DE10138620B4

DE10138620B4 - Adaptives Fahrtregelungssystem und ACC-Beschleunigungsschnittstelle

Info

Publication number: DE10138620B4
Application number: DE10138620.6A
Authority: DE
Inventors: Norbert Weiss; Dr. Wolgast Bernd
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2021-08-14
Also published as: DE10138620A1; FR2828444B1; FR2828444A1

Abstract

Adaptives Fahrtregelungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Triebstrangkoordinator (TSKO) zur Steuerung des Triebstranges eines Kraftfahrzeug bestehend aus den Elementen Antriebsmaschine (MT), Getriebe (GT) und Bremsanlage (BR), der für die Triebstrangelemente die entsprechenden Stellgrößen Motormoment (MMT), Radmoment (MRD) und Bremsmoment (MBR) bzw. Bremsdruck (PBR) bereitstellt, wobei der Triebstrangkoordinator (TSKO) eine Vorrichtung zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eines adaptiven Fahrtregelungssystems eines Kraftfahrzeugs aufweist, die aus einer Eingangsgröße Sollbeschleunigung des Kraftfahrzeugs die notwendigen Stellgrößen Motormoment (MMT), Radmoment (MRD) und Bremsmoment (MBR) bzw. Bremsdruck (PBR) für die Antriebsmaschine (MT), das Getriebe (GT) und die Bremsanlage (BR) des Kraftfahrzeugs ermittelt, wobei aus der Sollbeschleunigung unter Verwendung eines Modells der Fahrzeuglängsdynamik ein der Sollbeschleunigung entsprechendes Summenradmoment des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und einem ACC-Regler (ACCR), der ein Geschwindigkeitsregelmodul (GR) und ein Abstandsregelmodul (AR) aufweist, und der aus den vorgegebenen Stellgrößen Sollgeschwindigkeit (vSoll) und Sollabstand (dSoll) des Kraftfahrzeugs und den gemessenen Eingangsgrößen tatsächliche Geschwindigkeit (vIst) und tatsächlicher Abstand (dIst) des Kraftfahrzeugs eine Ausgangsgröße Sollbeschleunigung (aSoll) des Kraftfahrzeugs ermittelt und an den Triebstrangkoordinator (TSKO) übergibt, wobei das Geschwindigkeitsregelmodul (GR) eine geschwindigkeitsabhängige Sollbeschleunigung (av) und das Abstandsregelmodul (AR) eine abstandsabhängige Sollbeschleunigung (ad) bilden, die beide einem Minimumbildner (MIN) zur Ermittlung der Sollbeschleunigung (aSoll) zugeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein adaptives Fahrtregelungssystem, welches auch als ACC-System (Adaptive Cruise Control) bezeichnet wird.
Herkömmliche Fahrtregelungssysteme steuern die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vom Fahrer eingestellte Geschwindigkeit. Dabei tritt das Problem auf, daß eine zu große Annäherung des Fahrzeugs an ein vorherfahrendes Fahrzeug unerwünscht ist und ein minimaler Sicherheitsabstand eingehalten werden muß.
In der nächsten Entwicklungsstufe derartiger Systeme wurden daher adaptive Fahrtregelungssysteme geschaffen, die veränderliche Grade an Wechselwirkungen mit vorausfahrenden Fahrzeugen aufweisen. Ein allgemeines Ziel von adaptiven Fahrtregelungssystemen ist es, im Weg sich befindende Objekte, wie vorausfahrende Fahrzeuge, wahrzunehmen und entsprechende Maßnahme zu treffen, um einerseits einen vom Fahrer vorbestimmten Sicherheitsabstand zu wahren und andererseits die vorbestimmte Geschwindigkeit einzuhalten.
So beschreibt beispielsweise DE 197 55 963 A1 ein gattungsgemäßes adaptives Fahrtregelungssystem zur automatischen Einhaltung einer vom Fahrer vorgewählten Fahrzeuggeschwindigkeit und zur Absenkung der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Unterschreiten eines Mindestabstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug. Der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug wird dabei über eine geeignete Vorrichtung gemessen, beispielsweise mittels eines Radar-System oder eines Lidar-Systems.
