DE19951119A1

DE19951119A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugs

Info

Publication number: DE19951119A1
Application number: DE19951119A
Authority: DE
Inventors: Andreas Reppich; Claus Eiss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-10-23
Filing date: 1999-10-23
Publication date: 2001-04-26
Also published as: JP2001171499A; FR2800178A1; US6658327B1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs vorgeschlagen, bei welchem eine Betätigungsgröße eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements erfaßt und mittels einer vorgegebenen Zuordnung in eine Steuergröße umgesetzt wird. Die Zuordnung ist dabei vom Fahrer durch einen Einstellmechanismus veränderbar.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs.

In Fahrzeugen werden vielfach Steuersysteme eingesetzt, die in Abhängigkeit von der Betätigung eines vom Fahrer betätig baren Bedienelements wenigstens eine Steuergröße (Fahrer wunsch, Sollwerte, etc.) zur Einstellung wenigstens einer Betriebsgröße des Fahrzeugs bilden. Als Beispiel für derar tige Steuersysteme seien sogenannte elektronische Gaspedal systeme (drive-by-wire) genannt, bei denen abhängig von der Fahrpedalbetätigung ein Drehmoment der Antriebseinheit ein gestellt wird, elektrisch gesteuerte Bremssysteme (brake-by- wire), bei denen abhängig von der Bremspedalbetätigung die an den Rädern erzeugten Bremskräfte eingestellt werden, oder elektrisch gesteuerte Kupplungssysteme, bei denen die Kupp lungsbetätigung aus dem aus der Kupplungspedalbetätigung ab geleitet wird. Derartige Steuersysteme sind bekannt, eine elektrisch gesteuerte Bremsanlage beispielsweise aus dem SAE-paper 960991 "Electrohydraulic Brake System - The First Approach to Brake-By-Wire Technology" von. Wolf-Dieter Jon ner, Hermann Winner, Ludwig Dreilich und Eberhardt Schunck. Dort wird eine Betätigungsgröße eines Bremspedals gemessen, beispielsweise mittels eines Weg- oder Kraftsensors, und ab hängig von dem erfaßten Meßsignal ein Fahrerwunschwert, ins besondere in Form eines Sollverzögerungswertes, als Steuer größe ermittelt. Dabei wird eine vorgegebene Zuordnung der Betätigungsgröße zur Steuergröße (Fahrerwunschwert) verwen det. Abhängig vom Fahrerwunschwert werden unter Berücksich tigung von weiteren Betriebsgrößen, wie beispielsweise der Istverzögerung, der Sollbremskraftverteilung zwischen Vor der- und Hinterachse, Sollwerte (beispielsweise Drucksoll werte) zur Steuerung der einzelnen Radbremskräfte gebildet. Die Zuordnung zwischen Pedalbetätigungsgröße und Fahrer wunschwert ist z. B. mittels einer Kennlinie fest vorgegeben. Entsprechendes gilt auch für elektronische Gaspedalsysteme bzw. elektronisch gesteuerte Kupplungen. Fahrerindividuelle Einflüsse sind ausgeschlossen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, mit deren Hilfe die Zuordnung der Betätigungsgröße eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements zu einer aus dieser Betätigungs größe abgeleiteten Steuergröße fahrerindividuell gestaltet werden kann.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängi gen Patentansprüche erreicht.

Vorteile der Erfindung

Die Veränderungsmöglichkeit der Zuordnung zwischen einer Be tätigungsgröße eines Bedienelements und einer daraus abge leiteten Steuergröße zur Steuerung einer Betriebsgröße eines Fahrzeugs, d. h. des Zusammenhangs zwischen Pedalbetätigung und ihrer Wirkung auf das Fahrzeug durch den Fahrer selbst hat den Vorteil, daß der Fahrer selbst diese Wirkung nach persönlichem Wunsch im Rahmen der gesetzlichen Forderungen einstellen kann. Auf diese Weise kann ein Fahrer, der bei spielsweise eine scharfe Einstellung des Bremspedals wünscht, genauso seinen Wunsch einstellen, wie ein anderer Fahrer, der eine feine Dosierbarkeit im unteren Betätigungs- oder Verzögerungsbereich und im anschließenden Bereich ein direktes Verhalten wünscht.

