DE102022108967A1

DE102022108967A1 - Ein fahrzeugbasierter algorithmus zur ermittlung der optimalen verstärkung der anhängerbremse

Info

Publication number: DE102022108967A1
Application number: DE102022108967.3A
Authority: DE
Inventors: Avesta Goodarzi; Hasan Alper Hepguvendik; Patrick G. DiGioacchino
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2022-04-12
Publication date: 2022-12-01
Also published as: CN115402279B; US11891038B2; US20220379853A1; CN115402279A

Abstract

Verfahren zum Finden einer optimalen Anhängerverstärkung, umfassend: Aufbringen von Anhängerbremsimpulsen an einen Anhänger, während ein Fahrzeug im Leerlauf fährt, unter Verwendung einer Anhängerbremse eines Anhängers, wobei der Anhänger an das Fahrzeug gekoppelt ist; Überwachen einer durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs und der Anhängerbremsverstärkung der an den Anhänger angelegten Anhängerbremsimpulse, während das Fahrzeug im Leerlauf fährt, Erzeugen eines Diagramms der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs gegenüber der Anhängerbremsverstärkung, wobei das Diagramm eine Kurve enthält, die eine Beziehung zwischen der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs und der Anhängerbremsverstärkung der Anhängerbremsimpulse veranschaulicht, die an den Anhänger aufgebracht werden, während das Fahrzeug im Leerlauf fährt, und Auffinden eines Knickpunkts der Kurve in dem Diagramm, um eine optimale Anhängerbremsverstärkung zu bestimmen.

Description

EINFÜHRUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Fahrzeuganhänger und insbesondere auf einen fahrzeugbasierten Algorithmus zur Ermittlung der optimalen Verstärkung der Anhängerbremse.
Die manuelle Einstellung der Anhängerverstärkung kann die Lebensdauer der Reifen und Bremsen des Anhängers verkürzen. Außerdem ist die manuelle Einstellung der Anhängerverstärkung keine leichte Aufgabe. Bei drahtlosen Sensoren kann es außerdem Probleme mit der Konnektivität und Zuverlässigkeit geben. Daher muss eine Methode entwickelt werden, die ausschließlich Fahrzeugdaten verwendet, ohne dass zusätzliche Hardware am Anhänger erforderlich ist, um die optimale Verstärkung des Anhängers schnell und genau zu ermitteln.
BESCHREIBUNG
Zu diesem Zweck beschreibt die vorliegende Offenlegung einen Algorithmus zur Ermittlung der Anhängerbremsverstärkung, der ausschließlich auf verfügbaren Fahrzeugdaten beruht, ohne dass irgendeine Art von Messung auf der Anhängerseite erforderlich ist. Bei diesem Verfahren fährt der Fahrzeugführer in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich geradeaus und aktiviert das fahrzeugbasierte automatische Verstärkungsskalierungssystem, während das Fahrzeug ausrollt. Das System wendet automatisch zwei oder mehr Anhängerbremsimpulse an, und durch die Analyse der verfügbaren Fahrzeugdaten auf dem CAN-Bus ist die Fahrzeugverzögerung in der Lage, die optimale Anhängerverstärkung genau zu finden. Der Algorithmus analysiert die Fahrzeugverzögerung während der Einstellung der Anhängerverstärkung, bestimmt optimale Mittelungsfenster, hebt die Auswirkungen des Einschwingverhaltens auf und berechnet die optimierten durchschnittlichen Verzögerungen. Der Algorithmus wählt auch die optimale Schrittgröße für die Verstärkungssuche während der Einstellung der Anhängerverstärkung, um die Genauigkeit der Verstärkungssuche zu verbessern, die Anzahl der erforderlichen Anhängerbremsimpulse zu minimieren und die Dauer der Verstärkungseinstellung zu verkürzen.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung einer optimalen Bremsverstärkung. In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren das Aufbringen von Anhängerbremsimpulsen an einen Anhänger, während ein Fahrzeug im Leerlauf fährt, wobei der Anhänger an das Fahrzeug gekoppelt ist, der Anhänger eine Anhängerbremse aufweist, jeder der Anhängerbremsimpulse eine Aktivierungsbremszeit und eine Anhängerbremsverstärkung aufweist, die Anhängerbremse von einer Anhängerbremsensteuerung angewiesen wird, die Anhängerbremsimpulse anzulegen, und die Anhängerbremsverstärkung proportional zu einem Betrag der von der Anhängerbremse auf den Anhänger ausgeübten Bremskraft ist, die Anhängerbremse von einer Anhängerbremsensteuerung angewiesen wird, Anhängerbremsimpulse anzulegen; Überwachen einer durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs und der Anhängerbremsverstärkung der Anhängerbremsimpulse, die an den Anhänger angelegt werden, während das Fahrzeug ausrollt; Erzeugen eines Diagramms der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs gegenüber der Anhängerbremsverstärkung, wobei das Diagramm eine Kurve enthält, die eine Beziehung zwischen der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs und der Anhängerbremsverstärkung der Anhängerbremsimpulse, die an den Anhänger aufgebracht werden, während das Fahrzeug ausrollt, veranschaulicht; und Auffinden eines Knickpunkts der Kurve in dem Diagramm, um eine optimale Anhängerbremsverstärkung zu bestimmen. Die Anhängerbremsimpulse können durch mehrere Parameter definiert werden, einschließlich Gesamtzykluszeit, Lösezeit, Lückenzeit, Mittelungsfenster, Wartezeit und Bremsaktivierungszeit.