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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung eines Anfahrens eines Kraftfahrzeugs, um ein Festfahren des Kraftfahrzeugs zu vermeiden. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Kraftfahrzeug.
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Stand der Technik
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Fahrzeuge auf rutschigem Untergrund oder allgemein im Gelände können sich leicht beim Anfahren festfahren. Beispielsweise kann durch ein Anfahren eine Kuhle in einem weichen Untergrund erzeugt werden, welche das Anfahren behindert oder vollständig verhindert. Durch eine ungeschickte Fahrzeugsteuerung oder auch einfach aufgrund einer sehr ungünstigen Beschaffenheit des Untergrunds kann bei erneuten Anfahrversuchen die Kuhle immer weiter vergrößert werden, sodass das Kraftfahrzeug stecken bleibt und sich nicht mehr aus eigener Kraft befreien kann. Ebenso kann beispielsweise bei Schnee als Untergrund beim Anfahren gegen eine Hangneigung eine Bodenhaftung unzureichend sein. Bereits nach einem ersten erfolglosen Anfahrversuch kann der Schnee geglättet werden und eine Verbindung mit Schnee in einem Reifenprofil zerstört werden, sodass das Anfahren mit dem Kraftfahrzeug nicht mehr möglich ist. Solche Situationen sollen vermieden werden.
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Darstellung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zur Unterstützung eines Anfahrens eines Kraftfahrzeugs zur Vermeidung eines Festfahrens. Das Verfahren kann dafür beispielsweise in eine Fahrzeugsteuerung eingreifen. Ein Kraftfahrzeug kann einen Antriebsstrang aufweisen. Der Antriebsstrang kann dazu ausgebildet sein, eine Antriebsleistung bereitzustellen, beispielsweise durch Erzeugung und Übertragung von einem Drehmoment von einem Motor an Reifen des Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise als PKW, Offroadfahrzeug oder Baumaschine ausgebildet sein. Ein Festfahren kann eine Situation sein, in welcher ein Kraftfahrzeug sich nicht mehr aus eigener Kraft wegbewegen kann, ohne dass ein externes Eingreifen notwendig ist. Beispielsweise muss ein festgefahrenes Kraftfahrzeug abgeschleppt werden, Schneeketten auf das Kraftfahrzeug aufgezogen werden oder der Untergrund bearbeitet werden, um ein Wegbewegen zu ermöglichen. Ein Anfahren kann ein Beschleunigen des Kraftfahrzeugs aus einem Stillstand oder nahezu einem Stillstand sein. Ein Anfahren kann beispielsweise ein Einlegen eines Gangs beinhalten. Ein Anfahren kann ein Beschleunigen des Kraftfahrzeugs in eine Vorwärtsrichtung und alternativ oder zusätzlich eine Rückwärtsrichtung beinhalten. Durch das Anfahren kann das Kraftfahrzeug in Bewegung versetzt werden.
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Das Verfahren weist einen Schritt eines Erfassens einer Fahrzeugbewegung auf. Die erfasste Fahrzeugbewegung kann beispielsweise eine Bewegung über den Untergrund, eine Beschleunigung, eine Veränderung einer Lage der Fahrzeugkarosserie und alternativ oder zusätzlich allgemein eine Fahrbewegung aufweisen. Durch die erfasste Fahrzeugbewegung kann beispielsweise auf ein Risiko eines Festfahrens geschlossen werden. Die erfasste Fahrzeugbewegung kann eine Bewegung beim Anfahren sein. Das Kraftfahrzeug kann eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Fahrzeugbewegung aufweisen, welche beispielsweise entsprechende Sensoren aufweist. Die Fahrzeugbewegung kann beispielsweise mittels eines oder mehreren Beschleunigungssensoren und alternativ oder zusätzlich einem Gyroskop erfasst werden. Die Fahrzeugbewegung kann beispielsweise mittelbar über eine Erfassung einer Fahrzeugumgebung, beispielsweise mittels einer Kamera, oder auch direkt, beispielsweise über ein globales Positionierungssystem, erfasst werden. Die erfasste Fahrzeugbewegung kann eine Bewegung des Kraftfahrzeugs beim Anfahren, beispielsweise einem ersten Anfahrversuch, und alternativ oder zusätzlich vor einem Anhalten des Kraftfahrzeugs aufweisen. Ein Anhalten kann ein Abbremsen des Kraftfahrzeugs bis zu einem Stillstand oder nahezu einem Stillstand sein.
