WO2013178382A2 - Fahrerassistenzsystem und verfahren zur fahrerassistenz - Google Patents

Fahrerassistenzsystem und verfahren zur fahrerassistenz Download PDF

Info

Publication number
WO2013178382A2
WO2013178382A2 PCT/EP2013/056654 EP2013056654W WO2013178382A2 WO 2013178382 A2 WO2013178382 A2 WO 2013178382A2 EP 2013056654 W EP2013056654 W EP 2013056654W WO 2013178382 A2 WO2013178382 A2 WO 2013178382A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
speed
vehicle
driver assistance
electric motor
assistance system
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/056654
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013178382A3 (de
Inventor
Ludger Fiege
Karl-Josef Kuhn
Thomas Schmid
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to EP13714607.2A priority Critical patent/EP2825413A2/de
Publication of WO2013178382A2 publication Critical patent/WO2013178382A2/de
Publication of WO2013178382A3 publication Critical patent/WO2013178382A3/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2063—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for creeping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18063—Creeping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10—Electrical machine types
    • B60L2220/12—Induction machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10—Electrical machine types
    • B60L2220/14—Synchronous machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10—Electrical machine types
    • B60L2220/20—DC electrical machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/40—Electrical machine applications
    • B60L2220/42—Electrical machine applications with use of more than one motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/16—Driver interactions by display
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/26—Driver interactions by pedal actuation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/082—Selecting or switching between different modes of propelling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a driver assistance system and a method for driver assistance in a vehicle, which is driven by means of an electric motor, in particular an electric vehicle.
  • Vehicles with electric drive usually have one
  • Electric motor which is positively or positively connected to a drive train.
  • the powertrain transmits the torque provided by the electric motor to the wheels of the vehicle and thus enables the transmission of power to the road.
  • the drive train includes, for example, a drive axle, a differential, the wheels, and possibly a Ge ⁇ gear and / or a clutch.
  • the driver of a vehicle Via an accelerator pedal and a pedal value transmitter, the driver of a vehicle usually influences the engine control and thus the driving speed of the vehicle.
  • the torque of a drive motor is conventionally desired with increasing deflection of the accelerator pedal, an increasing Be ⁇ acceleration of the vehicle increases accordingly, and thereby achieves a Be ⁇ acceleration of the vehicle.
  • FIG. 1 shows the basic course of the required power M (t) when driving on a curb.
  • the Benö ⁇ preferential engine output M (t) increases abruptly.
  • the driver must continue to deflect the accelerator pedal to increase engine power.
  • the required engine power decreases abruptly.
  • the driver must take back the deflection of the accelerator pedal at time t2 and thus reduce the engine power.
  • Too early or too strong a reduction of the engine power would be sliding down the curb again the vehicle, too late or too low Reduce would lead to above-described ⁇ nem overshooting of the vehicle.
  • the engine power at the right time and to take back the right level requires a skilled and experienced driver. It often occurs on reaching the curb at the time t2 to a un ⁇ deliberate sudden increase in the vehicle speed v (t), as shown in FIG. 1 This can lead to ge ⁇ potentially fatal situations, such as when the space is cramped situation around the vehicle or obstacles near the vehicle are present.
  • a driver assistance system for a powered by an electric motor vehicle includes an accelerator pedal, a pedal ⁇ encoder for detecting an accelerator pedal deflection, and a speed sensor for determining an actual speed of the the electric motor.
  • a control device determines a desired speed of the vehicle as a function of the accelerator pedal deflection .
  • the control apparatus regulates the actual speed of the electric motor in dependence on the target speed of the driving ⁇ zeugs.
  • the driver assistance system relates to vehicles with a
  • Electric motor or multiple electric motors are driven.
  • the driver assistance system can be used in vehicles those that are driven exclusively by one or more electric motor, such as electric cars, or in vehicles that still have an internal combustion engine in addition to the electric motor, such as hybrid vehicles or hybrid cars.
  • the vehicles are preferably used for passenger transport.
  • an electric motor for example, three-phase machines are used, such as synchronous motors or asynchronous motors.
  • DC machines such as brushless DC motors can also be used.
  • the electric motor has, for example, a power in the range of 20 kW to 300 kW, preferably in the range of 40 kW to 200 kW.
  • the rated power can be in the range of 20 kW to 150 kW.
  • the electric motor has, for example
  • the electric motor may also have other services.
  • the electric motor is for example coupled to a drive train of the vehicle.
  • the drive train includes, for example, a gear ⁇ be, a drive axle and tires.
  • the coupling between the electric motor and the drive train can take place in a force-locking manner via a clutch, for example a friction clutch or a fluid coupling.
  • the electric motor can be positively connected to the drive train, for example via a gearbox.
  • the vehicle can also be driven, for example, by two motors, whereby the function of a differential is simulated by software and the two motors are correspondingly controlled.
  • the vehicle has an accelerator pedal with which the driver can influence the engine control.
  • the accelerator pedal is usually arranged in the footwell of the vehicle and to operate with the foot.
  • a pedal encoder detects the accelerator pedal deflection, ie the deflection of the accelerator pedal from a rest position.
  • the pedal encoder can generate a potential tiometer or a sensor, the pedal value sensor is eg located on the accelerator pedal or in the vicinity of the accelerator pedal.
  • the pedal encoder When the accelerator pedal is deflected, the pedal encoder sends a signal to the control device.
  • the pedal encoder is connected to the control device.
  • the pedal sensor may for example be electrically Schlos ⁇ sen to the control apparatus or may be, for example, inductively coupled thereto.
  • the pedal encoder can also be connected via an electronic communication connection with the control device, for example via a network.
  • the control device determines the target speed of the vehicle.
  • ⁇ a characteristic curve can be used, which represents a relationship between accelerator pedal deflection and target speed.
  • a linear characteristic, an exponential characteristic or any other characteristic can be used.
  • the speed of the vehicle is regulated by the crizvor ⁇ direction to the amount predetermined by the driver
  • the actual speed of the electric motor is determined by a speed sensor and given a speed signal to the control device.
  • the speed sensor can be, for example, a speed sensor. This may be provided, for example, on the engine axle, on the drive axle of the vehicle or on a tire. Alternatively, the speed is determined, for example by a motor control and the Drehieresig ⁇ signal is passed from this to the control device.
  • the engine control serves as a speed sensor.
  • the control device receives the signals from the pedal encoder and speed sensor. This can for example take place via a elekt ⁇ innovative line. Alternatively, an electronic communication connection, such as a network, may be used. Furthermore, the control device provides signals for engine control.
  • the control device is coupled to the electric motor.
  • the control device may be connected via a frequency converter to the electric motor.
  • the control device forwards signals to the frequency converter, which in turn forwards the operating parameters to the electric motor.
  • the control device may be directly connected to the engine.
  • the control device may be incorporated in an electronic communication link, such as a network.
  • the control device is preferably an electro ⁇ African control device, alternatively, an analog control device may be used.
  • the control device may be an already existing in the vehicle control device, in which the method described below is implemented.
  • the control device may be arranged in the vehicle in addition to other control or control devices, such as the engine control.
  • the control device may comprise a single control device or a plurality of control devices.
  • the accelerator pedal at maximum deflection before a target speed at a pace ie the maximum adjustable target speed is less than 3, 6 km / h (kilometers per hour).
  • example ⁇ the characteristic curve selected so that the settable by the driver at maximum Maier accelerator pedal deflection maximum speed is limited to low speed, for example to step ⁇ tempo and preferably to a speed of 3 km / h, 2 km / h or 1 km /H. It has been shown that precisely by combining a speed control of the motor, a reduction of the maximum speed to a low speed amount and the specification of the desired speed by the accelerator pedal a very well controllable and is provided quickly to be regulated overall system for driver assistance.
  • the vehicle speed is kept constant even when the required engine torque changes. This leads to a much easier operation of the vehicle in combination with the greatest possible control of the vehicle. Because the driver is no longer forced to respond to changes in power requirements for the engine with an actuation of the accelerator pedal. Rather, the regulation takes over the ⁇ se task for the driver. At the same time, the driver can intuitively and very precisely set the speed via the deflection of the accelerator pedal. Thus, dangerous situa ⁇ nen, such as an unintended sudden acceleration of the vehicle zeugs avoided when reaching a curb top.
  • the driver assistance system has an engine torque indicator. This is preferably arranged in the cockpit of the vehicle and indicates to the driver the instantaneous load on the engine.
  • the engine torque indicator is example ⁇ connected to the control device or may be connected to this via an electronic communication link.
  • the engine torque indicator can also be connected to a frequency converter, for example. This allows the driver to detect and prevent possible overloading of the engine at an early stage.
  • the electric motor is a three-phase motor, it is preferably operated using a frequency converter.
  • the frequency converter is connected to the power supply of the vehicle, for example, one or more Akkumulato ⁇ ren.
