DE102016202950A1 - Verfahren für einen Geschwindigkeitsregler und Geschwindigkeitsregler - Google Patents

Verfahren für einen Geschwindigkeitsregler und Geschwindigkeitsregler Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für einen Geschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug, wobei eine automatische Regelung der Geschwindigkeit durch einen Motormomentregler (9) und einen Bremsmomentregler (8) erfolgt, wobei ein erster Verstärkungsfaktor (K*_Brake_Increase) und ein zweiter Verstärkungsfaktor (K*_Brake_Decrease) vorgegeben werden, welche unterschiedlich sind, wobei der Bremsmomentregler (8) für einen Bremsmomentaufbau den ersten Verstärkungsfaktor (K*_Brake_Increase) verwendet und für einen Bremsmomentabbau den zweiten Verstärkungsfaktor (K*_Brake_Decrease) verwendet. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Geschwindigkeitsregler.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren für einen Geschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug, wobei eine automatische Regelung der Geschwindigkeit durch eine Regelung eines Motormoments und eine Regelung eines Bremsmoments erfolgt. Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Geschwindigkeitsregler.
  • Bei der automatischen Geschwindigkeitsregelung von Kraftfahrzeugen, besonders im Offroad-Bereich, gibt es Situationen, in denen die Bremse und der Motor gleichzeitig geregelt werden müssen, z.B. Überfahren einer Kante oder Kuppe, oder in denen ein sanfter Übergang zwischen einer Regelung des Motormoments und einer Regelung der Bremskraft notwendig ist. Im manuellen Betrieb eines Kraftfahrzeugs kann ein Fahrer diese Situationen meistern indem er beide Pedale (Brems- und Gaspedal) gleichzeitig betätigt. Wenn bekannte automatische Regelungen des Motormoments und der Bremskraft gleichzeitig durchgeführt werden, kann sich das Regelsystem aufschwingen und es kann dauerhaft zu einer Regelung kommen, in der die Bremse gegen den Motor arbeitet und umgekehrt. Deshalb wird in bestehenden Systemen üblicherweise nur eine Regelung auf einmal durchgeführt.
  • Aus der DE 11 2013 005 524 T5 ist ein Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerungssystem bekannt, das ein Motorsteuergerät und ein Bremssteuergerät sowie einen Neigungssensor enthält, wobei während einer Geschwindigkeitsregelung unterschiedliche Zielgeschwindigkeiten für das Motorsteuergerät und das Bremssteuergerät verwendet werden, und, wenn das Fahrzeug bergauf fährt, die Bremszielgeschwindigkeit höher als die Motorzielgeschwindigkeit gewählt wird.
  • Dieses Vorgehen hat den Nachteil, dass ein Aufschwingen des Regelsystems mit immer höher werdender Ansteuerung sowohl des Motorsteuergeräts als auch des Bremsensteuergeräts nicht verhindert wird, wenn das Fahrzeug bergab fährt. Zudem ist das Verfahren nicht geeignet für Terrain mit sich schnell ändernder Neigung oder das Überfahren von Kuppen, Senken oder Kanten oder ähnlichen Hindernissen.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für eine automatische Geschwindigkeitsregelung anzugeben, welches eine geeignete Regelung des Motormoments und der Bremskraft ermöglicht und ein Aufschwingen des Regelsystems vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und einen Geschwindigkeitsregler gemäß Anspruch 11 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass durch die Vorgabe unterschiedlicher Verstärkungsfaktoren für den Bremsmomentaufbau (erster Verstärkungsfaktor) und den Bremsmomentabbau (zweiter Verstärkungsfaktor) ein Aufschaukeln der Regler verhindert wird. Dadurch wird eine komfortable und performante Geschwindigkeitsregelung (z.B. auf 2km/h) sogar im Gelände mit Hindernissen möglich.
  • Vorteilhafterweise werden auch für den Motormomentaufbau (dritter Verstärkungsfaktor) und ein Motormomentabbau (vierter Verstärkungsfaktor) unterschiedlicher Verstärkungsfaktoren vorgegeben.
  • Die Erfindung geht dabei von an sich bekannten Methoden zur Regelung von Fahrdynamikgrößen mittels eines Regelkreises aus, wie beispielsweise PI- oder PID-Regler („proportional-integral-controller“ bzw. „proportional-integral-differential-controller“). Solche Regler verwenden gemeinhin für jedes Regelglied einen Verstärkungsfaktor, welcher die Berechnung einer Stellgröße in Abhängigkeit einer Regelabweichung bestimmen. Die Stellgröße ist hier bevorzugt einerseits das Motormoment und andererseits das Bremsmoment. Die Regelabweichung ist bevorzugt in beiden Fällen entweder die Abweichung einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit von einer Sollgeschwindigkeit oder vorteilhafterweise die Abweichung einer Fahrzeugreferenzbeschleunigung von einer Sollbeschleunigung.
