DE19954807A1

DE19954807A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE19954807A1
Application number: DE19954807A
Authority: DE
Inventors: Hans Heckmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-11-13
Filing date: 1999-11-13
Publication date: 2001-05-17
Also published as: JP2001182578A

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs vorgeschlagen, bei welchem wenigstens ein Steuersignal zur Beeinflussung der Verzögerung und/oder der Beschleunigung des Fahrzeugs nach Maßgabe eines entsprechenden Vorgabewertes gebildet wird. Ferner wird ein Korrekturfaktor gebildet, der die Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs repräsentiert, die durch die Fahrbahnlängsneigung entsteht. Dieser Korrekturwert wird dem Vorgabewert aufgeschaltet.

Description

Stand der Technik

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

Bei Fahrzeugen werden vielfach Steuersysteme eingesetzt, welche die Beschleunigung und/oder Verzögerung des Fahrzeugs vorgeben. Beispielsweise ist aus der DE 196 16 732 A1 ein Verzögerungsregler bekannt, bei welchem entweder abhängig von der Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienele ments oder eines Fahrgeschwindigkeitsreglers ein Verzöge rungssollwert für das Fahrzeug vorgegeben wird, der mittels eines Verzögerungsregelkreises unter Betätigung wenigstens einer Radbremse des Fahrzeugs eingestellt wird. In anderen Systemen wird die Verzögerungsregelung neben oder anstelle des Radbremseingriffs über eine entsprechende Steuerung des Drehmoments einer Antriebseinheit eingestellt. Dies ist bei spielsweise sowohl für die Einstellung einer Sollverzögerung als auch einer Sollbeschleunigung bei dem aus der DE 43 38 399 A1 bekannten Fahrgeschwindigkeitsregler der Fall. Ferner sind Anwendungen bekannt, bei welchen auf der Basis der Auslenkung eines Fahrpedals eine Sollbeschleuni gung des Fahrzeugs vorgegeben wird, die dann mittels eines Beschleunigungsreglers bzw. im negativen Fall mittels eines Verzögerungsreglers eingestellt wird.

Bei diesen bekannten Systemen mit einer Vorgabe von Be schleunigungs- und/oder Verzögerungssollwerten, die den Fah rerwunsch repräsentieren, sind die die Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs unabhängig von der Fahrervorgabe beeinflussenden Faktoren nicht berücksichtigen. Die vom Fah rer gewünschte Vorgabe wird also nicht exakt eingestellt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, die die Vorgabe einer Verzögerung und/oder einer Beschleunigung des Fahrzeugs verbessern. Dies wird durch die Merkmale der unab hängigen Patentansprüche erreicht.

Aus der DE 198 10 213 A1 ist eine Vorgehensweise bekannt, nach der auf der Basis des Meßsignals eines Beschleunigungs sensors die Fahrbahnsteigung abgeleitet wird. Dazu wird die auf der Basis von Radgeschwindigkeitssignalen bestimmte Fahrzeugbeschleunigung mit dem vom Beschleunigungssensor ge lieferten Signal verglichen und die Differenz zwischen den beiden Signalen als ein die Fahrbahnneigung in Längsrichtung repräsentierendes Signal angenommen. Die Fahrbahnneigung in Längsrichtung kann nach anderen Ausführungsvarianten auch mittels anderer Vorgehensweisen bestimmt werden, beispiels weise direkt mittels eines Neigungssensors gemessen werden.

Vorteile der Erfindung

Durch die Berücksichtigung der Fahrbahnsteigung bei der Vor gabe von Sollwerten für die Beschleunigung und/oder Verzöge rung eines Fahrzeugs werden Einflüsse auf die Verzögerung bzw. Beschleunigung des Fahrzeugs berücksichtigt, die zu ei ner ungenauen Einstellung des Sollwertes führen würde. Dies gilt sowohl für die Vorgabe abhängig von der Betätigungsgrö ße eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements als auch bei einer Vorgabe durch andere Steuersysteme. Bei Aufschaltung eines aus der Fahrbahnneigung abgeleiteten Wertes auf den jeweiligen Sollwert wird die durch das Fahrzeug entstehende Beschleunigung bzw. Verzögerung infolge von Hangabtriebs kräften bei der Sollvorgabe berücksichtigt und somit von dem nachstehenden Einstellmechanismus exakt der vom Fahrer oder einem weiteren Steuersystem gewünschte Sollwert eingestellt.

