DE10242112A1

DE10242112A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs aufgrund bauartbedingten und betriebsbedingten Voraussetzungen

Info

Publication number: DE10242112A1
Application number: DE10242112A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Hessmert; Jost Brachert; Thomas Sauter; Helmut Wandel; Norbert Polzin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs. Als Resultat der Überwachung wird eine Reduzierung und/oder eine Begrenzung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von wenigstens einer Zustandsgröße vorgenommen. Dabei ist in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung vor Fahrtbeginn die Festlegung der Geschwindigkeitsbegrenzung in Abhängigkeit von wenigstens einer Fahrzustandsgröße vorgesehen. Der Kern der Erfindung besteht nun darin, dass die Fahrzustandsgröße sowohl durch eine die Bauart des Fahrzeugs repräsentierende, bauartbedingte Größe als auch durch eine, den aktuellen Fahrzeugbetrieb repräsentierende, betriebsbedingte Größe erfasst wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von bauartbedingten und betriebsbedingten Voraussetzungen.

Aus dem Stand der Technik sind Geschwindigkeitsregelsysteme bekannt, die vom Fahrer vorgegebene oder automatisch ermittelte Maximalgeschwindigkeiten selbsttätig im Fahrzeug einhalten. So ist aus der Druckschrift DE 195 09 492 C2 ein Geschwindigkeitsregelsystem bekannt, das selbsttätig eine maximal erlaubte Höchstgeschwindigkeit einhält. Dabei wird eine die zulässige Geschwindigkeit überschreitende Gaspedalbetätigung durch den Fahrer mit Hilfe eines vorhandenen Regelsystems kompensiert.

Auch eine Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit aufgrund des Erkennens von Verkehrszeichen ist bekannt. Aus den Druckschriften DE 29 61 9863 U1 und DE 43 35 682 A1 sind Verfahren bekannt, die in Abhängigkeit von geschwindigkeitsbegrenzenden und die Begrenzung auflebenden Verkehrszeichen eine maximal erlaubte Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs einstellen.

Weiterhin ist aus der DE 199 48 236 A1 eine Begrenzung der Geschwindigkeit bei Kurvenfahrten bekannt, die zur Beschränkung der Querbeschleunigung in kritischen Fahrsituationen führen soll.

Daneben ist bekannt, die Geschwindigkeit aufgrund der Dimensionierung der im Fahrzeug befindlichen Bremsen zu beschränken. So kann eine Höchstgeschwindigkeit festgesetzt werden, bis zu der die Bremsen ein sicheres Bremsen ermöglichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, über eine Vernetzung mit den Systemkomponenten des Fahrzeugs fahrzeugspezifische bauartbedingte und betriebsbedingte Parameter zu ermitteln und die maximal fahrbare Geschwindigkeit aufgrund dieser Parameter anzupassen. Dabei wird jedoch explizit nicht die Dimensionierung des Bremsensystems als Grundlage zur Beschränkung der Geschwindigkeit herangezogen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs. Als Resultat der Überwachung wird eine Reduzierung und/oder eine Begrenzung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von wenigstens einer Zustandsgröße vorgenommen. Dabei ist in einer besonderen Ausgestaltung der Endung vor Fahrtbeginn die Festlegung der Geschwindigkeitsbegrenzung in Abhängigkeit von wenigstens einer Fahrzustandsgröße vorgesehen. Der Kern der Erfindung besteht nun darin, dass die Fahrzustandsgröße sowohl durch eine die Bauart des Fahrzeugs repräsentierende, bauartbedingte Größe als auch durch eine, den aktuellen Fahrzeugbetrieb repräsentierende, betriebsbedingte Größe erfasst wird. Im Vergleich zum beschriebenen Stand der Technik wird jedoch die Geschwindigkeitsbegrenzung nicht in Abhängigkeit von der Dimensionierung einer im Fahrzeug befindlichen Bremsanlage bestimmt.

