DE102011109039A1

DE102011109039A1 - Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102011109039A1
Application number: DE102011109039A
Authority: DE
Inventors: Christophe Bonnet; Winfried Kronjäger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-07-30
Filing date: 2011-07-30
Publication date: 2012-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit einer einstellbaren geschwindigkeitsbezogenen und/oder abstandsbezogenen Längsdynamikregelung, wobei die Längsdynamikregelung Betriebsphasen mit regelndem Eingriff und Betriebsphasen ohne regelndem Eingriff aufweist und wobei eine Umgebung des Fahrzeuges erfasst wird und Fahrsituationen, in welchen ein Kraftstoff sparendes Regeln einer Geschwindigkeit (v) möglich ist, ermittelt werden. Erfindungsgemäß wird in Betriebsphasen mit regelndem Eingriff eine Prädiktion durchgeführt, durch die in Abhängigkeit einer dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrstrecke ein erwarteter zeitlicher Verlauf (VE, GE) einer Zustandsgröße (v, G) für den Fall ermittelt wird, dass zum aktuellen Zeitpunkt ein Wechsel von der Betriebsphase mit regelndem Eingriff in einen Leerlaufbetrieb als Betriebsphase ohne regelndem Eingriff erfolgen würde, und dass der Leerlaufbetrieb in Abhängigkeit des erwarteten Verlaufes (VE, GE) und in Abhängigkeit einer Betriebsart der Längsdynamikregelung aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit einer einstellbaren geschwindigkeitsbezogenen und/oder abstandsbezogenen Längsdynamikregelung, wobei eine Umgebung des Fahrzeuges erfasst wird und Fahrsituationen, in welchen ein Kraftstoff sparendes Regeln einer Fahrgeschwindigkeit möglich ist, ermittelt werden.
Aus der noch nicht veröffentlichten DE 10 2010 055 373.5 ist ein Verfahren zur Regelung einer Längsdynamik eines Kraftfahrzeuges und ein Kraftfahrzeug, bei dem mittels einer Objekterkennungseinheit eine Umgebungsgröße des Kraftfahrzeuges ermittelt wird, wobei mittels einer Fahrzustandserkennungseinheit eine einen Fahrzustand des Kraftfahrzeuges kennzeichnende Fahrzustandsgröße ermittelt wird und eine Soll-Beschleunigung des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von der Fahrzustandsgröße und der Umgebungsgröße ermittelt wird. Die Längsdynamik des Kraftfahrzeuges wird in Abhängigkeit der Soll-Beschleunigung mittels einer Motorsteuereinheit und einer Bremssteuereinheit geregelt, wobei die Sollbeschleunigung zusätzlich in Abhängigkeit eines Gewichtungsfaktors zum Absenken einer Empfindlichkeit des Verfahrens in für das Kraftfahrzeug weniger kritischen Situationen ermittelt wird.
Darüber hinaus ist aus der EP 1 475 265 A2 ein Verfahren zum Kraftstoff sparenden Betreiben eines Fahrzeuges bekannt. Das Verfahren sieht vor, dass ein Zielobjekt sowie eine erste Entfernung zu dem ermittelten Zielobjekt ermittelt werden und eine Reichweite des Fahrzeuges unter der Annahme, dass keine Wirkverbindung zwischen einer Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern besteht, bestimmt wird. Des Weiteren wird eine zweite Entfernung in Abhängigkeit der ersten Entfernung und eines vorgebbaren Toleranzbereiches ermittelt, wobei der Toleranzbereich kleiner oder gleich der ersten Entfernung ist, wobei weiterhin eine Getriebeuntersetzung ermittelt wird, so dass die Brennkraftmaschine im Schubabschaltemodus betrieben wird, falls die Getriebeuntersetzung in Wirkverbindung mit den Antriebsrädern und der Brennkraftmaschine gebracht wird.
Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit einer geschwindigkeitsbezogenen und/oder abstandsbezogenen Längsdynamikregelung anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit einer einstellbaren geschwindigkeitsbezogenen und/oder abstandsbezogenen Längsdynamikregelung, wobei die Längsdynamikregelung Betriebsphasen mit regelndem Eingriff und Betriebsphasen ohne regelndem Eingriff aufweist, wird eine Umgebung des Fahrzeuges erfasst und werden Fahrsituationen, in welchen ein Kraftstoff sparender Betrieb ohne regelndem Eingriff möglich ist, ermittelt. Erfindungsgemäß wird in Betriebsphasen mit regelndem Eingriff eine Prädiktion durchgeführt, durch die in Abhängigkeit einer dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrstrecke ein erwarteter zeitlicher Verlauf einer Zustandsgröße für den Fall ermittelt wird, dass zum aktuellen Zeitpunkt ein Wechsel von der Betriebsphase mit regelndem Eingriff in einen Freilaufbetrieb, als Betriebsphase ohne regelndem Eingriff erfolgen würde, und dass der Freilaufbetrieb in Abhängigkeit der Zustandsgröße und/oder in Abhängigkeit einer Betriebsart der Längsdynamikregelung aktiviert wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist der Freilaufbetrieb ein Leerlaufbetrieb.