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Das Verfahren weist einen Schritt eines Ermittelns, ob eine Festfahrgefahr vorliegt, falls die erfasste Fahrzeugbewegung wenigstens einem bestimmten Bewegungsablauf zuordenbar ist. Das Kraftfahrzeug kann eine Auswertvorrichtung zum Ermitteln der Festfahrgefahr aufweisen, welche beispielsweise als ein Boardcomputer oder ein Mikrochip ausgebildet ist. Der Bewegungsablauf kann eine bestimmte Bewegungsart sein. Der Bewegungsablauf kann beispielsweise eine Anfahrbewegung sein, bei welcher sich das Kraftfahrzeug in eine bestimmte Richtung neigt und alternativ oder zusätzlich rutscht. Der Bewegungsablauf kann beispielsweise eine Anfahrbewegung sein, bei welcher das Kraftfahrzeug in einer bestimmten Art beschleunigt. Der Bewegungsablauf kann beispielsweise eine Anhaltbewegung sein, bei welcher sich das Kraftfahrzeug in eine bestimmte Richtung neigt und alternativ oder zusätzlich rutscht. Es können auch mehrere Bewegungsabläufe vorgesehen sein, mit welchen die erfasste Fahrzeugbewegung zum Ermitteln der Festfahrgefahr verglichen wird, insbesondere durch einen Vergleich von charakteristischen Merkmalen des Bewegungsablaufs. Sofern die erfasste Fahrzeugbewegung ausreichend ähnlich oder identisch zu einem, mehreren oder allen Merkmalen dieser jeweiligen Bewegungsabläufe ist, kann ermittelt werden, dass eine Festfahrgefahr vorliegt. Die erfasste Fahrzeugbewegung kann dem Bewegungsablauf beispielsweise alternativ oder zusätzlich durch einen tabellarischen Vergleich zugeordnet werden. Die Zuordnung kann alternativ oder zusätzlich durch ein neuronales Netz erfolgen, welches beispielsweise mit Simulationsdaten, historischen Daten oder experimentellen Daten trainiert wurde. Eine Festfahrgefahr kann dahingehend ermittelt werden, dass nur bestimmt wird, ob die Festfahrgefahr vorliegt. Alternativ oder zusätzlich kann die Festfahrgefahr auch als ein Wahrscheinlichkeitswert ermittelt werden.
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Jeweilige Bewegungsabläufe, zu denen eine Zuordnung versucht wird, können fest vorbestimmt sein. Jeweilige Bewegungsabläufe können auch in Abhängigkeit von anderen Parametern variabel bestimmt werden. Solche Parameter können Messwerte sein, wie beispielsweise eine Außentemperatur oder, ob sich das Kraftfahrzeug auf einer asphaltierten Straße befindet oder nicht. Beispielsweise kann nur bei einer Temperatur von 4° Celsius oder weniger ein Bewegungsablauf zum Ermitteln, ob die Festfahrgefahr vorliegt, ausgewählt werden, welcher für Schnee und Glätte relevant ist. Jeweilige Bewegungsabläufe können auch in Abhängigkeit von anderen Parametern bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Fahrzeugneigung des Bewegungsablaufs variabel in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit und alternativ oder zusätzlich Beschleunigung vorgegeben werden.
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Das Verfahren weist einen Schritt eines Modifizierens einer Antriebsstrangsteuerung des Kraftfahrzeugs, wenn das Vorliegen der Festfahrgefahr ermittelt wurde, auf. Das Modifizieren kann beispielsweise eine Festfahrgefahr bei dem Anfahren mit dem Kraftfahrzeug beseitigen oder reduzieren. Das Modifizieren kann beispielsweise eine Kennlinie einer Motorsteuerung und alternativ oder zusätzlich eine Pedalkennlinie ändern. Alternativ oder zusätzlich kann durch das Modifizieren eine Differentialsperre betätigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch das Modifizieren ein Schaltverhalten des Kraftfahrzeugs verändert werden. Das Modifizieren kann auch ein Steuern des Antriebsstrang aufweisen. Durch das Modifizieren kann beispielsweise ein automatisches Freischaukeln des Kraftfahrzeugs veranlasst werden.
