DE102016007012B4

DE102016007012B4 - Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers

Info

Publication number: DE102016007012B4
Application number: DE102016007012.9A
Authority: DE
Inventors: Daniel Lepczyk; Reimund Limbacher; Gerhard Mauter; Ronny Heinzelmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-06-09
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2018-07-19
Anticipated expiration: 2036-06-10
Also published as: US10953894B2; CN109311483B; CN109311483A; US20190144005A1; DE102016007012A1; WO2017211526A1

Abstract

Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Sollwert für eine zukünftige Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und ein Istwert für eine aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermittelt werden, wobei der Sollwert und der Istwert dem Fahrer auf einem Anzeigefeld (6, 6a, 6b) vergleichend dargestellt werden, wobei dem Fahrer angezeigt wird, ob er die Beschleunigung durch Betätigung eines Gaspedals (8) des Kraftfahrzeugs erhöhen oder reduzieren soll, wobei von einem Steuergerät (4) des Kraftfahrzeugs ein aktueller Wert mindestens einer kinematischen Größe des Kraftfahrzeugs ermittelt und darauf basierend ein Istwert für ein Moment des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, aus dem der Istwert der Beschleunigung abgeleitet wird, und wobei mindestens ein vorgegebener Wert der mindestens einen kinematischen Größe ermittelt und darauf basierend ein Sollwert für das Moment des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, aus dem der Sollwert der Beschleunigung abgeleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs und ein System zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs.
Zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs sind bewertende Anzeigen vorgesehen, die nachgelagert bewerten, inwiefern gleichmäßig moderat beschleunigt worden ist, oder pauschal dazu ermahnen, moderat zu beschleunigen. Allerdings geben derartige Anzeigen oder andere unterstützende Maßnahmen dem Fahrer keinen Hinweis dafür, wie stark er zu beschleunigen bzw. das Fahrpedal in einem Beschleunigungsvorgang durchzutreten hat. Demnach ist das Fahrpedal während eines Beschleunigungsvorgangs von dem Fahrer zu betätigen, es sei denn, er bewegt das Fahrzeug mit Hilfe eines Assistenzsystems. Allerdings führt dies in der Regel nicht zum effizientesten Beschleunigungsvorgang, falls das Kraftfahrzeug ineffizienter bewegt wird wie möglich, da in der Regel zu schwach oder gar zu stark beschleunigt wird.
Die Druckschrift DE 10 2007 032 722 A1 beschreibt ein Verfahren zur Betriebsoptimierung eines Kraftfahrzeugs durch haptische Interaktion mit einem Fahrer. Hierbei wird in Abhängigkeit von aktuellen Betriebsparametern des Fahrzeugs eine haptische Fahranweisung zur Optimierung wenigstens einer vorbestimmten Betriebsgröße des Fahrzeugs über eine Pedalerie an den Fahrer übermittelt, wobei als Betriebsparameter zumindest ein Beschleunigungswunsch des Fahrers berücksichtigt wird.
Ein Verfahren zum Unterstützen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs ist aus der Druckschrift DE 10 2010 029 467 A1 bekannt. Hierbei wird vorausschauend eine Teilfahrstrecke ermittelt, die ein Fahren mit einer konstanten Sollgeschwindigkeit erlaubt. Außerdem werden eine konstante Sollgeschwindigkeit und eine Sollbeschleunigung zum Annähern an die Sollgeschwindigkeit ermittelt, wobei die Sollbeschleunigung für den Fahrer angezeigt wird.
Eine Fahrzeugkontrollvorrichtung mit einem Mikroprozessor ist aus der Druckschrift WO 2010/ 112 872 A1 bekannt. Der Mikroprozessor ist dazu programmiert, einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs zu simulieren und Signale von einem Fahrzeug-Managementsystem zu empfangen, um ein in Echtzeit simuliertes Modell des Betriebs des Antriebsstrangs des Fahrzeugs zu produzieren, von dem der tatsächliche, aktuelle Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs und/oder dessen Emissionen während des Betriebs des Fahrzeugs vorhergesagt werden. Dabei können festgelegte optimale Leistungsmerkmale für den Antriebsstrang mit den vorherrschenden Bedingungen verglichen werden, um die augenblicklichen Betriebsbedingungen in Relation zu einem Optimum unter jeglichen Fahrbedingungen anzuzeigen.
Die Druckschrift DE 103 41 846 A1 beschreibt ein Anzeigeinstrument für ein Kraftfahrzeug, bei dem die aktuelle Beschleunigung in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs sowie die aktuelle Querbeschleunigung in einem zweidimensionalen Koordinatensystem auf einer Anzeigefläche durch eine Markierung dargestellt wird.
