DE102016202951A1 - Verfahren für einen Geschwindigkeitsregler - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für einen Geschwindigkeitsregler (24) für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Geschwindigkeitsvorgabe (vsoll) durch den Fahrer eingestellt wird und eine automatische Regelung der Geschwindigkeit auf die Geschwindigkeitsvorgabe (vsoll) zumindest durch Einstellung einer Motormomentvorgabe (MM) erfolgt, wobei die Motormomentvorgabe (MM) bei Beginn der Geschwindigkeitsregelung auf einen Initialwert gesetzt wird, wobei nach Maßgabe mindestens eines Parameters der Initialwert bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren für einen Geschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Geschwindigkeitsvorgabe durch den Fahrer eingestellt wird und eine automatische Regelung der Geschwindigkeit auf die Geschwindigkeitsvorgabe zumindest durch Einstellung einer Motormomentvorgabe erfolgt.
  • Bei einer Aktivierung eines Geschwindigkeitsreglers aus dem Stand bergaufwärts an einem steilen Hang besteht die Gefahr, dass das Fahrzeug zurückrollt, bevor der Geschwindigkeitsregler anfängt das Fahrzeug vorwärts zu beschleunigen. Die Geschwindigkeitsregelfunktion lässt dabei ein Zurückrollen des Fahrzeuges zu. Der Regler erkennt erst im Anschluss eine Geschwindigkeitsdifferenz und beginnt die Regelung bergauf.
  • Üblicherweise werden Geschwindigkeitsregler bei Aktivierung mit einem fest vorgegebenen Startwert für ein Motormoment und ein Bremsmoment initialisiert. Bis durch den Regler ein Motormoment entsprechend der Neigung und dem Widerstand erreicht ist, welche das Fahrzeug überwinden muss, dauert es unter Umständen einige Zeit. Dies kann dazu führen, dass in Geländen mit hohem Widerstand (z.B. Sand oder Matsch), das Fahrzeug verzögert und stehenbleibt und dann gegebenenfalls steckenbleibt.
  • Aus der WO 2005 12 09 15 A1 ist ein Verfahren zum Aktivieren einer Anfahrhilfe bekannt, bei dem Zustände des Fahrzeugs und/oder der Umgebung hinsichtlich einer Erkennung einer Off-Road-Fahrsituation ausgewertet werden und bei einer vorliegenden Off-Road-Fahrsituation die Anfahrhilfe in einem Sondermodus aktiviert wird.
  • Ein solches Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass ein zum Anfahren geeignetes Motormoment weiterhin durch den Fahrer vorgegeben werden muss.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur automatischen Geschwindigkeitsregelung anzugeben, welches ein Komfortables und situationsangepasstes Anfahren ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass ein Anfahren besser erfolgen kann, wenn die Motormomentvorgabe bei Beginn der Geschwindigkeitsregelung auf einen Initialwert gesetzt wird, wobei nach Maßgabe mindestens eines Parameters der Initialwert bestimmt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Aktivierung einer Anfahrhilfefunktion überwacht, wobei wenn die Anfahrhilfefunktion aktiviert ist ein Bremsmomentwert von der Anfahrhilfefunktion an den Geschwindigkeitsregler übermittelt wird und der Initialwert in Abhängigkeit des Bremsmomentwertes bestimmt wird.
  • Vorteilhafterweise wird in dieser Ausführungsform erkannt, dass das Fahrzeug sich in einer Anfahrsituation bergauf befindet. Durch eine an sich bekannte Anfahrhilfefunktion wird das notwendige Bremsmoment für die Steigung in der Bremse eingeschlossen, nachdem der Fahrer das Bremspedal löst. Gleichzeitig wird die Regelung des Motormoments durch den Geschwindigkeitsregler mit einem angepassten Initialwert begonnen, um ein Zurückrollen zu verhindern, während der Bremsdruck abgebaut wird. Der Bremsdruck wird zunächst solange auf einem Level gehalten, das nötig ist, um das Fahrzeug im Hang zu halten. Erst wenn das angeforderte Motormoment selbst groß genug ist, um das Fahrzeug zu halten, wird das Bremsmoment durch die Anfahrhilfefunktion langsam verringert und die Motormomentvorgabe durch den Geschwindigkeitsregler weiter erhöht, um anzufahren. Damit erreicht man ein sanftes Anfahren bergauf und das Zurückrollen des Fahrzeugs wird verhindert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden eine Fahrbahnneigung und/oder eine Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit ermittelt, und die Fahrbahnsteigung und/oder die Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit werden als Parameter für die Bestimmung des Initialwertes herangezogen. Dies hat den Vorteil, einen an die Situation angepassten Initialwert von Beginn an bereit zu stellen, so dass ein Anfahren schnell und komfortabel erfolgt. Sowohl ein Steckenbleiben aufgrund eines zu gering gewählten Motormoments als auch ein ruckartiges Anfahren aufgrund eines zu hohen Motormoments werden vermieden.