5 zeigt die zur Zeit von der Volkswagen AG bei einigen Modellen, beispielsweise dem D1 und dem Colorado, eingesetzte Antriebsstrangstruktur. Der Fahrerwunsch wird als Motormoment M_MT aus einem über Drehzahl N und Pedalwert PWG aufgespannten Kennfeld KF ermittelt. Die Motorsteuerung MTST wirkt als Koordinator im Triebstrang und realisiert dieses Fahrerwunschmoment M_MT direkt über die entsprechenden Stellgrößen an den Motor MT. Der Getriebesteuerung GTST wird der Fahrerwunsch und damit der Wunsch nach Vortrieb durch den Wert des PWG mitgeteilt und gibt diesen über ein Schaltprogramm an das Getriebe GT weiter. Der PWG-Wert ist neben der Drehzahl N des Motors MT und der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs die entscheidende Größe für das Schaltprogramm der Getriebesteuerung GTST.
Im ACC-Betrieb (ACC: Adaptive Cruise Control) wird der Vortriebswunsch von einem ACC-Regler ACCR ebenfalls auf Basis des Motormoments M_MT formuliert. Der ACC-Regler ACCR weist eine Abstandsregelungsvorrichtung und eine Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung auf. Da bei diesen System im ACC-Betrieb auch Verzögerungen realisiert werden können, wird die Sollverzögerung über den Bremssolldruck P_BR der Bremsensteuerung BRST bzw. einem aktiven Bremsbooster (nicht dargestellt) mitgeteilt. Die Bremse BR wird dann auf diesen Solldruck P_BR geregelt. Die zu einer entsprechenden Verzögerung korrespondierenden Bremsdrücke P_BR werden applikativ ermittelt und in Kennfeldern (nicht dargestellt) abgelegt. Das Motormoment M_MT wird an das Getriebe GT abgegeben, das das Motormoment M_MT in entsprechende Radmomente M_R wandelt.
Die beschriebene Struktur weist in der Praxis insbesondere im ACC-Betrieb erhebliche Nachteile auf, wie dies genauer anhand 6 erläutert wird. In der 6 ist ein bekanntes adaptives Fahrtregelungssystem und seine Verknüpfung mit dem Triebstrang schematisch dargestellt, welches einen ACC-Regler und eine Motorsteuerung, wie in 5 beschrieben, beinhaltet
Bei den im ACC-Betrieb typischen Beschleunigungsvorgängen werden möglichst konstante Beschleunigungen angestrebt z. B. 1 m/s. Um diese Beschleunigung zu erreichen, berechnet der ACC-Regler intern ein Modell der Fahrzeuglängsdynamik, wobei als Eingangsgrößen der eingegebene Sollabstand d_Soll zum vorausfahrenden Fahrzeug, der vom ACC-Regler gemessene tatsächliche Abstand d_Ist zum vorausfahrenden Fahrzeug, die eingegebene Sollgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs v_Soll und die tatsächliche Geschwindigkeit v_Ist des eigenen Fahrzeug verwendet werden. In die Betrachtung kann auch noch die Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrendem Fahrzeug einfließen, die sich aus der zeitlichen Abfolge der Abstandsmessungen ergibt. Mit der vom Getriebe empfangenen Triebstrangübersetzung ergibt sich somit ein dem notwendigen Summenradmoment entsprechendes Motormoment. Dieses Motorsollmoment M_MT wird dem Motorsteuergerät als Sollgröße vom ACC-Regler über den CAN-Bus mitgeteilt. Ferner wird gegebenenfalls ein Bremsdruck P_BR berechnet, der an die Bremsanlage oder den Bremsbooster übermittelt wird.
