebe herunterzuschalten, ohne die Fahrerdrehmomentanforderungskarte zu modifizieren, wenn die erste und zweite Eingabe die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve unter dem ersten Schwellenwert und über einem zweiten Schwellenwert vorhersagen, wobei der zweite Schwellenwert geringer als der erste Schwellenwert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Benutzerbenachrichtigungssystem in Kommunikation mit der Steuerung, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, eine Benachrichtigung an das Benutzerbenachrichtigungssystem auszugeben, bevor das Getriebe heruntergeschaltet und die Fahrerdrehmomentanforderungskarte modifiziert wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das elektronische Horizontsystem ferner ein Navigationssystem umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeugzustand, der der ersten Eingabe zugeordnet ist, mindestens eines von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer vorhergesagten Fahrzeuggeschwindigkeit in der Kurve beinhaltet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die zweite Eingabe auch ein Gefälle entlang des Fahrzeugwegs angibt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, einen Getriebeschaltzeitplan so zu modifizieren, dass das Getriebe heruntergeschaltet wird.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: Empfangen eines ersten Signals, das einen Fahrzeugzustand angibt; Empfangen eines zweiten Signals von einem elektronischen Horizontsystem, das eine Kurve entlang eines Fahrzeugwegs innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls angibt; und Herunterschalten eines Getriebes und Modifizieren einer Fahrerdrehmomentanforderungskarte, die einem Gaspedal zugeordnet ist, um einen Prozentsatz des Pedalwegs zu reduzieren, der einem positiven Antriebsdrehmoment zugeordnet ist, wenn der Fahrzeugzustand und die Kurve vorhersagen, dass eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über einem ersten Schwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Herunterschalten des Getriebes, ohne die Fahrerdrehmomentanforderungskarte zu modifizieren, wenn der Fahrzeugzustand und die Kurve vorhersagen, dass die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve unter dem ersten Schwellenwert und über einem zweiten Schwellenwert liegt, wobei der zweite Schwellenwert geringer als der erste Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Getriebe heruntergeschaltet und die Fahrerdrehmomentanforderungskarte modifiziert wird, bevor das Fahrzeug in die Kurve einfährt.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Ausgeben einer ersten Benutzerbenachrichtigung an eine Benutzerschnittstelle als Reaktion darauf, dass die vorhergesagte Querbeschleunigung des Fahrzeugs über dem ersten Schwellenwert liegt; Ausgeben einer zweiten Benutzerbenachrichtigung an die Benutzerschnittstelle als Reaktion darauf, dass die vorhergesagte Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter dem ersten Schwellenwert und über dem zweiten Schwellenwert liegt; und Außerkraftsetzen der Getriebeherunterschaltung und der Modifikation der Fahrerdrehmomentanforderungskarte als Reaktion auf Empfangen einer Benutzereingabe von der Benutzerschnittstelle.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Modifizieren von mindestens einem von einem Getriebeschaltzeitplan und der Fahrerdrehmomentanforderungskarte durch Berechnen einer dreidimensionalen Karte, die den Verlauf eine Kraftstoffverbrauchs, einer Zielgeschwindigkeit und einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve darstellt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein lokaler Mindestwert für die Zielgeschwindigkeit in der dreidimensionalen Karte verwendet wird, um den/die mindestens eine(n) von dem Getriebeschaltzeitplan und der Fahrerdrehmomentanforderungskarte zu modifizieren.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Empfangen eines dritten Signals, das einen Umweltzustand angibt; wobei das Getriebe heruntergeschaltet wird und die Fahrerdrehmomentanforderungskarte modifiziert wird, wenn der Fahrzeugzustand, die Kurve und der Umweltzustand vorhersagen, dass die Querbeschleunigung des Fahrzeugs in der Kurve über dem ersten Schwellenwert liegt.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei der Fahrzeugzustand mindestens eines von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer vorhergesagten Fahrzeuggeschwindigkeit in der Kurve beinhaltet.