Ein System und ein Verfahren zum Vermitteln von Informationen für optimales Fahren durch eine Fahrzeuganzeigeeinrichtung eines Fahrzeugs sind aus der Druckschrift DE 10 2011 017 039 A1 bekannt.
Die Druckschrift DE 10 2008 060 869 A1 beschreibt ein Verfahren zur Unterstützung eines Bedieners eines Fahrzeugs, das sich einer Verkehrssignalanlage nähert, die in wenigstens einem ersten Betriebszustand ein Überfahren einer Haltelinie erlaubt und in einem zweiten Betriebszustand ein Überfahren der Haltelinie nicht erlaubt.
Ein Verfahren zum Regeln einer Fahrgeschwindigkeit eines Elektrofahrzeugs mit einem mehrstufigen Fahrpedal ist aus der Druckschrift DE 10 2011 055 855 A1 bekannt.
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren und ein System mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Ausführungsformen des Verfahrens und des Systems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei ein Sollwert für eine zukünftige Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und ein Istwert für eine aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Der Sollwert und der Istwert werden dem Fahrer auf einem Anzeigefeld über Symbole vergleichend dargestellt und/oder symbolisiert, wobei dem Fahrer aufgrund einer vergleichenden Darstellung des Istwerts und des Sollwerts der Beschleunigung angezeigt wird, ob er die Beschleunigung durch Betätigung eines Gaspedals des Kraftfahrzeugs erhöhen oder reduzieren soll, wobei eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durch eine Beschleunigung, die größer als 0 m/s² ist, zu vergrößern oder zumindest konstant zu halten ist.
Üblicherweise wird der Sollwert dann ermittelt, wenn für das Kraftfahrzeug eine Geschwindigkeit, bspw. aufgrund einer Vorgabe und/oder aufgrund einer Geschwindigkeit eines unmittelbar vorausfahrenden Kraftfahrzeugs, zu ändern ist.
Das Anzeigefeld wird in Ausgestaltung nur dann aktiviert, wenn der Istwert der Beschleunigung von dem Sollwert der Beschleunigung mindestens um einen Toleranzwert abweicht. Dabei wird das Anzeigefeld nur dann und/oder vorausschauend aktiviert, wenn die Geschwindigkeit auf einer zukünftig zu befahrenden Strecke zu ändern ist.
Hierbei werden Informationen zu einer Topologie der zukünftig zu befahrenden Strecke, Informationen zu einer maximal vorgeschriebenen Geschwindigkeit bzw. zu einem Tempolimit auf der zukünftig zu befahrenden Strecke und Informationen zu einem Umfeld der zukünftig zu befahrenden Strecke, bspw. einer Witterung, die aktuell auf der Strecke herrscht, ermittelt, wobei aus diesen Informationen ein zukünftiger Sollwert für die Geschwindigkeit auf der Strecke ermittelt wird. Dabei sind derartige Informationen mit mindestens einem Sensor des Kraftfahrzeugs und/oder mit einem Navigationsgerät zu ermitteln.
Dies umfasst auch die Maßnahme, ein dem Kraftfahrzeug vorausfahrendes Kraftfahrzeug sensorisch zu erfassen und den Sollwert für die Beschleunigung abhängig von einer Geschwindigkeit dieses Kraftfahrzeugs einzustellen. Falls das vorausfahrende Kraftfahrzeug zunächst langsam fährt und dann abbiegt, ist es möglich, den Sollwert für die Beschleunigung zu erhöhen.
Außerdem wird mit einem Gaspedal des Kraftfahrzeugs, das zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs zu betätigen ist, durch einen Aktor, der mit dem Gaspedal zusammenwirkt, für das Gaspedal eine Zusatzkraft erzeugt, die einen Unterschied zwischen dem Istwert und dem Sollwert für die Beschleunigung repräsentiert. Diese Zusatzkraft ist bspw. durch Vergleich des Istwerts mit dem Sollwert für die Beschleunigung zu ermitteln. Somit ist es möglich, den Fahrer beim Beschleunigen durch das Anzeigefeld optisch und durch das Gaspedal, das durch den Aktor mit der Zusatzkraft beaufschlagt wird, haptisch und/oder mechanisch zu unterstützen.
Die Zusatzkraft wird unter Berücksichtigung einer Kennlinie, die einen Zusammenhang zwischen der Zusatzkraft und einem Stellweg des Gaspedals beschreibt, eingestellt.
