DE102015116479A1

DE102015116479A1 - Verbesserte regelung der fahrzeuggeschwindigkeit

Info

Publication number: DE102015116479A1
Application number: DE102015116479.5A
Authority: DE
Inventors: Anthony Mario D'Amato; Steven Joseph Szwabowski; Jonathan Thomas Mullen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-10-03
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2016-04-07
Also published as: US20160096526A1; RU2015141283A; MX2015013873A; CN105480228B; US9821804B2; CN105480228A

Abstract

Eine Leistungsanforderung wird identifiziert, die auf einer Eingabe durch einen Fahrzeugnutzer basiert. Es werden Daten aufgenommen, die einen Verlauf von Fahrzeuggeschwindigkeiten bereitstellen. Eine geschätzte Referenzgeschwindigkeit wird wenigstens auf Basis der Geschwindigkeitsdaten erstellt. Eine endgültige Leistungsanforderung wird erstellt, die wenigstens zum Teil auf einer durch das Geschwindigkeitsregelungssignal angegebenen Referenzgeschwindigkeit und der geschätzten Referenzgeschwindigkeit basiert.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Typischerweise neigen Fahrzeugfahrer dazu, Schwingungen in der Fahrzeuggeschwindigkeit um eine beabsichtigte Zielgeschwindigkeit durch unbeabsichtigte Störungen einer Fahrzeugsteuerung, z. B. einem Gaspedal, zu verursachen. Diese Störungen führen zu reduzierter Kraftstoffwirtschaftlichkeit und zu reduziertem Insassenkomfort. Obwohl Störungen in der Leistungsanforderung durch den Fahrer und somit der Fahrzeuggeschwindigkeit durch Verwendung von bereits vorhandenen Geschwindigkeitsregelungssystemen beseitigt oder wenigstens zum größten Teil reduziert werden können, zögern Fahrer häufig, die Geschwindigkeitsregelung in gewissen Situationen zu verwenden, und/oder die Geschwindigkeitsregelung kann in gewissen Situationen unpraktisch sein. Zum Beispiel kann eine gewünschte Geschwindigkeit zu klein zur Geschwindigkeitsregelung sein, Verkehrsstauungen machen die Verwendung der Geschwindigkeitsregelung unmöglich oder unpraktisch, oder die Verwendung von Geschwindigkeitsregelung kann für den Fahrer entnervend sein, wie es z. B. bei sogenannter „adaptiver“ Geschwindigkeitsregelung der Fall sein kann. Außerdem bevorzugen es manche Fahrer, die manuelle Kontrolle über die Fahrzeuggeschwindigkeit aus Gründen ihrer Präferenzen zu behalten. Dementsprechend besteht ein Bedarf, verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit und/oder Fahrzeuginsassenkomfort bereitstellen zu können, während der Fahrer Teil einer Regelschleife für die Fahrzeuggeschwindigkeit bleibt.
ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Systems zur verbesserten Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit.
2 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess zum Bestimmen einer endgültigen Leistungsanforderung für ein Fahrzeug veranschaulicht.
3 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen ersten beispielhaften Unterprozess des Prozesses aus 2 zum Bestimmen einer geschätzten Referenzgeschwindigkeit veranschaulicht.
4 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen zweiten beispielhaften Unterprozess des Prozesses aus 2 zum Bestimmen einer geschätzten Referenzgeschwindigkeit veranschaulicht.
5 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen beispielhaften Unterprozess des Prozesses aus 2 zum Bestimmen einer endgültigen Leistungsanforderung für ein Fahrzeug veranschaulicht.
6 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess veranschaulicht, das Anpassen einer endgültigen Leistungsanforderung gemäß Präferenzen des Fahrers zu erlernen.
7 veranschaulicht Kurven von tatsächlichen und von geclusterten Fahrzeuggeschwindigkeiten.
BESCHREIBUNG
EINLEITUNG
Eine vom Fahrer gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit wird hier als „Referenzgeschwindigkeit“ bezeichnet. Eine „Leistungsanforderung“ oder „Leistungsanforderung durch den Fahrer“, wie hier verwendet, bedeutet wenigstens eines der beiden, eine Eingabe und/oder ein Signal in einer Befehlskette in einem Fahrzeug, einschließlich eingegebene und/oder signalisierte Größen für eine Pedalstellung / Drehmomentanforderung / gewünschte Luftmasse / Drosselklappenstellung und/oder Beschleunigung.
Hier werden Systeme und Verfahren zum Schätzen einer Referenzgeschwindigkeit und zur Verwendung der geschätzten Referenzgeschwindigkeit in Kombination mit einer Anforderungssteuerung des Fahrzeugs offenbart, möglicherweise in Kombination mit anderen Daten, um die Auswirkungen von unerwünschten und/oder unbeabsichtigten Störungen bei der Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren. Weiterhin kann die geschätzte Referenzgeschwindigkeit dazu verwendet werden, in Echtzeit oder im Wesentlichen in Echtzeit Koeffizienten eines Fahrermodells zu identifizieren, die im Fahrerkompensationsschema verwendet werden können, um eine Kompensation mit einer für den Fahrer natürlicheren Anmutung zu erzeugen. Kurz gesagt: Der vorliegend offenbarte Gegenstand stellt einen Kompensator in einem Pfad der Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit bereit, der die Leistungsanforderung durch den Fahrer glättet, um eine endgültige Leistungsanforderung zu erhalten, und dadurch für verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Insassenkomfort sorgt.
