EP1313636A1 - Verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugregelungssystems und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugregelungssystems und vorrichtung zur durchführung des verfahrens

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Publication number
EP1313636A1
EP1313636A1 EP01960696A EP01960696A EP1313636A1 EP 1313636 A1 EP1313636 A1 EP 1313636A1 EP 01960696 A EP01960696 A EP 01960696A EP 01960696 A EP01960696 A EP 01960696A EP 1313636 A1 EP1313636 A1 EP 1313636A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuation
signal
request
vehicle
operating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01960696A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Giers
Stefan STÖLZL
Robert Schmidt
Ralf Junge
Christian Albrich Von Albrichsfeld
Andreas Klein
Thorsten Ullrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP1313636A1 publication Critical patent/EP1313636A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/042—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated by electrical means, e.g. using travel or force sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/662—Electrical control in fluid-pressure brake systems characterised by specified functions of the control system components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/82—Brake-by-Wire, EHB

Definitions

  • the invention relates to a method for operating one or more motor vehicle control systems which can be arranged in a motor vehicle, in particular comprising at least one setpoint generator, at least one electrical or electronic controller, and at least one control system which is associated with at least one actuator, in particular for actuation a controlled brake system, for the actuation of an electrical or electromechanical steering or for the actuation of similar driver assistance systems.
  • Motor vehicle control systems are characterized by the property of supporting a vehicle driver in the control of complex actuation processes. In many cases, these are safety-relevant brake actuation processes, with a control intervention, for example in brake-by-wire applications, being carried out in a specific manner based on a braking request using external energy.
  • EMS electro-hydraulic brake systems
  • BA brake assist
  • ESP driving stability control
  • assistance systems such as a braking system or a steering system perform safety-relevant functions, their availability is of paramount importance. On the other hand, high availability is also expected with regard to subordinate comfort functions.
  • the energy management of the vehicle control system is to be improved.
  • the object is essentially achieved in that the manner in which one or more vehicle control systems are actuated is evaluated as a function of predeterminable operating states or as a function of a boundary condition (s) that characterize an operating state, and that a control intervention is dependent on the evaluation of the Operation is carried out.
  • actuation commands are not simply processed slavishly, but are implemented in a modified manner depending on the operating state and / or boundary conditions. In the context of energy management, this enables flexible use of the available resources without endangering the function or availability of individual competing systems. In the event of a shortage of energy, there is in particular no deactivation of low-ranking (comfort) functions.
  • the operating method according to the invention also has positive effects on the construction of a device for carrying out the method.
  • an electro-hydraulic brake system (EHB brake system) is known, which has a brake cylinder for setting a setpoint, a pressure medium accumulator for receiving a pressure medium and a pump for increasing the pressure of the pressure medium accumulator. If the brake If - for example when the vehicle is at a standstill - repeated operation with a high frequency (e.g. greater than 1 Hz), this leads to maximum pressure medium consumption and correspondingly maximum energy consumption due to frequent pressure build-up and pressure reduction processes in the pressure medium accumulator.
  • a high frequency e.g. greater than 1 Hz
  • the system is oversized for the vast majority of all conventional actuation cases, only so that the described - unreasonable - actuation request is covered.
  • the invention intervenes in that an evaluation of the signal characterizing an actuation request is carried out, and only then is there any modified control intervention based on the evaluation.
  • the invention is inexpensive because it can be implemented essentially on a software basis and, for example, does not require any expensive hardware replacement as part of a retrofit. An implementation of further developed control strategies is easily possible using a software update.
  • the invention not only reduces the stress on the electrical system by suppressing or modifying the consequences of certain actuation requests, but also enables the hardware capacity to be kept to be reduced. Because a reduction in costs, size and weight of components such as pressure medium accumulator and pump is made possible by an actuation request being interpreted as a control intervention in a reasonable way, taking into account the boundary conditions, so to speak. Possibilities of abuse are consequently restricted.
  • the temporal course of a signal characterizing an actuation request from the setpoint generator is recorded, a variable characterizing a vehicle operating state for evaluating the signal being applied to the regulator, and a modification of an output signal of the regulator depending on the evaluation of the signal for the rule intervention. This enables an investigation of the actuation request and a sensible implementation based on this investigation, for example of a braking request.
  • the controller is supplied with variables which in particular characterize a degree of filling of a pressure medium store or the pressure medium temperature. This makes it possible to use a particularly pressure-medium-saving and consequently energy-saving mode of operation, for example when the pressure-medium reservoir is almost empty and low pressure-medium temperatures, without questioning the function of the control system itself.
  • the signal modification results in a reduced energy consumption of the actuator, so that this resource can be used efficiently.
  • the reduction in consumption results as a result of a reduced power consumption, a reduced intensity (in the operation of the consumer) or as a result of the reduction of another characteristic that influences consumption.
  • the actuation speed and / or the actuation frequency is recorded, with a speed value above or above a limit value a frequency modification is carried out above a limit value and the detection of a predetermined operating state.
  • the inclusion of these parameters is advantageous for signal evaluation.
  • the signal modification can result in a weakened or delayed or suppressed control intervention with a corresponding response from the vehicle.
  • the signal from the setpoint generator is treated by means of a filter, in particular a low-ass filter. This helps to remove unwanted high-frequency signal components (e.g. noise, misuse).
