Verfahren zum automatischen überführen eines Fahrzeugs von einem Fahrzustand in einen Stillstandszustand

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen überführen eines Fahrzeugs von einem Fahrzustand in einen Stillstandszustand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Anzahl an Assistenzfunktionen im Fahrzeug nimmt ständig zu. So ist es beispielsweise aus der DE 3728709 bekannt, bei Fahrzeugen durch selbsttätige Betätigung der Betriebsbremse ein Fahrzeug nach Abschluss eines zum Stillstand führenden Bremsvorganges gegen Wegrollen zu sichern.

Daneben ist es auch beispielsweise aus der DE 19838885 Al bekannt ein Fahrzeug dadurch im Stillstand zu halten, indem eine ggf. auch selbsttätige Betätigung der Feststellbremse vorgenommen wird. Darüber hinaus gibt es

Geschwindigkeitsregelanlagen, die einen automatischen Eingriff ins Motormanagement und durch die Bremsen vorsehen, wenn ein vorgewählter Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erreicht wird. WO 02/06074 Al beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung

der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, die bei Bergabfahrt die Geschwindigkeit auf sehr kleine Werte reduzieren bzw. begrenzen will. Hierzu ist vorgesehen, dass eine niedrige konstante Maximalgeschwindigkeit vorgegeben werden kann.

EP 0679974 Bl beschreibt ein integriertes

Fahrzeugpositionier- und NavigationsSystem zur Bestimmung der terrestrischen Position eines autonomen Fahrzeugs auf oder nahe der Erdoberfläche.

Eine sich noch in der Entwicklung befindliche Funktion ist „Active Vehicle Stop" (AVS) . Diese Funktion soll dem Fahrer das Bremsen erleichtern, insbesondere bei Automatikgetrieben oder automatisierten Schaltgetrieben. Bei normaler Handschaltung der Getriebe kann die Funktion auch betrieben werden. Die Funktion wird vom Fahrer aktiviert, beispielsweise über die Betätigung eines Tasters. Der Fahrer kann normal beschleunigen und bremsen, sobald das Fahrpedal jedoch gelöst wird, rollt der Wagen nicht mehr aus, sondern wird selbsttätig von dem

Fahrzustand in den Stillstandszustand überführt. Das Anhalten wird durch Vorgabe eines Bremsmoments oder einer Verzögerung erreicht. Dabei wird mit festen, vorgegebenen Werten gebremst. Nach Erreichen des Fahrzeugstillstands wird das Fahrzeug automatisch von der Betriebsbremse der Anfahrhilfefunktion gehalten.

Durch die Vorgabe einer festen Größe für die Verzögerung oder das Bremsmoment ist der Anhalteweg vom Fahrzeug für den Fahrer nicht genau vorhersehbar. Die Funktion

garantiert lediglich, dass das Fahrzeug automatisch und komfortabel zum Stehen gebracht wird so dass es zu erheblichen Abweichungen in der alltäglichen Verwendung dieser Funktion kommt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Anhalteverfahren des Wagens derart zu verändern, dass eine definierte Fahrzeugzielposition beim überführen in den Stillstandszustand erreicht wird.

Regelungen wie ACC Stop- and Go können theoretisch hinter stehenden Fahrzeugen mit vorgegebenem Abstand in den Stillstandszustand überführt werden, erfordern aber teure zusätzliche Umfelderkennungssysteme. AVS-Steuerungen sind im Gegensatz zu den aufwändigen ACC-Systemen kostengünstig für niedrige Geschwindigkeiten (Stadtverkehr) zu realisieren. Beide Funktionen werden über separate Aktivierungsbedingungen aktiviert, können jedoch gemeinsam auf Sensoren zugreifen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird das Fahrzeug von einem Fahrzustand in einen Betriebszustand des Stillstands überführt indem folgende Schritte ausgeführt werden:

a) Aktivieren des Verfahrens nach einer erstens vorgegebenen Aktivierungsbedingung. Bevorzugt handelt es sich bei der ersten vorgegebenen Aktivierungsbedingung um einen Taster den der Fahrer bedienen muss um die Funktion einzuschalten.