SYSTEMÜBERBLICK
1 ist ein Blockdiagramm eines Systems 100 zur verbesserten Geschwindigkeitsregelung für das Fahrzeug 101. Wie in 1 veranschaulicht wird, wird das System 100 normalerweise in einem Fahrzeug 101 umgesetzt, und verschiedene Elemente des Systems 100 sind Elemente oder Komponenten im Fahrzeug 101.
Ein im System 100 enthaltener Computer 105 des Fahrzeugs 101 zum Ausführen verschiedener Operationen, einschließlich hier beschriebener, enthält im Allgemeinen einen Prozessor und einen Speicher, wobei der Speicher eine oder mehrere Formen computerlesbarer Medien enthält und Anweisungen speichert, die vom Prozessor zum Durchführen verschiedener Operationen ausführbar sind, einschließlich hier offenbarter. Der Speicher des Computers 105 speichert weiterhin im Allgemeinen Remote-Daten, die über verschiedene Kommunikationsmechanismen aufgenommen werden; z. B. ist der Computer 105 im Allgemeinen zur Kommunikation auf einem Controller Area Network(CAN-)Bus oder Ähnlichem und/oder zur Verwendung anderer drahtgebundener oder drahtloser Protokolle, z. B. Bluetooth usw., ausgelegt. Der Computer 105 kann auch eine Verbindung zu einem Onboard-Diagnoseverbinder (OBD-2) aufweisen. Über den CAN-Bus, OBD-2 und/oder andere drahtgebundene oder drahtlose Mechanismen kann der Computer 105 Nachrichten an verschiedene Einrichtungen in einem Fahrzeug übertragen und/oder Nachrichten aus den verschiedenen Einrichtungen aufnehmen, z. B. aus Steuerungen, Aktoren, Sensoren usw., z. B. aus den hier erörterten Steuerungen und Sensoren. Obwohl in 1 zur Vereinfachung der Veranschaulichung ein Computer 105 gezeigt wird, versteht es sich, dass der Computer 105 tatsächlich eine oder mehrere Computereinrichtungen enthalten könnte und dass verschiedene, hier beschriebene Operationen von diesen ausgeführt werden könnten, z. B. von Fahrzeugkomponentensteuerungen, wie sie zum Beispiel bekannt sind, und/oder von einer für das System 100 bestimmten Computereinrichtung.
Über Kommunikationsmechanismen, wie zum Beispiel die oben erörterten, kann der Computer 105 verschiedene Daten aufnehmen und/oder erzeugen, berechnen usw. Zum Beispiel ist ein Gaspedal 109 im Allgemeinen, wie bekannt ist, mit einem Sensor, einer Messeinrichtung usw. ausgestattet, um eine Leistungsanforderung 110 anzugeben (die, wie oben erwähnt, eine Gaspedalstellung oder eine andere Größe sein könnte), die verwendet werden kann, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 zu regeln. Es sei angemerkt, dass das System 100 andere Anzeichen für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 beinhalten oder verwenden könnte, z. B. Verbrennungsmotordrehmoment, Radmoment, Verbrennungsmotorbeschleunigung, Radbeschleunigung usw., obwohl die vorliegende Offenbarung häufig eine Gaspedalstellung als beispielhaft für eine Leistungsanforderung 110 durch den Fahrer verwendet.
Weiterhin kann ein Geschwindigkeitssensor 114 verwendet werden, um Geschwindigkeitsdaten 115 für den Computer 105 bereitzustellen. Ein Geschwindigkeitssensor 114 ist allgemein bekannt und außerdem sind, wie bekannt, die Geschwindigkeitsdaten 115 des Fahrzeugs 101 im Allgemeinen über einen Kommunikationsmechanismus verfügbar, wie zum Beispiel oben erörtert worden ist, z. B. über CAN-Kommunikation.
Einer oder mehrere Funksensoren 119 können verwendet werden, um Funkdaten 120 für den Computer 105 bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Funksensor oder -sensoren 119 an einer Vorderseite des Fahrzeugs 101 montiert sein und verwendet werden, um eine Entfernung zu messen oder eine Entfernungsänderung über der Zeit zwischen dem Fahrzeug 101 und einem zweiten Fahrzeug, wie es z. B. zur Verwendung in sogenannten adaptiven Geschwindigkeitsregelungssystemen bekannt ist. Weiterhin könnte zusätzlich zu oder als eine Alternative zu den Funksensoren 119 eine nach vorne gerichtete Kamera, LiDAR, Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation, Fahrzeug-Cloud-Kommunikation usw. verwendet werden.