Eine besondere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, die Reduzierung und/oder die Begrenzung der Geschwindigkeit über verschiedene im Fahrzeug befindliche Systeme vorzunehmen. Bei den Systemen im Fahrzeug, die sich zur Reduzierung und/oder Begrenzung der Geschwindigkeit eignen, kann es sich um die modifizierte Ansteuerung

– einer Motorsteuerung, und/oder
– eines Retarders, und/oder
– einer Getriebesteuerung, und/oder
– eines Bremseingriffs

handeln. Im Sinne einer Erhöhung der Fahrsicherheit kann dabei ein einzelnes System oder die Kombination von mehreren Systemen derart ausgewählt werden, dass das Fahrverhalten des Fahrers eine optimale Unterstützung erfährt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Geschwindigkeitsüberwachung in Abhängigkeit von der Erkennung einer bauartbedingten Fahrzustandsgröße vorgenommen wird. So können neben der im Stand der Technik erwähnten Dimensionierung der Bremsanlage auch andere baulichen Gegebenheiten des Fahrzeugs als Voraussetzungen zu einer Beschränkung der Geschwindigkeit führen. Im Einzeln ist denkbar, dass der Hubraum durch die Aufnahme einer Motorkodierung, beispielsweise über einen CAN-Bus ermittelt wird. Weiterhin bestimmen die verwendeten Reifentypen am Fahrzeug die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit. So ist beispielsweise bei M+S-Reifen bekannt, dass eine Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h eingehalten werden muss, um eine Beschädigung der Reifen zu verhindern. Aus diesem Grund kann über eine Aufnahme der Reifeninformation von einem mit einer entsprechenden Kodierung ausgestatteten Reifen eine individuelle Höchstgeschwindigkeit festgelegt werden. Ebenso ist es möglich, eventuelle Abnutzungserscheinungen am Reifen durch einen mit entsprechenden Sensoren ausgestatteten Reifen mit in die Geschwindigkeitsüberwachung bzw. -begrenzung einfließen zu lassen. Bei der Abfrage des bauartbedingten Fahrzustandes des Fahrzeugs wird darüber hinaus auch eine Kodierung ab Werk möglich, die den Typ des Fahrzeugs charakterisiert. So sind Geschwindigkeitsgrenzen abgestimmt auf Bus, Kleinbus, Lkw oder Kleinlaster denkbar.

Neben den bauartbedingten Fahrzuständen enthält eine Weiterbildung der Erfindung, die Erkennung einer, den aktuellen Fahrzeugbetrieb repräsentierenden, betriebsbedingten Größe. Dabei wird unter der, den aktuellen Fahrzeugbetrieb repräsentierenden Größe eine Größe verstanden, die unabhängig von der ursprünglichen Ausstattung des Fahrzeugs lediglich durch den Betrieb des Fahrzeugs charakterisiert wird. Der Betrieb des Fahrzeugs lässt sich dazu in zwei Kategorien von Fahrzuständen einteilen. Zum Einen sind dies Fahrzustände, die vor der Inbetriebnahme des Fahrzeugs variabel sind und zum Anderen Parameter die sich während des Fahrzeugbetriebs ändern. So kann vor den Fahrtbeginn festgestellt werden, ob das Fahrzeug im Anhängerbetrieb betrieben werden soll. Dies kann beispielsweise

– durch eine optische Erkennung,
– über eine Ultraschallmessung,
– über eine manuelle Fahrereingabe,
– über die elektrische Ankopplung des Anhängers,
– über einen ASR-Algorithmus aus der Momentenbilanz oder
– über die ermittelten Aufstandskräfte am Fahrzeug

erfolgen. Besonders vorteilhaft ist weiterhin, den Beladungszustand des Fahrzeugs zu berücksichtigen. Dies kann über

– die Ermittlung der Aufstandskräfte,
– eine manuelle Eingabe des Fahrers oder
– eine Konstanten in Abhängigkeit des Erkennens eines Anhängerbetriebs

erfolgen. In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung kann die Erfassung des Fahrbahnzustands während der Fahrt des Fahrzeugs zur Bestimmung einer maximalen Höchstgeschwindigkeit herangezogen werden.