Unter der Längsdynamikregelung im Sinne der Erfindung wird ein Betriebsmodus verstanden, der sowohl Betriebsphasen mit Regeleingriff als auch Betriebsphasen mit ausgesetzter Regelung und somit ohne regelndem Eingriff (= Leerlaufphasen oder Freilaufphasen) umfasst.
Mittels des Verfahrens wird der Freilauf- oder Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges in besonders vorteilhafter Weise nur in solchen Situationen aktiviert, wenn eine Topografie einer momentanen und/oder dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrstrecke ein Rollen des Fahrzeuges ohne erhebliche Fahrgeschwindigkeitsänderungen ermöglicht. Bei Ermittlung, ob ein Rollen des Fahrzeuges im Freilauf- oder Leerlaufbetrieb zur Ressourcen sparenden, beispielsweise zur Kraftstoff sparenden Fahrweise sinnvoll ist, wird eine Steigung der momentanen und der dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrstrecke berücksichtigt.
Bei der Längsdynamikregelung des Fahrzeuges handelt es sich um eine Konstantgeschwindigkeitsregelung, auch Tempomatregelung genannt, und/oder Abstandsregelung. Die Längsdynamikregelung umfasst somit als Betriebsart vorzugsweise die Betriebsarten Konstantgeschwindigkeitsregelung, Abstandhalten während einer Abstandsregelung und Annähern während einer Abstandsregelung, wobei der Freilauf- oder Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges bedeutet, dass eine Wirkverbindung zwischen einer Antriebseinheit, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, und den Antriebsrädern des Fahrzeuges getrennt ist.
Der Freilauf- oder Leerlaufbetrieb wird vorzugsweise abgebrochen, wenn mindestens eine vorgegebene Abbruchbedingungen erfüllt ist, wobei der Übergang vom Freilauf-. bzw. Leerlaufbetrieb zur Betriebsphase mit regelndem Eingriff gleitend erfolgt und innerhalb einer situationsabhängig vorgebbaren Überblendzeit vollzogen wird. Die Überblendzeit wird insbesondere in dynamischen Situationen kürzer vorgegeben als in wendiger dynamische Situationen, so dass man in dynamischen Situationen eine schnellere Systemreaktion erhält als in weitgehenden undynamischen Situationen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch einen zeitlichen Verlauf einer im Leerlaufbetrieb erwarteten Geschwindigkeit eines Fahrzeuges,
2 schematisch einen zeitlichen Verlauf eines im Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges erwarteten Gewichtungsfaktors,
3 bis 6 schematisch verschiedene Ausführungsbeispiele für Funktionen einer Größe zur Ermittlung eines Gewichtungsfaktors.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein erstes Diagramm 1 mit einem erwarteten zeitlichen Verlauf V_E einer Geschwindigkeit v eines Fahrzeuges im Leerlaufbetrieb, in welchem eine Längsdynamikregelung in einer Betriebsphase mit ausgesetzter Regelung und somit ohne regelndem Eingriff ist, dargestellt. Dabei stellt die X-Achse die Zeit und die Y-Achse die Geschwindigkeit v dar.
Das Fahrzeug verfügt über ein Fahrerassistenzsystem zur Längsdynamikregelung, welches ein Drehmoment eines Motors des Fahrzeuges bzw. ein Bremsmoment eines Bremssystems des Fahrzeugs automatisch so regelt, dass eine durch einen Fahrer vorgegebene Geschwindigkeit als Setzgeschwindigkeit v_Setz eingehalten wird.
Die Längsdynamikregelung kann dabei in Betriebsarten oder -phasen mit regelndem Eingriff, wie Konstantgeschwindigkeitsregelung oder Abstandhalten während einer Abstandsregelung oder Annähern an ein langsameres Zielobjekt (Auflaufen auf ein langsameres Zielobjekt) während der Abstandsregelung, betrieben werden. Auch kann die Längsdynamikregelung in einer Betriebsphase mit ausgesetzter Regelung und somit ohne regelndem Eingriff, wie Leerlaufbetrieb, betrieben werden.