Besonders vorteilhaft ist, daß jeder Fahrer die Wirkung der Pedalbetätigung entsprechend seinem körperlichen Vermögen einstellen kann, so daß eine Einstellung durch den Fahrer vorgenommen werden kann, nach der eine große Wirkung der Pe dalbetätigung bereits bei kleinerem Pedalbetätigungsweg bzw. -kraft erfolgt.

Besonders vorteilhaft ist, daß der Fahrer beim Umsteigen von einem Fahrzeug auf ein anderes seine gewohnte Pedalbetäti gungswirkung einstellen kann und insofern keine Anpassung des Fahrers an das neue Fahrzeug erforderlich ist.

Besonders vorteilhaft ist, daß durch die dargestellten Maß nahmen die Mensch-Maschine-Schnittstelle an die individuel len Bedürfnisse des jeweiligen Fahrers angepaßt wird und da mit für den Fahrer besser beherrschbar wird.

Besonders vorteilhaft ist ferner, daß durch die Einstellung der Zuordnung durch den Fahrer auch das Ein- bzw. Zuschalten verschiedener Assistenzfunktionen, beispielsweise einer Bremsassistentenfunktion, möglich ist, indem z. B. ein Zusam menhang eingestellt wird, bei dem der Fahrer problemlos auf der Grundlage seiner individuellen Bedingungen die maximale Bremskraft einstellen kann, somit eine Assistenzfunktion entfallen kann.

Besonders vorteilhaft ist ferner, daß der Fahrer die geän derte Einstellung direkt erfährt bzw. spürt. Auf diese Weise werden Fehleinstellungen vermieden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Ablaufdiagramm am Beispiel eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, während in Fig. 2 beispielhafte Zu ordnungskennlinien, die vom Fahrer wählbar sind, dargestellt sind. In Fig. 3 schließlich ist die bevorzugte Realisierung der Erfindung anhand eines Flußdiagramms skizziert, welches das Programm eines Rechners zur Fahrerwunschbildung dar stellt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Neuartige Steuersysteme, wie beispielsweise elektrohydrauli sche, elektropneumatische oder elektromotorische Bremssyste me, elektrische Bremskraftverstärkungssysteme, elektrische Kupplungen oder elektronische Gaspedalsysteme lassen eine Variierung des Zusammenhang zwischen Pedalbetätigung und ih rer Wirkung auf das Fahrzeug zu, z. B. mittels einer Verände rung der Kennlinie des Betätigungselements. Durch entspre chende Anpassung von Software lassen sich bei diesen Syste men somit unterschiedliche Betätigungs-/Wirkungs-Zusammen hänge, z. B. unterschiedliche Pedalkennlinien (Zuordnung Be tätigungsgröße/Steuergröße), realisieren. Unter Wirkung wird dabei beispielsweise die Beschleunigung des Fahrzeugs (bei drive-by-wire-System) oder Verzögerung (bei Bremssystemen) bzw. Kraftschluß (bei Kupplungssteuerungen) verstanden. Auch andere Wirkungsgrößen, wie beispielsweise eine Drehmomenten größe, eine Drosselklappenstellungsgröße, eine Bremskraft größe, eine Bremsmomentengröße, eine Bremsdruckgröße, etc. können die Wirkung der Pedalbetätigung kennzeichnen.

Zur fahrerindividuellen Einstellung dieses Zusammenhangs ist ein Einstellmechanismus vorgesehen, der vom Fahrer bedient werden kann. Mittels dieses Einstellmechanismus kann der Fahrer den obengenannten Zusammenhang bzw. Zuordnung diskret oder stufenlos verstellen. Als Einstellmechanismus sind da bei je nach Ausführung ein Schalter, ein Einstellrad mit diskreten Stellungen, ein Einstellrad mit einem kontinuier lichen, die Zuordnung verstellbaren Signal, ein externes Speichermedium, das fahrerindividuelle Daten trägt und ange schlossen werden kann, eine Speicherchipkarte, auf der fah rerindividuelle Daten gespeichert sind oder speicherbar sind, eine Programmierstation, durch die der Fahrer eine Kennlinie in ein Speichermedium schreiben kann, oder eine Eingabetastatur, z. B. des Bordcomputers oder des Auto-PC vorgesehen.

