DE102017205134A1 - Delay assistance system in a motor vehicle and method for controlling a corresponding deceleration assistance system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verzögerungsassistenzsystem und auf ein Verfahren zur Steuerung eines Verzögerungsassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug. Das Verzögerungssystem weist erfindungsgemäß folgende Komponenten auf:
- ein elektronisch steuerbares automatisiertes Getriebe,
- eine elektronische Steuereinheit zur Steuerung von Hoch- und Rückschaltvorgängen im Getriebe,
- ein Erfassungssystem zum Erkennen vorausliegender Ereignisse, die eine Reduzierung der aktuellen Geschwindigkeit auf eine reduzierte Zielgeschwindigkeit erfordern,
- eine Funktionseinheit zum Ermitteln einer Verzögerungsstrategie zur Reduzierung der Geschwindigkeit auf die Zielgeschwindigkeit insbesondere am Ort des vorausliegenden Ereignisses und zum Ausführen der Verzögerungsstrategie auch ohne Betätigung eines Bedienelements durch den Fahrer, wobei die Verzögerungsstrategie das Ausführen eines automatischen Rückschaltvorganges umfasst.
The invention relates to a deceleration assistance system and to a method for controlling a deceleration assistance system in a motor vehicle. The delay system according to the invention comprises the following components:
- an electronically controlled automated transmission,
an electronic control unit for controlling upshifts and downshifts in the transmission,
a detection system for detecting preceding events requiring a reduction in the current speed to a reduced target speed,
a functional unit for determining a deceleration strategy for reducing the speed to the target speed, in particular at the location of the preceding event, and for executing the deceleration strategy even without the operator actuating a control element, the deceleration strategy comprising performing an automatic downshift.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verzögerungsassistenzsystem in einem Kraftfahrzeug zur Ermittlung und Umsetzung einer Verzögerungsstrategie, sowie auf ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung eines Verzögerungsassistenzsystems.The invention relates to a deceleration assistance system in a motor vehicle for determining and implementing a deceleration strategy, and to a corresponding method for controlling a deceleration assistance system.
Im Sinne eines Verzögerungsassistenten sind bereits sogenannte Vorausschauassistenten bekannt, welche anhand von Navigationsdaten bestimmte Streckenabschnitte, welche eine Reduzierung der Geschwindigkeit erfordern, frühzeitig erkennen und darauf hinweisen können, so dass der Fahrer durch eine geeignete Bedienhandlung frühzeitig seine Geschwindigkeit reduzieren kann.In the sense of a delay assistant, so-called foresight assistants are already known which can use navigation data to recognize and point out certain sections of the route which require a reduction in speed, so that the driver can reduce his speed early by means of a suitable operator action.
Beispielsweise offenbart die
Der Grundgedanke beim Gegenstand der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verzögerungsassistenzsystem für Fahrzeuge bereitzustellen, welches im Hinblick auf Energieeffizienz, Komfort und Bauteilschutz weiter verbessert ist.The object of the invention is to provide a deceleration assistance system for vehicles, which is further improved in terms of energy efficiency, comfort and component protection.
Diese Aufgabe wird durch ein Verzögerungsassistenzsystem nach Patentanspruch 1 und durch ein entsprechendes Verfahren nach Patentanspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a delay assist system according to
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verzögerungsassistenzsystem und auf ein Verfahren zur Steuerung eines Verzögerungsassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug. Das Verzögerungssystem weist erfindungsgemäß folgende Komponenten auf:
- - ein elektronisch steuerbares automatisiertes Getriebe,
- - eine elektronische Steuereinheit zur Steuerung von Hoch- und Rückschaltvorgängen im Getriebe,
- - ein Erfassungssystem zum Erkennen vorausliegender Ereignisse, die eine Reduzierung der aktuellen Geschwindigkeit auf eine reduzierte Zielgeschwindigkeit erfordern,
- - eine Funktionseinheit zum Ermitteln einer Verzögerungsstrategie zur Reduzierung der Geschwindigkeit auf die Zielgeschwindigkeit insbesondere am Ort des vorausliegenden Ereignisses und zum Ausführen der Verzögerungsstrategie auch ohne Betätigung eines Bedienelements durch den Fahrer, wobei die Verzögerungsstrategie das Ausführen eines automatischen Rückschaltvorganges umfasst. Eine Rückschaltung bzw. Verzögerung sollte vorzugsweise nur dann gemacht werden, wenn der Fahrer das Fahrpedal nicht mehr betätigt; denn damit kann der Fahrer den Willen „auszurollen“ anzeigen.