  • Erfindungsgemäß verwendet der Bremsmomentregler mindestens einen Verstärkungsfaktor, welcher die Berechnung des einzustellenden Bremsmoments in Abhängigkeit der Regelabweichung bestimmt. Für den Aufbau und den Abbau des Bremsmoments werden jeweils unterschiedliche Verstärkungsfaktoren verwendet.
  • Vorzugsweise verwendet der Motormomentregler mindestens einen Verstärkungsfaktor, welcher die Berechnung des einzustellenden Motormoments in Abhängigkeit der Regelabweichung bestimmt. Für den Aufbau und den Abbau des Motormoments werden jeweils unterschiedliche Verstärkungsfaktoren verwendet.
  • Bevorzugt wird ein aktuell anliegendes Motormoment ermittelt und der erste Verstärkungsfaktor und der zweite Verstärkungsfaktor werden abhängig von dem aktuell anliegenden Motormoment gewählt.
  • Bevorzugt wird ein aktuell anliegendes Bremsmoment ermittelt und der dritte Verstärkungsfaktor und der vierte Verstärkungsfaktor werden abhängig von dem aktuell anliegenden Bremsmoment gewählt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit ermittelt und der erste Verstärkungsfaktor und der zweite Verstärkungsfaktor werden abhängig von der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit gewählt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden der dritte Verstärkungsfaktor und der vierte Verstärkungsfaktor ebenfalls abhängig von der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit gewählt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand zweier Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:
  • 1 einen schematisierten Ablauf eines beispielsgemäßen Verfahrens,
  • 2 ein beispielhaftes Diagramm zur Bestimmung eines Verstärkungsfaktors.
  • In 1 ist ein schematisierter Ablauf eines beispielsgemäßen Verfahrens gezeigt. Dabei wird in Block 1 die Sollgeschwindigkeit vsoll ermittelt, welche vorzugsweise durch den Fahrer eingestellt wird oder durch den Geschwindigkeitsregler selbst vorgegeben oder angepasst wird.
  • In Block 2 wird die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vRef anhand an sich bekannter Methoden ermittelt, üblicherweise anhand einer Auswertung gemessener Raddrehzahlen.
  • In Block 3 werden die Sollgeschwindigkeit vsoll und die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vRef miteinander verglichen und eine Sollbeschleunigung asoll bestimmt, welche geeignet ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf komfortable Weise an die Sollgeschwindigkeit vsoll heranzuführen.
  • In Block 4 wird die Fahrzeugreferenzbeschleunigung aRef anhand an sich bekannter Methoden bestimmt. Die Fahrzeugreferenzbeschleunigung aRef ist die aktuelle Beschleunigung des Fahrzeugs, welche basierend auf Messungen bestimmt wird.
  • In Block 5 werden die Sollbeschleunigung asoll und die Fahrzeugreferenzbeschleunigung aRef miteinander verglichen und eine Beschleunigungsabweichung Δa berechnet. Die Beschleunigungsabweichung Δa dient als Regelabweichung und damit als Eingangsgröße für den PI-Bremsenregler 8 sowie den PI-Motorregler 9.
  • In Block 6 werden die Verstärkungsfaktoren für die Bremsenregelung berechnet. Eingangsgrößen für die Berechnung sind die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vRef und das aktuelle Bremsmoment MB. Wenn die Beschleunigungsabweichung Δa größer Null ist, so wird ein Verstärkungsfaktor K*_Brake_Decrease für eine Bremsmomentabbauvorgabe berechnet. Wenn die Beschleunigungsabweichung Δa kleiner Null ist, so wird ein Verstärkungsfaktor K*_Brake_Increase für eine Bremsmomentaufbauvorgabe berechnet. Der berechnete Verstärkungsfaktor wird an den PI-Bremsenregler 8 zurück übermittelt.
  • In Block 7 werden die Verstärkungsfaktoren für die Motorregelung berechnet. Eingangsgrößen für die Berechnung sind die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vRef und das aktuelle Motormoment MM. Wenn die Beschleunigungsabweichung Δa kleiner Null ist, so wird ein Verstärkungsfaktor K*_Engine_Decrease für eine Motormomentabbauvorgabe berechnet. Wenn die Beschleunigungsabweichung Δa größer Null ist, so wird ein Verstärkungsfaktor K*_Engine_Increase für eine Motormomentaufbauvorgabe berechnet. Der berechnete Verstärkungsfaktor wird an den PI-Motorregler 9 zurück übermittelt.