Wie weiter unten beschrieben wird, können Gaspedalstellungsdaten 110 und Geschwindigkeitsdaten 115 und/oder Funkdaten 120 vom Computer 105 verwendet werden, um eine geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125 zu erstellen. Während die Gaspedalstellungsdaten 110 konventionell zum Angeben einer Referenzgeschwindigkeit verwendet werden, werden bei der geschätzten Referenzgeschwindigkeit 125 weitere Informationen berücksichtigt, einschließlich im Allgemeinen ein Verlauf der Geschwindigkeitsdaten 115, z. B. dargestellt in Clustern oder als gleitender Mittelwert, wie weiter unten beschrieben wird, um einen Schätzwert für eine von einem Fahrer beabsichtigte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 zu bestimmen. Dementsprechend kann ein Zielgeschwindigkeitsfehler 130 als eine Differenz zwischen der geschätzten Referenzgeschwindigkeit 125 und einer durch eine Leistungsanforderung 110 angegebenen Referenzgeschwindigkeit definiert werden. Weiterhin können die Daten 110, 115, 120, 125 verwendet werden, um eine Zielgeschwindigkeit 134 und eine endgültige Leistungsanforderung 135 zu erstellen, wie weiter unten beschrieben wird. Die endgültige Leistungsanforderung 135 kann verschiedenen Systemen des Fahrzeugs 101 bereitgestellt werden, z. B. einer Verbrennungsmotorsteuerung z. B. auf Basis einer bestimmten Zielgeschwindigkeit 134, die das Fahrzeug 101 erreichen oder aufrechterhalten soll.
VERARBEITUNG
2 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess 200 zum Bestimmen einer endgültigen Leistungsanforderung 135 für ein Fahrzeug 101 veranschaulicht. Der Prozess 200 beginnt in einem Block 205, in dem ein Computer 105 des Fahrzeugs 101 eine Leistungsanforderung 110 durch den Fahrer aufnimmt, z. B. eine Gaspedalstellung, die verwendet werden kann, um eine für das Fahrzeug 101 angewiesene Fahrtgeschwindigkeit zu bestimmen. Zum Beispiel stellt eine Leistungsanforderung 110 durch die Gaspedalstellung ein Anzeichen für eine vom Fahrer beabsichtigte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 bereit.
Als Nächstes nimmt der Computer 105 in einem Block 210 andere Eingaben auf, einschließlich mindestens Geschwindigkeitsdaten 115, die eine aktuelle Geschwindigkeit angeben, mit der das Fahrzeug 101 fährt. Weiterhin können zu im Block 210 aufgenommenen Eingaben Funkdaten 120 oder andere Daten, wie zum Beispiel Bilddaten, zählen.
Als Nächstes erstellt der Computer 105 in einem Block 215 die geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125. Die unten erörterten 3 und 4 veranschaulichen verschiedene mögliche Prozesse 300, 400, durch die die Referenzgeschwindigkeit 125 erstellt werden kann.
Wie ausführlicher unten beschrieben wird, erstellt der Computer 105 im Block 220 als Nächstes unter Verwendung der geschätzten Referenzgeschwindigkeit 125 und möglicherweise auch der im Block 210 aufgenommenen Eingabe eine Zielgeschwindigkeit 134, die dann einem oder mehreren Systemen des Fahrzeugs 101 bereitgestellt werden kann, z. B. einer Verbrennungsmotorsteuerung zum Bestimmen einer endgültigen Leistungsanforderung 135 des Fahrzeugs 101, wie oben erwähnt worden ist. In 5 wird ein beispielhafter Prozess 500 zum Bestimmen der endgültigen Leistungsanforderung 135 erörtert. Weiterhin wird in 6 ein beispielhafter Prozess 600 zum Anpassen einer geschätzten Referenzgeschwindigkeit 125 erörtert, was eine Voraussetzung zum Anpassen einer endgültigen Leistungsanforderung 135 sein kann.
Im Anschluss an den Block 220 endet der Prozess 200.
3 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen ersten beispielhaften Prozess 300 zum Bestimmen einer geschätzten Referenzgeschwindigkeit 125 veranschaulicht. Der Prozess 300 beginnt in einem Block 305, in dem der Computer 105 einen Anfangs-Cluster aus Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 101 erstellt. Ein Cluster aus Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 101 beinhaltet mehrere Geschwindigkeitsdaten 115, wobei jedes Datum 115 eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 zu einem jeweiligen Zeitpunkt darstellt, alle der Daten 115 im Cluster eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 darstellen, die innerhalb einer vordefinierten Toleranz T einer medianen Cluster-Geschwindigkeit liegt, die manchmal auch als die Cluster-Mitte bezeichnet wird.
7 veranschaulicht Kurven von tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten („Vel“) und geclusterte, manchmal als „rekonstruiert“ bezeichnete Fahrzeuggeschwindigkeiten („Vel rec“). Die geclusterte oder rekonstruierte Geschwindigkeit ist die Fahrerreferenzgeschwindigkeit. Das Clustern des Blocks 305 erfolgt in Echtzeit oder im Wesentlichen in Echtzeit.
Im Anschluss an den Block 305 vergleicht der Computer 105 als Nächstes in einem Block 310 die Differenz zwischen einem aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeitsdatum 115 V(k) und einer aktuellen Cluster-Geschwindigkeit C(k), d. h. der Cluster-Mitte, und bestimmt, ob diese Differenz kleiner als die Toleranz T ist. Falls ja, wird der Prozess 300 mit einem Block 315 fortgesetzt. Falls nein, wird der Prozess 300 mit einem Block 320 fortgesetzt.
Im Block 315 setzt der Computer 105 die geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125 V_rec(k) mit der aktuellen Cluster-Geschwindigkeit C(k) gleich. Das heißt: Wenn ein Fahrzeug 101 mit einer relativ gleichmäßigen Geschwindigkeit fährt, wird sich ein Cluster und die Cluster-Mitte nicht ändern, und die geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125 wird aufrechterhalten. Im Anschluss an den Block 315 wird der Prozess 300 mit einem Block 325 fortgesetzt oder mit einem Block 330 in Umsetzungsformen, bei denen der Block 325 weggelassen ist.