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Auffinden eines Knickpunktes der Kurve die Bestimmung einer Steigung jedes der Kurvensegmente der Kurve in der Grafik, wobei jedes der Kurvensegmente zwischen zwei benachbarten Datenpunkten liegt. Der Knickpunkt ist eines der Kurvensegmente, in dem die Steigung unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner die Bestimmung einer Schrittgröße der Anhängerbremsimpulse. Die Schrittgröße ist der Betrag, um den die Verstärkung von einem Impuls zum nächsten Impuls zunimmt. Die Größe der Schrittweite ist eine Funktion der Verzögerung.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, dass die Anhängerbremsimpulse auf den Anhänger angewendet werden, während das Fahrzeug im Leerlauf fährt, und dass die Anhängerverstärkung mit der Zeit erhöht wird. Während des Leerlaufs erfolgt keine Bremsung oder Beschleunigung.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner die Bestimmung eines Mittelungsfensters zur Ermittlung der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner die Berechnung der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs in dem Mittelungsfenster.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner das Speichern der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs und der Anhängerbremsverstärkung der Anhängerbremsimpulse, die auf den Anhänger angewendet werden, während das Fahrzeug im Leerlauf fährt, in einem nichttransitorischen Speicher des Fahrzeugs.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner die Bestimmung, ob sich die Datenpunkte des Diagramms noch in einer Totzone befinden. In der toten Zone kann das Fahrzeug verzögern, aber der Wert der Verzögerung ist nicht signifikant und ändert sich nicht proportional mit der Erhöhung der Anhängerverstärkung.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung erfolgt die Ermittlung des Knickpunkts der Kurve im Diagramm zur Bestimmung einer optimalen Anhängerbremsverstärkung als Reaktion auf die Feststellung, dass die Datenpunkte nicht in der Totzone liegen.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Fahrzeug ein Bremspedal und ein Beschleunigungspedal, und das Fahrzeug befindet sich im Leerlauf, wenn: 1) das Fahrzeug mit beispielsweise 25 Meilen pro Stunde oder einem vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich gefahren wird; 2) das Fahrzeug geradeaus gefahren wird; 3) das Bremspedal nicht betätigt wird; und 4) das Beschleunigungspedal nicht betätigt wird.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt auch ein Fahrzeugsystem. In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Fahrzeugsystem ein Fahrzeug mit einem Steuergerät und einem an dem Fahrzeug angebrachten Anhänger. Der Anhänger verfügt über eine Anhängerbremse. Das Steuergerät ist so programmiert, dass es das oben beschriebene Verfahren ausführt. Das Fahrzeugsystem umfasst auch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI), bei der es sich um einen Mittelkonsolenbildschirm oder ein Fahrinformationszentrum handeln kann. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle interagiert mit einem Benutzer, um Informationen anzuzeigen und Bestätigungs-, Aktivierungs-, Löschbefehle usw. zu empfangen. Das Fahrzeugsystem umfasst ein AnhängerBremssteuergerät, das so programmiert ist, dass es der Anhängerbremse befiehlt, Bremsimpulse zu geben.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehre sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Modi und anderer Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehre, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, leicht ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugsystems mit einem Fahrzeug und einem Anhänger.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Ermittlung einer optimalen Anhängerverstärkung.
3 ist ein Diagramm der Fahrzeugverzögerung im Verhältnis zur Bremskraft des Anhängers.