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Das Verfahren kann zusätzlich einen Schritt eines Ausgebens aufweisen, dass die Festfahrgefahr erkannt wurde, beispielsweise durch ein optisches und alternativ oder zusätzlich akustisches Ausgeben. So kann der Fahrer auf die Festfahrgefahr hingewiesen werden. Vor der Modifizierung der Antriebsstrangsteuerung kann eine Bestätigung der Modifizierung erforderlich sein. Beispielsweise kann der Fahrer auf die Festfahrgefahr durch eine Signallampe und einen Signalton hingewiesen werden und dann ein automatisches Freischaukelprogramm durch Betätigen eines Schalters oder anderen Bedienelements aktivieren.
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Es ist erkannt worden, dass bestimmte Bewegungsabläufe eine Festfahrgefahr indizieren. Beispielsweise kann ein Kraftfahrzeug bei einem Anfahren aus dem Stillstand eine Kuhle unter einem oder mehreren Rädern auf weichem Untergrund ausbilden, beispielsweise durch einen Reifenschlupf oder auch nur sein Eigengewicht. Um das Kraftfahrzeug wieder in Bewegung zu setzen, muss ein zusätzlicher Fahrwiderstand durch die Kuhle überwunden werden. Bei weichem Untergrund neigt die Kuhle dazu, umso tiefer zu werden, je mehr das Kraftfahrzeug in der Kuhle hin und her bewegt wird und je mehr Reifenschlupf bei Anfahrversuchen auftritt. Durch wiederholte, scheiternde Anfahrversuche kann sich die Situation bis zu einem Steckenbleiben verschlimmern. Durch die Kuhle kommt es aber auch zu bestimmten Bewegungsabläufen, beispielsweise eine Nickbewegung des Fahrzeugs beim Anfahren. Damit kann mit einfachen Mitteln die Festfahrgefahr erkannt werden und entsprechende Gegenmaßnahmen rechtzeitig eingeleitet werden, um ein weiteres Vertiefen der Kuhle und scheiternde Anfahrversuche zu vermeiden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der bestimmte Bewegungsablauf eine Nickbewegung des Kraftfahrzeugs aufweist. Der Bewegungsablauf kann beispielsweise nur oder im Wesentlichen eine Nickbewegung sein, insbesondere bei einer sehr kurzen Bewegungsstrecke. Die Nickbewegung kann zu einem Radstand des Kraftfahrzeugs korrespondieren. Die Festfahrgefahr kann beispielsweise als vorliegend ermittelt werden, falls bei einem Anfahrversuch des Kraftfahrzeugs eine bestimmte Nickbewegung des Kraftfahrzeugs als Bewegungsablauf erfasst wird. Insbesondere bei einem Anfahren kann es zu einem Aufstellen des Kraftfahrzeugs in einer Kuhle kommen. Die Kuhle kann so mittelbar erfasst werden. Das Erfassen der Fahrzeugbewegung kann entsprechend ein Erfassen von Nickbewegungen des Kraftfahrzeugs aufweisen. Beispielsweise kann die Festfahrgefahr erkannt werden, wenn eine Nickbewegung des Kraftfahrzeugs bei einer Fahrgeschwindigkeit nahe null, einer Beschleunigung nach vorne oder hinten und innerhalb bestimmter Grenzwerte, wie einer maximalen Distanz und alternativ oder zusätzlich einem Mindestnickgrad, erfasst wird. Bei der Ermittlung der Festfahrgefahr können Schwellwerte berücksichtigt werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der bestimmte Bewegungsablauf eine seitliche Rollbewegung des Kraftfahrzeugs aufweist. Eine Nickbewegung des Kraftfahrzeugs kann ein Neigen nach vorne oder hinten sein. Eine seitliche Rollbewegung des Kraftfahrzeugs kann ein Kippen des Kraftfahrzeugs nach links oder rechts sein. Das seitliche Rollen kann insbesondere auftreten, wenn der Untergrund unter linken und rechten Reifen unterschiedlich hart ist, was ein Festfahren befördern kann. Auch durch Steine kann die seitliche Rollbewegung verursacht werden, welche ebenfalls ein Festfahren beim Anfahren begünstigen kann. Das Erfassen der Fahrzeugbewegung kann entsprechend ein Erfassen von seitlichen Rollbewegungen des Kraftfahrzeugs aufweisen. Beispielsweise kann die Festfahrgefahr erkannt werden, wenn eine seitliche Rollbewegung des Kraftfahrzeugs bei einer Fahrgeschwindigkeit nahe null, einer Beschleunigung nach vorne oder hinten und innerhalb bestimmter Grenzwerte, wie einer maximalen Distanz und alternativ oder zusätzlich einem Mindestrollgrad, erfasst wird.