WO2009121805A1 - Fahrzeugautomatisierungseinrichtung und verfahren zur automatisierung von fahrzeugen - Google Patents

Fahrzeugautomatisierungseinrichtung und verfahren zur automatisierung von fahrzeugen Download PDF

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WO2009121805A1
WO2009121805A1 PCT/EP2009/053647 EP2009053647W WO2009121805A1 WO 2009121805 A1 WO2009121805 A1 WO 2009121805A1 EP 2009053647 W EP2009053647 W EP 2009053647W WO 2009121805 A1 WO2009121805 A1 WO 2009121805A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
automation device
interface
pedal
ecu
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/053647
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer VÖGL
Lewis Jeffrey Jackson
Original Assignee
Avl List Gmbh
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 Avl List Gmbh filed Critical Avl List Gmbh
Priority to DE112009000717T priority Critical patent/DE112009000717A5/de
Publication of WO2009121805A1 publication Critical patent/WO2009121805A1/de

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/0072—Wheeled or endless-tracked vehicles the wheels of the vehicle co-operating with rotatable rolls
    • G01M17/0074—Details, e.g. roller construction, vehicle restraining devices

Definitions

  • the subject invention relates to a vehicle automation device for automating vehicles with electric accelerator pedal, which provides a pedal manipulated variable as an electrical signal in a predetermined signal format, a corresponding method, and a vehicle with a vehicle automation device according to the invention.
  • a method and a device for automated transmission application is known, with which a characteristic diagram for controlling a switching process can be optimized.
  • the device assumes control of the vehicle in a test run and establishes a specific vehicle state, eg gear, rotational speed, torque, acceleration, etc., which can then be evaluated according to a certain criterion, eg shifting comfort .
  • the device must for this purpose be connected to the ECU (engine control unit) of the vehicle and changes via an interface corresponding parameters directly in the ECU or TCU (transmission control unit), eg accelerator pedal or gear maps.
  • the test run is performed while bypassing the operation of the accelerator pedal.
  • the disadvantage is that the device needs knowledge of the ECU to be able to modify the correct parameters.
  • the device must therefore be adapted to each vehicle type.
  • a parameter written in the ECU is maintained in case of failure of the automation system.
  • the automation system may crash during a full load acceleration with a pedal preset of 100%.
  • a similar method is described in DE 100 51 353 A1, in which the vehicle control is bypassed by a switch in the ECU and passed over a diagnostic interface (K-Line) of the ECU corresponding specifications for accelerator pedal and shift points, bringing the vehicle by a given driving profile can be performed.
  • K-Line diagnostic interface
  • the ECU must be programmed accordingly in order to be able to carry out such a changeover.
  • This object is achieved according to the invention by providing a vehicle bus interface for reading current control and / or regulating and / or measured variables of the vehicle and an ECU interface for transferring a virtual pedal manipulated variable to the ECU in the predefined signal format and in the vehicle automation device Computer is provided which determines from a predetermined vehicle state to be set and the current control and / or regulating and / or measured variables of the vehicle to be given an electrical pedal manipulated variable for the ECU and outputs them to the ECU interface.
  • the associated method is characterized in that a vehicle automation device is connected via an ECU interface with the engine control unit and in the vehicle automation device from a predetermined vehicle state and current control and / or regulating and / or measured variables of the vehicle, a virtual Pedalstellchtgina in predetermined signal format is calculated, which is passed to the engine control unit.
  • a pedal manipulated variable is generated which is present in the real signal format and thus can be fed directly to the ECU via an intended interface.
  • the vehicle does not notice at all that the ECU is supplied with the virtual Pedalstellieren determined, but the actual Pedalstellulate of accelerator pedal. But so that the vehicle automation device according to the invention can also be used in production vehicles.
  • a transmission interface is provided in the vehicle automation device, via which a switching command determined in the vehicle automation device is output.
  • a switching command determined in the vehicle automation device is output.
  • Switching operations are also effected, which makes the scope of the vehicle automation device more flexible.
  • almost any desired driving profiles can be driven off and also automatic transmissions with direct gear specification can be automated.
  • the vehicle automation device outputs the minimum of the actual and the determined pedal manipulated variable at the ECU interface. If the foot is removed by the driver from the accelerator pedal, this function equates to an emergency stop, as this will disregard the pedal manipulated variables determined in the vehicle automation device.
  • Whole driving profiles can preferably be stored in the vehicle automation device in a memory unit, which can then be retrieved repeatedly by the driver. These driving profiles can thus be repeated repeatedly with high accuracy.
  • chassis dynamometer interface via which the chassis can be provided with a roller drive, such as a roller conveyor. Roller speed and / or a roll pitch, can be specified.
  • a chassis dynamometer automation unit is preferably provided, via which a vehicle state to be set can be predetermined.
  • the chassis dynamometer automation unit advantageously assumes the function of the driver.
