DE102010046352A1

DE102010046352A1 - Verfahren und System zur Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102010046352A1
Application number: DE201010046352
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Fritzmann (FH); Andreas Dipl.-Ing. Spohn (FH)
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-09-23
Filing date: 2010-09-23
Publication date: 2011-05-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges während einer Testfahrt auf einer Teststrecke, wobei das Kraftfahrzeug (10) eine Steuereinrichtung (2) zur Regelung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges (10) aufweist, die einen Missbrauch erkennt, wenn zumindest eine Fahrzustandsgröße, die durch zumindest einen mit der Steuereinrichtung (2) verbundenen Sensor (5) des Kraftfahrzeuges (10) sensiert wird, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, aufweisend die Schritte: Übermitteln einer einzustellenden Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (10) an ein mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges (10) zusammenwirkendes Regelmittel (3) der Steuereinrichtung (2), um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (10) auf die einzustellende Geschwindigkeit zu regeln, Sensieren der mindestens einen Fahrzustandsgröße und Übermitteln der mindestens einen Fahrzustandsgröße an die Steuereinrichtung (2), und Überschreiben der mindestens einen Fahrzustandsgröße zur Verhinderung einer Missbrauchserkennung durch die Steuereinrichtung (2) zumindest dann, wenn die mindestens eine Fahrzustandsgröße den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, so dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (10) in jedem Fall auf die einzustellende Geschwindigkeit geregelt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System zur automatischen Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges, insbesondere während einer Fahrt auf einer Teststrecke, sowie ein System zur Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Zum Testen des Energieverbrauches und/oder zur Ermittlung der CO2-Emission eines Kraftfahrzeuges werden sogenannten Fahrzyklen herangezogen. Ein derartiger Fahrzyklus legt insbesondere fest, mit welchen Geschwindigkeitsabläufen ein Fahrzeug bei einem solchen Test betrieben wird. Der Fahrzyklus wird üblicherweise auf einem Motoren- oder Rollenprüfstand abgefahren. Dies ermöglicht es, reproduzierbare und vergleichbare Ergebnisse zu erhalten. Die Ermittlung des Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen in der Europäischen Union erfolgt seit dem 1. Januar 1996 anhand des sogenannten NEFZ (Neuer Europäischer Fahrzyklus), oder englisch: NEDC (”New European Driving Cycle”) bzw. MVEG (”Motor Vehicle Emissions Group”). Für die Ermittlung des Verbrauchs eines Fahrzeugs müssen dabei zunächst die Fahrwiderstände (Roll- und Luftwiderstand) des Fahrzeugs auf der Straße exakt ermittelt werden. Dann werden die gemessenen Fahrwiderstände auf einen Rollenprüfstand übertragen und dann ein genormter Fahrzyklus abgefahren. Der NEFZ dauert insgesamt 1180 Sekunden (knapp 20 Minuten) und besteht aus einem 780 Sekunden dauernden City-Zyklus (städtische Bedingungen) und einem 400 Sekunden dauernden Überland-Zyklus (außerstädtischen Bedingungen).
Bisher war es nicht möglich den NEFZ mit einem Fahrzeug auf einer Teststrecke zu fahren. Der starke Einfluss des Fahrers und die auf der Teststrecke nicht möglichen Spontansprünge in Beschleunigung und Drehmoment lassen bisher keine reproduzierbaren Vergleiche von auf der Teststrecke ermittelten Verbrauchsergebnissen zu.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein entsprechendes Verfahren und System zur Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, das einen solchen Testbetrieb ermöglicht.
Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist vorgesehen, dass bei einem Verfahren zur automatischen Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges, insbesondere während einer Testfahrt auf einer Teststrecke, bei dem das Kraftfahrzeug eine in einem Rollenprüfstandmodus befindliche Steuereinrichtung zur Regelung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges (ESP-Steuergerät) aufweist, die einen Missbrauch erkennt, also insbesondere regelnd eingreift, um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges zu verändern, wenn zumindest eine Fahrzustandsgröße, die durch zumindest einen mit der Steuereinrichtung verbundenen Sensor des Kraftfahrzeuges erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, so dass die Steuereinrichtung darauf erkennt, dass sich das Kraftfahrzeug nicht auf einem Rollenprüfstand befindet, die folgenden Schritte ausgeführt werden: Übermitteln einer vorgegebenen, einzustellenden Geschwindigkeit (Sollgeschwindigkeit) des Kraftfahrzeuges an ein mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges zusammenwirkendes Regelmittel der Steuereinrichtung, das dazu ausgebildet ist, in Zusammenwirkung mit dem Antriebsstrang die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges auf die einzustellende Geschwindigkeit (Sollgeschwindigkeit) zu regeln, Erfassen der mindestens einen Fahrzustandsgröße und Übermitteln der mindestens einen Fahrzustandsgröße an die Steuereinrichtung, und Überschreiben der mindestens einen Fahrzustandsgröße zur Verhinderung einer Missbrauchserkennung durch die Steuereinrichtung, also insbesondere eines regelndes Eingriffes der Steuereinrichtung, zumindest dann, wenn die mindestens eine Fahrzustandsgröße den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, so dass keine Mißbrauchserkennung erfolgt, die Testfahrt nicht abgebrochen wird und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges in jedem Fall auf die Sollgeschwindigkeit geregelt wird (was durch ein Eingreifen der Steuereinrichtung gefährdet wäre). Bevorzugt wird die mindestens eine Fahrzustandsgröße von einem Teststreckenmodul überschrieben, wobei die Kommunikation des Teststreckenmoduls mit der Steuereinrichtung vorzugsweise über einen CAN-Bus erfolgt. Das Teststreckenmodul wird dabei über eine entsprechende Schnittstelle mit der Steuereinrichtung verbunden, so dass die von dem mindestens einen Sensor an die Steuereinrichtung übermittelten Fahrzustandsgrößen auch vom Teststreckenmodul erfasst und ausgewertet werden können. Dabei ist das Teststreckenmodul so konfiguriert, dass es die mindestens eine an die Steuereinrichtung zu übermittelnde Fahrzustandsgröße überschreibt, wenn diese den voreingestellten Schwellenwert übersteigt. Dabei überschreibt das Teststreckenmodul die besagte Größe insbesondere mit einem Wert der kleiner als der besagte Schwellenwert ist.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht also insbesondere darin, mittels des Teststreckenmoduls den NEFZ vom Rollenprüfstand in das Fahrzeug zu implementieren, indem das Teststreckenmodul die vorgenannten CAN-Daten auf den Fahrzeugbussen adaptiert (überschreibt). Hierbei ist auch denkbar, dass das Teststreckenmodul anstelle des Regelmittels die Steuerung der Fahrzeugfunktionen übernimmt.
Diese Adaption der CAN-Daten ist notwendig, um den genormten NEFZ überhaupt auf die Teststrecke umsetzen zu können. Würde man den NEFZ vom Rollenprüfstand eins zu eins auf die Teststrecke umsetzen, also die Steuersignale, die der jeweils einzustellenden Geschwindigkeit entsprechen, ohne weiteres an die Steuereinrichtung übermitteln, würde das Regelmittel in der Steuereinrichtung (ESP-Steuergerät) aufgrund der üblicherweise bei einem Fahrzyklus auftretenden Spontansprünge, insbesondere durch Lenkbewegungen, Bremsenbetätigung, Kick Down, anzeigen, dass sich das Fahrzeug nicht auf einem Rollenprüfstand befindet und regelnd eingreifen. Auch würde die Mißbrauchserkennung aktiv werden und die Testfahrt nicht werten oder gar abbrechen. Dies würde bedeuten, dass die Steuersignale nicht mehr ungestört umgesetzt werden könnten. Kritisch sind hier insbesondere die Werte für Fahrzustandsgrößen wie Lenkwinkel, Querbeschleunigung, Längsbeschleunigung oder Gierrate.