In der Anwendung bei elektrisch gesteuerten Bremssysteme wird daher die Sollwertvorgabe genauer und unabhängig von der Fahrbahnneigung in Längsrichtung. Dies hat den Vorteil, daß z. B. dem Fahrer bei einer bestimmten Auslenkung des Bremspedals unabhängig von der jeweiligen Fahrbahnneigung immer die gleiche Verzögerung des Fahrzeugs bereitgestellt wird.

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; Fig. 1 zeigt dabei ein Übersichtsblockschaltbild einer Steuerein richtung, welche wenigstens ein Stellelement im Fahrzeug nach Maßgabe eines vom Fahrer oder von anderen Steuersyste men vorgegebenen Vorgabewerts für die Verzögerung und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs einstellt. In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm skizziert, welches die Berücksichtigung der Fahrbahnneigung in Längsrichtung bei der Vorgabe des Soll wertes darstellt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild einer Steuerein richtung 10, welche aus wenigstens einer Eingangsschaltung 12, einer Rechnereinheit 14 und einer Ausgangsschaltung 16 besteht. Die genannten Elemente sind mittels eines Kommuni kationssystems 18 zum gegenseitigen Datenaustausch miteinan der verbunden. An die Eingangsschaltung 12 sind Eingangslei tungen angeschlossen, die die Steuereinrichtung 10 mit Meßeinrichtungen oder anderen Steuereinrichtungen verbinden und über die Signale zugeführt werden, die Betriebsgrößen der Antriebseinheit und/oder des Fahrzeugs bzw. Vorgabewer te, die bei der Steuerung, die die Steuereinrichtung 10 aus führt, zu berücksichtigen sind, repräsentieren. Im gezeigten Beispiel ist wenigstens eine Eingangsleitung 20 dargestellt, welche die Steuereinrichtung 10 mit wenigstens einer Meßein richtung 22 verbindet, über die wenigstens ein die Betäti gungsgröße wenigstens eines vom Fahrer betätigbaren Be dienelements repräsentierende Größe übermittelt wird. Das Bedienelement ist ein Bremspedal und/oder ein Fahrpedal. Ferner sind Eingangsleitungen 24 bis 28 vorgesehen, die von Meßeinrichtungen 30 bis 34 stammen. Diese Meßeinrichtungen erfassen Signale, welche die Geschwindigkeiten der Räder des Fahrzeugs repräsentieren. Ferner ist im bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel eine Eingangsleitung 36 vorgesehen, die von einem Beschleunigungssensor 38 zur Steuereinheit 10 führt. Eine weitere Eingangsleitung 40 stammt von einem weiteren Steuersystem 42, beispielsweise einem Fahrgeschwindigkeits regelsystem, wobei über die Leitung 40 ein Vorgabewert für die Verzögerung bzw. Beschleunigung des Fahrzeugs übermit telt wird, welche der Fahrgeschwindigkeitsregler 42 nach Maßgabe seiner Steuerfunktion ermittelt. Über die Ausgangs schaltung 16 und die Ausgangsleitungen steuert die Steuer einheit 10 wenigstens ein Stellelement, welches die Be schleunigung und/oder Verzögerung des Fahrzeugs beeinflußt.