Im Block 320 erstellt der Computer 105 eine neue Cluster-Mitte C(k + 1), die auf die aktuelle Geschwindigkeit 115 V(k) des Fahrzeugs 101 gesetzt wird, und die geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125 V_rec(k) wird auf die neue Cluster-Mitte C(k + 1) gesetzt, d. h. die aktuelle Geschwindigkeit 110 V(k) des Fahrzeugs 101. Im Anschluss an den Block 320 wird der Prozess 300 mit einem Block 325 fortgesetzt oder mit dem Block 330 in Umsetzungsformen, bei denen der Block 325 weggelassen ist.
Wie oben angesprochen worden ist, kann der Block 325 weggelassen werden. Falls der Block 325 allerdings enthalten ist, dann kann der Computer 105 im Block 325 andere Daten als die Geschwindigkeitsdaten 115 beim Bestimmen der geschätzten Referenzgeschwindigkeit 125 berücksichtigen. Wie oben erwähnt worden ist, können Funkdaten 120 beim Bestimmen der geschätzten Referenzgeschwindigkeit 125 verwendet werden. Zum Beispiel können Funkdaten 120 angeben, dass eine geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125, wie sie in einem der Blöcke 315, 320 bestimmt worden ist, angepasst werden sollte, weil die Geschwindigkeit 125 bewirken würde, dass das Fahrzeug 101 zu dicht an oder zu weit entfernt von einem sogenannten „Führungs“-Fahrzeug sein würde, d. h. einem zweiten Fahrzeug vor dem Fahrzeug 101. Gleichermaßen könnten Bilddaten verwendet werden. In einer Umsetzungsform können Funkdaten verwendet werden, die eine Geschwindigkeit eines Führungsfahrzeugs, d. h. eines vor dem Fahrzeug 101 fahrenden Fahrzeugs, angeben, um die geschätzte Referenzgeschwindigkeit anstelle von geclusterten Geschwindigkeitsdaten anzugeben, wie oben beschrieben worden ist.
Im Anschluss an den Block 325 (oder an einen der Blöcke 315 und 320) bestimmt der Computer 105 in einem Block 330, ob der Prozess 300 fortgesetzt werden soll. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 101 anhalten, abgeschaltet werden usw., in diesem Fall kann der Prozess 300 beendet werden. Andernfalls kehrt der Prozess 300 zum Block 310 zur Auswertung der Geschwindigkeitsdaten 115 zurück, die gesammelt worden sind, seit der Block 310 das letzte Mal aufgesucht worden ist.
4 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen zweiten beispielhaften Prozess zum Bestimmen einer geschätzten Referenzgeschwindigkeit 125 veranschaulicht. Der Prozess 400 beginnt in einem Block 405, in dem der Computer 105 Geschwindigkeitsdaten 115 verwendet, um eine durchschnittliche Geschwindigkeit V_avg1 des Fahrzeugs 101 für eine erste Zeitspanne zu bestimmen.
Als Nächstes verwendet der Computer 105 Geschwindigkeitsdaten 115 in einem Block 410, um eine durchschnittliche Geschwindigkeit V_avg2 des Fahrzeugs 101 für eine zweite Zeitspanne zu bestimmen, wobei die zweite Zeitspanne kürzer als die erste Zeitspanne ist.
Als Nächstes bestimmt der Computer 105 in einem Block 415, ob eine Differenz zwischen den beiden durchschnittlichen Geschwindigkeiten V_avg1, V_avg2 kleiner als eine vorbestimmte Toleranz T ist. Falls ja, wird als Nächstes der Block 420 ausgeführt. Falls nein, wird als Nächstes der Block 425 ausgeführt.
Im Block 420 wird die geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125 V_rec(k) auf die vorher bestimmte durchschnittliche Geschwindigkeit V_avg1 gesetzt. Im Anschluss an den Block 420 wird der Block 430 ausgeführt, oder der Prozess 400 wird bei Umsetzungsformen, bei denen der Block 430 weggelassen ist, mit dem Block 435 fortgesetzt.
Im Block 425 wird die geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125 V_rec(k) auf die Geschwindigkeit V_avg2 gesetzt. Es sei angemerkt, dass die geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125 V_rec(k) bei einem ersten Durchlauf des Prozesses 400 auf null gesetzt wird. In diesem Fall wird das Fahrzeug 101 wahrscheinlich beschleunigt, und die Differenz zwischen den beiden Geschwindigkeiten liegt wahrscheinlich nicht innerhalb der Toleranz T. Es sei angemerkt, dass die geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125 V_rec(k) bei einem ersten Durchlauf des Prozesses 400 wahrscheinlich auf die Geschwindigkeit V_avg2 gesetzt wird. Im Anschluss an den Block 425 wird der Block 430 ausgeführt, oder der Prozess 400 wird bei Umsetzungsformen, bei denen der Block 430 weggelassen ist, mit dem Block 435 fortgesetzt.