  • the output signal of the controller may differ from a conventional actuation case (normal case) in terms of course and amplitude due to special driving situations / operating conditions.
  • the control signal of the controller can be released from a setpoint input by the driver.
  • the frequency of the modified signal fed to the actuator is weakened, delayed or suppressed when an actuation request is made with an actuation frequency above, for example, approximately 1 Hz and the vehicle is at a standstill or approximately at a standstill. For example, this prevents nonsensical volume or energy consumption caused by "nervous" or too fast pedal actuation.
  • the amplitude of the modified signal (control intervention) transmitted to the actuator is limited to a predeterminable limit value at an actuation frequency above, for example, about 1 Hz and the vehicle standing or nearly standing still. This makes it possible to avoid overstressing the device or parts of the device as a result of continued pressure pulsations.
  • a signal modification can be set if a change in the operating state or a change in the driver's request is sensed.
  • a means for examining and / or modifying the time profile of a signal characterizing an actuation request is provided.
  • This is preferably a filter which can be set as a function of the predeterminable operating states and which is provided inexpensively in the form of a software filter.
  • the filter has basically a low-pass character, so that high-frequency signal components are suppressed or at least inhibited.
  • the filter can be adaptively adaptable, and a learning mode can be provided to adapt to the operating habits of a vehicle driver. Description of exemplary embodiments
  • a brake by wire brake system comprises an interface (pedal) for actuating a setpoint generator (master cylinder) with appropriate sensors for detecting a signal representing a braking request, further comprising an electrical or electronic controller (ECU) with a stored computer program, and a controlled system ( Wheel brake), to which several electromagnetically actuable hydraulic valves are preferably assigned as an actuator.
  • ECU electrical or electronic controller
  • Wheel brake Wheel brake
  • the assistance system In addition to the state of the actuation request, the assistance system also records or monitors the operating states of the vehicle. For example, a distinction can be made between vehicle standstill and driving. Depending on the requirements and the sensors used, there are other operating states (e.g. cornering), or a finer resolution (eg with regard to driving speed) can be seen.
  • the manner of a signal characterizing an actuation request is monitored and evaluated, so that the effect of the actuation request on the controlled system can be modified depending on the operating state. For example, there may be completely nonsensical actuation requests for certain operating conditions, which are based on misuse of the system.
  • a signal modification can result in a reduced energy consumption of the actuator. Furthermore, the actuation speed and / or the actuation frequency can be detected on the basis of the signal from the setpoint generator, so that a signal modification takes place when a speed value is above a limit value or a frequency value is above a limit value and a predetermined operating state is recognized. It is understood that the limit values mentioned can be set / stored in advance.
  • the signal modification can cause a weakened, delayed or suppressed control grip is done. In extreme cases, the system completely releases the braking request.
  • filtering can be carried out using a low-pass filter. It goes without saying that the design of the filter influences the control quality and that system stability has priority in all cases.
  • the signal modification can be in the form of a processing of the course and / or amplitude of the signal to be supplied to the actuator. The signal processing can be varied and take place in adaptation to the respective situation / operating state.
  • the frequency of the signal supplied to the actuator can be weakened, delayed or suppressed at an actuation frequency above, for example, approximately 1 Hz and the vehicle being at a standstill or almost at a standstill.
  • a signal modification is terminated if a change in the operating state (for example a transition from a stationary vehicle to a moving vehicle) or a change in the driver's request (for example a transition from high-frequency actuation to setting a braking request) is detected.
  • a change in the operating state for example a transition from a stationary vehicle to a moving vehicle
  • a change in the driver's request for example a transition from high-frequency actuation to setting a braking request
  • Variant 1 When operating a controlled brake system, e.g. of an EMS brake system with a higher frequency (e.g. 3 Hz) than is advisable in a given situation (e.g. 1 Hz when the vehicle is stationary), the signal from the setpoint generator is filtered (e.g. by 1st order low-pass filter).
  • a controlled brake system e.g. of an EMS brake system with a higher frequency (e.g. 3 Hz) than is advisable in a given situation (e.g. 1 Hz when the vehicle is stationary)
  • the signal from the setpoint generator is filtered (e.g. by 1st order low-pass filter).
  • Variant 2 When actuated with a higher frequency (e.g. 3 Hz) than is useful in a given situation (e.g. 1 Hz at standstill), the amplitude of the modified signal is changed to a situation-dependent value (modified target brake pressure, modified Target braking torque, modified target deceleration, etc.) reduced to an associated, correspondingly determined value (eg target deceleration of 0.3 g at standstill).
  • a higher frequency e.g. 3 Hz
  • a given situation e.g. 1 Hz at standstill
  • Variant 3 When actuated with a higher frequency (e.g. 3 Hz) than is useful in a given situation (e.g. 1 Hz at standstill), the modified signal is switched to a second predetermined situation-dependent frequency (e.g. 1 Hz at standstill) reduced. If the driver operates with 3 Hz at a standstill, the controller outputs a frequency of 1 Hz for the specification of the wheel pressure setpoints.
  • a higher frequency e.g. 3 Hz
  • a second predetermined situation-dependent frequency e.g. 1 Hz at standstill
  • the variants are preferably carried out in such a way that the haptic reaction to the driver is minimal and thus remains largely unnoticed by the driver.
