WO2015039799A1 - Verfahren und vorrichtung zum assistieren eines fahrers beim kraftstoffsparenden segeln eines kraftfahrzeugs mit aktuator-aktivierbarer kupplung - Google Patents

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WO2015039799A1
WO2015039799A1 PCT/EP2014/066795 EP2014066795W WO2015039799A1 WO 2015039799 A1 WO2015039799 A1 WO 2015039799A1 EP 2014066795 W EP2014066795 W EP 2014066795W WO 2015039799 A1 WO2015039799 A1 WO 2015039799A1
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WO
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driver
motor vehicle
signal
actuator
clutch
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PCT/EP2014/066795
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Frank Ellsaesser
Udo Sieber
Steffen Strauss
Daniel Henning
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for assisting a driver in guiding a motor vehicle with an actuator-activatable clutch, in particular in order to reduce a fuel consumption of the vehicle.
  • a clutch In vehicles with manually operated clutch and circuit, sometimes referred to as manual transmission, a clutch is a driver
  • the clutch serves to temporarily interrupt a drive train between an engine, such as an internal combustion engine, and a transmission of the vehicle, for example, to be able to adjust a rotational speed between these components.
  • the clutch pedal acts mostly via a mechanical or hydraulic connection directly to the clutch, so that when pedaled clutch pedal activates the clutch and thereby the
  • the drive train is selectively opened, so solved the non-positive connection between the engine and transmission or wheels. Due to the missing engine drag torque, the vehicle unrestrainedly rolls further than with, for example, fuel cut in the highest gear. To save fuel, the engine can thereby idle
  • idle sailing or be completely turned off, which is referred to as engine stoppage sailing and allows compared to idle sailing, a higher fuel economy.
  • Actuation possibility of the clutch by the driver is also a possibility of an actuator-activated actuation is provided.
  • Coupling systems are sometimes referred to as "clutch-by-wire” or “e-clutch”.
  • An actuator for example in the form of an additional hydraulic or an electric drive, can be used to actuate the clutch and thereby separate the drive train of the motor vehicle regardless of an actuation of the clutch pedal by the driver.
  • Such a coupling arrangement is described for example in DE 10 2011 075 199 AI.
  • it may be provided, in particular, to control the actuator-activatable clutch by means of a control device and to activate the clutch, for example, by the actuator when certain actions performed by the driver are detected. For example, can be detected when the driver relieves the accelerator pedal and then the clutch to disconnect the powertrain are activated to let the vehicle roll out sailing.
  • Embodiments of the present invention advantageously make it possible to assist a driver when sailing a motor vehicle and to make targeted use of an actuator-activatable clutch of the vehicle in order to be able to significantly reduce a fuel consumption of the motor vehicle.
  • a method which has the following method steps: First, part of the routes of a route presumably to be traveled are automatically determined, in which the vehicle can be suitably operated in a sailing driving state. Based on data determined in this way, a so-called sail signal is then transmitted to the driver via a man-machine interface as soon as such a determined partial travel distance is reached. Subsequently, it is determined whether the driver via the man-machine interface
  • predetermined acceptance signal Is recognized that the driver is a
  • the actuator-activatable clutch for disconnecting a drive train of the motor vehicle is automatically controlled.
  • a second aspect of the invention relates to a driver assistance device, for example in the form of a control device, which is adapted to the
  • navigation map data can be used in particular.
  • Such navigation map data may contain two-dimensional or three-dimensional information about preceding partial routes to be traveled.
  • preceding curves can be recognized and used as an indication that the motor vehicle should slow down its speed before reaching the curve and therefore could be put into a decelerating sailing driving state in good time.
  • three-dimensional navigation map data it is further possible to recognize, for example, if a preceding one
  • Partial route has a certain minimum gradient, so that the motor vehicle can cover this partial route without motor drive and thus sailing, without being significantly slower.
  • the navigation map data may further include a variety of other information, such as
  • Information from traffic jams, accident reports or road closures and information on regional weather and road conditions for example, as an indication of rain or ice.
  • a sail recommendation based on in-vehicle sizes or a combination thereof may be output, e.g. based on the current operating point of the internal combustion engine, e.g. when operated at low load with poor engine efficiency.
  • Associated information or applicable algorithms or query schemes can be stored in advance in the vehicle or information currently available, for example, via sensors or a remote data transmission.
  • a second idea of the invention can be seen in not only signaling to the driver the currently available possibility of a sailing driving condition, but also to make it as simple as possible for him to give an appropriate feedback in the form of an acceptance signal upon detection of a corresponding sail signal by means of which the driver assistance device can recognize that the driver actually wishes to have the vehicle converted into a sailing driving state, so that the driver assistance device can then automatically actuate the actuator-activatable clutch for separating the drive train of the motor vehicle in order to comply with the driver's request.
  • Accelerator pedal is transmitted to the driver. At the same time, it is particularly easy and intuitive for the driver to be able to enter the corresponding acceptance signal by a specific actuation of the active accelerator pedal.
  • an active accelerator pedal is understood as meaning a pedal on which, for example, by means of a coupling actuator, a counterforce to the depressing actuating force exerted by the driver can be exerted.
  • the counterforce can be timed or
  • the sail signal can be used for the
  • the driver can now decide independently whether he wants to use this option or not.
  • the sail signal can also be transmitted in the form of a vibration or knock on the active accelerator pedal.