Betätigt der Fahrer bei aktivierter Konstantgeschwindigkeitsregelung ein Fahrpedal oder ein Bremspedal des Fahrzeuges, wird die Konstantgeschwindigkeitsregelung deaktiviert bzw. temporär unterbrochen.
Weiterhin weist das Fahrzeug eine Umgebungserfassungseinrichtung auf, mittels welcher Umgebungsdaten des Fahrzeuges erfasst werden. Die Umgebungsdaten werden mittels Sensoreinheiten und vorzugsweise mittels Kartendaten einer digitalen Straßenkarte und/oder mittels eines Satelliten gestützten Navigationssystems erfasst und/oder ermittelt.
Darüber hinaus verfügt das Fahrzeug über eine Eco-Zonen-Bestimmungseinheit, die mit der Umgebungserfassungseinrichtung des Fahrzeuges verbunden ist, wobei das Fahrzeug in einer so genannten Eco-Betriebsart, welche bei aktivierter Längsdynamikregelung einstellbar ist, betreibbar ist.
Wird das Fahrzeug in der Eco-Betriebsart betrieben, befindet sich das Fahrzeug im Leerlaufbetrieb, bei dem eine Wirkverbindung zwischen einer Antriebseinheit, beispielsweise einer Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern des Fahrzeuges getrennt ist. Im Leerlaufbetrieb wird die Antriebseinheit mit einer vorgegebenen Leerlaufdrehzahl betrieben oder außer Betrieb gesetzt. Dadurch wird ein Verbrauch, z. B. an Kraftstoff oder elektrischer Energie, im Betrieb des Fahrzeuges reduziert.
In Abhängigkeit einer Ausführungsform des Fahrzeuges kann anstelle des Leerlaufbetriebes auch eine andere Freilauf-Betriebsart gewählt werden, in welcher die Wirkverbindung zwischen einem Antriebsaggregat des Fahrzeuges und den Antriebsrädern getrennt wird.
Dabei ist der Leerlaufbetrieb auch bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe in einer D-Stellung des Getriebes einstellbar.
Handelt es sich bei dem Antriebsaggregat beispielhaft um einen Elektromotor, so ist ein Freilauf ohne Motordrehzahl möglich und auch denkbar, wobei dabei ein Verbrauch an elektrochemischer Energie zumindest reduziert wird.
Das Fahrerassistenzsystem ist beispielsweise in der Betriebsart Konstantgeschwindigkeitsregelung aktiviert, d. h., dass der Fahrer des Fahrzeuges durch Eingabe eines Geschwindigkeitswertes die Setzgeschwindigkeit v_Setz, mit welcher sich das Fahrzeug fortbewegt, vorgegeben hat.
Unter der Annahme, dass das Fahrzeug fortan im Leerlaufbetrieb betrieben werden soll, wird eine Prädiktion durchgeführt, bei welcher unter Heranziehen mittels der Umgebungserfassungseinrichtung bereitgestellter Umgebungsdaten in Bezug auf eine Steigung einer momentanen und einer dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrstrecke eine erwartete Zustandsgröße ermittelt wird.
Im Betrieb des Fahrzeuges in einer Betriebsphase mit regelndem Eingriff, wie beispielsweise bei eingestellter Konstantgeschwindigkeitsregelung, wird während der Prädiktion ein erwarteter zeitlicher Verlauf V_E einer Zustandsgröße v, insbesondere der im Leerlaufbetrieb erwarteten Geschwindigkeit v des Fahrzeuges ermittelt.
Zur Ermittlung eines Steigungswiderstandes oder eines Hangabtriebes werden bzw. wird ein momentan im Fahrzeug vorliegender Steigungswert und/oder ein aus der digitalen Karte ermittelbares Steigungsprofil verwendet.
Dabei sind ein erstes Toleranzband TB1 einer Soll- oder Setzgeschwindigkeit v_setz, und ein zweites Toleranzband TB2 einer Setzgeschwindigkeit V_setz als Toleranzbereiche hinsichtlich der Geschwindigkeit v des Fahrzeuges vorgegeben, wobei die beiden Toleranzbänder TB1, TB2 innerhalb eines dritten Toleranzbandes TB3 liegen. Dabei wird das erste Toleranzband TB1 von dem zweiten Toleranzband TB2 umfasst.