Der Sollwert für die Beschleunigung bzw. für eine positive Änderung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wird unter Berücksichtigung mindestens eines aktuellen Werts einer kinematischen Größe, d. h. einem Ort, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, sowie unter Berücksichtigung mindestens einer Vorgabe für die mindestens eine kinematische Größe unter Nutzung eines Algorithmus zum Bestimmen eines Moments des Kraftfahrzeugs ermittelt. Dabei wird mit dem Ort des Kraftfahrzeugs berücksichtigt, welche maximale Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs einzustellen und/oder zulässig ist.
In Ausgestaltung wird von einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs ein aktueller Wert der mindestens einen kinematischen Größe des Kraftfahrzeugs ermittelt und darauf basierend ein Istwert für ein Moment des Kraftfahrzeugs bestimmt, aus dem der Istwert der Beschleunigung abgeleitet wird. Außerdem wird mindestens ein vorgegebener Wert der mindestens einen kinematischen Größe ermittelt und darauf basierend ein Sollwert für das Moment des Kraftfahrzeugs bestimmt, aus dem der Sollwert der Beschleunigung abgeleitet wird.
Dabei ist es möglich, den Istwert und den Sollwert des Moments miteinander zu vergleichen.
In Ausgestaltung wird für den Sollwert der Beschleunigung ein erstes Symbol und für den Istwert der Beschleunigung ein zweites Symbol verwendet, wobei diese beiden Symbole auf dem Anzeigefeld relativ zueinander dargestellt werden. Hierzu können die beiden Symbole auf dem Anzeigefeld relativ zueinander unterschiedliche Positionen aufweisen, wobei sich deren Positionen bei Änderung des Sollwerts und/oder Istwerts ggf. dynamisch ändern. Derartige Symbole sind bspw. als Pfeile oder schematische Darstellungen eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Weiterhin weisen beide Symbole unterschiedliche Farben auf, wobei sich bspw. eine Farbe des zweiten Symbols für den Istwert der Beschleunigung ändern kann. Eine jeweilige Farbe ist bspw. abhängig davon einzustellen, ob der Istwert der Beschleunigung größer oder kleiner als der Sollwert ist. Eine derartige Änderung der Farbe ist bspw. dann vorzunehmen, wenn sich der Istwert im Vergleich zu dem Sollwert der Beschleunigung verändert.
Das erfindungsgemäße System ist zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und umfasst ein Steuergerät sowie ein Anzeigefeld. Das Steuergerät ist dazu ausgebildet, einen Sollwert für eine zukünftige Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und einen Istwert für eine aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zu ermitteln. Das Anzeigefeld ist dazu ausgebildet, den Sollwert und den Istwert dem Fahrer über Symbole vergleichend darzustellen und/oder zu symbolisieren, wobei dem Fahrer anzuzeigen ist, ob er die Beschleunigung durch Betätigung eines Gaspedals des Kraftfahrzeugs erhöhen oder reduzieren soll.
Das System umfasst auch das Gaspedal und einen Aktor, der mit dem Gaspedal zusammenwirkt, wobei der Aktor dazu ausgebildet ist, für das Gaspedal eine Zusatzkraft zu erzeugen, die einen Unterschied zwischen dem Istwert und dem Sollwert für die Beschleunigung repräsentiert.
Mit dem Verfahren ist dem Fahrer eine situative Beschleunigungsempfehlung bereitzustellen.
Dabei ist der Fahrer genau in den Phasen des Beschleunigens bzw. Verzögerns als negatives Beschleunigen zu unterstützen und zur Betätigung des Gaspedals bzw. Fahrpedals zu animieren, indem auf dem Anzeigefeld mit den Symbolen ein Istwert sowie ein Sollwert bzw. ein Istbereich sowie ein Sollbereich dargestellt werden. Der Fahrer erhält hierbei durch die Symbole in Abhängigkeit einer Position der Symbole relativ zueinander und ihrer Farbe Anweisungen, wie er das Gaspedal in der vorausliegenden Fahrsituation idealerweise durchtreten und somit betätigen soll, um möglichst effizient zu fahren. Die Anweisungen werden bspw. in solchen Situationen vorausschauend bereitgestellt, in denen sich in Kürze die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs aufgrund einer externen Vorgabe erhöhen oder verringern wird bzw. soll, z. B. an einem Aus- oder Eingang eines Orts oder falls ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug schneller oder langsamer wird.