  • Fig. 1 shows a vehicle with a vehicle automation device according to the invention
  • FIG. 2 shows a vehicle with a vehicle automation device according to the invention on a chassis dynamometer.
  • the vehicle automation device 1 is physically supplied between the accelerator pedal 3 which supplies the actual pedal position in normal operation as an electric pedal manipulated variable in a predetermined signal format to the engine control unit (ECU) 4 (as indicated by the dashed line in FIG. , and the ECU 4 switched.
  • the electric pedal manipulated variables may be analog signals, digital signals, PWM signals or combinations thereof.
  • the vehicle automation device 1 is connected, for example via a pedal interface 10 and an ECU interface 12 in series between real accelerator pedal 3 and ECU 4 in the wiring harness (pedal connector).
  • the direct connection between ECU 4 and accelerator pedal 3 dashed line
  • the ECU 4 now gets the necessary electric pedal manipulated variables in a signal format corresponding to the actual pedal signals via an ECU interface 12 from the vehicle automation device 1 and no longer directly from the accelerator pedal 3.
  • the vehicle 2 itself therefore does not notice this difference and there are no further measures on the vehicle 2 or parts of the vehicle, such as the ECU 4, required.
  • the real accelerator pedal 3 need not be connected to the vehicle automation device 1 at all, but it would be sufficient, instead of the real accelerator pedal 3, to connect only the ECU 4 with the vehicle test automation device 1. To realize a safety function, as described below, it is advantageous if the vehicle automation device 1 is also supplied with the actual accelerator pedal position.
  • a computer preferably a real-time computer 6 (for example computer with real-time operating system), and a memory unit 7 are provided.
  • a vehicle state to be set Stored in the memory unit 7 is a vehicle state to be set, which is called up by the real-time computer 6 and converted in the real-time computer 6 into an electric pedal manipulated variable (in the required signal format) and via the ECU interface
  • the vehicle automation device 1 may also use further measured variables of the vehicle 2, which may be e.g. can be read out via the vehicle bus (for example a CAN bus) via a vehicle bus interface 1 1.
  • vehicle bus for example a CAN bus
  • measured quantities of any measuring devices installed in the vehicle 2 and other current control variables of the vehicle 2 can be used, such as, for example, the engine or turbine speed, the vehicle speed, the actual gear, the cooling water or oil temperature, cylinder pressures, exhaust gas parameters, etc.
  • the vehicle automation device 1 can also determine electrical gearbox sizes and a transmission interface
  • TCU transmission control unit
  • the selector lever position must be in the manual shift position.
  • the digital signal coming from the selector lever unit is read in the vehicle automation device 1 and processed (eg, to check a correct shift lever position or gear position) and the signal to the transmission control unit 5 to change (eg according to the predetermined driving profile) to trigger upshifts and downshifts can.
  • the ECU 4 and the TCU 5 can also be realized in a single device.
  • a non-illustrated but well-known robotic switching robot could be installed in the vehicle 2, which would receive switching commands from the vehicle automation device 1, e.g. again via the transmission interface 13, whereby also manually switched vehicles or vehicles with conventional automatic transmission could be automated by the vehicle automation device 1.
  • the vehicle automation device 1 As described above, e.g. a certain driving profile is repeated on a test track, wherein the vehicle control (accelerator pedal position and / or switching operations) is taken over by the vehicle automation device 1 and the vehicle steering system carries out the driver of the vehicle.
  • the scheduler e.g. the adjustment of parameters, the specification of driving profiles, or the operating point definition, etc., also takes place by the driver of the vehicle.
  • a minimum selection between actual pedal position (read in via the pedal interface 10) and the virtual pedal position calculated in the vehicle automation device 1 can also be carried out in the vehicle automation device 1.
  • the driver of the vehicle 2 must therefore always 100% pass through the real pedal in order to simulate all pedal positions. If, for some reason, the driver takes his foot off the pedal 3, this equals an emergency stop function, since then the vehicle automation device 1 always forwards the pedal position 0% to the ECU 4, which equates to a coasting operation or the stoppage of the vehicle 2.
  • the vehicle automation device 1 can also be used in roll mode on a chassis dynamometer 20, as described below with reference to FIG. 2.
  • the vehicle automation device 1 is again installed in the vehicle 2 as described above.
  • the vehicle 2 is now placed on a chassis dynamometer 20 with the drive wheels of the vehicle 2 positioned on the drive roller (s) 22.
  • a load cell 21 for determining the Vehicle acceleration may be arranged, eg for a drivability rating on the role.
  • the load cell 21 supplies here corresponding measured values via an interface 17 to an application unit 9.
  • Such a dynamometer 20 is well known, which is why will not be discussed further here.
  • an interface 14, 18 for roller control is implemented on the vehicle automation device 1.
  • the roller pitch ⁇ and the roller speed u are controlled.
  • Such a standard interface 14, 18 is available on almost all chassis dynamometers 20, with which the vehicle automation device 1 can be used without problems on chassis dynamometers 20.