In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist eine erste Aus gangsleitung 44 dargestellt, die auf ein erstes Stellelement 46 wirkt. Dieses beeinflußt das Drehmoment der Antriebsein heit und stellt je nach Ausführungsbeispiel die Drosselklap pe einer Brennkraftmaschine, die Motorsteuerung einer Brenn kraftmaschine oder eines Elektromotors, etc. dar. Über eine weitere in Fig. 1 dargestellte Ausgangsleitung 48 wird ein Bremssystem 50 des Fahrzeugs beeinflußt. Je nach Ausfüh rungsbeispiel handelt es sich beim Bremssystem um eine her kömmliche, mit Mitteln zur fahrerunabhängigen Bremsdrucker höhung ausgestattete hydraulische oder pneumatische Bremsan lage oder um eine elektrisch gesteuerte Bremsanlage, bei spielsweise mit hydraulischer oder pneumatischer Erzeugung der Zuspannkraft oder einer Erzeugung der Zuspannkraft durch elektromotorische Bremsensteller.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird auf der Basis des über die Leitung 20 übermittelten Betätigungsgröße des we nigstens einen Bedienelements durch die Rechnereinheit 14 ein Sollwert für die Fahrzeugverzögerung bzw. -beschleuni gung ermittelt. Dieser Sollwert wird bei nicht aktivem Fahr geschwindigkeitsregler 42 weiter verarbeitet, während bei aktivem Fahrgeschwindigkeitsregler 42 dessen Vorgabewert, der über die Leitung 40 zugeführt wird, anstelle des Fahrer wunschwertes weiter verarbeitet wird. Zur Berücksichtigung der Fahrbahnneigung in Längsrichtung wird der resultierende Sollwert mittels eines von der Fahrbahnneigung abhängigen Faktors beaufschlagt. Dieser Faktor wird aus Beschleuni gungswerten ermittelt oder mittels eines Neigungssensors ge messen. Im letzten Fall wird der Faktor durch Multiplikation der Erdbeschleunigung mit dem Sinus des Fahrbahnneigungswin kels ermittelt und zu dem Sollwert für die Beschleunigung und/oder Verzögerung des Fahrzeugs addiert.

Dieser korrigierte Sollwert wird mit einem Istwert in Bezie hung gesetzt und in einem Verzögerungsregler nach Maßgabe der dort implementierten Reglerstrategie, beispielsweise mit Proportional-, Integral- und/oder Differentialanteile in we nigstens ein Steuersignal umgesetzt, welches wenigstens ei nes der Stellelemente im Sinne einer Reduzierung der Diffe renz zwischen Soll- und Istwert ansteuert. Derartige Verzö gerungsregler sind aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die oben dargestell te Vorgehensweise als Programm des Rechners 14 realisiert. In Fig. 2 ist anhand eines Ablaufdiagramms ein derartiges Programm dargestellt. Zunächst wird die über die Eingangs leitung 20 eingelesene und aufbereitete Betätigungsgröße β, beispielsweise in einer Kennlinie 100 oder einem Kennfeld bei Berücksichtigung anderer Betriebsgrößen wie Fahrge schwindigkeit, etc., in einen Beschleunigungs- oder Verzöge rungssollwert ASOLL umgewandelt. Ferner wird wie beispiels weise im eingangs genannten Stand der Technik die Fahrbahn neigung in einem Neigungsbilder 102 ermittelt und ein die auf die Hangabtriebskraft zurückführenden Beschleunigung be schreibenden Faktor ermittelt. Dazu wird die Beschleunigung des Fahrzeugs AFZ, die mittels eines Beschleunigungsmessers ermittelt wurde, dem Bilder 102 zugeführt. Ferner wird die sem ein die Fahrzeugbeschleunigung repräsentierendes, aus den Radgeschwindigkeitssignalen abgeleitetes Beschleuni gungssignal ARAD zugeführt. Dieses wird im Beschleunigungs messer 104 auf der Basis der über die Leitungen 24 bis 28 zugeführten Radgeschwindigkeiten VRAD gebildet. Wie im ein gangs genannten Stand der Technik dargestellt, werden beide Signale miteinander verglichen, d. h. ihre Differenz gebil det, die einem die durch die Hangabtriebskraft erfolgten Be schleunigung des Fahrzeugs repräsentierender Faktor AT im wesentlichen entspricht. Dieser Faktor AT wird in einer Ver knüpfungsstelle 106 auf die Sollbeschleunigung bzw. -verzö gerung aufgeschaltet, vorzugsweise addiert und als resultie rende Sollbeschleunigung bzw. -verzögerung an den Regler 108 abgegeben. Diesem wird ferner ein beispielsweise aus den Radgeschwindigkeiten in 106 ermittelte Istbeschleunigung AIST des Fahrzeugs zugeführt. Der Regler bildet dann abhän gig von der Abweichung der Istbeschleunigung von der Sollbe schleunigung ggf. mit Hilfe unterlagerter Regelkreise, bei spielsweise Bremskraft- oder Bremsmomentenregelkreise, ein Ansteuersignal TAU, welches über wenigstens eine der Aus gangsleitungen zur Ansteuerung des Stellelements ausgegeben wird. Das Ansteuersignal TAU ist dabei derart bemessen, daß sich die Istverzögerung bzw. die Istbeschleunigung an den jeweiligen Sollwert annähert.