In Ausgestaltung des Verfahrens wird zum Ermitteln einer effizienten Beschleunigung für eine vorzunehmende Fahrt mit dem Kraftfahrzeug ein Effizienzwert für eine Beschleunigung und/oder eine Geschwindigkeit vorgegeben, der ein für eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit bestimmtes Verhältnis zwischen einer Verbrauchsänderung und einer mit der Verbrauchsänderung zusammenhängenden Fahrtzeitänderung angibt, wobei aus dem Effizienzwert ermittelt wird, welche Verbrauchsersparnis bei einer bestimmten Fahrtzeitverlängerung für den Fahrer akzeptabel ist. Danach wird eine Zielfunktion aufgestellt, die den Sollwert für eine effiziente Beschleunigung für die Fahrt angibt, wobei in die Zielfunktion eine Fahrtzeitänderung und eine Verbrauchsänderung für einen bestimmten Sollwert der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ausgehend von wenigstens einer Ausgangsgeschwindigkeit auf wenigstens eine Zwischengeschwindigkeit jeweils im Verhältnis zu wenigstens einer Referenzbeschleunigung eingeht. Nachfolgend werden die Fahrtzeitänderung und die Verbrauchsänderung ermittelt. Der Sollwert für die effiziente Beschleunigung wird anhand der aufgestellten Zielfunktion unter Verwendung der ermittelten Fahrtzeitänderung und Verbrauchsänderung ermittelt. Aus dem Sollwert für die effiziente Beschleunigung wird eine Anzeige des Sollwerts bzw. Sollbereichs der Beschleunigung, üblicherweise im Vergleich zu dem Istwert der Beschleunigung, generiert und auf dem Anzeigefeld als Teil eines kraftfahrzeugseitigen Fahrerassistenzsystems dargestellt. Diese ergänzende Maßnahme zur Durchführung des Verfahrens ist auch aus der Druckschrift DE 10 2013 016 427 B3 der Audi AG bekannt.
Mit Hilfe einer Empfehlung für den Sollwert der Beschleunigung soll der Fahrer erlernen, wie ein effizienter Beschleunigungsvorgang zu fahren ist, in dem der Fahrer den aktuellen Istwert an den aktuellen Sollwert der Beschleunigung anpasst und idealerweise in Übereinstimmung bringt. Diese Empfehlung wird dem Fahrer mit dem Anzeigefeld über die Symbole optisch dargestellt. Da die vergleichende Darstellung des Istwerts. und des Sollwerts auf dem Anzeigefeld in einer möglichen Ausgestaltung nur situativ aktiviert wird und nur in sinnvollen Situationen, auf Basis von prädiktiven Daten der zukünftig zu befahrenden Strecke sichtbar ist, stellt sich der Charakter eines Trainers ein, der nur dort unterstützt, wo auch Potential vorhanden ist. Als Anzeigefeld des Systems wird bspw. ein Head-Up Display genutzt, das auf der Windschutzscheibe dargestellt wird, weil damit eine Ablenkungsgefahr für den Fahrer am geringsten ist. Als Anzeigefeld kann je nach Bedarf alternativ oder ergänzend ein Kombiinstrument verwendet werden. Außerdem ist es möglich, dass das Anzeigefeld als Komponente eines von dem Kraftfahrzeug unabhängigen tragbaren Geräts zur Datenverarbeitung, bspw. eines Mobiltelefons, ausgebildet ist, das über eine Schnittstelle mit dem Steuergerät gekoppelt werden kann. Die optische Anzeige wird weiterhin durch eine haptische Fahranweisung ergänzt. Diese haptische Fahranweisung unterstützt den Fahrer und wird beispielsweise durch das aktive Gas- bzw. Fahrpedal vermittelt, in dem das Gaspedal über die Zusatzkraft rückmeldet, wie weit es durchgedrückt werden darf und/oder soll. Außerdem ist es möglich, die vergleichende Darstellung des Istwerts und des Sollwerts durch akustische Signale zu ergänzen.
Im Rahmen des Verfahrens wird auch das Gaspedal des Kraftfahrzeugs gesteuert. Hierbei ist das Gaspedal mit einem als Stellmittel ausgebildeten Aktor gekoppelt, das bzw. der zur Ausbildung einer auf das Gaspedal wirkenden Stellkraft eingerichtet ist. Hierbei wird eine Effizienzinformation ermittelt, die eine von einer Fahrsituation abhängige Energieeffizienz des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs beschreibt. In Abhängigkeit der Effizienzinformation wird eine zwischen zwei Grenzpedalstellungen verlaufende Kennlinie, die die von dem Stellmittel auf das Gaspedal ausgeübte Zusatzkraft beschreibt, ermittelt und der Aktor auf Grundlage des Verlaufs der Zusatzkraft angesteuert, was in der Druckschrift DE 10 2013 013 853 A1 der Audi AG offenbart ist.