  • Der PI-Bremsenregler 8 sowie der PI-Motorregler 9 berechnen jeweils anhand der Verstärkungsfaktoren und der Beschleunigungsabweichung Δa Sollwerte für das Bremsmoment MB,Soll bzw. das Motormoment MM,Soll, welche als Vorgabe an entsprechende Aktoren ausgegeben werden.
  • In 2 ist ein beispielhaftes Diagramm zur Bestimmung eines Verstärkungsfaktors K* gezeigt. Dabei ist auf der Achse 21 das Motormoment MM aufgetragen und auf der Achse 22 die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vRef. Entlang der Achse 23 ist der Verstärkungsfaktor K* aufgetragen. Die graphische Fläche 24 stellt beispielsgemäße Werte für den Verstärkungsfaktor K* für Wertepaare des Motormoments MM und der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vRef dar. Eine entsprechende Abhängigkeit wird beispielsgemäß für alle Verstärkungsfaktoren (erster bis vierter Verstärkungsfaktor) vorgegeben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 112013005524 T5 [0003]

Claims (11)

  1. Verfahren für einen Geschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug, wobei eine automatische Regelung der Geschwindigkeit durch einen Motormomentregler (9) und einen Bremsmomentregler (8) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Verstärkungsfaktor (K*_Brake_Increase) und ein zweiter Verstärkungsfaktor (K*_Brake_Decrease) vorgegeben werden, welche unterschiedlich sind, wobei der Bremsmomentregler (8) für einen Bremsmomentaufbau den ersten Verstärkungsfaktor (K*_Brake_Increase) verwendet und für einen Bremsmomentabbau den zweiten Verstärkungsfaktor (K*_Brake_Decrease) verwendet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktuell anliegendes Motormoment (MM) ermittelt wird und der erste Verstärkungsfaktor und der zweite Verstärkungsfaktor abhängig von dem aktuell anliegenden Motormoment (MM) bestimmt werden.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vRef) ermittelt wird und der erste Verstärkungsfaktor und der zweite Verstärkungsfaktor abhängig von der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vRef) bestimmt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Verstärkungsfaktor (K*_Engine_Increase) und ein vierter Verstärkungsfaktor (K*_Engine_Decrease) vorgegeben werden, welche unterschiedlich sind, wobei der Motormomentregler (9) für einen Motormomentaufbau den dritten Verstärkungsfaktor (K*_Engine_Increase) verwendet und für einen Motormomentabbau den vierten Verstärkungsfaktor (K*_Engine_Decrease) verwendet.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktuell anliegendes Bremsmoment (MB) ermittelt wird und der dritte Verstärkungsfaktor und der vierte Verstärkungsfaktor abhängig von dem aktuell anliegenden Bremsmoment (MB) bestimmt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Verstärkungsfaktor je größer gewählt wird, umso größer das aktuell anliegende Bremsmoment (MB) ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Verstärkungsfaktor und der vierte Verstärkungsfaktor abhängig von der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (vRef) bestimmt werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße des Motormomentreglers (9) eine Beschleunigungsabweichung (Δa) zwischen einer Sollbeschleunigung (asoll) und einer Fahrzeugreferenzbeschleunigung (aRef) ist und die Regelgröße des Bremsmomentreglers (8) die Beschleunigungsabweichung (Δa) ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsmomentregler (8) den ersten Verstärkungsfaktor (K*_Brake_Increase) verwendet, insbesondere für einen Bremsmomentaufbau, wenn die Beschleunigungsabweichung (Δa) negativ ist, und der Bremsmomentregler (8) den zweiten Verstärkungsfaktor (K*_Brake_Decrease) verwendet, insbesondere für einen Bremsmomentabbau, wenn die Beschleunigungsabweichung (Δa) positiv ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motormomentregler (9) den dritten Verstärkungsfaktor (K*_Engine_Increase) verwendet, insbesondere für einen Motormomentaufbau, wenn die Beschleunigungsabweichung (Δa) positiv ist, und der Motormomentregler (9) den vierten Verstärkungsfaktor (K*_Engine_Decrease) verwendet, insbesondere für einen Motormomentabbau, wenn die Beschleunigungsabweichung (Δa) negativ ist.
  11. Geschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug, der eine automatische Regelung der Geschwindigkeit durch einen Motormomentregler (9) und einen Bremsmomentregler (8) durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitsregler ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausführt.
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DE102021204464A1 (de) 2021-05-04 2022-11-10 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Ermittlung und Regelung kleinster Fahrdistanzen beim Einparken

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