  • the execution of the signal modification is terminated if, for example, either the actuation frequency per Time unit becomes smaller again (eg less than or equal to 1 Hz) or if it is recognized that the driver wants to start driving. This is possible, for example, by evaluating an accelerator pedal actuation or the engine torque. If a wheel brake pressure (residual braking torque) according to variant 2 were to be found in the wheel brakes, this would be reduced quickly so that the driver can drive off without braking.
  • the actuation frequency per Time unit becomes smaller again (eg less than or equal to 1 Hz) or if it is recognized that the driver wants to start driving. This is possible, for example, by evaluating an accelerator pedal actuation or the engine torque. If a wheel brake pressure (residual braking torque) according to variant 2 were to be found in the wheel brakes, this would be reduced quickly so that the driver can drive off without braking.
  • the invention can also be used in the case of high-frequency interference if, for example, the actuation unit issues a driver request at high frequency, even if the driver does not actuate himself.
  • the reason for this can be, for example, a jogging path or if a return spring in a pedal actuation unit becomes weaker due to fatigue, so that braking requests are erroneously detected due to the vibrating brake pedal on bumpy roads (frequency e.g. greater than 3 Hz - the pedal swings back and forth). If it is recognized that a braking request cannot come from the driver (e.g. actuation above 5 Hz), the signal is completely suppressed, for example by means of filtering (low-pass filter).
  • the filter parameters can be provided to be adjustable, an adaptive adaptation having proven to be particularly advantageous.
  • filter characteristic values are changed as a function of specific operating states or operating states.
  • An essential operating state in this context is the degree of filling of the pressure medium reservoir and it is advisable to use a stronger, that is to say intervention at lower frequencies, filtering when the pressure medium reservoir is almost empty. Conversely, when the memory is completely full, less filtering can be used. be taken. As the degree of filling increases, there is less filtering (reduction of the time constant).
  • the pressure medium filling degree has priority, ie a strong filtering takes place.
  • the degree of filling of the pressure medium accumulator can also be taken into account in combination with the consideration of the direction of actuation, so that, with a low degree of filling and a reduction in the braking request, stronger filtering takes place than with a high degree of filling and brake actuation. Furthermore, a combination of taking into account the degree of filling with the currently existing wheel brake pressure is conceivable, the filtering being set in such a way that a brake release request is implemented more slowly than a brake request.
  • a filter provided with a learning mode which allows filter parameters to be adapted to the operating habits of a vehicle driver, enables particularly simple operation.
  • the learning mode is permanently activated so that, for example, a driver change can be automatically recognized and the changed operating habits can be taken into account in the controller.
  • the invention can be transferred to all electrical actuating devices in motor vehicles, for example to a steer-by-wire or a brake-by-wire device.
  • the invention leads to a reduction in the consumption of liquid (hydraulics) or electrical energy (electricity), which in turn enables the system to be designed at low cost.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugregelungssystems mit einer in einem Kraftfahrzeug anordbaren Vorrichtung umfassend einen Sollwertgeber, einen elektrischen oder elektronischen Regler, und eine Regelstrecke, der ein Stellglied zugeordnet ist, insbesondere für die Betätigung einer geregelten Bremsanlage, einer elektrischen oder elektromechanischen Lenkung oder ähnlichen Fahrerassistenzsystemen. Der Kern der Erfindung liegt darin begründet, dass für vorbestimmbare Betriebszustände die Art und Weise eines, einen Betätigungswunsch charakterisierenden Signals bewertet wird, und dass die Auswirkung der Betätigung auf die Vorrichtung in Abhängigkeit von dem Betriebszustand modifiziert wird.

Description

Verfahren zum. Betreiben eines Kraftfahrzeugregelungssystems und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Beschreibung
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben von einem oder mehreren in einem Kraftfahrzeug anordbaren Kraftfahrzeugregelungssystemen, insbesondere umfassend wenigstens einen Sollwertgeber, wenigstens einen elektrischen oder elektronischen Regler, und wenigstens eine Regelstrek- ke, der wenigstens ein Stellglied zugeordnet ist, insbesondere für die Betätigung einer geregelten Bremsanlage, für die Betätigung einer elektrischen oder elektromechanisehen Lenkung oder für die Betätigung von ähnlichen Fahrerassistenzsystemen.
Kraftfahrzeugregelungssysteme zeichnen sich durch die Eigenschaft aus, einen Fahrzeugführer bei der Regelung von komplexen Betätigungsvorgängen zu unterstützen. Vielfach handelt es sich dabei um sicherheitsrelevante Bremsbetäti- gungsvorgänge, wobei ein Regeleingriff beispielsweise bei Brake by Wire Anwendungen ausgehend von einem Bremswunsch auf bestimmte Art und Weise unter Einsatz einer Fremdenergie ausgeführt wird. Bei elektrohydraulischen Bremssystemen (EHB) wird beispielsweise eine elektromotorisch angetriebene Hydraulikpumpe zur Versorgung des Systems herangezogen. Sonderfunktionen wie beispielsweise Bremsassistent (BA) oder Fahrstabilitätsregelung (ESP) sind ebenfalls darstellbar. Nach einem allgemeinen Trend verzeichnet der Elektronikanteil in Kraftfahrzeugen starke Zuwachsraten, was zu einer steigenden Belastung des elektrischen Versorgungs-Bordnetz führt . Zwar ist langfristig eine Änderung der Bordnetzspannung von Kraftfahrzeugen ausgehend von grundsätzlich 12 V oder 24 V auf eine zukünftige Netzspannung von beispielsweise 42 V oder 48 V geplant. Eine Änderung der Bordnetzspannung ist jedoch nur mit großem Aufwand unter Austausch aller Verbraucher machbar, und bewirkt keine Änderung der individuellen Verbrauchseigenschaften des einzelnen Verbrauchers oder der Verbrauchseigenschaften von Baugruppen des Kraftfahrzeugs. Eine Bordnetzspannungsänderung ist darüber hinaus nur bei neu zu entwickelnden Fahrzeugmodellen möglich. Bereits in Massenproduktion befindliche Kraftfahrzeuge und auch der Fahrzeugaltbestand bleiben von dieser Änderung - im wesentlichen aus Kostengründen - ausgenommen.