  • it is particularly intuitive to accept as an acceptance signal a release of the accelerator pedal operation.
  • Driver assistance device after it has transmitted a haptic perceptible sail signal, monitor whether the driver then actually relieves the pressure on the accelerator pedal, and recognize this as an acceptance signal and then automatically actuate the actuator-activatable clutch for disconnecting the drive train of the motor vehicle.
  • haptic perceptible sail signal monitor whether the driver then actually relieves the pressure on the accelerator pedal, and recognize this as an acceptance signal and then automatically actuate the actuator-activatable clutch for disconnecting the drive train of the motor vehicle.
  • haptic perceptible sail signal monitor whether the driver then actually relieves the pressure on the accelerator pedal, and recognize this as an acceptance signal and then automatically actuate the actuator-activatable clutch for disconnecting the drive train of the motor vehicle.
  • the sail signal can also be visually and / or acoustically transmitted.
  • an illuminable switch or pushbutton as the only man-machine interface which lights up to transmit the sail signal and can then be switched or pressed by the driver to input the acceptance signal.
  • a computing unit can perform, inter alia, a computing unit, an output interface, an input interface and a
  • the arithmetic unit can be set up to automatically determine partial route sections in which the motor vehicle can be suitably operated in a sailing driving state.
  • the output interface may be configured to generate a sail signal to the driver at a human-machine interface as soon as such a determined partial travel distance is reached.
  • the input interface may be configured to determine whether the driver inputs an acceptance signal via the human-machine interface.
  • the control interface can ultimately be set up as soon as the driver enters the input
  • an actuator-activatable clutch to control such that the drive train of the vehicle is automatically disconnected.
  • the proposed assistance method can be carried out in particular by a programmable control unit.
  • the control unit can be programmed by a computer program which is computer-readable
  • Computer-readable media are stored and provided, for example, on a CD, DVD, flash memory or any other non-volatile storage medium.
  • FIG. 1 schematically illustrates a driver assistance device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flow chart illustrating an assistant method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows features and components of a device according to the invention
  • the driver assistance device 1 has a computing unit 3, which is part of a control unit 5 of the motor vehicle. Via interfaces 17, 18, 21, the arithmetic unit 3 with both an active accelerator pedal 9 and with a actuator-activatable coupling 27 of a drive train 23 of the
  • the arithmetic unit 3 can receive information from a navigation system 7 via an interface 19.
  • the active accelerator pedal 9 has a pedal lever 1 1, which can be pressed depressingly by a foot 10 of a driver and which is biased by a spring 15 toward a rest position.
  • a restoring force can be selectively exerted on the pedal lever 1 1.
  • a sensor 14 can determine a current position of the pedal lever 1 1.
  • the driver assistance device 1 can control the actuator 13, in particular such that a haptic for the driver
  • perceptible signal in the form of, for example, a counterforce on the
  • Pedal lever 1 1 is generated. Via an input interface 18, the driver assistance device 1 can detect whether or how the pedal lever 1 1 is actuated by the driver's foot 10. The active accelerator pedal 9 thus acts as the only one
  • Man-machine interface both for transmitting the sail signal to the driver and for inputting the acceptance signal to the computing unit.
  • the driver assistance device 1 can also control an actuator 29 of the actuator-activatable clutch 27.
  • the actuator-activatable clutch 27 is part of a drive train 23, via which a force generated by a motor 25 is transmitted to a transmission 31 and ultimately to wheels 33 of the vehicle.
  • the motor 25 drives a shaft 35 at. Two provided in an interruption of the shaft 35
  • Clutch plates 37 are displaceable relative to each other and thus
  • the clutch discs 37 are displaceable in addition to a displaceability by actuating a clutch pedal (not shown in the figure) via the actuator 29.
  • a clutch pedal not shown in the figure
  • the computation unit 3 automatically determines partial routes in which the motor vehicle can be suitably operated in a sailing driving state (step S1).
  • the arithmetic unit 3 can do this
  • Navigation map data may include, among other things, information about a route previously entered by the driver or about a most probable path as well as a corresponding route including the curves, gradients, gradients, obstacles, etc. that occur. Furthermore, information on traffic, road and / or weather conditions or the like may be included. The arithmetic unit can then determine based on such information and taking into account predefined criteria, which partial routes of the expected
  • Total distance are suitable for a sailing driving condition, that is, for example, on which partial routes the vehicle even without drive by the motor 25 for the driver acceptable enough speed reserves or specifically roll out before curves or obstacles.
  • step S2 After suitable partial routes have already been recognized as suitable for a sailing driving state at the beginning of a journey or at least shortly before reaching such partial routes, it is continuously checked whether the vehicle has currently reached such a determined partial travel distance (step S2). As soon as the achievement of such a partial driving route has been recognized, the driver is sent a sail signal via the active accelerator pedal 9 serving as the man-machine interface (step S3).
  • the actuator 13 is controlled by the driver assistance device 1 such that at the active accelerator pedal 9 one of the acceleration direction opposite, i. is applied in the direction towards the rest position of the pedal acting force.
  • step S4 it is checked how the driver reacts to such a sail signal. For this purpose, it is monitored by means of the sensor 14, whether or how the position of the pedal lever 1 1 changes.
  • step S5 it is continuously checked whether the sub-route suitable for sailing is also traveled. As long as this is still the case, it continues to check whether the driver signals that a sailing driving state should be entered (step S4). Otherwise it will checks whether the next partial route suitable for sailing has been reached (step S2).
