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DE19600734C2 - Verfahren zur Steuerung von Aggregaten und/oder Systemen eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur Steuerung von Aggregaten und/oder Systemen eines Kraftfahrzeugs

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DE19600734C2
DE19600734C2 DE19600734A DE19600734A DE19600734C2 DE 19600734 C2 DE19600734 C2 DE 19600734C2 DE 19600734 A DE19600734 A DE 19600734A DE 19600734 A DE19600734 A DE 19600734A DE 19600734 C2 DE19600734 C2 DE 19600734C2
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Germany
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vehicle
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Wolfgang Runge
Josef Schwarz
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ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steu­ erung von Aggregaten und/oder Systemen innerhalb und außerhalb eines Kraftfahrzeugs unter Verarbeitung von Informationen zur Erfassung der Fahrumgebung, des Fahrzustandes, zur Positionsbestimmung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
In den zurückliegenden Jahren wurden viele Vorschläge gemacht, um dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs das Fahren, insbesondere in besonderen Situationen oder Fahrumgebungen, zu erleichtern. Zu den Dingen, die sich der Fahrer wünscht, zählen neben einem sicheren, komfortablen Fahrzeug Assi­ stenz bei der Orientierung, zum Beispiel im Stadtverkehr, ferner Hinweise, die ihm Unannehmlichkeiten, zum Beispiel Zeitverluste durch Staus, bereiten sowie technische Unter­ stützung in kritischen Situationen, zum Beispiel bei Schnee und Eisglätte.
Um dem Fahrer die gewünschte Assistenz zu geben, wur­ den spezielle Informations- und Kommunikationssysteme zur Fahrerunterstützung und zur Beeinflussung des Verkehrs ge­ schaffen.
Zu diesen Einrichtungen, die im weitesten Sinne viel­ fältige Informationen bereitstellen, zählen beispielsweise Nachrichtensysteme zur Verbreitung aktueller Verkehrsnach­ richten, Verkehrsleit- und Informationssysteme und Systeme, mit denen Einfluß auf die Fahrmanöver genommen werden. Hierzu zählen beispielsweise Steuersysteme mit adaptivem Charakter zur Steuerung eines Pkw-Automatikgetriebes.
Einen hohen Verbreitungsgrad haben Telekommunikations­ systeme gefunden. Hierzu gehört der Mobilfunk, das Ra­ dio (RDS), Infrastruktursysteme (bakengestützte Systeme, auch zur Gebührenerfassung). Diese Systeme erlauben die Verbreitung aktueller Daten.
Mit Massenspeichern, wie zum Beispiel CD's mit zum Beispiel digitalisierten Straßenkarten, lassen sich stati­ sche Daten in praktisch unbegrenztem Umfang im Fahrzeug selbst mitführen.
Neben den aktuellen und statischen Daten ist es üb­ lich, vom Fahrer-Fahrzeug-System abgeleitete Daten zu gene­ rieren. Aus diesen Daten läßt sich eine Stellgröße, bei­ spielsweise zur Steuerung eines ABS, gewinnen.
In der DE 39 38 174 A1 beispielsweise werden zur Steu­ erung eines Aggregats eines Kraftfahrzeuges Innformationen zur Fahrumgebung, zum Fahrzustand und zur Positionsbestim­ mung verarbeitet. Diese Daten werden einerseits im Fahrzeug mitgeführt oder ermittelt und/oder jeweils vom Fahrer-/­ Fahrzeugsystem abgeleitet. Anschließend werden die Daten durch eine geeignete Verknüpfung zu einer internen Stell­ größe verarbeitet. In der WO 88/05199 A1 wird ebenfalls ein Verfahren beschrieben, welches verschiedene Daten verknüpft und zu einer internen Stellgröße verarbeitet. Auch die US 5 469 356 A zeigt ein Verfahren, welches Daten zur Posi­ tionsbestimmung mit statischen Daten zu einer internen Stellgröße verarbeitet, welches ein Getriebe steuert und eine Fahrsituation bestimmt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ver­ arbeiten also Informationen aus der Umwelt und verarbeiten diese zu internen Stellgrößen. Die ermittelten Stellgrößen werden anschließend zur Steuerung von Aggregaten verwendet. Dabei beschränkt sich die Verwendung der Stellgrößen aus­ schließlich auf die Steuerung von internen Aggregaten.