Je nach Ausführungsbeispiel ist dem Fahrer möglich, den Zu sammenhang bzw. die Zuordnung (Kennlinie) diskret oder stu fenlos entsprechend seinen Wünschen zu verändern. Im ein fachsten Beispiel werden zwei unterschiedliche Zuordnungen (Kennlinien) vorgegeben, die durch die Merkmale sportlich und komfortabel gekennzeichnet sind. Die Umstellung erfolgt in diesem einfachsten Ausführungsbeispiel durch ein vom Fah rer betätigbares Schaltelement.

Um ggf. vom Gesetzgeber bzw. vom Fahrzeughersteller vorgege bene Grenzen zu berücksichtigen, ist die Variiermöglichkeit begrenzt. Dies bedeutet, daß gewisse Grenzwerte vorgegeben sind, über die der Fahrer mittels seiner Einstellung nicht hinausgehen kann.

Ferner ist die Einstellmöglichkeit für nur ein Bedienele ment, beispielsweise nur für das Bremspedal, oder für nur zwei Bedienelement, z. B. Bremspedal und Gaspedal, oder für drei oder mehr Bedienelemente (Bremspedal, Kupplungspedal, Gaspedal) vorgesehen, wobei in einem Ausführungsbeispiel ei ne Einstellung die entsprechende Auswirkung auf alle betrof fenen Bedienelemente hat (z. B. wird bei einer sportlichen Einstellung die entsprechende Kennlinie sowohl für das Brems- als auch für das Gaspedal ausgewählt und zur Wirkung gebracht). In einem anderen Ausführungsbeispiel sind die Wirkungen der einzelnen Bedienelemente getrennt und unabhängig voneinander einstellbar.

Mit Hilfe der nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels beschriebenen Vorgehensweise ist die Ver stellbarkeit der Zuordnung der Betätigungsgröße zu einer daraus abgeleiteten Steuergröße (Fahrerwunschwert) durch den Fahrer möglich, wobei ein individuelles, gewünschtes Verhal ten der jeweiligen Fahrzeugbetätigungseinrichtung einstell bar ist.

Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm am Beispiel eines elek trisch gesteuerten Bremssystems, bei welchem die oben darge stellte Vorgehensweise realisiert ist. In Fig. 1 ist eine elektronische Steuereinheit 10 dargestellt, welche wenig stens einen nicht dargestellten Mikrocomputer aufweist, in dem ein durch das Ablaufdiagramm der Fig. 1 repräsentiertes Programm abläuft. Der Steuereinheit 10 werden wenigstens zwei Eingangsleitungen zugeführt. Eine erste Eingangsleitung 12 verbindet die Steuereinheit 10 mit einer Meßeinrichtung 14 zur Erfassung einer Betätigungsgröße β für das Bremspedal 16. Ferner ist eine Eingangsleitung 18 vorgesehen, welche die Steuereinheit 10 mit einem Einstellmechanismus 20 zur Auswahl und/oder Vorgabe einer geeigneten Zuordnung zwischen Betätigungsgröße und Fahrerwunsch verbindet. Über die Ein gangsleitung 12 wird der Steuereinheit 10, dort dem Mikro computer, ein Signal zugeführt, welches die Betätigungsgröße β des Bremspedals (Weg-, Kraftsignal, etc.) durch den Fahrer anzeigt. Diese Betätigungsgröße wird mittels einer Kennlinie 22 in einen Fahrerwunschwert FW umgesetzt, welcher im Aus führungsbeispiel der Bremsanlage beispielsweise eine ge wünschte Verzögerung, eine gewünschte Bremskraft, ein ge wünschtes Bremsmoment, ein gewünschter Bremsdruck, etc. dar stellt. Dieser Fahrerwunschwert FW wird in einem Sollwert bilder 24 daraufhin unter Berücksichtigung von Betriebsgrö ßen wie der Sollbremskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse, der Istverzögerung, der Istbremskräfte oder der Istbremsmomente in Steuerwerte SOLL für die Steuerung der einzelnen Radbremsen umgesetzt. Die zur Umsetzung des Fah rerwunsches in die Sollwerte verwendeten Betriebsgrößen wer den über die symbolisch dargestellten Eingangsleitungen 26 bis 28 zugeführt. Die im Sollwertbilder 24 gebildeten radin dividuellen Sollwerte werden an die jeweiligen Radbremsein heiten 30 bis 33 abgegeben. Dort werden im bevorzugten Aus führungsbeispiel unter Berücksichtigung der über die Leitung 34 zugeführten Istwerte nach Maßgabe einer vorgegebenen Reg lerstrategie Ansteuersignale gebildet, die über die Aus gangsleitungen 35 bis 38 an die entsprechenden Bremsenstel ler 39 bis 42 abgegeben werden. Die Einheiten 30 bis 33, vorzugsweise Regler, führen die Istgrößen an die vorgegebe nen Sollgrößen heran. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ei ner elektrohydraulischen Bremsanlage stellen die Regler 30 bis 33 Druckregler dar, während in Verbindung mit einer elektromotorischen Bremsanlage vorzugsweise Bremsmomenten- oder Bremskraftregler eingesetzt werden.