  • the driver assistance device 1 then automatically controls the actuator 29 of the actuator-activatable clutch 27 to disconnect the drive train 23 by moving apart the clutch discs 37.
  • a power transmission between the wheels 33 and the motor 25 of the motor vehicle is hereby interrupted and the vehicle is free to sail.
  • step S7 it is then monitored whether the suitable for sailing partial route continues to drive or whether the driver has possibly entered another signal with which he indicates that the sailing driving condition should be left (step S7). As long as this is not the case, the drive train remains under control by the driver assistance device 1 separated. Finally, the sailing driving condition is then terminated by suitable control of the actuator 29 of the actuator-activatable clutch 27 and returned to a monitor whether a further suitable for sailing partial driving distance has been reached (step S2).
  • a driver not only intuitively cause the vehicle to sail, but can deliberately under
  • Navigation card data motivated to switch to a suitable sailing conditions on suitable partial routes.
  • this can significantly fuel and C0 2 can be saved.

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Fahrerassistenzvorrichtung (1) zum Assistieren eines Fahrers beim kraftstoffsparenden Segeln eines Kraftfahrzeugs mit einer aktuator-aktivierbaren Kupplung (27) beschrieben. Eine Recheneinheit (3) kann beispielsweise basierend auf von einem Navigationsgerät (7) zur Verfügung gestellten Daten automatisiert bestimmen, in welchen Teilfahrstrecken einer vorgegebenen Route das Fahrzeug geeignet in einem segelnden Fahrzustand betrieben werden kann. Bei Erreichen einer solchen Teilfahrstrecke wird dem Fahrer ein Segel-Signal über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle wie beispielsweise ein aktives Fahrpedal (9) übermittelt, beispielsweise indem an dem aktiven Fahrpedal eine zusätzliche Gegenkraft generiert wird. Über dieselbe Mensch-Maschine-Schnittstelle kann anschließend überprüft werden, ob der Fahrer in Reaktion auf das Segel-Signal tatsächlich in einen segelnden Fahrzustand übergehen möchte und ein entsprechendes Annahmesignal, beispielsweise durch Lösen einer Pedalbetätigung, abgibt. Falls ein entsprechendes Annahmesignal erkannt wird, wird automatisiert die aktuatoraktivierbare Kupplung (27) zum Trennen eines Antriebsstrangs (23) des Kraftfahrzeugs angesteuert und somit zum segelnden Fahrzustand übergegangen. Der Fahrer kann somit basierend auf beispielsweise objektiven Navigationskartendaten über die Möglichkeit von zum segelnden Fahrzustand geeigneten Teilfahrstrecken informiert werden und somit das Fahrzeug häufiger segeln lassen, um dadurch Kraftstoff und CO2 einzusparen.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Assistieren eines Fahrers beim
kraftstoffsparenden Segeln eines Kraftfahrzeugs mit aktuator-aktvierbarer Kupplung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um einem Fahrer beim Führen eines Kraftfahrzeugs mit einer aktuator-aktivierbaren Kupplung zu assistieren, insbesondere um einen Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs zu senken.
Stand der Technik
Bei Fahrzeugen mit manuell betätigter Kupplung und Schaltung, manchmal auch als Handschaltung bezeichnet, wird eine Kupplung von einem Fahrer
beispielsweise durch Niedertreten eines Kupplungspedals betätigt. Die Kupplung dient dabei dazu, einen Antriebsstrang zwischen einem Motor, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, und einem Getriebe des Fahrzeugs zeitweilig zu unterbrechen, beispielsweise um eine Drehzahl zwischen diesen Komponenten angleichen zu können. Das Kupplungspedal wirkt dabei meist über eine mechanische oder hydraulische Verbindung direkt auf die Kupplung ein, so dass bei getretenem Kupplungspedal die Kupplung aktiviert und dadurch der
Antriebsstrang getrennt wird, wohingegen bei nicht getretenem Kupplungspedal die Kupplung deaktiviert ist und ein Antriebsstrang ununterbrochen den Motor mit dem Getriebe verbindet, so dass Kräfte zwischen diesen Komponenten übertragen werden können. Herkömmlich führt ein Entlasten des Fahrpedals, manchmal auch als Gaspedal bezeichnet, des Fahrzeugs durch den Fahrer dazu, dass das Fahrzeug durch den nicht mehr mit Treibstoff versorgten Verbrennungsmotor gebremst wird. Ein durch eine solche Motorbremsung bewirkter Geschwindigkeitsverlust kann in vielen Fahrsituationen nicht gewünscht sein. Stattdessen kann es vorteilhaft sein, das Fahrzeug möglichst lange und verlustarm ausrollen zu lassen. Ein solches Ausrollen wird hierin nachfolgend als„Segeln" bezeichnet und kann auch als „Freewheeling",„High Speed Free Rolling",„Coasting", usw. bezeichnet werden. Bei einem solchen Segeln wird der Antriebsstrang gezielt geöffnet, also die kraftschlüssige Verbindung zwischen Motor und Getriebe bzw. Rädern gelöst. Durch das fehlende Motorschleppmoment rollt das Fahrzeug antriebslos deutlich weiter als mit zum Beispiel Schubabschaltung im höchsten Gang aus. Um Kraftstoff zu sparen, kann der Verbrennungsmotor dabei im Leerlauf
weiterbetrieben werden, was als Leerlauf-Segeln bezeichnet wird, oder vollständig ausgeschaltet werden, was als Motorstopp-Segeln bezeichnet wird und im Vergleich zum Leerlauf-Segeln eine höhere Treibstoffeinsparung ermöglicht.
