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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Verwendung in einem Fahrzeug und insbesondere ein System, das es einem Fahrzeug ermöglicht, eine Anzeige einer Eigenschaft des Geländes in dem Weg des Fahrzeugs zu bestimmen und entsprechend zu reagieren. Aspekte der Erfindung betreffen ein Fahrzeugstartsteuersystem, ein Verfahren zum Verwenden in einem Fahrzeug und ein Fahrzeug selbst.
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STAND DER TECHNIK
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Viele moderne Fahrzeuge sind mit Systemen ausgestattet (Antiblockierbremsen, Traktionskontrolle, elektronisch gesteuerte Sperrdifferentiale, einstellbare Fahrhöhe usw.), die ausgelegt sind, um die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs und das Fahrerlebnis für die Benutzer zu verbessern. Das Fahrerlebnis könnte beispielsweise ein Maß für den Komfort oder die Fahrzeugbeherrschung sein, und der Aufbau der Systeme eines Fahrzeugs zur Optimierung des Fahrerlebnisses kann von der Art des Geländes abhängen, über das das Fahrzeug fährt. Gegenwärtige Systeme mit definierten Systemeinstellungen für eine Vielzahl von verschiedenen Geländearten können manuell durch einen Benutzer auf eine Geländeart eingestellt werden oder können Sensoren verwenden, um Eigenschaften über das Gelände, über das ein Fahrzeug fährt, zu bestimmen und dann die am besten geeignete Einstellung auszuwählen. Ein solches System ist in
GB2492655 beschrieben. Die Bestimmung einer Geländeart durch Untersuchen von Fahrzeugparametern unter Verwendung von bordeigenen Systemen stellt jedoch eine reaktive Lösung für das Gelände bereit, über das das Fahrzeug gerade fährt, und ermöglicht es dem Fahrzeug daher nicht, sich im Voraus auf das Gelände vorzubereiten, über das es im Begriff ist, ohne Benutzereingabe zu fahren. Ein besonderes Problem besteht, wenn ein Fahrzeug eine Zeitperiode lang geparkt ist und wobei sich die Umgebung um das Fahrzeug herum zwischen dem Parken des Fahrzeugs und dem erneuten Starten des Fahrzeugs ändert. Wenn beispielsweise ein Fahrzeug während des Tages in einem relativ trockenen Feld geparkt wird und starker Regen dazu führt, dass das das Fahrzeug umgebende Gelände über Nacht wasserdurchtränkt wird, ist es, wenn das Fahrzeug am Morgen gestartet wird, möglicherweise nicht in einer für den Start auf der jetzt wasserdurchtränkten Oberfläche optimierten Konfiguration.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System zur Verwendung in einem Fahrzeug bereitzustellen, das in der Lage ist, bestimmte Eigenschaften in Bezug auf die Oberfläche oder das Gelände um das Fahrzeug herum zu bestimmen, wobei die Nachteile bestehender Systeme angegangen werden.
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AUSSAGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeugstartsteuersystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das System Folgendes umfasst: ein Sensorsystem, das einen oder mehrere an einem Fahrzeug montierte Sensoren umfasst, die konfiguriert sind, um ein reflektiertes Signal von dem Gelände in dem Weg des Fahrzeugs zu empfangen, einen Eingang zum Empfangen eines Anzeigesignals, um anzuzeigen, dass ein Fahrzeugstart unmittelbar bevorsteht, und der betriebsfähig ist, das Sensorsystem automatisch anzuweisen, eine Geländeeigenschaft des Geländes in dem Weg des Fahrzeugs zu bestimmen, wenn das Anzeigesignal empfangen wird; wobei das System ferner so konfiguriert ist, dass es in Abhängigkeit von der Geländeeigenschaft bestimmt, ob die Geländeeigenschaft wahrscheinlich zu einem unerwünschten Grad an Radschlupf führt, wenn das Fahrzeug gestartet wird, und eine Ausgabe bereitstellt, um anzuzeigen, dass ein unerwünschter Grad an Radschlupf basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung auftreten wird.
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Optional kann das System das Sensorsystem umfassen.
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Für den Zweck dieser Patentschrift versteht es sich, dass die Bezugnahme auf „das Gelände in dem Weg des Fahrzeugs“ die Oberfläche enthält, über die das Fahrzeug im Begriff ist vor, hinter oder unter dem Fahrzeug zu fahren.
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Die Bezugnahme auf „Fahrzeugstart“ soll die ersten Momente der Fahrzeugbewegung aus dem Stillstand und typischerweise die ersten paar Sekunden nach dem Bewegen eines Fahrzeugs aus einer Stillstandposition bedeuten.
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Die Erfindung stellt den Vorteil bereit, dass, wenn sich der Fahrer der Änderung der Bedingungen um das Fahrzeug beim Anfahren nicht bewusst ist oder ein unerfahrener Fahrer ist, der mit dem Starten eines Fahrzeugs unter schwierigen Geländebedingungen nicht vertraut ist, die Steuerung des Fahrzeugs automatisch verbessert wird und Radschlupf und/oder eine Beschädigung des darunter liegenden Geländes vermieden wird.
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Das System kann einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen des Anzeigesignals und eine elektronische Speichervorrichtung umfassen, die mit dem elektronischen Prozessor elektrisch gekoppelt ist und darin gespeicherte Anweisungen aufweist, wobei der elektronische Prozessor konfiguriert ist, auf die Speichervorrichtung zuzugreifen und die darin gespeicherten Anweisungen auszuführen, so dass er betriebsfähig ist, das Sensorsystem anzuweisen, die Geländeeigenschaft zu bestimmen. Der Prozessor kann auch konfiguriert sein, um auf die Speichervorrichtung zuzugreifen und die darin gespeicherten Anweisungen auszuführen, so dass er in Abhängigkeit von der bestimmten Geländeeigenschaft betriebsfähig ist, um zu bestimmen, ob die Geländeeigenschaft wahrscheinlich zu einem unerwünschten Grad an Radschlupf führt, wenn das Fahrzeug gestartet wird, und den Ausgang basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung bereitzustellen.
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Das System kann ferner einen Eingang zum Empfangen eines vom Fahrer angeforderten Drehmoments umfassen, um den Start des Fahrzeugs einzuleiten. Typischerweise kann das vom Fahrer angeforderte Drehmoment von einer Eingabe in Form eines Fahrpedals, eines Drehgriffbeschleunigers, einer SET +/- Geschwindigkeitswählsteuerung oder irgendeiner anderen geeigneten Benutzerschnittstelleneinrichtung, durch die ein Benutzer ein Drehmoment anfordert, abgeleitet sein.
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In einer anderen Ausführungsform umfasst das System einen Eingang zum Empfangen eines Steuersignals von einem dem Fahrzeug zugeordneten Geschwindigkeitssteuersystem, um den Fahrzeugstart einzuleiten.
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In einer Ausführungsform ist das System konfiguriert, um den Ausgang an ein Drehmomentsteuersystem zum Bereitstellen einer Drehmomentanforderung an einen Antriebsstrang des Fahrzeugs abhängig von dem Ausgang bereitzustellen.
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Beispielsweise kann das Drehmomentsteuersystem konfiguriert sein, um ein angefordertes Drehmoment in Reaktion auf das Empfangen des Ausgangs zu modifizieren, um den unerwünschten Grad an Radschlupf anzuzeigen.
