WO2018028997A1 - Verfahren zur unterstützung eines fahrers bei der führung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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Reimund Limbacher
Daniel Lepczyk
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Audi Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for assisting a driver in the guidance of a motor vehicle.
  • the invention relates to a motor vehicle.
  • High efficiency is an essential feature of modern motor vehicles.
  • motor vehicles are increasingly used in addition to a Verl s internal combustion engine or alternatively electric motors, which are powered by vehicle-mounted batteries with energy.
  • a Verl s internal combustion engine or alternatively electric motors which are powered by vehicle-mounted batteries with energy.
  • hybrid or electric vehicles often operating modes of the motor vehicle are provided which allow a choice between a high mileage and high energy efficiency. This is particularly relevant for purely electric powered vehicles, since the range of the motor vehicle can be increased significantly by choosing a correspondingly efficient driving mode until the next required charge.
  • the object of the invention is to specify a demge-5 improved method to a driver in a to support energy-efficient driving without restricting driving comfort or driving performance too much.
  • Controlling at least one hinting means for outputting an indication to the driver when a current driving speed of the motor vehicle exceeds the target maximum speed and / or controlling the driving speed of the motor vehicle by a longitudinal driving assistance system, wherein the target maximum speed is used as a maximum speed or a target speed for the control.
  • this method has the advantage that the motor vehicle can be automatically or as- sistiert or by a corresponding indication to the driver in significantly more driving situations at a reduced speed can be performed. If a speed were fixed, this could only be the case for certain driving situations, for example for operation on a motorway or on a country road, but not for operation in urban areas. result in a speed reduction.
  • the method according to the invention makes it possible to increase the efficiency in all driving situations.
  • the motor vehicle may have at least one surroundings detection device for detecting the surroundings data.
  • the environment detection device may be, for example, a camera.
  • image data of a camera for example, road signs can be recognized, which specify a permissible driving speed.
  • other factors can be taken into account that can affect a permissible driving speed, such as a weather situation.
  • map data which contain information about permissible driving speeds can also be used to determine the permissible driving speed.
  • a position determination device of the motor vehicle for example a satellite-based position determination system, the position of the motor vehicle with respect to these map data can be determined in order to determine a corresponding permissible travel speed. This functionality can be provided for example by a navigation device of the motor vehicle.
  • the reduction amount and / or the scaling factor may be fixed, for example, at the factory or by a driver, but also dependent on further parameters that describe a state of the motor vehicle or can be determined from the environmental data.
  • the amount of reduction and / or the scaling factor may depend on a state of charge of an energy store.
  • the setpoint maximum speed is always positive and lies between zero and the permissible travel speed.
  • the control can take the form of a regulation.
  • the longitudinal driver assistance system can be a, in particular predictive, speed limiter. By this, a maximum speed, in particular the desired maximum speed, given which may not be exceeded or which may not be exceeded for a specified time or distance interval or may not be exceeded without separate driver action, for example a kickdown.
  • a driver assistance system that assists or automates the motor vehicle, so that at least for the longitudinal guidance no direct driving intervention by the driver is required.
  • the driver assistance system can also be a cruise control system which regulates the speed of the motor vehicle to a predetermined setpoint speed, in particular the setpoint maximum speed.
  • the driver assistance system may also be an adaptive cruise control (ACC), which, when the motor vehicle is behind another motor vehicle, automatically regulates a distance and otherwise the speed of the motor vehicle to a desired speed, in particular the Target maximum speed, regulates.
  • ACC adaptive cruise control
  • the desired maximum speed can be between 95% and 60% of the permissible travel speed.
  • the ratio of the desired maximum speed to the permissible driving speed may depend on a plurality of parameters, whereby preferably a predetermined reduction always takes place and further reductions are carried out as a function of specific conditions or parameters. For example, it may be predetermined at the factory or the driver that the setpoint maximum speed is reduced by 5 to 20%, that is to say between 95 and 80%, of the permissible driving speed. Depending on further parameters, which are explained in more detail below, further reductions can be provided by, for example, 5 to 10%, which are used as a result of the driving situation. In the following examples, further reductions that depend only on a single parameter are frequently explained.
  • these reductions are freely combinable, for example by adding the respective reduction amounts, multiplying the respective scaling factors or calculating a total scaling factor by subtracting a plurality of percentage reductions of 100%.
  • the reduction can be gradual, continuously or continuously from a certain threshold for the parameter.
  • a continuous reduction is possible, for example, by interpolation from a table of values, which assigns a specific reduction of the nominal maximum speed to certain parameter values.
  • the reduction amount and / or scaling factor can be determined as a function of a detected charge state of an energy store of the motor vehicle and / or a detected fill state of a fuel tank of the motor vehicle.
  • the reduction amount or scaling factor specified by the manufacturer or the driver can be used.
  • a filling level between 40 and 60%, in particular at 50% a reduction by a further 1 to 5%, in particular by 2%, take place.
  • the further reduction can be increased so that it is in a range between 3 and 10%, in particular 5%.
  • the further reduction of the desired maximum speed beyond the predetermined reduction amount or scaling factor can, as explained, be carried out stepwise or it can be interpolated between the different values.
  • the reduction amount and / or the scaling factor can additionally or alternatively be determined as a function of information determined by a navigation device, which describes a distance to a predefined destination location and / or the road type of the route section currently or probably to be traveled in the future.
  • a range excess can be taken into account, that is to say a difference between a residual range calculated as a function of the state of charge of the energy store or of the fill level of the fuel tank and a distance to the destination.
  • the target maximum speed at a residual range of more than 50 km that is to say with an anticipated remaining range at the destination of more than 50 km, can not be reduced beyond the driver-side or factory-set reduction amount or scaling factor.
  • the target maximum speed can be reduced by a further 3%, with a range excess of less than 10 km by a further 5%.
  • the values given are purely exemplary and can be adapted to the specific motor vehicle.
  • the calculation of residual ranges is known in the art and will not be explained in detail. It can be done, for example, by taking into account the average consumption for a given time or distance interval. It is also possible for route data provided by the navigation device to be taken into account for a prospective route to the destination.
  • Different reduction amounts and / or scaling factors may be preset at the factory or at the driver side for different types of road. For example, a higher reduction amount or a smaller scaling factor can be used on multi-lane roads since the driving speeds of different motor vehicles can differ more greatly and motor vehicles can be overtaken more easily, so that the reduced traffic of a motor vehicle does not inhibit the traffic flow too much becomes. Accordingly, for example, highways, highways, and roads within locations may be given different reduction amounts or scaling factors.
  • At least one additional traffic participant can be detected by at least one surroundings detection device, the reduction amount and / or the scaling factor being determined as a function of a distance and / or a relative speed of the further traffic participant to the motor vehicle. It is thus possible in the method according to the invention that the calculation of the desired maximum speed is adapted to a traffic flow or the current traffic situation. It was recognized here that a low speed for a driver is particularly distracting if it differs greatly from the speed of other motor vehicles in the immediate vehicle environment, in particular in front of or behind the motor vehicle. By a Reduction of the reduction amount or the choice of a larger scaling factor in such traffic situations, the acceptance of the method according to the invention can be increased.
  • a road user can be detected as another road user, who is behind the motor vehicle, in particular on the same lane.
  • the desired maximum speed can thus be adjusted such that the efficient guidance of one's own motor vehicle does not inhibit the flow of traffic too much or that the driver is not given the impression that the efficient guidance of the motor vehicle disturbs other road users.
  • the reduction amount and / or the scaling factor can be determined as a function of a driver type determined in the current driving mode of the motor vehicle and / or in dependence on a determined weather information describing a weather position at the actual position of the motor vehicle and / or as a function of a current time and / or or a current date.
  • a driver type can be specified by the user or can be determined or adapted during ongoing driving.
  • a driver type can describe whether a driver tends to be more dynamically sporty or more comfortable or efficient. This can be determined, for example, by a statistical evaluation of the driving behavior. It is also possible that a corresponding driver type is stored on a device associated with the driver, for example on a mobile telephone or a vehicle key, and is transmitted to the motor vehicle during the use of the motor vehicle by the driver through the corresponding device.
  • An evaluation of the driver type makes it possible, for example, to provide lower reduction amounts or larger scaling factors for sporty dynamic drivers, whereby a lower efficiency gain is achieved, but a less significant limitation of the driving operation takes place, whereby the acceptance of the method according to the invention can be increased.
  • an appointment database can be provided, which is provided in the motor vehicle or to which the motor vehicle can access via a communication device of the motor vehicle, and in which the appointments of the driver and / or at least one vehicle occupant are stored.
  • the appointments can be linked to specific destinations. Depending on the destination, a remaining travel time can be predicted and from this, depending on the current time, a presumptive arrival time can be determined. By comparing the estimated time of arrival with the time associated with the appointment, a time reserve can be calculated that indicates how long before the appointment the vehicle is likely to reach the assigned destination.
  • the amount of reduction and / or the scaling factor may be calculated as a function of this time reserve, with a smaller time margin resulting in a smaller amount of reduction and / or a higher scaling factor, that is, less efficient but faster driving, and vice versa.
  • a speed limiter or a cruise control or a gap control may be used as the driver assistance system.
  • the speed limiter can be a predictive speed limiter that evaluates surroundings data of a section of track ahead and determines a limit speed from this.
  • the overspeed governor may inhibit a provision of torque if the current vehicle speed is greater than the limit speed and potentially also interferes with driving by braking. Speed or distance controls have already been explained above.
  • the hint can be output as a haptic reference via an actuatable accelerator pedal of the motor vehicle as a warning device.
  • an indication can be given by the fact that a back pressure on the accelerator pedal is built by the actuator, which the driver must overcome by an additional force to continue to operate the accelerator pedal.
  • a vibration of the accelerator pedal could be excited.
  • the driving speed of the motor vehicle can be controlled by a longitudinally guiding driver assistance system, wherein the setpoint speed is then visualized for the driver by driving a display device when the setpoint speed has changed within a predetermined preceding time interval and / or distance interval.
  • the target speed may be the target maximum speed.
  • the display of the target speed in a longitudinal guidance by a driver assistance system during periods in which the target speed does not change for a predetermined time and / or distance interval can not be displayed. This is particularly advantageous if, for reasons of efficiency, relatively large deviations from the setpoint speed or deviations from the setpoint speed over longer periods are permitted, since when the setpoint speed is displayed the driver perceives a strong deviation of the setpoint speed from the actual driving speed as a malfunction of the cruise control could. Nevertheless, in the proposed procedure, the target speed is visualized in those cases when it changes, so that a change in the driving behavior for the driver remains traceable.
  • the invention relates to a motor vehicle having a control device, by means of which the method according to the invention can be carried out.
  • the control device is thus designed to carry out the method according to the invention. This can be done by appropriate programming and / or shading. It is possible that further components of the motor vehicle are designed in such a way that the motor vehicle can execute the above-explained variants of the method according to the invention or parts of these variants. For example, can a motor vehicle having a corresponding necessary sensors, actuators or the like.
  • the motor vehicle according to the invention can be further developed with the features mentioned for the method according to the invention with the advantages mentioned there.