Um ein Segeln des Fahrzeugs zu bewirken, müsste ein Fahrer herkömmlich mehrere Aktionen quasi gleichzeitig durchführen. Ein Entlasten des Fahrpedals müsste von einem Niedertreten des Kupplungspedals und gegebenenfalls einem händischen Schalten des Getriebes in einen Leerlauf begleitet werden.
Um dem Fahrer ein Segeln des Fahrzeugs einfacher zu ermöglichen, wurden Kupplungssysteme entwickelt, bei denen zusätzlich zu einer
Betätigungsmöglichkeit der Kupplung durch den Fahrer auch eine Möglichkeit einer aktuator-aktivierten Betätigung vorgesehen ist. Derartige
Kupplungssysteme werden teilweise auch als„Clutch-by-wire" oder„e-clutch" bezeichnet. Ein Aktuator, beispielsweise in Form einer zusätzlichen Hydraulik oder eines elektrischen Antriebs, kann dabei dazu eingesetzt werden, die Kupplung zu betätigen und dadurch unabhängig von einer Betätigung des Kupplungspedals durch den Fahrer den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs zu trennen. Eine solche Kupplungsanordnung ist beispielsweise in der DE 10 2011 075 199 AI beschrieben. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, die aktuator-aktivierbare Kupplung mithilfe eines Steuergeräts zu steuern und die Kupplung beispielsweise dann durch den Aktuator zu aktivieren, wenn bestimmte vom Fahrer durchgeführte Handlungen festgestellt werden. Beispielsweise kann erkannt werden, wenn der Fahrer das Fahrpedal entlastet und daraufhin die Kupplung zum Trennen des Antriebsstrangs aktiviert werden, um das Fahrzeug segelnd ausrollen zu lassen.
Offenbarung der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise, einem Fahrer beim Segeln eines Kraftfahrzeugs zu assistieren und dabei eine aktuator-aktivierbare Kupplung des Fahrzeugs gezielt zu nutzen, um einen Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs signifikant senken zu können.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Zuerst werden automatisiert Teilfahrstrecken einer voraussichtlich zu befahrenden Fahrstrecke bestimmt, in denen das Fahrzeug geeignet in einem segelnden Fahrzustand betrieben werden kann. Basierend auf derart bestimmten Daten wird dann ein sogenanntes Segel-Signal an den Fahrer über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle übermittelt, sobald eine derartig bestimmte Teilfahrstrecke erreicht wird. Im Anschluss wird ermittelt, ob der Fahrer über die Mensch-Maschine-Schnittstelle ein
vorbestimmtes Annahmesignal eingibt. Wird erkannt, dass der Fahrer ein
Annahmesignal eingegeben hat, wird automatisch die aktuator-aktivierbare Kupplung zum Trennen eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs angesteuert.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzvorrichtung, beispielsweise in Form eines Steuergeräts, die dazu eingerichtet ist, das
Verfahren gemäß dem oben genannten ersten Aspekt der Erfindung
auszuführen.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Wie einleitend ausgeführt, ist es bei Kraftfahrzeugen, die mit einer aktuator- aktivierbaren Kupplung ausgestattet sind, verhältnismäßig einfach, das
Kraftfahrzeug in einen segelnden Fahrzustand zu überführen. Allerdings ist bei bisherigen Fahrzeugen die Entscheidung, ob das Fahrzeug in einen segelnden Zustand überführt werden soll, allein basierend auf der Intuition des Fahrers getroffen worden. Da ein Fahrer jedoch im Allgemeinen nicht unentwegt darauf achtet, ob aktuell ein Segeln des Fahrzeugs sinnvoll ist, und da außerdem dem Fahrer meist keine oder nur unzureichende Informationen über die aktuell vor ihm liegende Teilfahrstrecke verfügbar sind, werden in der Praxis viele mögliche Teilfahrstrecken, in denen das Fahrzeug treibstoffsparend segelnd hätte betrieben werden können, ungenutzt bleiben.
Gemäß einer ersten Idee zu der vorliegenden Erfindung wird daher
vorgeschlagen, den Fahrer beim Erkennen solcher für ein Segeln geeigneter Fahrzustände zu unterstützen, indem diese Teilfahrstrecken zuvor automatisch bestimmt werden und dann bei Erreichen der jeweiligen Teilfahrstrecke dem Fahrer geeignet signalisiert werden.