Alternativ kann als erste Aktivierungsbedingung auch die Betätigung eines Pedals im Leerlauf vorgesehen werden. b) Aktivieren des Verfahrens nach einer zweiten vorgegebenen Aktivierungsbedingung. Vorzugsweise handelt es sich bei der zweiten Aktivierungsbedingung um das Lösen des Fahrpedals. Erst wenn das Fahrpedal in seiner Ausgangsstellung ist, wird das Fahrzeug in den Stillstandszustand überführt. c) Auswerten von Daten eines Navigationssystems bezüglich einer Fahrzeug-IST-Position und einer Fahrzeug-ZIEL-Position. Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Fahrzeuges sind aus der DE 19915212 Al oder der bereits erwähnten DE 69033964 T2 bekannt. Diese Verfahren und Vorrichtungen greifen auf Navigationssysteme zurück mittels denen die Fahrzeug-IST-Position bestimmt werden kann. Anhand der in den Navigationssystemen hinterlegten Straßenkarten können auch Fahrzeugzielpositionen wie zum Beispiel Straßenkreuzungen oder dergleichen bestimmt werden. Eine Berücksichtigung ergänzender Verkehrsinformationen für die Funktion der eine interne digitale Straßenkarte enthaltenden fahrzeugfesten Routenplanung des Navigationssystems ermöglicht darüber hinaus das Erkennen von

Fahrzeugstaus. Ebenfalls können Objekte, die sich auf oder an der Straße befinden und die mit Sendern geringer Reichweite versehen sind beim Auswerten der Daten des Navigationssystems berücksichtigt werden. Solche Verkehrszeichenerkennungen ermöglichen ebenso wie die Verkehrsinformationen der Rundfunkanstalten oder der Informationen einer Fahrzeug- zu Fahrzeug Information eine genauere Bestimmung der Fahrzeug- ZIEL-Position . Aus der Fahrzeug-IST-Position und der Fahrzeug-ZIEL-Position lässt sich die Entfernung bis zur Fahrzeug-ZIEL-Postition berechnen. Ermitteln eines Bremsmoments oder einer Verzögerung in Abhängigkeit von einer von den Fahrzeugpositionen abhängigen Größe zum Erreichen des Stillstandszustands des Fahrzeugs an der Fahrzeug- ZIEL-Position. Aus der Position des Fahrzeugs und der Entfernung zur Fahrzeug-ZIEL-Position beziehungsweise zum Anhaltepunkt des Fahrzeugs lässt sich die resultierende Verzögerung oder das erforderliche Bremsmoment berechnen. über Fahrzeuginterne Sensoren oder Modelle lassen sich ergänzende Fahrzustandsinformationen bestimmen, die bei der Ermittlung des Bremsmoments oder der Verzögerung berücksichtigt werden. In Abhängigkeit von diesen Fahrzustandsinformationen kann die Verzögerung beziehungsweise das Bremsmoment modifiziert werden, so dass das Fahrzeug an der Fahrzeug-ZIEL-Position sicher in den Stillstandszustand überführt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen Figur 1 eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach der Erfindung. Eine Steuer- und

Auswerteeinheit 10 ist mit einer ersten Aktivierungseinheit 11 und einer zweiten Aktivierungseinheit 12 verbunden. Die erste Aktivierungseinheit ist bevorzugt als Taster ausgebildet, der vom Fahrer bedient wird und damit die Vorrichtung 10 aktiviert. Die zweite Aktivierungseinheit 12 ist das Fahrpedal des Fahrzeugs. Das Fahrpedal kann mit einem End-Schalter versehen sein, der das Lösen des Fahrpedals detektiert und der Steuer- und Auswerteeinheit 10 diese Information mittels eines Signals zur Verfügung stellt. Alternativ kann das Lösen des Fahrpedals auch über Motormomentgrößen oder Antriebsmomentgrößen detektiert werden. Die Steuer- und Auswerteeinheit 10 ist weiterhin mit Fahrdynamikregelungen wie ABS, ASR, ESB oder Fahrzeugassistenzsystemen verbunden oder Teil von diesen. über die Fahrdynamikregelungen 13 und über mit diesen