  • the frequency converter specifies an electrical rotating field, which is controlled by the control device.
  • the control device specifies a frequency, a voltage and / or a current of the rotating field.
  • the electric motor is a separately excited synchronous motor, ie a synchronous motor in which the magnetic field of the rotor is generated by an excitation field.
  • An electric rotating field sets the rotor in rotation.
  • the rotational speed of the rotor is rigidly coupled to a frequency of the rotating field.
  • the control device based on a determined setpoint speed of the motor before a setpoint frequency of the rotating field. For speed control then the manipulated variables voltage and / or current of the rotating field, and frequency of the exciter field are controlled.
  • the electric motor is an asynchronous motor.
  • the rotational speed of the rotor of the asynchronous motor is not rigidly coupled to the frequency of the rotating field, so that the slip increases as the load torque on the motor axis increases.
  • the target speed of the motor is controlled by the control device by changing the manipulated variables frequency, voltage and / or current of the rotating field.
  • the driver assistance system or the method for driver assistance is in operation as soon as the electric motor is started.
  • the method for driver assistance must first be actively started via a switch.
  • the driver assistance system has a switch for starting and / or terminating the driver assistance system.
  • Switch can be arranged, for example, as a manually operated switch in the cockpit of the vehicle.
  • the switch can also be arranged in the footwell of the vehicle and be actuated, for example, by the accelerator pedal is deflected to the stop, similar to a kick-down switch.
  • the switch allows individual use of the assistance system.
  • the driver assistance system is ready for operation only in a predetermined speed range, for example, only as long as a predetermined Grenzgeschwindig ⁇ ness of the vehicle is undershot. This limit speed may be, for example, 3 km / h or 2 km / h or 1 km / h.
  • the control device regulates only if the actual speed of the vehicle is below the pre give ⁇ NEN limit speed.
  • the Grenzge ⁇ speed is equal to a predetermined by the characteristic curve maximum speed.
  • the assistance system is intended to assist drivers when maneuvering or climbing a curb or similar stepped elevation.
  • the above-mentioned limit speeds ensure that the driver assistant is not used at speeds that are unsuitable for the purposes of the driver assistance system.
  • the driver assistance system with a PDC (Park Distance Control) system of the vehicle zeugs connected, for example via an electronic communication ⁇ connection, or may be coupled to the driver assistance system.
  • the PDC system is preferably a conventional PDC system.
  • the PDC system is for example electrically connected to the control device or electrically coupled thereto.
  • the - usually audio or audiovi ⁇ sills - warning signal of the PDC system are also used in operation of the Fah ⁇ rerassistenzsystems. This allows the Fah ⁇ rer obstacles to use of driver assistance system on any front or behind the parked vehicle is informed.
  • the signal of the PDC system can be used for the method for driver assistance.
  • the process for driver assistance includes the steps ei ⁇ nes detecting the accelerator pedal deflection, and determining a target speed of the vehicle in dependence of the ⁇ Fahrpe dalauslenkung.
  • An actual speed of the electric motor is be ⁇ true and the actual speed of the electric motor is then in Ab- dependence controlled by the determined target speed of the driving ⁇ zeugs.
  • the method for sesas ⁇ consistency relieves the driver, particularly in situations that require a rapid change in engine torque. Because the driver can specify a desired speed on the accelerator pedal position, which is regulated by the method for driver assistance regardless of the nature of the road.
  • a set speed is first determined to control the actual speed of the electric motor.
  • the target ⁇ speed of the electric motor from the target speed of the vehicle, taking into account further vehicle parameters such as the like for example the reduction ratio between motor shaft and drive shaft, the wheel diameter certainly.
  • the actual rotational speed of the electric motor is controlled to be substantially equal to the target rotational speed, i. the actual speed deviates from the setpoint speed only by a predetermined amount. Consequently:
  • Actual speed target speed +/- ⁇ , where ⁇ is a predetermined limit for a tolerable deviation.
  • the preset limit value for example, need not be a fixed value and may be, for example, adaptive or driver-dependent.
  • the predetermined limit value may be a fixed value and may be, for example, 3% of the target speed.
  • the deviation may be 2% or 1% of the target speed.
  • a fixed speed can be preset as a limit, eg 10 rpm (Umdre ⁇ ments per minute) or any other speed amounts.
  • the speed control ensures that the speed of the vehicle can be kept almost constant, even in the event of sudden changes in torque requirements, such as a sudden increase or decrease in the torque requirement.
  • the maximum selectable set speed walking pace is, that the maxi ⁇ drawing speed is less than 3.6 km / h.
  • the Reduzie ⁇ tion of the maximum target speed comparable to pace improves the adjustability of the speed by the driver.
  • the maximum speed is limited to low speeds, e.g. on
  • the method is carried out in a development only when a determined actual speed of the vehicle is less than the predetermined limit speed.
  • ⁇ that the method at high speeds ⁇ Ge is inserted through is prevented.
  • the driver is still additional Liehe information about the operating condition of the engine, which he is informed of the motor torque of the electric motor in ⁇ .
  • This can be done for example via a visual display in the cockpit.
  • the driver can be informed haptically, for example via a feedback in the accelerator pedal.
  • the accelerator pedal may vibrate upon reaching a maximum allowable engine torque.
  • the force required to deflect the accelerator pedal may be increased. is dig, with increasing engine torque increase.
  • the information about the engine torque can also be made acoustically, for example with a warning tone when a maximum engine torque is reached.
  • the PDC signal is taken into account when determining the setpoint speed of the vehicle.
  • the characteristic curve which represents the relationship between accelerator pedal deflection and setpoint speed
  • the characteristic can be changed as a function of the PDC signal.
  • the characteristic can be superposed with a value dependent on the PDC signal.
  • the maximum selectable set speed is, for example, ver ⁇ Ringert, when an obstacle, as is detected by the PDC system for example, another vehicle.
  • the target speed can be reduced in this development to a value of 0 km / h.
  • the signal of the PDC system may, for example, be used to terminate the driver assistance procedure.
  • an engine overload as well as a collision with obstacles can be safely avoided.
  • Driver assistance be terminated when the engine load exceeds a permissible maximum torque. This also safely prevents engine overload.
  • the method for driver assistance can be ended, for example, by actuating the vehicle brake. This allows a simple and intuitive termination of the procedure.
  • the vehicle brake is actuated when terminating the method for driver assistance.
  • the driver assistance system can be connected to the vehicle brake or with a control unit to activate the vehicle brake. By the operation of the brake when terminating the driver assistance process, an uncontrolled movement of the vehicle is automatically prevented.
  • the invention provides an assistance function that enables even inexperienced drivers easily to climb with the car a curb or ähnli ⁇ che obstacles.
  • the motor control of an electric motor with sufficient motorization takes place at slow speeds via the rotational speed instead of the torque control typical for this speed range.
  • the vehicle can climb the obstacle with almost constant speed.
  • FIG. 1 shows a diagram with speed profiles when climbing a curb
  • FIG. 2 shows a driver assistance system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a method for driver assistance according to an exemplary embodiment of the invention
  • Figure 4 is a schematic diagram of a speed control according to the
  • Figure 1 shows the example of climbing a curb, as by the use of the driver assistance system and the
  • FIG. 2 shows a driver assistance system 10 according to an embodiment of the invention.
  • the driver assistance system 10 has an electric motor 12, which is connected to a drive train 14.
  • the electric motor 12 is e.g. a three-phase motor.
  • the electric motor 12 is an asynchronous motor or alternatively a synchronous motor, such as a synchronous motor. a permanent-magnet synchronous motor or a separately excited synchronous motor.
  • the electric motor 12 is an electronically commutated DC motor.
  • the electric motor is positively connected to its motor axis by a reduction gear to the drive train. In a further development, not shown, the electric motor is non-positively connected to the drive train.
  • the drive train 14 forwards the torque provided by the electric motor to the wheels of the vehicle and thus enables the transmission of power to the roadway.
  • the powertrain 14 includes e.g. a drive axle, a differential, the wheels, and possibly a transmission and / or a clutch.
  • the electric motor 12 is further connected via a frequency converter 16 to an accumulator 18 (or alternatively several accumulators).
  • the accumulator 18 serves to supply power to the electric motor.
  • the frequency converter 16 is connected to a control device 20.
  • the control device 20 is connected to a pedal encoder 22.
  • the pedal value sensor 22 detects the deflection of an accelerator pedal 24.
  • the driver assistance system 10 has a speed sensor 26, which is connected to the control device 20.
  • the speed sensor 26 is, as shown in Figure 2, a speed sensor which is disposed in the vicinity of the motor axis of the electric motor 12. Alterna tively ⁇ , the speed sensor may also be in the drive train 14, for example, be arranged in the vicinity of the drive shaft or the wheels.
  • the speed sensor 26 is realized by a motor control, which is connected to the control device, and determines a speed of the electric motor 12, for example, sensorless.