Da der PWG (Pedalwertgeber) im ACC-Betrieb Null ist, wird dem Getriebe GT über ein inverses Fahrverhaltenkennfeld KF_Inv ein ”virtueller” Fahrpedalwert mitgeteilt, der dem entsprechenden ”Fahrerwunsch” entspricht, und der einem Schaltprogramm SP mitgeteilt wird. Gerade hier ergibt sich der entscheidende Nachteil: Durch die Invertierung des Fahrverhaltenkennfeldes ergeben sich in der Nähe der Vollast sehr starke Gradienten im Fahrverhaltenkennfeld, so daß geringe positive Änderungen im Motormoment große Änderungen im ”virtuellen” PWG zur Folge haben. Das Getriebe wird damit nach einen Schaltvorgang z. B. vom 4. in den 5.Gang, wodurch sich das Motormoment erhöhen muß, sofort nach der Hochschaltung wieder einen Rückschaltvorgang einleiten. Die Folge sind für den Fahrer äußerst störende Pendelschaltungen, die in längeren Beschleunigungsvorgängen mehrfach auftreten können.
Ein weiterer Nachteil dieser Struktur ist, daß sich über einen längeren Beschleunigungsvorgang kaum konstante Beschleunigungswerte realisieren lassen, da die sich einstellende Beschleunigung aus Motorsollmoment des ACC-Systems und aktueller Triebstrangübersetzung nicht zentral geregelt wird, sondern aufgrund der völlig vom ACC-Regler entkoppelten Schaltstrategie des Getriebes eher ein Zufallsprodukt ist.
Schließlich ist die Applikation des ACC-Reglers von fahrzeug- und motorspezifischen Daten abhängig. Dies hat zur Folge, daß jede neue Kombination Motor, Fahrzeug, Sensor neu appliziert und validiert werden muß.
Ferner ist aus der DE 196 24 615 A1 ein ACC-Regler zur Abstandsregelung für ein Kraftfahrzeug bekannt, das eine Einheit zur Regelung des Abstandes zu einem vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekt und eine Einheit zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs aufweist. Dabei erzeugt die Einheit zur Abstandsregelung eine abstandsabhängige Sollbeschleunigung und die Einheit zur Geschwindigkeitsregelung erzeugt eine geschwindigkeitsabhängige Sollbeschleunigung. Die beiden Beschleunigungen werden miteinander verglichen und deren Minimum intern einer weiteren Einheit zur Berechnung der Stellgrößen für die Antriebsmaschine und die Bremsanlage zugeführt, die dann vom ACC-System an die Motorsteuerung und Bremsensteuerung weitergeleitet werden.
Die Druckschrift DE 198 38 336 A1 beschreibt ein System zur Steuerung der Bewegung eines Fahrzeugs, welches aus mehreren Ebenen besteht. In einer ersten Ebene ist dabei wenigstens eine Komponente zur Steuerung der Fahrzeugbewegung vorgesehen, welche in einer weiteren Ebene in einer Verfeinerung wenigstens eine Komponente Vortrieb und Bremse umfasst. In einer dritten Verfeinerungsebene ist diese Komponente wenigstens in Komponenten Vortrieb und Bremssystem strukturiert.