  • the control device may be configured to switch from a first to a second operating mode when a predetermined switching condition is met, and in the first operating mode to activate the indicating device to output an indication when a current driving speed of the motor vehicle exceeds the permissible driving speed and or to use the permissible travel speed as the maximum speed or the set speed for the control of the speed and to carry out the method according to the invention in a second operating mode.
  • the method according to the invention can thus be carried out by the control device only in a specific operating mode, for example in an efficiency mode, and the indication or control of the driving speed can be related to the determined permissible driving speed in a further operating mode.
  • the changeover between the operating modes can take place as a function of a user input by the driver.
  • the switching takes place in dependence on certain driving parameters, which are explained in more detail below.
  • the transition between the two operating modes can be done by hard switching, but it is also possible that a quasi-continuous transition occurs. This is possible, for example, in that in the first operating mode, although a desired maximum speed is calculated and used as explained above, a scaling factor of 1 or a reduction amount of 0 is used to calculate this desired maximum speed. Switching to the second operating mode in this case takes place in that the scaling factor is reduced or the reduction amount is increased.
  • the control device can be set up to switch from the second to the first operating mode if a predetermined further changeover occurs.
  • switching condition is met.
  • the further switchover condition may be that the switchover condition is not fulfilled.
  • a corresponding procedure is particularly advantageous if the changeover takes place as a function of an operator input of a driver, as a result of which the driver can switch between the two operating modes. If a changeover takes place as a function of driving parameters, it is advantageous if the further switching condition is selected such that a hysteretic switching takes place, that is to say that no changeover of the operating mode takes place within a specific parameter interval, irrespective of the currently used operating mode.
  • the fulfillment of the switchover condition can be based on a detected state of charge of an energy store of the motor vehicle and / or on a detected fill level of a fuel tank of the motor vehicle and / or information that can be provided by a navigation device of the motor vehicle, which is a distance to a predefined destination location and / or the road type of the vehicle currently or probably future route section describes, and / or from a predetermined or in the current driving operation of the motor vehicle determined driver type and / or from a determined a weather condition at the actual position of the motor vehicle descriptive weather information and / or a current time and / or depend on a current date and / or a distance and / or a relative speed of a detected further road user to the motor vehicle.
  • the dependencies and evaluation options described above for adapting the reduction amount or the scaling factor can be used to determine the operating state. For example, as explained above, a range excess can be determined and, depending on the determined excess range, it can be determined whether the control device is to be operated in the first or in the second operating mode. As another example, the above-described time reserve can be evaluated between an appointment stored in an appointment database and an expected one Arrival time is located, and depending on this time reserve can be determined whether the controller is operated in the first or second operating mode.
  • the dependencies for the switchover condition explained above can also be used for the further switchover condition. Particularly advantageously, the further switching condition can evaluate the distance and / or relative speed of the detected further road user. For example, can be switched back to the first operating mode when the traffic density around the motor vehicle is high and drive the other road users faster than your own motor vehicle or when a motor vehicle on the same lane densely pops up.
  • At least one consumer of the motor vehicle can be deactivated or put into an energy-saving mode by the control device and / or at least one drive motor of the motor vehicle can be activated in such a way that a maximum provided power and / or a maximally provided torque and / or one provided Power and / or a torque provided at at least one predetermined pedal position of an accelerator pedal of the motor vehicle are smaller than in the first operating mode.
  • the deactivated consumers may be comfort consumers, in particular an air conditioning system.
  • a reduction in the power and / or torques provided has a particular effect on the acceleration.
  • a dependency of the provided power and / or the provided torque on the pedal position can be predetermined in the form of a transfer function, for example an accelerator pedal characteristic.
  • control device can be operated in a third operating mode in which consumers of the motor vehicle are deactivated or put into an energy-saving mode and / or as previously explained, or torques are reduced, wherein an indication, speed limit and / or Control of the speed is not done or depending on the permissible travel speed.
  • This third mode of operation may be manually selectable or automatically selected.
  • the third operating mode can be, in particular, an intermediate stage of the driving parameter-dependent control, so that when a driving parameter is changed, for example when the state of charge of an energy store is reduced or a range excess is reduced below a limit, first from the first operating mode to the first third mode of operation is changed and will be changed to a further limit value in the second operating mode only at a further reduction of the state of charge or the excess range.
  • the control device can be set up to control the driving speed by the longitudinal driver assistance system in both the first and second operating modes such that the driving speed lies within a tolerance interval around the desired speed, wherein the tolerance interval in the second operating mode is greater than in the first operating mode ,
  • the setpoint speed may in particular be the setpoint maximum speed.
  • tolerance intervals also make it possible to respond to adjustments to the target speed delayed, which less strong acceleration and / or braking operations are required, which the Further increase efficiency.
  • Tolerance intervals are limited in the prior art in that an acceptable driving speed is usually not or only slightly exceeded. Since in the second operating mode according to the invention a lower target maximum speed for controlling the vehicle speed is specified as the maximum or target speed, larger tolerance intervals can be used in this operating mode, whereby the efficiency of the driving operation can be further increased.
  • the tolerance intervals it should be noted that it is quite possible that the driving speed in certain driving situations leaves the tolerance interval.
  • At least one additional condition may be specified, the driving speed being maintained only in the case of fulfillment or non-fulfillment of the additional condition in the tolerance interval. For example, a minimum distance to other road users can be specified, when falling below the minimum distance, the driving speed is lowered below the tolerance interval or the like.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the motor vehicle according to the invention
  • FIG. 3 shows the course of velocities in a guide of a motor vehicle according to the invention along a driving route in different operating modes of the motor vehicle.
  • step S1 an allowable Sige driving speed of a current or expected to be traveled in the future section of road determined. This is done by evaluating environment data describing the motor vehicle environment.
  • the environment data can be obtained, for example, by the front vehicle environment being encompassed by a camera on the side of the vehicle. Through image processing of the image data of the camera, traffic signs or other indications of permissible driving speeds can be detected and the permissible driving speed can be determined.
  • map data describing the environment of the motor vehicle may be stored locally in the motor vehicle or provided via a wireless data connection.
  • a position detection device for example a GPS sensor, of the motor vehicle can be used to determine a current position of the motor vehicle and to select from this position map data relating to the current route section or the route section that is likely to be traveled in the future.
  • this position map data relating to the current route section or the route section that is likely to be traveled in the future.
  • permissible driving speeds for the individual sections can be stored, whereby this also an additional driving speed can be determined.
  • step S2 driving parameters are detected, as a function of which the permissible driving speed can be processed as explained below. These driving parameters are later evaluated to determine the extent to which an efficiency of a driving operation is to be increased by the motor vehicle is guided slower than the permissible driving speed.
  • Driving parameters that may be relevant for this purpose are a charge state of an energy store or a fill level of a fuel tank of the motor vehicle, information provided by a navigation device of the motor vehicle, which describes a distance to a predefined destination location and / or the road type of the route section or in the current driving operation of the motor vehicle determined driver type, a determined weather position at the actual position of the motor vehicle, a current time or a date and / or data of other road segments operator, in particular their distance or relative speed to the own motor vehicle.
  • the acquired data can be used directly for the parameterization of the following process steps, or further quantities can be calculated from these parameters.
  • a remaining range for the motor vehicle can be predicted and the remaining range can be evaluated below as a driving parameter. If a corresponding residual range has been calculated and, in addition, a distance to a predefined destination is determined, a coverage excess from the difference between the remaining range and the distance to the predefined destination can additionally be calculated and taken into account below as the driving parameter.
  • a time or a date can be taken into account in such a way that an appointment time for an appointment at a predefined destination is determined from an appointment database which is provided on the motor vehicle side or provided to the motor vehicle by a third party device, for example a mobile telephone.
  • a predicted time of arrival at the predetermined destination can be determined. From the time difference between the arrival time and the appointment time, a time reserve can be calculated which indicates how much before the appointment the motor vehicle is expected to reach the destination. This time reserve can be evaluated in the further process as a driving parameter.
  • a switching condition is evaluated by the control device of the motor vehicle, the fulfillment of which depends on at least parts of the driving parameters discussed in relation to step S2.
  • the switchover condition may in particular depend on a comparison of at least one of the driving parameters with a respective limit value. In this case, the comparison results "and" and / or "or” can be linked. For example, the switching condition may be met if the state of charge of an energy storage device of the motor vehicle and / or a coverage excess are below a respective limit value. If the switching condition is met, then the control device is operated in the second operating mode and the method continues from step S4. Otherwise, the control device is operated in the first operating mode and the method is continued from step S8.
  • step S4 a target maximum speed which is smaller than the allowable vehicle speed determined in step S1 is calculated. This is done by subtracting a predetermined amount of reduction from the allowable vehicle speed, or by multiplying the allowable vehicle speed by a predetermined scale factor.
  • the reduction amount or the scaling factor are in this case specified as a function of at least parts of the driving parameters determined in step S2. This will be described below using the example of a scaling factor.
  • a first reduction can be preset at the factory or set by a driver, which can be, for example, between 5 and 20%, in particular 10%. If there is no further reduction due to the driving parameters, a scaling factor thus results between 80 and 95%, preferably 90%. This scaling factor can be further reduced depending on various driving parameters.
  • a current state of charge of an energy storage or a remaining range can be considered. If the energy store is fully charged, the scaling factor is not further reduced. In the case of half full energy storage, for example, the scaling factor can be reduced by a further 3%, and for an almost empty energy storage, for example, at a charge state of less than 20%, by a further 5%. The further reduction of the scaling factor can be done stepwise or it can be interpolated between the different values mentioned.
  • a range excess can be calculated, wherein the scaling factor is not further reduced for a range excess of more than 50 km, for example, at a range excess between 10 and 50 km is reduced by a further 3% and at a critical coverage surplus less than 10 km, for example by a further 5%.
  • the reduction can take place in stages or it can be interpolated between individual values.
  • the calculated further reduced or not further reduced scaling factor is then multiplied by the permissible travel speed to determine a target maximum speed.
  • step S5 the target maximum speed determined in step S4 is set as a target speed for controlling a vehicle speed by a driver assistance system.
  • the driver assistance system is a cruise control system which performs the longitudinal guidance of the motor vehicle in such a way that the driving speed is maintained within a tolerance interval around the desired speed.
  • a driver assistance system in a further alternative embodiment, it would be possible for a driver assistance system to be controlled which limits a maximum travel speed to the nominal maximum speed or for an indication, in particular a haptic indication via an accelerator pedal, to a driver if the nominal maximum speed is exceeded.
  • step S6 further components of the motor vehicle relating to the longitudinal guidance of the motor vehicle are configured. Due to the operation of the motor vehicle in the second operating mode, a tolerance interval for the cruise control system is set, which is greater than in the case of the first operating mode, which will be explained later. In addition, a limited by the engine of the motor vehicle provided power or a torque provided.
  • the longitudinal guidance is performed in accordance with the parameter set in step S5 and step S6 in step S7.
  • the longitudinal guidance is as known from the prior art, but instead of a manually selected by the driver target speed, the target maximum speed is used as the target speed. Subsequently, the process is repeated from step S1.
