DE102009030346A1

DE102009030346A1 - Steuer-/Regelverfahren für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009030346A1
Application number: DE200910030346
Authority: DE
Inventors: Guenther Sokoll
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2010-12-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein e Steuer-/Regelverfahren für ein Kraftfahrzeug, umfassend die folgenden Schritte: fahrerseitiges Festlegen einer Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder eines Sollabstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, automatisches Erfassen einer Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle, automatisches Steuern/Regeln des Kraftfahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand lediglich über eine Anpassung des Motormoments und/oder einen einfachen Bremseingriff und/oder eine Getriebebeeinflussung und/oder eine Getriebeschaltbeeinflussung, wenn keine Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt, und automatisches Steuern/Regeln des Kraftfahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit oder eine Maximalgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand mittels einem radindividuellen Bremseingriff, wenn die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuer-/Regelverfahren für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit automatischer Aktivierung einer Bergabfahrtkontrolle.
Der Stand der Technik kennt Bergabfahrtkontrollsysteme, sogenannte Hill-Descent-Controll (HDC) Funktionen, insbesondere bei allradgetriebenen Fahrzeugen. Diese Funktionen halten eine Fahrzeuggeschwindigkeit bei extremer Bergabfahrt auf relativ geringer Geschwindigkeit. Hierzu muss der Fahrer eine bestimmte Taste im Fahrzeug betätigen und die gewünschte Sollgeschwindigkeit einstellen. Des Weiteren kennt der Stand der Technik Tempomat-Funktionen sowie abstandsgeregelte Geschwindigkeits-Regelfunktionen (ACC mit oder ohne Stop-and-Go-Funktion). Bei diesen Funktionen wird vor allem die Geschwindigkeit bzw. der gewünschte Abstand durch eine Veränderung des Motormoments und/oder durch simple Bremseingriffe gesteuert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie ein das Verfahren benutzendes Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche sowohl die Bedienerfreundlichkeit erhöhen als auch, insbesondere bei Bergabfahrten, eine Fahrstabilität sicherstellen soll.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.
Somit wird die Erfindung gelöst durch ein Steuer-/Regelverfahren für ein Kraftfahrzeug, umfassend die folgenden Schritte:

– fahrerseitiges Festlegen einer Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder eines Sollabstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug,
– automatisches Erfassen einer Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle,
– automatisches Steuern/Regeln des Kraftfahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand lediglich über eine Anpassung des Motormoments und/oder einen einfachen Bremseingriff und/oder eine Getriebebeeinflussung und/oder eine Getriebeschaltbeeinflussung, wenn keine Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt, und
– automatisches Steuern/Regeln des Kraftfahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit oder eine Maximalgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand mittels einem radindividuellen Bremseingriff, wenn die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt.