Weil Assistenzsysteme wie beispielsweise ein Bremssystem oder ein Lenksystem sicherheitsrelevante Funktionen erfüllt, kommt deren Verfügbarkeit eine herausragende Bedeutung zu. Andererseits wird auch betreffend nachrangiger Komfortfunktionen eine hohe Verfügbarkeit erwartet.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugsregelungssystems zur Verfügung zu stellen, welches auf Basis einer begrenzten Energieversorgung die Verfügbarkeit elektrischer, insbesondere sicherheitsrelevanter, Funktionen gewährleistet. Das Energiemanagement des Fahrzeugregelungssystem soll verbessert werden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, daß die Art und Weise einer Betätigung eines oder mehrerer Fahrzeugregelungssysteme in Abhängigkeit von vorbestimmbaren Betriebszuständen, oder in Abhängigkeit von einen Betriebszustand charakterisierenden Randbedingung (en) bewertet wird, und daß ein Regelungseingriff in Abhängigkeit von der Bewertung der Betätigung vorgenommen wird.
Vorteile der Erfindung
Weil erfindungsgemäß eine Bewertung der Art und Weise der Betätigung vor einem potentiellen Regelungseingriff durchgeführt wird, können beispielsweise Regelungseingriffe auf Basis von unsinnigen oder mißbräuchlichen Betätigungsbefehlen im Sinne einer Energieeinsparung unterdrückt oder modifiziert ausgeführt werden. Mit anderen Worten werden Betätigungsbefehle nicht einfach sklavisch abgearbeitet, sondern in Abhängigkeit von Betriebszustand und / oder Randbedingungen modifiziert umgesetzt. Dies ermöglicht im Rahmen des Energiemanagement einen flexiblen Umgang mit den zur Verfügung stehenden Resourcen, ohne die Funktion oder Verfügbarkeit einzelner miteinander konkurrierender Systeme zu gefährden. Es erfolgt bei Energieknappheit insbesondere keine Abschaltung rangniedriger (Komfort-) Funktionen.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren hat auch positive Auswirkungen auf eine Konstruktion einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Beispielsweise ist aus der DE 196 16 538 AI eine elektrohydraulische Bremsanlage (EHB- Bremsanlage) bekannt, welche über einen Bremszylinder zum Einsteuern eines Sollwertes, einen Druckmittelspeicher zur Aufnahme eines Druckmittels und eine Pumpe für die Druckerhöhung des Druckmittelspeichers verfügt. Wenn die Bremsan- läge - beispielsweise im Fahrzeugstillstand - wiederholt mit hoher Frequenz (z.B. größer als 1 Hz) betätigt wird, führt dies infolge von häufigen Druckaufbau- und Druckabbauvorgängen im Druckmittelspeicher zu maximalem Druckmittelverbrauch und entsprechend maximalem Energieverbrauch. Obwohl der oben beschriebene Anwendungsfall eine Ausnahme darstellt, hat die Auslegung der Kapazitäten dieses konventionellen Systems unter Beachtung dieses MaximalVerbrauches zu erfolgen. Folglich ist das System für die überwiegende Mehrzahl aller herkömmlichen Betätigungsfälle überdimensioniert, nur damit der beschriebene - widersinnige - Betätigungswunsch abgedeckt wird. An dieser Stelle greift die Erfindung ein, indem eine Bewertung des einen Betätigungswunsch charakterisierenden Signals vorgenommen wird, und erst im Anschluß daran ein ggf. modifizierter Regeleingriff auf Basis der Bewertung erfolgt. Die Erfindung ist kostengünstig, weil sie im wesentlichen sofwarebasiert umsetzbar ist, und beispielsweise im Rahmen einer Nachrüstung keinen aufwendige Hardwareaustausch erfordert. Eine Implementierung weiterentwickelter Regelstrategien ist einfach mittels Softwareupdate möglich.
Die Erfindung reduziert nicht nur die Bordnetzbeanspruchung durch Unterdrückung oder Modifikation der Folgen bestimmter Betätigungswünsche, sondern ermöglicht auch eine Reduktion der vorzuhaltenden Hardware-Kapazität . Denn es wird eine Reduktion von Kosten, Baugröße und Gewicht von Bauteilen wie beispielsweise Druckmittelspeicher sowie Pumpe ermöglicht, indem ein Betätigungswunsch auf eine vernünftige Weise unter Berücksichtigung der Randbedingungen sozusagen interpretiert als Regeleingriff weitergegeben wird. Mißbrauchsmöglichkeiten werden folglich eingeschränkt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der zeitliche Verlauf eines, einen Betätigungswunsch charakterisierenden Signals des Sollwertgebers erfaßt, wobei dem Regler eine, einen Fahrzeugbetriebszustand charakterisierende Größe zur Bewertung des Signals aufgeschaltet wird, und daß in Abhängigkeit von der Bewertung des Signals eine Modifikation eines Ausgangssignals des Reglers für den Regeleingriff erfolgt. Dies ermöglicht eine Untersuchung des Betätigungswunsches und eine auf dieser Untersuchung basierende vernünftige Umsetzung beispielsweise eines Bremswunsches .