4 ist ein Diagramm, das die Bremskraft des Anhängers und die Fahrzeugverzögerung in Abhängigkeit von der Zeit zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die Anwendung und den Gebrauch nicht einschränken. Darüber hinaus besteht nicht die Absicht, durch ausdrückliche oder stillschweigende Theorien gebunden zu sein, die in dem vorangehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt sind. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Modul“ auf Hardware, Software, Firmware, elektronische Steuerkomponenten, Verarbeitungslogik und/oder Prozessoren, einzeln oder in Kombination, einschließlich und ohne Einschränkung: anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), elektronischer Schaltkreis, Prozessor (gemeinsam, dediziert oder Gruppe) und Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bieten.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können hier in Form von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben werden. Solche Blockkomponenten können durch eine Reihe von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten realisiert werden, die zur Ausführung der angegebenen Funktionen konfiguriert sind. Beispielsweise kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verschiedene integrierte Schaltungskomponenten verwenden, z. B. Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder ähnliches, die eine Vielzahl von Funktionen unter der Kontrolle eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuergeräte ausführen können. Darüber hinaus wird der Fachmann erkennen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer Reihe von Systemen praktiziert werden können und dass die hier beschriebenen Systeme lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellen.
Der Kürze halber werden Techniken der Signalverarbeitung, der Datenfusion, der Signalisierung, der Steuerung und andere funktionale Aspekte der Systeme (und der einzelnen Betriebskomponenten der Systeme) hier nicht im Detail beschrieben. Darüber hinaus sollen die in den verschiedenen Abbildungen dargestellten Verbindungslinien beispielhafte funktionale Beziehungen und/oder physikalische Kopplungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung vorhanden sein können.
In Bezug auf 1 umfasst das Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Fahrgestell 12, einen Aufbau 14 sowie Vorder- und Hinterräder 17. Die Karosserie 14 ist auf dem Fahrgestell 12 angeordnet und umschließt im Wesentlichen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 14 und das Fahrgestell 12 können zusammen einen Rahmen bilden. Die Räder 17 sind jeweils in der Nähe einer Ecke der Karosserie 14 drehbar mit dem Fahrgestell 12 verbunden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 ein autonomes Fahrzeug sein und ein Steuersystem 98 ist in das Fahrzeug 10 eingebaut. Das Steuersystem 98 kann einfach als das System bezeichnet werden. Das Fahrzeug 10 ist beispielsweise ein Fahrzeug, das automatisch gesteuert wird, um Fahrgäste von einem Ort zu einem anderen zu befördern. Das Fahrzeug 10 ist in der gezeigten Ausführungsform als Pickup dargestellt, aber es sollte verstanden werden, dass auch andere Fahrzeuge, einschließlich Sport Utility Vehicles (SUVs), Wohnmobile (RVs) usw., verwendet werden können.
Das Fahrzeug 10 ist Teil eines Fahrzeugsystems 9. Das Fahrzeugsystem 9 umfasst ferner einen an das Fahrzeug 10 angehängten Anhänger 11. Der Anhänger 11 umfasst eine oder mehrere Anhängerbremsen 13, die eine Bremskraft auf den Anhänger 11 ausüben, um den Anhänger 11 zu verzögern. Der Anhänger 11 kann Anhängerräder 15 umfassen. Die Anhängerbremse 13 steht in Verbindung mit einer Anhängerbremssteuerung 19. Die Anhängerbremssteuerung 19 steuert die Anhängerbremse 13, um ein Bremsmoment auf die Anhängerräder 15 auszuüben. Die Anhängerbremse 13 kann elektrisch oder elektrisch-hydraulisch (electric-over-hydraulic, EoH) sein. Die Anhängerbremse 13 wird von der Anhängerbremssteuerung 19 angewiesen, Anhängerbremsimpulse auf die Anhängerräder 15 anzuwenden.
Wie dargestellt, umfasst das Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Antriebssystem 20, ein Getriebesystem 22, ein Lenksystem 24, ein Bremssystem 26, ein Sensorsystem 28, ein Aktuatorsystem 30, mindestens eine Datenspeichereinrichtung 32, mindestens ein Steuergerät 34 und ein Kommunikationssystem 36. Das Antriebssystem 20 kann in verschiedenen Ausführungsformen eine elektrische Maschine wie einen Fahrmotor und/oder ein Brennstoffzellen-Antriebssystem umfassen. Das Fahrzeug 10 umfasst ferner eine Batterie (oder ein Batteriepaket) 21, die elektrisch mit dem Antriebssystem 20 verbunden ist. Dementsprechend ist der Batteriesatz 21 so konfiguriert, dass er elektrische Energie speichert und das Antriebssystem 20 mit elektrischer Energie versorgt. Außerdem kann das Antriebssystem 20 einen Verbrennungsmotor umfassen. Das Getriebesystem 22 ist so konfiguriert, dass es die Leistung des Antriebssystems 20 entsprechend den wählbaren Geschwindigkeitsverhältnissen an die Fahrzeugräder 17 überträgt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Getriebesystem 22 ein stufenloses Automatikgetriebe, ein stufenloses Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe umfassen. Das Bremssystem 26 ist so konfiguriert, dass es ein Bremsmoment auf die Fahrzeugräder 17 ausübt. Das Bremssystem 26 kann in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, Seilzugbremsen, ein regeneratives Bremssystem, wie eine elektrische Maschine, und/oder andere geeignete Bremssysteme umfassen. Das Lenksystem 24 beeinflusst eine Position der Fahrzeugräder 17. Obwohl zur Veranschaulichung ein Lenkrad dargestellt ist, kann das Lenksystem 24 in einigen Ausführungsformen, die im Rahmen der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen werden, kein Lenkrad enthalten.