Um die zum Segeln geeigneten Teilfahrstrecken bestimmen zu können, kann insbesondere auf Navigationskartendaten zurückgegriffen werden. Solche Navigationskartendaten können zweidimensionale oder dreidimensionale Informationen über vorausliegende zu befahrende Teilfahrstrecken enthalten. Anhand von zweidimensional vorliegenden Daten können beispielsweise vorausliegende Kurven erkannt werden und als Indiz dafür genutzt werden, dass das Kraftfahrzeug vor Erreichen der Kurve seine Geschwindigkeit drosseln sollte und demnach rechtzeitig in einen verlangsamenden segelnden Fahrzustand versetzt werden könnte. Anhand von dreidimensionalen Navigationskartendaten kann ferner beispielsweise erkannt werden, wenn eine vorausliegende
Teilfahrstrecke ein gewisses Mindestgefälle aufweist, so dass das Kraftfahrzeug diese Teilfahrstrecke ohne Motorantrieb und somit segelnd zurücklegen kann, ohne dabei signifikant langsamer zu werden. Die Navigationskartendaten können ferner eine Vielzahl weiterer Informationen enthalten wie zum Beispiel
Höhenangaben, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Steigungen, Kurven,
Ampelpositionen, Kreuzungen, etc. Alternativ oder ergänzend zu der Berücksichtigung von Navigationskartendaten beim automatisierten Bestimmen von zum Segeln geeigneten Teilfahrstrecken können auch andere im Fahrzeug zur Verfügung stehende Informationen genutzt werden. Beispielsweise können beim automatisierten Bestimmen Signale von Sensoren oder Messsystemen berücksichtigt werden, die eine aktuelle
Fahrgeschwindigkeit, aktuelle Beschleunigungen auf das Fahrzeug, Abstände und/oder Differenzgeschwindigkeiten zu vorausfahrenden Fahrzeugen,
Informationen aus Staumeldungen, Unfallmeldungen oder zu Straßensperrungen sowie Informationen zu regionalen Wetter- und Straßenverhältnissen, beispielsweise als Hinweis auf Regen oder Glatteis, angeben. Beispielsweise kann eine Segelempfehlung basierend auf fahrzeuginternen Größen oder einer Kombination davon ausgegeben werden, z.B. auf Grundlage des aktuellen Betriebspunktes des Verbrennungsmotors, z.B. wenn dieser bei Niedriglast mit einem schlechten Motorwirkungsgrad betrieben wird. Zugehörige Informationen oder anzuwendende Algorithmen oder Abfrageschemata können vorab im Fahrzeug gespeichert werden oder Informationen aktuell beispielsweise über Sensoren oder eine Datenfernübertragung abgerufen werden.
Eine zweite Idee zu der Erfindung kann darin gesehen werden, dem Fahrer nicht nur die aktuell vorliegende Möglichkeit eines segelnden Fahrzustandes zu signalisieren, sondern es ihm auch möglichst einfach zu machen, bei Erkennen eines entsprechenden Segel-Signals eine entsprechende Rückmeldung in Form eines Annahmesignals zu geben, anhand dessen die Fahrerassistenzvorrichtung erkennen kann, dass der Fahrer tatsächlich das Fahrzeug in einen segelnden Fahrzustand überführen lassen möchte, so dass die Fahrerassistenzvorrichtung daraufhin automatisiert die aktuator-aktivierbare Kupplung zum Trennen des Antriebsstranges des Kraftfahrzeugs ansteuern kann, um dem Wunsch des Fahrers zu entsprechen.
Um dem Fahrer das Erkennen einer zum Segeln geeigneten Teilfahrstrecke einerseits und die Möglichkeit einer Rückmeldung in Form eines Annahmesignals andererseits möglichst einfach zu gestalten, wird vorgeschlagen, das Segel- Signal wie auch das Annahmesignal über die gleiche Mensch-Maschine- Schnittstelle zwischen dem Fahrer und der Fahrerassistenzvorrichtung auszutauschen. Mit anderen Worten wird die Anzahl der Mensch-Maschine- Schnittstellen, die beim Durchführen des vorgeschlagenen Assistenzverfahrens eingesetzt werden sollen, auf eine einzige Schnittstelle minimiert. Unter einer Mensch-Maschine-Schnittstelle kann dabei eine Vorrichtung verstanden werden, die einerseits von einer Maschine geeignet angesteuert werden kann, um einem Menschen etwas zu signalisieren, und/oder andererseits auch von dem
Menschen dazu eingesetzt werden kann, irgendwie geartete Daten für eine
Maschine erkennbar einzugeben.
Es wurde dabei erkannt, dass ein Segel-Signal von einem Fahrer einfach und intuitiv als solches erkannt werden kann, wenn das Segel-Signal haptisch wahrnehmbar über ein als Mensch-Maschine-Schnittstelle wirkendes aktives
Fahrpedal an den Fahrer übermittelt wird. Gleichzeitig ist es für den Fahrer besonders einfach und intuitiv, auch das entsprechende Annahmesignal durch ein spezifisches Betätigen des aktiven Fahrpedals eingeben zu können. Unter einem aktiven Fahrpedal wird in diesem Zusammenhang ein Pedal verstanden, auf das beispielsweise mithilfe eines ankoppelnden Aktuators eine Gegenkraft zu der vom Fahrer ausgeübten niederdrückenden Betätigungskraft ausgeübt werden kann. Die Gegenkraft kann dabei zeitlich oder
positionsabhängig variiert werden, so dass beispielsweise ein Vibrieren oder Pumpen des Fahrpedals, eine an dem Fahrpedal kurzzeitig bewirkte zusätzliche
Gegenkraft oder ein variabler Druckpunkt des Fahrpedals bewirkt werden kann.