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der bestimmte Bewegungsablauf eine bestimmte Rückwärtsrollbewegung des Kraftfahrzeugs aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann der bestimmte Bewegungsablauf eine bestimmte Vorwärtsrollbewegung des Kraftfahrzeugs aufweisen. Beispielsweise kann eine Festfahrgefahr erkannt werden, wenn eine Vorwärtsrollbewegung einem bestimmten Bewegungsablauf zugeordnet wird und dann eine Rückwärtsrollbewegung erfolgt. Zusätzlich kann für das Ermitteln der Festfahrgefahr notwendig sein, dass die Rückwärtsrollbewegung zu der Vorwärtsrollbewegung spiegelbildlich ist und alternativ oder zusätzlich auch einem bestimmten Bewegungsablauf zugeordnet werden kann. Die Rückwärtsrollbewegung kann beispielsweise im Wesentlichen eine umgekehrte Nickbewegung und alternativ oder zusätzlich seitliche Rollbewegung wie bei einem zuvor erfolgten Anfahrversuch aufweisen. Beispielsweise kann so erkannt werden, dass ein Fahrer einen Anfahrversuch erfolglos abgebrochen hat und in einer Kuhle mit dem Kraftfahrzeug zurückrollt. Die Fahrzeugbewegung kann beispielsweise spiegelbildlich sein. Durch das Berücksichtigen des Rückrollens kann dies verifiziert werden und entsprechend die Festfahrgefahr sehr zuverlässig bestimmt werden. Dann kann ein Fahrprogramm entsprechend modifiziert werden, um ein Festfahren zu vermeiden.
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Durch die Berücksichtigung jeweiliger Fahrbewegungen beim Anfahren kann unabhängig von einem Fahrverhalten vor dem Anfahren die Festfahrgefahr bestimmt werden. Beispielsweise kann sich ein Untergrund aufgrund von Regen oder Schnee bei stehendem Kraftfahrzeug verändern. Ebenso kann das Kraftfahrzeug von einem Tieflader abgeladen worden sein. In solchen Fällen kann nicht von einem vorherigen Fahrverhalten auf eine Festfahrgefahr geschlossen werden. Durch die Fahrzeugbewegung beim Anfahren kann jedoch schnell und zuverlässig trotzdem auf die Festfahrgefahr geschlossen werden, beispielsweise aufgrund einer Ausbildung einer Kuhle. Dies kann das Verfahren so entsprechend berücksichtigen und den Fahrer unterstützen, um das Festfahren zu vermeiden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verfahren einen Schritt eines Erfassens einer Drehzahl eines Rads des Kraftfahrzeugs aufweist. Die Drehzahl kann beispielsweise mittels eines Drehzahlsensors erfasst werden. Das Verfahren kann auch die Drehzahl jeweils mehrerer, aller angetriebenen Räder oder aller Räder des Kraftfahrzeugs erfassen. Das Verfahren kann insofern analog mehrere erfasste Raddrehzahlen berücksichtigen. Im Folgenden wird zur Vereinfachung nur von der Drehzahl und dem Rad gesprochen, was jedoch analog für mehrere oder alle Drehzahlen und Räder gilt, sofern anwendbar. Die Drehzahl kann eine Anzahl an Umdrehungen des Rades pro Minute sein. Die Drehzahl kann einer derzeitigen Umfangsgeschwindigkeit des Rads entsprechen. Raddrehzahlen können kostengünstig und einfach bei Kraftfahrzeugen erfasst werden. Üblicherweise werden Raddrehzahlen bereits bei Kraftfahrzeugen erfasst, auf welche das Verfahren entsprechend zugreifen kann. So sind für das Verfahren deswegen keine zusätzlichen Sensoren notwendig.
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Das Verfahren kann einen Schritt eines Berechnens eines Schlupfes des Rads in Abhängigkeit von der erfassten Drehzahl aufweisen. Beispielsweise kann für das Berechnen des Schlupfs zusätzlich wenigstens eine der folgenden Werte berücksichtigt werden: die erfasste Fahrzeugbewegung, eine derzeitige Antriebsleistung, Motordrehzahl oder ein Gang. Ein Schlupf kann auch durch einen Vergleich von Drehzahlen jeweiliger Räder miteinander erfolgen. Durch die Bestimmung des Schlupfs kann auf eine Beschaffenheit des Untergrunds geschlossen werden. Insbesondere kann so die Bestimmung einer Festfahrgefahr vereinfacht werden. Ein Schlupf kann ein Maß für ein Durchdrehen jeweiliger Räder sein. Ein Schlupf kann ein Verhältnis einer Drehzahl eines angetriebenen Rads zu der eines hypothetischen nicht angetriebenen und daher formschlüssig mitlaufenden Rads sein.