Wie oben angesprochen worden ist, kann der Block 430 weggelassen werden. Falls der Block 430 allerdings enthalten ist, dann kann der Computer 105, wie im oben erörterten Block 325, andere Daten als die Geschwindigkeitsdaten 115 beim Bestimmen der geschätzten Referenzgeschwindigkeit 125 berücksichtigen.
Im Anschluss an den Block 430 (oder an einen der Blöcke 420 und 425) bestimmt der Computer 105 in einem Block 430, ob der Prozess 400 fortgesetzt werden soll. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 101 anhalten, abgeschaltet werden usw., in diesem Fall kann der Prozess 400 beendet werden. Andernfalls kehrt der Prozess 400 zum Block 405 zurück.
Wie oben erwähnt worden ist, kann eine geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125, die z. B. gemäß einem der Prozesse 300, 400 bestimmt worden ist, verwendet werden, um eine endgültige Leistungsanforderung 135 zu erstellen, die wiederum verwendet werden kann, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 zu regeln. Die endgültige Leistungsanforderung 135 kann auf die unterschiedlichsten Weisen erstellt werden.
5 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess 500 zum Bestimmen einer endgültigen Leistungsanforderung 135 für ein Fahrzeug 101 veranschaulicht. Der Prozess 500 beginnt in einem Block 505, in dem ein Zielgeschwindigkeitsfehler 130 e(k) bestimmt wird, d. h. indem die Differenz zwischen der Zielgeschwindigkeit 134 und der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit 115 berechnet wird.
Als Nächstes wird in einem Block 510 eine fehlerbasierte Leistungsanforderung u·(k) 132 unter Verwendung eines Kompensationsmechanismus bestimmt. Es sind verschiedene Kompensationsmechanismen möglich, zwei Beispiele dafür werden nachstehend bereitgestellt.
Ein erster beispielhafter Kompensationsmechanismus modelliert das tatsächliche Fahrerverhalten und basiert dann die fehlerbasierte Leistungsanforderung u·(k) 132 auf die Verwendung gemittelter, zeitlich veränderlicher Koeffizienten, die mit dem tatsächlichen oder „wahren“ Fahrerverhalten zusammenhängen. Zum Beispiel kann ein Modell des wahren Fahrerverhaltens mit einer zeitlich veränderlichen Parametrisierung auf konventionelle Weise, z. B. unter Verwendung kleinster Quadrate, bereitgestellt werden. Eine Leistungsanforderung u_user(k) durch den Fahrer mit den Parametern a₁ ... a_n als Komponenten könnte wie folgt angegeben werden: u_user(k) ≈ (a₁(k), ... a_n(k), e(k), ... e(k – n), u_user(k – 1), ... u_user(k – n)).
Ein Kompensationsmechanismus könnte aufeinander folgende Zielgeschwindigkeiten 135 für den „wahren“ Fahrer wie folgt „glätten“: u·(k) = (ã₁(k), ... ã_n(k), e(k), ... e(k – n), u_user(k), ... u_user(k – n), u·(k – 1), ... u·(k – n)), wobei ã(k) = Mittelwert (a(k), ... a(k – n)).
Ein zweiter beispielhafter Kompensationsmechanismus verwendet Proportional-Integral-(PI-)Regelung, z. B. wie folgt: u·(k) = u·(k – 1) + K_p[e(k) – e(k – 1)] + K_iT_se(k), wobei K_p und K_i konventionelle Parameter für Proportional- bzw. Integralverstärkung sind und T_s eine Abtastzeit darstellt.
In einem Block 515, der weggelassen werden kann, indem u(k) = u·(k) gesetzt wird, der jedoch in einigen Umsetzungsformen auf den Block 510 folgt, wird die Ausgabe eines Kompensatormechanismus, wie er zum Beispiel in Hinsicht auf den Block 510 beschrieben worden ist, d. h. eine fehlerbasierte Leistungsanforderung u·(k) 132605, mit einer Leistungsanforderung u_user(k) durch den Fahrer gemischt, die durch die Pedalstellungsdaten 110 angegeben wird, um eine endgültige Leistungsanforderung 135 zu erhalten. In einem Beispiel könnte ein Mischungsschema einen zeitlich veränderlichen Skalar α innerhalb eines Intervalls [0, 1] verwenden, so dass der Skalar α zwischen der durch die Pedalstellungsdaten 110 angegebene Leistungsanforderung u_user(k) durch den Fahrer und der Ausgabe des Kompensatormechanismus, der fehlerbasierten Leistungsanforderung u·(k), interpoliert. Zum Beispiel könnte das Mischen wie folgt durchgeführt werden: u(k) = α(k)·u·(k) + (1 – α(k))·u_user(k), wobei u_user(k) eine durch Pedalstellungsdaten 110 angegebene Leistungsanforderung durch den Fahrer ist, die verwendet wird, um u(k), die endgültige Leistungsanforderung 135 zu erhalten.
Im Anschluss an den Block 515 endet der Prozess 500.
Sobald die endgültige Leistungsanforderung u(k) 135, wie oben beschrieben, bestimmt worden ist, ist es möglich, eine Reaktion des Fahrers auf die Verwendung der endgültigen Leistungsanforderung u(k) 135 zu überwachen, wodurch Unzufriedenheit, Unbehagen usw. des Fahrers verhindert wird. Mit anderen Worten: Das System 100 kann einen Prozess beinhalten, wodurch der Computer 105 lernt, für einen jeweiligen Fahrer Anpassungen der Verwendung der Zielgeschwindigkeit 135 vorzunehmen. 6 ist ein Prozessablaufdiagramm, das einen beispielhaften Prozess 600 veranschaulicht, das Anpassen der Zielgeschwindigkeit 134 gemäß Präferenzen des Fahrers für verbesserte Fahrerzufriedenheit zu erlernen.