Über den Einstellmechanismus 20, welcher ein Wählschalter oder die Eingabeeinheit eines Bordcomputers ist, wird ein entsprechender Befehl über die Leitung 18 an die Steuerein heit 10 ausgegeben. Dort wird aus der Speichereinheit 44 ei ne vorgegebene Kennlinie entsprechend dem eingelesenen Be fehl ausgewählt bzw. entsprechend der Eingabe eine Kennlinie abgelegt, die dann der Fahrerwunschbildung in 22 zugrunde gelegt wird. Auf diese Weise ist es dem Fahrer erlaubt, eine Pedalwirkungskennlinie nach seinen Wünschen vorzugeben bzw. auszuwählen.

Beispiele für derartige Kennlinien, die durch die vom Fahrer betätigbaren Einstellmechanismus auswählbar sind, sind an hand einer Kennlinienschar in Fig. 2 dargestellt. Dort ist der Fahrerwunschwert FW über der Betätigungsgröße β aufge tragen. Beide Werte verändern sich von 0, d. h. von losgelas senem Bremspedal bis max, d. h. vollständig betätigtem Brems pedal. Es ist eine Kennlinienschar aufgezeichnet, wobei durch Betätigen des Einstellmechanismus durch den Fahrer ei ne der gezeigten Kennlinien oder z. B. durch Interpolation gewonnene Zwischenkennlinien ausgewählt werden. Dabei zeigt die Kennlinie I eine Bremspedalwirkung, bei welcher bereits bei kleiner Bremspedalbetätigung eine recht scharfe Brems wirkung entsteht, während die Kennlinie II eine feine Do sierbarkeit der Bremswirkung im unteren Bremspedalbetäti gungsbereich mit scharf zunehmender Bremswirkung im höheren Bremspedalbereich dargestellt ist. Bezüglich des Verlaufs der Kennlinien ist im Rahmen der durch Gesetzgeber oder Fahrzeughersteller gesetzten Grenzen (Grenzkennlinien) jede beliebige Form der Kennlinien denkbar.