  • a switch 28 for switching on and off the driver assistance system is also connected to the control device 20.
  • the switch 28 is optional.
  • the driver assistance system 10 may alternatively be provided without the switch 28.
  • the driver assistance system 10 may optionally have an engine torque indicator 30, with which the driver is informed about the engine torque provided by the electric motor 12.
  • the engine torque indicator 30 may be e.g. be arranged in the cockpit of the passenger compartment and is connected to the crizvorrich- device 20.
  • the control device 20 of the driver assistance system is connected to a PDC system 32 of the vehicle.
  • the frequency converter 16, the control device 20, the pedal encoder 22 and the tachometer 26 are connected to each other for example via electrical lines, alternatively they can be interconnected by an electronic communication link. Likewise, the optional
  • Switch 28 the optional engine torque indicator 30 and the PDC system 32 may be connected via electrical lines or integrated into the electronic communication link.
  • a driver assistance process sequence 40 according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described in more detail with reference to a schematic flowchart.
  • the driver of the vehicle deflects the accelerator pedal 24 to set a desired speed.
  • the pedal encoder 22 detects the displacement of the accelerator pedal 24.
  • the control device 20 determines the desired speed or target speed v desired of the vehicle (step 44).
  • preference ⁇ example uses a characteristic that a relationship Zvi ⁇ rule accelerator pedal deflection and speed v Soll represents DAR, eg a linear characteristic, an exponential characteristic ⁇ line or any other characteristics.
  • a target rotational speed n is set the electric motor 12 be ⁇ right now in step 46th
  • the target rotational speed n set the electric motor 12 is like, of the rated speed v Soll of the vehicle taking into ⁇ actuation of further vehicle variables, such as the Unterset- reduction ratio between the motor shaft and drive shaft, the wheel diameter certainly.
  • Steps 44 and 46 are performed by the controller 20.
  • the control device 20 can be a single device, but it is also possible to use a plurality of individual devices which communicate with one another and together form the control device 20.
  • step 48 is performed independently of steps 44 and 46.
  • the determination of the actual rotational speed n ist can also take place before or after steps 44 and 46.
  • Deviation is.
  • the steps 42 to 50 are repeated ⁇ long as the process is carried out for driver assistance.
  • the method described above is preferably activated as soon as the electric motor 20 is operated.
  • the method described above can be carried out at slow vehicle speeds, that is, when the vehicle has a speed limit do not exceed ⁇ tet.
  • the limit speed can be eg 3 km / h, or 2 km / h or 1 km / h.
  • the Anlagenge ⁇ speed is determined and ver ⁇ aligned with the limit speed at the beginning of the method described above initially.
  • the vehicle speed can this example ⁇ , from the determined actual speed of the electric motor loading are expected. If the vehicle speed exceeds the limit speed, the driver assistance system is not activated.
  • the method described with reference to FIG. 3 is started and / or ended by the actuation of the switch 28 by the driver.
  • FIG. 4 shows a block diagram for illustrating a speed control 60 of the driver assistance method according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • the determined setpoint speed n desired of the electric motor 12 is fed to a speed controller 62 as a reference variable.
  • the frequency of the rotating field which drives the motor ⁇ and set the voltage as manipulated variables by the speed controller 62.
  • the speed controller 62 is preferably a PID controller, ie a proportional-integral-differential controller.
  • the speed controller 62 may also be a proportional controller, a proportional-integral controller, or other suitable controller type.
  • the load torque M L which is not constant over time and, for example, can change abruptly due to changes in the road inclination, acts as a disturbance on the controlled ⁇ stretch 64 a and influences the control variable n.
  • the controlled variable n actual is fed back to the speed controller 62 as a feedback variable.
  • an additional Momentenre ⁇ gelung 66 is provided in the control circuit 60 with a torque ⁇ controller 68.
  • the torque controller 68 according to figure 4 is preferably a PID controller, but may alternatively be other controller such as a proportional controller or a proportional- integral regulator.
  • the torque control 66 is superimposed by the speed control.
  • the control members 62 and 68 are shown purely schematically. It is understood that the expert for the control members 62 and 68 depending on the requirements for the control suitable Regel ⁇ members chooses. Furthermore, several control elements for the speed controller 62 or the torque controller 68 may be used.
  • the above-described speed control 60 can be executed both as an analog and as a digital control loop.
  • the speed control 60 can be used both for synchronous Ren used as well as for asynchronous motors by suitable design of the control members 62 and 68 and used in the driver assistance system.
  • the driver assistance system and the method for driver assistance enable easy and controlled climbing a curb or the simple and controlled Be ⁇ go of road surfaces with strong slope changes.
  • the driver assistance system and the method for driver assistance for example, when parking on areas with strong inclination, eg with a slope of more than 10% percent, helpful. If the vehicle is moved uphill, a larger engine power is required than downhill in a vehicle movement. The same applies if the vehicle is fully loaded, or is operated with a vehicle trailer, such as a caravan. These situations are difficult for inexperienced drivers to control and thus offer a potential hazard that is reduced by the driver assistance system and the process.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein mittels eines Elektromotors (12) angetriebenes Fahrzeug mit einem Fahrpedal (24), einem Pedalwertgeber (22) zur Erfassung einer Fahrpedalauslenkung (α), einem Drehzahlgeber (26) zur Bestimmung einer Istdrehzahl des Elektromotors (12), und einer Regelvorrichtung (20), die eine Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Fahrpedalauslenkung (α) bestimmt und die Istdrehzahl des Elektromotors (12) entsprechend der Sollgeschwindigkeit regelt.

Description

Fahrerassistenzsystem und Verfahren zur Fahrerassistenz Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren zur Fahrerassistenz in einem Fahrzeug, das mittels eines Elektromotors angetrieben wird, insbesondere einem Elektrofahrzeug . Fahrzeuge mit Elektroantrieb weisen üblicherweise einen
Elektromotor auf, der mit einem Antriebsstrang kraft- oder formschlüssig verbunden ist. Der Antriebsstrang leitet das vom Elektromotor bereitgestellte Drehmoment an die Räder des Fahrzeugs weiter und ermöglicht so die Kraftübertragung auf die Fahrbahn. Der Antriebsstrang beinhaltet z.B. eine Antriebsachse, ein Differential, die Räder, sowie ggf. ein Ge¬ triebe und/oder eine Kupplung. Über ein Fahrpedal und einen Pedalwertgeber nimmt der Fahrer eines Fahrzeugs üblicherweise Einfluss auf die Motorsteuerung und damit auf die Fahrge- schwindigkeit des Fahrzeugs. Hierbei wird herkömmlicherweise mit zunehmender Auslenkung des Fahrpedals eine zunehmende Be¬ schleunigung des Fahrzeugs erwünscht, dementsprechend das Drehmoment eines Antriebsmotors erhöht und hierdurch eine Be¬ schleunigung des Fahrzeugs erreicht.
Auf Strecken mit starker Änderung der Fahrbahnneigung, z.B. wenn das Fahrzeug einen Bordstein hinaufgefahren werden soll, kann es zu einem ungewollten Überschießen des Fahrzeugs, d.h. zu einer plötzlichen Geschwindigkeitszunahme kommen. In Figur 1 ist der prinzipielle Verlauf der benötigten Leistung M(t) beim Befahren eines Bordsteins gezeigt. Mit Erreichen des Rads an der Bordsteinkante zum Zeitpunkt tl steigt die benö¬ tigte Motorleistung M(t) sprunghaft an. Zu diesem Zeitpunkt muss der Fahrer das Fahrpedal weiter auslenken, damit die Mo- torleistung gesteigert wird. Sobald das Rad des Fahrzeugs zum Zeitpunkt t2 oben auf dem Bordstein angelangt ist, nimmt die erforderliche Motorleistung sprunghaft wieder ab. Will der Fahrer eine Beschleunigung des Fahrzeugs vermeiden, so muss er zum Zeitpunkt t2 die Auslenkung des Fahrpedals zurücknehmen und so die Motorleistung reduzieren. Ein zu frühes oder zu starkes Reduzieren der Motorleistung würde das Fahrzeug den Bordstein wieder hinunterrutschten lassen, ein zu spätes oder zu geringes Reduzieren würde zu voranstehend beschriebe¬ nem Überschießen des Fahrzeugs führen. Die Motorleistung zum richtigen Zeitpunkt und um das richtige Maß zurückzunehmen, erfordert einen geübten und erfahrenen Fahrer. Häufig kommt es mit Erreichen des Bordsteins zum Zeitpunkt t2 zu einer un¬ gewollten plötzlichen Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit vi (t) , wie sie in Figur 1 dargestellt ist. Dies kann zu ge¬ fährlichen Situationen führen, etwa dann, wenn die Platzsituation rund um das Fahrzeug beengt ist oder Hindernisse in der Nähe des Fahrzeugs vorhanden sind.