  • the control sequence is not predetermined on the chassis dynamometer 20 by a driver but now by a chassis dynamometer 8.
  • chassis dynamometer automation units 8 are also well known and commercially available, e.g. the Applicant's CAMEO tool, which is why it will not be discussed further here.
  • the vehicle automation device 1 is connected to the chassis dynamometer automation unit 8 via an interface 15, e.g. a CAN bus.
  • operating points such as e.g. Shift, Tip In, Tip Out speeds, pedal presets, etc., sent from the Ro- genprüfstandsautomatmaschinestechnik 8 to the vehicle automation device 1.
  • these values can be stored in the memory unit 7 or processed directly.
  • the Rollenprüfstandsau- automation unit 8 so as a driving profile before, which is then converted by the vehicle automation device 1 into corresponding control variables (pedal position and / or switching operations).
  • adjustment parameters e.g. Switching maps, filter settings for the engine desired torque, etc.
  • the chassis dynamometer 8 and the application unit 9 are connected via an interface 16.
  • a driveability evaluation device can also be provided in the application unit 9, which evaluates the measured values recorded by the application unit 9 (or by the application tool) (for example measured values from the load cell 21). The score can then be sent to the chassis dynamometer automation unit 8 for further processing.
  • the synchronization between the chassis dynamometer automation unit 8 and the vehicle automation device 1 or the application unit 9 takes place via a predetermined protocol.
  • a relay for interrupting the supply voltage can be installed, which can be connected to the roller emergency stop circuit. If an emergency stop occurs from the side of the roller, this relay is activated and the supply interrupted the vehicle automation device 1, which automatically deactivates the pedal preset, the gear and roller drive.
  • a watchdog can be integrated in the real-time computer 6 and the interfaces of the vehicle automation device 1 as a further safety device. This watchdog checks, for example, a trigger at certain time intervals, e.g. every 100 ms, on an edge change. If this does not occur due to a system crash or for any other reason, the power supply to the interfaces is interrupted and pedal, gear and / or roller control is deactivated.
  • the vehicle automation device 1 is thus suitable both for operation on the test track, as well as on a chassis dynamometer or a HiL test stand (hardware in the loop test stand), without any changes being made to the vehicle 2 in addition to the integration of the vehicle automation device 1 would.
  • the vehicle automation device 1 can consequently be used in test vehicles, but also in standard production vehicles.
  • the vehicle automation device 1 may be e.g. for driveability tuning for Ottooder diesel calibration, for shifting quality optimization in automatic or double clutch transmissions, for SDS map measurement (slow dynamic slope, a transient measuring strategy for the reduction of the measuring time on the test bench) for basic applications, for the raster measurement of benchmark vehicles, for trailing particle filter loading lanes, for verification of optimizations of the chassis dynamometer 8, etc., are used.

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Abstract

In der Fahrzeugentwicklung bzw. der Optimierung des Fahrzeuges (z.B. des Getriebes, Fahrbarkeit, etc.) ist es erforderlich vorgegebene Fahrprofile auf einer Teststrecke oder einem Rollenprüfstand automatisiert wiederholt und reproduzierbar abzufahren. Dies soll ohne größeren Aufwand nicht nur mit speziell adaptierten Testfahrzeugen möglich sein, sondern auch mit Serienfahrzeugen. Zu diesem Zweck wird eine Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1) über eine ECU-Schnittstelle (12) mit dem Motorsteuergerät (4) verbunden und in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1) aus einem vorgegebenen Fahrzeugzustand und aktuellen Steuer- und/oder Regel- und/oder Messgrößen des Fahrzeugs (2) eine virtuelle Pedalstellgröße im vorgegebenen Signalformat berechnet, die an das Motorsteuergerät (4) übergeben wird.

Description

Fahrzeugautomatisierungseinrichtung und Verfahren zur Automatisierung von Fahrzeugen
Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Fahrzeugautomatisierungseinrichtung zum Automatisieren von Fahrzeugen mit elektrischem Fahrpedal, das eine Pedalstellgröße als elektri- sches Signal in einem vorgegebenen Signalformat liefert, ein entsprechendes Verfahren, sowie ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugautomatisierungseinrichtung.
In der Fahrzeugentwicklung ist es notwendig, verschiedene Fahrmanöver mit dem Fahrzeug auf einer Teststrecke bzw. auf einem Rollenprüfstand reproduzierbar und damit vergleichbar durchzuführen. Damit wird es möglich, den Einfluss von Applikationsänderungen am Fahr- zeug, z.B. auf Seiten der Fahrbarkeits- oder Getriebeapplikation, eindeutig zu identifizieren und somit den Kalibrieraufwand am Fahrzeug zu reduzieren. Weiters kann durch reproduzierbare Fahrprofile ein Vergleich unterschiedlicher Fahrzeugtypen vorgenommen werden. Derzeit werden solche Testfahrten (auf einer Teststrecke oder einem Rollenprüfstand) von einem Applikateur, und somit mit nur geringer Reproduzierbarkeit, durchgeführt, da ein Mensch nicht in der Lage ist, ein vorgegebenes Fahrprofil (z.B. Beschleunigung, Geschwindigkeit, Schaltpunkte, etc. in Abhängigkeit von Ort und Zeit) exakt zu wiederholen. Deshalb wurden auch bereits Fahrroboter vorgeschlagen, die anstelle des Fahrers im Fahrzeug montiert werden und das Fahrzeug entsprechend der Vorgaben aus dem Testprofil steuern. Solche Fahrroboter sind aber aufwändig zu montieren und teuer.