Eine Fortbildung der Erfindung ermöglicht es, den Fahrer über eine akustische und/oder eine optische Anzeige die Reduzierung bzw. die Begrenzung der Geschwindigkeit zu informieren. Ebenso ist möglich, die erfasste Fahrzustandsgröße aufgrund der Geschwindigkeitsmodifikation ebenfalls akustisch und/oder optisch anzuzeigen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Zeichnungen

1 zeigt ein Blockschaltbild, bei dem die Erfassung der Fahrzustandsgrößen und die Ansteuerung der Systeme zur Geschwindigkeitsbegrenzung dargestellt sind. Den Ablauf der Ermittlung der maximalen Höchstgeschwindigkeit zeigt ein Algorithmus in 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das Blockschaltbild in 1 zeigt die Erfassung der fahrzeugspezifischen Parameter aus den im Fahrzeiig befindlichen Systemen 110, 120, 130, 140, 150, 160. Dabei werden die bauartbedingten Größen des Fahrzeugs, beispielsweise der Hubraum des Motors 110, der am Fahrzeug verwendete Reifentyp 120 und/oder die Fahrzeugbauart 130 abgefragt. Weiterhin werden die betriebsbedingten Fahrzistände erkannt, die zu einer Reduzierung bzw. Beschränkung der Geschwindigkeit und damit zur Erhöhung der Fahrsicherheit und des Fahrkomforts dienen sollen. Bei den dabei abgefragten Zuständen handelt es sich um den Betrieb des Fahrzeugs mit einem Anhänger 140, die Ermittlung des Gewichts des Fahrzeugs bzw. des Anhängers durch ein dafür geeignetes System 150, oder eine Beobachtung des Fahrbahnzustandes durch ein entsprechendes System 160.

So können der Zustand bzw. die Parameter des Motors 110 über einen CAN-Bus abgefragt werden. Dabei können allgemeine Motorparameter, wie die Kodierung und der Hubraum eingelesen und bestimmt werden. Mit einem Reifen, der mit intelligenten Sensoren ausgerüstet ist, ist es möglich, dem Block 100 über eine entsprechende Datenleitung 125 die charakteristischen Eigenschaften des Reifens zu übermitteln. Dabei kann sowohl die Art des Reifens (z.B. M + S), aber auch die aktuelle Abnutzung berücksichtigt werden. Bauartspezifisch kann in die Geschwindigkeitsbegrenzung auch eingehen, um welchen Fahrzeugtyp es sich handelt. So erfordern Busse, Lkw's und Kleinlaster je nach Fahrzeugmodell eigene Höchstgeschwindigkeitsbeschränkungen. Durch eine geeignete Abfrage 135 kann eine Zustandserkennung der Bauart mit Hilfe einer Kodierung ab Werk durchgeführt werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass in einem Steuergerät eine Kodierung ab Werk festgelegt ist, die der Bauart des Fahrzeugs entspricht.

Neben den festen, durch die Bauart bedingten bzw. die Ausrüstung des Fahrzeugs betreffenden Parameter, werden weitere Fahrzustände berücksichtigt, die erst betriebsbedingt zum Tragen kommen. Dabei kann erkannt werden, ob das Fahrzeug mit einem Anhänger 140 betrieben wird. Der Anhängerbetrieb kann dabei auf mehrere Arten erkannt werden. Die Erkennung des Anhängerbetriebes ist

– optisch,
– über die Änderung der Aufstandskräfte an den Rädern des Zugfahrzeugs,
– über eine manuelle Fahrereingabe,
– elektrisch durch die elektrische Ankopplung des Hängers oder
– über eine Momentenbilanz aus der ASR-Regelung

denkbar.

Weiterhin kann der Beladungszustand des Fahrzeugs und/oder bei Erkennung eines Anhängerbetriebs der Beladungszustand des Anhängers herangezogen werden, um eine Höchstgeschwindigkeit v_max festzulegen. Die Beladung bzw. das Gewicht kann dabei auf verschiedene Arten bestimmt werden. Geeignete Sensoren 150 ermöglichen es beispielsweise, die Aufstandskräfte an den Rädern festzustellen. Bei erkanntem Anhängerbetrieb kann weiterhin ein entsprechendes Gewichtssignal des Anhängers verwendet werden.