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Der bestimmte Bewegungsablauf kann einen bestimmten Schlupf des Kraftfahrzeugs aufweisen. Beispielsweise muss der Schlupf einen Schwellwert überschreiten, damit die Festfahrgefahr ermittelt wird. Durch die Berücksichtigung von Radschlupf kann eine unnötige Modifizierung der Antriebsstrangsteuerung vermieden werden, falls die Fahrzeugbewegung ansonsten nur zufällig dem bestimmten Bewegungsablauf zuordenbar ist, beispielsweise bei einem Rangiermanöver auf unebenem Untergrund.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Berechnen des Schlupfes einen Vergleich der erfassten Fahrzeugbewegung mit der erfassten Drehzahl aufweist. Dadurch kann das Verfahren besonders einfach implementiert werden.
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Zusätzlich können auch weitere Werte vor dem Anhalten erfasst werden, wie jeweilige Drehzahlen der Räder.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Fahrzeugbewegung vor einem Anhalten erfasst wird. Der bestimmte Bewegungsablauf kann einen bestimmten Bewegungsablauf des Kraftfahrzeugs vor dem Anhalten aufweisen. Das Verfahren kann dann die Antriebsstrangsteuerung beispielsweise nach einem Anhalten und vor einem erneuten Anfahren modifizieren. Dadurch kann besonders einfach und zuverlässig die Festfahrgefahr ermittelt werden. Insbesondere kann so die Antriebsstrangsteuerung modifiziert werden, noch bevor ein Anfahrversuch unternommen wird. Dadurch kann eine Verschlechterung der Situation durch das Anfahren selber vor einer möglichen Modifizierung, wie ein Ausbilden einer Kuhle, welche das Anfahren zusätzlich erschwert, vermieden werden.
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Beispielsweise wird während der Fahrt kontinuierlich ein Vergleich zwischen einer erfassten Beschleunigung in Fahrtrichtung mit der Drehzahl mindestens eines angetriebenen Rades durchgeführt. Über eine Änderung der Drehzahl des angetriebenen Rades kann auf eine theoretische Beschleunigung des Fahrzeuges geschlossen werden. Unter Idealbedingungen, also ohne Schlupf, ist diese berechnete Beschleunigung identisch zu der Fahrzeugbewegung erfassten Beschleunigung. Sobald ein so berechneter Schlupf über eine parametrierbare Zeitdauer einen parametrierbare Schwellwert überschritten hat, kann entsprechend die Festfahrgefahr erkannt werden. Sollte das Kraftfahrzeug nun anhalten, bevor der Schlupf beispielsweise für eine Mindestdauer wieder unter den Schwellwert fällt, kann in Reaktion die Antriebsstrangsteuerung modifiziert werden, um ein Festfahren zu vermeiden. Wenn das Kraftfahrzeug nun anhält, kann im Stillstand auf einem Steuergerät geprüft werden, ob zuvor, beispielsweise innerhalb einer parametrierbaren Zeitdauer, eine Fahrsituation mit hohem Schlupf abgespeichert wurde. Wenn dies der Fall ist, dann kann ein Fahrprogramm für die nächste Wiederanfahrt bereits im Vorfeld entsprechend angepasst werden, um ein mögliches Festfahren des Fahrzeuges zu vermeiden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Fahrzeugbewegung vor einem Anhalten erfasst wird. Das Verfahren kann einen Schritt eines Erfassens einer Drehzahl eines Rads des Kraftfahrzeugs vor dem Anhalten aufweisen. Das Verfahren kann einen Schritt eines Berechnens eines Schlupfes des Rads in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugbewegung vor dem Anhalten und zusätzlich der erfassten Drehzahl vor dem Anhalten aufweisen, um einen Schlupf des Kraftfahrzeugs vor dem Anhalten zu ermitteln. Der bestimmte Bewegungsablauf kann einen bestimmten Schlupf des Kraftfahrzeugs vor dem Anhalten aufweisen. Dadurch kann besonders einfach und zuverlässig die Festfahrgefahr bestimmt und entsprechend die Antriebsstrangsteuerung modifiziert werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der bestimmte Bewegungsablauf einen bestimmten Schlupf vor dem Anhalten aufweist, welcher größer als ein bestimmter Schwellwert ist. Der Schwellwert kann beispielsweise ein fester Wert sein, welcher beispielsweise fahrzeugspezifisch werksseitig vorgegeben wird. Der Schwellwert kann aber beispielsweise auch in Abhängigkeit von anderen Parametern, wie einer Fahrgeschwindigkeit, einer Bereifung, einer Beladung und einer durchschnittlichen Fahrzeugneigung in einem bestimmten Zeitraum vor dem Anhalten und alternativ oder zusätzlich beim Anfahren, bestimmt werden.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass der bestimmte Bewegungsablauf einen bestimmten Schlupf vor dem Anhalten aufweist, welcher für eine bestimmte Zeitdauer größer als der bestimmte Schwellwert ist.