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In einer Ausführungsform kann die Modifikation umfassen, dass das angeforderte Drehmoment mit einem Drehmoment überschrieben wird, das einen Radschlupf für die bestimmte Geländeeigenschaft beim Fahrzeugstart vermeidet.
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In einer anderen Ausführungsform kann die Modifikation das Ändern des angeforderten Drehmoments auf einen niedrigeren Wert umfassen.
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Alternativ kann die Modifikation das Anwenden einer maximalen Grenze auf das angeforderte Drehmoment umfassen, um einen Radschlupf für die bestimmte Geländeeigenschaft beim Fahrzeugstart zu vermeiden.
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In einem anderen Beispiel kann die Modifikation das Modifizieren der Anstiegsrate des auf die angetriebenen Räder aufgebrachten Drehmoments verglichen mit der Anstiegsrate des angeforderten Drehmoments umfassen.
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Die Geländeeigenschaft kann eine Charakterisierung der Reibung der Oberfläche enthalten. Alternativ kann die Geländeeigenschaft eine Charakterisierung der Verformbarkeit der Oberfläche enthalten. In einem anderen Beispiel kann die Geländeeigenschaft eine Charakterisierung des Wassergehalts der Oberfläche oder der Rauheit der Oberfläche enthalten.
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In einer Ausführungsform kann das Sensorsystem einen oder mehrere am Fahrzeug montierte Sensoren umfassen, die konfiguriert sind, um ein reflektiertes Signal von dem Gelände in dem Weg des Fahrzeugs zu empfangen.
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Das Sensorsystem kann mindestens zwei Sensoren umfassen, die an dem Fahrzeug montiert sind, einschließlich mindestens eines akustischen Sensors.
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Alternativ kann die Geländeeigenschaft von mindestens zwei Sensoren abgeleitet werden, die an dem Fahrzeug montiert sind, einschließlich mindestens eines Radarsensors.
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Die Bezugnahme auf einen „am Fahrzeug montierten Sensor“ enthält die Verwendung einer tragbaren Erfassungsvorrichtung, die zeitweilig im Fahrzeug mitgeführt wird.
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In einer anderen Ausführungsform können Radar- und akustische Sensoren verwendet werden. Die Kombination von Sensorausgangsdaten sowohl von einem Radarsensor als auch einem akustischen Sensor kann zu einer größeren Unterscheidung zwischen den Eigenschaften von Parametern in Bezug auf Sensorausgangsdaten für bestimmte Geländearten führen, in denen Parameter in Bezug auf Sensorausgangsdaten durch Verwendung von nur einer Art von Sensor schlecht unterschieden werden. Radar- und akustische Sensoren werden zudem nicht von unterschiedlichen Wetterbedingungen beeinflusst.
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In einer Ausführungsform kann die Geländeeigenschaft durch von einer Benutzereingabe der Geländeart verifiziert werden. Zum Beispiel kann das Fahrzeug eine Mensch-Maschine-Schnittstelle umfassen, die konfiguriert ist, um eine Benutzereingabe in Bezug auf die Geländeeigenschaft nach einer Bestimmung von durch den Benutzer (z. B. durch Beobachtung) zu ermöglichen. In dieser Ausführungsform sind keine zusätzlichen Sensoren am Fahrzeug erforderlich, um eine Anzeige der Geländeeigenschaft bereitzustellen, und stattdessen kann eine manuelle Eingabe von dem Benutzer (z. B. durch eine Tastatur, einen Touchscreen oder eine Wählscheibe an einer Mensch-Maschine-Schnittstelle in der Fahrzeugkabine oder über einen Audioeingang) verwendet werden, um dem System den erforderlichen Geländeanzeiger bereitzustellen.
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Das Fahrzeugstartsteuersystem kann in einer Ausführungsform ein Startdetektionsmodul umfassen, das konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug im Begriff ist, gestartet zu werden, so dass der Drehmomentsteuerungsvorgang zu einem geeigneten Zeitpunkt implementiert werden kann.
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Das Startdetektionsmodul kann konfiguriert sein, um ein Signal von einem Detektionssystem zu empfangen, um zu detektieren, ob ein Schlüssel für das Fahrzeug in der Fahrzeugkabine vorhanden ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Startdetektionsmodul konfiguriert sein, um ein Signal von einem Detektionssystem zu empfangen, das angeordnet ist, um das Vorhandensein eines Insassen in der Fahrzeugkabine zu detektieren. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Startdetektionsmodul konfiguriert sein, um ein Signal von einem Fahrzeugantriebsstrang zu empfangen, das einen Fahrzustand des Fahrzeugantriebsstrangs anzeigt.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann das Startdetektionsmodul konfiguriert sein, um ein Signal von einem Bremssystem des Fahrzeugs zu empfangen, um anzuzeigen, dass die Bremse gelöst wurde, bereit zum Fahrzeugstart.
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Das Fahrzeugstartsteuersystem kann ferner einen Eingang zum Empfangen einer Anzeige von einem Schleppsensor enthalten, die sich darauf bezieht, ob das Fahrzeug einen Anhänger schleppt, und wobei das System ferner konfiguriert ist, um das modifizierte Drehmomentsteuersignal basierend auch auf der Angabe von dem Schleppsensor bereitzustellen.
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Das Fahrzeugstartsteuersystem kann ferner einen Eingang zum Empfangen einer Anzeige von einem Lastsensor umfassen, der die Last über den angetriebenen Rädern misst, und wobei das System ferner konfiguriert ist, um das modifizierte Drehmomentsteuersignal basierend auch auf der Anzeige von dem Lastsensor bereitzustellen.
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Es versteht sich, dass eine Bezugnahme auf eine Geländeeigenschaft ein Merkmal des Geländes sein kann (wie die Reibung der Oberfläche, die Verformbarkeit oder der Wassergehalt), aber auch eine vollständige Charakterisierung enthalten kann, um die Art (z. B. Gras oder Schnee) zu identifizieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeugstartsteuersystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes umfasst: einen Eingang zum Empfangen eines Anzeigesignals, um anzuzeigen, dass der Fahrzeugstart unmittelbar bevorsteht; einen Eingang zum Empfangen einer Geländeeigenschaft des Geländes in dem Weg des Fahrzeugs, wenn das Anzeigesignal empfangen wird; und ein Verarbeitungsmodul, das konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die Geländeeigenschaft wahrscheinlich zu einem unerwünschten Grad an Radschlupf führt, wenn das Fahrzeug gestartet wird, wobei das Verarbeitungsmodul ferner konfiguriert ist, um ein modifiziertes Drehmoment an die angetriebenen Räder des Fahrzeugs bereitzustellen, falls ein ungewünschter Grad an Radschlupf auftritt, wenn das Fahrzeug gestartet wird.
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Die Bezugnahme auf „modifiziert“ in dieser Hinsicht sollte so verstanden werden, dass es jedes Anpassen, Begrenzen oder Ersetzen des vom Fahrer angeforderten Drehmoments durch ein Drehmoment bedeutet, das mit dem Bereitstellen eines kontrollierten Fahrzeugstarts auf einem Gelände mit der/den identifizierten Geländeeigenschaft(en) übereinstimmt.
