DE10101012A1 - Verfahren und Einrichtung zum navigierten Führen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum navigierten Führen von Kraftfahrzeugen, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9. Um hierbei zu erreichen, dass das navigierte Führen von Kraftfahrzeugen dahingehend verbessert wird, dass auch entsprechende Steigungen und Gefälle optimaler befahrbar sind, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die momentanen Ortsdaten im Fahrbetrieb zur Bestimmung eines Höhenprofils herangezogen werden und dementsprechend die momentane Motorleistung und/oder die Getriebegangstellung voausschauend auf zu erwartenden Steigungen oder Gefälle hin geregelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum navigierten Führen von Kraftfahrzeugen, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9.

Verfahren und Einrichtungen zum navigierten Führen von Kraftfahrzeugen sind vielfältig bekannt. Dabei werden oftmals satellitengestützte Ortungs- und Navigationsverfahren, genannt GPS, verwendet. Satellitengestützt werden die Fahrzeuge geortet und sodann in die entsprechende Position einer elektronischen Straßenkarte projiziert und entlang dieser zu einem gewünschten Streckenziel geführt. Die Führung erfolgt dabei über entsprechend aufbereitete verbale und/oder optische Fahrhinweise.

Zukünftig wird jedoch angestrebt, daß Fahrzeuge zumindest über einen entsprechenden Streckenabschnitt der extrem stark befahren ist, wie beispielsweise im innerstädtischen Bereich oder entlang entsprechender Autobahnabschnitte, das Fahrzeug automatisch zu navigieren und zu betreiben.

Hierzu bedarf es aber eines entsprechend funktionierenden Systemes, in das der Fahrer natürlich eingreifen können muß.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren dieser Art vielfach bekannt. So ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 199 49 499 ein Verfahren bekannt zur automatischen oder halbautomatischen Führung von Kraftfahrzeugen, wobei Detektionsmittel verwendet werden zur Erfassung von Objekten. Diese Objekte werden als solches als stehende oder fahrende Objekte ausgemacht und danach wird ein entsprechender Eingriff auf das Kraftfahrzeug generiert.

Aus der EP 0 760 485 A1 ist ein Verfahren zur Hinderniserkennung bekannt. Hierfür erfolgt eine Abstands- und/oder eine Geschwindigkeitsregelung, bei der die Abstandsdaten in Verbindung mit den elektronischen Navigationsdaten kombiniert, werden.

Aus der DE 195 09 492 C2 ist eine Geschwindigkeitsregelung bekannt, bei der neben auszuregelnden eingestellten Sollgeschwindigkeiten auch einstellbare Beschleunigungswerte vorgesehen sind.

Aus der DE 195 09 494 C2 ist eine entsprechende Tempomat-Einrichtung bekannt, bei denen auch zwischen einer Ist-Geschwindigkeit und einer eingestellten Höchstgeschwindigkeit gewählt werden kann.

Aus der DE 198 21 803 A1 sowie der entsprechend korrespondierenden EP 0 956 993 A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Höchstgeschwindigkeitssteuerung eines Kraftfahrzeuges angegeben. Dabei werden Geschwindigkeitsvorgabewerte durch mehrere vorherige Fahrten und die dort erfaßten Geschwindigkeitsdaten miteinander verbunden und ausgewertet und stehen dem Fahrzeugführer wieder zur Verfügung, wenn er den entsprechenden Streckenabschnitt wieder erreicht.

Verfahren und Einrichtungen dieser Art berücksichtigen u. a. auch die Navigationsdaten des Kraftfahrzeuges. Dies betrifft jedoch im wesentlichen die Streckenführung als solches.

In den beschriebenen Verfahren und Einrichtungen werden jedoch keine Höhenunterschiede berücksichtigt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das navigierte Führen von Kraftfahrzeugen dahingehend zu verbessern, daß auch entsprechende Steigungen und Gefälle optimaler befahren werden können.

Die gestellte Aufgabe ist beim Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2-8 angegeben.

Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den abhängigen übrigen Ansprüchen angegeben.

Hierbei besteht in verfahrensgemäßer Weise der Kern der Erfindung darin, daß die momentanen Ortsdaten im Fahrbetrieb zur Bestimmung eines Höhenprofils herangezogen werden und entsprechend die momentane Motorleistung und/oder die Getriebegangstellung vorausschauend auf die zu erwartenden Steigungen oder Gefälle hin geregelt wird.

Hierdurch wird bei der automatischen, navigierten Führung des Kraftfahrzeuges nunmehr das Verhalten eines Fahrers berücksichtigt, der im Anblick einer noch vor ihm liegenden Steigung, beispielsweise bereits die Motorleistung anhebt und Gas gibt zu einem Zeitpunkt, zu dem die Energie ausreichend ist, um das Fahrzeug noch beschleunigen zu können, um einen gewissen regelungstechnischen Vorhalt für den zu erwartenden Geschwindigkeitsabfall in der Steigung als Vorhalt zu generieren.

Instinktiv wird der Fahrer natürlich beim Herabfahren eines Gefälles natürlich die Motorleistung zurücknehmen, indem er das Gaspedal zurücknimmt. Genau dies ahmt auch das erfindungsgemäße Verfahren wiederum in entsprechender Weise nach.

Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren für schwere Kraftfahrzeuge, insbesondere für Lastkraftfahrzeuge insbesondere im schweren Gespannbetrieb.