Daher werden die CAN-Botschaften zu diesen Sensorwerten erfindungsgemäß überschrieben, wenn jene Fahrzustandsgrößen die jeweils zugeordneten Schwellenwerte für die Auslösung der Missbrauchswarnung überschreiten.
Vorzugsweise wird die von dem Regelmittel einzustellende Geschwindigkeit von einer Überwachungseinrichtung an die Steuereinrichtung des Kraftfahrzeuges übermittelt (Fernsteuerung des Kraftfahrzeuges), und zwar insbesondere über das Teststreckenmodul, das seinerseits bevorzugt über eine CAN-Schnittestelle mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Vorzugsweise wird die einzustellende Geschwindigkeit dabei von der Überwachungseinrichtung drahtlos und/oder über eine Leitungsverbindung an die Steuereinrichtung übermittelt, wobei sich die Überwachungseinrichtung insbesondere innerhalb oder außerhalb des Kraftfahrzeuges befindet.
Weiterhin wird das erfindungsgemäße Problem durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Danach ist ein System zur automatischen Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges, insbesondere während einer Testfahrt auf einer Teststrecke, vorgesehen, mit: einer in einem Rollenprüfstandmodus befindlichen Steuereinrichtung zur Regelung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges (z. B. implementiert im ESP-Steuergerät), zumindest einem mit der Steuereinrichtung verbundenen Sensor, der dazu ausgebildet ist, zumindest eine Fahrzustandsgröße (siehe oben) des Kraftfahrzeuges zu erfassen, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Missbrauch zu erkennen, also insbesondere regelnd einzugreifen, um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges zu verändern, wenn die mindestens eine Fahrzustandsgröße einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, der erkennen lässt, dass sich das Kraftfahrzeug nicht auf einem Rollenprüfstand befindet, und mit einem Regelmittel der Steuereinrichtung, das dazu ausgebildet ist, in Zusammenwirkung mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges auf die einzustellende Geschwindigkeit zu regeln. Erfindungsgemäß ist ein weiterhin ein Teststreckenmodul vorgesehen, das dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Fahrzustandsgröße zu überschreiben, wenn die mindestens eine Fahrzustandsgröße den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, um eine Missbrauchserkennung durch die Steuereinrichtung zu verhindern, so dass in jedem Fall die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges durch die Regeleinrichtung auf die einzustellende Geschwindigkeit geregelt wird. Bevorzugt weist das System weiterhin eine Überwachungseinheit zum Übermitteln der einzustellenden Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges an die Steuereinrichtung auf, um eine Fernsteuerung des Kraftfahrzeuges zu realisieren.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und System können mit Vorteil erstmals Fahrzyklen reproduzierbar auf Teststrecken gefahren werden. Der Unterschied zwischen Prüfstand- und Straßenmessungen kann somit aufgezeigt werden und optimal ausgeschöpft werden. Insbesondere können verschiedene Fahrstile zur Durchführung von Grenzwertbetrachtung reproduzierbar gefahren werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen bei der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur erläutert werden.
Dabei zeigt:
1 ein schematisches Blockdiagramm eines Systems zum Regeln der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges auf einer Teststrecke.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Systems 1 zum Regeln (Fernsteuern) der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges 10 auf einer Testrecke (z. B. Straße etc.). Hierbei wird prinzipiell das bestehende Geschwindigkeitsregelmittel 3 (das auch als DGR-System bezeichnet wird) eines ESP-Steuergerätes 2 für den Rollenprüfstandbetrieb eingesetzt, bei dem das Kraftfahrzeug 10 auf einem Rollenprüfstand 6 fährt und dabei aufgrund der Anordnung der Rollen des Rollenprüfstandes 6 stationär ist.