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In diesem Aspekt der Erfindung kann der Indikator der Geländeeigenschaft von einer Benutzereingabe der Geländeeigenschaft anstelle von einem Sensorsystem, das einen Teil des Fahrzeugs bildet, abgeleitet werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Starts eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend: Empfangen eines Anzeigesignals, um anzuzeigen, dass ein Fahrzeugstart unmittelbar bevorsteht; Bestimmen, auf der Grundlage von Sensorausgangsdaten, die ein reflektiertes Signal von dem Gelände in dem Weg des Fahrzeugs messen, einer Geländeeigenschaft des Geländes in dem Weg des Fahrzeugs bei Fahrzeugstart, wenn das Anzeigesignal empfangen wird; Bestimmen, ob die Geländeeigenschaft wahrscheinlich zu einem unerwünschten Grad an Radschlupf führt, wenn das Fahrzeug im Begriff ist, zu starten; und Bereitstellen einer Ausgabe, um anzuzeigen, dass ein unerwünschter Grad an Radschlupf auftritt, basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung.
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Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das auf einem Prozessor ausführbar ist, um ein erfindungsgemäßes Verfahren zu implementieren.
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Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt wird ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium bereitgestellt, das einen computerlesbaren Code trägt, der, wenn er ausgeführt wird, bewirkt, dass ein Fahrzeug das erfindungsgemäße Verfahren durchführt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die angeordnet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren zu implementieren.
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Innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung wird ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Absätzen, in den Patentansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt werden, und insbesondere deren individuelle Merkmale, unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination berücksichtigt werden können. So gelten beispielsweise Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform dargelegt werden, für alle Ausführungsformen, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Optionale oder bevorzugte Merkmale eines Aspekts der Erfindung können auch in jedem anderen Aspekt der Erfindung bereitgestellt werden.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nun ausschließlich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, hierbei zeigen:
- 1 eine Draufsicht eines Fahrzeugs und von Gelände in dem Weg des Fahrzeugs;
- 2 ein Diagramm, das die Komponententeile eines Fahrzeugsteuersystems (VCS) zusammen mit den Eingängen in und Ausgängen aus dem VCS und verschiedenen Modulen zum Verarbeiten von Daten zeigt;
- 3 ein Diagramm, das akustische und Radarsensoren des Fahrzeugs in 1 zeigt;
- 4 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen der Verfahrensschritte zum Steuern des Drehmoments, das auf die angetriebenen Räder des Fahrzeugs beim Fahrzeugstart auf der Grundlage des Ausgangs von den Sensoren in 2 aufgebracht wird;
- 5 ein schematisches Diagramm eines Verarbeitungsmoduls, das einen Teil des Fahrzeugsteuersystems in 2 bildet; und
- 6 ist ein Graph zum Veranschaulichen einer Ausführungsform der Erfindung, bei der Schwellenwerte verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein angefordertes Fahrerdrehmoment angepasst werden muss, um den Fahrzeugstart zu steuern.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Daten bezüglich des Geländes in dem Weg eines Fahrzeugs von einem oder mehreren Sensoren an einem Fahrzeug an dem Punkt gesammelt, an dem das Fahrzeug im Begriff ist, gestartet zu werden, so dass das Drehmoment, das auf die angetriebenen Räder des Fahrzeugs aufgebracht wird, genau und sorgfältig in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Geländes gesteuert werden kann. Auf diese Weise kann ein Radschlupf effektiv gehandhabt werden, was unnötige Erosion und Beschädigung des Geländes, über das das Fahrzeug fährt, mildert, die wiederum die Probleme für den Fahrer beim Fahrzeugstart weiter verschärfen können.
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1 zeigt eine Ausführungsform eines Fahrzeugs 10 mit zwei verschiedenen Arten von Sensoren, die Daten sammeln, die in verschiedene Systeme des Fahrzeugs einzugeben sind. In gegenwärtigen Systemen können akustische Sendeempfänger oder Sensoren an der Vorderseite 12, der Rückseite 14 und/oder der Seite 16 des Fahrzeugs angeordnet sein: Üblicherweise werden akustische Sensoren verwendet, um akustische Signale zu senden und zu empfangen, um Sensorausgangsdaten zu erfassen, die beispielsweise in Parkassistenzsysteme des Fahrzeugs einzugeben sind. Die akustischen Sensoren können Ultraschallsensoren sein.
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Typischerweise werden Parkassistenzsysteme verwendet, um einen Fahrzeugbenutzer durch visuelle und/oder hörbare Mittel davor zu warnen, dass sich das Fahrzeug in der Nähe eines Hindernisses befindet. Im Falle einer hörbaren Warnung kann ein Warnton mit zunehmender Frequenz ertönen, wenn sich das Fahrzeug dem Hindernis nähert. Die akustischen Sensoren, die für Parkassistenzsysteme verwendet werden, sind typischerweise in der Lage, Hindernisse auf kurze Distanz (0,25-1,5 Meter), aber in einem weiten Winkel von der Richtung, in die der Sensor zeigt, zu erfassen. Das Parkassistenzsystem kann akustische Impulse 18 senden und dann jedes reflektierte Signal 20 von einem Hindernis zurück empfangen, das dann verarbeitet werden kann, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis zu berechnen.
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Auch in gegenwärtigen Systemen kann ein Radar-Sendeempfänger oder Sensor 22 an der Vorderseite des Fahrzeugs 10 angeordnet sein: Üblicherweise werden Radarsensoren verwendet, um Radarsignale zu senden und zu empfangen, um Sensorausgangsdaten zu erfassen, die beispielsweise in adaptive Fahrgeschwindigkeitsregelsysteme (adaptive cruise control- ACC) einzugeben sind. In einem ACC-System wird die Zeit zwischen dem Senden und dem anschließenden Zurückempfangen eines Radarsignals gemessen, und dann wird das Zeitintervall zu einem vorausfahrenden Fahrzeug berechnet. Diese Informationen werden an andere Systeme des Fahrzeugs gesendet (Antriebsstrangsteuerung, Bremssteuerung usw.) und es werden die notwendigen Maßnahmen ergriffen, um ein konstantes Zeitintervall zu dem vorausfahrenden Fahrzeug aufrechtzuerhalten. Die Radarsensoren in einem ACC-System sind typischerweise in der Lage, ein Hindernis bis zu etwa 150 Meter vor dem Fahrzeug zu erkennen, jedoch in einem engen Winkel von der Richtung, in die der Sensor gerichtet ist; andere ACC-Systeme können kürzere Reichweiten, Radargeräte mit breiteren Winkeln oder eine Kombination aus beidem verwenden.
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1 zeigt das Gelände 24 in dem Weg des Fahrzeugs und in dem gezeigten Beispiel fährt das Fahrzeug vorwärts und das dargestellte Gelände 24 ist vor dem Fahrzeug. Es versteht sich, dass Radarsensoren an anderen Stellen am und um das Fahrzeug positioniert sein können, um Sensorausgangsdaten zu sammeln, die zum Beispiel in Systeme zur Erkennung von toten Winkeln (blind spot detection - BSD), Spurabweichungswarnsysteme oder externen Radarsignaldetektorsystemen (von denen keines gezeigt wird) eingegeben werden sollen. Auf diese Weise kann das Fahrzeug konfiguriert sein, Radarsignale zu verwenden, um Oberflächeneigenschaften des Geländes sowohl vor als auch hinter dem Fahrzeug oder unter dem Fahrzeug zu bestimmen, um zumindest einen signifikanten Teil des das Fahrzeug umgebenden Gebiets und insbesondere die durch potentielle Wege vorgeschriebene Strecke, die das Fahrzeug je nach Fahrtrichtung und Lenkwinkel einnehmen kann, abzudecken.