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, das Segel-Signal in Form einer temporär zu bewirkenden zusätzlichen Gegenkraft (Force Feedback) an dem aktiven Fahrpedal zu übermitteln. Das Segel-Signal kann dabei für den
Fahrer derart haptisch wahrnehmbar sein, dass das Fahrpedal bei Erreichen einer zum Segeln geeigneten Teilfahrstrecke seinen das Fahrpedal betätigenden Fuß durch Ausüben einer zusätzlichen Rückstellkraft zurückzuschieben zu scheint. Der Fahrer wird dies intuitiv als Signal deuten können,„vom Gas zu gehen", das heißt, eine Fahrpedalbetätigung zu lösen. In dem Wissen, dass das aktive Fahrpedal ihm auf diese Weise die Möglichkeit eines segelnden
Fahrzustands signalisieren möchte, kann der Fahrer nun selbstständig entscheiden, ob er diese Möglichkeit nutzen möchte oder nicht. Alternativ kann das Segel-Signal auch in Form eines Vibrierens oder Klopfens an dem aktiven Fahrpedal übermittelt werden. Für den Fall, dass er das Fahrzeug tatsächlich in den segelnden Fahrzustand überführen möchte, ist es besonders intuitiv, als Annahmesignal ein Lösen der Fahrpedalbetätigung anzunehmen. Mit anderen Worten kann die
Fahrerassistenzvorrichtung, nachdem sie ein haptisch wahrnehmbares Segel- Signal übermittelt hat, überwachen, ob der Fahrer den Druck auf das Fahrpedal daraufhin tatsächlich nachlässt, und dies als Annahmesignal erkennen und daraufhin die aktuator-aktivierbare Kupplung automatisiert zum Trennen des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs ansteuern. Alternativ zu einem über ein aktives Fahrpedal übermittelten haptisch
wahrnehmbaren Segel-Signal oder ergänzend hierzu kann das Segel-Signal auch optisch und/oder akustisch übermittelt werden. Beispielsweise ist es vorstellbar, als einzige Mensch-Maschine-Schnittstelle einen beleuchtbaren Schalter oder Taster vorzusehen, der zum Übermitteln des Segel-Signals aufleuchtet und daraufhin vom Fahrer zur Eingabe des Annahmesignals geschaltet bzw. gedrückt werden kann.
Eine Fahrerassistenzvorrichtung, die dazu ausgestattet ist, das zuvor
beschriebene Verfahren auszuführen, kann unter anderem eine Recheneinheit, eine Ausgabe-Schnittstelle, eine Eingabe-Schnittstelle und eine
Ansteuerungsschnittstelle aufweisen. Die Recheneinheit kann dabei dazu eingerichtet sein, Teilfahrstrecken, in denen das Kraftfahrzeug geeignet in einem segelnden Fahrzustand betrieben werden kann, automatisiert zu bestimmen. Die Ausgabe-Schnittstelle kann dazu eingerichtet sein, an einer Mensch-Maschine- Schnittstelle ein Segel-Signal an den Fahrer zu generieren, sobald eine derart bestimmte Teilfahrstrecke erreicht wird. Die Eingabe-Schnittstelle kann dazu eingerichtet sein, zu ermitteln, ob der Fahrer über die Mensch-Maschine- Schnittstelle ein Annahmesignal eingibt. Die Ansteuerungsschnittstelle kann letztlich dazu eingerichtet sein, sobald vom Fahrer die Eingabe eines
Annahmesignals erkannt wird, eine aktuator-aktivierbare Kupplung derart anzusteuern, dass der Antriebsstrang des Fahrzeugs automatisiert getrennt wird.
Das vorgeschlagene Assistenzverfahren kann insbesondere von einem programmierbaren Steuergerät ausgeführt werden. Das Steuergerät kann hierbei durch ein Computerprogramm programmiert werden, welches computerlesbare
Anweisungen enthält, die einen in dem Steuergerät enthaltenen Computer dazu anleiten, ein entsprechendes Verfahren auszuführen bzw. zu steuern. Ein solches Computerprogramm kann auf verschiedensten geeigneten
computerlesbaren Medien gespeichert und bereitgestellt werden, beispielsweise auf einer CD, DVD, einem Flashspeicher oder einem beliebigen anderen nicht- flüchtigen Speichermedium.
Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung beschrieben werden. Ein Fachmann wird erkennen, dass Merkmale in geeigneter Weise ausgetauscht oder kombiniert werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung und gegebenenfalls Synergieeffekten gelangen zu können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 veranschaulicht schematisiert eine Fahrerassistenzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Assistenzverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung Fig. 1 zeigt Merkmale und Bauteile einer erfindungsgemäßen
Fahrerassistenzvorrichtung 1 sowie von mit dieser zusammenwirkenden
Komponenten eines Kraftfahrzeugs.