Dem Regler werden gemäß einer vorteilhaften Ausfuhrungsform Größen zugeführt, welche insbesondere einen Füllungsgrad eines Druckmittelspeichers oder die Druckmitteltemperatur charakterisieren. Dadurch wird es ermöglicht, bei beispielsweise fast leerem Druckmittelspeicher sowie niedrigen Druckmitteltemperaturen eine besonders druckmittelsparende und folglich energiesparende Betriebsweise anzuwenden, ohne die Funktion des Regelungssystems ansich in Frage zu stellen.
Von Vorteil ist, wenn die Signalmodifikation einen reduzierten Energieverbrauch des Stellglieds bewirkt, so daß ein rationeller Umgang mit dieser Resource möglich ist. Die Verbrauchsreduktion ergibt sich als Folge eines reduzierten Stromverbrauches, einer verringerten Intensität (im Betrieb des Verbrauchers) oder infolge Reduktion einer anderen verbrauchsbeeinflussenden Kenngröße .
Erfindungsgemäß wird die Betätigungsgeschwindigkeit und/oder die Betätigungsfrequenz erfaßt, wobei bei einem über einem Grenzwert liegenden Geschwindigkeitswert oder einem über einem Grenzwert liegenden Frequenzwert und dem Erkennen eines vorbestimmten Betriebszustands eine Signalmodifikation erfolgt. Die Einbeziehung dieser Parameter ist vorteilhaft für die Signalbewertung. Als Folge der Signalmodifikation kann sich ein abgeschwächter oder ein verzögerter oder ein unterdrückter Regeleingriff mit einer entsprechenden Antwort des Fahrzeugs ergeben.
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird das Signal des Sollwertgebers mittels einem Filter, insbesondere einem Tief assfilter behandelt. Dies trägt dazu bei, unerwünschte hochfrequente Signalbestandteile (beispielsweise Rauschen, mißbräuchliche Betätigungen) zu entfernen.
Es ist denkbar, den zeitlichen Verlauf und / oder die Amplitude des dem Stellglied zuzuführenden Signals mittels Signalmodifikation zu bearbeiten. Folglich kann sich das Ausgangssignal des Reglers aufgrund besonderer Fahrsituationen / Betriebszustände in Hinblick auf Verlauf und Amplitude von einem herkömmlichen Betätigungsfall (Normalfall) unterscheiden. Mit anderen Worten kann sich das Regelsignal des Reglers von einem fahrerseitig eingesteuerten Sollwert lösen.
Vorteilhaft ist, wenn bei einem Betätigungswunsch mit einer Betätigungsfrequenz über beispielsweise etwa 1 Hz und Stillstand oder annäherndem Stillstand des Fahrzeugs die Frequenz des dem Stellglied zugeführten, modifizierten Signals abgeschwächt, verzögert oder unterdrückt wird. Beispielsweise durch „nervöse" oder zu schnelle Pedalbetätigung ausgelöster, unsinniger Volumen- oder Energieverbrauch wird dadurch verhindert . In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, bei einem Betätigungswunsch mit einer Betätigungsfrequenz über beispielsweise etwa 1 Hz und Stillstand oder annäherndem Stillstand des Fahrzeugs eine Signalmodifikation im Sinne einer Frequenzreduktion des Regeleingriffs auf beispielsweise etwa 1 Hz vorzusehen.
Bei einer anderen Variante der Erfindung wird bei einer Betätigungsfrequenz über beispielsweise etwa 1 Hz und Stillstand oder annäherndem Stillstand des Fahrzeugs die Amplitude des an das Stellglied übermittelten, modifizierten Signals (Regeleingriff) auf einen vorgebbaren Grenzwert beschränkt. Dadurch wird es ermöglicht, eine Überbeanspruchung der Vorrichtung oder von Teilen der Vorrichtung infolge von fortgesetzten Druckpulsationen zu vermeiden.
Eine Signalmodifikation kann eingestellt werden, wenn eine Betriebszustandsänderung oder eine Fahrerwunschänderung sensiert wird.
Gemäß einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Mittel zum Untersuchen und / oder Modifizieren des zeitlichen Verlaufs eines, einen Betätigungswunsch charakterisierenden Signals vorgesehen. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein in Abhängigkeit von den vorbestimmbaren Betriebszuständen einstellbarer Filter, welches kostengünstig in Gestalt eines Softwarefilter vorgesehen ist. Der -Filter hat grundsätzlich Tiefpaßcharakter, so daß hochfrequente Signalanteile unterdrückt oder zumindest gehemmt werden. Der Filter kann adaptiv anpassbar sein, und einen Lernmodus zur Anpassung an die Betätigungsgewohnheiten eines Fahrzeugsführers versehen sein. Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus den folgenden Erläuterungen und Beispielen hervor. Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel einer elektrohydraulischen Kraft- fahreugbremsanlage (EHB-Bremsanlage) näher erläutert, wobei eine Übertragung auf andere mechatronische Anwendungen wie beispielsweise Kupplungsbetätigung, Motorsteuerung oder Lenkungsbetätigung vom by-wire-Typ möglich ist.