Das „fahrerseitige Festlegen” definiert eine Handlung des Fahrers des Kraftfahrzeugs. So kann der Fahrer bevorzugt über Tasten am Lenkrad oder einen Lenkstockhebel die Sollgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand vorgeben. Das automatische Erfassen bzw. automatische Steuern/Regeln beschreibt einen Vorgang, welchen das Kraftfahrzeug selbstständig ohne Einwirkung des Fahrers vornimmt. Das vorgeschlagene Steuer-/Regelverfahren vereint somit die bisher getrennten Funktionen einer Bergabfahrtkontrolle mit einem Tempomat und/oder einer abstandsgeregelten Geschwindigkeits-Regelfunktion. Dadurch erhöht sich die Funktionstransparenz für den Fahrer, wodurch einerseits die Bedienerfreundlichkeit steigt und sich andererseits der Fahrer auf sicherheitsrelevante, wesentliche Dinge konzentrieren kann. Ein bisher nötiger Schalter zur Aktivierung der Bergabfahrtkontrolle entfällt bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Des Weiteren kann das Steuer-/Regelverfahren gemäß der Erfindung auf sehr einfache Weise insbesondere durch Modifikation von Software in Kraftfahrzeuge implementiert werden. Der einfache Bremseingriff, wie er zur Anwendung kommt, wenn keine Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt, sieht lediglich eine Verteilung des Bremsmoments auf Vorder- und Hinterachse jedoch keine weitergehende Steuerung/Regelung der Bremsmomente vor. Demgegenüber wird bei aktiver Bergabfahrtkontrolle, d. h., wenn die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt, mit radindividuellem Bremseingriff verzögert. Dieser radindividuelle Bremseingriff kommt insbesondere zur Anwendung, wenn gleichzeitig mit der Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle eine Instabilität des Fahrzeugs vorliegt. Wenn das Fahrzeug automatisch die Bergabfahrtkontrolle aktiviert, so stehen verschiedene Geschwindigkeiten, auf die das Fahrzeug geregelt werden kann, zur Verfügung. Ist beispielsweise die vom Fahrer vorgegebene Sollgeschwindigkeit innerhalb sicherheitsunkritischer Grenzen, insbesondere kleiner einer Geschwindigkeit zwischen 7 bis 25 km/h, so steuert/regelt das Kraftfahrzeug vorteilhafterweise auf diese Sollgeschwindigkeit. Sollte jedoch diese vorgegebene Sollgeschwindigkeit zu hoch sein und insbesondere in keinem Verhältnis zum tatsächlichen gefahrenen Gefälle stehen, so gibt das Fahrzeug eine Maximalgeschwindigkeit vor und das automatische Steuern/Regeln des Kraftfahrzeugs erfolgt auf diese Maximalgeschwindigkeit, um die Fahrzeugsicherheit bei Bergabfahrt zu gewährleisten. Eine Fahrsituation kann, insbesondere bergab, auch bei Geschwindigkeiten unter 25 km/h als kritisch erkannt werden. Dies ist vor allem bei großen Gefällen der Fall.
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle erfasst wird, wenn eine Istgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner einer ersten Geschwindigkeitsschwelle, insbesondere kleiner einer Geschwindigkeit zwischen 7 bis 25 km/h, ist. Bei solch einer relativ geringen Geschwindigkeit ist es möglich, dass sich das Fahrzeug in Bergabfahrt auf relativ schwierigem Terrain befindet und somit wird vorgeschlagen, in diesem Bereich die Bergabfahrtkontrolle zu aktivieren.
In vorteilhafter Ausgestaltung wird die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle erfasst, wenn die vorgegebene Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner einer zweiten Geschwindigkeitsschwelle, insbesondere kleiner einer Geschwindigkeit zwischen 7 bis 25 km/h, ist. So kann zusätzlich oder alternativ zur Aktivierung der Bergabfahrtkontrolle, basierend auf der Istgeschwindigkeit, die Bergabfahrtkontrolle, basierend auf der vom Fahrer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit erfolgen. Diese Sollgeschwindigkeit stellt der Fahrer vorteilhafterweise über einen Lenkstockhebel und/oder eine Tastatur am Lenkrad ein. Der Fahrer nutzt somit lediglich die Bedienvorrichtung für den Tempomaten und/oder für die abstandsgeregelte Geschwindigkeits-Regelfunktion. Stellt der Fahrer dabei die Geschwindigkeit auf einen Wert unterhalb der zweiten Geschwindigkeitsschwelle, so aktiviert er automatisch die Bergabfahrtkontrolle, wodurch dann die Fahrzeugstabilität durch individuelle Bremseingriffe gewährleistet ist.