Der Prozess 600 beginnt in einem Block 605, in dem der Computer 105 die Zielgeschwindigkeit 134 abruft, die z. B. wie oben beschrieben bestimmt worden ist.
Als Nächstes überwacht der Computer 105 in einem Block 610 die Zielgeschwindigkeit 134 gemäß Eingabe durch den Fahrer, z. B. der Gaspedalstellung 110. Ein Ziel dieses Überwachens ist es, zu bestimmen, ob die fahrerseitigen Störungen einer Geschwindigkeitsregelung, z. B. Änderungen in der Stellung 110 des Gaspedals 109, eine Absicht des Fahrers angeben, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 zu verändern, oder ob sie einfach zufällige Störungen sind, wie sie z. B. durch ungewollte Bewegungen eines Fußes des Fahrers bewirkt werden. Zum Beispiel können größere Störungen Unzufriedenheit des Fahrers mit Zielgeschwindigkeiten 135 angeben und können somit angeben, dass eine geschätzte Referenzgeschwindigkeit 125 angepasst werden sollte. Das heißt: Ein höheres Maß an Eingabe durch den Fahrer, wobei der Fahrer z. B. ein Gaspedal 109 des Fahrzeugs 101 auf eine Weise bewegt, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 sehr zu erhöhen oder zu reduzieren, was zu einer größeren geschätzten Referenzgeschwindigkeit 125 führt, kann Unzufriedenheit des Fahrers mit Zielgeschwindigkeiten 135 angeben, die vom Computer 105 bestimmt werden. Falls zum Beispiel ein Signal der Leistungsanforderung 110 durch den Fahrer, z. B. auf Basis der Gaspedalstellung, eine Änderung der Leistungsanforderung 110 angibt, die sich von der endgültigen Leistungsanforderung u(k) 135 um etwas Toleranz, z. B. eine Standardabweichung, unterscheidet, könnte Unzufriedenheit des Fahrers mit der Zielgeschwindigkeit 134 angegeben werden.
Dementsprechend bestimmt in einem Block 615, im Anschluss an den Block 610, der Computer 105, ob Fahrerzufriedenheitskriterien erfüllt werden. Falls zum Beispiel ein Fahrer Eingaben bereitgestellt hat, die, wie durch den im Block 610 angewandten Filter angegeben, Unzufriedenheit des Fahrers mit einer vom Computer 105 bestimmten Zielgeschwindigkeit oder -geschwindigkeiten 134 angeben, kann bestimmt werden, dass Fahrerzufriedenheitskriterien nicht erfüllt werden.
Im Allgemeinen können Fahrerzufriedenheitskriterien, das heißt, ob der Fahrer wahrscheinlich weiter mit einer aktuellen Konfiguration zufrieden ist oder ob eine Änderung erforderlich ist, durch direkte oder indirekte Mechanismen bestimmt werden. Ein direkter Mechanismus verwendet Fahrereingaben, wie zum Beispiel Gaspedal- oder Bremspedaleingaben. Ein indirekter Mechanismus verwendet Fahrzeugreaktionsparameter, wie einen Drehmomentwandlerüberbrückungsstatus, eine gewünschte Getriebegangänderung oder eine Verlangsamungsrate. Zum Beispiel können eine Abweichung von der aktuellen, durchschnittlichen Stellung 110 des Gaspedals 109, die größer als die Standardabweichung ist, oder alternativ Informationen aus dem Getriebesteuersystem hinsichtlich einer beabsichtigten Entriegelung des Drehmomentwandlers oder einer Anforderung eines Herunterschalten verwendet werden, um die Notwendigkeit anzugeben, dass der Fahrer die Reaktionsfähigkeit des Gaspedals 109 wiedererlangt.
Falls die Fahrerzufriedenheitskriterien nicht erfüllt werden, dann wird als Nächstes ein Block 620 ausgeführt. Andernfalls wird der Prozess 600 mit einem Block 625 fortgesetzt.
Im Block 620 passt der Computer 105 einen oder mehrere Filter an, die auf die Leistungsanforderung 110 durch den Fahrer angewandt werden. In einer Umsetzungsform werden Anpassungen am zeitlich veränderlichen Skalar α vorgenommen, der angewandt wird, wie oben in Bezug auf den Block 515 beschrieben worden ist. Zum Beispiel könnten Anpassungen vorgenommen werden, um die Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Pedalstellung 110 auf Basis einer detektierten Unzufriedenheit des Fahrers mit Zielgeschwindigkeiten 134 zu erhöhen. Falls eine Fahrereingabe groß gewesen ist, z. B. mehr als drei Standardabweichungen von einer Cluster-Geschwindigkeit, dann könnte weiterhin ein Filter komplett entfernt werden, d. h. eine endgültige Leistungsanforderung könnte einzig auf der Fahrereingabe basieren.