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Ein zweiter Aspekt betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, welches zur Unterstützung eines Anfahrens des Kraftfahrzeugs, um ein Festfahren zu vermeiden, ausgebildet ist. Das Fahrerassistenzsystem kann dazu ausgebildet sein, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt durchzuführen. Jeweilige Merkmale und Vorteile des ersten Aspekts stellen entsprechend gleichermaßen Merkmale und Vorteile des zweiten Aspekts und umgekehrt dar.
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Das Fahrerassistenzsystem weist eine Erfassungsvorrichtung, welche zum Erfassen einer Fahrzeugbewegung ausgebildet ist, auf. Die Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise einen Beschleunigungssensor, ein Gyroskop, einen Empfänger für ein globales Positionierungssignal oder eine Kamera aufweisen. Das Fahrerassistenzsystem weist eine Auswertvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Festfahrgefahr zu ermitteln, falls die erfasste Fahrzeugbewegung wenigstens einem bestimmten Bewegungsablauf zuordenbar ist, auf. Die Auswertvorrichtung kann beispielsweise als Rechenvorrichtung ausgebildet sein. Das Fahrerassistenzsystem weist eine Steuervorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Antriebsstrangsteuerung des Kraftfahrzeugs zu modifizieren, wenn das Vorliegen der Festfahrgefahr ermittelt wurde, auf. Die Steuervorrichtung kann ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs aufweisen. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise mit einer Motorsteuerung und alternativ oder zusätzlich einer Getriebesteuerung verbunden sein. Das Fahrerassistenzsystem kann eine Datenspeichervorrichtung aufweisen, auf welcher jeweilige Bewegungsabläufe hinterlegt sind. Zudem können auf der Datenspeichervorrichtung alternativ oder zusätzlich jeweilige erfasste Werte und alternativ oder zusätzliche Auswertungen, wie ob die Festfahrgefahr vorliegt oder nicht, abgespeichert werden.
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In einer Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems ist es vorgesehen, dass die Erfassungsvorrichtung wenigstens einen Beschleunigungssensor, ein Gyroskop oder einen Empfänger für ein globales Positionierungssystem aufweist, um die Fahrzeugbewegung zu erfassen.
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In einer Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems ist es vorgesehen, dass das Fahrerassistenzsystem ferner wenigstens eine Drehzahlerfassungsvorrichtung, welche zum Erfassen einer Drehzahl eines Rades des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, aufweist. Die Auswertvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, einen Schlupf des Rads in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugbewegung und der erfassten Drehzahl zu ermitteln, wobei der bestimmte Bewegungsablauf einen bestimmten Schlupf des Kraftfahrzeugs aufweist.
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Ein dritter Aspekt betrifft ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist einen Antriebsstrang auf. Der Antriebsstrang kann beispielsweise ein Sperrdifferential, Räder, ein Getriebe und einen Motor aufweisen. Das Kraftfahrzeug kann ein Fahrerassistenzsystem gemäß dem zweiten Aspekt aufweisen. Das Kraftfahrzeug kann dazu ausgebildet sein, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt durchzuführen. Jeweilige Merkmale und Vorteile des ersten bzw. zweiten Aspekts stellen entsprechend gleichermaßen Merkmale und Vorteile des dritten Aspekts und umgekehrt dar.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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- 1 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zur Unterstützung eines Anfahrens eines Kraftfahrzeugs zur Vermeidung eines Festfahrens.