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Bezugnehmend auf
2 ist in einigen gegenwärtigen Fahrzeugen ein Fahrzeugsystem konfiguriert, um die Fähigkeit des Fahrzeugs und das Fahrerlebnis für den Fahrzeugbenutzer zu verbessern; beispielsweise empfängt ein Fahrzeugsteuersystem (vehicle control system - VCS) in Form eines Fahrzeuggeländereaktionssystems (vehicle terrain response system - VTRS)
30, beispielsweise ein Terrain Response®-System, Sensorausgangsdaten von einem oder mehreren Bordsensoren
32 (wie etwa einem/einer Raddrehzahlsensor, Reifendrucksensor, Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, Bremspedalpositionssensor, Achsverschränkung, Beschleunigung, Radschlupf, Neigungsrate und Gierrate) bezogen auf das Gelände, über das das Fahrzeug
10 gerade fährt, verarbeitet die Daten und sendet Signale an ein oder mehrere Fahrzeuguntersysteme
34, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, eines Aufhängungssystems, Traktionssteuersystems, Stabilitätssteuersystems, Fahrhöhensystems und eines Antriebsstrangsteuersystems
37, um eine Anpassung des Aufbaus des Fahrzeugs
10 entsprechend zu ermöglichen. Ein Beispiel eines geeigneten Fahrzeuggeländereaktionssystems (VTRS)
30 ist in
GB2492655 beschrieben. In einem motorbetriebenen Fahrzeug ist das Leistungssteuersystem beispielsweise ein Motordrehmomentsteuersystem
37.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das VCS 38 einen Datenprozessor 40, der Sensorausgangsdaten von den akustischen und den Radarsensoren 12, 22 empfängt; eine VCS-Steuerung 42 zum Senden und Empfangen von Signalen an die MMI 36 und/oder das VTRS 30 oder von diesen; und einen Datenspeicher 44 zum Speichern von Ausgangsdaten des akustischen und des Radarsensors.
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Die Steuervorrichtung 42 des VCS 38 sendet auch Signale an ein Startsteuermodul 33, das verschiedene Verarbeitungsmodule umfasst. Das Startsteuermodul 33 enthält auch einen ersten Eingang zum Empfangen eines Signals 41, das für die Geländeart oder die Geländecharakterisierung in dem Weg des Fahrzeugs repräsentativ ist, von der Steuervorrichtung 42, wie durch die Steuervorrichtung 42 bestimmt, und einen zweiten Eingang zum Empfangen eines von einem Fahrer angeforderten Drehmomentanforderungssignals 45, das das Drehmoment darstellt, das der Fahrer an die angetriebenen Räder des Fahrzeugs anlegen möchte. Im Falle eines stillstehenden Fahrzeugs, das im Begriff ist, zu starten, ist die Fahreranforderung, die am zweiten Eingang empfangen wird, das vom Fahrer angeforderte Drehmoment, um zu bewirken, dass das Fahrzeug aus dem Stillstand gebracht wird.
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Ein erstes Verarbeitungsmodul in Form eines Startdetektionsmoduls 35 ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug im Begriff ist, basierend auf Signalen (nicht gezeigt), die von einem oder mehreren Fahrzeuguntersystemen empfangen werden, zu starten, wie später beschrieben wird. Ein zweites Verarbeitungsmodul 39 in der Form eines Bestimmungsmoduls ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob in Reaktion auf die von der Steuervorrichtung 42 empfangene Geländeartanzeige das von dem Fahrer angeforderte Drehmoment modifiziert werden muss, um einen unerwünschten Radschlupf zu vermeiden.
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Das Startsteuermodul 33 kommuniziert mit dem Motordrehmomentsteuersystem 37 auf eine Weise, die von dem Ergebnis des Ausgangs von dem Bestimmungsmodul 39 abhängt, wie später detaillierter beschrieben wird.
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Die Steuerung 42 des VCS 38 kommuniziert auch mit einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMI) 36, die eine Anzeige in der Fahrzeugkabine enthält. Über die MMI-Anzeige erhält der Benutzer Warnungen oder Hinweise in Bezug auf eine Vielzahl von Fahrzeugsystemen, beispielsweise Satellitennavigation oder fahrzeuginterne Unterhaltungssysteme. Die MMI 36 enthält typischerweise eine Touchscreen-Tastatur, eine Wählscheibe oder eine Sprachaktivierung, um eine Benutzerauswahl einer bestimmten Eingabe für die verschiedenen Fahrzeugsysteme, die gesteuert werden können, zu ermöglichen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die MMI 36 ein Mittel, das es dem Benutzer ermöglicht, basierend auf seinen Beobachtungen eine Angabe der Geländeart oder der Geländeeigenschaft(en) einzugeben.
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Im Gebrauch wird als Reaktion auf eine Benutzereingabe über die MMI 36 ein Steuersignal über die Steuervorrichtung 42 des VTRS 30 an das eine oder die mehreren Fahrzeuguntersysteme 34 gesendet, um den Fahrzeugaufbau oder die Fahrzeugkonfiguration entsprechend der Geländeart, über die das Fahrzeug fährt, anzupassen. Alternativ kann der VTRS 30 den Fahrzeugaufbau automatisch anpassen, indem es ein Steuersignal an die Fahrzeuguntersysteme 34 als Reaktion auf die an Bord befindlichen Sensorausgangsdaten 32 sendet. Das VTRS 30 kann auch Warnungen an den Fahrzeugbenutzer über die MMI 36 senden, um seinen/ihren Fahrstil einzustellen (zum Beispiel, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren), gemäß der Geländeart und/oder den Eigenschaften der Oberfläche, über die das Fahrzeug fährt.
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Einzelheiten dazu, wie die Konfiguration über das VTRS
30 eingestellt werden kann, und des Vorgangs, mit dem die verschiedenen Fahrzeuguntersysteme eingestellt werden, wenn das Fahrzeug fährt, sind in der britischen Patentanmeldung
GB2492655 beschrieben. Das VCS
38 bestimmt eine Anzeige des Geländes in dem Weg des Fahrzeugs
10 unter Verwendung von Sensorausgangsdaten, die in Echtzeit für eine Vielzahl von unterschiedlichen Parametern gesammelt werden, die sich auf Eigenschaften des Zielgebiets von den akustischen und den Radarsensoren
12,
22 beziehen. Die VCS-Steuervorrichtung
42 sendet dann ein Steuersignal entweder an das VTRS
30, um die Fahrzeugeinrichtung entsprechend anzupassen, oder die MMI
36, um den Benutzer aufzufordern, die bestimmte Geländeart in das VTRS
30 einzugeben. Hier und insgesamt sollte der Begriff „bestimmen einer Geländeart“ so ausgelegt werden, dass er „macht eine bestmögliche Schätzung der Geländeart“ bedeutet.
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Es folgt nun eine Beschreibung darüber, wie die Ausgänge von den akustischen und den Radarsensoren 12, 22 verwendet werden können, um die Geländeart oder eine Eigenschaft des Geländes zu bestimmen.