Bei dem System zum Unterstützen des Fahrers, das auch als Fahrerassistenzsystem für die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs mittels des Gas- bzw. Fahrpedals bezeichnet werden.kann, wird dem Steuergerät ein Istwert der Geschwindigkeit zugeführt und ein Sollwert der Geschwindigkeit vorgegeben. Das Steuergerät ist dazu ausgebildet, aufgrund von Betriebsparametern der Fahrt und/oder des Kraftfahrzeugs eine optimierte, effiziente Beschleunigung zu ermitteln und den Sollwert vorzugeben. Weiterhin wird von dem Steuergerät ein sich entsprechend der vorgegebenen, effizienten Beschleunigung ändernder Stellweg und/oder Winkel des Gaspedals als Sollwert für den Stellweg und/oder Winkel des Fahrpedals ermittelt. Der von dem Steuergerät steuerbare Aktor ist mit dem aktiven Gaspedal wirkverbunden, wobei mit dem Aktor ein von dem Fahrer bzw. dessen Fuß durch Betätigung des Gaspedals wählbarer Stellweg und/oder Winkel auf einen jeweiligen Sollwert des Stellwegs als Sollwert-Schwelle eingestellt wird, wobei die Sollwert-Schwelle mit dem Fuß auch übertreten werden kann, was aus der Druckschrift DE 10 2013 003 147 A1 der Audi AG hervorgeht.
Demnach wird eine Führung des Fußes des Fahrers bspw. über einen Druckpunkt bzw. einen veränderlichen Kraftanstieg des Gaspedals beschrieben.
Mit dem Verfahren ist der Fahrer dazu zu animieren, mehr Gas zu geben, falls der Fahrer in einer aktuellen Betriebssituation zu wenig Gas gibt und das Kraftfahrzeug daher nicht effizient beschleunigt werden kann. Hierzu wird üblicherweise am aktiven Gaspedal ein Verlauf der Zusatzkraft eingestellt, bei dem ein Niveau der Kraft vom Antritt des Gaspedals bzw. eine Antrittskraft zu einem idealen Punkt, bei dem sich eine effiziente Beschleunigung ergibt, abfällt, so dass der Fuß des Fahrers unbewusst zu einem effizienten Punkt geführt wird, ohne dies direkt wahrzunehmen.
Der Fahrer wird dazu trainiert, das Gaspedal in der Weise zu betätigen, dass der Beschleunigungsvorgang möglichst effizient abgefahren wird. Somit kann ein Verbrauchspotential erschlossen werden, das der Fahrer selbstständig nicht erschließen kann, da er nicht wissen kann, wie der Sollwert für die effiziente Beschleunigung in der jeweiligen Betriebssituation und somit Fahrsituation üblicherweise unter Berücksichtigung aktueller kinematischer Betriebsparameter, bspw. von Istwerten der aktuellen Geschwindigkeit und Beschleunigung, einzustellen ist.
Mit einer z. B. von einem Steuergerät des Motors auszuführenden Funktion wird zu der jeweiligen Fahrsituation bspw. unter Berücksichtigung eines aktuellen und eines bevorstehenden Tempolimits auf einer befahrenen Strecke, einer Position und einem Istwert der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einem eingelegten Gang und einem gewählten Fahrprogramm ein effizientes Moment berechnet, das für die bevorstehende Beschleunigung, z. B. an einem Ortausgang von 50 km/h auf 100 km/h, maximal effizient wäre, um den Beschleunigungsvorgang abzufahren. Dieses Moment wird dann als Symbol für den Sollwert für die Beschleunigung auf dem zuvor beschriebenen Anzeigefeld dargestellt, wenn dies situativ sinnvoll ist. Dabei ist von dem Fahrer der Istwert des Moments, der bzw. das der Fahrer durch das Fahrpedal beeinflusst, an den Sollwert für das Moment anzupassen. Der Istwert des Moments ist aus dem Steuergerät zu beziehen, woraus wiederum eine Darstellung für das Symbol des Istwerts der Beschleunigung abgeleitet wird. Für eine haptische Rückmeldung, die von dem Gaspedal auf den Fuß des Fahrers wirkt, kann der Sollwert für ein effizientes Moment zu Grunde gelegt werden. Der Sollwert für das Moment ist über eine Bedatung von Kennlinien des Gaspedals in den für das Gaspedal vorgesehenen Stellweg und/oder Winkel umzurechnen und über das Fahrpedal für den Fahrer haptisch bzw. fühlbar einzustellen.
Mit dem Verfahren und dem System wird der Fahrer über das Anzeigefeld optisch und über das Fahrpedal haptisch dabei unterstützt, die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs auf den jeweils vorgesehenen Sollwert einzustellen und das Kraftfahrzeug somit effizient zu bewegen, wodurch zu vermeiden ist, dass der Fahrer das Kraftfahrzeug zu schwach oder zu stark beschleunigt.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.