- 2 veranschaulicht schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang und einem Fahrerassistenzsystem, welches zur Durchführung des in 1 veranschaulichten Verfahrens ausgebildet ist.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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1 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zur Unterstützung eines Anfahrens eines Kraftfahrzeugs 30, welches in 2 gezeigt ist. Durch das Verfahren kann ein Festfahren beim Anfahren vermieden werden.
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In einem ersten Schritt 10 wird eine Fahrzeugbewegung des Kraftfahrzeugs 30 mit einer Erfassungsvorrichtung 32 eines Fahrerassistenzsystems 34 des Kraftfahrzeugs 30 erfasst. Dazu weist die Erfassungsvorrichtung 32 Beschleunigungssensoren auf. In Schritt 10 wird zudem eine Drehzahl jedes angetriebenen Rads 36 des Kraftfahrzeugs 30 mittels einer Drehzahlerfassungsvorrichtung 48 erfasst. Zudem wird durch die Drehzahlerfassungsvorrichtung 48 auch die Drehzahlen der beiden unangetriebenen Räder 38 des Kraftfahrzeugs 30 erfasst.
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In einem zweiten Schritt 12 wird mittels einer Auswertvorrichtung 40 ermittelt, ob eine Festfahrgefahr vorliegt, falls die erfasste Fahrzeugbewegung wenigstens einem bestimmten Bewegungsablauf zuordenbar ist. Bei der Ermittlung der Festfahrgefahr wird auch die erfasste Drehzahl wenigstens einer der beiden angetriebenen Räder 36 berücksichtigt.
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In einem dritten Schritt 14 wird mittels einer Steuervorrichtung 42 eine Antriebsstrangsteuerung des Kraftfahrzeugs 30 modifiziert, wenn das Vorliegen der Festfahrgefahr ermittelt wurde und das Kraftfahrzeug 30 stillsteht, um eine Erfolgschance eines erneuten Anfahrens zu erhöhen. In dem gezeigten Beispiel wird ein Differential 44 einer angetriebenen Achse betätigt. Zudem wird in dem gezeigten Beispiel eine Pedalkennlinie eines Motors 46 des Kraftfahrzeugs 30 verändert. Außerdem kann nach einem Bestätigen durch den Fahrer als Modifikation der Antriebsstrangsteuerung ein automatisches Freischaukelprogramm gestartet werden.
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In einer ersten Variante wird der zweite Schritt 12 fortwährend vor einem Anhalten durchgeführt. Dazu wird während der Fahrt durch die Auswertvorrichtung 40 kontinuierlich oder intermittierend ermittelt, ob die Festfahrgefahr vorliegt. Bei dieser Variante wird die erfasste Drehzahl der Räder 36 des Kraftfahrzeugs 30 und die erfasste Fahrzeugbewegung genutzt, um einen Schlupf zu berechnen. Der Bewegungsablauf weist in diesem Fall einen Maximalschlupf in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit und alternativ oder zusätzlich einer Kurvengeschwindigkeit und alternativ oder zusätzlich einer Beschleunigung auf. Sobald der berechnete Schlupf bei einer entsprechenden Fahrgeschwindigkeit und alternativ oder zusätzlich entsprechenden Kurvengeschwindigkeit und alternativ oder zusätzlich entsprechenden Beschleunigung den Maximalschlupf überschreitet, wird das Vorliegen einer Festfahrgefahr abgespeichert.
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In der ersten Variante wird bei dem dritten Schritt 14 nach einem Anhalten geprüft, ob die Festfahrgefahr innerhalb einer bestimmten Zeitdauer vor dem Anhalten vorgelegen hat und entsprechend abgespeichert wurde. Die Zeitdauer ist in einer Ausführungsform fest vorgegeben und in einer anderen Ausführungsform wird diese Zeitdauer in Abhängigkeit von einer durchschnittlichen Fahrgeschwindigkeit vor dem Anhalten bestimmt. Sofern die Festfahrgefahr innerhalb der bestimmten Zeitdauer vor dem Anhalten vorgelegen hat, wird mit dem dritten Schritt 14 und damit dem Modifizieren der Antriebsstrangsteuerung des Kraftfahrzeugs 30 bei einem Anfahren fortgefahren. Der ersten Variante liegt die Idee zugrunde, dass durch die Berücksichtigung des Schlupfs vor dem Anhalten darauf geschlossen werden kann, ob bei einem Anfahrversuch eine Festfahrgefahr besteht, da der Untergrund zu dem Untergrund vor dem Anhalten ähnlich sein sollte. Damit kann bereits bei dem ersten Anfahrversuch vermieden werden, dass dieser erfolglos ist und durch bei dem erfolglosen Anfahrversuch durchdrehende Räder eine Kuhle ausgebildet wird, welche Erfolgsaussichten für weitere Anfahrversuche noch weiter verringert.