Ferner bevorzugt ist es, dass die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle erfasst wird, wenn ein Fahrbahngefälle größer einer bestimmten Gefälleschwelle, insbesondere größer 15% ist. Dieses Fahrbahngefälle kann auf einfache Weise mit Längsneigungssensoren oder indirekt über Beschleunigungssensoren im Fahrzeug erfasst werden. Selbstverständlich ist es von Vorteil, diese Aktivierung der Bergabfahrtkontrolle, basierend auf dem Fahrbahngefälle mit der Aktivierung, basierend auf Sollgeschwindigkeit und/oder Istgeschwindigkeit zu kombinieren. So kann bevorzugt zwischen einer unkritischen Bergabfahrt, z. B. auf einer Autobahn, und einer kritischen Bergabfahrt, z. B. im Gelände oder auf schwierigem Terrain, unterschieden werden, indem die Bergabfahrtkontrolle nur aktiviert wird, wenn die Sensorik ein bestimmtes Gefälle erfasst und gleichzeitig die Istgeschwindigkeit und/oder die Sollgeschwindigkeit unterhalb einer bestimmten Schwelle liegt.
Des Weiteren ist es bevorzugt, die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle zu erfassen, wenn ein Fahrbahnreibwert kleiner einer bestimmten Reibwertschwelle ist. Insbesondere wird dabei bevorzugt der Reibwert, welcher sich durch Kombination aus Fahrbahn und Reifen ergibt, berücksichtigt. Solch ein Reibwert kann vorteilhafterweise über die Schlupferkennung erfasst werden. Solch eine Reibwert- oder Schlupferkennung kann selbstverständlich auch mit der Erkennung von Fahrbahngefälle sowie mit der Steuerung/Regelung nach Istgeschwindigkeit und/oder Sollgeschwindigkeit kombiniert werden.
Ferner ist es von Vorteil, dass der radindividuelle Bremseingriff eine radindividuelle Bremsmomentenregelung, insbesondere eine ABS-Regelung und/oder eine andere die Fahrstabilität direkt ausregelnde Funktion und/oder zumindest eine indirekt beeinflussende Funktion umfasst. Direkt ausregelnde Funktionen sind bevorzugt: DSC-Fahrzeugregler und/oder Motorschleppmomentreduzierung und/oder Adaptives Front Steering und/oder Hinterachsschräglaufwinkelregelungen und/oder Integrallenkungen. Bevorzugte indirekte Beeinflussung ist eine Getriebeschaltbeeinflussung. Wird also die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle erfasst, so erfolgt der Bremseingriff über das ABS-Regelsystem, wodurch dann radindividuelle Bremseingriffe und schlupfabhängige Bremseingriffe möglich sind. Dies erhöht im großen Maße die Stabilität des Fahrzeugs bei der Bergabfahrt.
Des Weiteren ist bevorzugt der einfache Bremseingriff ein gemeinsamer Bremseingriff an allen Rädern des Kraftfahrzeugs. Hierbei erfolgt lediglich eine Bremsverteilung auf die Vorder- und Hinterachse über den üblichen Bremszylinder.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug radar- und/oder video- und/oder ultraschall- und/oder lasergestützt einen Istabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug misst und somit automatisch den Sollabstand steuert/regelt. Der Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen kann in vorteilhafter Weise über ein Radar im Frontbereich des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Die Einhaltung des Abstands erfolgt dann im Normalfall durch einfaches Motormomentensteuern und einfache Bremseingriffe. Sollte jedoch die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegen, so erfolgt das Steuern/Regeln des Kraftfahrzeugs mittels dem radindividuellen Bremseingriff.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Geschwindigkeit und/oder der Abstand bis zum Stillstand des Kraftfahrzeugs gesteuert/geregelt werden, und insbesondere eine automatische Wiederanfahrt auf die festgelegte Sollgeschwindigkeit und/oder den festgelegten Sollabstand gesteuert/geregelt wird. Somit kann das Kraftfahrzeug eine Stausituation und/oder eine Stop-and-Go-Situation bei Bergabfahrt zumindest längsdynamisch automatisch durchfahren.
Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit automatischer Aktivierung einer Bergabfahrtkontrolle, umfassend:

– eine Einschalt-/Einstellvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, fahrerseitig eine Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder einen Sollabstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug festzulegen,
– eine zum automatischen Erfassen einer Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle ausgebildete Erfassungseinheit,
– eine Steuer-/Regelvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug auf die Sollgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand lediglich über eine Anpassung des Motormoments und/oder einen einfachen Bremseingriff und/oder eine Getriebebeeinflussung und/oder eine Getriebeschaltbeeinflussung zu steuern/regeln, wenn keine Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt, und das Kraftfahrzeug auf die Sollgeschwindigkeit oder eine Maximalgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand mittels einem radindividuellen Bremseingriff zu steuern/regeln, wenn die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt.

Die bereits im Rahmen des erfindungsgemäßen Steuer-/Regelverfahrens diskutierten vorteilhaften Ausgestaltungen finden selbstverständlich entsprechend Anwendung auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst vorteilhafterweise einen Lenkstockhebel und/oder Tasten am Lenkrad zur Einstellung von Sollgeschwindigkeit und/oder Sollabstand durch den Fahrer. Eine separate Taste zur Aktivierung einer Bergabfahrtkontrolle ist hierbei nicht notwendig.
Bevorzugt wird eine Anzeigelampe bzw. Anzeigevorrichtung für die aktive Bergabfahrtkontrolle vorgesehen, welche dem Fahrer anzeigt, wenn das Fahrzeug automatisch auf die Bergabfahrtkontrolle umgeschaltet hat.
In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug einen Front- oder Heck- oder zumindest zeitweisen Vierradantrieb.
Das erfindungsgemäße Verfahren vereint somit die Funktionen Tempomat und/oder Dynamic Cruise Control und/oder Adaptive Cruise Control (mit oder ohne Stop-and-Go-Funktion) mit einer Hill-Descent-Control-Funktion.

Claims

Steuer-/Regelverfahren für ein Kraftfahrzeug umfassen die folgenden Schritte: – fahrerseitiges Festlegen einer Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder eines Sollabstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, – automatisches Erfassen einer Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle, – automatisches Steuern/Regeln des Kraftfahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand lediglich über eine Anpassung des Motormoments und/oder einen einfachen Bremseingriff und/oder eine Getriebebeeinflussung und/oder eine Getriebeschaltbeeinflussung, wenn keine Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt, und – automatisches Steuern/Regeln des Kraftfahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit oder eine Maximalgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand mittels einem radindividuellen Bremseingriff, wenn die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt.
Steuer-/Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle erfasst wird, wenn eine Istgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner einer ersten Geschwindigkeitsschwelle, insbesondere einer Geschwindigkeit zwischen 7 und 25 km/h, ist.
Steuer-/Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle erfasst wird, wenn die vorgegebene Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner einer zweiten Geschwindigkeitsschwelle, insbesondere kleiner einer Geschwindigkeit zwischen 7 und 25 km/h, ist.
Steuer-/Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle erfasst wird, wenn ein Fahrbahngefälle größer einer bestimmten Gefälleschwelle, insbesondere größer 15%, ist.
Steuer-/Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle erfasst wird, wenn ein Fahrbahnreibwert kleiner einer bestimmten Reibwertschwelle ist.
Steuer-/Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radindividuelle Bremseingriff eine radindividuelle Bremsmomentenregelung, insbesondere eine ABS-Regelung, umfasst.
Steuer-/Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der einfache Bremseingriff ein gemeinsamer Bremseingriff an allen Rädern des Kraftfahrzeugs ist.
Steuer-/Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug radar- und/oder video- und/oder ultraschall- und/oder lasergestützt einen Istabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug misst und somit automatisch den Sollabstand steuert/regelt.
Steuer-/Regelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit und/oder der Abstand bis zum Stillstand des Kraftfahrzeug gesteuert/-regelt werden, und insbesondere eine automatisch Wiederanfahrt auf die festgelegte Sollgeschwindigkeit und/oder den festgelegten Sollabstand gesteuert/-regelt wird.
Kraftfahrzeug, umfassend: – eine Einschalt-/Einstellvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, fahrerseitig eine Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder einen Sollabstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug festzulegen, – eine zum automatischen Erfassen einer Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle ausgebildete Erfassungseinheit, – eine Steuer-/Regelvorrichtung; welche dazu ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug auf die Sollgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand lediglich über eine Anpassung des Motormoments und/oder einen einfachen Bremseingriff und/oder eine Getriebebeeinflussung und/oder eine Getriebeschaltbeeinflussung zu steuern/regeln, wenn keine Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt, und das Kraftfahrzeug auf die Sollgeschwindigkeit oder eine Maximalgeschwindigkeit und/oder den Sollabstand mittels einem radindividuellen Bremseingriff zu steuern/regeln, wenn die Notwendigkeit zur Bergabfahrtkontrolle vorliegt.