Demnach ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Verfahren zur Fahrerassistenz für ein mittels eines Elektromotors angetriebenes Fahrzeug anzugeben, mit der die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs verbessert wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung gemäß Patent¬ anspruch 1 und durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 7. Ein Fahrerassistenzsystem für ein mittels eines Elektromotors angetriebenes Fahrzeug beinhaltet ein Fahrpedal, einen Pedal¬ wertgeber zur Erfassung einer Fahrpedalauslenkung, sowie einen Drehzahlgeber zur Bestimmung einer Istdrehzahl des Elektromotors. Eine Regelvorrichtung bestimmt eine Sollgeschwin- digkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Fahrpedalauslen¬ kung. Die Regelvorrichtung regelt die Istdrehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit der Sollgeschwindigkeit des Fahr¬ zeugs . Das Fahrerassistenzsystem betrifft Fahrzeuge, die mit einem
Elektromotor oder mehreren Elektromotoren angetrieben werden. Das Fahrerassistenzsystem kann in Fahrzeugen eingesetzt wer- den, die ausschließlich durch einen oder mehrere Elektromotor angetrieben werden, wie z.B. Elektroautos, oder in Fahrzeugen, die neben dem Elektromotor noch über einen Verbrennungsmotor verfügen, wie z.B. Hybridfahrzeuge oder Hybridautos. Die Fahrzeuge dienen vorzugsweise der Personenbeförderung.
Als Elektromotor werden beispielsweise Drehstrommaschinen verwendet, wie z.B. Synchronmotoren oder Asynchronmotoren. Es können jedoch auch Gleichstrommaschinen, wie z.B. bürstenlose Gleichstrommotoren eingesetzt werden. Der Elektromotor hat beispielsweise eine Leistung im Bereich von 20 kW bis 300 kW, vorzugsweise im Bereich von 40 KW bis 200 kW. Insbesondere bei Verwendung des Fahrerassistenzsystems in einem Hybrid¬ fahrzeug kann die Nennleistung im Bereich von 20 kW bis 150 kW liegen. Bei Verwendung des Fahrerassistenzsystems in einem Elektroauto hat der Elektromotor beispielsweise eine
Peakleistung in einem Bereich von 20 kW bis 300 kW. Alternativ kann der Elektromotor auch andere Leistungen aufweisen. Der Elektromotor ist z.B. an einen Antriebsstrang des Fahrzeugs gekoppelt. Der Antriebsstrang umfasst z.B. ein Getrie¬ be, eine Antriebsachse und Reifen. Die Kopplung zwischen Elektromotor und Antriebsstrang kann kraftschlüssig über eine Kupplung, z.B. eine Reibkupplung oder eine Fluidkupplung er- folgen. Alternativ kann der Elektromotor z.B. über ein Getriebe formschlüssig mit dem Antriebsstrang verbunden sein. Alternativ kann das Fahrzeug auch z.B. von zwei Motoren angetrieben werden, wobei die Funktion eines Differentials durch Software nachgebildet wird und die beiden Motoren entspre- chend angesteuert werden.
Das Fahrzeug weist ein Fahrpedal auf, mit dem der Fahrer Ein- fluss auf die Motorsteuerung nehmen kann. Das Fahrpedal ist üblicherweise im Fußraum des Fahrzeugs angeordnet und mit dem Fuß zu bedienen. Ein Pedalwertgeber erfasst die Fahrpedalaus- lenkung, d.h. die Auslenkung des Fahrpedals aus einer Ruhestellung. Der Pedalwertgeber kann beispielsweise ein Poten- tiometer oder ein Sensor sein, Der Pedalwertgeber ist z.B. an dem Fahrpedal oder in der Nähe des Fahrpedals angeordnet.
Bei Auslenkung des Fahrpedals gibt der Pedalwertgeber ein Signal an die Regelvorrichtung. Hierzu ist der Pedalwertgeber mit der Regelvorrichtung verbunden. Der Pedalwertgeber kann beispielsweise elektrisch an die Regelvorrichtung angeschlos¬ sen sein oder beispielsweise induktiv an diese gekoppelt sein. Alternativ kann der Pedalwertgeber auch über eine elektronische Kommunikationsverbindung mit der Regelvorrichtung verbunden sein, z.B. über ein Netzwerk. Aus dem vom Pedalwertgeber gegebenen Signal bestimmt die Regelvorrichtung die Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Hierzu kann beispiels¬ weise eine Kennlinie verwendet werden, die einen Zusammenhang zwischen Fahrpedalauslenkung und Sollgeschwindigkeit darstellt. Es kann z.B. eine lineare Kennlinie, eine exponen- tielle Kennlinie oder beliebige andere Kennlinien verwendet werden. Somit gibt der Fahrer durch die Auslenkung des Fahrpedals nicht mehr - wie bislang üblich - das Motormoment vor, sondern die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das Fahrerassis¬ tenzsystem ist leicht und intuitiv zu bedienen und bietet dem Fahrer maximalen Fahrkomfort.
Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird von der Regelvor¬ richtung auf den vom Fahrer vorgegebenen Betrag geregelt
Zur Regelung der Geschwindigkeit wird die Istdrehzahl des Elektromotors durch einen Drehzahlgeber bestimmt und ein Drehzahlsignal an die Regelvorrichtung gegeben. Der Drehzahl- geber kann z.B. ein Drehzahlsensor sein. Dieser kann z.B. an der Motorachse, an der Antriebsachse des Fahrzeugs oder an einem Reifen vorgesehen sein. Alternativ wird die Drehzahl z.B. durch eine Motorsteuerung bestimmt und das Drehzahlsig¬ nal wird von dieser an die Regelvorrichtung weitergegeben. In diesem Fall dient die Motorsteuerung als Drehzahlgeber. Die Regelvorrichtung erhält die Signale vom Pedalwertgeber und Drehzahlgeber. Dies kann beispielsweise über eine elekt¬ rische Leitung erfolgen. Alternativ kann eine elektronische Kommunikationsverbindung, wie z.B. ein Netzwerk, verwendet werden. Weiterhin gibt die Regelvorrichtung Signale für die Motorregelung vor. Hierzu ist die Regelvorrichtung an den Elektromotor gekoppelt. Z.B. kann die Regelvorrichtung über einen Frequenzumrichter mit dem Elektromotor verbunden sein. In diesem Fall gibt die Regelvorrichtung Signale an den Fre- quenzumrichter weiter, der wiederum die Betriebsparameter an den Elektromotor weiterleitet. Alternativ kann die Regelvorrichtung direkt mit dem Motor verbunden sein. In einer weiteren Alternative kann die Regelvorrichtung in eine elektronische Kommunikationsverbindung eingebunden sein, wie z.B. ein Netzwerk. Die Regelvorrichtung ist vorzugsweise eine elektro¬ nische Regelvorrichtung, alternativ kann eine analoge Regelvorrichtung verwendet werden. Die Regelvorrichtung kann ein bereits im Fahrzeug vorhandenes Regelgerät sein, in welches das nachfolgend beschriebene Verfahren implementiert ist. Al- ternativ kann die Regelvorrichtung zusätzlich zu weiteren Regel- oder Steuergeräten, wie z.B. der Motorsteuerung, im Fahrzeug angeordnet sein. Die Regelvorrichtung kann ein einzelnes Regelgerät oder mehrere Regelgeräte aufweisen. In einer Ausgestaltung gibt das Fahrpedal bei maximaler Auslenkung eine Sollgeschwindigkeit im Schritttempo vor, d.h. die maximal einstellbare Sollgeschwindigkeit beträgt weniger als 3, 6 km/h (Kilometer pro Stunde) . Hierzu wird beispiels¬ weise die Kennlinie so gewählt, dass die vom Fahrer bei maxi- maier Fahrpedalauslenkung einstellbare Maximalgeschwindigkeit auf geringe Geschwindigkeiten begrenzt ist, z.B. auf Schritt¬ tempo und vorzugsweise auf eine Geschwindigkeit von 3 km/h, 2 km/h oder 1 km/h. Es hat sich gezeigt, dass gerade durch die Kombination einer Drehzahlregelung des Motors, einer Reduzie- rung der Maximalgeschwindigkeit auf einen geringen Geschwindigkeitsbetrag und der Vorgabe der Wunschgeschwindigkeit durch das Fahrpedal ein überaus gut kontrollierbares und schnell zu regelndes Gesamtsystem zur Fahrerassistenz bereitgestellt wird.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird auch dann konstant gehalten, wenn sich das erforderliche Motormoment ändert. Dies führt zu einer deutlich erleichterten Bedienbarkeit des Fahrzeugs in Kombination mit größtmöglicher Kontrolle über das Fahrzeug. Denn der Fahrer ist nicht länger gezwungen, auf geänderte Leistungsanforderungen an den Motor mit einer Betätigung des Fahrpedals zu reagieren. Vielmehr übernimmt die Regelung die¬ se Aufgabe für den Fahrer. Gleichzeitig kann der Fahrer über die Auslenkung des Fahrpedals die Geschwindigkeit intuitiv und sehr genau vorgeben. Somit werden gefährliche Situatio¬ nen, wie z.B. ein ungewolltes starkes Beschleunigen des Fahr- zeugs bei Erreichen einer Bordsteinoberkante vermieden.