Fahrdynamikregelungen 13 verbundenen Sensoren 14, 15 erhält die Steuer- und Auswerteeinheit 10 Fahrzustandsinformationen des Fahrzeugs. Diese Fahrzustandsinformationen können Informationen über die unterschiedlichen Kombinationen Reifen/Fahrbahn enthalten, das heißt, ob sich das Fahrzeug auf Hoch- oder Niedrigreibwert befindet. über die der Fahrdynamikregelung und der Bremse 21 zugeordneten Raddrehzahlsensoren20 sollten sich

darüber hinaus so genannte μ -split-Fahrsituationen ermitteln und der Steuer- und Auswerteeinheit 10 übermitteln lassen. Ist in dem Fahrzeug ein Temperatursensor vorgesehen, lässt sich anhand der Außentemperatur in Verbindung mit dem Schlupfverhalten des Fahrzeugs ebenfalls eine Niedrigreibwertsituation detektieren. Gemäß einer alternativen Ausbildung sind keine Fahrdynamikregelungen 13 vorgesehen und die Sensoren sind direkt mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden. Die Steuer- und Auswerteeinheit 10 ermittelt in diesem Fall die Hoch- oder Niedrigreibwertsituation des Fahrzeugs selbst und übernimmt sie nicht von der Fahrdynamikregelung 13. Die Steuer- und Auswerteeinheit 10 ist weiterhin mit einem Navigationssystem 16 verbunden. Das Navigationssystem kann als NAVSTAR-GPS ausgebildet sein, bei dem vier umlaufende GPS-Satelliten in jeder von sechs getrennten Umlaufbahnen existieren. Mittels des Navigationssystems und der hinterlegten internen digitalen Straßenkarte der Zielführungseinrichtung des Fahrzeugs kann die absolute terrestrische Position von dem Fahrzeug ermittelt werden. Die Berücksichtigung ergänzender Verkehrsinformationen für die Funktion der die interne digitale Straßenkarte enthaltenen fahrzeugfesten Zielführungseinrichtung erfolgt über ein Radio 17, das mit der Auswerte- und Steuereinheit 10 verbunden ist. Es ist bekannt, dass

Verkehrsinformationen in einem standardisierten Protokoll übertragen werden. Dabei wird eine Ortskodierung verwendet, mit der alle verkehrsrelevanten Knoten eines Landes abgebbar sind, die in einer Locationtabelle aufgeführt sind. Neben der Kodierung des Ortes enthält das Protokoll

eine Kodierung der Richtung und der Ausdehnung um so das durch die Verkehrsstörung beschriebene Gebiet zu definieren. Die Verkehrsinformationen werden im RDS-System neben einer Rundfunksendung übertragen und können im Empfangsgerät als TMC-Signal (Traffic Message Channel) abgespeichert, dekodiert und in geeigneter Form ausgegeben werden. Für eine etwaige Berücksichtigung der Verkehrsinformationen durch die Zielführungseinrichtung werden die in der Zielführungseinrichtung verwendeten digitalen Karten mit den Angaben der Locationtabelle versehen, um feststellen zu können, ob die im Einzelfall vorberechnete Route von einer aktuellen Verkehrsinformation betroffen ist. Die Auswerte- und Steuereinheit 10 ist weiterhin mit einer Verkehrszeichenerkennung 18 über Datenaustauschleitungen verbunden.

Eine im Fahrzeug angeordnete Freisprechanlage 19 kann als Voice-Control-System eingesetzt werden und ist ebenfalls mit der Auswerte- und Steuereinheit 10 verbunden.

Zusätzlich kann die AVS-Funktion einem kostengünstigen Nahbereichs-Umfeldsensor aufweisen, der Abstände zu Objekten detektieren kann. Mit dem Sensor kann einfach die AVS gesteuerte Bremsung beeinflusst werden, wenn das Fahrzeug nicht mit einem ACC System ausgestattet ist oder das ACC System deaktiviert ist.