Durch eine kontinuierliche Aufnahme der Fahrbahn 160 können Einflüsse der Fahrbahnoberfläche ebenfalls mit in die Bestimmung der Geschwindigkeitsbegrenzung aufgenommen werden. So ermöglichen als Extrembeispiel asphaltierte Fahrbahnen gegenüber einer unbefestigten Schotterpiste deutlich höhere Geschwindigkeiten. Aber auch eine Erkennung von wechselnden Fahrbahnverhältnissen wirken sich auf die Reduzierung und/oder die Beschränkung der Geschwindigkeit aus.

Die Erkennung der bauartbedingten und betriebsbedingten Fahrzeugzuständen werden im Block 100 zur Ermittlung einer Reduzierung bzw. einer Begrenzung der Geschwindigkeit herangezogen. Bei Feststellung einer Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder -reduzierung kann der Fahrer über eine geeignete Anzeige 175 sowohl optisch, wie auch akustisch über den Eingriff informiert werden. Im Einzelnen kann dabei die Ansteuerung des Motors 180, des Getriebes 185, eines Retarders 195 oder einer Bremsanlage 190 im Fahrzeug modifiziert werden. Dabei ist unter einem Retarder eine verschleißfreie Zusatzbremse zur thermischen Entlastung der Radbremsen bei Dauerbremsungen zu verstehen. So können beispielweise Retarder aus motorausgangsseitig angebrachten Vorrichtungen zur Erhöhung des Motorschleppmoments (z.B. über die Auspuffklappe) bestehen. Neben der einer Einzelansteuerung kann auch eine kombinierte Ansteuerung mehrerer Systeme (180, 185, 190, 195) zur Erreichung der Begrenzung und/oder der Reduzierung der Geschwindigkeit sinnvoll sein.

In 2 ist der Algorithmus dargestellt, mit dem entschieden wird, ob es sich bei dem festgestellten Fahrzustand um eine Voraussetzung zur Reduzierung und/oder Begrenzung der Geschwindigkeit handelt. Nach dem Start des Algorithmus werden in Schritt 200 die fahrspezifischen Parameter (115, 125, 135, 145, 155, 165) eingelesen, die den Fahrzustand charakterisieren. Aufgrund dieser fahrspezifischen Parameter wird in Schritt 220 entschieden, ob eine Reduzierung und/oder eine Begrenzung der Geschwindigkeit durchgeführt werden soll. Neben reinen Ja-/Nein-Entscheidungen in Schritt 220, wie sie beispielsweise durch die Erkennung des Anhängerbetriebes dargestellt sind, ist auch eine Festlegung der Reduzierung bzw. Beschränkung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von den eingelesenen fahrspezifischen Parametern möglich. Dies betrifft beispielsweise das von einem Gewichtssensor 150 ermittelte Gewicht 155, sowohl des Anhängers als auch des Zugfahrzeugs. Ebenso wird durch die kontinuierliche Aufnahme der Fahrbahn 160 ein Fahrbahnwert 165 ermittelt, der eine kontinuierliche Anpassung der Höchstgeschwindigkeit erfordern kann. Auch ein Reifen 120, der mit einer geeigneten Sensorik ausgestattet ist, kann Reifendaten 125 liefern, die einen nicht geringen Einfluss auf das Fahrverhalten und somit auf die Fahrstabilität haben können. Kann in Schritt 220 kein fahrspezifischer Parameter ermittelt werden, der eine Begrenzung und/oder eine Reduzierung der Geschwindigkeit zur Folge hat, wird der Durchlauf des Algorithmus' beendet. Wird jedoch zumindest für einen fahrspezifischen Parameter eine Voraussetzung zur Reduzierung und/oder Begrenzung der Geschwindigkeit erkannt, so wird der Algorithmus mit Schritt 240 weiterbearbeitet. Im Schritt 240 wird dabei die entgültige Festlegung der Höchstgeschwindigkeit bzw. die Festlegung der Reduzierung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von den festgestellten fahrspezifischen Parametern vorgenommen. Die so festgelegte Höchstgeschwindigkeit v_max wird anschließend in Schritt 260 dazu verwendet, die Ansteuerung der im Fahrzeug befindlichen Systeme (180, 185, 190, 195) in einer geeigneten Art und Weise durchzuführen, so dass das Ziel, die Geschwindigkeit zu reduzieren bzw. zu begrenzen, erreicht wird.