Der Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges wird aktiviert, wenn aus dem erwarteten Verlauf V_E der Geschwindigkeit v ermittelt wird, dass sich die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges, die sich bei Aktivierung des Leerlaufbetriebes einstellen wird, nach einer vorgegebenen ersten Mindestverweildauer TD1 in dem ersten Toleranzband TB1 der Setzgeschwindigkeit v_Setz befinden wird.
Alternativ dazu wird der Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges aktiviert, wenn sich der erwartete Verlauf V_E der Geschwindigkeit v, der sich bei Aktivierung des Leerlaufbetriebes einstellen wird, nach einer vorgegebenen zweiten Mindestverweildauer TD2, welche größer ist als die erste Mindestverweildauer TD1, innerhalb des zweiten Toleranzbandes TB2 der Setzgeschwindigkeit v_Setz befinden wird.
Der aktivierte Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges wird beendet, wenn eine von mehreren vorgegebenen Abbruchbedingungen erfüllt ist. Insbesondere ist vorgesehen, den Leerlaufbetrieb zu beenden, wenn der Fahrer des Fahrzeuges das Fahrpedal oder das Bremspedal um ein vorgebbares Mindestmaß betätigt oder sich eine momentane Geschwindigkeit v des Fahrzeuges außerhalb des dritten Toleranzbandes TB3 befindet.
Zudem ist vorgesehen, dass der Leerlaufbetrieb beendet oder gar nicht erst aktiviert wird, wenn zumindest eine vorhandene Fahrerassistenzfunktion, eine kritische Fahrsituation oder eine für das Fahrzeug kritisch werdende Fahrsituation erfasst worden ist.
Bevorzugt wird in unkritischen Fahrsituationen der Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges für eine vorgegebene Mindestdauer aktiviert.
Nach einem Beenden des Leerlaufbetriebes wird die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges mit einer Soll-Beschleunigung der Konstantgeschwindigkeitsregelung oder einem bei einer erfassten kritischen Fahrsituation dann regelnden Fahrerassistenzsystem mit einer Überblendzeit eingeregelt, wobei die Überblendzeit situationsabhängig gewählt werden kann. Das heißt, das Fahrzeug wird während der Überblendzeit allmählich von der aktuellen Beschleunigung, auf die während der Betriebsphase mit regelndem Eingriff einzustellende Soll-Beschleunigung beschleunigt. Man erhält damit einen gleitenden Übergang vom Leerlaufbetrieb, d. h. von der Betriebsphase ohne regelndem Eingriff, zur Betriebsphase mit regelndem Eingriff, so dass der Übergang komfortabel erfolgt, d. h. ohne einen vom Fahrer oder von den Fahrzeuginsassen als unangenehm empfindbaren Ruck erfolgt. Die situationsabhängige Wahl der Überblendzeit bedeutet insbesondere dass die Überblendzeit in dynamischen Situationen geringer gewählt wird als in wenig dynamischen Situationen. Beispielsweise wird die Überblendzeit gegenüber einem vorgegebenen Normalwert reduziert wird, wenn der Fahrer des Fahrzeugs die Sollgeschwindigkeit ändert oder wenn eine kritische Situation aufgrund eines vor dem Fahrzeug auftauchenden Hindernisses entsteht.
Besonders bevorzugt kann der Fahrer des Fahrzeuges vor Fahrtantritt oder während des Fahrbetriebes einstellen, ob er einen Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges zur Verbrauchseinsparung nutzen möchte.
2 zeigt ein zweites Diagramm 2 eines erwarteten zeitlichen Verlaufes G_E eines Gewichtungsfaktors G im Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges, wenn die Längsdynamikregelung in der Betriebsart Abstandhalten während einer Abstandsregelung betrieben wird.
Ist das Fahrerassistenzsystem zur Längsdynamikregelung als Abstandsregeltempomat ausgebildet, so wird die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges in Abhängigkeit von einem Abstand zu einem dem Fahrzeug vorausfahrenden Zielfahrzeug geregelt. Dabei bildet der Abstand eine Regelgröße für die Abstandsregelung.
Fährt das Fahrzeug mit aktivierter Abstandsregelung, so kann eine Prädiktion durchgeführt werden. Dabei wird ein erwarteter zeitlicher Verlauf G_E einer Zustandgröße, insbesondere eines im Leerlaufbetrieb erwarteten Gewichtungsfaktors G, dem so genannten Eco-Gewichtungsfaktor, ermittelt, wobei der Gewichtungsfaktor G ein Maß für eine Stationarität der Abstandsregelung ist.