1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
2 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Beispiel für ein Anzeigefeld einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems in unterschiedlichen Betriebssituationen.
3 zeigt in schematischer Darstellung ein zweites Beispiel für ein Anzeigefeld einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems in unterschiedlichen Betriebssituationen.
4 zeigt ein Diagramm, das bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird und einen Zusammenhang zwischen einer Zusatzkraft und einem Stellweg eines Gaspedals eines Kraftfahrzeugs beschreibt.

Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
Die in 1 schematisch dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 2 zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs umfasst als Komponenten ein Steuergerät 4, ein Anzeigefeld 6, ein als Gaspedal 8 ausgebildetes Fahrpedal des Kraftfahrzeugs sowie einen Aktor 10, der mit dem Gaspedal 8 zusammenwirkt.
Während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs werden Betriebsparameter und somit auch kinematische Größen, wie Ort, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung, des Kraftfahrzeugs sowie topologische Größen eines befahrenen Verkehrsraums sensorisch ermittelt. Außerdem werden derartige Betriebsparameter und somit auch kinematische Größen von anderen Verkehrsteilnehmern, das heißt von anderen Kraftfahrzeugen, die denselben Verkehrsraum wie das Kraftfahrzeug nutzen, ermittelt. Weiterhin werden auch Vorgaben über eine Geschwindigkeit, die in dem Verkehrsraum und somit auf einer zu befahrenden Strecke zu berücksichtigen sind, ermittelt.
Aufgrund der Betriebsparameter und/oder der Vorgaben werden von dem Steuergerät 4 ein Istwert sowie ein Sollwert für ein Moment des Kraftfahrzeugs ermittelt. Darauf basierend werden auch ein Istwert und ein Sollwert für eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermittelt. Der Sollwert und der Istwert für die Beschleunigung werden dem Fahrer auf dem Anzeigefeld 6 vergleichend dargestellt und/oder symbolisiert. Dabei wird den Fahrer angezeigt, ob der Fahrer die Beschleunigung durch Betätigung des Gaspedals 8 des Kraftfahrzeugs erhöhen oder reduzieren soll.
Ergänzend wird von dem Aktor 10, der mit dem Gaspedal 8 zusammenwirkt, für das Gaspedal 8 eine Zusatzkraft erzeugt, die einen Unterschied zwischen dem Istwert und dem Sollwert für die Beschleunigung repräsentiert und dem Fahrer über das Gaspedal 8 haptisch vermittelt wird.
Das erste mögliche Beispiel für ein Anzeigefeld 6a als Teil der Ausführungsform des Systems 2 ist in den 2a, 2b und 2c in unterschiedlichen Betriebssituationen dargestellt. Dabei wird hier ein Sollwert für die Beschleunigung durch ein erstes, hier als Pfeil ausgebildetes Symbol 12a dargestellt, wobei hier vorgesehen ist, dieses Symbol 12a für den Sollwert der Beschleunigung im Rahmen einer Ausführungsform des Verfahrens als Referenzwert zu verwenden. Zur Darstellung des Istwerts der Beschleunigung wird hier ein zweites Symbol 14a verwendet, das hier ebenfalls als Pfeil ausgebildet und dessen Position relativ zu dem ersten Symbol veränderlich ist, wobei das zweite Symbol 14a auch seine Farbe ändert.
In einer ersten Betriebssituation sind der Istwert und der Sollwert für die Beschleunigung identisch. In diesem Fall wird hier lediglich das erste Symbol 12a dargestellt, wobei möglich ist, dass das erste Symbol 12a das zweite Symbol 14a überdeckt.
In einer anhand von 2b dargestellten zweiten Betriebssituation ist vorgesehen, dass der Istwert der Beschleunigung geringer als der Sollwert für die Beschleunigung ist. In diesem Fall wird das zweite Symbol 14a für den Istwert der Beschleunigung bspw. grün gefärbt. Außerdem ist das zweite Symbol 14a hier unter dem ersten Symbol 12a angeordnet, wodurch dem Fahrer zusätzlich optisch angezeigt wird, dass er mehr Gas geben und somit beschleunigen kann.
In der anhand von 2c dargestellten dritten Betriebssituation ist das zweite Symbol 14a für den Istwert der Beschleunigung oberhalb des ersten Symbols 12a für den Sollwert der Beschleunigung angeordnet und hier gelb gefärbt. Dadurch wird dem Fahrer angezeigt, dass der Istwert der Beschleunigung größer als der Sollwert für die Beschleunigung ist, und dass der Fahrer weniger Gas geben soll.