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Der Datenprozessor 40 des VCS 38 empfängt Sensorausgangsdaten sowohl von dem akustischen als auch dem Radarsensor 12, 22. Der Datenprozessor 40 ist dafür verantwortlich, die empfangenen Sensorausgangsdaten einer bestimmten Geländeart zuzuordnen, indem er vorgegebene Informationen aus dem Datenspeicher 44 zum Vergleich mit den Sensorausgangsdaten abruft. Bei der Bestimmung des Geländes kommuniziert der Datenprozessor 40 mit der VCS-Steuervorrichtung 42, die für das Senden von Steuersignalen an die MMI 36 in Bezug auf die bestimmte Geländeart verantwortlich ist. Es versteht sich, dass, obwohl der Prozessor 40 und die Steuervorrichtung 42 als unabhängige Komponenten dargestellt sind, sie eine einzelne elektronische Steuervorrichtung umfassen können.
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Es versteht sich, dass jedes der Module des Systems in 2 in ein und derselben Steuereinheit oder demselben Steuersystem bereitgestellt sein kann oder in separaten und unabhängigen Verarbeitungsmodulen implementiert sein kann und dass die gezeigte Veranschaulichung nur zum Hervorheben der verschiedenen Funktionen innerhalb der Gesamtsystemfähigkeit verwendet wird.
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3 ist ein Diagramm, das die akustischen und die Radarsensoren des Fahrzeugs 10 in 1 und den Datenprozessor 40 zum Verarbeiten von Ausgangssignalen von diesen Sensoren zeigt. In dieser Ausführungsform werden sowohl Radar- als auch akustische Sensoren 12, 22 verwendet, um Sensorausgangsdaten zu sammeln, die sich auf das Gelände in dem Weg des Fahrzeugs 10 beziehen. Es werden Ausgangsdaten sowohl von Radar- als auch von akustischen Sensoren verwendet, da Daten von einer Sensorart in bestimmten Situationen gegenüber der anderen vorteilhaft sein können.
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In dieser Ausführungsform werden die Radarsignale von einem Vektor-Netzwerkanalysator (VNA) 50 erzeugt, der in orthogonalen (insbesondere was als horizontal und vertikal definiert sein kann) Polarisationen von einem Paar Sendeantennen 52 übertragen wird, die von dem Gelände 24 in dem Weg des Fahrzeugs reflektiert werden, was die Polarisation der gesendeten Signale 54 verändert, und danach werden die rückgestreuten Signale 56 von einem Paar Empfangsantennen 58 in orthogonalen Polarisationen gesammelt. Für die Zwecke dieser Patentschrift bezieht sich die Bezugnahme auf horizontale und vertikale Polarisationen auf das Fahrzeug, wenn es sich auf einer ebenen Fläche im Stillstand befindet. Es ist zu beachten, dass ein VNA 50 nur als Beispiel verwendet wird. Es versteht sich, dass ein dedizierter Hardware-Sensor oder eine dedizierte Sensoranordnung verwendet werden kann, wie es für eine gegebene Fahrzeuganwendung erwünscht sein kann. Die Radarsensoreinheiten können einen Teil des Fahrzeug-ACC-Systems aufgrund des/der für beide Zwecke erforderlichen ähnlichen Betriebs und Struktur der Sensoreinheiten bilden.
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Die Radarsensoren 22 können verwendet werden, um beispielsweise die Rauigkeit, Wellenabsorption oder Polarisationseigenschaften eines gegebenen Geländes zu charakterisieren, und können insbesondere dazu verwendet werden, einen Bereich mit geringer Reibung zu erfassen, die beispielsweise durch Wasser, Eis oder nasses Gras verursacht wird. Die Rauigkeit eines gegebenen Geländes kann zum Beispiel unter Verwendung von Radarsignalen durch Analysieren der Rückstreueigenschaften der Welle bei verschiedenen Polarisationen charakterisiert werden. Es ist auch möglich, das Wassersättigungsniveau einer Oberfläche durch Analysieren der Rückstreueigenschaften von Wellen bei verschiedenen Polarisationen zu bestimmen.
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Die Radarsignale 54, 56 können mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Frequenzen gesendet und empfangen werden; in der Automobilindustrie sind die derzeit zugelassenen Bänder für Kurzstreckenradar jedoch auf 21,65-26,65 GHz und 76-81 GHz beschränkt. Es ist zu beachten, dass andere nicht lizenzierte Frequenzbänder ebenfalls berücksichtigt werden können.
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Die Amplitude und Phase der empfangenen Signale 56 werden durch den VNA 50 aufgezeichnet. Diese werden dann verarbeitet, um zum Beispiel durchschnittliche Signalleistungen oder Reflexion von einem festen Geländebereich in dem Weg des Fahrzeugs zu erhalten.
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Zum Zeitpunkt der Fahrzeugherstellung durchläuft das VCS 38 einen Kalibrierungsvorgang, wobei aus Offline-Messungen erhaltene Kalibrierungsdaten in dem Datenspeicher 44 des VCS 38 zur Verwendung in einem Echtzeitbestimmungsvorgang gespeichert werden. Sobald es kalibriert ist, wird das VCS 38 verwendet, um eine Anzeige des Geländes in dem Weg des Fahrzeugs 10 zu bestimmen, indem Sensorausgangsdaten analysiert werden und diese mit den Kalibrierungsdaten verglichen werden, um die spezielle Geländeart oder Geländeeigenschaft zu bestimmen. Zusätzlich zu dem Echtzeitbestimmungsvorgang kann ein Echtzeit-Trainings- oder Selbstlernvorgang auf dem VCS 38 implementiert werden.
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Der Vorgang, mit dem die empfangenen Signale analysiert werden können, um eine Angabe der Geländeart bereitzustellen, ist in unserer gleichzeitig anhängigen veröffentlichten Patentanmeldung
GB252309 beschrieben.
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Mit der Fähigkeit, eine Eigenschaft des Geländes zu erstellen, weist die Erfindung Vorteile auf, wenn sie mit dem Startsteuermodul 33 und dem Antriebsstrangsteuersystem 37, wie in 2 gezeigt, kombiniert wird. Die Erfindung weist einen besonderen Vorteil auf, wenn sie in einem Fahrzeug implementiert ist, das eine Zeitdauer lang geparkt wurde, während der sich die das Fahrzeug umgebenden Geländebedingungen in der Zeit zwischen dem Parken des Fahrzeugs und dem erneuten Starten des Fahrzeugs geändert haben können, wie nun beschrieben wird.
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Bezugnehmend auf 4 ist das Fahrzeug anfangs im Stillstand 100, nachdem es beispielsweise auf einem Grasfeld geparkt wurde. Nach einer gewissen Zeit (zum Beispiel über Nacht) kann der Fahrer zu dem Fahrzeug zurückkehren und „einschalten“, mit der Absicht, das Fahrzeug von dem Parkplatz aus zu starten. In Schritt 102 bestimmt das erste Verarbeitungsmodul 35, ob das Fahrzeug im Begriff ist, zu starten, und erzeugt dementsprechend ein Anzeigesignal (wie weiter unten beschrieben wird). Wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug im Begriff ist, zu starten, werden verschiedene Steuersysteme in dem Fahrzeug initialisiert, einschließlich der Radar- und der akustischen Sensoren 12, 22 an der Vorderseite des Fahrzeugs, die in Schritt 104 initialisiert werden. Nach der Initialisierung werden Radar- und akustische Signale an die Sensoren 12, 22 gesendet und von diesen empfangen, wie zuvor beschrieben, um eine durchzuführende Bestimmung der Geländeart oder zumindest eine Bestimmung einer Oberflächeneigenschaft (z. B. Reibung, Verformbarkeit, Wassergehalt) des Geländes zu ermöglichen.