Die Druckschrift DE 196 04 220 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung bzw. Begrenzung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, mit wenigstens einem Regler, der ein die Geschwindigkeit beeinflussendes Stellelement einstellt, dem eine zeitlich veränderliche Sollgeschwindigkeit vorgegeben wird, und der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Sinne einer Annäherung der Geschwindigkeit an diesen Sollwert beeinflusst. Die Steigung des dem wenigstens einen Regler zugeführten Sollwerts wird dabei wenigstens nach Maßgabe der bei Aktivierung der Reglers vorliegenden Istgeschwindigkeit und einer vom Fahrer vorgegebenen Zielgeschwindigkeit verändert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein adaptives Fahrtregelungssystem zu entwickeln, die die oben genannten Nachteile vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch ein adaptives Fahrtregelungssystem nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße adaptive Fahrtregelungssystem eines Kraftfahrzeugs umfasst:

– einen Triebstrangkoordinator zur Steuerung des Triebstranges eines Kraftfahrzeug bestehend aus den Elementen Antriebsmaschine, Getriebe und Bremsanlage, der für die Triebstrangelemente die entsprechenden Stellgrößen Motormoment, Radmoment und Bremsmoment bzw. Bremsdruck bereitstellt, wobei
– der Triebstrangkoordinator eine Vorrichtung zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eines adaptiven Fahrtregelungssystems eines Kraftfahrzeugs aufweist, die aus einer Eingangsgröße Sollbeschleunigung des Kraftfahrzeugs die notwendigen Stellgrößen Motormoment, Radmoment und Bremsmoment bzw. Bremsdruck für die Antriebsmaschine, das Getriebe und die Bremsanlage des Kraftfahrzeugs ermittelt, wobei aus der Sollbeschleunigung unter Verwendung eines Modells der Fahrzeuglängsdynamik ein der Sollbeschleunigung entsprechendes Summenradmoment des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und
– einen ACC-Regler, der ein Geschwindigkeitsregelmodul und ein Abstandsregelmodul aufweist, und der aus den vorgegebenen Stellgrößen Sollgeschwindigkeit und Sollabstand des Kraftfahrzeugs und den gemessenen Eingangsgrößen tatsächliche Geschwindigkeit und tatsächlicher Abstand des Kraftfahrzeugs eine Ausgangsgröße Sollbeschleunigung des Kraftfahrzeugs ermittelt und an den Triebstrangkoordinator übergibt, wobei
– das Geschwindigkeitsregelmodul eine geschwindigkeitsabhängige Sollbeschleunigung und das Abstandsregelmodul eine abstandsabhängige Sollbeschleunigung bilden, die beide einem Minimumbildner zur Ermittlung der Sollbeschleunigung zugeführt werden.

Vorzugsweise geht in das Modell der Fahrzeuglängsdynamik die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs ein, wobei die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs mittels eines optional in das Kraftfahrzeug eingebaute Längsbeschleunigungsmoduls mit nachfolgender Auswertung bestimmt werden kann.
Insbesondere weist das Modell der Fahrzeuglängsdynamik die Einflußgrößen Rollreibung, rotatorische und translatorische Masssenträgheitsmomente, Luftwiderstand sowie Fahrbahnsteigung auf. Dabei kann die Fahrbahnsteigung aus der Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und der aus der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmten Beschleunigung ermittelt werden.
Vorzugsweise weist die ACC-Beschleunigungsschnittstelle, eine Vorsteuerung und einen überlagerten PI-Regler auf. Ferner kann die Vorrichtung ein Modul Momentenkoordinator aufweisen, der das Summenradmoment, je nach positivem oder negativen Wert, in ein Motormoment oder ein Radbremsmoment umsetzt.
Der Triebstrangkoordinator wird vorzugsweise durch ein Motorsteuergerät gebildet, wobei die Ausgangsgrößen des Triebstrangkoordinators ein Motormoment, ein Radmoment und ein Bremsdruck oder Bremsmoment sind.
Vorzugsweise wird die Sollbeschleunigung vom ACC-System an den Triebstrangkoordinator über einen CAN-Bus übertragen. Das ACC-System weist ein Geschwindigkeitsregelmodul und ein Abstandsregelmodul auf, wobei das Geschwindigkeitsregelmodul eine geschwindigkeitsabhängige Sollbeschleunigung und das Abstandsregelmodul eine abstandsabhängige Sollbeschleunigung bildet, die beide einem Minimumbildner zur Ermittlung der Sollbeschleunigung zugeführt werden. Ferner kann das vom Minimumbildner ermittelte Minimum aus geschwindigkeitsabhängiger Sollbeschleunigung und abstandsabhängiger Sollbeschleunigung einer Filterung und Begrenzung unterzogen werden.