  • Vorteilhafterweise wird ein erster Anpassungswert nach Maßgabe der Fahrbahnneigung bestimmt und ein zweiter Anpassungswert nach Maßgabe der Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit bestimmt, wobei die Summe oder das Produkt des ersten Anpassungswertes und des zweiten Anpassungswertes für die Bestimmung des Initialwertes herangezogen werden.
  • Bevorzugt werden geeignete Anpassungswerte mittels Fahrversuchen ermittelt und in einem Speicher abgelegt. Aufgrund der dem Geschwindigkeitsregler vorliegenden Informationen bezüglich Fahrbahnneigung und Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit werden ein erster und ein zweiter Anpassungswert abgerufen. Besonders bevorzugt wird ein erstes Motormoment aufgrund der eingestellten Geschwindigkeitsvorgabe berechnet und anschließend die Summe aus dem ersten Motormoment und dem ersten und zweiten Anpassungswert gebildet. Die Summe wird als Motormomentvorgabe verwendet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in einem Speichermedium eine Tabelle mit Motormoment-Initialwerten in Abhängigkeit von den Parametern Fahrbahnneigung, Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit und Geschwindigkeitsvorgabe abgelegt und der Initialwert wird anhand der Tabelle bestimmt. Die Motormoment-Initialwerte werden bevorzugt aufgrund von Fahrversuchen ermittelt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine automatische Verzögerung des Fahrzeugs bis in den Stillstand durch den Geschwindigkeitsregler, wenn die Geschwindigkeitsvorgabe null beträgt. Hierdurch kann der Fahrer das Fahrzeug durch eine Eingabe an den Geschwindigkeitsregler komfortabel bis in den Stillstand abbremsen lassen, ohne selbst das Bremspedal betätigen zu müssen.
  • Erfolgt eine Eingabe des Fahrers, wodurch die Geschwindigkeitsvorgabe null beträgt, so wird bevorzugt durch den Geschwindigkeitsregler zunächst die Motormomentvorgabe graduell reduziert, um ein sanftes Verzögern des Fahrzeugs zu erreichen.
  • Vorteilhafterweise ist der Geschwindigkeitsregler für eine Regelung auf Geschwindigkeiten unter etwa 30 km/h, insbesondere für den Geländebetrieb, ausgelegt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Übergabe an einen zweiten Geschwindigkeitsregler, wenn die Geschwindigkeitsvorgabe einen Grenzwert, insbesondere 30 km/h, übersteigt. Oftmals sind Geschwindigkeitsregler für einen niedrigen Geschwindigkeitsbereich (unterhalb etwa 30 km/h) separat von Geschwindigkeitsreglern für einen höheren Geschwindigkeitsbereich (oberhalb etwa 30 km/h, bekannt als Cruise Control bzw. Adaptive Cruise Control) ausgeführt, da die Anforderungen und Funktionsweisen sich signifikant unterscheiden. Bekannte Geschwindigkeitsregler werden üblicherweise deaktiviert, wenn eine Geschwindigkeit außerhalb des vorgesehenen Bereichs eingestellt wird. Für den Fahrer ist es jedoch weitaus komfortabler, wenn eine Übergabe direkt ohne sein Zutun von einem Geschwindigkeitsregler zum anderen erfolgt.
  • Besonders bevorzugt wird bei der Übergabe die geltende Geschwindigkeitsvorgabe übernommen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Übergabe von dem zweiten Geschwindigkeitsregler an den erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregler, wenn die Geschwindigkeitsvorgabe einen Grenzwert, insbesondere 30 km/h, unterschreitet. Hiermit ist eine komfortable Übergabe zwischen den Reglern in beide Richtungen möglich.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand zweier Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:
  • 1 ein schematisches Diagramm eines beispielgemäßen Geschwindigkeitsreglers;
  • 2 eine Vorrichtung zur Ausführung des beispielsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 ist ein schematisches Diagramm eines beispielgemäßen Geschwindigkeitsreglers gezeigt.
  • Im Grundzustand 1 ist der Geschwindigkeitsregler zunächst ausgeschaltet. Betätigt der Fahrer, bei gedrücktem Bremspedal, einen ersten Schalter (in 1 dargestellt durch Pfeil 10), wechselt das System in einen Standby-Modus 2. Im Standby-Modus 2 findet noch keine Anforderung von Brems- bzw. Motormoment statt.