Dabei kann der Gewichtungsfaktor G anhand verschiedener vorgegebener Funktionen f1(dt_Fehler), f2(V_{rel_norm}) einer Größe, z. B. anhand einer Funktion f1(dt_Fehler) eines Abstandsfehlers dt_Fehler und anhand einer Funktion f2(v_{rel_norm}) der normierten Relativgeschwindigkeit V_{rel_norm} und/oder anhand von Funktionen der Geschwindigkeit v und/oder des Istabstandes d_Ist, ermittelt werden. Unter Abstandsfehler dt_Fehler ist hierbei eine Ist-Soll-Abweichung des Zeitabstands zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Zielfahrzeug zu verstehen und unter normierter Relativgeschwindigkeit v_{rel_norm} ist der Quotient aus einer Relativgeschwindigkeit v_rel zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Zielfahrzeug und einer Ist-Geschwindigkeit v_Ist des Fahrzeuges zu verstehen.
Einfache Ausführungsformen zur Ermittlung des Gewichtungsfaktors G sind beispielsweise das Ermitteln des Minimums aus den Funktionen des Abstandsfehlers dt_Fehler und der normierten Relativgeschwindigkeit v_{rel_norm}: G = Minimum (f1(dt_Fehler), f2(V_{rel_norm})), oder das Ermitteln des Produktes aus den Funktionen des Abstandsfehlers dt_Fehler und der normierten Relativgeschwindigkeit v_{rel_norm}: G = f1(dt_Fehler)·f2(V_{rel_norm}).
Der Gewichtungsfaktor G wird also in Abhängigkeit des Abstandsfehlers dt_Fehler und in Abhängigkeit der normierten Relativgeschwindigkeit V_{rel_norm} vorgegeben, wobei der Gewichtungsfaktor G derart vorgegeben werden kann, dass dieser ein Maximum von beispielsweise Eins aufweist, wenn der Abstandsfehler dt_Fehler und die normierte Relativgeschwindigkeit V_{rel_norm} nahezu Null sind und mit zunehmenden Betrag des Abstandsfehlers dt_Fehler und/oder mit zunehmenden Betrag der normierten Relativgeschwindigkeit V_{rel_norm} bis zu einem vorgegebenen Minimum von z. B. Null abnimmt.
3 bis 6 zeigen mögliche Beispiele für Funktionsverläufe der Größen Abstandsfehler dt_Fehler und Relativgeschwindigkeit V_{rel_norm} zur Ermittlung des Gewichtungsfaktors G.
2 zeigt ein erstes Eco-Toleranzband ETB1 des Gewichtungsfaktors G, ein das erste Eco-Toleranzband ETB1 umfassendes zweites Eco-Toleranzband ETB2 des Gewichtungsfaktors G und ein das zweite Eco-Toleranzband ETB2 umfassendes drittes Eco-Toleranzband ETB3 des Gewichtungsfaktors G. Die Eco-Toleranzbänder ETB1, ETB2, ETB3 umfassen dabei den Wertebereich zwischen dem Maximum des Gewichtungsfaktors G und jeweils einer vorgegebenen Grenze G_min1, G_min2, G_min3.
Der in der Figur als schraffierte Fläche dargestellte Bereich unterhalb des dritten Eco-Toleranzbereichs ETB3 markiert den außerhalb der Eco-Zone liegenden Wertebereich des Gewichtungsfaktors G. Wenn durch die Prädiktion ermittelt wird, dass der Gewichtungsfaktor G einen Wert außerhalb der Eco-Zone annehmen wird, dann wird der Leerlaufbetrieb nicht aktiviert, oder er wird, falls er bereits aktiviert ist, nach der vorgegebenen Mindestdauer beendet.
Der Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges wird dann aktiviert, wenn sich aus dem erwarteten Verlauf G_E des Gewichtungsfaktors G ergibt, dass das Fahrzeug sich nach einer vorgegebenen ersten Mindestverweildauer TD1 innerhalb des ersten Eco-Toleranzbandes ETB1 des Gewichtungsfaktors G befinden wird.
Alternativ dazu wird der Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges aktiviert, wenn sich das Fahrzeug nach einer zweiten Mindestverweildauer TD2' in einem zweiten Eco-Toleranzband ETB2 des Gewichtungsfaktors G befinden wird. Die zweite Mindestverweildauer TD2' ist dabei größer als die erste Mindestverweildauer TD1'.
