DE102020115234A1 - Guided rule exit with ASR implemented as a distributed function - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum geführten Regelausstieg bei als verteilter Funktion realisierter ASR in einem Kraftfahrzeug.The present invention relates to a method and a device for the guided control exit in the case of an ASR implemented as a distributed function in a motor vehicle.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum geführten Regelausstieg bei als verteilter Funktion realisierter ASR in einem Kraftfahrzeug.The present invention relates to a method and a device for the guided control exit in the case of an ASR implemented as a distributed function in a motor vehicle.
Die Antriebsschlupfregelung (ASR) ist in heutigen Kraftfahrzeugen meist als Funktionsmodul im Bremsensteuergerät oder als eine auf das Bremsensteuergerät und mindestens ein weiteres Steuergerät verteilte Funktion ausgeführt. Weitere Steuergeräte müssen nicht zwingend Motor-/ Antriebssteuergeräte sein, sondern können z.B. auch Zentralrechner sein. Bei der Verteilung der ASR auf mehrere Steuergeräte können auch Fahrzeugkonzepte berücksichtigt werden, bei denen mehrere Achsen über mechanisch nicht gekoppelte Maschinen angetrieben werden, oder auch entweder einzelne Achsen oder mehrere mechanisch gekoppelte Achsen von mehreren Maschinen angetrieben werden. Im Bremsensteuergerät wird der situationsabhängig maximal zulässige Antriebsschlupf ermittelt, welcher auf zwei unterschiedliche Weisen eingeregelt werden kann:
- a) in einem Regler im Bremsensteuergerät wird ein einzuregelndes Sollmoment ermittelt, welches vom Bremsensteuergerät dem Antriebssteuergerät über eine Schnittstelle vorgegeben wird; oder
- b) im Bremsensteuergerät werden maximale Achsdrehzahlen ermittelt, welche mindestens einem weiteren Steuergerät über eine oder mehrere Schnittstellen vorgegeben werden. In einem Regler auf diesem oder diesen Steuergerät(en) wird aus der vorgegebenen maximalen Achsdrehzahl ein Antriebs-Sollmoment ermittelt, welches entweder direkt umgesetzt oder über weitere Schnittstellen dem Antriebssteuergerät vorgegeben wird.
- a) in a regulator in the brake control device, a setpoint torque to be regulated is determined, which is specified by the brake control device to the drive control device via an interface; or
- b) in the brake control device, maximum axle speeds are determined, which are specified to at least one further control device via one or more interfaces. In a controller on this or these control device (s), a drive target torque is determined from the specified maximum axle speed, which is either implemented directly or is specified to the drive control device via further interfaces.
Im Laufe einer aktiven Antriebsschlupfregelung können Situationen auftreten, in denen das durch den Regler ermittelte Motor-Sollmoment für längere Zeit zu gering ist und dadurch der Antriebsschupf an den Rädern deutlich geringer ausfällt, als der maximal zulässige Antriebsschlupf (= Unterschlupfphase). Dies führt zu einer schlechten Traktion bzw. zu einem Fahrgefühl, bei dem der Fahrzeugführer sich von der ASR unnötig eingeregelt fühlt.In the course of active traction control, situations can arise in which the target engine torque determined by the controller is too low for a longer period of time and the drive slip on the wheels is therefore significantly lower than the maximum permissible drive slip (= slip phase). This leads to poor traction or to a driving experience in which the vehicle driver feels unnecessarily regulated by the ASR.
Die Ursache für diese Situationen liegt meist darin, dass schnelle Änderungen in der Regelstrecke auftreten und der Regler aufgrund seiner begrenzten Dynamik ohne weitere Maßnahmen nicht schnell genug reagieren kann. Eine Änderung in der Regelstrecke kann z.B. durch einen abrupten Wechsel des Fahrbahnreibwerts auftreten.The cause of these situations is usually that rapid changes occur in the controlled system and, due to its limited dynamics, the controller cannot react quickly enough without further measures. A change in the controlled system can occur, for example, as a result of an abrupt change in the road surface coefficient of friction.
Um Unterschlupfphasen zeitlich möglichst stark zu begrenzen, wird eine Situationserkennung im Bremsensteuergerät verwendet, über die eine gesteuerte Anhebung des vom Regler ermittelten Sollmomentes ausgelöst wird.In order to limit the time of hiding as much as possible, a situation recognition system is used in the brake control device, via which a controlled increase in the setpoint torque determined by the controller is triggered.