Ein weiterer Nachteil vieler bekannten Lösungen ist, daß die Realisierung, die auf eine Automatisierung des Straßenverkehrs abzielt, an deren Komplexität, mangelnder Beherrschbarkeit, hohen Kosten, Sicherheits- und Produkt­ haftpflicht-Überlegungen scheitert.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht demnach darin, sowohl interne als auch externe einzelne Aggregate oder Systeme eines Kraftfahrzeugs im Sinne einer Fahrer-Assistenz oder Teil-Automatisierung zu beeinflussen, um die Sicherheit, den Komfort, die Wirtschaftlichkeit und die Effizienz eines Fahrer-Fahrzeug-Systems zu steigern. Verwendet werden hierzu Informationen, die entweder bereits allgemein verfügbar oder im Rahmen der Erfindung bereitzu­ stellen sind.
Diese Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches aufweisenden, gattungsgemäßen Verfahren zur Steuerung von Aggregaten und/oder Systemen innerhalb und außerhalb eines Kraftfahrzeugs gelöst.
Vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfah­ rens sind den Unteransprüchen 2 bis 15 zu entnehmen.
Weitere, für die Erfindung wesentliche Merkmale sowie die hieraus resultierenden Vorteile sind der nachfolgenden Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens sowie dessen möglichen Abwandlungen zu entnehmen.
Im Rahmen der Erfindung wird zwischen aktuellen Daten, statischen Daten und Daten, die von einem Fahrer-Fahrzeug- System abgeleitet werden, unterschieden. Zu den aktuellen Daten zählen beispielsweise Daten zur Positionsbestim­ mung (GPS). Diese Daten können unmittelbar dazu verwendet werden, die Schaltprogramme eines automatischen Getriebes den geographischen bzw. den länderspezifischen Gegebenhei­ ten anzupassen. Zu diesen Gegebenheiten zählen auch Maß­ nahmen des Gesetzgebers, wie z. B. Abgasvorschriften, Ge­ schwindigkeitsvorschriften usw.
Abhängig von der erkannten Position kann beispielsweise ein geeignetes Schaltprogramm für die Ebene (Norddeutschland), für die Bergfahrt (Alpenregion), für Ballungszentren oder andere Fahrumgebungen adaptiert bzw. aktiviert werden. Der beträchtliche Applikationsaufwand zur Berücksichtigung von länderspezifischen Varianten bei der Implementierung von Steuerungen für automatische Getriebe entfällt. In diesem Sinne kann beispielsweise ein System zur Positionsbestim­ mung als zusätzlicher Sensor aufgefaßt werden. Als zusätz­ liche Sensoren in diesem Sinne können beispielsweise auch andere Informationen aufgefaßt werden. Mit Informationen, die Aufschluß über eine aktuelle Wettersituation geben, können andere Aggregate eines Kraftfahrzeugs, wie bei­ spielsweise ein ABS oder auch eine Klimaanlage bzw. eine Heizung oder dergleichen, ein- oder ausgeschaltet, gesteu­ ert oder geregelt werden. Wenn beispielsweise die Informa­ tionen zur aktuellen Wetterlage ergeben, daß in der Region, in der sich das Kraftfahrzeug gerade befindet, mit besonde­ ren Gegebenheiten, zum Beispiel Schnee und Eisglätte, Nebel oder dergleichen, zu rechnen ist, kann beispielsweise die Arbeitsweise eines ABS beeinflußt werden.