Der Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges wird beendet, wenn eine von mehreren vorgegebenen Abbruchbedingungen erfüllt ist. Insbesondere ist vorgesehen, den Leerlaufbetrieb zu beenden, wenn der Fahrer des Fahrzeuges das Fahrpedal oder das Bremspedal um ein vorgebbares Mindestmaß betätigt oder wenn zumindest eine vorhandene Fahrerassistenzfunktion eine kritische Fahrsituation oder eine für das Fahrzeug kritisch werdende Fahrsituation erfasst. Zusätzlich ist vorgesehen, dass der Leerlaufbetrieb beendet wird, wenn der ermittelte Gewichtungsfaktor G das dritte Eco-Toleranzbandes ETB3 verlässt.
Analog zur Betriebsart Konstantgeschwindigkeitsregelung erfolgt der Übergang vom Leerlaufbetrieb zur Betriebsart mit regelndem Eingriff auch hier in der Betriebsart Abstandhalten gleitend während einer situationsabhängig vorgegebenen Überblendzeit. Die situationsabhängige Wahl der Überblendzeit bedeutet insbesondere, dass die Überblendzeit in dynamischen Situationen geringer gewählt wird als in wenig dynamischen Situationen. Beispielsweise wird die Überblendzeit gegenüber einem vorgegebenen Normalwert reduziert wird, wenn eine kritische Situation erkannt wird oder wenn das Zielfahrzeug seine Geschwindigkeit ändert.
In einer weiteren Ausführung zur Aktivierung des Leerlaufbetriebes im Abstandsregelbetrieb ist vorgesehen, dass in Beschleunigungsphasen während des Annäherns an ein vorausfahrendes Fahrzeug, also dem Zielfahrzeug, als Zustandsgröße ein nicht näher dargestellter weiterer erwarteter zeitlicher Verlauf der im Leerlaufbetrieb erwarteten Geschwindigkeit ermittelt wird.
Aus dem weiteren erwarteten zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit werden eine Zeitdauer bis zum Erreichen der Geschwindigkeit des Zielfahrzeuges sowie ein sich dann ergebender Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Zielfahrzeug bestimmt.
In dieser Ausführungsform wird der Leerlaufbetrieb aktiviert, wenn sich aus dem weiteren erwarteten zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit ergibt, dass das Fahrzeug die Geschwindigkeit des Zielfahrzeuges innerhalb eines vorgebbaren ersten Zeitintervalls erreichen wird und dass ein dann zwischen dem Fahrzeug und dem Zielfahrzeug sich ergebender Abstand in einem vorgebbaren ersten Abstandsintervall liegen wird. Das heißt, der Leerlauf wird aktiviert, wenn eine Geschwindigkeitsangleichzeitdauer T_Dauer1, die der Zeitdauer entspricht, die das Fahrzeug voraussichtlich benötigen wird, um die Geschwindigkeit des Zielfahrzeuges zu erreichen, innerhalb des ersten Zeitintervalls liegen wird, und dass ein Geschwindigkeitsangleichabstand d_Dauer1, der dem Abstand entspricht, der sich zwischen dem Fahrzeug und dem Zielfahrzeug voraussichtlich ergeben wird, wenn das Fahrzeug die Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs erreicht hat, innerhalb des ersten Abstandsintervalls liegen wird. Der Abstand kann dabei eine räumliche Entfernung oder ein Zeitabstand, d. h. eine Zeitlücke sein. Das erste Zeitintervall und das erste Abstandsintervall werden vorteilhafterweise situationsabhängig vorgegeben, insbesondere in Abhängigkeit des Sollabstands, auf den der Abstand zwischen dem Fahrzeug und Zielfahrzeug eingeregelt werden soll, sowie in Abhängigkeit der momentanen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs und des Zielfahrzeugs.
Durch das erste Abstandsintervall wird ein Toleranzbereich um den Sollabstand definiert, der nach dem Erreichen der Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs gehalten werden soll. Durch die Vorgabe des ersten Zeitintervalls wird sichergestellt, dass der Leerlaufbetrieb nur dann aktiviert wir, wenn er während einer Mindestzeitdauer aktiv bleiben kann und maximal so lange dauert, dass der Fahrer den Annäherungsvorgang nicht als unangemessen lange empfindet.
Des Weiteren wird die Aktivierung des Leerlaufbetriebes nur dann zugelassen, wenn das Zielfahrzeug langsamer fährt als das Fahrzeug.