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Wenn in Schritt 106 bestimmt wird, dass das Gelände in dem Weg des Fahrzeugs (z. B. unmittelbar vor der Stelle, an der das Fahrzeug geparkt ist) eine Oberfläche mit geringer Reibung ist, wie eine wassergesättigte oder verschlämmte Oberfläche (z. B. aufgrund von Regenfall über Nacht), besteht die Wahrscheinlichkeit, dass ein unerwünschter Radschlupf auftritt, wenn ein Fahrzeugstart mit einer manuellen Drehmomentsteuerung durchgeführt werden würde, das heißt, wenn das an die Räder gesendete Drehmoment eine direkte Anforderung eines vom Fahrer angeforderten Antriebsstrangdrehmoments ist. In Schritt 108 wird ein Signal von dem Steuermodul 33 an das Motordrehmomentsteuersystem 37 gesendet, um das von dem Fahrer angeforderte Drehmoment, das an die Fahrzeugräder aufzubringen ist, zu modifizieren oder anzupassen, um das Risiko eines Radschlupfs unter diesen Bedingungen zu minimieren oder zu vermeiden.
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Das Drehmomentanforderungssignal für das an die Fahrzeugräder anzulegende Drehmoment wird von einer Fahrereingabe an dem Pedal oder einem anderen geeigneten Fahrerschnittstellenmittel bestimmt, und in einer Ausführungsform wird das vom Fahrer angeforderte Drehmomentsignal modifiziert, indem das auf die Räder aufgebrachte Drehmoment unabhängig von der Fahreranforderung begrenzt wird. Auf diese Weise hat das Fahrzeug einen gesteuerten Start auf der Oberfläche mit geringer Reibung oder auf der auf andere Weise verformbaren Oberfläche, und eine übermäßige Anforderung von dem Fahrer, die ansonsten einen Radschlupf verursachen könnte, wird minimiert oder verhindert.
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Es versteht sich, dass das Ausmaß, mit dem der Radschlupf gesteuert wird, von der Art der Oberflächen- oder Geländeeigenschaft, die von dem System identifiziert wird und auf der das Fahrzeug fährt, abhängen kann, da bekannt ist, dass unter gewissen Umständen ein Grad an kontrolliertem Radschlupf wünschenswert ist, um einen optimalen Fortschritt des Fahrzeugs auf einigen Oberflächen aufrechtzuerhalten.
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Ein nützlicher Schwellenwert kann die Oberflächenreibung sein. Der Schwellenwert kann jedoch ein anderer Schwellenwert für eine andere Oberflächeneigenschaft sein, z. B. Verformbarkeit oder Wassersättigung oder -gehalt einer bestimmten Oberfläche.
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In einer anderen Ausführungsform kann das System so konfiguriert sein, dass es dem Fahrer über die MMI eine Benachrichtigung bereitstellt, dass der Drehmomenteingriff empfohlen wird, und optional zusammen mit einer Benachrichtigung, um dem Fahrer den Grund mitzuteilen, warum der Drehmomenteingriff notwendig ist (z. B. kann eine Warnmeldung bereitgestellt werden, um „nasses Gras - Drehmomenteingriff in Bearbeitung“ oder „rutschige Oberfläche - automatische Steuerung eingeleitet“ anzugeben). In bestehenden Fahrzeugen gibt es eine Option für den Fahrer, das VTRS zu übersteuern und die manuelle Steuerung der Betriebsart des Fahrzeugs zu übernehmen. In diesem Fall kann das Fahrzeugstartsteuersystem so konfiguriert sein, dass es eine Benachrichtigung an den Fahrer bereitstellt, um den Fahrer zu warnen, dass Vorsicht beim Fahrzeugstart geboten ist, anstatt das Drehmoment automatisch einzustellen. Benachrichtigungen an den Fahrer in dieser Hinsicht können über die MMI kommuniziert werden.
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In dem Fall, in dem der Fahrer die automatische Steuerung des Fahrzeugs über das VTRS ausgewählt hat, kann das Steuersystem bei Fahrzeugstart konfiguriert sein, um das auf die angetriebenen Räder ausgeübte Drehmoment gemäß der/den Eigenschaft(en) des Geländes automatisch zu optimieren, die in dem Weg vor dem Fahrzeug detektiert wird/werden, so dass das aufgebrachte Drehmoment optimiert wird, wenn das Fahrzeug wegfährt, ohne dass der Fahrer selbst die optimale Steuerung auswählen muss.
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Wenn das auf die Fahrzeugräder ausgeübte Drehmoment auf diese Weise begrenzt ist, kann das Limit nur für eine bestimmte Zeitspanne nach dem Beginn des Starts (z. B. 5 Sekunden) oder bis das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt (z. B. 5 km/h) angewendet werden. Sobald ein Drehmomenteingriff hergestellt wurde, ist es möglich, wieder in eine manuelle Drehmomentsteuerung überzugehen, die für die relevante Geländeoberfläche geeignet ist.
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In anderen Ausführungsformen kann das Drehmomentanforderungssignal durch Ändern des Zeitpunkts der Drehmomentanforderung oder der Anstiegsrate der Drehmomentanforderung modifiziert werden.
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Mit Bezug auf 5 wird nun ein Verfahren beschrieben, mit dem eine Bestimmung des Ausmaßes durchgeführt wird, in dem eine Intervention oder Modifikation des vom Fahrer angeforderten Drehmoments erforderlich ist. Das Bestimmungsmodul 39 des Fahrzeugstartsystems ist mit einer Datenbank 60 versehen, die vorkalibrierte Daten enthält, die sich auf die Eigenschaften verschiedener Oberflächen beziehen, z. B. nass, trocken oder mäßig trocken. Das Bestimmungsmodul 39 empfängt die Eingabe 41 von dem VCS 38, das eine Angabe der Geländeart bereitstellt und durch Vergleich mit den in der Datenbank 60 gespeicherten Daten den geeigneten Handlungsverlauf basierend auf dem Ausmaß bestimmt, mit dem sich das Gelände als nass oder trocken qualifiziert.
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Unter Bezugnahme auch auf 6, wenn bestimmt wird, dass die Geländeart oder die Geländeeigenschaft innerhalb eines Bandes unterhalb eines unteren Schwellenwerts 70 der Oberflächenkapazität entsprechend einer sehr nassen Oberfläche fällt, dann wird eine Ausgabe 62 an das Motordrehmomentsteuersystem 37 bereitgestellt, um das vom Fahrer angeforderte Drehmoment automatisch zu modifizieren (z. B. zu übersteuern). Wenn bestimmt wird, dass die Geländeart oder die Geländeeigenschaft in ein mittleres Band fällt, das einer mäßigen Oberflächenkapazität entspricht, die einer mäßig trockenen Oberfläche entspricht, ist eine Ausgabe 62 bereitgestellt, um dem Fahrer die Möglichkeit zu geben, die manuelle Steuerung des Drehmoments fortzusetzen, während das Fahrzeug gestartet wird, oder um eine automatische Steuerung zu akzeptieren, da ein Risiko von Radschlupf und Oberflächenschäden besteht. Wenn bestimmt wird, dass die Geländeart oder die Geländeeigenschaft über einen höheren Schwellenwert 72 der Oberflächenkapazität fällt, dann wird bestimmt, dass es für den Fahrer sicher ist, die Drehmomentanforderung zu steuern, und keine Intervention oder Modifikation des vom Fahrer angeforderten Drehmoments erforderlich ist. Aus 6 ist ersichtlich, dass das mittlere Band innerhalb der Schwellenwerte 70, 72 liegt.