Aktuelle Daten, beispielsweise zur Positionsbestim­ mung, können mit mitgeführten Daten, beispielsweise digita­ lisierten Straßenkarten, und vom Fahrer-Fahrzeug-System abgeleiteten Daten, wie beispielsweise Querbeschleunigungs­ werte und Raddrehzahldifferenzen, miteinander verknüpft werden. Aus dieser Verknüpfung läßt sich eine Information zur Kurvenerkennung gewinnen, die dem Fahrer das Führen eines Kraftfahrzeugs erleichtert. Bei der Kurvenerkennung können zusätzliche Informationen verarbeitet werden, die von einer ortsfesten Informationsquelle stammen. Eine der­ artige Quelle kann beispielsweise eine Infrarot- und Mikro­ wellenbake sein, die eine Positionsbestimmung im Meterbe­ reich erlaubt. Diese Informationen können durch Daten zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs ergänzt werden. Durch die Ver­ knüpfung derartiger Daten läßt sich eine Kurvenerkennung mit außerordentlich hoher Sicherheit und Präzision reali­ sieren.
Anhand geeigneter Informationen, wie beispielsweise Daten zur Positionsbestimmung, Daten zur aktuellen Wetter­ lage, Daten zur Fahrumgebung, wie Temperatur, Luftfeuchtig­ keit, Reibschlußbeiwert usw., kann auch die Steuerung eines Motors beeinflußt werden. Mit Daten, die Aufschluß über die herrschende Verkehrsdichte geben, kann in die Motorsteue­ rung im Sinne einer verbesserten Verbrauchs- bzw. Abgasre­ gelung eingegriffen werden.
Werden die verfügbaren Daten zu einer Information mit­ einander verknüpft, die besagt, daß sich das Kraftfahrzeug in einer bergigen Umgebung befindet, kann Einfluß auf die Einstellung des Fahrwerks genommen werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung zur Regelung der Fahrwerkdynamik den Gegebenheiten angepaßt werden. Das gleiche gilt für die Lenkung eines Kraftfahrzeugs. Diese kann im Sinne einer Assistenz für den Fahrer zum Beispiel hinsichtlich ihrer Ansprechempfindlichkeit beeinflußt werden.
Die aktuellen Daten und die mitgeführten Daten können miteinander verknüpft werden, um Einfluß auf externe Aggre­ gate zu nehmen.
Neben der Einflußnahme auf einzelne Aggregate oder Systeme eines Kraftfahrzeugs ist eine Verknüpfung der ver­ fügbaren Daten in einer Weise möglich, mit der auf den ge­ samten Antrieb eines Kraftfahrzeugs Einfluß genommen wird. Für geländegängige Kraftfahrzeuge ist beispielsweise ein Antriebsmanagement darstellbar, bei dem Daten zur Fahrumge­ bung mit Daten zur Positionsbestimmung und Daten, die Auf­ schluß über den Fahrzustand geben, miteinander zu Informa­ tionen verknüpft werden, die eine Kombination von Motor­ steuerung, Getriebesteuerung, der Zu- und Abschaltung eines Allradantriebs, die Betätigung von Differentialsperren, die Beeinflussung eines ABS, die Fahrwerkbeeinflussung, die Beeinflussung der Lenkung oder dergleichen, zulassen.

Claims (15)

1. Verfahren zur Steuerung von mindestens einem Aggre­ gat und/oder einem System innerhalb und außerhalb eines Kraftfahrzeugs unter Verarbeitung von Informationen zur Fahrumgebung, zum Fahrzustand, zur Positionsbestimmung mit den folgenden Datenarten:
  • - aktuelle Daten zur Positionsbestimmung, welche mittels Telekommunikationssystemen übertragbar sind
  • - im Fahrzeug mitgeführte, statische Daten, welche als digitalisierte Straßenkarte vorliegen
  • - vom Fahrer-/Fahrzeug-System abgeleitete Daten, wie Querbeschleunigung, Raddrehzahldifferenz, Gierwinkel oder Fahrtrichtung,
wobei wenigstens zwei Datenarten verknüpft und zu jeweils einer Stellgröße aufbereitet werden, wobei mit der Stellgröße
zumindest ein Schaltprogramm eines gestuften oder stu­ fenlosen automatischen Getriebes eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Pkw oder eines land- und/oder bau­ wirtschaftlich genutzten Kraftfahrzeugs, adaptiert und/oder aktiviert und/oder variiert wird