  • Aktiviert der Fahrer das System im Stand, so hat er die Möglichkeit mittels Lösen der Bremse (Pfeil 12) in einen aktiven Modus 4 überzugehen und anzufahren, wobei das Fahrzeug auf eine vorher eingestellte Zielgeschwindigkeit (Geschwindigkeitsvorgabe) beschleunigt. Die standardmäßige Zielgeschwindigkeit beträgt eine voreingestellte Minimalzielgeschwindigkeit, sie kann jedoch vom Fahrer vor dem Anfahren verändert werden.
  • Vorteilhafterweise erfolgt ein Übergang in den aktiven Modus jedoch nur, wenn der Fahrer die Bremse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne löst und das Fahrzeug sich nicht in einem Parkmodus befindet.
  • Das Einstellen der Zielgeschwindigkeit (im Bereich Minimalzielgeschwindigkeit bis Maximalzielgeschwindigkeit) geschieht mit Tastern „set+“ und „set–“ wobei diese sowohl kurz gedrückt werden können, um die Geschwindigkeit schrittweise zu ändern, als auch gedrückt und gehalten werden können, um eine schnellere Änderung zu erreichen.
  • Bei Aktivierung während der Fahrt (Pfeil 11), wechselt das System zunächst in einen zweiten Standby-Modus 3. Die automatische Regelung der Geschwindigkeit kann dann beginnen, indem der Fahrer den „set+“ Schalter betätigt (Pfeil 13) und damit in den aktiven Modus 4 übergeht. Es wird als voreingestellte Zielgeschwindigkeit zunächst die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit übernommen. Vorteilhafterweise beginnt die Regelung nur, wenn sich die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines vorgegebenen erlaubten Geschwindigkeitsbereiches befindet.
  • Während des Betriebs kann der Geschwindigkeitsregler jederzeit durch Drücken des ersten Schalters wieder ausgeschaltet werden.
  • Tritt, während der Geschwindigkeitsregler aktiv ist, eine Situation auf, in der die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist, als die Zielgeschwindigkeit, so kann die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit mittels Drücken von „set+“ als neue Zielgeschwindigkeit übernommen werden.
  • Umgekehrt kann in einer Situation, in der die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als die Zielgeschwindigkeit ist durch Drücken von „set–“ diese als neue Zielgeschwindigkeit übernommen werden.
  • Betätigt der Fahrer die Bremse, während der Geschwindigkeitsregler aktiv ist und verringert sich dadurch die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs, so folgt die Zielgeschwindigkeit der Ist-Geschwindigkeit. Beim Lösen der Bremse wird dann auf die neue Zielgeschwindigkeit geregelt.
  • Die Betätigung des Fahrpedals, während der Geschwindigkeitsregler aktiv ist, führt nicht zu einer Änderung der Zielgeschwindigkeit, kann aber zu einer Beschleunigung des Fahrzeugs führen. Wird das Pedal losgelassen, wird wieder auf die Zielgeschwindigkeit geregelt.
  • Mittels eines cancel-Tasters kann bei aktivem Geschwindigkeitsregler die Regelung (temporär) unterbrochen werden, wobei die Zielgeschwindigkeit nicht gelöscht, sondern zwischengespeichert wird.
  • Nach vorherigem Drücken des cancel-Tasters kann mit einem resume-Taster zur vorher unterbrochenen Regelung (inklusive zwischengespeicherter Zielgeschwindigkeit) zurückgekehrt werden.
  • Ist der Geschwindigkeitsregler aktiv (Modus 4) und das Fahrzeug bewegt sich mit der minimalen Zielgeschwindigkeit, so hat der Fahrer die Möglichkeit anzuhalten, indem er die Taste „set–“ gedrückt hält (Pfeil 14). Eine automatische Verzögerung des Fahrzeugs durch den Geschwindigkeitsregler bis in den Stillstand (Zustand 5) erfolgt. Lässt der Fahrer die Taste „set–“ wieder los (Pfeil 15), kehrt der Geschwindigkeitsregler in den aktiven Modus 4 zurück und setzt die Regelung mit der minimalen Zielgeschwindigkeit fort.
  • In 2 ist eine Vorrichtung zur Ausführung des beispielsgemäßen Verfahrens gezeigt. Ein Geschwindigkeitsregler 24 empfängt ein Bremsmomentwert MM von einer Anfahrhilfe 20 (HSA), wenn diese aktiv ist.
  • Über ein Bedienelement 23 wird vom Fahrer eine Geschwindigkeitsvorgabe vsoll eingestellt. Das Bedienelement kann mehrere Taster umfassen, beispielhafterweise einen ersten Schalter zur Aktivierung der Funktion, sowie Schalter „set+“ und „set–“ zur Einstellung der Geschwindigkeitsvorgabe vsoll. Die Geschwindigkeitsvorgabe vsoll wird an den Geschwindigkeitsregler 24 übermittelt.