Zudem wird die Aktivierung nur dann zugelassen, wenn eine momentan angeforderte Beschleunigung des aktiven Fahrerassistenzsystems zur Längsdynamikregelung großer ist als eine momentane Beschleunigung, welche sich im Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges einstellen wird.
Der Leerlaufbetrieb des Fahrzeuges wird beendet, wenn vorgegebene Abbruchbedingungen erfüllt sind. Insbesondere ist vorgesehen, den Leerlaufbetrieb zu beenden, wenn der Fahrer des Fahrzeuges das Fahrpedal oder das Bremspedal um ein vorgebbares Mindestmaß betätigt, wenn zumindest eine vorhandene Fahrerassistenzfunktion eine kritische Fahrsituation oder eine für das Fahrzeug kritisch werdende Fahrsituation erfasst, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner oder gleich der Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, wenn der aktuelle Abstand zwischen dem Fahrzeug und Zielfahrzeug kleiner als der Sollabstand ist, wenn das Zielfahrzeug nicht mehr erkannt wird, wenn die Geschwindigkeitsangleichzeitdauer T_Dauer1 außerhalb eines vorgebbaren zweiten Zeitintervalls liegt oder wenn der Geschwindigkeitsangleichabstand d_Dauer1 außerhalb eines vorgebbaren zweiten Abstandsintervalls liegt. Das zweite Zeitintervall und das zweite Abstandsintervall werden dabei derart vorgegeben, dass sie das erste Zeitintervall bzw. das erste Abstandsintervall umfassen. Dadurch wird eine Hysterese für das Umschalten der Betriebsphasen realisiert.
Analog zur Betriebsart Abstandhalten erfolgt der Übergang vom Leerlaufbetrieb zur Betriebsart mit regelndem Eingriff auch hier in der Betriebsart Annähern gleitend während einer Überblendzeit, welche, wie, im Zusammenhang mit der Betriebsart Abstandhalten erläutert, situationsabhängig vorgegeben wird.
Ein Bewegungsmodell für eine Voraussimulation wird dabei in Abhängigkeit zumindest eines Luftwiderstandes, eines Rollwiderstandes und/oder eines Steigungswiderstandes, und/oder eines Hangabtriebes ermittelt.
Bezugszeichenliste

1: erstes Diagramm
2: zweites Diagramm
dt_Fehler: Abstandsfehler
ETB1: erstes Eco-Toleranzband
ETB2: zweites Eco-Toleranzband
ETB3: drittes Eco-Toleranzband
f₁: Funktion
f₂: Funktion
G: Gewichtungsfaktor
G_E: erwarteter Verlauf
G_min: minimaler Gewichtungsfaktor
TB1: erstes Toleranzband
TB2: zweites Toleranzband
TB3: drittes Toleranzband
TD1: erste Mindestverweildauer
TD2: zweite Mindestverweildauer
TD1': erste Mindestverweildauer
TD2': zweite Mindestverweildauer
v: Geschwindigkeit
V_E: erwarteter Verlauf
v_Setz: Setzgeschwindigkeit
v_{rel_norm}: normierte Relativgeschwindigkeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010055373 [0002]
EP 1475265 A2 [0003]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges mit einer einstellbaren geschwindigkeitsbezogenen und/oder abstandsbezogenen Längsdynamikregelung, wobei die Längsdynamikregelung Betriebsphasen mit regelndem Eingriff und Betriebsphasen ohne regelndem Eingriff aufweist und wobei eine Umgebung des Fahrzeuges erfasst wird und Fahrsituationen, in welchen ein Kraftstoff sparendes Regeln einer Geschwindigkeit (v) möglich ist, ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in Betriebsphasen mit regelndem Eingriff eine Prädiktion durchgeführt wird, durch die in Abhängigkeit einer dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrstrecke ein erwarteter zeitlicher Verlauf (V_E, G_E) einer Zustandsgröße (v, G) für den Fall ermittelt wird, dass zum aktuellen Zeitpunkt ein Wechsel von der Betriebsphase mit regelndem Eingriff in einen Freilaufbetrieb als Betriebsphase ohne regelndem Eingriff erfolgen würde, und dass der Freilaufbetrieb in Abhängigkeit des erwarteten Verlaufes (V_E, G_E) und in Abhängigkeit einer Betriebsart der Längsdynamikregelung aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine ist und dass der Freilaufbetrieb ein Leerlaufbetrieb ist, bei dem eine Wirkverbindung zwischen der Brennkraftmaschine und Antriebsrädern des Fahrzeugs getrennt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des erwarteten Verlaufes (V_E, G_E) der Zustandsgröße (v, G) eine Steigung der vorausliegenden Fahrstrecke herangezogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erwarteter Verlauf (V_E, G_E) der Zustandsgröße ein erwarteter Verlauf (V_E) der Geschwindigkeit (v) des Fahrzeuges, welche sich im Freilaufbetrieb einstellen wird, ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilaufbetrieb in Abhängigkeit des erwarteten Verlaufes (V_E, G_E) der Zustandsgröße (V_E, G_E) und abhängig davon, ob die Längsdynamikregelung in einer Betriebsart Konstantgeschwindigkeitsregelung, Abstandhalten während einer Abstandsregelung oder Annähern an ein vorausfahrendes Zielfahrzeug während einer Abstandsregelung betrieben wird, aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb der Längsdynamikregelung in der Betriebsart Konstantgeschwindigkeitsregelung – ein im Freilaufbetrieb erwarteter Verlauf (V_E) der Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs als erwarteter Verlauf der Zustandsgröße ermittelt wird, – ein erstes Toleranzband (TB1) einer Setzgeschwindigkeit (v_setz) und ein das erste Toleranzband (TB1) umfassendes zweites Toleranzband (TB2) der Setzgeschwindigkeit (v_setz) vorgegeben werden und – der Freilaufbetrieb aktiviert wird, wenn die Geschwindigkeit (v) nach einer vorgebbaren ersten Mindestverweildauer (TD1) in dem ersten Toleranzband (TB1) der Setzgeschwindigkeit (v_Setz) liegen wird oder wenn die Geschwindigkeit (v) zumindest nach einer vorgebbaren zweiten Mindestverweildauer (TD2), die größer als die erste Mindestesverweildauer (TB2) ist, in dem zweiten Toleranzband (TB2) der Setzgeschwindigkeit (v_Setz) liegen wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb der Längsdynamikregelung in der Betriebsart Abstandhalten während der Abstandsregelung ein im Freilaufbetrieb erwarteter Verlauf (G_E) eines Gewichtungsfaktors (G) als erwarteter Verlauf der Zustandsgröße ermittelt wird, wobei der Gewichtungsfaktor (G) ein Maß für die Stationarität der Abstandsregelung ist, und dass der Freilaufbetrieb bei einer anhand des Verlaufs (G_E) des Gewichtungsfaktors (G) erkannten hohen Stationarität der Abstandsregelung aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, – dass ein erstes Eco-Toleranzband (ETB1) des Gewichtungsfaktors (G) und ein das erste Eco-Toleranzband (ETB1) umfassendes zweites Eco-Toleranzband (ETB2) des Gewichtungsfaktors (G) vorgegeben werden, wobei die Eco-Toleranzbänder (ETB1, ETB2) jeweils den Wertebereich zwischen einem Maximum des Gewichtungsfaktors (G) und einer vorgegebenen Grenze (G_min1, G_min2) umfassen, – und dass der Freilaufbetrieb des Fahrzeuges aktiviert wird, wenn sich aus dem erwarteten Verlauf (G_E) des Gewichtungsfaktors (G) ergibt, dass das Fahrzeug sich nach einer vorgegebenen ersten Mindestverweildauer (TD1') innerhalb des ersten Eco-Toleranzbandes (ETB1) des Gewichtungsfaktors (G) befinden wird, oder sich nach einer zweiten Mindestverweildauer (TD2'), die größer als die erste Mindestverweildauer (TD1') ist, in dem zweiten Eco-Toleranzband (ETB2) des Gewichtungsfaktors (G) befinden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betrieb der Längsdynamikregelung in der Betriebsart Annähern während der Abstandsregelung – ein im Freilaufbetrieb erwarteter Verlauf (V_E) der Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs als erwarteter Verlauf der Zustandsgröße ermittelt wird und – der Freilaufbetrieb aktiviert wird, wenn sich aus dem erwarteten Verlauf (V_E) der Geschwindigkeit (v) ergibt, dass das Fahrzeug die Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Zielfahrzeugs innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls erreichen wird und dass sich beim Erreichen der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Zielfahrzeugs ein innerhalb eines vorgebbaren Abstandsintervalls liegender der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Zielfahrzeug ergeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilaufbetrieb abgebrochen wird, wenn mindestens eine vorgegebene Abbruchbedingungen erfüllt ist, wobei der Übergang vom Freilaufbetrieb zur Betriebsphase mit regelndem Eingriff gleitend erfolgt und innerhalb einer situationsabhängig vorgebbaren Überblendzeit vollzogen wird.