Die im bevorzugten Ausführungsbeispiel ermittelte Differenz zwischen gemessener und abhängig von den Raddrehzahlen abge schätzten Beschleunigung des Fahrzeugs stellt in erster Nä herung die durch die Hangabtriebskraft zusätzlich erzeugte Beschleunigung/Verzögerung dar. Wird die Fahrbahnneigung auf andere Weise ermittelt (z. B. mittels eines Neigungssensors), so ist der Korrekturfaktor als Produkt der Erdbeschleunigung g mit dem Sinus des Neigungswinkels α zu bilden.

In einem anderen Ausführungsbeispiel wird nicht der Sollwert für die Beschleunigung oder Verzögerung korrigiert, sondern die Betätigungsgröße direkt. In diesem Ausführungsbeispiel stellt die Betätigungsgröße die zu korrigierende Vorgabegrö ße dar. Dazu erfolgt eine Umrechnung des Winkel in ein Kor rekturstellungssignal.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei auf der Basis eines Vorgabewertes für die Beschleunigung und/oder Verzögerung des Fahrzeugs ein Ansteuersignal für wenig stens ein die Beschleunigung und/oder Verzögerung des Fahrzeugs beeinflussendes Stellelement gebildet wird, da durch gekennzeichnet, daß ein Korrekturfaktor gebildet wird, welcher die durch die Fahrbahnneigung entstehende Beschleunigung und/oder Verzögerung des Fahrzeugs reprä sentiert und der dem Vorgabewert für die Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs zur Korrektur aufgeschal tet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor zum Vorgabebeschleunigungswert ad diert wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Vorgabewert ein Sollbe schleunigungs- bzw. -verzögerungswert ist, der auf der Basis einer Betätigungsgröße wenigstens eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements oder auf der Basis des Vorga bewerts eines anderen Steuersystems wie eines Fahrge schwindigkeitsreglers gebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor abhängig von der Abweichung eines mittels eines Beschleunigungs sensors gemessenen Beschleunigung des Fahrzeugs und einer auf der Basis von Radgeschwindigkeitssignalen ermittelten Fahrzeugbeschleunigung gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Istbeschleunigung bzw. Ver zögerung des Fahrzeugs ermittelt wird und im Rahmen eines Verzögerungsregelkreises ein Ansteuersignal für das we nigstens eine Stellelement abhängig von der Abweichung zwischen Soll- und Istbeschleunigung bzw. -verzögerung gebildet wird, derart, daß sich der Istwert an den Soll wert annähert.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Steuersignal für das Stell element das Drehmoment einer Antriebseinheit des Fahr zeugs und/oder die Bremskraft an wenigstens einer Rad bremse des Fahrzeug steuert.

7. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, mit einer Steuereinrichtung (10), welche wenigstens einen Vorgabe wert (ASOLL) für die Beschleunigung und/oder Verzögerung des Fahrzeugs ermittelt, mit Mitteln (14), welche auf der Basis dieses Vorgabewertes ein Steuersignal (TAU) für we nigstens ein Stellelement (46, 50) bildet, welches die Verzögerung und/oder Beschleunigung des Fahrzeugs beein flußt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (102) vorgese hen sind, die einen Korrekturfaktor (AST) bilden, der die Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs aufgrund der Fahrbahnneigung in Längsrichtung repräsentiert, und der dem Vorgabewert zur Bildung eines resultierenden Vor gabewertes (ASOLLRES) beaufschlagt wird.