In einer Ausgestaltung weist das Fahrerassistenzsystem eine Motormomentanzeige auf. Diese ist vorzugsweise im Cockpit des Fahrzeugs angeordnet und zeigt dem Fahrer die momentane Be- lastung des Motors an. Die Motormomentanzeige ist beispiels¬ weise an die Steuervorrichtung angeschlossen oder kann mit dieser über eine elektronische Kommunikationsverbindung verbunden sein. Alternativ kann die Motormomentanzeige z.B. auch an einen Frequenzumrichter angeschlossen sein. So kann der Fahrer eine mögliche Überlastung des Motor frühzeitig erkennen und verhindern.
Handelt es sich bei dem Elektromotor um einen Drehstrommotor, so wird dieser vorzugsweise unter Verwendung eines Frequenz- Umrichters betrieben. Der Frequenzumrichter ist an die Stromversorgung des Fahrzeugs, z.B. einen oder mehrere Akkumulato¬ ren angeschlossen. Der Frequenzumrichter gibt ein elektrisches Drehfeld vor, das von der Regelvorrichtung geregelt wird. In einer Ausgestaltung der Erfindung gibt die Regelvor- richtung eine Frequenz, eine Spannung und/oder einen Strom des Drehfeldes vor. Bei einer weiteren Ausgestaltung des Fahrerassistenzsystems ist der Elektromotor ein fremderregter Synchronmotor, d.h. ein Synchronmotor, bei dem das Magnetfeld des Rotors durch ein Erregerfeld erzeugt wird. Ein elektrisches Drehfeld ver- setzt den Läufer in Rotation. Hierbei ist die Drehzahl des Rotors starr an eine Frequenz des Drehfeldes gekoppelt. Bei dieser Ausgestaltung gibt die Regelvorrichtung anhand einer ermittelten Solldrehzahl des Motors eine Sollfrequenz des Drehfeldes vor. Zur Geschwindigkeitregelung werden dann die Stellgrößen Spannung und/oder Strom des Drehfeldes, sowie Frequenz des Erregerfeldes geregelt.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Fahrerassistenzsystems ist der Elektromotor ein Asynchronmotor. Die Drehzahl des Ro- tors des Asynchronmotors ist nicht starr an die Frequenz des Drehfeldes gekoppelt, so dass bei steigendem Lastmoment an der Motorachse der Schlupf steigt. Bei dieser Ausgestaltung wird die Solldrehzahl des Motors von der Regelvorrichtung durch Änderung der Stellgrößen Frequenz, Spannung und/oder Strom des Drehfeldes geregelt.
Bei einer Ausgestaltung ist das Fahrerassistenzsystem bzw. das Verfahren zur Fahrerassistenz in Betrieb, sobald der Elektromotor gestartet ist. Gemäß einer weiteren Ausgestal- tung muss das Verfahren zur Fahrerassistenz zunächst aktiv über ein Schalter gestartet werden. Bei dieser Ausgestaltung weist das Fahrerassistenzsystem einen Schalter zum Starten und/oder Beenden des Fahrerassistenzsystems auf. Dieser
Schalter kann z.B. als manuell zu betätigender Schalter im Cockpit des Fahrzeugs angeordnet sein. Alternativ kann der Schalter auch im Fußraum des Fahrzeugs angeordnet sein und z.B. betätigt werden, indem das Fahrpedal bis zum Anschlag ausgelenkt wird, ähnlich einem Kick-down Schalter. Der Schalter ermöglicht eine individuelle Nutzung des Assistenzsys- tems . In einer weiteren Ausgestaltung ist das Fahrerassistenzsystem nur in einem vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich betriebsbereit, z.B. nur solange eine vorgegebene Grenzgeschwindig¬ keit des Fahrzeugs unterschritten wird. Diese Grenzgeschwin- digkeit kann beispielsweise 3 km/h, oder 2 km/h oder 1 km/h betragen. Vorzugsweise regelt die Regelvorrichtung nur, wenn die Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb der vorgegebe¬ nen Grenzgeschwindigkeit liegt. Vorzugsweise ist die Grenzge¬ schwindigkeit gleich einer durch die Kennlinie vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit. Das Assistenzsystem ist dazu gedacht, Fahrer beim Rangieren bzw. beim Erklimmen eines Bordsteins oder einer ähnlichen stufenförmigen Erhebung zu unterstützen. Die o.g. Grenzgeschwindigkeiten stellen sicher, dass der Fahrerassistent nicht bei Geschwindigkeiten verwendet wird, die für die Einsatzzwecke des Fahrerassistenzsystems ungeeignet sind .
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Fahrerassistenzsystem mit einem PDC (Park Distance Control ) -System des Fahr- zeugs verbunden, z.B. über eine elektronische Kommunikations¬ verbindung, oder kann an das Fahrerassistenzsystem gekoppelt sein. Das PDC-System ist vorzugsweise ein herkömmliches PDC- System. Das PDC-System ist beispielsweise mit der Regelvorrichtung elektrisch verbunden oder elektrisch an diese gekop- pelt. Somit kann das - üblicherweise akustische oder audiovi¬ suelle - Warnsignal des PDC-Systems auch bei Betrieb des Fah¬ rerassistenzsystems verwendet werden. Hierdurch wird der Fah¬ rer bei Nutzung des Fahrerassistenzsystems über eventuell vor oder hinter dem Fahrzeug befindliche Hindernisse informiert. Weiterhin kann das Signal des PDC-Systems für das Verfahren zur Fahrerassistenz verwendet werden.
Das Verfahren zur Fahrerassistenz beinhaltet die Schritte ei¬ nes Erfassens der Fahrpedalauslenkung und ein Bestimmen einer Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Fahrpe¬ dalauslenkung. Eine Istdrehzahl des Elektromotors wird be¬ stimmt und die Istdrehzahl des Elektromotors wird dann in Ab- hängigkeit von der ermittelten Sollgeschwindigkeit des Fahr¬ zeugs geregelt. Somit entlastet das Verfahren zur Fahreras¬ sistenz den Fahrer gerade in Fahrsituationen, die eine schnelle Änderung des Motormoments erfordern. Denn der Fahrer kann über die Fahrpedalstellung eine Wunschgeschwindigkeit vorgeben, die durch das Verfahren zur Fahrerassistenz unabhängig von der Beschaffenheit der Fahrbahn geregelt wird.
In einer Ausgestaltung wird zur Regelung der Istdrehzahl des Elektromotors zunächst eine Solldrehzahl ermittelt. Die Soll¬ drehzahl des Elektromotors wird aus der Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter Berücksichtigung weiterer Fahrzeugkenngrößen, wie z.B. dem Untersetzungsverhältnis zwischen Motorachse und Antriebsachse, dem Raddurchmesser u.ä. bestimmt.
Dann wird die Istdrehzahl des Elektromotors so geregelt, dass sie im Wesentlichen der Solldrehzahl entspricht, d.h. dass die Istdrehzahl nur um einen vorbestimmten Betrag von der Solldrehzahl abweicht. Folglich gilt:
Istdrehzahl = Solldrehzahl +/- Δη, wobei Δη ein vorgegebener Grenzwert für eine tolerierbare Abweichung ist. Der vorgegebene Grenzwert muss z.B. kein fes- ter Wert sein und kann beispielsweise lernfähig oder fahrerabhängig sein. Alternativ kann der vorgegebene Grenzwert ein fester Wert sein und kann z.B. 3% der Solldrehzahl betragen. Alternativ kann die Abweichung 2% oder 1% der Solldrehzahl betragen. In noch einer Alternative kann ein fester Drehzahl- betrag als Grenzwert vorgegeben sein, z.B. 10 U/min (Umdre¬ hungen pro Minute) oder beliebige andere Drehzahlbeträge. Durch die Drehzahlregelung wird sichergestellt, dass auch bei plötzlich veränderten Momentenanforderungen, wie z.B. bei sprunghaftem Ansteigen oder Nachlassen der Momentenanforde- rung, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nahezu konstant gehalten werden kann. In einer Weiterbildung des Verfahrens beträgt die maximal einstellbare Sollgeschwindigkeit Schritttempo, d.h. die Maxi¬ malgeschwindigkeit beträgt weniger als 3,6 km/h. Die Reduzie¬ rung der maximalen Sollgeschwindigkeit auf Schritttempo ver- bessert die Einstellbarkeit der Geschwindigkeit durch den Fahrer .