Aus der DE 10 2005 013 697 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatisierten Getriebeapplikation bekannt, mit der ein Kennfeld zur Steuerung eines Schaltprozesses optimiert werden kann. Dazu ist vorgesehen, dass die Vorrichtung in einem Testlauf die Kontrolle über das Fahrzeug übernimmt und einen bestimmten Fahrzeugzustand, z.B. Gang, Drehzahl, Drehmoment, Beschleunigung, etc., herstellt, der dann entsprechend eines be- stimmten Kriteriums, z.B. Schaltkomfort, ausgewertet werden kann. Die Vorrichtung muss dazu mit der ECU (Motorsteuereinheit) des Fahrzeugs verbunden sein und ändert über eine Schnittstelle entsprechende Parameter direkt in der ECU oder TCU (Getriebesteuereinheit), z.B. Fahrpedal- oder Gangkennfelder. Der Testlauf erfolgt dabei unter Umgehung der Bedienung des Fahrpedals. Der Nachteil dabei ist, dass die Vorrichtung Kenntnis der ECU benö- tigt, um die richtigen Parameter abändern zu können. Die Vorrichtung muss deshalb an jeden Fahrzeugtyp angepasst werden. Außerdem bleibt ein in die ECU geschriebener Parameter im Fall eines Fehlers des Automatisierungssystems erhalten. Im ungünstigsten Fall kann das Automatisierungssystem während einer Volllastbeschleunigung mit einer Pedalvorgabe von 100% abstürzen. Ein ähnliches Verfahren ist in der DE 100 51 353 A1 beschrieben, bei dem die Fahrzeugsteuerung durch einen Umschalter in der ECU umgangen wird und über eine Diagnoseschnittstelle (K-Line) der ECU entsprechende Vorgaben für Fahrpedal und Schaltpunkten übergeben werden, womit das Fahrzeug durch ein vorgegebenes Fahrprofil geführt werden kann. Dazu muss die ECU aber entsprechend programmiert sein, um eine solche Umschal- tung vornehmen zu können. Auch hier treten durch die direkte Beschreibung der ECU von außen wieder dieselben Nachteile auf, wie bereits oben erläutert. Beiden Systemen des Standes der Technik ist es weiters gemein, dass die Verfahren bzw. Vorrichtungen für Serienfahrzeuge ungeeignet sind und ganz im Gegenteil ein zu testendes Fahrzeug (z.B. die ECU) bzw. das System selbst entsprechend vorbereitet sein muss.
Es ist nun eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung, eine Fahrzeugautomatisierungseinrichtung anzugeben, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist und insbesondere auch in Serienfahrzeugen eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem eine Fahrzeugbusschnittelle zum Einlesen von aktuellen Steuer- und/oder Regel- und/oder Messgrößen des Fahrzeugs und eine ECU-Schnittstelle zum Übergeben einer virtuellen Pedalstellgröße an die ECU im vorgegebenen Signalformat vorgesehen ist und in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung ein Rechner vorgesehen ist, der aus einem vorgegebenen einzustellenden Fahrzeugzustand und den aktuellen Steuer- und/oder Regel- und/oder Messgrößen des Fahrzeugs eine vor- zugebende elektrische Pedalstellgröße für die ECU ermittelt und diese an der ECU- Schnittstelle ausgibt. Das zugehörige Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Fahrzeugautomatisierungseinrichtung über eine ECU-Schnittstelle mit dem Motorsteuergerät verbunden wird und in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung aus einem vorgegebenen Fahrzeugzustand und aktuellen Steuer- und/oder Regel- und/oder Messgrößen des Fahr- zeugs eine virtuelle Pedalstellgröße im vorgegebenen Signalformat berechnet wird, die an das Motorsteuergerät übergeben wird. Durch das erfindungsgemäße Vorgehen wird eine Pedalstellgröße erzeugt, die im realen Signalformat vorliegt und somit der ECU über eine vorgesehene Schnittstelle direkt zugeführt werden kann. Es sind somit keinerlei Änderungen in der ECU notwendig, noch müssen irgendwelche Kennfelder in der ECU beschrieben wer- den. Das Fahrzeug merkt ganz im Gegenteil überhaupt nichts davon, dass der ECU nicht die realen Pedalstellgröße von Fahrpedal, sondern ermittelte virtuelle Pedalstellgrößen zugeführt werden. Doch damit kann die erfindungsgemäße Fahrzeugautomatisierungseinrichtung auch in Serienfahrzeugen eingesetzt werden.