Die Auswerte- und Steuereinheit 10 arbeitet wie folgt:

Die Auswerte- und Steuereinheit 10 erhält über das NavigationsSystem 16 Informationen, um die jeweilige momentane Position des Fahrzeugs feststellen zu können. Hierzu ist eine Satelliten-Navigation mit der Auswertung von den Fahrzeugsensoren 20, 14, 15 kombiniert. Als Fahrzeugsensoren kommen Temperatursensoren,

Raddrehzahlsensoren, Lenkwinkelsensoren, Gierratensensoren und Beschleunigungssensoren sowie ggf. Nahbereich- Umfeldsensoren in Betracht. Weiterhin enthält das Navigationssystem wenigstens eine digitale Straßenkarte, die beispielsweise als CD-Rom Bestandteil des Navigationssystems 16 ist. Die interne digitale Straßenkarte des Navigationssystems ist dabei mit Angaben für eine Ortskodierung versehen, wobei die übertragung der Routenplanung durch die Angabe durch die Ortskodierung in definierten Routenabschnitten erfolgt, die zwischen Ausgangspunkt und Fahrziel liegen. Somit kann die Routenplanung in kleinsten Routenabschnitten, zum Beispiel von Straßenkreuzung zu Straßenkreuzung kodiert werden und in der Auswerte- und Steuereinheit neben der Position des Fahrzeugs auch die Fahrzeug-ZIEL-Position, nämlich der Einmündungsbereich der die befahrene Straße kreuzende Straße berechnet werden. Schaltet der Fahrer den Taster 11 gibt die Auswerte- und Steuereinheit 10 die Funktion AVS frei. Das System ist aktiv. Das Fahrzeug wird auf der Route mittels der Lenkbewegungen und der Steuerung des Antriebsmoments über das Gaspedal von dem Fahrer geführt. Die Auswerte- und Steuereinheit 10 berechnet wie vorstehend beschrieben in vorgegebenen Intervallen die Entfernung zum jeweiligen „Ende" der Straße, das heißt bis zu dem Punkt an

dem eine andere Straße in die Fahrstraße der Route einmündet. Nimmt der Fahrer als zweite Aktivierungsbedingung vor einer Kreuzung oder einem ähnlichen Ende einer Straße den Fuß vom Gas, erhält die Auswerte- und Steuereinheit 10 ein zweites

Aktivierungssignal, das die Lage des Fahrpedals oder eine Größe des Motormoments, zum Beispiel die Leerlaufdrehzahl beschreibt. Die Auswerte- und Steuereinheit 10 bewertet die zweite Aktivierungsbedingung 12 als Wunsch des Fahrers an dem Kreuzungsbereich anzuhalten. Anhand des

Navigationsinstruments ist die momentane Fahrzeugposition und die Fahrzeug-ZIEL-Position bekannt. Das

Navigationssystem sendet über den BUS eine Botschaft an die Auswerte- und Steuereinheit 10, die die Entfernung zu einer Zielposition (Stillstand) beinhaltet. In der Praxis hat sich eine Verzögerung von 0.3g als komfortabel bewert. Diese Information ist dem Steuergerät für die Bremsen bekannt. Auf Grund der Geschwindigkeit, der gewünschten Verzögerung und der verbleibenden Strecke kann berechnet werden, wann die Bremsung eingeleitet werden muss.

Beispiel: Das Fahrzeug fährt auf eine in 100m entfernte Kreuzung mit 50km/h zu. Dies entspricht einer Geschwindigkeit von 13,5m/s Eine Verzögerung von 0.3g ist etwa 3m/s/s. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug 4.5s benötigt um bei dieser Verzögerung zum Stillstand zu kommen. In dieser Zeit wird eine Strecke von 30m zurückgelegt. Das heißt, dass in 70m von der momentanen Position die Bremsung mit 0.3g eingeleitet werden muss. Da das Navigationssystem auch während der Bremsung weiterhin die Entfernung zur Kreuzung liefert, kann das Steuergerät überprüfen, ob die

geforderte Verzögerung mit der benötigten Verzögerung übereinstimmt. Falls es Abweichung geben sollte, so kann der Verzögerungswert korrigiert werden.