  • step S8 In the first operating mode, that is to say when the switchover condition is not met in step S3, the method is continued in step S8, in which the setpoint speed or the maximum speed for automatic longitudinal guidance of the motor vehicle is set equal to the permissible travel speed.
  • step S9 then follows the setting of the other parameters of the longitudinal guide. In this case, a narrower tolerance range is chosen than that discussed at step S6, since the motor vehicle is already being moved at the permissible driving speed and, accordingly, no excessive deflections of the driving speed should take place.
  • the longitudinal guide is made such that the power provided by the engine and the torque provided are not limited. Subsequently, the longitudinal guidance takes place in step S7 as already explained.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a motor vehicle 1, which has a control device 2, which is designed to carry out the method explained above.
  • an environment detection device 3 namely a camera in the front region of the motor vehicle
  • surrounding environment data describing the motor vehicle environment are detected.
  • the image data acquired by the camera are processed by the control device 2 in order to determine a permissible driving speed. This can be done by detecting street signs in the image data.
  • information about a permissible driving speed can also be provided by the navigation device 4.
  • the navigation device 4 comprises a position detection device for detecting the vehicle position, for example a GPS sensor, and a memory device which stores map data having a road network with associated permissible Travel speeds stores. From this information, the additional driving speed can be determined and provided to the control device 2.
  • the control device 2 has two operating modes, wherein in a second operating mode the efficiency of the motor vehicle 1 is increased by a speed control not taking place as a function of the permissible driving speed but as a function of a comparatively lower desired maximum speed.
  • the control device 2 communicates with a plurality of further components of the motor vehicle 1. From an energy storage 5, a current state of charge of the energy storage 5 is provided. From the temporal change of the state of charge can be calculated by the control device 2, for example, an anticipated range of the motor vehicle 1.
  • the navigation device 4 provides information about a currently traveled road type and about a distance to a predefined destination. From this, for example, a range excess can be calculated by the control device 2.
  • a further surroundings detection device 34 namely a further camera, is also provided in the rear of the motor vehicle.
  • the control device 2 can determine information about the surrounding traffic flow from the surrounding data provided by the surroundings detection device 3 and the further surroundings detection device 34 and, for example, operate the control device in the first operating mode or relatively high at a high traffic density and in particular other motor vehicles located close behind the motor vehicle 1 Use scaling factors or relatively small amounts of reduction in order to reduce the driving speed of the motor vehicle 1 only slightly or not.
  • the control device 2 For longitudinal guidance of the motor vehicle, the control device 2 on the one hand, a drive motor 6 of the motor vehicle and on the other hand brakes 7 of the Activate motor vehicle to specify the driving speed of the motor vehicle.
  • the control device 2 also controls a display device 8 to inform the driver about the current driving operation.
  • the display device 8 shows the current speed and, depending on the driving situation, a desired speed of the cruise control.
  • the setpoint speed is displayed only in those driving situations in which the setpoint speed was recently adjusted and thus the actual speed is updated to the new setpoint speed.
  • the setpoint speed is not displayed since, due to the large tolerance ranges used in the second operating mode, large deviations between the setpoint speed and the actual speed can result, which a driver as a malfunction the speed control could be interpreted.
  • the control device 2 is also operable in a further operating mode, which substantially corresponds to the second operating mode, wherein instead of controlling the vehicle speed depending on the target maximum speed, the target maximum speed is used to give the driver an indication when the current speed at a manual guidance of the motor vehicle exceeds the target maximum speed.
  • the indicating device 32 is actuated, which is formed by an actuatable accelerator pedal of the motor vehicle. The control is carried out such that upon reaching the desired maximum speed, a back pressure on the accelerator pedal is established, whereby a driver is advised that he should not drive faster. Alternatively, for example, it would be possible to vibrate the accelerator pedal 32 to give an indication to the driver.
  • the motor vehicle 1 also has a consumer 33, for example an air conditioning system, which is deactivated during operation of the control device 2 in the second operating mode in order to further increase the energy efficiency of the motor vehicle 1.
  • FIG. 3 shows the differences between the different operating modes of the motor vehicle 1 explained with reference to FIGS. 1 and 2 during a driving operation along a route comprising three road sections 9, 10, 11 each with predefined permissible driving speeds 12, 13, 14.
  • the speed profile for the motor vehicle 1 in the first operating mode is represented by the curve 28 and the speed profile for the second operating mode by the curve 29.
  • the control is carried out in the first operating mode such that the desired speeds 15, 16, 17 for the sections 9, 10, 1 1 are each specified as the permissible driving speed 12, 13, 14 in the corresponding section 9, 10, 1 1.
  • the power and the torque of the drive motor 6 are not limited, there is a change between the desired speeds 15, 16, 17 over relatively short distances.
  • nominal maximum speeds are predetermined as the desired speeds 18, 19, 20, which, as explained with reference to FIG. 1, are calculated by multiplying the permissible driving speeds 12, 13, 14 by predetermined scaling factors.
  • the target speeds 18, 19, 20 are smaller by reduction amounts 21, 22, 23 than the target speeds 15, 16, 17 in the first operating mode.
  • the change between the target speeds 18, 19, 20 over longer distances than the change between the target speeds 15, 16, 17 in the first operating mode.
  • a larger tolerance interval 31 is also used in the second operating mode than in the first operating mode. This is indicated by the dashed deviations 30 of the travel speed in the second operating mode.
  • a display of the setpoint speed is only to be carried out in regions in which different target speeds are used. is changed. Therefore, the target speed in the area 24 and the area 26 is not shown and shown in the areas 25 and 27.

Abstract

Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Führung eines Kraftfahrzeugs (1), umfassen die Schritte: - Ermitteln einer maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) in einem momentan oder voraussichtlich zukünftig befahrenen Streckenabschnitt (9, 10, 11) durch Auswertung von das Kraftfahrzeugumfeld beschreibenden Umfelddaten, - Berechnen einer Sollmaximalgeschwindigkeit, die kleiner als die zulässigen Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) ist, durch Subtrahieren eines vorgegebenen Verringerungsbetrags (21, 22, 23) von der zulässigen Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) und/oder durch Multiplizieren der zulässigen Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) mit einem vorgegebenen Skalierungsfaktor, - Steuern wenigstens einer Hinweiseinrichtung (32) zur Ausgabe eines Hinweises an den Fahrer, wenn eine momentane Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) die Sollmaximalgeschwindigkeit übersteigt und/oder Steuern der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durch ein längsführendes Fahrerassistenzsystem, wobei die Sollmaximalgeschwindigkeit als eine Maximalgeschwindigkeit oder eine Sollgeschwindigkeit (15, 16, 17, 18, 19, 20) für die Steuerung verwendet wird.

Description

5 Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Führung eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der 10 Führung eines Kraftfahrzeugs. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
Eine hohe Effizienz ist ein wesentliches Merkmal moderner Kraftfahrzeuge. Zudem werden in Kraftfahrzeugen zunehmend ergänzend zu einem Verl s brennungsmotor oder alternativ hierzu Elektromotoren eingesetzt, die durch fahrzeugseitige Batterien mit Energie versorgt werden. Insbesondere bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen sind häufig mehrere Betriebsmodi des Kraftfahrzeugs vorgesehen, die eine Wahl zwischen einer hohen Fahrleistung und einer hohen Energieeffizienz ermöglichen. Dies ist insbesondere bei rein 0 elektrisch betriebenen Kraftfahrzeuge relevant, da durch eine Wahl eines entsprechend effizienten Fahrmodus die Reichweite des Kraftfahrzeugs bis zur nächsten erforderlichen Ladung deutlich erhöht werden kann.
Den größten Einfluss auf einen Energieverbrauch haben die Fahrzeugge- 5 schwindigkeit und der Beschleunigungsverlauf beim Wechsel zwischen verschiedenen Geschwindigkeiten. Es ist daher bekannt, in einem Effizienzmodus eine bereitgestellte Leistung bzw. ein bereitgestelltes Drehmoment zu reduzieren und somit eine Energieersparnis zu erreichen. In einigen Kraftfahrzeuge ist es zudem vorgesehen, dass eine einstellbare oder fest vorge- 0 gebene Grenzgeschwindigkeit vorgesehen ist, die nicht oder nur nach einer gesonderten Aktion eines Fahrers, beispielsweise einer Durchführung eines Kickdowns, überschritten werden kann.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein demge- 5 genüber verbessertes Verfahren anzugeben, um einen Fahrer bei einem energieeffizienten Fahren zu unterstützen, ohne einen Fahrkomfort bzw. eine Fahrleistung allzu stark einzuschränken.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs ge- nannten Art gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:
Ermitteln einer maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit in einem momentan oder voraussichtlich zukünftig befahrenen Streckenabschnitt durch Auswertung von das Kraftfahrzeugumfeld beschreibenden Umfelddaten,
- Berechnen einer Sollmaximalgeschwindigkeit, die kleiner als die zulässigen Fahrgeschwindigkeit ist, durch Subtrahieren eines vorgegebenen Verringerungsbetrags von der zulässigen Fahrgeschwindigkeit und/oder durch Multiplizieren der zulässigen Fahrgeschwindigkeit mit einem vorgegebenen Skalierungsfaktor,
- Steuern wenigstens einer Hinweiseinrichtung zur Ausgabe eines Hinweises an den Fahrer, wenn eine momentane Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs die Sollmaximalgeschwindigkeit übersteigt und/oder Steuern der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durch ein längsführendes Fahrerassistenzsystem, wobei die Sollmaximalgeschwindigkeit als eine Maximalgeschwindigkeit oder eine Sollgeschwindigkeit für die Steuerung verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, zu ermitteln, welche Fahrgeschwindigkeit in dem momentan oder zukünftig befahrenen Streckenab- schnitt tatsächlich zulässig ist, und aus dieser Geschwindigkeit eine geringere Sollmaximalgeschwindigkeit zu berechnen, in deren Abhängigkeit die Steuerung bzw. Hinweisgabe erfolgt. Entgegen der aus dem Stand der Technik bekannten festen Vorgabe bestimmter Grenzgeschwindigkeit hat dieses Verfahren den Vorteil , dass das Kraftfahrzeug automatisch bzw. as- sistiert oder durch eine entsprechende Hinweisgabe an den Fahrer in wesentlich mehr Fahrsituationen mit einer reduzierten Geschwindigkeit geführt werden kann. Würde eine Geschwindigkeit fest vorgegeben, so könnte dies nur für bestimmte Fahrsituationen, beispielsweise für einen Betrieb auf einer Autobahn oder auf einer Landstraße, nicht jedoch für einen Betrieb in Städ- ten zu einer Geschwindigkeitsreduzierung führen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es hingegen die Effizienz in allen Fahrsituationen zu steigern. Das Kraftfahrzeug kann wenigstens eine Umfelderfassungseinrichtung zur Erfassung der Umfelddaten aufweisen. Die Umfelderfassungseinrichtung kann beispielsweise eine Kamera sein. Durch eine Auswertung von Bilddaten einer Kamera können beispielsweise Straßenschilder erkannt werden, die eine zulässige Fahrgeschwindigkeit vorgeben. Zusätzlich können weitere Faktoren berücksichtigt werden, die sich auf eine zulässige Fahrgeschwindigkeit auswirken können, beispielsweise eine Wetterlage. Ergänzend oder alternativ können zur Ermittlung der zulässigen Fahrgeschwindigkeit auch Kartendaten genutzt werden, die Informationen über zulässige Fahrgeschwindigkeiten umfassen. Durch eine Positionsbestimmungseinrichtung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein satellitenbasiertes Positionsbestimmungssystem, kann die Position des Kraftfahrzeugs bezüglich dieser Kartendaten bestimmt werden, um eine entsprechende zulässige Fahrgeschwindigkeit zu ermitteln. Diese Funktionalität kann beispielsweise durch ein Navigationsgerät des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden.