Bevorzugt ist in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung auch eine Getriebeschnittstelle vorgesehen, über die ein in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung ermittelter Schaltbefehl ausgegeben wird. Dadurch können durch die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung auch Schalthandlungen bewirkt werden, was den Anwendungsbereich der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung flexibler macht. Weiters lassen sich dadurch fast beliebige Fahrprofile abfahren und auch Automatikgetriebe mit direkter Gangvorgabe automatisieren.
Als Sicherheitsfunktion wird vorteilhaft vorgesehen, dass die Fahrzeugautomatisierungsein- richtung die minimale der tatsächlichen und der ermittelten Pedalstellgröße an der ECU- Schnittstelle ausgibt. Wird der Fuß vom Fahrer vom Fahrpedal genommen, kommt diese Funktion einem Notaus gleich, da dadurch die in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung ermittelten Pedalstellgrößen unberücksichtigt bleiben.
Ganze Fahrprofile lassen sich bevorzugt in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung in ei- ner Speichereinheit abspeichern, die dann einfach vom Fahrer wiederholt abrufbar sind. Diese Fahrprofile lassen sich damit mit hoher Genauigkeit wiederholt abfahren.
Um die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung auch in Fahrzeugen auf Rollenprüfständen einsetzen zu können, ist vorteilhaft zusätzlich eine Rollenprüfstandsschnittstelle vorgesehen, über die dem Prüfstand eine Rollenansteuerung, wie z.B. Rollengeschwindigkeit und/oder eine Rollensteigung, vorgegeben werden kann. Dazu ist bevorzugt auch eine Schnittstelle zu einer Rollenprüfstandsautomatisierungseinheit vorgesehen, über die ein einzustellender Fahrzeugzustand vorgebbar ist. Die Rollenprüfstandsautomatisierungseinheit übernimmt dabei vorteilhaft die Funktion des Fahrers.
Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen, beispielhaften und nicht einschränkenden und vorteilhafte Ausgestaltungen zeigenden Figuren 1 und 2 beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugautomatisierungseinrichtung und
Fig. 2 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugautomatisierungseinrich- tung auf einem Rollenprüfstand.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 wird wie in Fig. 1 angedeutet physisch zwischen dem Fahrpedal 3, das die tatsächliche Pedalstellung in Normalbetrieb als elektrische Pedalstellgröße in einem vorgegebenen Signalformat an das Motorsteuergerät (ECU) 4 liefert (wie durch die strichlierte Linie in Fig.1 angedeutet), und der ECU 4 geschal- tet. Die elektrischen Pedalstellgrößen können je nach Hersteller und Fahrzeug analoge Signale, digitale Signale, PWM-Signale oder Kombinationen daraus sein. Die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 wird dazu z.B. über eine Pedalschnittstelle 10 und eine ECU- Schnittstelle 12 in Serie zwischen realem Fahrpedal 3 und ECU 4 in den Kabelbaum (Pedalstecker) geschaltet. Damit wird die direkte Verbindung zwischen ECU 4 und Fahrpedal 3 (strichlierte Linie) getrennt. Die ECU 4 bekommt nun die notwendigen elektrischen Pedalstellgrößen in einem den tatsächlichen Pedalsignalen entsprechenden Signalformat über eine ECU-Schnittstelle 12 von der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 und nicht mehr direkt vom Fahrpedal 3. Das Fahrzeug 2 selbst merkt daher diesen Unterschied nicht und es sind auch keine weiteren Maßnahmen am Fahrzeug 2 oder an Teilen des Fahrzeuges, z.B. der ECU 4, erforderlich.
In einer einfachen Ausführung der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 muss das reale Fahrpedal 3 überhaupt nicht mit der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 verbunden sein, sondern es würde ausreichen, anstelle des realen Fahrpedals 3 nur die ECU 4 mit der Fahr- Zeugautomatisierungseinrichtung 1 zu verbinden. Zur Realisierung einer Sicherheitsfunktion, wie weiter unten beschrieben, ist es aber vorteilhaft, wenn der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 auch die tatsächliche Fahrpedalstellung zugeführt wird.
In der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 nach der Fig. 1 ist ein Rechner, bevorzugt ein Echtzeitrechner 6 (z.B. Rechner mit Echtzeitbetriebssystem), und eine Speichereinheit 7 vorgesehen. In der Speichereinheit 7 ist ein einzustellender Fahrzeugzustand abgespeichert, der vom Echtzeitrechner 6 abgerufen wird und der im Echtzeitrechner 6 in eine elektrische Pedalstellgröße (im benötigten Signalformat) umgerechnet und über die ECU-Schnittstelle
12 an die ECU 4 übergeben wird, wodurch die Pedalstellung des Fahrzeugs 2 (und damit z.B. die Geschwindigkeit, Beschleunigung, etc.) entsprechend den Vorgaben gesteuert und geregelt wird. In der Regel ist in der Speichereinheit 7 ein ganzes Fahrprofil gespeichert, das nun abgerufen und automatisiert nachgefahren werden kann, womit eine hohe Reproduzierbarkeit eines bestimmten Fahrprofils erreicht werden kann.