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Unter Verwendung des unter Bezug auf 6 beschriebenen Vorgangs kann eine Bestimmung dahingehend vorgenommen werden, ob es ratsam ist, dass das vom Fahrer angeforderte Drehmoment modifiziert wird und/oder ob eine Warnung an den Fahrer bereitgestellt werden sollte, um ihn zu warnen, dass die Oberfläche, auf der das Fahrzeug im Begriff ist, zu starten, eine sorgfältige Drehmomentkontrolle erfordert, um Radschlupf zu vermeiden. Das Fahrzeug kann ferner mit einer Einrichtung versehen sein (z. B. über die MMI), damit der Benutzer wählen kann, solche Warnungen zu empfangen, oder ob er eine automatische Steuerung bevorzugt, um ohne seine Eingabe zu übernehmen, falls eine Feststellung getroffen wird, dass das Gelände eine Oberfläche mit geringer Reibung oder eine verformbare (z. B. wasserdurchtränkte) Oberfläche ist, die beim Start anfällig für Schäden ist.
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In einer anderen Ausführungsform als der in 5 gezeigten kann die Eingabe in das Bestimmungsmodul 39 direkt von den Radar- und Akustiksensoren 12, 22 kommen, so dass das Fahrzeugstartsystem selbst die Bestimmung der Geländeart oder der Geländeeigenschaften vornimmt. In diesem Fall können die Datenbank 44 des VCS und die Datenbank 60 des Bestimmungsmoduls 39 in ein und derselben Datenbank kombiniert sein, was vorteilhaft sein kann.
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Einige existierende Fahrzeuge sind mit einem System versehen, das als Advanced Terrain Progress Control (ATPC) bekannt ist, bei dem es sich um ein System handelt, das zur Steuerung des Vorwärtskommens eines Fahrzeugs über schwierige Gelände bei niedrigen Geschwindigkeiten ausgelegt ist, wo es für einen Fahrer schwierig sein kann, das Fahrzeug zu steuern und die niedrige Geschwindigkeit des Fahrzeugs sicher und komfortabel aufrechtzuerhalten. ATPC-Systeme unterscheiden sich von der vorliegenden Erfindung darin, dass sie nicht in der Lage sind, die Notwendigkeit einer automatischen Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf Geländeeigenschaften zu bestimmen, und dass sie einen Fahrer benötigen, um Informationen einzugeben (z. B. dass das Gelände von einer bestimmten Art ist), um die Geschwindigkeitssteuerung zu implementieren. Ein typisches ATPC-System ist daher nicht mit Sensoren versehen, um die Bestimmung der Geländeart oder der Geländeeigenschaften automatisch bereitzustellen und automatisch auf diese Bestimmung zu reagieren. Wenn die vorliegende Erfindung in einem Fahrzeug implementiert ist, das mit ATPC versehen ist, können die zwei Systeme zusammenwirken, so dass entweder die Fahreranforderung 45 an das Startsteuermodul 33 (wie in 2 gezeigt) bereitgestellt wird oder die Ausgabe von der ATPC an das Startsteuermodul 33 bereitgestellt wird, so dass es für den Fahrer nicht erforderlich ist, zu beurteilen, ob ein automatisierter Fahrzeugstart vorteilhaft wäre.
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In einem Fahrzeug, das mit einem ATPC-System versehen ist, versteht es sich auch, dass die Funktionalität des Drehmomentsteuersystems 37 auch mit derjenigen des ATPC-Systems kombiniert werden kann, so dass die Systeme einen Teil desselben Verarbeitungsmoduls bilden.
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Wenn die Oberflächencharakterisierung in Schritt 106 bestimmt, dass die Oberfläche keine Oberfläche mit niedriger Reibung ist, wird in Schritt 110 überprüft, ob die Oberfläche eine verformbare Oberfläche ist. Wenn bestimmt wird, dass die Oberfläche eine verformbare Oberfläche ist, wird, selbst wenn sie keine Oberfläche mit niedriger Reibung ist, ein Steuersignal von dem Startsteuermodul 33 an das Motordrehmomentsteuersystem 37 gesendet, um das Drehmomentanforderungssignal wie oben beschrieben zu begrenzen, wodurch erneut Radschlupf und Beschädigung der darunter liegenden Oberfläche vermieden wird, die einen kontrollierten Start weiter behindern könnten.
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Wenn die Oberflächencharakterisierung bestimmt, dass die Oberfläche keine Oberfläche mit niedriger Reibung ist und auch keine verformbare Oberfläche ist, dann erfolgt in Schritt 112 eine normale Drehmomentsteuerung gemäß der Fahreranforderung an dem Pedal. Andernfalls wird die Fahrerdrehmomentanforderung an dem Pedal in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Geländes, die identifiziert wurden, modifiziert.
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Der in 4 veranschaulichte Vorgang wird in dem Fall ausgelöst, dass in dem Schritt 102 durch das Bestimmungsmodul 35 eine geeignete Bestimmung getroffen wird, dass das Fahrzeug im Begriff ist, zu starten, und ein geeignetes Anzeigesignal erzeugt wird. Zum Beispiel kann ein geeigneter Startanzeiger ein Schlüssel sein, der in der Fahrzeugkabine detektiert wird, es kann eine elektronische oder Feststellbremse sein, die gelöst wird, oder es kann der Anstieg der Drehgangschaltsteuerung sein (oft als ETS-Anstieg bezeichnet). Die Erkennung des Schlüsselanhängers für das Fahrzeug, der sich dem Fahrzeug nähert, kann auch als ein Indikator dafür verwendet werden, dass der Fahrzeugstart im Begriff ist, aufzutreten.
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Es versteht sich, dass die Einführung eines Radfahrzeugs auf gesättigtem Boden, wie beispielsweise extrem nassem Gras, schwierig sein kann, da es oft entscheidend ist, einen erfolgreichen Start mit dem geringsten Radschlupf beim ersten Versuch zu erreichen. Extrem nasses Gras ist eine sehr anfällige, verformbare Oberfläche, die auf übermäßigen Radschlupf empfindlich ist, was dazu führen kann, dass die Reifen das Gras auf der Oberfläche zerbrechen und in der weichen Schlammunterschicht unter dem Gras steckenbleiben. Eine Störung der Oberfläche auf diese Weise macht eine weitere gesteuerte Bewegung des Fahrzeugs entlang der Oberfläche für den Fahrer noch schwieriger. Wenn das Fahrzeug auf einer rauen oder holprigen Oberfläche gestartet wird, kann ferner die sanfte Pedalsteuerung, die erforderlich ist, um einen gut gesteuerten Start zu gewährleisten, schwierig zu erreichen sein, und eine unbeabsichtigte übermäßige Pedalsteuerung wird eher versehentlich auftreten. Durch das Überschreiben der Pedaleingangssteuerung des Fahrers und das automatische Bereitstellen einer gut gesteuerten Drehmomentausgabe an die Räder gemäß einem vorbestimmten Plan, der dafür bekannt ist, dass er für die Bedingungen geeignet ist, können die zuvor beschriebenen nachteiligen Effekte vermieden werden.