- - an electronically controlled automated transmission,
- an electronic control unit for controlling upshifts and downshifts in the transmission,
- a detection system for detecting preceding events requiring a reduction in the current speed to a reduced target speed,
- a functional unit for determining a deceleration strategy for reducing the speed to the target speed, in particular at the location of the preceding event, and for executing the deceleration strategy even without the operator actuating a control element, the deceleration strategy comprising performing an automatic downshift. A downshift or deceleration should preferably be made only when the driver no longer actuates the accelerator pedal; because with it the driver can show the will to "roll out".
Vorzugsweise ist die Funktionseinheit zur Ausführung einer Verzögerungsstrategie, die nicht nur einen automatischen Rückschaltvorgang sondern auch einen zusätzlichen Verzögerungsbeitrag umfasst, derart ausgestaltet, dass der zusätzliche Verzögerungsbeitrag bei einem Kraftfahrzeug mit Rekuperationsmöglichkeit (z. B. mit einem als Generator betreibbaren Elektroantriebsmotor) und mit einem Bremssystem zumindest zum Teil durch das Bremssystem aufgebracht wird, wenn zuvor für eine vorgegebene Zeit und/oder für eine vorgegebene Anzahl von Verzögerungsvorgängen ausschließlich die Rekuperationsmöglichkeit eingesetzt wurde.Preferably, the functional unit for executing a deceleration strategy, which comprises not only an automatic downshift but also an additional deceleration contribution, is designed such that the additional deceleration contribution can be made in a motor vehicle with recuperation capability (eg with a generator drive electric motor) and with a braking system is at least partially applied by the brake system, if only the Rekuperationsmöglichkeit was previously used for a predetermined time and / or for a predetermined number of deceleration processes.
Der Erfindung liegen folgende Überlegungen und Erkenntnisse zugrunde:The invention is based on the following considerations and findings:
Mit Fokus auf einen möglichst geringen Verschleiß der Bremskomponenten ist es sinnvoll die Motorbremswirkung beim Bremsvorgang zu nutzen. Bei Fahrzeugen mit manuellen Getrieben wird dies durch das Schaltverhalten des Fahrers bestimmt. Bei Fahrzeugen mit Automatikgetrieben soll die Motorbremswirkung ebenfalls genutzt werden, weswegen es verschiedene Ansätze gibt, den Bremswunsch des Fahrers zu detektieren und das Schaltverhalten des Getriebes entsprechend anzupassenWith a focus on the lowest possible wear of the brake components, it makes sense to use the engine braking effect during braking. For vehicles with manual transmissions, this is determined by the driver's shift behavior. In vehicles with automatic transmissions, the engine braking effect should also be used, which is why there are different approaches to detect the driver's braking request and adjust the gear shift behavior accordingly
Nachteile des Standes der Technik: Disadvantages of the prior art:
- - Bisher ist stets eine manuelle Aktion des Fahrers vorgesehen, um dem Fahrzeug bzw. dem Getriebesteuergerät den Bremswunsch mitzuteilen.- So far, a manual action of the driver is always provided to notify the vehicle or the transmission control unit the braking request.
- - Unkomfortabel für den Fahrer, da er stets die Bremse bis zum Stillstand betätigen muss.- Uncomfortable for the driver as he always has to apply the brake to a stop.
- - Nur geringe Ausnutzung der Motorbremswirkung bei aktuellen Automatikfahrzeugen.- Only low utilization of the engine braking effect in current automatic vehicles.
- - Erhöhter Bremsverschleiß.- Increased brake wear.
- - Überwachung der Fahrzeugumgebung wird derzeit nicht in die Automatikgetriebe-Steuerung eingebunden.- Monitoring the vehicle environment is currently not included in the automatic transmission control.
- - Teilweise ungünstige Schaltvorgänge, da zukünftige Handlungen nicht vorhergesehen werden.- Partly unfavorable switching operations, as future actions are not anticipated.
Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Motorbremswirkung von Automatikfahrzeugen beim Bremsvorgang stärker zu nutzen. Dies soll von äußeren Parametern abhängig sein und nicht ausschließlich von der Aktion des Fahrers. Zu diesem Zweck wird über geeignete Sensoren, z.B. eine Kamera oder intelligente Navigationssysteme wie sie für bekannte Verzögerungsassistenzsysteme bereits grundsätzlich verwendet werden, die Fahrzeugumgebung überwacht. Alternative Systeme zur Detektion der Fahrzeugumgebung können, je nach Ausstattung des Fahrzeugs, auch Radar, Laserscanner oder das iCam-System sein.Therefore, the invention proposes to make better use of the engine braking effect of automatic vehicles during the braking process. This should be dependent on external parameters and not exclusively on the action of the driver. For this purpose, suitable sensors, e.g. a camera or intelligent navigation systems, which are already used in principle for known deceleration assistance systems, monitors the vehicle environment. Depending on the equipment of the vehicle, alternative systems for detecting the vehicle environment may also be radar, laser scanner or the iCam system.
In der Fahrzeugumgebung sind unterschiedliche Ziele relevant, z.B. rote Ampeln oder auch der Verkehr in der unmittelbaren Fahrzeugumgebung.In the vehicle environment, different goals are relevant, e.g. red traffic lights or traffic in the immediate vicinity of the vehicle.
Zur Überwachung werden insbesondere die eigene Geschwindigkeitssituation, der Abstand zum Ziel sowie die Geschwindigkeit des Ziels berücksichtigt. Die Informationen werden an eine Funktionslogik (Funktionseinheit) des Steuergeräts übergeben, die hieraus die optimale Verzögerung sowie den optimalen Verzögerungszeitpunkt errechnet. Dies kann entsprechend des Getriebekonzepts erfolgen. Zur Detektion des Fahrerwunsches soll vorzugsweise außerdem eine Kopplung an die Fahrpedalstellung erfolgen.In particular, one's own speed situation, the distance to the destination and the speed of the destination are taken into account for monitoring. The information is transferred to a function logic (functional unit) of the control unit, which calculates the optimum delay and the optimal delay time from this. This can be done according to the transmission concept. To detect the driver's request should also preferably be made a coupling to the accelerator pedal position.
Im Anschluss wird das Getriebe über dessen elektronische Getriebesteuerung so angesteuert, dass die Motorbremswirkung für den Bremsvorgang genutzt wird. Dabei wird das Ziel verfolgt, dass der Fahrer das Bremspedal nicht betätigen muss. Dazu kann auch eine Prädiktion des Vorderfahrzeugs eingesetzt werden.Subsequently, the transmission is controlled via the electronic transmission control so that the engine braking effect is used for the braking process. The goal is that the driver does not have to press the brake pedal. For this purpose, a prediction of the vehicle in front can also be used.
Eine automatische Bremsung zum Vorderfahrzeug wird bereits im Rahmen von ACC (Active Cruise Control) eingesetzt. Damit sind in diesen Fahrzeugen sowohl die Technik wie auch die Sensorik vorhanden. Allerdings wird dabei auch das Bremssystem beeinflusst, was in der hier erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung nicht zwangsweise der Fall sein soll. Dennoch ist auch eine Kopplung an das Fahrerassistenzsystem denkbar.An automatic braking to the front vehicle is already used in the context of ACC (Active Cruise Control). Thus, both the technology and the sensors are present in these vehicles. However, this also affects the braking system, which should not necessarily be the case in the solution proposed here according to the invention. Nevertheless, a coupling to the driver assistance system is conceivable.
Bei Elektrofahrzeugen ergibt sich ein spezieller vorteilhafter Anwendungsfall. Hierbei kommt es regelmäßig vor, dass die Bremsen einrosten, da kaum noch manuell gebremst wird. Dies lässt sich darauf zurückführen, dass möglichst viel Energie wiedergewonnen werden soll, weswegen das vorhandene Rekuperations-System entsprechend ausgelegt ist. Dies hat zur Folge, dass die Bremswirkung des Rekuperations-Systems in der Regel stark genug ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern, ohne dass manuelles Bremsen erforderlich ist. Hier könnte die vorgeschlagene Lösung beispielsweise in vorteilhafter Weise in das Rekuperations-System eingreifen und dessen Bremswirkung etwas reduzieren, um ein Einrosten der Bremsen zu verhindern. Weiterhin kann die Rekuperationsstärke auf das Bremsziel angepasst werden, um den Fahrer weiter zu entlasten. Denn bei Elektrofahrzeugen kann es sogar sein, dass sie für das Bremsziel zu stark verzögern und der Fahrer dadurch auf dem Fahrpedal bleiben muss.In electric vehicles, there is a special advantageous application. Here it happens regularly that the brakes rust, as it is hardly braked manually. This can be attributed to the fact that as much energy as possible should be recovered, which is why the existing recuperation system is designed accordingly. This has the consequence that the braking effect of the recuperation system is usually strong enough to reduce the vehicle speed without manual braking is required. Here, the proposed solution could, for example, engage in an advantageous manner in the recuperation system and reduce its braking effect something to prevent rusting of the brakes. Furthermore, the Rekuperationsstärke can be adapted to the braking target to further relieve the driver. Because with electric vehicles, it may even be that they delay too much for the braking target and the driver must therefore remain on the accelerator pedal.