Die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 kann dazu noch weitere Messgrößen des Fahrzeugs 2 verwenden, die z.B. über den Fahrzeugbus (z.B. ein CAN-Bus) über eine Fahrzeug- busschnittstelle 1 1 ausgelesen werden können. Damit können Messgrößen beliebiger im Fahrzeug 2 installierter Messeinrichtungen und andere aktuelle Steuer- und Regelgrößen des Fahrzeugs 2 verwendet werden, wie z.B. die Motor- oder Turbinendrehzahl, die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Ist-Gang, die Kühlwasser- oder Öltemperatur, Zylinderdrücke, Abgaskenngrößen, etc.
Bei Fahrzeugen mit einem Automatikgetriebe mit der Möglichkeit der direkten Gangvorgabe (wie z.B. eine TipTronic-Einheit von Audi) kann die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 zusätzlich auch elektrische Getriebestellgrößen ermitteln und über eine Getriebeschnittstelle
13 an ein Getriebesteuergerät (TCU) 5 senden. Dazu kann z.B. wieder ein eventuell vorhandener Stecker umgesteckt werden oder die Ansteuerung der TCU 5 wird durch direktes Ver- binden der Leitungen mit der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 (seriell oder parallel je
-A- nach Fahrzeugtyp) ermöglicht. Damit können durch die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 auch Schaltvorgänge automatisiert werden. Dazu muss sich die Wählhebelposition in der manuellen Schaltposition befinden. Das digitale Signal von der Wählhebeleinheit kommend wird in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 eingelesen und verarbeitet (z.B. um eine korrekte Schalthebelposition oder Gangstellung zu überprüfen) und das Signal an das Getriebesteuergerät 5 dahingehend verändert (z.B. gemäß dem vorgegebenen Fahrprofil), um Hoch- und Rückschaltungen auslösen zu können. Die ECU 4 und die TCU 5 können natürlich auch in einem einzigen Gerät realisiert sein.
Bei Fahrzeugen mit manuellem Getriebe könnte im Fahrzeug 2 ein nicht dargestellter, aber hinlänglich bekannter Schaltroboter installiert werden, der Schaltbefehle von der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 , z.B. wieder über die Getriebeschnittstelle 13, erhalten könnte, wodurch auch manuell geschaltete Fahrzeuge oder Fahrzeuge mit herkömmlichem Automatikgetriebe durch die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 automatisiert werden könnten.
Mit der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 wie oben beschrieben kann z.B. ein be- stimmtes Fahrprofil auf einer Teststrecke wiederholt werden, wobei die Fahrzeugsteuerung (Fahrpedalstellung und/oder Schalthandlungen) von der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 übernommen wird und die Fahrzeuglenkung der Fahrer des Fahrzeugs durchführt. Die Ablaufsteuerung, also z.B. das Verstellen von Parametern, die Vorgabe von Fahrprofilen, oder die Betriebspunktdefinition, etc., erfolgt dabei ebenfalls durch den Fahrer des Fahr- zeugs.
Aus Sicherheitsgründen kann in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 auch eine Minimalauswahl zwischen tatsächlicher Pedalstellung (eingelesen über die Pedalschnittstelle 10) und der in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 berechneten virtuellen Pedalstellung erfolgen. Während des automatisierten Betriebs muss der Fahrer des Fahrzeugs 2 das reale Pedal somit immer zu 100% durchtreten, um alle Pedalstellungen simulieren zu können. Nimmt der Fahrer aus irgendeinem Grund den Fuß vom Pedal 3, kommt das einer Notaus-Funktion gleich, da dann die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 immer die Pedalstellung 0% an die ECU 4 weiterleitet, was einem Schubbetrieb bzw. danach dem Stillstand des Fahrzeugs 2 gleichkommt.
Die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 kann aber auch im Rollenbetrieb auf einem Rollenprüfstand 20 eingesetzt werden, wie nachfolgend anhand der Fig. 2 beschrieben. Die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 wird dazu wieder wie oben beschrieben in das Fahrzeug 2 eingebaut. Das Fahrzeug 2 wird aber nun auf einem Rollenprüfstand 20 angeordnet, wobei die Antriebsräder des Fahrzeugs 2 auf der oder den Antriebsrolle(n) 22 positioniert werden. Zusätzlich kann am Rollenprüfstand 20 eine Kraftmessdose 21 zur Ermittlung der Fahrzeugbeschleunigung angeordnet sein, z.B. für eine Fahrbarkeitsbewertung auf der Rolle. Die Kraftmessdose 21 liefert hier entsprechende Messwerte über eine Schnittstelle 17 an eine Applikationseinheit 9. Ein solcher Rollenprüfstand 20 ist hinlänglich bekannt, weshalb hier nicht weiter darauf eingegangen wird.