Damit der besagte Rollenprüfstandmodus des ESP-Steuergerätes 2 (Steuereinrichtung) nicht zur Manipulation des Kraftfahrzeuges 10 verwendet werden kann, wird üblicherweise mittels Sensoren 5, die mit dem ESP-Steuergerät 2 kommunizieren, erfasst, ob sich das Kraftfahrzeug 10 tatsächlich auf einem Rollenprüfstand 6 befindet. Hiervon kann ausgegangen werden, wenn Fahrzustandsgrößen wie der Lenkwinkel, die Querbeschleunigung, die Längsbeschleunigung und die Gierrate des Kraftfahrzeuges 10 unterhalb bestimmter vorbestimmbarer Schwellenwerte liegen. Werden diese Schwellenwerte überschritten, erkennt das ESP-Steuergerät 2 auf einen Missbrauch und greift regelnd ein.
Soll daher die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges 10 auf einer Teststrecke ungestört (fern)gesteuert werden und z. B. ein bestimmten Fahrzyklus (NEFZ) abgefahren werden, werden die von einer Überwachungseinheit 30 veranlassten Steuersignale, die den einzustellenden Geschwindigkeiten zu verschiedenen Zeiten des betreffenden Fahrzyklus entsprechen, über eine CAN-Schnittstelle 60 und einen damit verbundenen CAN-Bus 101, 102 an das ESP-Steuergerät 2 bzw. dessen Regelmittel 3 zur Geschwindigkeitsregelung übergeben. Je nach Steuersignal bremst dann das Regelmittel 3 die Räder des Kraftfahrzeuges 10 oder gibt ein Antriebsmomentsignal an den Antriebsstrang (Motorsteuerung) des Kraftfahrzeuges 10 weiter, um das Kraftfahrzeug 10 zu beschleunigen, wobei mittels eines dem ESP-Steuergerät 2 vorgeschalteten Teststreckenmoduls 4, das über einen CAN-Bus mit dem Steuergerät 2 verbunden wird, die von den Sensoren 5 des Kraftfahrzeuges 10 übermittelten Fahrzustandsgrößen überschrieben werden, wenn das Teststreckenmodul 4 erfasst, dass die Fahrzustandsgrößen Schwellenwerte übersteigen, die anzeigen, dass sich das Kraftfahrzeug 10 nicht auf dem Rollenprüfstand 6 befindet. Hierdurch wird erfindungsgemäß verhindert, dass das mit den Sensoren 5 verbundene ESP-Steuergerät 2 eine Missbrauchswarnung ausgibt, die den Teststreckenbetrieb versagt. Die Steuersignale können auch über das Teststreckenmodul 4 an die Steuereinrichtung 2 übergeben werden. Des Weiteren kann ggf. das Teststreckenmodul 4 die Regelung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges 10 darstellen.
Die Überwachungseinheit 60 kann sich im Kraftfahrzeug 10 befinden oder kann in der Kraftfahrzeugumgebung angeordnet sein, wobei die Verbindung 101, 102 in diesem Fall drahtlos realisiert ist.
Weiterhin kann die Überwachungseinheit 30 über eine entsprechende Schnittstelle 40 mit einem Prüfstandleitrechner 20 oder auch einem mobilen Rechner 21 (z. B. Windows-Client) verbunden sein, die z. B. zur Konfiguration, Verwaltung, Analyse und Steuerung der Überwachungseinheit 30 dienen können.
Für den herkömmlichen Rollenprüfstandbetrieb weist die Überwachungseinheit 30 des Weiteren auch eine entsprechende Rollenprüfstand-Schnittstelle 50 auf, über die die Überwachungseinheit 30 über eine analoge oder digitale Verbindung 100 mit dem Rollenprüfstand 6 kommunizieren kann.