In entsprechender Weise wird bei Steigung oder Gefälle nicht nur auf die Motorleistung automatisch eingewirkt, sondern auch auf die Getriebegangstellung, insofern das Getriebe als Automatikgetriebe oder ggf. auch als halbautomatisches Getriebe ausgestaltet ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß bei entsprechender navigierter Erfassung zu erwartender Steigungen eine automatische Erhöhung der Kraftstoffzufuhr erfolgt, was dem oben genannten Gas geben gleichkommt.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, daß auch ein Getriebegangwechsel in entsprechender Weise in einen niedrigeren Gang automatisch generiert werden kann.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, daß bei zu erwartender Steigung automatisch eine Anhebung der Sollgeschwindigkeit um einen Betrag ΔV generiert wird. Hierbei wird ebenfalls das instinktive Verhalten eines Fahrers automatisch bzw. elektronisch nachgeahmt, der zum "Schwung nehmen" ggf. seine Momentangeschwindigkeit um beispielsweise 10 Stundenkilometer anhebt, weil er ggf. erwartungsgemäß bei der von ihm geschätzten Steigung ansonsten einen Geschwindigkeitsverlust von 10 Stundenkilometern hätte.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß dieser Betrag, um welche die Sollgeschwindigkeit automatisch angehoben wird, einstellbar ist bzw. einstellbar sein soll. Hierbei kann der Fahrer Eingriff nehmen auf ein gewisses Fahrverhalten.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß beim Befahren eines Gefälles natürlich die Ausgestaltungen in umgekehrter Reihenfolge vorzunehmen sind, nämlich die automatische Reduzierung der Kraftstoffzufuhr, und/oder der Getriebegangwechsel in einen höheren oder aber ggf. in einen doch niedrigeren Gang, um eine Motorbremswirkung zu erzielen, sowie ggf. eine regelungstechnisch auf Vorhalt bestimmte Absenkung der Sollgeschwindigkeit um einen Betrag -ΔV.

Im Hinblick auf die genannte Einrichtung besteht der Kern der Erfindung darin, daß das, Navigationssystem hinsichtlich der Auswertung der Navigationsdaten mit der Geschwindigkeitsregelanlage des Fahrzeuges logisch verbunden ist, derart, daß ein entsprechender Eingriff vor bzw. beim Befahren einer Steigung oder eines Gefälles generierbar ist. Hierdurch sind die strukturell notwendigen Merkmale zur Realisierung des eingangs genannten erfindungsgemäßen Verfahrens gegeben. Eine entsprechend logische Verschaltung miteinander bedarf hinsichtlich der Auswertung der Navigationsdaten lediglich nur noch einer logischen Bewertung der o. g. vorhaltenden Regelcharakteristik.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt nur die wichtigsten Elemente für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei ist ein innerhalb des Kraftfahrzeuges angeordnetes Navigationssystem 1 verwendet, welchem eine Auswerte- und Regeleinheit 2 nachgeschaltet ist. Über die Navigationseinheit 1 erfolgt eine Ortung des Fahrzeuges innerhalb einer entsprechenden Straßenkarte und es kann nicht nur die Straßenführung als solches übermittelt und erkannt werden, sondern auch das zu einer Landkarte gehörende topographische Profil der Höhenunterschiede.

Diese vorhandenen Daten werden dabei in einer Auswerte- und Regeleinheit berücksichtigt und so entsteht nicht nur ein in der Ebene oder in die Ebene projiziertes Straßennetz, sondern auch ein topographischer Verlauf der Straße als solches. Dieser wird berücksichtigt und wenn eine Steigung über die entsprechende Navigation unmittelbar voraussehbar ist, so werden entsprechende Signale von der Auswerte- und Regeleinheit generiert und an das Getriebe 3 und/oder die Motorsteuerung 4 und/oder ggf. die Bremseinrichtung 5 gegeben. Auf diese Weise kann vorhaltend das Verhalten eines Kraftfahrzeugführers nachgebildet werden und das Fahrverhalten entsprechend automatisch generiert werden. Dies bedeutet, bei einer zu erwartenden Steigung ggf. die Anhebung der Geschwindigkeit, d. h. der Motorleistung zum "Schwung nehmen" und/oder ggf. des automatisch generierten Wechsels des Getriebeganges. Beides gilt natürlich auch für das Befahren einer entsprechend zu erwartenden Gefällstrecke, dies ist dann in der entsprechenden Weise anzuwenden und ggf. kann auch hierzu eine automatische Generierung der Bremse zur Beibehaltung der aktuellen Geschwindigkeit ausgelöst werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur navigierten Führung von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die momentanen Ortsdaten im Fahrbetrieb zur Bestimmung eines Höhenprofiles herangezogen werden und dementsprechend die momentane Motorleistung und/oder die Getriebegangstellung vorausschauend auf zu erwartende Steigungen oder Gefälle hin geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erfassung einer zu erwartenden Steigung automatisch eine Erhöhung der Kraftstoffzufuhr generiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erfassung einer zu erwartenden Steigung automatisch ein Getriebegangwechsel generiert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zu erwartender Steigung automatisch eine Anhebung der Sollgeschwindigkeit um einen Betrag Δv generiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Betrag Δv einstellbar ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erfassung eines zu erwartenden Gefälles eine automatische Reduktion der Kraftstoffzufuhr generiert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erfassung eines zu erwartenden Gefälles automatisch ein Getriebegangwechsel generiert wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zu erwartendem Gefälle automatisch eine Absenkung der Sollgeschwindigkeit um einen Betrag -Δv generiert wird.

9. Einrichtung zum navigierten Führen von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationseinrichtung (1) eines Kraftfahrzeuges mit der Geschwindigkeitsregeleinrichtung derart gekoppelt wird, daß bei Erfassung zu erwartender Steigungen oder Gefällen in entsprechend vorhaltend regelnder Eingriff auf die Geschwindigkeitsregeleinrichtung (3, 4) des Fahrzeuges erfolgt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine automatische Betätigung der Bremse (5) im Bedarfsfalle bewirkt wird.