Ein regelmäßiger Start des Algorithmus' mit der damit verbundenen Abfrage der fahrspezifischen Parameter ist zum regelmäßigen Update des Höchstgeschwindigkeitswertes notwendig und kann ohne Probleme durchgeführt werden.

Claims

Verfahren zur Überwachung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung – eine Reduzierung, und/oder – eine Begrenzung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von wenigstens einer Fahrzustandsgröße (115, 125, 135, 145, 155, 165) einschließt, die insbesondere vor Fahrtbeginn festgelegt wird, wobei vorgesehen ist, die Fahrzustandsgröße durch eine – die Bauart des Fahrzeugs repräsentierende Größe (115, 125, 135), und/oder – den aktuellen Fahrzeugbetrieb repräsentierende, betriebsbedingte Größe (145, 155, 165) zu erfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung und/oder die Begrenzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs über – die Motorsteuerung (180), und/oder – einen Retarder (195), und/oder – die Getriebesteuerung (185), und/oder – einen Bremseingriff in die Bremsanlage (190) stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der durch die Bauart des Fahrzeugs erfassten Fahrzustandsgröße um – den Hubraums des Motors (110), und/oder – einen am Fahrzeug verwendeten Reifentyp (120), und/oder – eine Fahrzeugbauart (130) handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der, den aktuellen Fahrzeugbetrieb repräsentierenden, betriebsbedingten Größe um die Erkennung – eines Anhängerbetriebs (145), und/oder – eines Beladungszustands (155), und/oder – eines Fahrbahnzustands (165) des Fahrzeugs handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer des Fahrzeugs über eine – akustische, und/oder – optische Anzeige (175) über – die Reduzierung bzw. die Begrenzung der Geschwindigkeit, und/oder – die erfasste Fahrzustandsgröße (115, 125, 135, 145, 155, 165) informiert wird.
Vorrichtung zur Überwachung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die in der Überwachung – eine Reduzierung, und/oder – eine Begrenzung der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von wenigstens einer Fahrzustandsgröße (115, 125, 135, 145, 155, 165) einschließt, die insbesondere vor Fahrtbeginn festgelegt wird, wobei vorgesehen ist, die Fahrzustandsgröße durch eine – die Bauart des Fahrzeugs repräsentierende Größe (115, 125, 135), und/oder – den aktuellen Fahrzeugbetrieb repräsentierende Größe (145, 155, 165) erfasst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung und/oder die Begrenzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs über – die Motorsteuerung (180), und/oder – einen Retarder (195), und/oder – die Getriebesteuerung (185), und/oder – einen Bremseingriff in die Bremsanlage (190) stattfindet.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der durch die Bauart des Fahrzeugs erfassten Fahrzustandsgröße um – den Hubraums des Motors (110), und/oder – einen am Fahrzeug verwendeten Reifentyp (120), und/oder – eine Fahrzeugbauart (130) handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem betriebsbedingten Fahrzustand um die Erkennung – eines Anhängerbetriebs (145), und/oder – eines Beladungszustands (155), und/oder – eines Fahrbahnzustands (165) des Fahrzeugs handelt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel enthalten sind, die den Fahrer des Fahrzeugs über eine – akustische, und/oder – optische Anzeige (175) über – die Reduzierung bzw. die Begrenzung der Geschwindigkeit, und/oder – die erfasste Fahrzustandsgröße (115, 125, 135, 145, 155, 165) informiert.