Um in Situationen mit schnellen Änderungen in der Regelstrecke Unterschlupfphasen zeitlich möglichst stark zu begrenzen, können Logiken zur Erkennung dieser Situationen und zur bedarfsgerechten, gesteuerten Anhebung des Sollmomentes implementiert werden. Die Implementierung auf einem antriebsnahen Steuergerät stellt in der Regel einen hohen Aufwand bzw. Doppelaufwand dar, da Eingangssignale für die Situationserkennung zwar im Bremsensteuergerät zur Verfügung stehen, jedoch oftmals nicht in dem antriebsnahen Steuergerät. Zumeist müssen zusätzliche Eingangssignale für das antriebsnahe Steuergerät vorgesehen werden, was die Komplexität der Vernetzung und die Last des Signal-Busses erhöht.In order to limit the time of hiding phases as much as possible in situations with rapid changes in the controlled system, logics can be implemented to recognize these situations and to increase the target torque in a controlled manner as required. The implementation on a drive-related control device usually represents a high outlay or duplication of effort, since input signals for situation detection are available in the brake control device, but often not in the drive-related control device. In most cases, additional input signals have to be provided for the control unit close to the drive, which increases the complexity of the networking and the load on the signal bus.
In
Aus der
Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Vorrichtungen und Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen bei als verteilte Funktion realisierter ASR Unterschlupfphasen minimiert werden und die Bus-Last im System vermindert wird.Against this background, the invention has set itself the task of providing devices and methods with which hide phases are minimized and the bus load in the system is reduced in the case of ASR implemented as a distributed function.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.The object is achieved according to the invention by a method with the features of claim 1 and a device with the features of claim 7. Refinements and developments of the invention emerge from the dependent claims and the description.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Antriebsschlupfregelung (ASR) in einem Kraftfahrzeug, bei dem ein Bremsensteuergerät den Schlupf mindestens eines angetriebenen Rades des Kraftfahrzeugs ermittelt und bei Erkennen einer Unterschlupfphase ein Signal an ein Antriebssteuergerät des Kraftfahrzeugs übermittelt, welches dieses veranlasst, das Antriebsmoment mit einem Gradienten zu erhöhen, der einen vom Bremsensteuergerät vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet, bis entweder das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs angeforderte Antriebsmoment erreicht wird oder die Drehzahl des mindestens einen angetriebenen Rades einen in dem Antriebssteuergerät vorgegebenen Maximalwert erreicht.The invention relates to a method for traction control (ASR) in one Motor vehicle in which a brake control device determines the slip of at least one driven wheel of the motor vehicle and, when a hiding phase is detected, transmits a signal to a drive control device of the motor vehicle, which causes it to increase the drive torque with a gradient that does not exceed a maximum value specified by the brake control device, until either the drive torque requested by a driver of the motor vehicle is reached or the speed of the at least one driven wheel reaches a maximum value specified in the drive control device.
In einer Ausführungsform wird der vom Bremsensteuergerät vorgegebene Maximalwert des Gradienten in Abhängigkeit mindestens einer Fahrzustandsgröße des Kraftfahrzeugs festgelegt. Die Fahrzustandsgröße umfasst in einer Ausführungsform mindestens eine Gierratenabweichung aus einem Fahrzeugregler des Bremsensteuergeräts. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fahrzustandsgröße ein aktuelles Summenantriebsmoment des Kraftfahrzeugs. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fahrzustandsgröße eine Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fahrzustandsgröße eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs. In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst die Fahrzustandsgröße eine aktuelle Reibwertausnutzung in Querrichtung des Kraftfahrzeugs.In one embodiment, the maximum value of the gradient predetermined by the brake control device is defined as a function of at least one driving state variable of the motor vehicle. In one embodiment, the driving state variable comprises at least one yaw rate deviation from a vehicle controller of the brake control device. In a further embodiment, the driving state variable comprises a current total drive torque of the motor vehicle. In a further embodiment, the driving state variable comprises a longitudinal speed of the motor vehicle. In a further embodiment, the driving state variable comprises a transverse acceleration of the motor vehicle. In yet another embodiment, the driving state variable includes a current coefficient of friction utilization in the transverse direction of the motor vehicle.