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In der Praxis ist es wahrscheinlicher, dass die resultierende Drehmomentsteuerung beim Start nur auf der/den Eigenschaft(en) des Geländes basiert, das erfasst wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Drehmomentsteuerung nicht nur auf der Geländeart basiert, sondern auf der Eigenschaft des vom Fahrer angeforderten Drehmoments. Zum Beispiel kann das Profil des Anforderungsdrehmoments von dem Fahrer modifiziert werden, indem die Drehmomentanforderung um einen vorbestimmten Prozentsatz reduziert wird.
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Es versteht sich, dass, obwohl die Verwendung von Radar- und akustischen Sensoren eine genaue zu erstellende Oberflächencharakterisierung des Geländes ermöglicht (beispielsweise Gras, Sand oder Schnee), es für den Zweck des oben erwähnten Verfahrens nur notwendig ist, zu bestimmen, ob die Oberfläche eine geringe Reibung hat oder verformbar ist, und eine vollständige Charakterisierung der Oberfläche nicht wesentlich ist, wie es sein kann, wenn das Fahrzeug fährt. Ein weniger ausgeklügeltes Sensorsystem als das zuvor beschriebene kann daher für die Geländeidentifikation verwendet werden. In einer Ausführungsform kann es beispielsweise für den Zweck der Drehmomentsteuerung beim Start ausreichen, nur eine Art eines Sensors (z. B. Radar) zu verwenden, um eine Charakterisierung des Geländes nur auf der Grundlage von Reibung oder Verformbarkeit bereitzustellen.
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Um die Robustheit und Genauigkeit der Oberflächeneigenschaftsbestimmung zu verbessern, kann es wünschenswert sein, sowohl den Radar- als auch den akustischen Sensor (falls vorgesehen) zur vollständigen Oberflächencharakterisierung für den Zweck des VTRS zu verwenden, jedoch kann für den Zweck der Antriebsstrangsteuerung beim Start eine Oberflächencharakterisierung basierend auf nur einem Satz von Sensoren verwendet werden.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform muss die Oberflächencharakterisierung nicht von Sensoren an dem Fahrzeug abgeleitet werden, sondern kann stattdessen von einer Benutzereingabe abgeleitet werden, um anzuzeigen, wie sie die Geländeart wahrnehmen. Zum Beispiel kann die MMI konfiguriert sein, um eine Benutzereingabe der Geländeart unmittelbar vor dem Start über einen Touchscreen oder ein Mikrofon zum Empfangen einer hörbaren Benutzereingabe zu ermöglichen. Beim Einsteigen in das Fahrzeug kann der Anzeigebildschirm der MMI dem Benutzer eine Abfrage bezüglich der beobachteten Geländeart vorlegen, so dass, sobald der Benutzer die relevante Anzeige (hörbar oder über andere Eingabemittel der MMI) eingegeben hat, das Motordrehmomentsteuerungssystem entsprechend angepasst wird, um das auf die Fahrzeugräder aufgebrachte Drehmoment gegebenenfalls zu modifizieren, wenn das Fahrzeug losfährt. Die MMI kann es dem Benutzer ermöglichen, eine bestimmte Geländeart (z. B. nasses Gras, Eis) einzugeben, oder es kann dem Benutzer ermöglichen, auf die Frage „Ist die Oberfläche nass?“ oder „Ist die Oberfläche weich?“ mit „Ja“ oder „Nein“ zu antworten.
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Andere Indikatoren der Beschaffenheit des Geländes, auf dem das Fahrzeug im Begriff ist, zu starten, können bereitgestellt werden, um den aus den Sensordaten abgeleiteten Indikator zu qualifizieren. Zum Beispiel kann die Aktivität des Scheibenwischers vor dem Start, die Aktivität des Regensensors vor dem Start und/oder ob das Fahrzeug vor dem Start eine Geländeuntersetzungsauswahl hat, verwendet werden, um anzuzeigen, dass die Wetterbedingungen nass sind und die Oberfläche des Geländes wasserdurchtränkt sein kann. Das VTRS, das sich in einem Modus befindet, der anzeigt, dass Gras oder Kies oder Schnee (z. B. TR-Antwort von GGS) das Fahrzeug umgeben, und/oder das Fahrzeug auf einem steilen Hang geparkt ist und/oder die Umgebungstemperatur unterhalb einer bestimmten Temperatur erfasst wird, kann auch als Indikatoren für die Beschaffenheit des Geländes verwendet werden, das das Fahrzeug umgibt, auf dem das Fahrzeug im Begriff ist, zu starten. Solche Indikatoren können verwendet werden, um die Anzeige von dem akustischen und/oder Radarsensor der Geländeart zu ergänzen, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die Anzeige korrekt ist.
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In einer anderen Ausführungsform kann das Verarbeitungsmodul 39 konfiguriert sein, um zu bestimmen, ob das vom Fahrer angeforderte Drehmoment zu einem Radschlupf führt, und wenn dies nicht der Fall ist, dann wird das vom Fahrer angeforderte Drehmoment bevorzugt zu der Drehmomentanforderung verwendet, die basierend auf der Geländeeigenschaft abgeleitet wird.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Motordrehmomentsteuersystem auch konfiguriert sein, um eine Eingabe von einem Abschleppsensor (nicht gezeigt) zu empfangen, um eine Anzeige darüber bereitzustellen, ob das Fahrzeug einen Anhänger schleppt oder nicht. In dem Fall, dass das Fahrzeug einen Anhänger schleppt, wird eine weitere Anpassung an dem Drehmomentsteuerungsausgang beim Fahrzeugstart vorgenommen, um sicherzustellen, dass das an den angetriebenen Rädern aufgebrachte Drehmoment sowohl für die Oberflächencharakterisierung des Geländes als auch für die Schlepplast geeignet ist.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann, wenn das Fahrzeug mit einem Lastsensor versehen ist, der mit der Hinterachse verbunden ist, der Ausgang von dem Lastsensor auch dazu verwendet werden, das Drehmomentausgangssignal beim Fahrzeugstart zu modifizieren, so dass eine Anpassung an dem angelegten Drehmoment an den angetriebenen Rädern als Reaktion auf die Last über der Hinterachse vorgenommen wird. Zum Beispiel kann für ein Fahrzeug mit Allradantrieb (All Wheel Drive - AWD) die Drehmomentaufteilung zwischen der Vorder- und der Hinterachse in Abhängigkeit zumindest teilweise von der relativen Last über jede Achse und/oder der Ausrichtung des Fahrzeugs, wenn es auf einem Steilhang geparkt ist, eingestellt werden.
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Ein Fachmann wird verstehen, dass die Erfindung angeordnet werden könnte, um viele alternative Formen anzunehmen, ohne vom Umfang der beigefügten Patentansprüche abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 2492655 [0002, 0045, 0052]
- GB 252309 [0062]