Eine brake by wire Bremsanlage umfaßt eine Schnittstelle (Pedal) zur Betätigung eines Sollwertgebers (Hauptzylinder) mit entsprechender Sensorik zum Erfassen eines einen Brems- wünsch repräsentierenden Signals, umfassend weiterhin einen elektrischen oder elektronischen Regler (ECU) mit einem eingespeicherten Computerprogramm, und eine Regelstrecke (Radbremse) , der vorzugsweise mehrere elektromagnetisch betätigbare hydraulische Ventile als Stellglied zugeordnet sind. In Abkehr von dem hydraulischen Prinzip ist ganz grundsätzlich eine vollständig elektromechanische Funktionsweise auf Basis von elektromechanischen Aktuatoren denkbar. Die Regelung erfolgt „by-wireλ, wobei geeignete Sicherungsmaßnahmen für einen Fehler- oder Systemausfall vorgesehen sein können. Es' empfiehlt sich darüber hinaus aus Sicherheitsgründen, die Signalbearbeitung und Signal erarbeitung sowie die entsprechenden Bauteile redundant vorzusehen. Das Assistenzsystem erfasst oder überwacht neben dem Zustand des Betätigungswunsches ferner die Betriebszustände des Fahrzeugs. Beispielsweise kann zwischen Fahrzeugstillstand und Fahrbetrieb unterschieden werden. Je nach Erfordernis und der entsprechend eingesetzten Sensorik sind weitere Betriebszustände (beispielsweise Kurvenfahrt) , oder eine feinere Auflösung (z.B. hinsichtlich Fahrgeschwindigkeit) erkennbar. Darüber hinaus wird die Art und Weise eines, einen Betätigungswunsch charakterisierenden Signals überwacht und bewertet, so daß die Auswirkung des Betätigungswunsches auf die Regelstrecke in Abhängigkeit von dem Betriebszustand modifiziert werden kann. Beispielsweise können für bestimmte Betriebszustände völlig unsinnige Betätigungswünsche vorliegen, welche auf einem Mißbrauch des Systems beruhen. Es ist beispielsweise nicht plausibel, wenn bei Fahrzeugstillstand ein, mit einer Stotterbremse vergleichbarer Bremsbetatigungswunsch erfasst wird, welcher zu hohem Energieverbrauch (infolge hohem Druckmittelverbrauch) führt. Um beispielsweise derartige, mißbräuchliche Betätigungen zu unterbinden, wird der zeitliche Verlauf eines den Betätigungswunsch charakterisierenden Signals des Sollwertgebers erfasst, und mit einem zuvor eingespeicherten, im übrigen abänderbaren Betriebszustand des Kraftfahrzeuges verglichen. Für den Fall daß der eingesteuerte Bremswunsch als unsinnig definiert ist, erfolgt eine Signalmodifikation, welche dem Stellglied zugeführt wird.
Eine Signalmodifikation kann einen reduzierten Energieverbrauch des Stellglieds bewirken. Weiterhin kann anhand des Signals des Sollwertgebers die Betätigungsgeschwindigkeit und/oder die Betätigungsfrequenz erfaßt werden, so daß bei einem über einem Grenzwert liegenden Geschwindigkeitswert oder einem über einem Grenzwert liegenden Frequenzwert und dem Erkennen eines vorbestimmten Betriebszustands eine Signalmodifikation erfolgt . Es versteht sich daß die genannten Grenzwerte vorab einstellbar / einspeicherbar sind.
Im Einzelnen kann die Signalmodifikation bewirken, daß ein abgeschwächter, verzögerter oder unterdrückter Regelein- griff erfolgt. Im Extremfall löst sich das System völlig von dem eingesteuerten Bremswunsch. Um Storanteile wie beispielsweise hochfrequente Schwingungen (Rauschen ) in dem erfassten Signal des Sollwertgebers zu unterdrücken, kann eine Filterung mittels einem Tiefpassfilter vorgenommen werden. Es versteht sich, daß die Auslegung des Filter die Regelungsgüte beeinflußt, und daß Systemstabilität in jedem Falle Vorrang besitzt. Die Signalmodifikation kann in Gestalt einer Bearbeitung von Verlauf und / oder Amplitude des dem Stellglied zuzuführenden Signals vorliegen. Die Signalbearbeitung kann vielfältig sein, und in Anpassung an die jeweilige Gegebenheit / Betriebszustand erfolgen. Beispielsweise kann bei einer Betätigungsfrequenz über beispielsweise etwa 1 Hz und Stillstand oder annäherndem Stillstand des Fahrzeugs die Frequenz des dem Stellglied zugeführten Signals abgeschwächt, verzögert oder unterdrückt werden. Ferner ist es möglich, bei einer Betätigungsfrequenz über beispielsweise etwa 1 Hz und Stillstand oder annäherndem Stillstand des Fahrzeugs eine Signalmodifikation im Sinne einer Frequenzreduktion auf beispielsweise etwa 1 Hz vorgesehen ist. In Abwandlung ist es denkbar, bei einer Betätigungsfrequenz über beispielsweise etwa 1 Hz und Stillstand oder annäherndem Stillstand des Fahrzeugs die Amplitude des dem Stellglied zuzuführenden Signals auf einen vorgegebenen Grenzwert zu beschränken.