Vorteile der Erfindung:Advantages of the invention:
- - Bessere Ausnutzung der Motobremswirkung- Better utilization of the motor braking effect
- - Weniger Verschleiß der Bremsen- Less wear of the brakes
- - Weniger Fahreraktion notwendig- Less driver action necessary
- - Sinnvollere, situationsangepasste Schaltvorgänge- More meaningful, situation-adapted switching operations
- - Vermeidung von einrostenden Bremsen bei Elektrofahrzeugen- Prevention of rusting brakes in electric vehicles
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dazu ist in der Zeichnung ein Überblick über eine für die Erfindung vorteilhafte Gesamtanordnung dargestellt.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. For this purpose, an overview of an advantageous for the invention overall arrangement is shown in the drawing.
Sie zeigt eine Vorrichtung zum Steuern eines automatisierten Getriebes, z.B. eines Automatikgetriebes 4, für ein Kraftfahrzeug mit einer Wähleinrichtung 1 in Form eines nicht dargestellten Wählhebels, der in mindestens einer Gasse (erste Gasse) zur Festlegung der in einem Automatikmodus A einstellbaren Fahrstufen P, R, N, und D bewegbar ist. Die Wähleinrichtung 1 kann auch als elektronischer Getriebeschalter ausgebildet sein. Im dargestellten Beispiel kann zur Umschaltung in einen Manuellmodus M die Wähleinrichtung 1 zumindest in eine zweite Gasse bewegt werden, in der mit einem Hoch- und Rückschalttaster die Gänge des Getriebes stufenweise manuell hoch- oder rückschaltbar sein können. Die Erfindung ist bevorzugt in Stellung D des Automatikmodus A anwendbar.It shows a device for controlling an automated transmission, such as an
Weiterhin ist ein Erfassungssystem 2 zum Erkennen vorausliegender Ereignisse S1, S2 und S3 vorgesehen, die eine Reduzierung der aktuellen Geschwindigkeit v auf eine reduzierte Zielgeschwindigkeit v1, v2 oder v3 erfordern. Ein Ereignis S1 kann beispielsweise eine Umschaltung einer nahenden Ampel auf Rot sein. Ein Ereignis S2 kann beispielsweise eine nahende Reduzierung der erlaubten Höchstgeschwindigkeit sein. Ein Ereignis S3 kann beispielsweise eine nahende Folgefahrt hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug mit niedrigerer Geschwindigkeit v3 sein.Furthermore, a
Die relevanten vorausliegenden Ereignisse, welche eine Reduzierung der Geschwindigkeit erfordern, können beispielsweise aus Kartendaten eines Navigationssystems und/oder mittels Bildverarbeitung einer vorausschauenden Sensorik und/oder mittels einer Car-to-X-Kommunikationseinheit durch Empfangen relevanter Daten von anderen Fahrzeugen oder von Verkehrszeichen oder Verkehrsleitsystemen erkannt werden. Bei den vorausliegenden Ereignissen kann es sich beispielsweise um temporäre oder dauerhafte Geschwindigkeitsbegrenzungen handeln, welche entweder direkt auf einem Verkehrszeichen angegeben sind, oder aufgrund der allgemeinen Verkehrsregeln daraus abzuleiten sind (z. B. gilt in Deutschland bei einer Orts-Durchfahrt eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf 50 km/h). Ebenso kann es sich um Abbiege-Situationen (z. B. an Kreuzungen oder bei Autobahnausfahrten), Kreisverkehre oder Kurven handeln. Die für die Verzögerungsstrategie maßgebliche Zielgeschwindigkeit am Ort des vorausliegenden Ereignisses kann entweder die tatsächlich vorgegebene oder der Situation geschuldete Geschwindigkeitsbegrenzung, oder eine von der vorgegebenen oder der Situation geschuldeten Geschwindigkeitsbegrenzung um einen vorgegebenen Betrag nach oben oder unten abweichende Geschwindigkeit sein.The relevant events lying ahead, which require a reduction of the speed, can for example consist of map data of a navigation system and / or by means of image processing of a forward-looking sensor system and / or by means of a car-to-X communication unit by receiving relevant data from other vehicles or traffic signs or traffic guidance systems be recognized. For example, the preceding events may be temporary or permanent speed limits, which are either indicated directly on a traffic sign, or derive therefrom on the basis of the general traffic rules (eg in Germany, a speed limit of 50 km applies to a local transit /H). These may also be turn-off situations (eg at intersections or motorway exits), roundabouts or curves. The target speed for the deceleration strategy at the location of the preceding event may be either the speed limit actually imposed or due to the situation, or a speed limit imposed by the given or the situation, up or down by a predetermined amount.