Im Block 625 bestimmt der Computer 105, ob der Prozess 600 fortgesetzt werden sollte. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 101 anhalten, abgeschaltet werden usw., in diesem Fall kann der Prozess 600 beendet werden. Andernfalls kehrt der Prozess 600 zum Block 605 zurück.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Bedeutung des hier verwendeten Begriffs „Geschwindigkeit“ bezieht sich auf eine Streckenlänge, die pro Zeiteinheit gefahren wird (z. B. Meilen pro Stunde, Kilometer pro Stunde usw.). Wie es hier verwendet wird, bedeutet das Adjektiv „wesentlich“, dass eine Form, Struktur, Maß, Menge, Zeit usw. von einer exakten, beschriebenen Geometrie, Entfernung, Maß, Menge, Zeit usw. wegen Unregelmäßigkeiten in Materialien, bei der maschinellen Bearbeitung, Herstellung, Datenübertragung, Rechengeschwindigkeit usw. abweichen kann.
Computereinrichtungen, wie zum Beispiel die hier erörterten, enthalten jede im Allgemeinen Anweisungen, die von einer oder mehreren Computereinrichtungen ausführbar sind, wie zum Beispiel von den oben bezeichneten, und zum Ausführen von oben beschriebenen Prozessblöcken oder -schritten. Zum Beispiel können die oben erörterten Prozessblöcke als computerausführbare Anweisungen ausgeführt werden.
Computerausführbare Anweisungen können von Computer-Programmen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung der unterschiedlichsten Programmiersprachen und/oder -technologien erzeugt worden sind, einschließlich, ohne Einschränkung und entweder allein oder kombiniert, Java^TM, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. Im Allgemeinen nimmt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. aus einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., auf und führt diese Anweisungen aus, wodurch er einen oder mehrere Prozesse durchführt, einschließlich eines oder mehrerer der hier beschriebenen Prozesse. Solche Anweisungen und andere Daten können gespeichert und unter Verwendung einer Vielzahl computerlesbarer Medien übertragen werden. Ein File in einer Computereinrichtung ist im Allgemeinen eine Datensammlung, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert wird, wie zum Beispiel einem Speichermedium, einem Direktzugriffspeicher usw.
Zu einem computerlesbaren Medium zählt jedes Medium, das daran beteiligt ist, Daten (z. B. Anweisungen) bereitzustellen, die von einem Computer gelesen werden können. Ein solches Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien usw. Zu nichtflüchtigen Medien zählen zum Beispiel optische oder Magnetplatten und andere permanente Speicher. Zu flüchtigen Medien zählt dynamischer Direktzugriffspeicher (DRAM, Dynamic Random Access Memory), der typischerweise einen Hauptspeicher bildet. Zu üblichen Formen computerlesbarer Medien zählen zum Beispiel eine Floppy-Disk, eine Diskette, Festplatte, Magnetband, irgendein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, DVD, irgendein anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, irgendein anderes physisches Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein Flash-EEPROM, irgendein anderer Speicher-Chip oder -Cartridge oder irgendein anderes Medium, von dem ein Computer lesen kann.
In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Referenznummern die gleichen Elemente. Weiterhin könnten einige oder alle dieser Elemente geändert werden. In Bezug auf die hier beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren usw. versteht es sich, dass, obwohl die Schritte solcher Prozesse usw. so beschrieben worden sind, dass sie gemäß einer gewissen geordneten Reihenfolge vorkommen, solche Prozesse so umgesetzt werden könnten, dass die beschriebenen Schritten in einer anderen als der hier beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Es versteht sich weiterhin, dass gewisse Schritte gleichzeitig durchgeführt werden könnten, dass andere Schritte hinzugefügt werden könnten oder dass gewisse, hier beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Mit anderen Worten: Die Beschreibungen von Prozessen werden hier zum Zweck der Veranschaulichung gewisser Ausführungsformen bereitgestellt, und sie sollten keineswegs so ausgelegt werden, dass sie die beanspruchte Erfindung einschränken.
Dementsprechend versteht es sich, dass die oben genannte Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend sein soll. Viele Ausführungsformen und Anwendungen, die anders als die bereitgestellten Beispiele sind, werden für Fachleute bei Durchsicht der obigen Beschreibung ersichtlich werden. Der Schutzbereich der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern er sollte stattdessen unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche zusammen mit dem vollständigen Bereich von Entsprechungen, zu denen derartige Ansprüche berechtigen, bestimmt werden. Es ist zu erwarten und beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen im hier erörterten Fachbereich geschehen werden und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in derartige zukünftige Ausführungsformen integriert werden. Insgesamt versteht es sich, dass die Erfindung für Modifikationen und Varianten geeignet ist und nur durch die folgenden Ansprüche eingeschränkt wird.
Es ist beabsichtigt, dass allen in den Ansprüchen verwendeten Begriffen ihre einfachen und üblichen Bedeutungen gegeben werden, wie Fachleute sie verstehen, außer es wird hier explizit das Gegenteil angegeben. Insbesondere sollte die Verwendung der Einzahlartikel, wie zum Beispiel „ein“, „der/die/das“, „dieser/diese/diese“ usw., so gelesen werden, dass damit eines oder mehrere der bezeichneten Elemente angeführt werden, es sei denn, in einem Anspruch wird explizit eine Einschränkung auf das Gegenteil aufgeführt.