Die Fahrerassistenzvorrichtung 1 weist eine Recheneinheit 3 auf, die Bestandteil eines Steuergeräts 5 des Kraftfahrzeugs ist. Über Schnittstellen 17, 18, 21 kann die Recheneinheit 3 sowohl mit einem aktiven Fahrpedal 9 als auch mit einer aktuator-aktivierbaren Kupplung 27 eines Antriebsstranges 23 des
Kraftfahrzeugs kommunizieren. Ferner kann die Recheneinheit 3 über eine Schnittstelle 19 Informationen von einem Navigationssystem 7 empfangen. Das aktive Fahrpedal 9 verfügt über einen Pedalhebel 1 1 , der von einem Fuß 10 eines Fahrers niederdrückend betätigt werden kann und der mittels einer Feder 15 hin zu einer Ruheposition vorgespannt ist. Mithilfe eines Aktuators 13 kann gezielt eine rückstellende Kraft auf den Pedalhebel 1 1 ausgeübt werden. Ein Sensor 14 kann eine aktuelle Position des Pedalhebels 1 1 ermitteln. Über die Ausgabe-Schnittstelle 17 kann die Fahrerassistenzvorrichtung 1 den Aktuator 13 ansteuern, insbesondere derart, dass ein für den Fahrer haptisch
wahrnehmbares Signal in Form beispielsweise einer Gegenkraft an dem
Pedalhebel 1 1 generiert wird. Über eine Eingabe-Schnittstelle 18 kann die Fahrerassistenzvorrichtung 1 erkennen, ob bzw. wie der Pedalhebel 1 1 vom Fahrerfuß 10 betätigt wird. Das aktive Fahrpedal 9 wirkt somit als einzige
Mensch-Maschine-Schnittstelle sowohl zum Übermitteln des Segel-Signals an den Fahrer als auch zum Eingeben des Annahmesignals an die Recheneinheit 3.
Über eine Ansteuerungsschnittstelle 21 kann die Fahrerassistenzvorrichtung 1 ferner einen Aktuator 29 der aktuator-aktivierbaren Kupplung 27 ansteuern. Die aktuator-aktivierbare Kupplung 27 ist dabei Teil eines Antriebsstranges 23, über den eine von einem Motor 25 erzeugte Kraft auf ein Getriebe 31 und letztendlich auf Räder 33 des Fahrzeugs übertragen wird. Der Motor 25 treibt dabei eine Welle 35 an. Zwei in einer Unterbrechung der Welle 35 vorgesehene
Kupplungsscheiben 37 sind relativ zueinander verlagerbar und damit
voneinander trennbar. Die Kupplungsscheiben 37 sind dabei zusätzlich zu einer Verlagerbarkeit durch Betätigen eines Kupplungspedals (in der Figur nicht dargestellt) auch über den Aktuator 29 verlagerbar. Nachfolgend wird ein von einer solchen Fahrerassistenzvorrichtung 1
durchführbares Verfahren mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben.
Zunächst werden von der Recheneinheit 3 Teilfahrstrecken automatisiert bestimmt, in denen das Kraftfahrzeug geeignet in einem segelnden Fahrzustand betrieben werden kann (Schritt S1 ). Die Recheneinheit 3 kann hierzu
Navigationskartendaten von dem Navigationsgerät 7 empfangen. Diese Navigationskartendaten können unter anderem Informationen zu einer von dem Fahrer zuvor eingegebenen Route oder über einen wahrscheinlichsten Weg (most probable path) sowie über einen entsprechenden Streckenverlauf einschließlich der dabei auftretenden Kurven, Steigungen, Gefälle, Hindernisse, etc. enthalten. Ferner können auch Informationen zu Verkehrs-, Straßen- und/oder Wetterlagen oder Ähnlichem enthalten sein. Die Recheneinheit kann basierend auf solchen Informationen und unter Berücksichtigung vordefinierter Kriterien dann ermitteln, welche Teilfahrstrecken der voraussichtlichen
Gesamtstrecke sich für einen segelnden Fahrzustand eignen, das heißt beispielsweise auf welchen Teilfahrstrecken das Fahrzeug auch ohne Antrieb durch den Motor 25 für den Fahrer akzeptabel ausreichend Geschwindigkeit behält bzw. gezielt vor Kurven oder Hindernissen ausrollen könnte.
Nachdem geeignete Teilfahrstrecken bereits zu Beginn einer Fahrt oder zumindest kurz vor Erreichen solcher Teilfahrstrecken als für einen segelnden Fahrzustand geeignet erkannt wurden, wird kontinuierlich überprüft, ob das Fahrzeug aktuell eine derart bestimmte Teilfahrstrecke erreicht hat (Schritt S2). Sobald das Erreichen einer solchen Teilfahrstrecke erkannt wurde, wird dem Fahrer ein Segel-Signal über das als Mensch-Maschine-Schnittstelle dienende aktive Fahrpedal 9 übermittelt (Schritt S3). Hierzu wird der Aktuator 13 von der Fahrerassistenzvorrichtung 1 derart angesteuert, dass an dem aktiven Fahrpedal 9 eine der Beschleunigungsrichtung entgegengesetzte, d.h. in Richtung hin zu der Ruhestellung des Pedals wirkende Kraft aufgebracht wird.
Im Anschluss wird überprüft, wie der Fahrer auf ein solches Segel-Signal reagiert (Schritt S4). Hierzu wird mithilfe des Sensors 14 überwacht, ob bzw. wie sich die Position des Pedalhebels 1 1 ändert.
Solange die Position des Pedalhebels 1 1 unverändert bleibt oder der Pedalhebel 1 1 sogar weiter niedergedrückt wird, wird dies als Zeichen dafür interpretiert, dass der Fahrer nicht zu einem segelnden Fahrzustand übergehen möchte. In diesem Fall wird kontinuierlich überprüft, ob weiterhin die zum Segeln geeignete Teilfahrstrecke befahren wird (Schritt S5). Solange dies weiterhin der Fall ist, wird damit fortgefahren, zu überprüfen, ob der Fahrer signalisiert, dass in einen segelnden Fahrzustand übergegangen werden soll (Schritt S4). Ansonsten wird überprüft, ob die nächste zum Segeln geeignete Teilfahrstrecke erreicht wurde (Schritt S2).