Der Verringerungsbetrag und/oder der Skalierungsfaktor können fest vorgegeben sein, beispielsweise werkseitig oder durch einen Fahrer, aber auch von weiteren Parametern abhängigen, die einen Zustand des Kraftfahrzeugs beschreiben oder aus den Umfelddaten ermittelt werden können. Beispiels- weise können der Verringerungsbetrag und/oder der Skalierungsfaktor von einem Ladezustand eines Energiespeichers abhängen.
Die Sollmaximalgeschwindigkeit ist stets positiv und liegt zwischen null und der zulässigen Fahrgeschwindigkeit. Die Steuerung kann in Form einer Re- gelung erfolgen.
Das längsführende Fahrerassistenzsystem kann ein, insbesondere prädikti- ver, Geschwindigkeitsbegrenzer sein. Durch dieses kann eine Maximalgeschwindigkeit, insbesondere die Sollmaximalgeschwindigkeit, vorgegeben werden, die nicht oder nicht länger als für ein vorgegebenes Zeit- oder Streckenintervall überschritten werden darf bzw. nicht ohne gesonderte Fahrerhandlung, beispielsweise einen Kickdown, überschritten werden darf. Als längsführendes Fahrerassistenzsystem kann auch ein Fahrerassistenzsys- tem verwendet werden, das das Kraftfahrzeug assistiert oder automatisiert führt, so dass zumindest für die Längsführung kein unmittelbarer Fahreingriff durch den Fahrer erforderlich ist. Es kann sich bei dem Fahrerassistenzsystem auch um eine Geschwindigkeitsregelanlage handeln, die die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit, insbe- sondere die Sollmaximalgeschwindigkeit, regelt. Das Fahrerassistenzsystem kann auch ein Abstandsregeltempomat sein, der auch als Adaptive Cruise Control (ACC) bezeichnet wird, der, wenn sich das Kraftfahrzeug hinter einem weiteren Kraftfahrzeug befindet, automatisch einen Abstand regelt und anderenfalls die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine Sollgeschwin- digkeit, insbesondere die Sollmaximalgeschwindigkeit, regelt.
Die Sollmaximalgeschwindigkeit kann zwischen 95 % und 60 % der zulässigen Fahrgeschwindigkeit sein. Hierbei kann das Verhältnis von der Sollmaximalgeschwindigkeit zur zulässigen Fahrgeschwindigkeit von mehreren Pa- rametern abhängen, wobei vorzugsweise stets eine vorgegebene Reduzierung erfolgt und abhängig von bestimmten Bedingungen bzw. Parametern weitere Reduzierungen durchgeführt werden. Beispielsweise kann werksseitig bzw. fahrerseitig vorgegeben sein, dass die Sollmaximalgeschwindigkeit um 5 bis 20 %, das heißt auf zwischen 95 und 80 %, der zulässigen Fahrge- schwind igkeit, reduziert wird. In Abhängigkeit von weiteren Parametern, die im Folgenden noch detailliert erläutert werden, können weitere Reduzierungen um jeweils beispielsweise 5 bis 10 % vorgesehen werden, die fahrsitua- tionsbedingt genutzt werden. Hierbei werden in den folgenden Beispielen häufig weitere Reduzierungen erläutert, die nur von einem einzelnen Para- meter abhängen. Selbstverständlich sind diese Reduzierungen frei kombinierbar, beispielsweise durch eine Addition der jeweiligen Verringerungsbeträge, eine Multiplikation der jeweiligen Skalierungsfaktoren oder eine Berechnung eines Gesamtskalierungsfaktors durch Subtraktion mehrerer prozentualer Verringerungen von 100 %. Die Reduzierung kann stufenweise, kontinuierlich oder kontinuierlich ab einem bestimmten Grenzwert für den Parameter erfolgen. Eine kontinuierliche Reduzierung ist beispielsweise durch eine Interpolation aus einer Wertetabelle möglich, die bestimmten Parameterwerten eine bestimmte Reduzierung der Sollmaximalgeschwindigkeit zuordnet.
Der Verringerungsbetrag und/oder Skalierungsfaktor können in Abhängigkeit eines erfassten Ladezustands eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs und/oder eines erfassten Füllzustandes eines Kraftstofftanks des Kraftfahr- zeugs ermittelt werden. Bei voller Batterie bzw. vollem Tank kann der werksseitig bzw. fahrerseitig vorgegebene Verringerungsbetrag bzw. Skalierungsfaktor genutzt werden. Bei einem Füllstand zwischen 40 und 60 %, insbesondere bei 50 %, kann eine Reduktion um weitere 1 bis 5 %, insbesondere um 2 %, erfolgen. Bei einem Füllstand zwischen 1 0 und 30 %, insbesondere bei 20 %, kann die weitere Reduzierung erhöht werden, so dass sie in einem Bereich zwischen 3 und 10 %, insbesondere bei 5 %, liegt. Die weitere Reduktion der Sollmaximalgeschwindigkeit über den vorgegebenen Verringerungsbetrag bzw. Skalierungsfaktor hinaus kann, wie erläutert, stufenweise erfolgen oder es kann zwischen den verschiedenen Werten interpoliert wer- den.
Der Verringerungsbetrag und/oder der Skalierungsfaktor können ergänzend oder alternativ in Abhängigkeit einer durch eine Navigationseinrichtung ermittelten Information ermittelt werden, die eine Entfernung zu einem vorgege- benen Zielort und/oder den Straßentyp des momentan oder voraussichtlich zukünftig befahrenen Streckenabschnitts beschreibt. Hierbei kann insbesondere ein Reichweitenüberschuss berücksichtigt werden, also ein Unterschied zwischen einer in Abhängigkeit des Ladezustands des Energiespeichers bzw. des Füllstands des Kraftstofftanks berechneten Restreichweite und ei- ner Entfernung zum Zielort. Beispielsweise kann die Sollmaximalgeschwindigkeit bei einer Restreichweite von mehr als 50 km, das heißt bei einer voraussichtlichen verbleibenden Reichweite am Zielort von mehr 50 km, nicht über den fahrerseitig bzw. werksseitig vorgegebenen Verringerungsbetrag bzw. Skalierungsfaktor hinaus reduziert werden. Bei einem Reichweiten- überschuss von 10 bis 50 km kann die Sollmaximalgeschwindigkeit um weitere 3 % reduziert werden, bei einem Reichweitenüberschuss von weniger als 10 km um weitere 5 %. Zwischen den verschiedenen Werten kann interpoliert werden oder die Reduktion kann stufenweise erfolgen. Die genannten Werte sind rein beispielhaft und können an das konkrete Kraftfahrzeug an- gepasst werden. Die Berechnung von Restreichweiten ist im Stand der Technik bekannt und soll nicht detailliert erläutert werden. Sie kann beispielsweise durch Berücksichtigung des Durchschnittsverbrauchs für ein vorausliegendes Zeit- oder Entfernungsintervall erfolgen. Es ist auch möglich, dass durch die Navigationseinrichtung bereitgestellte Streckendaten einer voraussichtlichen Route zu dem Zielort berücksichtigt werden.
Für verschiedene Straßentypen können werksseitig oder fahrerseitig verschiedene Verringerungsbeträge und/oder Skalierungsfaktoren vorgegeben sein. Beispielsweise kann auf mehrspurigen Straßen ein höherer Verringerungsbetrag bzw. ein kleinerer Skalierungsfaktor genutzt werden, da sich auf diesen die Fahrgeschwindigkeiten verschiedener Kraftfahrzeuge stärker unterscheiden können und Kraftfahrzeuge leichter überholt werden können, so dass durch eine verringerte Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs der Ver- kehrsfiuss nicht zu stark gehemmt wird. Entsprechend können beispielsweise für Autobahnen, Landstraßen und Straßen innerhalb von Orten verschiedene Verringerungsbeträge oder Skalierungsfaktoren vorgegeben werden.
Durch wenigstens eine Umfelderfassungseinrichtung kann wenigstens ein weiterer Verkehrsteilnehmer erfasst werden, wobei der Verringerungsbetrag und/oder der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit einer Entfernung und/oder einer Relativgeschwindigkeit des weiteren Verkehrsteilnehmers zu dem Kraftfahrzeug ermittelt werden. Es ist somit in dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass die Berechnung der Sollmaximalgeschwindigkeit an einen Verkehrsfluss bzw. die aktuelle Verkehrssituation angepasst wird. Es wurde hierbei erkannt, dass eine niedrige Geschwindigkeit für einen Fahrer insbesondere dann als störend empfunden wird , wenn sie sich stark von der Geschwindigkeit weiterer Kraftfahrzeuge im unmittelbaren Fahrzeugumfeld, insbesondere vor bzw. hinter dem Kraftfahrzeug, unterscheidet. Durch eine Reduktion des Verringerungsbetrags bzw. die Wahl eines größeren Skalierungsfaktors in derartigen Verkehrssituationen kann die Akzeptanz des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht werden. Insbesondere kann als weiterer Verkehrsteilnehmer ein Verkehrsteilnehmer erfasst werden, der sich hinter dem Kraftfahrzeug, insbesondere auf der gleichen Fahrspur, befindet. Die Sollmaximalgeschwindigkeit kann somit derart angepasst werden, dass die effiziente Führung des eigenen Kraftfahrzeugs den Verkehrsfluss nicht allzu stark hemmt bzw. dass dem Fahrer nicht der Eindruck vermittelt wird, dass die effiziente Führung des Kraftfahrzeugs weitere Verkehrsteilnehmer stört.
Der Verringerungsbetrag und/oder der Skalierungsfaktor können in Abhängigkeit eines vorgegebenen oder im laufenden Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ermittelten Fahrertyps und/oder in Abhängigkeit einer ermittelten eine Wetterlage an der Ist-Position des Kraftfahrzeugs beschreibenden Wetterin- formation und/oder in Abhängigkeit einer momentanen Uhrzeit und/oder eines momentanen Datums ermittelt werden.