Claims

System, das eine Computereinrichtung umfasst, die einen Prozessor und einen Speicher enthält, wobei der Speicher Anweisungen speichert, die vom Prozessor ausführbar sind, so dass die Computereinrichtung zu Folgendem programmiert ist: Aufnehmen eines Geschwindigkeitsregelungssignals auf Basis einer Leistungsanforderung durch den Fahrer; Aufnehmen von Daten, die einen Verlauf von Fahrzeuggeschwindigkeiten bereitstellen; Erstellen einer geschätzten Referenzgeschwindigkeit wenigstens auf Basis der Geschwindigkeitsdaten; und Erstellen einer endgültigen Leistungsanforderung, die wenigstens zum Teil auf einer durch das Geschwindigkeitsregelungssignal angegebenen Referenzgeschwindigkeit und der geschätzten Referenzgeschwindigkeit basiert.
System nach Anspruch 1, wobei die Computereinrichtung weiterhin dazu programmiert ist, einen Referenzgeschwindigkeitsfehler zu bestimmen, der eine Differenz zwischen der Referenzgeschwindigkeit und der geschätzten Referenzgeschwindigkeit ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Computereinrichtung weiterhin dazu programmiert ist, den Referenzgeschwindigkeitsfehler in einem Kompensationsschema zu verwenden, das die Referenzgeschwindigkeit modifiziert, um die endgültige Leistungsanforderung zu erhalten.
System nach Anspruch 3, wobei die Computereinrichtung weiterhin dazu programmiert ist, die endgültige Leistungsanforderung, die sich aus dem Kompensationsschema ergibt, durch Mischen des Geschwindigkeitsregelungssignals und der endgültigen Leistungsanforderung, die sich aus dem Kompensationsschema ergibt, zu modifizieren.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Computereinrichtung weiterhin dazu programmiert ist, die geschätzte Referenzgeschwindigkeit zum Teil auf Basis von Sensordaten zu erstellen.
System nach Anspruch 5, wobei die Computereinrichtung weiterhin dazu programmiert ist, die geschätzte Referenzgeschwindigkeit, die wenigstens auf den Geschwindigkeitsdaten basiert, durch eine geschätzte Referenzgeschwindigkeit, die auf den Sensordaten basiert, zu ersetzen.
System nach Anspruch 5, wobei die Sensordaten wenigstens eines der Folgenden, Funkdaten oder Bilddaten, sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Geschwindigkeitsregelungssignal auf einer Stellung einer Drosselklappensteuerung des Fahrzeugs basiert.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Computereinrichtung weiterhin dazu programmiert ist, die Referenzgeschwindigkeit und die geschätzte Referenzgeschwindigkeit zu verwenden, um zu bestimmen, ob ein Fahrer mit der endgültigen Leistungsanforderung zufrieden ist.
System nach Anspruch 9, wobei die Computereinrichtung weiterhin dazu programmiert ist, die endgültige Leistungsanforderung anzupassen, sobald sie bestimmt, dass der Fahrer mit der endgültigen Leistungsanforderung unzufrieden ist.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Aufnehmen eines Geschwindigkeitsregelungssignals auf Basis einer Leistungsanforderung durch den Fahrer; Aufnehmen von Daten, die einen Verlauf von Fahrzeuggeschwindigkeiten bereitstellen; Erstellen einer geschätzten Referenzgeschwindigkeit wenigstens auf Basis der Geschwindigkeitsdaten; und Erstellen einer endgültigen Leistungsanforderung, die wenigstens zum Teil auf einer durch das Geschwindigkeitsregelungssignal angegebenen Referenzgeschwindigkeit und der geschätzten Referenzgeschwindigkeit basiert.
Verfahren nach Anspruch 11, das weiterhin das Bestimmen eines Referenzgeschwindigkeitsfehlers, der eine Differenz zwischen der Referenzgeschwindigkeit und der geschätzten Referenzgeschwindigkeit ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Computereinrichtung weiterhin dazu programmiert ist, den Referenzgeschwindigkeitsfehler in einem Kompensationsschema zu verwenden, das die Referenzgeschwindigkeit modifiziert, um die endgültige Leistungsanforderung zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin das Modifizieren der endgültigen Leistungsanforderung umfasst, die sich aus dem Kompensationsschema ergibt, indem das Geschwindigkeitsregelungssignal und die endgültige Leistungsanforderung, die sich aus dem Kompensationsschema ergibt, gemischt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, das weiterhin das Erstellen der geschätzten Referenzgeschwindigkeit zum Teil auf Basis von Sensordaten umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, das weiterhin das Ersetzen der geschätzten Referenzgeschwindigkeit, die wenigstens auf den Geschwindigkeitsdaten basiert, durch eine geschätzte Referenzgeschwindigkeit, die auf den Sensordaten basiert, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Sensordaten wenigstens eines der Folgenden, Funkdaten oder Bilddaten, sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei das Geschwindigkeitsregelungssignal auf einer Stellung einer Drosselklappensteuerung des Fahrzeugs basiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, das weiterhin das Verwenden der Referenzgeschwindigkeit und der geschätzten Referenzgeschwindigkeit umfasst, um zu bestimmen, ob ein Fahrer mit der endgültigen Leistungsanforderung zufrieden ist.
Verfahren nach Anspruch 19, das weiterhin das Anpassen der endgültigen Leistungsanforderung umfasst, sobald eine Bestimmung erfolgt, dass der Fahrer mit der endgültigen Leistungsanforderung unzufrieden ist.