Bei der Realisierung der ASR als verteilte Funktion erfolgt die Erkennung von Unterschlupfphasen weiterhin im Bremsensteuergerät. Dabei wird während einer aktiven Antriebsschlupfregelung der Antriebsschlupf kontinuierlich mit dem maximal zulässigen Antriebsschlupf verglichen. Dabei werden entweder der gemessene Antriebsschlupf oder die ermittelte, prozentuale Schlupfausnutzung über einen Tiefpassfilter gefiltert. Unterschreitet die prozentuale Ausnutzung des maximal zulässigen Antriebsschlupfes für einen vorgegebenen Zeitraum einen vorgegebenen Grenzwert, so wird durch ein Signal vom Bremsensteuergerät in dem Steuergerät oder den Steuergeräten, die das Antriebs-Sollmoment aus vorgegebenen maximalen Achsdrehzahlen ermitteln, ein Ausstieg aus der aktiven Antriebsschlupfregelung initiiert. Dabei wird auf dem aktuellen Momenten-Arbeitspunkt des Reglers aufgesetzt und das auf das Rad wirkende Antriebsmoment wird so lange erhöht, bis entweder das Fahrerwunschmoment erreicht wird oder die Drehzahl der Antriebsräder die maximale Sollvorgabe erreicht, wobei während der Erhöhung der Gradient des Antriebsmoments einen vom Bremsensteuergerät vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet. Der Antrieb versucht, diesem Maximalwert möglichst nahe zu kommen.When the ASR is implemented as a distributed function, the detection of hiding phases is still carried out in the brake control unit. During an active traction control, the traction slip is continuously compared with the maximum permissible traction slip. Either the measured drive slip or the determined percentage slip utilization are filtered using a low-pass filter. If the percentage utilization of the maximum permissible drive slip for a given period of time falls below a given limit value, a signal from the brake control unit in the control unit or the control units that determine the target drive torque from given maximum axle speeds initiates an exit from the active traction control system. The current torque operating point of the controller is used as a basis and the drive torque acting on the wheel is increased until either the torque requested by the driver is reached or the speed of the drive wheels reaches the maximum target value, with one from the brake control unit during the increase in the gradient of the drive torque does not exceed the specified maximum value. The drive tries to come as close as possible to this maximum value.
Der Maximalwert für den Momentengradienten wird über ein Kennfeld ermittelt, in dem ein aktuelles Summenantriebsmoment auf Radebene, d.h. die Summe der auf die angetriebenen Räder wirkenden Antriebsmomente, und ein Fahrzustands-Index die Eingangsgrößen bilden. Der Fahrzustands-Index wird aus dem Maximum der Ausgänge weiterer Kennfelder gebildet. In diese Kennfelder gehen die Längsgeschwindigkeit und Querbeschleunigung des Fahrzeugs sowie interne Größen des Bremsensteuergerätes zum aktuellen Über- und Untersteuerverhalten des Fahrzeuges, sowie zum Maß der aktuellen Reibwertausnutzung in Fahrzeugquerrichtung mit ein.The maximum value for the torque gradient is determined using a map in which a current total drive torque at wheel level, i.e. the sum of the drive torques acting on the driven wheels, and a driving status index form the input variables. The driving status index is formed from the maximum of the outputs of further maps. The longitudinal speed and lateral acceleration of the vehicle as well as internal parameters of the brake control unit for the current oversteer and understeer behavior of the vehicle and the extent of the current utilization of the coefficient of friction in the transverse direction of the vehicle are included in these maps.
In einer Ausführungsform geht in den Fahrzustands-Index mindestens eine Gierratenabweichung des Kraftfahrzeugs ein, welche im ESP ermittelt wird. Dazu wird über ein Modell eine Soll-Gierrate bestimmt (die Gierrate entspricht der Gierwinkelgeschwindigkeit). Dabei gehen unter anderem Lenkwinkel, Längsgeschwindigkeit und Querbeschleunigung des Fahrzeugs, sowie Fahrzeugmodellgrößen mit ein. Die Gierratenabweichung ist die Differenz zwischen der Soll-Gierrate und der gemessenen Ist-Gierrate. Über den Fahrstabilitätsregler wird die Abweichung der Ist-Gierrate zu einer Soll-Gierrate in definiertem Maße ausgeregelt, wozu überwiegend Bremseneingriffe und Reduktionen der Antriebsleistung verwendet werden.In one embodiment, at least one yaw rate deviation of the motor vehicle, which is determined in the ESP, is included in the driving condition index. For this purpose, a target yaw rate is determined using a model (the yaw rate corresponds to the yaw angular velocity). This includes steering angle, longitudinal speed and lateral acceleration of the vehicle, as well as vehicle model sizes. The yaw rate deviation is the difference between the target yaw rate and the measured actual yaw rate. The deviation of the actual yaw rate from a target yaw rate is regulated to a defined extent via the driving stability controller, for which mainly braking interventions and reductions in drive power are used.
In einer weiteren Ausführungsform geht in den Fahrzustands-Index eine Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ein.In a further embodiment, a longitudinal speed of the motor vehicle is included in the driving state index.
In einer weiteren Ausführungsform geht in den Fahrzustands-Index eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs ein.In a further embodiment, a transverse acceleration of the motor vehicle is included in the driving state index.
In einer weiteren Ausführungsform geht in den Fahrzustands-Index der ausgenutzte Reibwert in Fahrzeug-Querrichtung ein.In a further embodiment, the utilized coefficient of friction in the transverse direction of the vehicle is included in the driving condition index.