Es ist vorgesehen, daß eine Signalmodifikation abgebrochen wird, wenn eine Betriebszustandsänderung (bspw. Übergang vom stehenden zum fahrenden Fahrzeug) oder eine Fahrerwunschänderung (bspw. Übergang von hochfrequenter Betätigung zur Einstellung eines Bremswunsches) detektiert wird. Beispiele :
Variante 1 : Bei Betätigung einer geregelten Bremsanlage, z.B. eines EHB-BremsSystems, mit höherer Frequenz (z. B. 3 Hz) , als dies in einer vorgegebenen Situation sinnvoll ist, (z.B. 1 Hz im Fahrzeugstillstand), wird das Signal des Sollwertgebers gefiltert (z.B. durch Tiefpassfilter 1. Ordnung) .
Variante 2 : Bei Betätigung mit einer höheren Frequenz (z. B. 3 Hz) , als dies in einer vorgegebenen Situation sinnvoll ist, (z.B. 1 Hz im Stillstand), wird die Amplitude des modifizierten Signals auf einen situationsabhängigen Wert (modifizierter Sollbremsdruck, modifiziertes Sollbremsmoment, modifizierte Sollverzögerung, etc.) auf einen zugehörigen, entsprechend bestimmten Wert (z.B. Sollverzögerung von 0,3g im Stillstand) reduziert.
Variante 3 : Bei Betätigung mit einer höheren Frequenz (z. B. 3 Hz) als dies in einer vorgegebenen Situation sinnvoll ist (z.B. 1 Hz im Stillstand), wird das modifizierte Signal auf eine zweite vorgegebene situationsabhängige Frequenz (z.B. 1 Hz im Stillstand) reduziert. Betätigt der Fahrer folglich mit 3 Hz im Stillstand, so gibt der Regler eine Frequenz von 1 Hz für die Vorgabe der Raddrucksollwerte aus .
Die Varianten werden vorzugsweise so durchgeführt, daß die haptische Rückwirkung auf den Fahrer minimal ist und somit weitestgehend vom Fahrer unbemerkt bleibt .
Die Durchführung der Signalmodifikation wird abgebrochen, wenn beispielsweise entweder die Betätigungshäufigkeit pro Zeiteinheit wieder geringer wird (z.B. kleiner gleich 1 Hz) oder wenn erkannt wird, daß der Fahrer losfahren möchte. Dies ist beispielsweise möglich mittels Auswertung einer Gaspedalbetätigung oder des Motormoments. Falls sich ein Radbremsdruck (Restbremsmoment) entsprechend Variante 2 in den Radbremsen befinden würde, so würde dieser schnell abgebaut, damit der Fahrer ungebremst losfahren kann.
Die Erfindung kann auch im Falle von hochfrequenten Störungen eingesetzt werden, wenn beispielsweise die Betätigungseinheit mit hoher Frequenz einen Fahrerwunsch ausgibt, auch wenn der Fahrer selbst nicht betätigt. Grund dafür kann beispielsweise eine Rüttelstrecke sein, oder wenn eine Rückstellfeder in einer Pedalbetätigungseinheit ermüdungsbedingt schwächer wird so daß infolge schwingendem Bremspedal bei holpriger Straße irrtümlich Bremswünsche detektiert werden ( Frequenz z.B. größer 3 Hz - Pedal schwingt hin und her) . Wird erkannt, daß ein Bremswunsch nicht vom Fahrer stammen kann (z.B. Betätigung oberhalb 5 Hz), wird das Signal beispielsweise mittels Filterung (Tiefpaßfilter) vollständig unterdrückt .
Die Filterkenngrößen (bspw. Zeitkonstante) können einstellbar vorgesehen sein, wobei sich eine adaptive Anpassung als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Im Rahmen einer adapti- ven Anpassung erfolgt eine Änderung von Filterkennwerten in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen oder Betäti- gungszuständen. Ein wesentlicher Betriebszustand ist in diesem Zusammenhang der Füllungsgrad des Druckmittelspeichers und es empfiehlt sich eine stärkere, das heißt bei geringeren Frequenzen eingreifende, Filterung bei fast leerem Druckmittelspeicher. Umgekehrt kann bei vollständig gefülltem Speicher eine demgegenüber geringere Filterung vor- genommen werden. Mit wachsendem Füllungsgrad ergibt sich eine geringere Filterung (Verringerung der Zeitkonstante) . Beim Zusammentreffen von Zuständen mit widersprechenden Folgen wie beispielsweise bei geringem Druckmittelspeicher- füllungsgrad und einem Bremswunsch hat der Druckmittelspei- cherfüllgrad Priorität, das heißt es erfolgt eine starke Filterung.
Es ist ferner möglich, die Richtung des Betätigungswunsches zu ermitteln und ausgehend von der Betätigungsrichtung unterschiedliche Signalmodifikationen, insbesondere Filterungen vorzusehen. Um den Betätigungskomfort zu verbessern, wird bei einer Bremsanlage beim Bremsen eine geringere Filterung vorgenommen, als beim Entbremsen.