In einer anderen Weiterbildung wird die Maximalgeschwindigkeit auf geringe Geschwindigkeiten begrenzt, z.B. auf
Schritttempo und vorzugsweise auf eine Geschwindigkeit von 3 km/h, 2 km/h oder 1 km/h. Es hat sich gezeigt, dass gerade durch die Kombination einer Regelung der Motordrehzahl, einer Reduzierung der Maximalgeschwindigkeit auf einen geringen Ge¬ schwindigkeitsbetrag und der Vorgabe der Wunschgeschwin- digkeit durch das Fahrpedal das Verfahren zur Fahrerassistenz besonders gut kontrollierbar und schnell zu regeln ist.
Das Verfahren wird in einer Weiterbildung nur dann durchgeführt, wenn eine ermittelte Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner als die vorgegebene Grenzgeschwindigkeit ist. Hier¬ durch wird verhindert, dass das Verfahren bei zu hohen Ge¬ schwindigkeiten eingesetzt wird.
Durch die Möglichkeit, das Verfahren durch die Betätigung ei- nes Schalters zu starten und/oder zu beenden, wird in einer Weiterbildung eine besonders große Bedienfreundlichkeit er¬ zielt.
In einer anderen Weiterbildung erhält der Fahrer noch zusätz- liehe Informationen über den Betriebszustand des Motors, in¬ dem er über das Motormoment des Elektromotors informiert wird. Dies kann beispielsweise über eine optische Anzeige im Cockpit erfolgen. Alternativ kann der Fahrer haptisch informiert werden, z.B. über eine Rückkopplung im Fahrpedal. Bei- spielsweise kann das Fahrpedal bei Erreichen eines maximal zulässigen Motormoments vibrieren. In einer weiteren Alternative kann die Kraft, die zum Auslenken des Fahrpedals notwen- dig ist, mit steigendem Motormoment ansteigen. Weiterhin kann die Information über das Motormoment auch akustisch, z.B. mit einem Warnton bei Erreichen eines maximalen Motormoments erfolgen .
Durch die zusätzliche Verwendung des PDC-Systems während des Verfahrens zur Fahrerassistenz in einer Ausgestaltung wird die Fahrzeugkontrolle weiter erhöht. In einer Weiterbildung wird das PDC-Signal beim Bestimmen der Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs berücksichtigt. Hierzu kann z.B. die Kennlinie, welche den Zusammenhang zwischen Fahrpedalauslenkung und Sollgeschwindigkeit darstellt, in Abhängigkeit des PDC- Signals verändert werden. Alternativ kann die Kennlinie mit einem vom PDC-Signal abhängigen Wert überlagert werden. So wird z.B. die maximal einstellbare Sollgeschwindigkeit ver¬ ringert, wenn ein Hindernis, wie z.B. ein anderes Fahrzeug, durch das PDC-System erfasst wird. Beispielsweise kann die Sollgeschwindigkeit bei dieser Weiterbildung bis auf einen Wert von 0 km/h reduziert werden. Alternativ kann das Signal des PDC-Systems z.B. verwendet werden, um das Verfahren zur Fahrerassistenz zu beenden. Somit kann eine Motorüberlastung ebenso wie eine Kollision mit Hindernissen sicher vermieden werden . In noch einer anderen Weiterbildung kann das Verfahren zur
Fahrerassistenz beendet werden, wenn die Motorlast ein zulässiges Maximalmoment überschreitet. Auch hierdurch wird eine Motorüberlastung sicher vermieden. In einer anderen Weiterbildung kann das Verfahren zur Fahrerassistenz z.B. durch Betätigung der Fahrzeugbremse beendet werden. Dies ermöglicht ein einfaches und intuitives Beenden des Verfahrens. In noch einer Weiterbildung wird beim Beenden des Verfahrens zur Fahrerassistenz die Fahrzeugbremse betätigt. Hierzu kann das Fahrerassistenzsystem mit der Fahrzeugbremse verbunden sein oder mit einem Steuergerät zur Aktivierung der Fahrzeugbremse. Durch die Betätigung der Bremse beim Beenden des Fahrerassistenzverfahrens wird ein unkontrolliertes Bewegen des Fahrzeugs automatisch verhindert.
Mit anderen Worten stellt die Erfindung eine Assistenzfunktion bereit, die es selbst ungeübten Fahrern problemlos ermöglicht, mit dem Fahrzeug eine Bordsteinkante oder ähnli¬ che Hindernisse zu erklimmen. Hierzu erfolgt die Motoransteu- erung eines Elektromotors mit ausreichender Motorisierung bei langsamen Geschwindigkeiten über die Drehzahl anstatt der für diesen Geschwindigkeitsbereich typischen Momentenregelung. Somit kann das Fahrzeug mit nahezu konstanter Geschwindigkeit das Hindernis erklimmen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei- spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigen: Figur 1 ein Diagramm mit Geschwindigkeitsverläufen beim Erklimmen eines Bordsteins,
Figur 2 ein Fahrerassistenzsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
Figur 3 ein Verfahren zur Fahrerassistenz gemäß einem Aus- führungsbeispiel der Erfindung
Figur 4 eine Prinzipskizze einer Drehzahlregelung gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 1 zeigt am Beispiel des Erklimmens eines Bordsteins, wie durch die Verwendung des Fahrerassistenzsystems und des
Verfahrens zur Fahrerassistenz eine gleichmäßige Geschwindig¬ keit und optimale Fahrzeugkontrolle erzielt wird. Obwohl der Verlauf des am Elektromotor anliegenden Lastmoments zu den Zeitpunkten tl und t2 starke Sprünge aufweist, wird mithilfe des Fahrerassistenzsystems und des Verfahrens eine weitgehend konstante Geschwindigkeit v2 (t) beibehalten. Weder ein sprunghaft ansteigendes Lastmoment, wie z.B. M(t) zum Zeit¬ punkt tl, noch ein sprunghaft verringertes Lastmoment, z.B. M(t) bei t2, führt zu einer nennenswerten Geschwindigkeitsänderung. Die voranstehend beschriebene unkontrollierte Ge¬ schwindigkeitszunahme (siehe Verlauf vi (t) zum Zeitpunkt t2) wird vermieden.
Figur 2 zeigt ein Fahrerassistenzsystem 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrerassistenzsystem 10 weist einen Elektromotor 12 auf, der mit einem Antriebsstrang 14 verbunden ist. Der Elektromotor 12 ist z.B. ein Drehstrommotor. Beispielsweise ist der Elektromotor 12 ein Asynchronmotor oder alternativ ein Synchronmotor, wie z.B. ein permanenterregter Synchronmotor oder ein fremderregter Synchronmotor. In einer weiteren Alternative ist der Elektromotor 12 ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor.
Der Elektromotor ist an seiner Motorachse formschlüssig durch ein Untersetzungsgetriebe mit dem Antriebsstrang verbunden. In einer nicht gezeigten Weiterbildung ist der Elektromotor kraftschlüssig mit dem Antriebsstrang verbunden. Der Antriebsstrang 14 leitet das vom Elektromotor bereitgestellte Drehmoment an die Räder des Fahrzeugs weiter und ermöglicht so die Kraftübertragung auf die Fahrbahn. Der Antriebsstrang 14 beinhaltet z.B. eine Antriebsachse, ein Differential, die Räder, sowie ggf. ein Getriebe und/oder eine Kupplung.
Der Elektromotor 12 ist weiterhin über einen Frequenzumrichter 16 mit einem Akkumulator 18 (oder alternativ mehreren Akkumulatoren) verbunden. Der Akkumulator 18 dient der Stromversorgung des Elektromotors. Der Frequenzumrichter 16 ist mit einer Regelvorrichtung 20 verbunden. Die Regelvorrichtung 20 ist mit einem Pedalwertgeber 22 verbunden. Der Pedalwertgeber 22 erfasst die Auslenkung eines Fahrpedals 24. Des Weiteren weist das Fahreras- sistenzsystem 10 einen Drehzahlgeber 26 auf, der mit der Regelvorrichtung 20 verbunden ist. Der Drehzahlgeber 26 ist, wie in Figur 2 gezeigt, ein Drehzahlsensor, der in der Nähe der Motorachse des Elektromotors 12 angeordnet ist. Alterna¬ tiv kann der Drehzahlsensor auch im Antriebsstrang 14, z.B. in der Nähe der Antriebswelle oder der Räder angeordnet sein. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Drehzahlgeber 26 durch eine Motorsteuerung realisiert, die mit der Regelvorrichtung verbunden ist, und die eine Drehzahl des Elektromotors 12 z.B. sensorlos bestimmt.