Claims

Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges, insbesondere während einer Testfahrt auf einer Teststrecke, wobei das Kraftfahrzeug (10) eine Steuereinrichtung (2) zur Regelung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges (10) aufweist, die einen Missbrauch erkennt, wenn zumindest eine Fahrzustandsgröße, die durch zumindest einen mit der Steuereinrichtung (2) verbundenen Sensor (5) des Kraftfahrzeuges (10) sensiert wird, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, aufweisend die Schritte: – Übermitteln einer einzustellenden Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (10) an ein mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges (10) zusammenwirkendes Regelmittel (3) der Steuereinrichtung (2), um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (10) auf die einzustellende Geschwindigkeit zu regeln, – Sensieren der mindestens einen Fahrzustandsgröße, und – Überschreiben der mindestens einen Fahrzustandsgröße zur Verhinderung einer Missbrauchserkennung durch die Steuereinrichtung (2) zumindest dann, wenn die mindestens eine Fahrzustandsgröße den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, so dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (10) in jedem Fall auf die einzustellende Geschwindigkeit geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Fahrzustandsgröße von einem Teststreckenmodul (4) überschrieben wird, das insbesondere über einen CAN-Bus (102) mit der Steuereinrichtung (2) kommuniziert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzustellende Geschwindigkeit von einer Überwachungseinrichtung (20; 21) an die Steuereinrichtung (2) übermittelt wird, und zwar insbesondere über das Teststreckenmodul (4).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzustellende Geschwindigkeit von der Überwachungseinrichtung (20; 21) drahtlos und/oder über eine Leitungsverbindung (101, 102) an die Steuereinrichtung (2) übermittelt wird, wobei sich die Überwachungseinrichtung (20; 21) insbesondere innerhalb oder außerhalb des Kraftfahrzeuges (10) befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Steuereinrichtung (2) um ein ESP-Steuergerät handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere einzustellende Geschwindigkeiten übermittelt werden, die zu bestimmten Zeiten während der Testfahrt einzustellen sind, wobei die übermittelten Geschwindigkeiten insbesondere einen Fahrzyklus definieren, und wobei es sich bei dem Fahrzyklus insbesondere um den NEFZ handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an Fahrzustandsgrößen sensiert wird und an die Steuereinrichtung (2) übermittelt wird, wobei jede der Fahrzustandsgrößen zur Verhinderung einer Missbrauchserkennung durch die Steuereinrichtung (2) jeweils zumindest dann überschrieben wird, wenn die besagte Fahrzustandsgröße einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, so dass in jedem Fall die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (10) auf die einzustellende Geschwindigkeit geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen Fahrzustandsgröße um einen Lenkwinkel, eine Querbeschleunigung, eine Längsbeschleunigung oder eine Gierrate des Kraftfahrzeuges handelt.
System zur Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges, insbesondere während einer Testfahrt auf einer Teststrecke, mit: – einer Steuereinrichtung (2) zur Regelung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges (10), – zumindest einem mit der Steuereinrichtung (2) verbundenen Sensor (5), der dazu ausgebildet ist, zumindest eine Fahrzustandsgröße des Kraftfahrzeuges (10) zu sensieren, wobei die Steuereinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, einen Missbrauch zu erkennen, wenn die mindestens eine Fahrzustandsgröße einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, – einem Regelmittel (3) der Steuereinrichtung (3), das dazu ausgebildet ist, mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges (10) zusammenzuwirken, um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (10) auf eine einzustellende, an die Steuereinrichtung (2) zu übermittelnde Geschwindigkeit zu regeln, gekennzeichnet durch ein Teststreckenmodul (4), das dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Fahrzustandsgröße zur Verhinderung einer Missbrauchserkennung durch die Steuereinrichtung (3) zumindest dann zu überschreiben, wenn die mindestens eine Fahrzustandsgröße den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, so dass in jedem Fall die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges durch die Regeleinrichtung (2) auf die einzustellende Geschwindigkeit geregelt wird.
System nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinheit (20; 21) zum Übermitteln der einzustellenden Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (10) an die Steuereinrichtung (2).