Bei dem hier vorgestellten Beispiel für das Anzeigefeld 6a ist auch eine Position des ersten Symbols 12a mit dem Sollwert der Beschleunigung dynamisch zu verändern und in der Regel an Vorgaben für eine im Verkehrsraum jeweils zu fahrende Geschwindigkeit anzupassen.
Das zweite mögliche Beispiel für ein Anzeigefeld 6b als Teil der Ausführungsform des Systems 2 ist in den 3a, 3b, 3c und 3d in unterschiedlichen Betriebssituationen dargestellt. Dabei wird hier ein Sollwert für die Beschleunigung durch ein erstes, hier als Kraftfahrzeug ausgebildetes Symbol 12b schematisch dargestellt, wobei hier vorgesehen ist, dieses Symbol 12b für den Sollwert der Beschleunigung im Rahmen einer Ausführungsform des Verfahrens als Referenzwert zu verwenden. Zur Darstellung des Istwerts der Beschleunigung wird hier ein zweites Symbol 14b verwendet, das hier ebenfalls als Kraftfahrzeug ausgebildet und dessen Position relativ zu dem ersten Symbol veränderlich ist, wobei das zweite Symbol 14b auch seine Farbe ändert.
In einer ersten Betriebssituation sind der Istwert und der Sollwert für die Beschleunigung identisch. In diesem Fall wird hier lediglich das erste Symbol 12b dargestellt, wobei es möglich ist, dass das erste Symbol 12b das zweite Symbol 14b überdeckt.
In einer anhand von 3b dargestellten Betriebssituation ist vorgesehen, dass der Istwert der Beschleunigung geringer als der Sollwert für die Beschleunigung ist. In diesem Fall wird das zweite Symbol 14b für den Istwert der Beschleunigung grün gefärbt. Außerdem ist das zweite Symbol 14b hier unter dem ersten Symbol 12b angeordnet, wodurch dem Fahrer optisch angezeigt wird, dass er mehr Gas geben und somit beschleunigen kann.
In der anhand von 3c dargestellten Betriebssituation ist das zweite Symbol 14b für den Istwert der Beschleunigung oberhalb des ersten Symbols 12b für den Sollwert der Beschleunigung angeordnet und hier gelb gefärbt. Dadurch wird dem Fahrer angezeigt, dass der Istwert der Beschleunigung größer als der Sollwert für die Beschleunigung ist, und dass der Fahrer weniger Gas geben soll.
3d verdeutlicht eine Variante der Darstellung des Anzeigefelds 6b aus 3a. Hierbei ist neben dem ersten Symbol 12b ein zusätzliches Symbol 16 dargestellt, das einen Schuh und einen darauf zeigenden Pfeil umfasst, wodurch verdeutlicht wird, den Fuß vom Gaspedal 8 zu nehmen. Falls der Pfeil alternativ hierzu von dem Schuh weg zeigt und/oder in die entgegengesetzte Richtung zu dem hier dargestellten Pfeil zeigt, ist durch ein entsprechendes zusätzliches Symbol zu verdeutlichen, mehr Gas zu geben.
Bei dem hier vorgestellten Beispiel für das Anzeigefeld 6b ist auch eine Position des ersten Symbols 12b mit dem Sollwert der Beschleunigung dynamisch zu verändern und in der Regel an Vorgaben für eine im Verkehrsraum jeweils zu fahrende Geschwindigkeit anzupassen.
Das Diagramm aus 4 umfasst eine Abszisse 40, entlang der ein Stellweg s des Gaspedals 8 aufgetragen ist. Darüber ist eine Ordinate 42 für eine Kraft, hier eine Zusatzkraft, die von dem Gaspedal 8 erzeugt wird, aufgetragen. Das Diagramm umfasst eine erste passive Kennlinie 44 und eine zweite aktive Kennlinie 46. Zwischen beiden Kennlinien 44, 46 befinden sich in den schraffierten Bereichen 48, 50 mögliche, vom Stellweg s abhängige Werte der Zusatzkraft, die durch den Aktor 10 erzeugt wird. Ein Punkt 52 zeigt hier einen Wert für einen optimalen Stellweg des Gaspedals 8 an, in dem die beiden Kenlinien 44, 46 gleich sind. Falls die zweite Kennlinie 46 eine Ableitung nach dem Stellweg mit einem negativen Wert aufweist, wobei Werte der zweiten Kennlinie 46 auch in diesem Fall größer als Werte der ersten Kennlinie 44 sind, wird der Fahrer dazu animiert, mehr Gas zu geben. In diesem Fall gibt das Gaspedal 8 nach. Anderenfalls, wenn die Ableitung einen positiven Wert aufweist, drückt das Gaspedal 8 gegen den Fuß des Fahrers. Üblicherweise soll der Fahrer das Gaspedal nicht über den Punkt 52 für den optimalen Stellweg hinaus drücken, was hier durch die als Gegenkraft wirkende Zusatzkraft begünstigt wird. Weiterhin es möglich, den Punkt 52, wie in dem Diagramm durch einen Doppelpfeil angedeutet, relativ zu Werten des Stellwegs s variabel einzustellen.