In einer Ausführungsform werden für den Fahrzustands-Index eine Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Querbeschleunigung und zwei verschiedene Gierratenabweichungen zur Charakterisierung von Unter- und Übersteuern verwendet.In one embodiment, a longitudinal speed of the vehicle, a lateral acceleration and two different yaw rate deviations are used to characterize understeer and oversteer for the driving condition index.
In einer anderen Ausführungsform werden eine Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Querbeschleunigung und ein Indikator für den ausgenutzten Reibwert in Fahrzeug-Querrichtung verwendet.In another embodiment, a longitudinal speed of the vehicle, a transverse acceleration and an indicator for the utilized coefficient of friction in the transverse direction of the vehicle are used.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Antriebsschlupfregelung (ASR) in einem Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung umfasst mindestens ein Bremsensteuergerät und mindestens ein Antriebssteuergerät, die dafür eingerichtet sind, Daten untereinander auszutauschen.The invention also relates to a device for traction control (ASR) in a motor vehicle. The device comprises at least one brake control device and at least one drive control device, which are set up to exchange data with one another.
Erfindungsgemäß ist das mindestens eine Bremsensteuergerät dafür eingerichtet, den Schlupf mindestens eines angetriebenen Rades des Kraftfahrzeugs zu überwachen, eine Unterschlupfphase zu erkennen, und bei Erkennen einer Unterschlupfphase ein Signal an das mindestens eine Antriebssteuergerät zu übermitteln und dem mindestens einen Antriebssteuergerät einen Maximalwert für einen Antriebsmoment-Gradienten vorzugeben.According to the invention, the at least one brake control device is set up to monitor the slip of at least one driven wheel of the motor vehicle, to detect a hiding phase, and when a hiding phase is detected to transmit a signal to the at least one drive control device and to transmit a maximum value for a drive torque to the at least one drive control device. Specify gradients.
Das mindestens eine Antriebssteuergerät ist erfindungsgemäß dafür eingerichtet, eine aktive Antriebsschlupfregelung durchzuführen und bei Empfang des Signals von dem mindestens einen Bremsensteuergerät die aktive Antriebsschlupfregelung einzustellen und das Antriebsmoment gemäß dem von dem mindestens einen Bremsensteuergerät vorgegebenen Gradienten zu erhöhen, bis entweder das von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs angeforderte Antriebsmoment erreicht wird oder die Drehzahl des mindestens einen angetriebenen Rades einen in dem mindestens einen Antriebssteuergerät vorgegebenen Maximalwert erreicht.According to the invention, the at least one drive control device is set up to carry out active traction control and, upon receipt of the signal from the at least one brake control device, to set the active traction control and to increase the drive torque according to the gradient specified by the at least one brake control unit until either that of a driver of the motor vehicle requested drive torque is reached or the speed of the at least one driven wheel reaches a maximum value predetermined in the at least one drive control device.
In einer Ausführungsform ist das mindestens ein Bremsensteuergerät dafür eingerichtet, den Maximalwert des Antriebsmoment-Gradienten in Abhängigkeit mindestens einer Fahrzustandsgröße des Kraftfahrzeugs zu ermitteln. In einer Ausführungsform umfasst die mindestens eine Fahrzustandsgröße eine Gierratenabweichung aus einem Fahrzeugregler des Bremsensteuergeräts, ein aktuelles Summenantriebsmoment des Kraftfahrzeugs, eine Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs.In one embodiment, the at least one brake control device is set up to determine the maximum value of the drive torque gradient as a function of at least one driving state variable of the motor vehicle. In one embodiment, the at least one driving state variable comprises a yaw rate deviation from a vehicle controller of the brake control device, a current total drive torque of the motor vehicle, a longitudinal speed of the motor vehicle and / or a transverse acceleration of the motor vehicle.
Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Lösung zählt, dass sich der Aufwand zur Funktionsentwicklung und Vernetzung verringert und auch die Bus-Last deutlich reduziert wird. Außerdem wird über die Vorgabe eines wie beschrieben geformten Maximalwerts des Momentengradienten für den geführten Ausstieg aus der Antriebsschlupfregelung in Abhängigkeit von der Fahrsituation eine sowohl dynamische und harmonische, als auch durch den Fahrer gut beherrschbare Zugabe des Antriebsmomentes vorgegeben.One of the advantages of the solution according to the invention is that the effort for function development and networking is reduced and the bus load is also significantly reduced. In addition, by specifying a maximum value of the torque gradient shaped as described for the guided exit from the traction control system, depending on the driving situation, a dynamic and harmonious addition of the drive torque that can be easily controlled by the driver is specified.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung. Es versteht sich, dass die vor anstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.Further advantages and configurations of the invention emerge from the description. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
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