Die Berücksichtigung des Füllgrades des Druckmittelspeichers kann ferner mit der Berücksichtigung der Betätigungsrichtung kombiniert vorgesehen sein, so daß bei geringem Füllungsgrad und einer Rücknahme des Bremswunsches eine stärkere Filterung erfolgt, als bei einem hohen Füllungsgrad und einer Bremsbetätigung. Weiterhin ist eine Kombination der Berücksichtigung des Füllgrades mit dem aktuell bestehenden Radbremsdruck denkbar, wobei die Filterung so eingestellt wird, daß ein Bremslösewunsch im Vergleich mit einem Bremswunsch verlangsamt umgesetzt wird.
Einen besonders einfachen Betrieb ermöglicht ein mit einem Lernmodus versehener Filter, welcher eine Anpassung von Filterkenngrößen an die Betätigungsgewohnheiten eines Fahrzeugführers erlaubt. Der Lernmodus ist permanent aktiviert, so daß beispielsweise ein Fahrerwechsel automatisiert erkannt werden, und eine Berücksichtigung der geänderten Betätigungsgewohnheiten in dem Regler erfolgen kann. Die Erfindung ist übertragbar auf alle elektrischen Betätigungseinrichtungen im Kraftfahrzeugen, z.B. auf eine steer- by-wire oder eine brake-by-wire Vorrichtung.
Die Erfindung führt zu Reduzierung des Verbrauchs an Flüssigkeit (Hydraulik) oder an elektrischer Energie (Strom) , was wiederum eine kostengünstige Auslegung des Systems ermöglicht .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben von einem oder mehreren in einem Kraftfahrzeug anordbaren Regelungssystemen, insbesondere umfassend wenigstens einen Sollwertgeber, wenigstens einen elektrischen oder elektronischen Regler, und wenigstens eine Regelstrecke, der wenigstens ein Stellglied zugeordnet ist, insbesondere für die Betätigung einer geregelten Bremsanlage, für die Betätigung einer elektrischen oder elektromechanischen Lenkung oder für die Betätigung von ähnlichen Fahrerassistenzsystemen, dadurch gekennzeichnet, daß für vorbestimmbare Betriebszustände die Art und Weise eines, einen Betätigungswunsch charakterisierenden Signals bewertet wird, und daß die Auswirkung des Betätigungswunsches auf die Regelstrecke in Abhängigkeit von dem Betriebs- zustand modifiziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß der zeitliche Verlauf eines, einen Betätigungswunsch charakterisierenden Signals erfasst wird, daß dem Regler eine einen Fahrzeugbetriebszustand chakterisierende Größe zur Bewertung des Signals aufgeschaltet wird, und daß in Abhängigkeit von der Bewertung eine Modifikation eines AusgangsSignals des Reglers für den Regeleingriff erfolgt .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß dem Regler eine, einen Füllungsgrad eines Druckmittelspeichers charakterisierende Größe aufgeschaltet wird.
. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß dem Regler eine, die Druckmitteltemperatur charakterisierende Größe aufgeschaltet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalmodifikation einen reduzierten Energieverbrauch des Stellglieds infolge reduziertem Stromverbrauch, reduzierter Intensität, reduzierter Einschaltdauer oder durch Reduktion einer anderen Kenngröße bewirkt .
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs- geschwindigkeit und/oder die Betätigungsfrequenz erfaßt wird und daß bei einem über einem Grenzwert liegenden Geschwindigkeitswert oder einem über einem Grenzwert liegenden Frequenzwert und / oder dem Erkennen eines vorbestimmten Betriebszustands eine Signalmodifikation erfolgt .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Folge der Signalmodifikation ein abgeschwächter oder ein verzögerter oder ein unterdrückter Regeleingriff erfolgt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Sollwertgebers mittels einem Tiefpassfilter gefiltert wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung von Filterkenngrößen oder zur adaptiven Anpassung von Filterkenngrößen bestimmte Betriebszustände und / oder bestimmte Betätigungszustände berücksichtigt werden.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf und / oder die Amplitude des dem Stellglied zuzuführenden Signals bearbeitet werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Betätigungswunsch mit einer Betätigungsfrequenz über beispielsweise etwa 1 Hz und Stillstand oder annäherndem Stillstand des Fahrzeugs eine Signalmodifikation im Sinne einer Frequenzreduktion des Regeleingriffs auf beispielsweise etwa 1 Hz vorgesehen ist .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Betätigungswunsch mit einer Betätigungsfrequenz über beispielsweise etwa 1 Hz und Stillstand oder annäherndem Stillstand des Fahrzeugs die Amplitude des Regeleingriffs auf einen vorgegebenen Grenzwert beschränkt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalmodifikation abgebrochen wird, wenn eine Betriebszustandsänderung oder eine Fahrerwunschänderung sensiert wird.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, umfassend wenigstens einen Sollwertgeber, wenigstens einen elektrischen oder elektronischen Regler, und wenigstens eine Regelstrecke, der wenigstens ein Stellglied zugeordnet ist, insbesondere für die Betätigung einer geregelten Bremsanlage, einer elektrischen oder elektromechanischen Lenkung oder ähnlichen Fahrerassistenzsystemen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel zum Untersuchen und / oder Modifizieren des zeitlichen Verlaufs eines, einen Betätigungswunsch charakterisierenden Signals vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel ein einstellbarer Filter vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel ein einstellbarer Tiefpaßfilter vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein adaptiv anpassbarer Filter vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter einen Lernmodus zur Anpassung von Filterkenngrößen an Betätigungsgewohnheiten eines Fahrzeugführers aufweist.
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