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In einer zweiten Variante wird der zweite Schritt 12 nach einem Anhalten bei einem Anfahrversuch durchgeführt. Dazu wird während des Anfahrens durch die Auswertvorrichtung 40 kontinuierlich oder intermittierend ermittelt, ob die Festfahrgefahr vorliegt. Bei der zweiten Variante wird eine Neigung und Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 30 als Fahrzeugbewegung erfasst. Der Bewegungsablauf weist in diesem Fall einen Maximalnickbewegung in Abhängigkeit von einer Vorwärtsbeschleunigung und alternativ oder zusätzlich einer Vorwärtsbewegung. Wenn während des Anfahrversuchs die Nickbewegung die Maximalnickbewegung überschreitet, wird die Festfahrgefahr bestimmt. Zusätzlich wird in einer Ausführungsform berücksichtigt, ob der Anfahrversuch abgebrochen wird und wie das Kraftfahrzeug 30 zurückrollt, um die Festfahrgefahr zu ermitteln. Entsprechend wird dann in Schritt 14 bei Vorliegen der Festfahrgefahr die Antriebsstrangsteuerung modifiziert, um weitere Anfahrversuche zu erleichtern oder bereits bei dem Anfahrversuch zu unterstützen. Dem liegt die Idee zugrunde, dass beim Anfahren durch den Bewegungsablauf des Anfahrversuchs erkannt werden kann, ob die Festfahrgefahr vorliegt. Dadurch kann auch bei einer Veränderung des Untergrunds nach dem Anhalten und vor dem Losfahren, beispielsweise wegen Schneefall und Regen, trotzdem eine Festfahrgefahr erkannt und ein Festfahren vermieden werden kann. So kann das Anfahren unterstützt werden, bevor beispielsweise eine Kuhle durch wiederholte erfolgslose Anfahrversuche zu tief für ein Losfahren wird.
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In einer dritten Variante ist die erste Variante und die zweite Variante kombiniert. Dadurch kann auch ein Festfahren vermieden werden, wenn der Untergrund, auf dem angehalten wurde, überraschend ganz anders aufgebaut ist als der Untergrund vor dem Anhalten. Zudem wird in den meisten Fällen eine Festfahrgefahr schon vor dem Anfahren erkannt und kann zuverlässig vermieden werden.
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Der zweite Schritt 12 kann in einer Variante zusätzlich ein Ausgeben der Festfahrgefahr nach einem Anhalten aufweisen, um dem Fahrer die Festfahrgefahr zu signalisieren. In der gezeigten Ausführungsform erfolgt die Ausgabe akustisch und alternativ oder zusätzlich optisch. Dadurch kann der Fahrer auf die Festfahrgefahr aufmerksam gemacht werden und zusätzlich zu der Modifizierung der Antriebsstrangsteuerung auch seinen Anfahrstil anpassen.
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Für den dritten Schritt 14 kann es in einer Variante erforderlich sein, dass der Fahrer die Modifizierung der Antriebsstrangsteuerung bestätigt. Dafür kann der Fahrer ein Bedienelement betätigen, in der gezeigten Ausführungsform in Reaktion auf die Ausgabe der Festfahrgefahr. Dadurch kann eine unerwünschte Modifizierung der Antriebsstrangsteuerung vermieden werden. In einer Variante kann der Fahrer alternativ oder zusätzlich die Modifizierung der Antriebsstrangsteuerung deaktivieren, beispielsweise ebenfalls durch Betätigung des Bedienelements.
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Bezugszeichen
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- 10
- Schritt eines Erfassens der Fahrzeugbewegung
- 12
- Schritt einer Ermittlung der Festfahrgefahr
- 14
- Schritt eines Modifizierens der Antriebsstrangsteuerung
- 30
- Kraftfahrzeug
- 32
- Erfassungsvorrichtung mit Beschleunigungssensoren
- 34
- Fahrerassistenzsystem
- 36
- angetriebenes Rad
- 38
- unangetriebenes Rad
- 40
- Auswertvorrichtung
- 42
- Steuervorrichtung
- 44
- Differential einer angetriebenen Achse
- 46
- Pedalkennlinie eines Motors
- 48
- Drehzahlerfassungsvorrichtung