Claims

Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Sollwert für eine zukünftige Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und ein Istwert für eine aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ermittelt werden, wobei der Sollwert und der Istwert dem Fahrer auf einem Anzeigefeld (6, 6a, 6b) vergleichend dargestellt werden, wobei dem Fahrer angezeigt wird, ob er die Beschleunigung durch Betätigung eines Gaspedals (8) des Kraftfahrzeugs erhöhen oder reduzieren soll, wobei von einem Steuergerät (4) des Kraftfahrzeugs ein aktueller Wert mindestens einer kinematischen Größe des Kraftfahrzeugs ermittelt und darauf basierend ein Istwert für ein Moment des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, aus dem der Istwert der Beschleunigung abgeleitet wird, und wobei mindestens ein vorgegebener Wert der mindestens einen kinematischen Größe ermittelt und darauf basierend ein Sollwert für das Moment des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, aus dem der Sollwert der Beschleunigung abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Sollwert ermittelt wird, wenn für das Kraftfahrzeug eine Geschwindigkeit zu ändern ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Anzeigefeld (6, 6a, 6b) aktiviert wird, wenn der Istwert der Beschleunigung von dem Sollwert der Beschleunigung mindestens um einen Toleranzwert abweicht.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Anzeigefeld (6, 6a, 6b) aktiviert wird, wenn die Geschwindigkeit auf einer zukünftig zu befahrenden Strecke zu ändern ist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem Informationen zu einer Topologie der zukünftig zu befahrenden Strecke, Informationen zu einer maximal vorgeschriebenen Geschwindigkeit auf der zukünftig zu befahrenden Strecke und Informationen zu einem Umfeld der zukünftig zu befahrenden Strecke ermittelt werden, wobei aus diesen Informationen ein zukünftiger Sollwert für die Geschwindigkeit auf der Strecke ermittelt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem mit einem Gaspedal (8) des Kraftfahrzeugs, das zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs zu betätigen ist, durch einen Aktor (10), der mit dem Gaspedal (8) zusammenwirkt, für das Gaspedal (8) eine Zusatzkraft erzeugt wird, die einen Unterschied zwischen dem Istwert und dem Sollwert für die Beschleunigung repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Zusatzkraft unter Berücksichtigung einer Kennlinie, die einen Zusammenhang zwischen der Zusatzkraft und einem Stellweg des Gaspedals (8) beschreibt, eingestellt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem für den Sollwert der Beschleunigung ein erstes Symbol (12a, 12b) und für den Istwert der Beschleunigung ein zweites Symbol (14a, 14b) verwendet wird, wobei die Symbole (12a, 12b, 14a, 14b) auf dem Anzeigefeld (6, 6a, 6b) vergleichend dargestellt werden.
System zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs, wobei das System (2) ein Steuergerät (4) und ein Anzeigefeld (6, 6a, 6b) umfasst, wobei das Steuergerät (2) dazu ausgebildet ist, einen Sollwert für eine zukünftige Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und einen Istwert für eine aktuelle Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zu ermitteln, wobei das Anzeigefeld (6, 6a, 6b) dazu ausgebildet ist, den Sollwert und den Istwert dem Fahrer vergleichend darzustellen, wobei dem Fahrer anzuzeigen ist, ob er die Beschleunigung durch Betätigung eines Gaspedals (8) des Kraftfahrzeugs erhöhen oder reduzieren soll, wobei von dem Steuergerät (4) des Kraftfahrzeugs ein aktueller Wert mindestens einer kinematischen Größe des Kraftfahrzeugs ermittelt und darauf basierend ein Istwert für ein Moment des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, aus dem der Istwert der Beschleunigung abgeleitet wird, und wobei mindestens ein vorgegebener Wert der mindestens einen kinematischen Größe ermittelt und darauf basierend ein Sollwert für das Moment des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, aus dem der Sollwert der Beschleunigung abgeleitet wird.
System nach Anspruch 9, das auch das Gaspedal (8) und einen Aktor (10), der mit dem Gaspedal (8) zusammenwirkt, umfasst, wobei der Aktor (10) dazu ausgebildet ist, für das Gaspedal (8) eine Zusatzkraft zu erzeugen, die einen Unterschied zwischen dem Istwert und dem Sollwert für die Beschleunigung repräsentiert.