Für den Rollenbetrieb ist an der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 eine Schnittstelle 14, 18 zur Rollenansteuerung implementiert. Angesteuert werden in der Regel die Rollensteigung α und die Rollengeschwindigkeit u. Eine solche Standard-Schnittstelle 14, 18 ist auf beinahe allen Rollenprüfständen 20 verfügbar, womit die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 problemlos auf Rollenprüfständen 20 eingesetzt werden kann.
Der Steuerungsablauf wird auf dem Rollenprüfstand 20 nicht von einem Fahrer vorgegeben, sondern nun von einer Rollenprüfstandsautomatisierungseinheit 8. Solche Rollenprüfstands- automatisierungseinheiten 8 sind ebenfalls hinlänglich bekannt und auf dem Markt erhältlich, z.B. das Tool CAMEO der Anmelderin, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird. Die Anbindung der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 an die Rollenprüfstandsautoma- tisierungseinheit 8 erfolgt über eine Schnittstelle 15, z.B. ein CAN-Bus. Dabei werden Betriebspunkte, wie z.B. Schalt-, Tip In-, Tip Out-Drehzahlen, Pedalvorgaben, etc., von der RoI- lenprüfstandsautomatisierungseinheit 8 an die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 gesendet. In der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 können diese Werte in der Speichereinheit 7 abgespeichert werden oder direkt verarbeitet werden. Die Rollenprüfstandsau- tomatisierungseinheit 8 gibt so ein Fahrprofil vor, das dann von der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 in entsprechende Steuergrößen (Pedalstellung und/oder Schalthandlungen) umgesetzt wird. Zusätzlich können von der Rollenprüfstandsautomatisierungseinheit 8 Verstellparameter, wie z.B. Schaltkennfelder, Filtereinstellungen für das Motorwunschmoment, etc., in der ECU 4 oder der TCU 5 über ein in einer Applikationseinheit 9 implementier- tes Applikationstool verstellt werden. Dazu sind die Rollenprüfstandsautomatisierungseinheit 8 und die Applikationseinheit 9 über eine Schnittstelle 16 verbunden. Weiters kann in der Applikationseinheit 9 auch eine Fahrbarkeitsbewertungseinrichtung vorgesehen sein, die die Messwerte, die von der Applikationseinheit 9 (bzw. vom Applikationstool) aufgenommen werden (z.B. Messwerte von der Kraftmessdose 21 ), bewertet. Die Bewertung kann dann an die Rollenprüfstandsautomatisierungseinheit 8 zur weiteren Verarbeitung gesendet werden. Die Synchronisation zwischen der Rollenprüfstandsautomatisierungseinheit 8 und der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 bzw. der Applikationseinheit 9 erfolgt über ein vorgegebenes Protokoll.
In der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 kann ein Relais zur Unterbrechung der Ver- sorgungsspannung installiert sein, welches mit dem Rollen-Notaus-Kreis verbunden werden kann. Erfolgt ein Notstop von Seiten der Rolle wird dieses Relais aktiviert und die Versor- gung der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 unterbrochen, was automatisch die Pedalvorgabe, die Gang- und Rollenansteuerung deaktiviert.
Zusätzlich kann im Echtzeitrechner 6 und den Schnittstellen der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 als weitere Sicherheitseinrichtung ein Watchdog integriert sein. Dieser Watch- dog überprüft z.B. einen Trigger in bestimmten Zeitintervallen, z.B. alle 100 ms, auf einen Flankenwechsel. Bleibt dieser auf Grund von einem Systemabsturz oder aus einem anderen Grund aus, wird die Stromversorgung zu den Schnittstellen unterbrochen und Pedal-, Gang- und/oder Rollenansteuerung deaktiviert.
Gleiches passiert bei der Betätigung des an der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 be- vorzugt vorhandenen mechanischen Notaus-Schalters, welcher die Stromversorgung der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 unterbricht.
Die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 ist somit sowohl für einen Betrieb auf der Teststrecke, als auch auf einem Rollenprüfstand oder einem HiL-Prüfstand (Hardware in the Loop-Prüfstand) geeignet, ohne das am Fahrzeug 2 neben der Einbindung der Fahrzeugau- tomatisierungseinrichtung 1 irgendwelche Änderungen vorgenommen werden müssten. Die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 kann folglich in Testfahrzeugen, aber auch in normalen Serienfahrzeugen verwendet werden.