Das Sensorsystem 28 umfasst einen oder mehrere Sensoren 40 (d. h. Messgeräte), die beobachtbare Bedingungen der äußeren Umgebung und/oder der inneren Umgebung des Fahrzeugs 10 erfassen. Die Sensoren 40 stehen mit dem Steuergerät 34 in Verbindung und können unter anderem ein oder mehrere Radargeräte, einen oder mehrere Lidar-Sensoren (Light Detection and Ranging), einen oder mehrere GPR-Sensoren (Ground Penetrating Radar), ein oder mehrere GPS-Geräte (Global Positioning Systems), eine oder mehrere Kameras (z. B. optische Kameras und/oder Wärmebildkameras, wie eine Heckkamera und/oder eine Frontkamera), Bremspedalstellungssensor, Gaspedalstellungssensor, Lenkwinkelsensor, Geschwindigkeitssensor, Lenkwinkelsensor, Ultraschallsensoren, eine oder mehrere Trägheitsmesseinheiten (IMU) und/oder andere Sensoren. Die IMU ist so konfiguriert, dass sie die Fahrzeugverzögerung des Fahrzeugs 10 misst.
Das Sensorsystem 28 umfasst einen oder mehrere GPS-Sender/Empfänger, die so konfiguriert sind, dass sie die Routendaten (d. h. die Routeninformationen) erfassen und überwachen. Das GPS-Gerät ist so konfiguriert, dass es mit einem GPS kommuniziert, um die Position des Fahrzeugs 10 auf dem Globus zu lokalisieren. Das GPS-Gerät steht in elektronischer Kommunikation mit dem Steuergerät 34. Da das Sensorsystem 28 Daten an das Steuergerät 34 liefert, werden das Sensorsystem 28 und seine Sensoren 40 als Informationsquellen (oder einfach als Quellen) betrachtet.
Das Betätigungssystem 30 umfasst eine oder mehrere Betätigungsvorrichtungen 42, die eine oder mehrere Fahrzeugfunktionen steuern, wie z. B. das Antriebssystem 20, das Getriebesystem 22, das Lenksystem 24 und das Bremssystem 26, ohne darauf beschränkt zu sein. In verschiedenen Ausführungsformen können die Fahrzeugmerkmale außerdem Innen- und/oder Außenmerkmale des Fahrzeugs umfassen, wie z. B. Türen, einen Kofferraum und Kabinenmerkmale wie Luft, Musik, Beleuchtung usw. (nicht nummeriert). (nicht nummeriert). Zu den Betätigungsvorrichtungen 42 gehören beispielsweise ein Gaspedal, ein Bremspedal usw.
Die Datenspeichereinrichtung 32 speichert Daten zur Verwendung bei der automatischen Steuerung des Fahrzeugs 10. In verschiedenen Ausführungsformen speichert die Datenspeichervorrichtung 32 definierte Karten der navigierbaren Umgebung. In verschiedenen Ausführungsformen können die definierten Karten durch ein entferntes System vordefiniert und von diesem bezogen werden (in Bezug auf 2 ausführlicher beschrieben). Beispielsweise können die definierten Karten von dem entfernten System zusammengestellt und an das Fahrzeug 10 (drahtlos und/oder drahtgebunden) übermittelt und in der Datenspeichervorrichtung 32 gespeichert werden. Die Datenspeichervorrichtung 32 kann Teil des Steuergeräts 34, getrennt vom Steuergerät 34 oder Teil des Steuergeräts 34 und Teil eines separaten Systems sein.