Ein Schalter 28 zum Ein- und Ausschalten des Fahrerassistenzsystems ist ebenfalls mit der Regelvorrichtung 20 verbunden. Der Schalter 28 ist optional. Das Fahrerassistenzsystem 10 kann alternativ auch ohne den Schalter 28 vorgesehen sein. Des Weiteren kann das Fahrerassistenzsystem 10 optional eine Motormomentanzeige 30 aufweisen, mit der der Fahrer über das vom Elektromotor 12 bereitgestellte Motormoment informiert wird. Die Motormomentanzeige 30 kann z.B. im Cockpit des Fahrgastraums angeordnet sein und ist mit der Regelvorrich- tung 20 verbunden. In einer Weiterbildung ist die Regelvorrichtung 20 des Fahrerassistenzsystems mit einem PDC-System 32 des Fahrzeugs verbunden.
Der Frequenzumrichter 16, die Regelvorrichtung 20, der Pedal- wertgeber 22 und der Drehzahlgeber 26 sind beispielsweise über elektrische Leitungen miteinander verbunden, alternativ können sie durch eine elektronische Kommunikationsverbindung miteinander verbunden sein. Ebenso können der optionale
Schalter 28, die optionale Motormomentanzeige 30 und das PDC- System 32 über elektrische Leitungen angeschlossen sein oder mit in die elektronische Kommunikationsverbindung eingebunden sein . Mit Bezug auf Figur 3 wird nunmehr ein Verfahrensablauf 40 zur Fahrerassistenz gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand eines schematischen Flussdiagramms näher beschrieben.
Der Fahrer des Fahrzeugs lenkt das Fahrpedal 24 aus, um eine Wunschgeschwindigkeit vorzugeben. In Schritt 42 erfasst der Pedalwertgeber 22 die Auslenkung des Fahrpedals 24. Aus dem vom Pedalwertgeber 22 erhaltenen Signal ermittelt die Regelvorrichtung 20 die Wunschgeschwindigkeit bzw. Sollgeschwindigkeit vSoll des Fahrzeugs (Schritt 44) . Hierzu wird vorzugs¬ weise eine Kennlinie verwendet, die einen Zusammenhang zwi¬ schen Fahrpedalauslenkung und Sollgeschwindigkeit vSoll dar- stellt, z.B. eine lineare Kennlinie, eine exponentielle Kenn¬ linie oder beliebige andere Kennlinien. Somit gibt der Fahrer durch die Auslenkung des Fahrpedals die Geschwindigkeit des Fahrzeugs vor. Aus der ermittelten Sollgeschwindigkeit vSoll wird nunmehr in Schritt 46 eine Solldrehzahl nSoll des Elektromotors 12 be¬ stimmt. Die Solldrehzahl nSoll des Elektromotors 12 wird aus der Sollgeschwindigkeit vSoll des Fahrzeugs unter Berücksich¬ tigung weiterer Fahrzeugkenngrößen, wie z.B. dem Unterset- zungsverhältnis zwischen Motorachse und Antriebsachse, dem Raddurchmesser u.ä. bestimmt. Die Schritte 44 und 46 werden von der Regelvorrichtung 20 durchgeführt. Die Regelvorrichtung 20 kann ein einzelnes Gerät sein, es können jedoch auch mehrere Einzelgeräte verwendet werden, die miteinander kommu- nizieren und gemeinsam die Regelvorrichtung 20 bilden.
Die tatsächliche Drehzahl nist des Elektromotors 12 wird mit- hilfe des Drehzahlgebers 26 in Schritt 48 ermittelt. Gemäß Figur 3 wird Schritt 48 unabhängig von den Schritten 44 und 46 durchgeführt. Alternativ kann die Ermittlung der Istdrehzahl nist zeitlich auch vor oder nach den Schritten 44 und 46 erfolgen . Dann wird die Istdrehzahl nIst des Elektromotors 12 so gere¬ gelt, dass sie im Wesentlichen der Solldrehzahl ngoii ent¬ spricht (Schritt 50), d.h. dass die Istdrehzahl njst nur um einen vorbestimmten Betrag Δη von der Solldrehzahl nSoll abweicht. Folglich gilt: nIst = nSoll +/- Δη, wobei Δη ein vorgegebener Grenzwert für eine tolerierbare
Abweichung ist. Die Schritte 42 bis 50 werden wiederholt so¬ lange das Verfahren zur Fahrerassistenz durchgeführt wird.
Das voranstehend beschriebene Verfahren ist vorzugsweise ak- tiviert, sobald der Elektromotor 20 betrieben wird. Alterna¬ tiv kann das voranstehend beschriebene Verfahren nur bei langsamen Fahrzeuggeschwindigkeiten durchgeführt werden, d.h. wenn das Fahrzeug eine Grenzgeschwindigkeit nicht überschrei¬ tet. Die Grenzgeschwindigkeit kann z.B. 3 km/h, oder aber 2 km/h oder 1 km/h betragen. Hierzu wird zu Beginn des voranstehend beschriebenen Verfahrens zunächst die Fahrzeugge¬ schwindigkeit bestimmt und mit der Grenzgeschwindigkeit ver¬ glichen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann hierbei beispiels¬ weise aus der ermittelten Istdrehzahl des Elektromotors be- rechnet werden. Überschreitet die Fahrzeuggeschwindigkeit die Grenzgeschwindigkeit, so wird das Fahrerassistenzsystem nicht aktiviert .
Gemäß einer weiteren Alternative wird das mit Bezug auf Figur 3 beschriebene Verfahren durch die Betätigung des Schalters 28 vom Fahrer gestartet und/oder beendet.
Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Drehzahlregelung 60 des Verfahrens zur Fahrerassistenz gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die ermittelte Solldrehzahl nSoll des Elektromotors 12 wird als Führungsgröße einem Drehzahlregler 62 zugeführt. Dieser bestimmt die Stellgrößen, welche zur Motorregelung vom Frequenzumrichter an den Motor weitergegeben werden. So werden beispielsweise die Frequenz des Drehfeldes, das den Motor an¬ treibt und die Spannung als Stellgrößen durch den Drehzahlregler 62 vorgegeben. Der Drehzahlregler 62 ist vorzugsweise ein PID-Regler, d.h. ein proportional-integral-differential wirkender Regler. Alternativ kann der Drehzahlregler 62 auch ein Proportionalregler, ein proportional-integral wirkender Regler oder ein anderer geeigneter Reglertyp sein.
Das Lastmoment ML , welches zeitlich nicht konstant ist und sich z.B. aufgrund von Änderungen in der Fahrbahnneigung sprunghaft verändern kann, wirkt als Störgröße auf die Regel¬ strecke 64 ein und beeinflusst die Regelgröße nIst.
Die Regelgröße nIst wird als Rückführgröße zum Drehzahlregler 62 zurückgeführt. Darüber hinaus ist gemäß Figur 4 eine zusätzliche Momentenre¬ gelung 66 im Regelkreis 60 vorgesehen mit einem Drehmoment¬ regler 68. Der Drehmomentregler 68 ist vorzugsweise ein PID- Regler, kann alternativ jedoch auch ein anderer Regler sein, wie z.B. ein Proportionalregler oder ein proportional- integral wirkender Regler. Die Momentenregelung 66 wird von der Drehzahlregelung überlagert.
Die Regelglieder 62 und 68 sind rein schematisch dargestellt. Es versteht sich, dass der Fachmann für die Regelglieder 62 und 68 je nach Anforderungen an die Regelung geeignete Regel¬ glieder wählt. Weiterhin können auch mehrere Regelglieder für den Drehzahlregler 62 oder den Drehmomentregler 68 verwendet werden . Die voranstehend dargestellte Drehzahlregelung 60 kann sowohl als analoger als auch als digitaler Regelkreis ausgeführt werden. Die Drehzahlregelung 60 kann sowohl für Synchronmoto- ren als auch für Asynchronmotoren durch geeignete Auslegung der Regelglieder 62 und 68 verwendet und im Fahrerassistenzsystem eingesetzt werden. Das Fahrerassistenzsystem sowie das Verfahren zur Fahrerassistenz ermöglichen ein einfaches und kontrolliertes Erklimmen eines Bordsteins oder das einfache und kontrollierte Be¬ fahren von Fahrbahnuntergründen mit starken Steigungsänderungen. Jedoch ist das Fahrerassistenzsystem sowie das Verfahren zur Fahrerassistenz ebenso z.B. beim Einparken auf Flächen mit starker Neigung, z.B. mit einer Neigung von mehr als 10% Prozent, hilfreich. Wird das Fahrzeug bergauf bewegt, so ist eine größere Motorleistung erforderlich, als bei einer Fahrzeugbewegung bergab. Ähnliches gilt auch, wenn das Fahrzeug voll beladen ist, bzw. mit einem Fahrzeuganhänger, z.B. einem Wohnwagen betrieben wird. Diese Situationen sind für ungeübte Fahrer schwer zu kontrollieren und bieten somit ein Gefahrenpotential, dass durch das Fahrerassistenzsystem sowie das Verfahren reduziert wird.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Fahrerassistenzsystem für ein mittels eines Elektromotors (12) angetriebenes Fahrzeug mit:
- einem Fahrpedal (24),
- einem Pedalwertgeber (22) zur Erfassung einer Fahrpedalaus- lenkung ( ) ,
- einem Drehzahlgeber (26) zur Bestimmung einer Istdrehzahl des Elektromotors (12),
- einer Regelvorrichtung (20), die eine Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Fahrpedalauslenkung ( ) bestimmt und die Istdrehzahl des Elektromotors (12) ent¬ sprechend der Sollgeschwindigkeit regelt.