Die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung 1 kann z.B. zur Fahrbarkeitsabstimmung für Ottooder Dieselkalibrierung, zur Schaltqualitätsoptimierung bei Automatik- oder Doppelkupp- lungsgetrieben, zur SDS-Kennfeldvermessung (Slow dynamic Slope, eine transiente Vermessungsstrategie zur Reduktion der Messzeit am Prüfstand) für Basisapplikationen, zur Rastervermessung von Benchmarkfahrzeugen, zum Nachfahren von Partikelfilterbeladungs- fahrten, zur Verifikation von Optimierungen der Rollenprüfstandsautomatisierungseinheit 8, etc., eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugautomatisierungseinrichtung zum Automatisieren von Fahrzeugen (2) mit elektrischem Fahrpedal (3), das eine Pedalstellgröße als elektrisches Signal in einem vorge- gebenen Signalformat liefert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeugbusschnittelle (1 1 ) zum Einlesen von aktuellen Steuer- und/oder Regel- und/oder Messgrößen des Fahrzeugs (2) und eine ECU-Schnittstelle (12) zum Übergeben einer virtuellen Pedalstellgröße an ein Motorsteuergerät (ECU) (4) im vorgegebenen Signalformat vorgesehen ist und in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) ein Rechner, bevorzugt ein Echtzeitrechner (6), vorgesehen ist, der aus einem vorgegebenen einzustellenden Fahrzeugzustand und den aktuellen Steuer- und/oder Regel- und/oder Messgrößen des Fahrzeugs (2) eine vorzugebende elektrische Pedalstellgröße für die ECU (4) ermittelt und diese an der ECU- Schnittstelle (12) ausgibt.
2. Fahrzeugautomatisierungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) eine Getriebeschnittstelle (13) vorgesehen ist, über die ein in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) ermittelter Schaltbefehl ausgebbar ist.
3. Fahrzeugautomatisierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Pedalschnittstelle (10) zum Einlesen der tatsächlichen Pedalstel- lung des Fahrpedals (3) vorgesehen ist und die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) die minimale der tatsächlichen und der ermittelten Pedalstellgröße an der ECU-Schnittstelle (12) ausgibt.
4. Fahrzeugautomatisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) eine Speichereinheit (7) vorgesehen ist, in der der einzustellende Fahrzeugzustand gespeichert und vom Rechner abrufbar ist.
5. Fahrzeugautomatisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) eine Rollenprüf- standsschnittstelle (14, 18) vorgesehen ist, über die eine Rollengeschwindigkeit (u) und/oder eine Rollanstellung (α) ausgebbar ist.
6. Fahrzeugautomatisierungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (15) zu einer Rollenprüfstandsautomatisierungseinheit (8) vorgesehen ist, über die ein einzustellender Fahrzeugzustand vorgebbar ist.
7. Fahrzeug mit einer Fahrzeugautomatisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) über die ECU-Schnittstelle (12) mit dem Motorsteuergerät (ECU) (4) verbunden ist.
8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugautomati- sierungseinrichtung (1 ) zwischen realem Fahrpedal (3) und dem Motorsteuergerät (4) angeordnet ist, wobei der Pedalstecker mit der Pedalschnittstelle (10) und die ECU-Schnittstelle (12) mit dem Motorsteuergerät (4) verbunden ist.
9. Fahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeug (2) ein Getriebesteuergerät (5) vorgesehen ist, das über eine Getriebeschnittstelle (13) mit der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) verbunden ist.
10. Verfahren zum Automatisieren von Fahrzeugen (2) mit elektrischem Fahrpedal (3), das eine Pedalstellgröße als elektrisches Signal in einem vorgegebenen Signalformat liefert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) über eine ECU-Schnittstelle (12) mit dem Motorsteuergerät (4) verbunden wird und in der Fahrzeugau- tomatisierungseinrichtung (1 ) aus einem vorgegebenen Fahrzeugzustand und aktuellen Steuer- und/oder Regel- und/oder Messgrößen des Fahrzeugs (2) eine virtuelle Pedalstellgröße im vorgegebenen Signalformat berechnet wird, die an das Motorsteuergerät (4) übergeben wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugautomati- sierungseinrichtung (1 ) in Serie zwischen dem realen Fahrpedal (3) und dem Motorsteuergerät (4) geschaltet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) über eine Pedalschnittstelle (10) die tatsächliche Pedalstellung erfasst und in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) die minimale der tatsächli- chen und der ermittelten Pedalstellgröße bestimmt wird und die minimale Pedalstellgröße an der ECU-Schnittstelle (12) ausgegeben wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) ein Schaltbefehl ermittelt wird, der über eine Getriebeschnittstelle (13) ausgegeben wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) eine Rollengeschwindigkeit (u) und/oder eine Rollanstellung (α) für einen Rollenprüfstand (20) ermittelt und über eine Rollenprüfstands- schnittstelle (14, 18) ausgegeben wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugautomatisierungseinrichtung (1 ) ein einzustellender Fahrzeugzustand von einer Rollenprüfstandsau- tomatisierungseinheit (8) zugeführt wird.
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