Ein Fahrertyp kann benutzerseitig vorgegeben werden oder im laufenden Fahrbetrieb ermittelt bzw. angepasst werden. Ein Fahrertyp kann insbeson- dere beschreiben, ob ein Fahrer zu einem eher dynamisch sportlichen Fahrverhalten neigt oder eher komfort- bzw. effizienzbewusst fährt. Dies kann beispielsweise durch eine statistische Auswertung des Fahrverhaltens ermittelt werden. Es ist auch möglich, dass ein entsprechender Fahrertyp auf einer dem Fahrer zugeordneten Einrichtung, beispielsweise auf einem Mobilte- lefon oder einem Fahrzeugschlüssel , gespeichert ist und bei der Nutzung des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer durch die entsprechende Einrichtung an das Kraftfahrzeug übertragen wird. Eine Auswertung des Fahrertyps ermöglicht es beispielsweise, für sportlich dynamische Fahrer geringere Verringerungsbeträge bzw. größere Skalierungsfaktoren vorzusehen, wodurch zwar ein geringerer Effizienzgewinn erreicht wird, jedoch eine weniger deutliche Einschränkung des Fahrbetriebs erfolgt, wodurch die Akzeptanz des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht werden kann. Eine Berücksichtigung von Datum und/oder Uhrzeit kann insbesondere zu dem Zweck erfolgen, Termine eines Fahrers oder eines Kraftfahrzeuginsassen zu berücksichtigen. Hierzu kann eine Termindatenbank vorgesehen sein, die im Kraftfahrzeug vorgesehen ist oder auf die das Kraftfahrzeug über eine Kommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs zugreifen kann, und in der Termine des Fahrers und/oder wenigstens eines Fahrzeuginsassen gespeichert sind. Die Termine können mit bestimmten Fahrzielen verknüpft sein. In Abhängigkeit des Fahrziels kann eine verbleibende Fahrzeit prognostiziert werden und aus dieser in Abhängigkeit der momentanen Uhrzeit eine vo- raussichtliche Ankunftszeit bestimmt werden. Durch Vergleich der voraussichtlichen Ankunftszeit mit der dem Termin zugeordneten Zeit kann eine Zeitreserve berechnet werden, die angibt, wie lange vor dem Termin das Fahrzeug das zugeordnete Fahrziel voraussichtlich erreicht. Der Verringerungsbetrag und/oder der Skalierungsfaktor kann in Abhängigkeit dieser Zeit- reserve berechnet werden, wobei eine geringere Zeitreserve zu einem geringeren Verringerungsbetrag und/oder einem höheren Skalierungsfaktor führt, das heißt zu einem weniger effizienten, jedoch schnelleren Fahrbetrieb, und umgekehrt. Als das Fahrerassistenzsystem kann ein Geschwindigkeitsbegrenzer oder eine Geschwindigkeitsregelung oder eine Abstandsregelung verwendet werden. Der Geschwindigkeitsbegrenzer kann insbesondere ein prädiktiver Geschwindigkeitsbegrenzer sein, der Umfelddaten eines vorausliegenden Streckenabschnitts auswertet und hieraus eine Grenzgeschwindigkeit bestimmt. Der Geschwindigkeitsbegrenzer kann eine Bereitstellung von Drehmomenten unterbinden, wenn die momentane Fahrgeschwindigkeit größer als die Grenzgeschwindigkeit ist und potentiell auch durch ein Bremsen in den Fahrbetrieb eingreifen. Geschwindigkeits- bzw. Abstandsregelungen wurden bereits vorangehend erläutert.
Folgt eine Hinweisgabe bei einem Überschreiten der Sollmaximalgeschwindigkeit durch die momentane Fahrgeschwindigkeit, so kann der Hinweis als ein haptischer Hinweis über ein aktorisch bewegbares Fahrpedal des Kraftfahrzeugs als Hinweiseinrichtung ausgegeben werden. Beispielsweise kann ein Hinweis dadurch gegeben werden, dass durch den Aktor ein Gegendruck am Fahrpedal aufgebaut wird, den der Fahrer durch einen zusätzlichen Kraftaufwand überwinden muss, um das Fahrpedal weiter zu betätigen. Alternativ könnte beispielsweise eine Vibration des Fahrpedals angeregt wer- den.
Die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kann durch ein längsführendes Fahrerassistenzsystem gesteuert werden, wobei die Sollgeschwindigkeit genau dann für den Fahrer durch eine Ansteuerung einer Anzeigeeinrichtung visualisiert wird, wenn sich die Sollgeschwindigkeit innerhalb eines vorgegebenen vorangehenden Zeitintervalls und/oder Streckenintervalls geändert hat. Die Sollgeschwindigkeit kann die Sollmaximalgeschwindigkeit sein. Anders ausgedrückt kann die Anzeige der Sollgeschwindigkeit bei einer Längsführung durch ein Fahrerassistenzsystem während Zeiträumen, in denen sich die Sollgeschwindigkeit für ein vorgegebenes Zeit- und/oder Streckenintervall nicht ändert, nicht angezeigt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn aus Effizienzgründen relativ große Abweichungen von der Sollgeschwindigkeit bzw. Abweichungen von der Sollgeschwindigkeit über längere Zeiträume zugelassen werden, da bei einer Anzeige der Sollgeschwindigkeit der Fahrer eine starke Abweichung der dargestellten Sollgeschwindigkeit von der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit als eine Fehlfunktion der Geschwindigkeitsregelung begreifen könnte. Dennoch wird bei dem vorgeschlagenen Vorgehen die Sollgeschwindigkeit in jenen Fällen visualisiert, wenn sie sich ändert, so dass eine Änderung des Fahrverhaltens für den Fahrer nachvoll- ziehbar bleibt.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Steuereinrichtung, durch die das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. Die Steuereinrichtung ist somit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Dies kann durch eine entsprechende Programmierung und/oder Verschattung erfolgen. Es ist möglich, dass weitere Komponenten des Kraftfahrzeugs derart ausgebildet sind, dass das Kraftfahrzeug die obig erläuterten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens oder Teile dieser Varianten ausführen kann. Beispielsweise kann ein Kraftfahrzeug eine entsprechende notwendige Sensorik, Aktoren oder Ähnliches aufweisen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann hierbei selbstverständlich mit den zum erfindungsgemäßen Verfahren genannten Merkmalen mit den dort genannten Vorteilen weitergebildet werden.
Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, von einem ersten in einen zweiten Betriebsmodus umzuschalten, wenn eine vorgegebene Umschaltbedingung erfüllt ist, und in den ersten Betriebsmodus die Hinweiseinrichtung anzusteuern, um einen Hinweis auszugeben, wenn eine momentane Fahr- geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs die zulässige Fahrgeschwindigkeit übersteigt und/oder die zulässige Fahrgeschwindigkeit als die Maximalgeschwindigkeit oder die Sollgeschwindigkeit für die Steuerung der Geschwindigkeit zu verwenden und in einem zweiten Betriebsmodus das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit durch die Steuereinrichtung nur in einem bestimmten Betriebsmodus, beispielsweise in einem Effizienzmodus, durchgeführt werden, und die Hinweisgabe bzw. Steuerung der Fahrgeschwindigkeit kann in einem weiteren Betriebsmodus auf die ermittelte zulässige Fahrgeschwindigkeit bezogen sein. Die Umschaltung zwischen den Betriebsmodi kann in Abhängigkeit einer Be- dieneingabe des Fahrers erfolgen. Es ist jedoch ergänzend oder alternativ möglich, dass die Umschaltung in Abhängigkeit bestimmter Fahrparameter erfolgt, die im Folgenden noch detailliert erläutert werden. Der Übergang zwischen den beiden Betriebsmodi kann durch ein hartes Umschalten erfolgen, es ist jedoch auch möglich, dass ein quasi kontinuierlicher Übergang erfolgt. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass in dem ersten Betriebsmodus zwar eine Sollmaximalgeschwindigkeit berechnet und wie vorangehend erläutert genutzt wird, zur Berechnung dieser Sollmaximalgeschwindigkeit jedoch ein Skalierungsfaktor von 1 bzw. ein Verringerungsbetrag von 0 verwendet wird. Ein Umschalten in den zweiten Betriebsmodus erfolgt in diesem Fall dadurch, dass der Skalierungsfaktor reduziert bzw. der Verringerungsbetrag erhöht wird.
Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, von dem zweiten in den ersten Betriebsmodus umzuschalten, wenn eine vorgegebene weitere Um- schaltbedingung erfüllt ist. Die weitere Umschaltbedingung kann sein, dass die Umschaltbedingung nicht erfüllt ist. Ein entsprechendes Vorgehen ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Umschaltung in Abhängigkeit einer Bedieneingaben eines Fahrers erfolgt, wodurch der Fahrer zwischen den bei- den Betriebsmodi umschalten kann. Erfolgt eine Umschaltung in Abhängigkeit von Fahrparametern, ist es vorteilhaft, wenn die weitere Umschaltbedingung so gewählt ist, dass ein hysteretisches Umschalten erfolgt, das heißt, dass innerhalb eines bestimmten Parameterintervalls unabhängig von dem momentan genutzten Betriebsmodus keine Umschaltung des Betriebsmodus erfolgt.
Die Erfüllung der Umschaltbedingung kann von einem erfassten Ladezustand eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs und/oder von einem erfassten Füllstand eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs und/oder von einer durch eine Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs bereitstellbaren Information, die eine Entfernung zu einem vorgegebenen Zielort und/oder den Straßentyp des momentan oder voraussichtlich zukünftigen Streckenabschnitts beschreibt, und/oder von einem vorgegebenen oder im laufenden Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ermittelten Fahrertyp und/oder von einer er- mittelten eine Wetterlage an der Ist-Position des Kraftfahrzeugs beschreibenden Wetterinformation und/oder von einer momentanen Uhrzeit und/oder von einem momentanen Datum und/oder von einer Entfernung und/oder einer Relativgeschwindigkeit eines erfassten weiteren Verkehrsteilnehmers zu dem Kraftfahrzeug abhängen.
Hierbei können die vorangehend zur Anpassung des Verringerungsbetrags bzw. des Skalierungsfaktors erläuterten Abhängigkeiten und Auswertungsmöglichkeiten herangezogen werden, um den Betriebszustand zu bestimmen. Beispielsweise kann, wie vorangehend erläutert, ein Reichweitenüber- schuss ermittelt werden und in Abhängigkeit des ermittelten Reichweitenüberschusses bestimmt werden, ob die Steuereinrichtung im ersten oder im zweiten Betriebsmodus betrieben werden soll. Als weiteres Beispiel kann die vorangehend erläuterte Zeitreserve ausgewertet werden, die zwischen einem in einer Termindatenbank gespeicherten Termin und einer voraussichtlichen Ankunftszeit liegt, und in Abhängigkeit dieser Zeitreserve kann bestimmt werden, ob die Steuereinrichtung im ersten oder zweiten Betriebsmodus betrieben wird. Die oben erläuterten Abhängigkeiten für die Umschaltbedingung können auch für die weitere Umschaltbedingung herangezogen werden. Besonders vorteilhaft kann die weitere Umschaltbedingung die Entfernung und/oder Relativgeschwindigkeit des erfassten weiteren Verkehrsteilnehmers auswerten. Beispielsweise kann in den ersten Betriebsmodus zurückgeschalten werden, wenn die Verkehrsdichte um das Kraftfahrzeug hoch ist und die weiteren Verkehrsteilnehmer schneller fahren als das eigene Kraftfahrzeug oder wenn ein Kraftfahrzeug auf der gleichen Fahrspur dicht auffährt.