Entsprechendes gilt auch bei elektronischen Gaspedalsystemen und/oder bei elektrisch gesteuerten Kupplungssystemen.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die an den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorgehensweise als Programm des Mikrocom puters der Steuereinheit 10 realisiert. Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines solchen Rechnerprogramms. Das Programm wird zu vorgegebenen Zeitpunkten gestartet. Im ersten Schritt 100 werden die Betätigungsgröße β sowie die vom Fahrer vorgege bene Einstellgröße EINST eingelesen. Daraufhin werden im Schritt 102 die entsprechende Bremspedalkennlinie nach Maß gabe der vom Fahrer vorgegebenen Einstellung ausgewählt. Im darauffolgenden Schritt 104 wird der Fahrerwunschwert FW als Funktion der Betätigungsgröße β und der ausgewählten Kennli nie gebildet und daraufhin im Schritt 106 an den Sollwert bildner ausgegeben. Danach wird das Programm beendet und zum nächsten Zeitpunkt erneut durchlaufen.

Zur Realisierung wird in einem Ausführungsbeispiel eine Speicherchipkarte eingesetzt, die für jeden Fahrer mit sei nen individuellen Daten versehbar ist, wobei diese Daten den vom Fahrer gewünschten Zusammenhang zwischen der Betäti gungsgröße eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements ei nes Kraftfahrzeugs und ihrer Wirkung enthalten.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei auf der Basis wenigstens einer Betätigungsgröße nach Maßgabe ei nes vorgegebenen Zusammenhangs zwischen der Betätigungs größe und ihrer Wirkung wenigstens eine Steuergröße abge leitet wird, in deren Abhängigkeit die Steuerung wenig stens einer Stelleinrichtung des Fahrzeugs erfolgt, da durch gekennzeichnet, daß der Zusammenhang vom Fahrer vorgebbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusammenhang mittels eines Einstellmechanismus durch den Fahrer ausgewählt, vorgegeben oder abgespeichert wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Zusammenhang eine Kennlinie ist, die vom Fahrer vorgebbar oder vom Fahrer auswählbar ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Betätigungsgröße die Betä tigungsgröße eines Bremspedals, eines Gaspedals oder ei nes Kupplungspedals ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß aus der Betätigungsgröße ein Fahrerwunschwert nach Maßgabe des vom Fahrer vorgebbaren Zusammenhangs gebildet wird und dieser Fahrerwunschwert in Steuergrößen für Stelleinrichtungen umgerechnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Betätigungsgröße des Bremspedals ein Fahrerwun schwert nach Maßgabe des vom Fahrer vorgebbaren Zusammen hangs gebildet wird, dieser Fahrerwunschwert in Sollgrö ßen zur Einstellung von Radbremsstelleinrichtungen umge rechnet wird und diese Sollgrößen durch Ansteuern der Stelleinrichtungen eingestellt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus gleich zeitig auf den Zusammenhang zwischen der der Betätigungs größe und ihrer Wirkung wenigstens zweier Bedienelemente wirkt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Zusammenhang zwischen der Betätigungsgröße und ihrer Wirkung stufenlos oder durch Auswahl vorbestimmter Zusammenhänge veränderbar ist.

9. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, mit einer Steuereinheit, welche wenigstens eine Betätigungsgröße wenigstens eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements einliest, welche aus dieser Betätigungsgröße nach Maßgabe eines vorgegebenen Zusammenhangs zwischen der Betäti gungsgröße und ihrer Wirkung wenigstens eine Steuergröße ermittelt, in deren Abhängigkeit die Steuereinheit wenig stens ein Ausgangssignal zur Ansteuerung einer Stellein richtung ausgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer einheit von einem vom Fahrer betätigbaren Einstellmecha nismus wenigstens ein Signal empfängt, durch welches der Zusammenhang vom Fahrer vorgegeben wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus vom Fahrer betätigbar ist und als Wahlschalter oder Eingabeeinheit des Bordcomputers ausge bildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus eine Eingabe einheit ist, mit deren Hilfe der Fahrer eine von ihm ge wünschte Kennlinie in ein Speichermedium abspeichert.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus eine Spei cherchipkarte ist, die für jeder Fahrer mit seinen indi viduellen Daten versehbar ist.

13. Speicherchipkarte, die für jeden Fahrer mit seinen indi viduellen Daten versehbar ist, und diese Daten einen vom Fahrer gewünschten Zusammenhang zwischen der Betätigungs größe eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements eines Kraftfahrzeugs und ihrer Wirkung enthalten.