Die Einstellung der gewünschten Verzögerung erfolgt durch das vom Bremssteuergerät. Als Eingangsinformation liegt der gewünschte Verzögerungswert und die Radgeschwindigkeiten der Räder vor. Aus den Radgeschwindigkeiten der Räder lässt sich die tatsächliche Verzögerung berechnen. Während ABS Eingriffe muss die Verzögerung vorteilhaft extrapoliert werden. über einen Feedback-PI-Regler lässt sich nun ein Bremsdruck zum Einstellen der gewünschten Verzögerung einrichten .

An der Fahrzeug-ZIEL-Position beziehungsweise im Anhaltepunkt wird das Fahrzeug von der AVS-Funktion im Stillstand gehalten, in dem entsprechend einer Anfahrhilfefunktion der Bremsdruck selbsttätig aufrechterhalten wird. Wird von der Auswerte- und Steuereinheit 10 ein Anfahrwunsch des Fahrers ermittelt, indem der Fahrer das Fahrpedal bedient, werden die Bremsen frei gegeben und auf den aktiven Funktionsstatus zurück geschaltet .

Die Auswerte- und Steuereinheit bindet vorzugsweise Verkehrsinformationen über das Radio 17 in die Auswertung der Verzögerung oder des Bremsmomentes ein. Somit können Staus erkannt werden mittels einer Car to Car Kommunikation können die betroffenen Fahrzeuge entsprechende Informationen über ihre Position an die Auswerte- und Steuereinheit 10 senden so dass diese bei der Berechnung

der Verzögerung bzw. des Bremsmoments berücksichtigt werden können und ein verkürzter Anhalteweg vorgegeben werden kann. Weiterhin können als Informationen auch Verkehrszeichenerkennung berücksichtigt werden so dass Vorfahrtsstraßen oder nicht vorfahrtsberechtigte Straße erkannt und bei der Beurteilung des Fahrerwunsches nach der überführung des Fahrzeugs von einem Fahrzustand in einen Stillstandszustand berücksichtigt werden können. über Fahrdynamikregelsysteme und oder Sensoren werden der Auswerte- und Steuereinheit 10 Informationen zur Verfügung gestellt, mittels denen das berechnete Bremsmoment bzw. die Verzögerungen modifiziert werden.

So können entsprechende Fahrzeug-ZIEL-Positionen eingehalten werden trotz unterschiedlicher Schlupfbedingungen auf Hoch- bzw. Niedrigreibwerten. Eine Modifikation des Bremsmoments bzw. der Verzögerung kann auch über die Betätigung von Tastern und Pedalen weiter erfolgen. Beispielsweise kann der Tempomatwählhebel dazu verwendet werden das Bremsverhalten des Fahrzeugs zu beeinflussen. Der Fahrer hat so eine individuelle

Einflussmöglichkeit über die Stärke der Bremskraft. Eine alternative Möglichkeit ist die Einflussnahme über das Profil der Fahrpedalbetätigung. Wurde das Fahrpedal schnell gelöst so muss der Wagen auch schnell anhalten, bei langsamem Lösen des Fahrpedals wird auch der Bremsdruck entsprechend modifiziert. Als weitere Möglichkeit der Einflussnahme können so genannte Voice-Control-Systeme verwendet werden da in den meisten Fahrzeugen heutzutage Freisprechanlagen eingebaut sind, die Mikrofone aufweisen. So können Kommandos vom Fahrer bei eingeschalteter Funktion

aufgenommen und anschließend mit intelligenter Software in der Auswerte- und Steuereinheit 10 ausgewertet werden. Damit kann der Fahrer den Anhalteweg beeinflussen, Kommandos „scharfes Bremsen", „langsames Bremsen", „in 100 Metern Stehen" etc.