Durch die Steuereinrichtung kann in dem zweiten Betriebsmodus wenigstens ein Verbraucher des Kraftfahrzeugs deaktiviert oder in einen Energiesparmodus versetzt werden und/oder wenigstens ein Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs kann derart angesteuert werden, dass eine maximal bereitgestellte Leistung und/oder ein maximal bereitgestelltes Drehmoment und/oder eine bereitgestellte Leistung und/oder ein bereitgestelltes Drehmoment bei we- nigstens einer vorgegebenen Pedalstellung eines Fahrpedals des Kraftfahrzeugs kleiner sind als im ersten Betriebsmodus. Bei den deaktivierten Verbrauchern kann es sich um Komfortverbraucher, insbesondere eine Klimaanlage, handeln. Eine Senkung der bereitgestellten Leistung und/oder Drehmomente wirkt sich insbesondere auf die Beschleunigung aus. Eine Abhängigkeit der bereitgestellten Leistung und/oder des bereitgestellten Drehmoments von der Pedalstellung kann in Form einer Transferfunktion vorgegeben sein, beispielsweise eine Fahrpedalkennlinie. Diese kann im zweiten Betriebsmodus flacher sein, das heißt eine Änderung der Pedalstellung kann zu einer geringen Änderung des bereitgestellten Drehmoments bzw. der bereitgestellten Leistung führen. Es ist auch möglich, dass die Steuereinrichtung in einem dritten Betriebsmodus betrieben werden kann, in dem Verbraucher des Kraftfahrzeugs deaktiviert bzw. in einen Energiesparmodus versetzt werden und/oder wie vorangehend erläutert Leistungen bzw. Drehmomente reduziert werden, wobei eine Hinweisgabe, Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder Steuerung der Geschwindigkeit nicht oder in Abhängigkeit der zulässigen Fahrgeschwindigkeit erfolgt. Dieser dritte Betriebsmodus kann manuell wählbar sein oder automatisch gewählt werden. Hierbei kann es sich bei dem dritten Betriebsmodus insbesondere um eine Zwischenstufe der fahrparameterabhängigen Steuerung handeln, so dass bei einer Änderung eines Fahrparameters, beispielsweise bei einer Reduzierung eines Ladezustands eines Energiespeichers bzw. einer Reduzierung eines Reichweitenüberschusses unter einen Grenzwert, zunächst von dem ersten Betriebsmodus in den dritten Betriebsmodus gewechselt wird und erst bei einer weiteren Verringerung des Lade- zustands bzw. des Reichweitenüberschusses unter einen weiteren Grenzwertes in den zweiten Betriebsmodus gewechselt wird.
Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Betriebsmodus die Fahrgeschwindigkeit durch das längsführende Fahrerassistenzsystem derart zu steuern, dass die Fahrgeschwindigkeit innerhalb eines Toleranzintervalls um die Sollgeschwindigkeit liegt, wobei das Toleranzintervall im zweiten Betriebsmodus größer ist als im ersten Betriebsmodus. Die Sollgeschwindigkeit kann insbesondere die Sollmaximalgeschwindigkeit sein. Durch das beschriebene Vorgehen kann die Effizienz des Betriebs des Kraftfahrzeugs im zweiten Betriebsmodus weiter erhöht werden, da das Toleranzintervali zur Effizienzoptimierung ausgenutzt werden kann. Eine Effizienzoptimierung durch eine Nutzung von Toleranzintervallen um eine Sollgeschwindigkeit ist im Stand der Technik prinzipiell bekannt. Beispielsweise können Höhenverläufe eines Straßenverlaufs berück- sichtigt werden, wodurch das Kraftfahrzeug bergabwärts Schwung holen kann, um weniger Energie für eine Bergaufwärtsfahrt zu benötigen oder ähnliches. Entsprechende Toleranzintervalle ermöglichen es auch, auf Anpassungen der Sollgeschwindigkeit verzögert zu reagieren, wodurch weniger starke Beschleunigungs- und/oder Bremsvorgänge erforderlich sind, was die Effizienz weiter steigern kann. Toleranzintervalle sind im Stand der Technik dadurch begrenzt, dass eine zulässige Fahrgeschwindigkeit in der Regel nicht oder nur unwesentlich überschritten werden soll. Da im zweiten Betriebsmodus erfindungsgemäß eine niedrigere Sollmaximalgeschwindigkeit zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit als Maximal- oder Sollgeschwindigkeit vorgegeben wird, können in diesem Betriebsmodus größere Toleranzintervalle genutzt werden, womit die Effizienz des Fahrbetriebs weiter gesteigert werden kann. Bezüglich der Toleranzintervalle ist anzumerken, dass es durchaus möglich ist, die Fahrgeschwindigkeit in bestimmten Fahrsituationen das Toleranzintervall veriässt. Es kann wenigstens eine Zusatzbedingung vorgegeben sein, wobei die Fahrgeschwindigkeit nur bei Erfüllung oder Nichterfüllung der Zusatzbedingung in dem Toleranzintervall gehalten wird. Beispielsweise kann ein Minimalabstand zu weiteren Verkehrsteilnehmern vorgegeben werden, wobei bei Unterschreitung des Minimalabstands die Fahrgeschwindigkeit auch unterhalb des Toleranzintervalls gesenkt wird oder Ähnliches.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den fol- genden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
Fig. 3 Geschwindigkeitsverläufe bei einer Führung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs entlang einer Fahrstrecke in unterschiedlichen Betriebsmodi des Kraftfahrzeugs.
Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Unterstützung eines Fahrers bei der Führung eines Kraftfahrzeugs. In Schritt S1 wird eine zuläs- sige Fahrgeschwindigkeit eines momentan bzw. eines voraussichtlich zukünftig befahrenen Streckenabschnitts ermittelt. Dies geschieht durch Auswertung von das Kraftfahrzeugumfeld beschreibenden Umfelddaten. Die Umfelddaten können beispielsweise gewonnen werden, indem durch eine kraft- fahrzeugseitige Kamera das vordere Kraftfahrzeugumfeld umfasst wird. Durch eine Bildverarbeitung der Bilddaten der Kamera können Verkehrsschilder oder andere Hinweise auf zulässige Fahrgeschwindigkeiten erkannt werden und die zulässige Fahrgeschwindigkeit kann ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, Kartendaten, die das Umfeld des Kraftfahrzeugs beschreiben, als Umfelddaten zu nutzen. Die Kartendaten können beispielsweise lokal im Kraftfahrzeug vorgehalten werden oder über eine drahtlose Datenverbindung bereitgestellt werden. Eine Positionserfas- sungseinrichtung, beispielsweise ein GPS-Sensor, des Kraftfahrzeugs kann genutzt werden, um eine momentane Position des Kraftfahrzeugs zu bestimmen und anhand jener Position Kartendaten auszuwählen, die den momentanen bzw. den voraussichtlich zukünftig befahrenen Streckenabschnitt betreffen. In den Kartendaten können zulässige Fahrgeschwindigkeiten für die einzelnen Streckenabschnitte gespeichert sein, womit auch hierdurch eine zusätzliche Fahrgeschwindigkeit bestimmt werden kann.
In Schritt S2 werden Fahrparameter erfasst, in Abhängigkeit derer die zulässige Fahrgeschwindigkeit wie im Folgenden erläutert verarbeitet werden kann. Diese Fahrparameter werden später ausgewertet, um zu ermitteln, inwieweit eine Effizienz eines Fahrbetriebs erhöht werden soll, indem das Kraftfahrzeug langsamer geführt wird als mit der zulässigen Fahrgeschwindigkeit. Fahrparameter, die hierfür relevant sein können, sind ein Ladezustand eines Energiespeichers bzw. ein Füllstand eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs, durch eine Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs bereit- gestellte Informationen, die eine Entfernung zu einem vorgegebenen Zielort und/oder den Straßentyp des Streckenabschnitts beschreiben, ein vorgegebener oder im laufenden Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ermittelter Fahrertyp, eine ermittelte Wetterlage an der Ist-Position des Kraftfahrzeugs, eine momentane Uhrzeit bzw. ein Datum und/oder Daten weiterer Verkehrsteil- nehmer, insbesondere deren Entfernung bzw. Relativgeschwindigkeit zu dem eigenen Kraftfahrzeug.
Die erfassten Daten können direkt zur Parametrisierung der folgenden Ver- fahrensschritte genutzt werden oder es können weitere Größen aus diesen Parametern berechnet werden. So kann beispielsweise aus dem Ladezustand des Energiespeichers bzw. dem Füllzustand des Kraftstofftanks eine Restreichweite für das Kraftfahrzeug prognostiziert werden und die Restreichweite kann im Folgenden als Fahrparameter ausgewertet werden. Wur- de eine entsprechende Restreichweite berechnet und zudem eine Entfernung zu einem vorgegebenen Zielort ermittelt, kann ergänzend oder alternativ ein Reichweitenüberschuss aus der Differenz der Restreichweite und der Entfernung zu dem vorgegebenen Zielort berechnet werden und im Folgenden als Fahrparameter berücksichtigt werden. Eine Uhrzeit bzw. ein Datum kann insbesondere derart berücksichtigt werden, dass aus einer Termindatenbank, die kraftfahrzeugseitig vorgehalten oder durch eine Dritteinrichtung, beispielsweise ein Mobiltelefon, an das Kraftfahrzeug bereitgestellt wird, eine Terminzeit für einen Termin an einem vorgegebenen Zielort ermittelt wird. Durch Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, kann zudem eine prognostizierte Ankunftszeit an dem vorgegebenen Zielort ermittelt werden. Aus dem Zeitunterschied zwischen der Ankunftszeit und der Terminzeit kann eine Zeitreserve berechnet werden, die angibt, wieviel vor dem Termin das Kraftfahrzeug den Zielort voraussichtlich erreicht. Diese Zeitreserve kann im weiteren Verfahren als Fahrparameter ausgewertet werden.
In Schritt S3 wird durch die Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs eine Umschaltbedingung ausgewertet, deren Erfüllung von zumindest Teilen der zu Schritt S2 diskutierten Fahrparameter abhängt. Die Umschaltbedingung kann insbesondere von einem Vergleich wenigstens eines der Fahrparameter mit einem jeweiligen Grenzwert abhängen. Hierbei können die Vergleichsergebnisse„und" und/oder„oder" verknüpft werden. Beispielsweise kann die Umschaltbedingung dann erfüllt sein, wenn der Ladezustand eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs und/oder ein Reichweitenüberschuss unterhalb eines jeweiligen Grenzwertes liegen. Ist die Umschaltbedingung erfüllt, so wird die Steuereinrichtung in dem zweiten Betriebsmodus betrieben und das Verfahren ab Schritt S4 fortgesetzt. Anderenfalls wird die Steuereinrichtung im ersten Betriebsmodus betrieben und das Verfahren wird ab Schritt S8 fortgesetzt.