Das Steuergerät 34 umfasst mindestens einen Prozessor 44 und ein nicht-übertragbares computerlesbares Speichergerät oder -medium 46. Bei dem Prozessor 44 kann es sich um einen kundenspezifischen oder handelsüblichen Prozessor, eine Zentraleinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), einen Hilfsprozessor unter mehreren mit dem Steuergerät 34 verbundenen Prozessoren, einen Mikroprozessor auf Halbleiterbasis (in Form eines Mikrochips oder Chipsatzes), einen Makroprozessor, eine Kombination davon oder allgemein eine Vorrichtung zur Ausführung von Befehlen handeln. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder die Speichermedien 46 können flüchtige und nichtflüchtige Speicher umfassen, z. B. Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM) und Keep-Alive-Speicher (KAM). KAM ist ein dauerhafter oder nichtflüchtiger Speicher, der zur Speicherung verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während der Prozessor 44 ausgeschaltet ist. Die computerlesbare(n) Speichervorrichtung(en) 46 kann/können unter Verwendung einer Reihe anderer Speichervorrichtungen wie PROMs (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrisch PROM), EEPROMs (elektrisch löschbares PROM), Flash-Speicher oder anderer elektrischer, magnetischer, optischer oder kombinierter Speichervorrichtungen implementiert werden, die in der Lage sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die vom Steuergerät 34 bei der Steuerung des Fahrzeugs 10 verwendet werden. Das Steuergerät 34 steht auch in Verbindung mit der Anhängerbremse 13 des Anhängers 11.
Die Anweisungen können ein oder mehrere separate Programme umfassen, von denen jedes eine geordnete Auflistung von ausführbaren Anweisungen zur Implementierung logischer Funktionen enthält. Wenn die Anweisungen vom Prozessor 44 ausgeführt werden, empfangen und verarbeiten sie Signale vom Sensorsystem 28, führen Logik, Berechnungen, Methoden und/oder Algorithmen zur automatischen Steuerung der Komponenten des Fahrzeugs 10 durch und erzeugen Steuersignale für das Aktuatorsystem 30, um die Komponenten des Fahrzeugs 10 auf der Grundlage der Logik, Berechnungen, Methoden und/oder Algorithmen automatisch zu steuern. Obwohl in 1 ein einzelnes Steuergerät 34 dargestellt ist, können Ausführungsformen des Fahrzeugs 10 eine Anzahl von Steuergeräten 34 umfassen, die über ein geeignetes Kommunikationsmedium oder eine Kombination von Kommunikationsmedien kommunizieren und zusammenarbeiten, um die Sensorsignale zu verarbeiten, Logik, Berechnungen, Methoden und/oder Algorithmen durchzuführen und Steuersignale zu erzeugen, um Merkmale des Fahrzeugs 10 automatisch zu steuern.
In verschiedenen Ausführungsformen sind ein oder mehrere Befehle des Steuergeräts 34 im Steuersystem 98 verkörpert. Das Fahrzeug 10 verfügt über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 23, bei der es sich um einen Mittelkonsolenbildschirm oder ein Fahrinformationszentrum handeln kann. Die HMI 23 interagiert mit einem Benutzer, um Informationen anzuzeigen und Bestätigungs-, Aktivierungs-, Löschbefehle usw. zu empfangen. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 23 kann als Alarmeinrichtung konfiguriert sein, z. B. als Lautsprecher, der einen Ton abgibt, als haptische Rückmeldung auf einem Fahrzeugsitz oder einem anderen Objekt, als visuelle Anzeige oder als andere Einrichtung, die geeignet ist, den Fahrzeugführer des Fahrzeugs 10 zu benachrichtigen. Die HMI 23 steht in elektronischer Kommunikation mit dem Steuergerät 34 und ist so konfiguriert, dass sie Eingaben eines Benutzers (z. B. des Fahrzeugführers) empfängt. Dementsprechend ist das Steuergerät 34 so konfiguriert, dass es Eingaben des Benutzers über die HMI 23 empfängt. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 23 umfasst ein Display, das so konfiguriert ist, dass es dem Benutzer (z. B. dem Fahrzeugführer oder Beifahrer) Informationen anzeigt, und kann einen oder mehrere Lautsprecher umfassen, um dem Fahrzeugführer eine hörbare Meldung zu übermitteln.
Das Kommunikationssystem 36 steht mit dem Steuergerät 34 in Verbindung und ist so konfiguriert, dass es drahtlos Informationen an und von anderen Einheiten 48 übermittelt, wie z. B., aber nicht beschränkt auf andere Fahrzeuge („V2V“-Kommunikation), Infrastruktur („V2I“-Kommunikation), entfernte Systeme und/oder persönliche Geräte (ausführlicher beschrieben in Bezug auf 2). In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Kommunikationssystem 36 ein drahtloses Kommunikationssystem, das so konfiguriert ist, dass es über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) unter Verwendung von IEEE 802.11-Standards oder unter Verwendung zellularer Datenkommunikation kommuniziert. Zusätzliche oder alternative Kommunikationsmethoden, wie z. B. ein dedizierter Kurzstrecken-Kommunikationskanal (DSRC), werden jedoch im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ebenfalls berücksichtigt. DSRC-Kanäle beziehen sich auf ein- oder zweiseitige drahtlose Kommunikationskanäle mit kurzer bis mittlerer Reichweite, die speziell für den Einsatz in Kraftfahrzeugen entwickelt wurden, sowie auf eine Reihe entsprechender Protokolle und Standards. Dementsprechend kann das Kommunikationssystem 36 eine oder mehrere Antennen und/oder Sender-Empfänger zum Empfangen und/oder Senden von Signalen, wie z. B. Cooperative Sensing Messages (CSMs), umfassen. Das Kommunikationssystem 36 ist so konfiguriert, dass es drahtlos Informationen zwischen dem Fahrzeug 10 und einem anderen Fahrzeug übermittelt. Darüber hinaus ist das Kommunikationssystem 36 so konfiguriert, dass es drahtlos Informationen zwischen dem Fahrzeug 10 und der Infrastruktur, wie z. B. einer Parkuhr, kommuniziert. Dementsprechend kann das Fahrzeug 10 V2I-Kommunikation verwenden, um Parkbeschränkungsinformationen oder -daten von einer Infrastruktur, wie z. B. einer Parkuhr, zu empfangen.