Weiterhin ist ein elektronisches Steuergerät 3 vorhanden, das verschiedene Eingangssignale erhält, wie z. B. die Position des Fahrpedals FP, die Position des Bremspedals BP, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v, Informationen des Erfassungssystems 2 und Signale der Wähleinrichtung 1. Abhängig von diesen Eingangssignalen werden mittels einer programmierten Schaltlogik die Stellelemente des Automatikgetriebes 4 zum Wechseln und Einlegen vorgegebener Gänge angesteuert. Die Gangwechselsteuerung findet grundsätzlich in an sich bekannter Weise durch ein im Steuergerät 3 abgelegtes Computer-Programm statt. Zusätzlich oder alternativ könnten bei E-Antrieben auch Rekuperationsmöglichkeiten genutzt werden.Furthermore, an
Das mit der Erfindung ausgestattete Kraftfahrzeug umfasst hier weiterhin ein an sich bekanntes elektronisch steuerbares Bremssystem 6 und einen als Generator betreibbaren Elektromotor als Rekuperationsmöglichkeit 5.The motor vehicle equipped with the invention further comprises a per se known electronically
Erfindungsgemäß werden insbesondere durch geeignete Programmierung einer Funktionseinheit 3.1, die vorzugsweise im Steuergerät 3 integriert ist, folgenden Schritte durchgeführt:
- - Erkennen vorausliegender Ereignisse S1, S2 oder S3, die eine Reduzierung der aktuellen Geschwindigkeit v auf eine reduzierte Zielgeschwindigkeit v1, v2 oder v3 erfordern,
- - Ermitteln einer Verzögerungsstrategie zur Reduzierung der Geschwindigkeit v auf die Zielgeschwindigkeit v1, v2 oder v3 und Ausführen der Verzögerungsstrategie auch ohne Betätigung zumindest des Bremspedals BP durch den Fahrer, wobei die Verzögerungsstrategie das Ausführen eines automatischen Rückschaltvorganges durch Ansteuerung des elektronisch steuerbaren automatisierten Getriebes 4 umfasst und
- - im Falle einer Verzögerungsstrategie, die nicht nur einen automatischen Rückschaltvorgang sondern auch einen zusätzlichen Verzögerungsbeitrag da erfordert, Aufbringen des zusätzlichen Verzögerungsbeitrags da zumindest zum Teil durch
das Bremssystem 6, wenn zuvor für eine vorgegebene Zeit und/oder für eine vorgegebene Anzahl von Verzögerungsvorgängen ausschließlich dieRekuperationsmöglichkeit 5 eingesetzt wurde.
- Detecting preceding events S1, S2 or S3 which require a reduction of the current speed v to a reduced target speed v1, v2 or v3,
- Determining a deceleration strategy for reducing the speed v to the target speed v1, v2 or v3 and executing the deceleration strategy even without operating at least the brake pedal BP by the driver, the deceleration strategy comprising performing an automatic downshift by driving the electronically controllable
automated transmission 4 and - in the case of a delay strategy which requires not only an automatic downshift but also an additional delay contribution thereto, applying the additional deceleration contribution there at least in part by the
brake system 6, if only for a given time and / or for a predetermined number of deceleration processesRekuperationsmöglichkeit 5 was used.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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