und ein außerhalb des Fahrzeugs befindliches Aggregat und/oder System, wie ein Garagentor oder eine Schran­ ke, in seiner Stellung und/oder Arbeitsweise beein­ flussbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die aktuellen und statischen Daten zu einer Information verknüpft werden, die Aufschluß dar­ über gibt, in welcher Fahrumgebung (Stadt, Land, Autobahn, Ebene, Bergprogramm) sich das Fahrzeug befindet und daß, abhängig von dieser Information, das Schaltprogramm für das automatische Getriebe selbsttätig adaptiert und/oder akti­ viert und/oder variiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die aktuellen und statischen Daten zu einer Information verknüpft werden, die Aufschluß dar­ über gibt, in welcher aktuellen Fahrsituation (Stop and Go, Stau, Befahren von Serpentinen usw.) sich das Fahrzeug be­ findet und daß, abhängig von dieser Information, das Schaltprogramm für das automatische Getriebe selbsttätig adaptiert und/oder aktiviert und/oder variiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus den Daten zur Positionsbestim­ mung Informationen zur selbsttätigen, länderspezifischen Applikation des Schaltprogrammes gewonnen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus den Daten zur Positionsbestim­ mung und aus den im Fahrzeug mitgeführten sowie aus durch Sensoren ermittelte Daten Daten zur Kurvenerkennung abge­ leitet werden, mit denen das Schaltprogramm adaptiert oder variiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Kurvenerkennung zusätzliche Informationen verarbeitet werden, die von ortsfesten Infor­ mationsquellen (Infrarot- oder Mikrowellenbaken, Ampeln) zur Positionsbestimmung im Meterbereich Verwendung finden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aktuelle Wetterinformationen mit Daten der Fahrumgebung, wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Reibschlußbeiwert, zu einer Stellgröße zur Beeinflussung des Betriebsverhaltens eines ABS, eines Motors, eines automatischen Getriebes oder eines Allradantriebs herangezogen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aktuelle Daten und im Fahrzeug mit­ geführte Daten und vom Fahrer-/Fahrzeug-System abgeleitete Daten als Eingangsvariable für ein Antriebsmanagement ver­ wendet werden, wobei eine Kombination von Motor- und Ge­ triebesteuerung, der Zu- und Abschaltung eines Allradan­ triebs, die Betätigung von Differentialsperren, die Beein­ flussung eines ABS, die Fahrwerkbeeinflussung oder die Be­ einflussung der Lenkung darstellbar sind.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Informationen zur Erkennung von Kolonnenfahrt zur Beeinflussung der Motorsteuerung und/oder des Getriebes und/oder des Fahrwerks herangezogen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aktuelle und statische Daten zu einer Information verknüpft werden, von der in Ballungsräu­ men eine Schaltempfehlung für den Fahrer eines Kraftfahr­ zeugs abgeleitet bzw. mit der die Schaltung eines automati­ schen Getriebes herbeigeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Kurvenerkennung vom Fahrer- Fahrzeug-System abgeleitete Daten, wie die Querbeschleuni­ gung, die Größe des Gierwinkels, Raddrehzahldifferenzen oder Fahrtrichtungsinformationen (Gyrometer), zusätzlich verwendet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus den aktuellen Daten zur Posi­ tionsbestimmung Informationen zur Höhenerkennung gewonnen werden, über die auf die Motorsteuerung Einfluß genommen wird.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6 sowie 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus den In­ formationen zur Kurvenerkennung eine Stellgröße für die Lenkung und/oder das Fahrwerk abgeleitet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Fahrer Empfehlungen, insbesondere Schaltempfehlungen, zur Beeinflussung seiner Fahrweise gegeben werden, die aus aktuellen und im Fahrzeug mitgeführten und vom Fahrer-Fahrzeug-System abgeleiteten Daten und deren Verknüpfung resultieren.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß aktuelle und im Fahrzeug mitgeführte und vom Fahrer-Fahrzeug-System abgeleitete Da­ ten miteinander verknüpft und zu einer Stellgröße aufberei­ tet werden, mit der die Rad- oder Achsaufhängung (Dämpfung, Steifigkeit, Dynamik) verändert wird.
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