Sofern der Fahrer den Pedalhebel 1 1 entlastet oder vollständig loslässt, wird dies als Annahmesignal interpretiert, mit dem der Fahrer angeben möchte, dass tatsächlich in einen segelnden Fahrzustand übergegangen werden soll. Die Fahrerassistenzvorrichtung 1 steuert daraufhin automatisch den Aktuator 29 der aktuator-aktivierbaren Kupplung 27 dazu an, den Antriebsstrang 23 durch Auseinanderfahren der Kupplungsscheiben 37 zu trennen. Eine Kraftübertragung zwischen den Rädern 33 und dem Motor 25 des Kraftfahrzeugs ist hiermit unterbrochen und das Fahrzeug kann frei segeln.
Abschließend wird dann überwacht, ob die zum Segeln geeignete Teilfahrstrecke weiterhin befahren wird oder ob der Fahrer eventuell ein weiteres Signal eingegeben hat, mit dem er angibt, dass der segelnde Fahrzustand verlassen werden soll (Schritt S7). Solange dies nicht der Fall ist, bleibt der Antriebsstrang unter Ansteuerung durch die Fahrerassistenzvorrichtung 1 getrennt. Letztendlich wird der segelnde Fahrzustand dann durch geeignete Ansteuerung des Aktuators 29 der aktuator-aktivierbaren Kupplung 27 beendet und zu einer Überwachung, ob eine weitere zum Segeln geeignete Teilfahrstrecke erreicht wurde (Schritt S2), zurückgekehrt.
Mithilfe des hierin beschriebenen Assistenzverfahrens bzw. der hierin
beschriebenen Fahrerassistenzvorrichtung kann ein Fahrer nicht mehr nur intuitiv das Fahrzeug zum Segeln veranlassen, sondern kann gezielt unter
Berücksichtigung objektiver Daten und Informationen, beispielsweise aus
Navigationskartendaten, dazu motiviert werden, an geeigneten Teilfahrstrecken in einen segelnden Fahrzustand zu wechseln. Insbesondere, wenn dabei der Motor 25 ausgeschaltet wird, kann hierdurch erheblich Treibstoff und C02 eingespart werden.

Claims

Ansprüche
Verfahren zum Assistieren eines Fahrers beim kraftstoffsparenden Segeln eines Kraftfahrzeugs mit einer aktuator-aktivierbaren Kupplung (27), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren aufweist:
automatisiertes Bestimmen (S1 ) von Teilfahrstrecken, in denen das
Kraftfahrzeug geeignet in einem segelnden Fahrzustand betrieben werden kann;
Übermitteln (S3) eines Segel-Signals an den Fahrer über eine Mensch- Maschine-Schnittstelle (9), sobald eine derart bestimmte Teilfahrstrecke erreicht wird (S2);
Ermitteln (S4), ob der Fahrer über die Mensch-Maschine-Schnittstelle (9) ein Annahmesignal eingibt;
bei Vorliegen eines von dem Fahrer eingegebenen Annahmesignals, automatisiertes Ansteuern (S6) der aktuator-aktivierbare Kupplung (27) zum Trennen eines Antriebsstranges (23) des Kraftfahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Segel-Signal haptisch wahrnehmbar über ein als Mensch-Maschine-Schnittstelle wirkendes aktives Fahrpedal (9) an den Fahrer übermittelt wird und der Fahrer das Annahmesignal durch spezifisches Betätigen des aktiven Fahrpedals (9) eingeben kann.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Segel-Signal als zusätzliche
Gegenkraft, als Klopfen oder als Vibration an dem aktiven Fahrpedal (9) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei der Fahrer das Annahmesignal durch Lösen einer Fahrpedalbetätigung eingeben kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Teilfahrstrecken, in denen das Kraftfahrzeug geeignet in einem segelnden Fahrzustand betrieben werden kann, anhand von Navigationskartendaten bestimmt werden.
Fahrerassistenzvorrichtung (1 ) zum Assistieren eines Fahrers beim kraftstoffsparenden Segeln eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzvorrichtung (1 ) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.
Fahrerassistenzvorrichtung nach Anspruch 6, aufweisend:
eine Recheneinheit (3), die dazu eingerichtet ist, Teilfahrstrecken, in denen das Kraftfahrzeug geeignet in einem segelnden Fahrzustand betrieben werden kann, automatisiert zu bestimmen;
eine Ausgabe-Schnittstelle (17), die dazu eingerichtet ist, an einer Mensch- Maschine-Schnittstelle (9) ein Segel-Signal an den Fahrer zu generieren, sobald eine derart bestimmte Teilfahrstrecke erreicht wird;
eine Eingabe-Schnittstelle (18), die dazu eingerichtet ist, zu ermitteln, ob der Fahrer über die Mensch-Maschine-Schnittstelle (9) ein Annahmesignal eingibt;
eine Ansteuerungsschnittstelle, die dazu eingerichtet ist, bei Vorliegen eines von dem Fahrer eingegebenen Annahmesignals, eine aktuator-aktivierbare Kupplung (27) zum Trennen eines Antriebsstranges (23) des Kraftfahrzeugs automatisiert anzusteuern.
Computerprogrammprodukt, welches computerlesbare Anweisungen enthält, die einen Computer dazu anleiten, ein Verfahren gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 5 zu steuern.
Computerlesbares Medium mit einem darauf gespeicherten
Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 8.
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