In Schritt S4 wird eine Sollmaximalgeschwindigkeit berechnet, die kleiner als die in Schritt S1 ermittelte zulässige Fahrgeschwindigkeit ist. Dies erfolgt dadurch, dass ein vorgegebener Verringerungsbetrag von der zulässigen Fahrgeschwindigkeit abgezogen wird oder dadurch, dass die zulässige Fahrgeschwindigkeit mit einem vorgegebenen Skalierungsfaktor multipliziert wird. Der Verringerungsbetrag bzw. der Skalierungsfaktor werden hierbei in Abhängigkeit von zumindest Teilen der in Schritt S2 ermittelten Fahrparameter vorgegeben. Dies wird im Folgenden an dem Beispiel eines Skalierungs- faktors beschreiben. Hierbei kann eine erste Reduzierung werksseitig vorgegeben oder durch einen Fahrer eingestellt sein, die beispielsweise zwischen 5 und 20 %, insbesondere bei 10 %, liegen kann. Erfolgt keine weitere Reduzierung aufgrund der Fahrparametern resultiert somit ein Skalierungsfaktor zwischen 80 und 95 %, vorzugsweise von 90 %. Dieser Skalierungsfaktor kann in Abhängigkeit verschiedener Fahrparameter weiter reduziert werden. Beispielsweise kann ein aktueller Ladezustand eines Energiespeichers bzw. eine Restreichweite betrachtet werden. Ist der Energiespeicher vollgeladen, so wird der Skalierungsfaktor nicht weiter reduziert. Bei einem halbvollen Energiespeicher kann der Skalierungsfaktor beispielsweise um weitere 3 % und bei einem fast leeren Energiespeicher, beispielsweise bei einem Ladezustand von weniger als 20 %, um weitere 5 % reduziert werden. Die weitere Reduzierung des Skalierungsfaktors kann stufenweise erfolgen oder es kann zwischen den verschiedenen genannten Werten interpoliert werden. Zusätzlich oder alternativ kann, wie zu Schritt S2 erläutert, ein Reichweitenüberschuss berechnet werden, wobei der Skalierungsfaktor bei einem Reichweitenüberschuss von mehr als 50 km nicht weiter reduziert wird, bei einem Reichweitenüberschuss zwischen 10 und 50 km beispielsweise um weitere 3 % reduziert wird und bei einem kritischen Reichweitenüberschuss von weniger als 10 km beispielsweise um weitere 5 % reduziert wird. Auch in diesem Fall kann die Reduzierung stufenweise erfolgen oder es kann zwischen einzelnen Werten interpoliert werden. Der berechnete weiter reduzierte oder nicht weiter reduzierte Skalierungsfaktor wird anschließend mit der zulässigen Fahrgeschwindigkeit multipliziert, um eine Sollmaximalgeschwindigkeit zu ermitteln.
In Schritt S5 wird die in Schritt S4 ermittelte Sollmaximalgeschwindigkeit als Sollgeschwindigkeit für eine Steuerung einer Fahrzeuggeschwindigkeit durch ein Fahrerassistenzsystem vorgegeben. Zur klaren Darstellung der wesentlichen Verfahrensmerkmale wird im Folgenden davon ausgegangen, dass es sich bei dem Fahrerassistenzsystem um eine Geschwindigkeitsregelanlage handelt, die die Längsführung des Kraftfahrzeugs derart durchführt, dass die Fahrgeschwindigkeit innerhalb eines Toleranzintervalls um die Sollgeschwindigkeit gehalten wird. In alternativen Ausführungsformen wäre es möglich, die Geschwindigkeitsregelung unter weiteren Randbedingungen durchzuführen, also insbesondere eine Abstandsregelung durchzuführen, bei der ein Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf einen vorgegebe- nen Wert geregelt wird, solange das eigene Kraftfahrzeug einem weiteren Kraftfahrzeug folgt, und nur in dem Fall, in dem kein vorausfahrendes Kraftfahrzeugs detektiert wird, eine Geschwindigkeitsregelung auf die Sollgeschwindigkeit erfolgt. In einer weiteren alternativen Ausführungsmöglichkeit wäre es möglich, dass ein Fahrerassistenzsystem gesteuert wird, das eine maximale Fahrgeschwindigkeit auf die Sollmaximalgeschwindigkeit begrenzt oder dass bei einem Überschreiten der Sollmaximalgeschwindigkeit einen Hinweis, insbesondere einen haptischen Hinweis über ein Fahrpedal , an einen Fahrer gibt. In Schritt S6 werden weitere die Längsführung des Kraftfahrzeugs betreffende Komponenten des Kraftfahrzeugs konfiguriert. Aufgrund des Betriebs des Kraftfahrzeugs im zweiten Betriebsmodus wird ein Toleranzintervall für die Geschwindigkeitsregelanlage vorgegeben, das größer ist als im Falle des ersten Betriebsmodus, der später erläutert werden wird. Zudem wird eine durch die Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs bereitgestellte Leistung bzw. ein bereitgestelltes Drehmoment begrenzt. Anschließend wird die Längsführung gemäß der in Schritt S5 und Schritt S6 festgelegten Parameter in Schritt S7 durchgeführt. Die Längsführung erfolgt wie aus dem Stand der Technik bekannt, wobei jedoch statt einer manuell durch den Fahrer gewählten Sollgeschwindigkeit die Sollmaximalgeschwindigkeit als Sollgeschwindigkeit verwendet wird. Anschließend wird das Verfahren ab Schritt S1 wiederholt.
Im ersten Betriebsmodus, also dann, wenn die Umschaltbedingung in dem Schritt S3 nicht erfüllt ist, wird das Verfahren in Schritt S8 fortgesetzt, in dem die Sollgeschwindigkeit bzw. die Maximalgeschwindigkeit zur automatischen Längsführung des Kraftfahrzeugs gleich der zulässigen Fahrgeschwindigkeit gesetzt wird. In Schritt S9 erfolgt anschließend die Einstellung der weiteren Parameter der Längsführung. Hierbei wird ein schmalerer Toleranzbereich als zu Schritt S6 diskutiert gewählt, da das Kraftfahrzeug bereits mit der zulässigen Fahrgeschwindigkeit bewegt wird und demnach keine allzu großen Ausschläge der Fahrgeschwindigkeit erfolgen sollten. Zudem erfolgt die Längsführung derart, dass die durch die Antriebsmaschine bereitgestellte Leistung und das bereitgestellte Drehmoment nicht begrenzt werden. An- schließend erfolgt die Längsführung in Schritt S7 wie bereits erläutert.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 1 , das eine Steuereinrichtung 2 aufweist, die zur Durchführung des vorangehend erläuterten Verfahrens ausgebildet ist. Über eine Umfelderfassungseinrichtung 3, näm- lieh eine Kamera im Frontbereich des Kraftfahrzeugs, werden das Kraftfahrzeugumfeld beschreibende Umfelddaten erfasst. Die durch die Kamera er- fassten Bilddaten werden durch die Steuereinrichtung 2 verarbeitet, um eine zulässige Fahrgeschwindigkeit zu ermitteln. Dies kann durch eine Erkennung von Straßenschildern in den Bilddaten erfolgen. Alternativ oder ergänzend können Informationen über eine zulässige Fahrgeschwindigkeit auch von der Navigationseinrichtung 4 bereitgestellt werden. Die Navigationseinrichtung 4 umfasst eine Positionserfassungseinrichtung zur Erfassung der Fahrzeugposition, beispielsweise ein GPS-Sensor, und eine Speichereinrichtung, die Kartendaten speichert, die ein Straßennetz mit zugeordneten zulässigen Fahrgeschwindigkeiten speichert. Aus diesen Informationen kann die zusätzliche Fahrgeschwindigkeit ermittelt und an die Steuereinrichtung 2 bereitgestellt werden. Die Steuereinrichtung 2 weist, wie zu Fig. 1 erläutert, zwei Betriebsmodi auf, wobei in einem zweiten Betriebsmodus die Effizienz des Kraftfahrzeugs 1 erhöht wird, indem eine Geschwindigkeitsregelung nicht in Abhängigkeit der zulässigen Fahrgeschwindigkeit sondern in Abhängigkeit einer demgegenüber geringeren Sollmaximalgeschwindigkeit erfolgt. Das entsprechende Vorgehen wurde bereits mit Bezug auf Fig. 1 erläutert. Um dies zu ermöglichen, kommuniziert die Steuereinrichtung 2 mit mehreren weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs 1 . Von einem Energiespeicher 5 wird ein aktueller Ladezustand des Energiespeichers 5 bereitgestellt. Aus der zeitlichen Veränderung des Ladezustands kann durch die Steuereinrichtung 2 beispiels- weise eine voraussichtliche Reichweite des Kraftfahrzeugs 1 berechnet werden. Durch die Navigationseinrichtung 4 werden Informationen über einen momentan befahrenen Straßentyp und über eine Entfernung zu einem vorgegebenen Fahrziel bereitgestellt. Hieraus kann durch die Steuereinrichtung 2 beispielsweise ein Reichweitenüberschuss berechnet werden.
Um den Verkehrsfluss um das Kraftfahrzeug 1 herum zu beobachten, ist zudem im Heck des Kraftfahrzeugs eine weitere Umfelderfassungseinrichtung 34, nämlich eine weitere Kamera, vorgesehen. Aus den durch die Umfelderfassungseinrichtung 3 und die weitere Umfelderfassungseinrichtung 34 be- reitgestellten Umfelddaten kann die Steuereinrichtung 2 Informationen über den umliegenden Verkehrsfluss ermitteln und beispielsweise bei einer hohen Verkehrsdichte und insbesondere nah hinter dem Kraftfahrzeug 1 befindlichen weiteren Kraftfahrzeugen die Steuereinrichtung im ersten Betriebsmodus betreiben oder relativ hohe Skalierungsfaktoren bzw. relativ geringe Ver- ringerungsbeträge nutzen, um die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 nur gering oder nicht zu reduzieren.
Zur Längsführung des Kraftfahrzeugs kann die Steuereinrichtung 2 einerseits einen Antriebsmotor 6 des Kraftfahrzeugs und andererseits Bremsen 7 des Kraftfahrzeugs ansteuern, um die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorzugeben. Die Steuereinrichtung 2 steuert zudem eine Anzeigeeinrichtung 8, um den Fahrer über den aktuellen Fahrbetrieb zu informieren. Die Anzeigeeinrichtung 8 zeigt die aktuelle Geschwindigkeit und, je nach Fahrsituation, eine Sollgeschwindigkeit der Geschwindigkeitsregelung. Die Sollgeschwindigkeit wird ausschließlich in solchen Fahrsituationen angezeigt, in denen die Sollgeschwindigkeit kürzlich angepasst wurde und somit ein Nachführen der Ist-Geschwindigkeit zu der neuen Sollgeschwindigkeit erfolgt. In Bereichen, in denen die vorgegebene Sollgeschwindigkeit konstant ist, wird die Sollge- schwind igkeit nicht dargestellt, da, aufgrund der großen im zweiten Betriebsmodus genutzten Toleranzbereiche, große Abweichungen zwischen der Sollgeschwindigkeit und der Ist-Geschwindigkeit resultieren können, die von einem Fahrer als Fehlfunktion der Geschwindigkeitsregelung interpretiert werden könnten.