2 zeigt ein Verfahren 100 zur Ermittlung einer optimalen Anhängerverstärkung. Die Anhängerbremssteuerung 19 kann das Verfahren 100 ausführen. Das Verfahren 100 beginnt in Block 102 und findet statt, während sich das Fahrzeug 10 im Leerlauf befindet. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung befindet sich das Fahrzeug 10 im Leerlauf, wenn: 1) das Fahrzeug in einem vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich (z.B. zwischen 25 Meilen pro Stunde und 35 Meilen pro Stunde) gefahren wird; 2) das Fahrzeug geradeaus gefahren wird; 3) das Bremspedal nicht betätigt wird; und 4) das Beschleunigungspedal nicht betätigt wird. In Block 102 bestimmt (z. B. berechnet) das Steuergerät 34 die optimierte Schrittgröße, die verwendet werden soll, um Anhängerbremsimpulse auf den Anhänger 11 anzuwenden. In der vorliegenden Offenbarung ist die Schrittgröße der Betrag der Verstärkungserhöhung von einem Impuls zum nächsten und kann z. B. 0,5, 1 oder Verstärkungseinheiten betragen. Die Größe der Verstärkungszunahme ist eine Funktion der Verzögerung. Die optimierte Schrittgröße kann durch Testen des Fahrzeugsystems 9 und/oder des Fahrzeugs 10 ermittelt werden. Das Verfahren 100 geht dann zu Block 104 über.
In Block 104 wird die Verstärkung der Anhängerbremse erhöht. Die Verstärkung der Anhängerbremse ist proportional zur Höhe der Bremskraft, die von der Anhängerbremse 13 auf den Anhänger 11 ausgeübt wird. Um die Anhängerbremsverstärkung zu erhöhen, kann das Steuergerät 34 dem Anhängerbremssteuergerät 19 befehlen, den Betrag der auf die Anhängerräder 15 des Anhängers 11 ausgeübten Bremskraft zu erhöhen. Dann geht das Verfahren 100 zu Block 106 über.
In Block 106 werden die Anhängerbremsimpulse auf den Anhänger 11 angewendet, während das Fahrzeug 10 im Leerlauf fährt. Zu diesem Zweck kann das Steuergerät 34 der Anhängerbremse 13 befehlen, ein Bremsmoment (in Impulsen) auf die Anhängerräder 15 des Anhängers 11 aufzubringen. Jeder der Anhängerbremsimpulse hat eine Aktivierungsbremszeit und eine Anhängerbremsverstärkung. Wie bereits erwähnt, ist die Verstärkung der Anhängerbremse proportional zu der von der Anhängerbremse 13 auf den Anhänger 11 ausgeübten Bremskraft. Die Aktivierungsbremszeit ist die Zeitspanne, in der die Anhängerbremse 13 während eines einzelnen Anhängerbremsimpulses ein Bremsmoment auf die Anhängerräder 15 ausübt. Die Anhängerbremsimpulse können als Schrittfunktion auf den Anhänger 11 angewendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung befindet sich das Fahrzeug 10 im Leerlauf, wenn: 1) das Fahrzeug beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 25 Meilen pro Stunde gefahren wird; 2) das Fahrzeug geradeaus gefahren wird; 3) das Bremspedal nicht betätigt wird; und 4) das Gaspedal nicht betätigt wird. Das Verfahren 100 geht dann zu Block 108 über.
In Block 108 wird das Mittelungsfenster für die Ermittlung der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs 10 bestimmt. Das Mittelungsfenster ist eine Zeitspanne. Um diese Zeitspanne zu bestimmen, können Tests mit dem Fahrzeugsystem 9 durchgeführt werden. So kann das Mittelungsfenster ein vorbestimmter Wert sein, der auf der computerlesbaren Speichereinrichtung oder den Medien 46 gespeichert ist. Der Prozessor 44 kann daher den Wert des Mittelungsfensters von der computerlesbaren Speichervorrichtung oder dem Medium 46 abrufen. Das Verfahren 100 geht dann zu Block 110 über.