2. Fahrerassistenzsystem gemäß Anspruch 1, wobei
- das Fahrpedal (24) bei maximaler Auslenkung eine Sollge¬ schwindigkeit im Schritttempo vorgibt.
3. Fahrerassistenzsystem gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem
- die Regelvorrichtung (20) Frequenz, Spannung und/oder Strom eines Drehfeldes vorgibt, welches den Elektromotor (12) an¬ treibt .
4. Fahrerassistenzsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin mit:
- einem Schalter (28) zum Starten und/oder Beenden des Fahrerassistenzsystems (10).
5. Fahrerassistenzsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Fahrerassistenzsystem (10) nur unterhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit betriebsbereit ist.
6. Fahrerassistenzsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Fahrerassistenzsystem (10) weiterhin mit einem PDC- System (32) des Fahrzeugs verbunden ist.
7. Verfahren zur Fahrerassistenz in einem Fahrzeug, das mittels eines Elektromotors (12) angetriebenen wird, mit den Schritten :
- Bestimmen (42) einer Fahrpedalauslenkung ( ) ,
- Bestimmen (44) einer Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Fahrpedalauslenkung ( ) ,
- Bestimmen (48) einer Istdrehzahl des Elektromotors (12),
- Regeln (50) der Istdrehzahl des Elektromotors (12) in Abhängigkeit von der ermittelten Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
8. Verfahren gemäß Patentanspruch 7, bei dem
das Regeln (50) der Istdrehzahl die Schritte umfasst:
- Ermitteln (46) einer Solldrehzahl des Elektromotors (12) in Abhängigkeit der Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs und
- Regeln der Istdrehzahl, so dass die Istdrehzahl im Wesentlichen gleich der Solldrehzahl ist.
9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem
- das Regeln (50) der Istdrehzahl des Elektromotors (12) wei¬ terhin das Verändern einer Frequenz, einer Spannung
und/oder eines Stroms eines Drehfeldes beinhaltet, welches den Elektromotor (12) antreibt.
10. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 7 bis 9, wobei die maximal einstellbare Sollgeschwindigkeit Schritt¬ tempo beträgt.
11. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 7 bis 10, wobei das Verfahren durchgeführt wird, wenn eine ermittelte
Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner als eine vorgegebene Grenzgeschwindigkeit ist.
12. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 7 bis 11, wo- bei das Verfahren durch die Betätigung eines Schalters (28) gestartet und/oder beendet wird.
13. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 7 bis 12, wo¬ bei der Fahrer des Fahrzeugs über ein Motormoment des Elekt¬ romotors (12) informiert wird.
14. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 7 bis 13, wo¬ bei ein Motormoment erfasst wird und das Verfahren beendet wird, wenn das Motormoment ein zulässiges Maximalmoment über schreitet .
15. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 7 bis 14, mit dem zusätzlichen Schritt:
- Erfassen eines PDC-Signals von einem PDC-System (32) des Fahrzeugs und
- Berücksichtigen des PDC-Signals beim Bestimmen der Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
PCT/EP2013/056654 2012-05-29 2013-03-28 Fahrerassistenzsystem und verfahren zur fahrerassistenz WO2013178382A2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13714607.2A EP2825413A2 (de) 2012-05-29 2013-03-28 Fahrerassistenzsystem und verfahren zur fahrerassistenz

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012209000.2 2012-05-29
DE102012209000A DE102012209000A1 (de) 2012-05-29 2012-05-29 Fahrerassistenzsystem und Verfahren zur Fahrerassistenz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013178382A2 true WO2013178382A2 (de) 2013-12-05
WO2013178382A3 WO2013178382A3 (de) 2014-03-20

Family

ID=48049988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/056654 WO2013178382A2 (de) 2012-05-29 2013-03-28 Fahrerassistenzsystem und verfahren zur fahrerassistenz

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2825413A2 (de)
DE (1) DE102012209000A1 (de)
WO (1) WO2013178382A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103879306A (zh) * 2014-04-09 2014-06-25 奇瑞汽车股份有限公司 一种汽车坡道辅助系统及其控制方法
CN107472081A (zh) * 2016-12-13 2017-12-15 宝沃汽车（中国）有限公司 电动汽车的控制方法、系统及车辆

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103935261B (zh) * 2014-03-18 2016-04-20 浙江大学 电动汽车及其控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0549106A (ja) * 1991-08-09 1993-02-26 Nissan Motor Co Ltd モータ制御装置
JP3379107B2 (ja) * 1991-12-10 2003-02-17 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 電動モータ式車両駆動装置
EP0622264B1 (de) * 1993-04-28 1998-11-11 Hitachi, Ltd. Antriebssystem und Antriebsverfahren eines elektrischen Fahrzeugs
JP3610969B2 (ja) * 2002-08-27 2005-01-19 日産自動車株式会社 四輪駆動車両の駆動力制御装置
DE10356462A1 (de) * 2003-12-03 2005-07-14 Adam Opel Ag Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor
JP4440232B2 (ja) * 2006-06-06 2010-03-24 日立建機株式会社 電気駆動ダンプトラックの駆動システム
DE102008036047A1 (de) * 2008-08-01 2010-02-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug umfassend eine Steuereinrichtung zur automatischen Durchführung eines Freischaukelvorgangs

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103879306A (zh) * 2014-04-09 2014-06-25 奇瑞汽车股份有限公司 一种汽车坡道辅助系统及其控制方法
CN103879306B (zh) * 2014-04-09 2016-06-08 奇瑞新能源汽车技术有限公司 一种汽车坡道辅助系统及其控制方法
CN107472081A (zh) * 2016-12-13 2017-12-15 宝沃汽车（中国）有限公司 电动汽车的控制方法、系统及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013178382A3 (de) 2014-03-20
DE102012209000A1 (de) 2013-12-05
EP2825413A2 (de) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19517567B4 (de) Antriebssteuersystem und Verfahren zum Steuern eines Akkumulatorenfahrzeugs
EP1466772B1 (de) Antriebssystem für Fahrzeuge
EP2464551B1 (de) Verfahren zum einstellen der klemmkraft einer hydraulisch unterstützten elektromotorischen feststellbremse
EP0599982B1 (de) Verfahren zur veränderung der geschwindigkeit eines fahrzeuges und fahrzeug zur durchführung dieses verfahrens
EP2443011A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des beginns einer startphase eines verbrennungsmotors in einem hybridfahrzeug
EP3544849B1 (de) Allradsystem für ein elektrisches kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben eines allradsystems eines solchen fahrzeugs
EP2550171B1 (de) Fahrzeug mit zumindest zwei einzelradantriebseinheiten
EP4077077A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur schlupfregelung eines fahrzeugrades
WO2011069589A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung eines fahrzeugs an ein objekt während eines einparkvorgangs
EP3381774B1 (de) Kraftfahrzeug umfassend eine dauerbremsvorrichtung
DE112004001397T5 (de) Fahrzeug und Fahrzeug-Steuerverfahren
DE102016220905A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Regelung des Fahrbetriebs eines Fahrzeugs mit Anhänger
EP1225078B1 (de) Verfahren zur Beeinflussung des Drehmoments an mindestens einem Antriebsrad eines Flurförderzeugs
WO2012079810A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer leistungsreserve eines elektrischen antriebs
WO2013178382A2 (de) Fahrerassistenzsystem und verfahren zur fahrerassistenz
EP3110651B1 (de) Steuereinrichtung und verfahren zur antriebsschlupfregelung für ein elektrisches antriebssystem
WO2011032754A1 (de) Verfahren zur betätigung eines feststellbremssystems in einem fahrzeug
DE102013016762B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Triebstrangs für einen allradbetreibbaren Kraftwagen
DE19823766B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung des von einer automatisierten Kupplung übertragbaren Drehmomentes
EP1686030A1 (de) Verfahren zur Steuerung des Anfahrvorganges in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges
EP2709890B1 (de) Verfahren für ein fahrzeug mit einer elektrischen maschine
EP1494889B1 (de) Verfahren zum elektrodynamischen bremsen eines schienenfahrzeugs
EP3873763A1 (de) Verfahren und antriebssteuergerät zum betrieb von zumindest zwei elektrischen antriebsmaschinen bei einer laständerung sowie kraftfahrzeug mit einem antriebssteuergrät
EP1464532A2 (de) Bremssystem für ein batteriebetriebenes Flurförderzeug
DE102015016964A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie entsprechende Antriebseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13714607

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2013714607

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013714607

Country of ref document: EP