Die Steuereinrichtung 2 ist auch in einem weiteren Betriebsmodus betreibbar, der im Wesentlichen dem zweiten Betriebsmodus entspricht, wobei statt einer Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit der Sollmaximalgeschwindigkeit die Sollmaximalgeschwindigkeit dazu genutzt wird, dem Fahrer einen Hinweis zu geben, wenn die aktuelle Geschwindigkeit bei einer manuellen Führung des Kraftfahrzeugs die Sollmaximalgeschwindigkeit überschreitet. Hierzu wird in diesem Fall die Hinweiseinrichtung 32 angesteuert, die durch ein aktorisch bewegbares Fahrpedal des Kraftfahrzeugs gebildet wird. Die Ansteuerung erfolgt derart, dass bei einem Erreichen der Sollmaximalgeschwindigkeit ein Gegendruck am Fahrpedal aufgebaut wird, wodurch ein Fahrer darauf hingewiesen wird, dass er nicht schneller fahren soll. Alternativ wäre es beispielsweise möglich, das Fahrpedal 32 in Vibration zu versetzen, um einen Hinweis an den Fahrer zu geben. Das Kraftfahrzeug 1 weist zudem einen Verbraucher 33, beispielsweise eine Klimaanlage auf, der bei einem Betrieb der Steuereinrichtung 2 im zweiten Betriebsmodus deaktiviert wird, um die Energieeffizienz des Kraftfahrzeugs 1 weiter zu erhöhen. Fig. 3 zeigt die Unterschiede zwischen den zu Fig. 1 und 2 erläuterten unterschiedlichen Betriebsmodi des Kraftfahrzeugs 1 bei einem Fahrbetrieb entlang einer Strecke, die drei Streckenabschnitte 9, 10, 1 1 mit jeweils vorgegebenen zulässigen Fahrgeschwindigkeiten 12, 13, 14 umfasst. Der Geschwin- digkeitsverlauf für das Kraftfahrzeug 1 im ersten Betriebsmodus ist durch die Kurve 28 und der Geschwindigkeitsverlauf für den zweiten Betriebsmodus durch die Kurve 29 dargestellt. Die Regelung erfolgt im ersten Betriebsmodus derart, dass die Sollgeschwindigkeiten 15, 16, 17 für die Streckenabschnitte 9, 10, 1 1 jeweils als die zulässige Fahrgeschwindigkeit 12, 13, 14 im entsprechenden Streckenabschnitt 9, 10, 1 1 vorgegeben werden. Da zudem die Leistung und das Drehmoment des Antriebsmotors 6 nicht begrenzt werden, erfolgt ein Wechsel zwischen den Sollgeschwindigkeiten 15, 16, 17 über relativ kurze Strecken. Im zweiten Betriebsmodus werden als die Sollgeschwindigkeiten 18, 19, 20 hingegen Sollmaximalgeschwindigkeiten vorgegeben, die wie zu Fig. 1 erläutert durch eine Multiplikation der zulässigen Fahrgeschwindigkeiten 12, 13, 14 mit vorgegebenen Skalierungsfaktoren berechnet werden. Die Sollgeschwindigkeiten 18, 19, 20 sind jeweils um Verringerungsbeträge 21 , 22, 23 geringer als die Sollgeschwindigkeiten 15, 16, 17 im ersten Betriebsmodus. Da zudem eine Leistung und ein Drehmoment des Antriebsmotors 6 des Kraftfahrzeugs 1 im zweiten Betriebsmodus begrenzt werden, erfolgt der Wechsel zwischen den Sollgeschwindigkeiten 18, 19, 20 über längere Strecken als der Wechsel zwischen den Sollgeschwindigkeiten 15, 16, 17 in dem ersten Betriebsmodus.
Um die Energieeffizienz im zweiten Betriebsmodus weiter zu erhöhen, wird zudem im zweiten Betriebsmodus ein größeres Toleranzintervall 31 als im ersten Betriebsmodus genutzt. Dies ist durch die gestrichelten Abweichun- gen 30 der Fahrgeschwindigkeit im zweiten Betriebsmodus angedeutet.
Wie vorangehend zu Fig. 2 erläutert, soll im Kraftfahrzeug 1 zumindest im zweiten Betriebsmodus eine Anzeige der Sollgeschwindigkeit nur in Bereichen erfolgen, in denen zwischen verschiedenen Sollgeschwindigkeiten ge- wechselt wird. Daher wird die Sollgeschwindigkeit in dem Bereich 24 und dem Bereich 26 nicht dargestellt und in den Bereichen 25 und 27 dargestellt.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Führung eines Kraftfahrzeugs (1 ), umfassen die Schritte:
- Ermitteln einer maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) in einem momentan oder voraussichtlich zukünftig befahrenen Streckenabschnitt (9, 10, 1 1 ) durch Auswertung von das Kraftfahrzeugumfeld beschreibenden Umfelddaten,
- Berechnen einer Sollmaximalgeschwindigkeit, die kleiner als die zulässigen Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) ist, durch Subtrahieren eines vorgegebenen Verringerungsbetrags (21 , 22, 23) von der zulässigen Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) und/oder durch Multiplizieren der zulässigen Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) mit einem vorgegebenen Skalierungsfaktor,
- Steuern wenigstens einer Hinweiseinrichtung (32) zur Ausgabe eines Hinweises an den Fahrer, wenn eine momentane Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1 ) die Sollmaximalgeschwindigkeit übersteigt und/oder Steuern der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durch ein längsführendes Fahrerassistenzsystem, wobei die Sollmaximalgeschwindigkeit als eine Maximalgeschwindigkeit oder eine Sollgeschwindigkeit (15, 16, 17, 18, 19, 20) für die Steuerung verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sollmaximalgeschwindigkeit zwischen 95 % und 60% der zulässigen Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verringerungsbetrag (21 , 22, 23) und/oder der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit eines erfassten Ladezustands eines Energiespei- chers (5) des Kraftfahrzeugs (1 ) und/oder eines erfassten Füllstandes eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs (1 ) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verringerungsbetrag (21 , 22, 23) und/oder der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit einer durch eine Navigationseinrichtung (4) ermittelten Information ermittelt werden, die eine Entfernung zu einem vorgegebenen Zielort und/oder den Straßentyp des momentan oder voraussichtlich zukünftig befahrenen Streckenabschnitts (9, 10, 1 1 ) beschreibt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch wenigstens eine Umfelderfassungseinrichtung (3, 34) wenigstens ein weiterer Verkehrsteilnehmer erfasst wird, wobei der Verringerungsbetrag (21 , 22, 23) und/oder der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit einer Entfernung und/oder einer Relativgeschwindigkeit des weiteren Verkehrsteilnehmers zu dem Kraftfahrzeug (1 ) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass als weiterer Verkehrsteilnehmer ein Verkehrsteilnehmer erfasst wird, der sich hinter dem Kraftfahrzeug (1 ), insbesondere auf der gleichen Fahrspur, befindet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verringerungsbetrag (21 , 22, 23) und/oder der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit eines vorgegebenen oder im laufenden Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs (1 ) ermittelten Fahrertyps und/oder in Abhängigkeit einer ermittelten eine Wetterlage an der Ist-Position des Kraftfahrzeugs beschreibenden Wetterinformation und/oder in Abhängigkeit einer momentanen Uhrzeit und/oder eines momentanen Datums ermittelt werden. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Fahrerassistenzsystem ein Geschwindigkeitsbegrenzer oder eine Geschwindigkeitsregelung oder eine Abstandsregelung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Hinweis ein haptischer Hinweis über ein aktorisch bewegbares Fahrpedal des Kraftfahrzeugs als Hinweiseinrichtung (32) ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1 ) durch ein längsführendes Fahrerassistenzsystem gesteuert wird, wobei die Sollgeschwindigkeit genau dann für den Fahrer durch eine Ansteuerung einer Anzeigeeinrichtung (8) visualisiert wird, wenn sich die Sollgeschwindigkeit innerhalb eines vorgegebenen vorangehenden Zeitintervalls und/oder Streckenintervalls geändert hat.
Kraftfahrzeug mit einer Steuereinrichtung (2),
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Steuereinrichtung (2) das Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche durchführbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, von einem ersten in einen zweiten Betriebsmodus umzuschalten, wenn eine vorgegebene Umschaltbedingung erfüllt ist, und in dem ersten Betriebsmodus die Hinweiseinrichtung (32) anzusteuern, um einen Hinweis auszugeben, wenn eine momentane Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs die zu- lässige Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) übersteigt und/oder die zulässige Fahrgeschwindigkeit (12, 13, 14) als die Maximalgeschwindigkeit oder die Sollgeschwindigkeit (15, 16, 17, 18, 19, 20) für die Steuerung der Geschwindigkeit zu verwenden und in einem zweiten Betriebsmo- dus das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erfüllung der Umschaltbedingung von einem erfassten Ladezustand eines Energiespeichers (5) des Kraftfahrzeugs (1 ) und/oder von einem erfassten Füllstand eines Kraftstofftanks des Kraftfahrzeugs (1 ) und/oder von einer durch eine Navigationseinrichtung (4) des Kraftfahrzeugs (1 ) bereitstellbaren Information, die eine Entfernung zu einem vorgegebenen Zielort und/oder den Straßen typ des momentan oder voraussichtlich zukünftig befahrenen Streckenabschnitts (9, 10, 1 1 ) beschreibt, und/oder von einem vorgegebenen oder im laufenden Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs (1 ) ermittelten Fahrertyp und/oder von einer ermittelten eine Wetterlage an der Ist-Position des Kraftfahrzeugs (1 ) beschreibenden Wetterinformation und/oder von einer momentanen Uhrzeit und/oder von einem momentanen Datum und/oder von einer Entfernung und/oder einer Relativgeschwindigkeit eines erfassten weiteren Verkehrsteilnehmers zu dem Kraftfahrzeug (1 ) abhängt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Steuereinrichtung (2) in dem zweiten Betriebsmodus wenigstens ein Verbraucher (33) des Kraftfahrzeugs (1 ) deaktiviert oder in einen Energiesparmodus versetzt wird und/oder wenigstens ein Antriebsmotor (6) des Kraftfahrzeugs (1 ) derart angesteuert wird, dass eine maximal bereitgestellte Leistung und/oder ein maximal bereitgestelltes Drehmoment und/oder eine bereitgestellte Leistung und/oder ein bereitgestelltes Drehmoment bei wenigstens einer vorgegebenen Pe- dalstellung eines Fahrpedals des Kraftfahrzeugs kleiner sind als im ersten Betriebsmodus.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung (2) eingerichtet ist, sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Betriebsmodus die Fahrgeschwindigkeit durch das längsführende Fahrerassistenzsystem derart zu steuern, dass die Fahrgeschwindigkeit innerhalb eines Toleranzintervalls (31 ) um die Sollgeschwindigkeit (15, 16, 17, 18, 19, 20) liegt, wobei das Toleranzintervall (31 ) im zweiten Betriebsmodus größer ist als im ersten Betriebsmodus.
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