In Block 110 berechnet und überwacht das Steuergerät 34 den Durchschnittswert der Fahrzeugverzögerung, während das Fahrzeug 10 im Leerlauf fährt und die Anhängerbremsimpulse auf den Anhänger 11 wirken. Die Verzögerung des Fahrzeugs 10 kann mit einem oder mehreren Sensoren 40, z. B. einer IMU, bestimmt werden. Die Verzögerung des Fahrzeugs 10 wird dann über jedes Mittelungsfenster (d. h. die Zeitspanne) überwacht. Unter Verwendung der gemessenen Verzögerung des Fahrzeugs 10 bestimmt (z. B. berechnet) das Steuergerät 34 dann den Durchschnittswert der Fahrzeugverzögerung in jedem Mittelungsfenster. Dann fährt das Verfahren 100 mit Block 112 fort.
In Block 112 werden die durchschnittliche Verzögerung des Fahrzeugs 10 und die Anhängerbremsverstärkung der Anhängerbremsimpulse, die auf den Anhänger 11 wirken, während das Fahrzeug 10 im Leerlauf fährt, auf dem computerlesbaren Speichermedium 46 gespeichert. Anhand der gespeicherten Informationen erstellt das Steuergerät 34 ein Diagramm 200 der Fahrzeugverzögerung in Abhängigkeit von der Anhängerbremsverstärkung, wie in 3 dargestellt.
In Bezug auf 3 enthält das Diagramm 200 eine Kurve C, die eine Beziehung zwischen der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs 10 und der Anhängerbremsverstärkung der Anhängerbremsimpulse darstellt, die auf den Anhänger wirken, während das Fahrzeug 10 im Leerlauf fährt. In diesem Diagramm 200 ist die horizontale Achse die Anhängerverstärkung, die auf den Anhänger 11 einwirkt, und die vertikale Achse ist die durchschnittliche Verzögerung des Fahrzeugs 10. Das Diagramm 200 enthält eine Vielzahl von Datenpunkten DP, und die Kurve C folgt den Datenpunkten DP. Das Diagramm enthält eine Totzone, einen linearen Bereich und einen gesättigten Bereich. In der Totzone kann das Fahrzeug verzögern, aber der Wert der Verzögerung ist nicht signifikant und ändert sich nicht proportional mit der Erhöhung der Anhängerverstärkung. In der Totzone sind die Räder des Anhängers 15 nicht blockiert. Um aus der Totzone herauszukommen, muss die Fahrzeugverzögerung größer als ein vorgegebener Wert sein. Der lineare Bereich ist ein Bereich, in dem das Fahrzeug 10 linear abbremst. In der linearen Zone sind die Räder des Anhängers 15 nicht blockiert. Der gesättigte Bereich ist ein Bereich, in dem sich die Verzögerung des Fahrzeugs 10 stabilisiert. In der gesättigten Zone sind alle Räder des Anhängers 15 blockiert.
4 ist ein Diagramm, das die Anhängerbremsverstärkung TBG und die Fahrzeugverzögerung VD in Abhängigkeit von der Zeit zeigt. Die Anhängerbremsimpulse können durch mehrere Parameter definiert werden, z. B. Gesamtzykluszeit, Lösezeit, Lückenzeit, Mittelungsfenster, Wartezeit und Bremsaktivierungszeit. Das Diagramm in zeigt zwar, dass diese Parameter bestimmte Werte haben, aber diese Werte sind nur Beispiele. Die Parameter der Anhängerbremsimpulse können andere Werte haben. zeigt auch die Fahrzeugverzögerung während der Anwendung der Anhängerbremsimpulse.
Zurück zu 2: Nach Block 112 geht das Verfahren 100 zu Block 114 über. In Block 114 bestimmt das Steuergerät 34, ob die Datenpunkte DP des Diagramms 200 ( ) noch in der Totzone liegen. Wie bereits erwähnt, ist die Totzone der Bereich des Diagramms 200, in dem das Fahrzeug 10 nicht abbremst. In der Totzone sind die Räder des Anhängers 15 nicht blockiert. Wenn sich die Datenpunkte DP des Diagramms 200 ( ) immer noch in der Totzone befinden, kehrt das Verfahren 100 zu Block 102 zurück. Befinden sich die Datenpunkte DP des Diagramms 200 nicht in der Totzone, geht das Verfahren 100 zu Block 116 über.