  • Der Geschwindigkeitsregler 24 empfängt ebenfalls Informationen über eine Fahrbahnneigung S von einem Neigungssensor 21 und eine Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit U von einer Untergrundeinheit 22. Die Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit wird vorzugsweise entweder anhand von Umfeldsensorik bestimmt, oder vom Fahrer über ein Bedienelement eingestellt.
  • Vorteilhafterweise wird die Steigung S durch einen G-Sensor ermittelt, während sich das Fahrzeug im Stillstand befindet.
  • Anhand der empfangenen Informationen über das Bremsmomentwert MM der Anfahrhilfe, die Fahrbahnneigung S, die Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit U sowie die Geschwindigkeitsvorgabe vsoll, bestimmt der Geschwindigkeitsregler 24 einen geeigneten Initialwert für die Motomomentvorgabe MM und übergibt diesen an einen Aktuator 25, welcher das Motormoment bei Aktivierung der Geschwindigkeitsregelung gemäß der Motomomentvorgabe MM einstellt.
  • Das erforderliche Motormoment für die vorherrschende Fahrbahnbedingung wird beispielsgemäß in einer Tabelle hinterlegt, in der die Fahrbahnneigung S, die Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit U, die Geschwindigkeitsvorgabe vsoll und das notwendige Motormoment MM hinterlegt sind. Diese Werte werden in Fahrversuchen auf den entsprechenden Fahrbahnen und Steigungen eingefahren. Danach kann der Initialisierungswert entsprechend zusammengesetzt werden, z.B. durch Addition eines ersten Anpassungswertes, welcher gemäß der Steigung S ermittelt wird und eines zweiten Anpassungswertes, welcher gemäß der Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit U ermittelt wird (z.B. Bergauf im Sand), oder nur Steigungsanteil oder Fahrbahnanteil.
  • Vorzugsweise wird durch den Geschwindigkeitsregler laufend ein Initialwert ermittelt, welcher bei Aktivierung der Geschwindigkeitsregelung als Motormomentvorgabe verwendet wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2005120915 A1 [0004]

Claims (8)

  1. Verfahren für einen Geschwindigkeitsregler (24) für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Geschwindigkeitsvorgabe (vsoll) durch den Fahrer eingestellt wird und eine automatische Regelung der Geschwindigkeit auf die Geschwindigkeitsvorgabe (vsoll) zumindest durch Einstellung einer Motormomentvorgabe (MM) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Motormomentvorgabe (MM) bei Beginn der Geschwindigkeitsregelung auf einen Initialwert gesetzt wird, wobei nach Maßgabe mindestens eines Parameters der Initialwert bestimmt wird.
  2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktivierung einer Anfahrhilfefunktion überwacht wird, wobei, wenn die Anfahrhilfefunktion aktiviert ist, ein Bremsmomentwert (MB) von der Anfahrhilfefunktion an den Geschwindigkeitsregler (24) übermittelt wird und der Initialwert in Abhängigkeit des Bremsmomentwertes (MB) bestimmt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrbahnneigung (S) und/oder eine Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit (U) ermittelt werden, und die Fahrbahnsteigung (S) und/oder die Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit (U) als Parameter für die Bestimmung des Initialwertes herangezogen werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anpassungswert nach Maßgabe der Fahrbahnneigung (S) bestimmt wird und ein zweiter Anpassungswert nach Maßgabe der Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit (U) bestimmt wird, wobei die Summe oder das Produkt des ersten Anpassungswertes und des zweiten Anpassungswertes für die Bestimmung des Initialwertes herangezogen werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speichermedium eine Tabelle mit Motormoment-Initialwerten in Abhängigkeit von den Parametern Fahrbahnneigung (S), Fahrbahnuntergrundbeschaffenheit (U) und Geschwindigkeitsvorgabe (vsoll) abgelegt ist und der Initialwert anhand der Tabelle bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Verzögerung des Fahrzeugs bis in den Stillstand durch den Geschwindigkeitsregler (24) erfolgt, wenn die Geschwindigkeitsvorgabe(vsoll) Null beträgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschwindigkeitsregler für eine Regelung auf Geschwindigkeiten unterhalb etwa 30 km/h, insbesondere für den Geländebetrieb, ausgelegt ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übergabe an einen zweiten Geschwindigkeitsregler (24) erfolgt, wenn die Geschwindigkeitsvorgabe (vsoll) einen Grenzwert, insbesondere 30 km/h, übersteigt.
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