In Block 116 bestimmt das Steuergerät 34, ob es in der Kurve C des Diagramms 200 einen Knickpunkt BP (3) gibt. Dazu bestimmt das Steuergerät 34 die Steigung jedes der Kurvensegmente CS (3) der Kurve C im Diagramm 200. Jedes der Kurvensegmente CS liegt zwischen zwei benachbarten Datenpunkten DP. Das Steuergerät 34 stellt dann fest, dass es einen Knickpunktes BP gibt, wenn die Steigung in einem der Kurvensegmente CS unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt. Wenn kein Knickpunkt BP gefunden wird, kehrt das Verfahren 100 zu Block 102 zurück. Wenn der Knickpunktes BP gefunden wird, fährt das Verfahren 100 mit Block 118 fort.
In Block 118 bestimmt das Steuergerät 34, dass die optimale Anhängerverstärkung die Anhängerverstärkung im Diagramm 200 am Kurvenpunkt BP ist. Auf diese Weise verwendet das Fahrzeugsystem 9 ausschließlich Daten des Fahrzeugs 10 (z. B. Verzögerung), um die optimale Anhängerverstärkung schnell und genau zu bestimmen, ohne dass zusätzliche Hardware am Anhänger 11 erforderlich ist.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Abbildungen sind eine unterstützende Beschreibung der vorliegenden Lehre, aber der Umfang der vorliegenden Lehre wird ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Modi und andere Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehre im Detail beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Designs und Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehre, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind.

Claims

Ein Verfahren zur Ermittlung einer optimalen Anhängerbremsverstärkung, das Folgendes umfasst: Aufbringen von Anhängerbremsimpulsen an einen Anhänger, während ein Fahrzeug rollt, unter Verwendung einer Anhängerbremse eines Anhängers, wobei der Anhänger an das Fahrzeug gekoppelt ist, jeder der Anhängerbremsimpulse eine Aktivierungsbremszeit und eine Anhängerbremsverstärkung hat, die Anhängerbremse durch eine Anhängerbremsensteuerung angewiesen wird, die Anhängerbremsimpulse anzulegen, die Anhängerbremsimpulse eine Wartezeit haben und die Anhängerbremsverstärkung proportional zu einem Betrag der durch die Anhängerbremse auf den Anhänger ausgeübten Bremskraft ist; Überwachung einer durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs und der Anhängerbremsverstärkung der Anhängerbremsimpulse, die auf den Anhänger wirken, während das Fahrzeug ausrollt; Erzeugen eines Diagramms der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs gegenüber der Anhängerbremsverstärkung, wobei das Diagramm eine Kurve enthält, die eine Beziehung zwischen der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs und der Anhängerbremsverstärkung der Anhängerbremsimpulse darstellt, die auf den Anhänger aufgebracht werden, während das Fahrzeug rollt; und einen Knickpunkt der Kurve im Diagramm zu finden, um die optimale Bremskraft des Anhängers zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kurve Kurvensegmente zwischen zwei benachbarten Datenpunkten enthält und das Finden des Knickpunktes der Kurve umfasst: Bestimmen einer Steigung jedes der Kurvensegmente der Kurve in der Grafik; und wobei der Knickpunkt eines der Kurvensegmente ist, in dem die Steigung unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen einer Schrittgröße der Anhängerbremsimpulse, wobei die Schrittgröße ein Betrag der Verstärkungszunahme von einem Impuls zu einem nächsten Impuls ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufbringen der Anhängerbremsimpulse auf den Anhänger während des Ausrollens des Fahrzeugs die Erhöhung der Anhängerbremsverstärkung über die Zeit beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend Bestimmen eines Mittelungsfensters zur Ermittlung der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend Berechnen der durchschnittlichen Verzögerung des Fahrzeugs im Mittelungsfenster.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die durchschnittliche Verzögerung des Fahrzeugs und die Anhängerbremsverstärkung der Anhängerbremsimpulse, die auf den Anhänger wirken, während das Fahrzeug im Leerlauf fährt, in einem nichttransitorischen Speicher des Fahrzeugs gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend Bestimmen, ob sich die Datenpunkte des Diagramms noch in einer Totzone befinden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Auffinden des Knickpunkts der Kurve im Diagramm zur Bestimmung der optimalen Anhängerbremsverstärkung als Reaktion auf die Feststellung erfolgt, dass die Datenpunkte nicht in der Totzone liegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein Bremspedal und ein Beschleunigungspedal aufweist und das Fahrzeug im Leerlauf fährt, wenn: 1) das Fahrzeug in einem vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich gefahren wird; 2) das Fahrzeug geradeaus gefahren wird; 3) das Bremspedal nicht betätigt wird; und 4) das Beschleunigungspedal nicht betätigt wird.