Das erfindungsgemäße adaptive Fahrtregelungssystem vermeidet durch eine Entkopplung von ACC-System und Triebstrangkoordination die in der Einleitung beschriebenen Nachteile der bekannten Struktur. Wesentlicher Unterschied zur bekannten Struktur ist die Anforderung des Vortriebs vom ACC-System als Beschleunigung. Damit wird die Applikation des ACC-Systems weitestgehend unabhängig von Fahrzeugparametern wie Gewicht, Luftwiderstand, Rollreibung usw. und der Softwareumfang im ACC-System reduziert sich auf die Berechnung der für die Zielverfolgung, bzw. das Halten der Wunschgeschwindigkeit notwendigen Sollbeschleunigung.
Ein weiter Vorteil liegt in der wesentlich vereinfachten Applikation der Systemabstimmung zwischen ACC-System und Triebstrangkoordinator. Änderungen in der Drehmomentcharakteristik des Motors wirken nicht mehr auf das ACC-System zurück und müssen nicht mehr aufwendig nachappliziert und validiert werden.
Vorzugsweise ist die ACC-Beschleunigungsschnittstelle mit einer radmomentorientierten Schaltstrategie im Getriebesteuergerät kombiniert. Das Getriebe erhält das notwendige Sollradmoment und ermittelt aus dem Zugkraftdiagramm, in welchem Gang dieses Radmoment unter Berücksichtigung der Motorkennlinie darstellbar ist. Fehlschaltungen werden somit vermieden. Daher kann die Problematik von Pendelschaltungen durch die neue Struktur von vornherein weitgehend ausgeschlossen werden
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt die erfindungsgemäße Triebstrangstruktur in schematischer Darstellung,
2 zeigt den Regelkreis für den ACC-Betrieb eines Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,
3 zeigt eine Systemübersicht der ACC-Beschleunigungsschnittstelle,
4 zeigt das in der erfindungsgemäßen Triebstrangstruktur verwendete ACC-System,
5 zeigt eine bekannte Triebstrangstruktur, und
6 zeigt einen bekannten Regelkreis für den ACC-Betrieb eines Kraftfahrzeugs.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Triebstrangstruktur mit dem erfindungsgemäßen adaptiven Fahrtregelungssystem. Über ein Kennfeld KF wird aus dem durch den Pedalwertgeber PWG ausgedrückten Wunsch des Fahrers und der Geschwindigkeit V des Kraftfahrzeugs ein Radmoment M_RD ermittelt und an einen Triebstrangkoordinator TSKO übergeben.
Im ACC-Betrieb übermittelt der ACC-Regler ACCR eine Sollbeschleunigung a_Soll an den Triebstrangkoordinator TSKO. Damit wird die Applikation des ACC-Reglers ACCR weitestgehend unabhängig von Fahrzeugparametern wie Gewicht, Luftwiderstand, Rollreibung usw., und der Softwareumfang im ACC-Regler ACCR reduziert sich auf die Berechnung der für die Zielverfolgung, bzw. das Halten der Wunschgeschwindigkeit notwendigen Sollbeschleunigung a_Soll.
Der Triebstrangkoordinator TSKO, der durch die Motorsteuerung realisiert sein kann, ermittelt aus einem Modell der Fahrzeuglängsdynamik das für die angeforderte Beschleunigung a_Soll notwendige Summenradmoment. Dieses Radmoment geht in die Drehmomentstruktur des Triebstrangkoordinators TSKO als Sollgröße ein. Der Triebstrangkoordinator TSKO ermittelt daraus nun die jeweilige Stellgrößen Motormoment M_MT für den Motor MT, Radmoment M_RD für das Getriebe GT bzw. die Getriebesteuerung GTST und Bremsmoment M_BR für die Bremsanlage BR bzw. die Bremsensteuerung BRST.
2 zeigt den Regelkreis für den ACC-Betrieb eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung des erfindungsgemäßen adaptiven Fahrtregelungssystems in einer Abwandlung ohne radmomentenorientierte Schaltstrategie. Aus den Eingangsgrößen Sollabstand d_Soll zu einem vorausfahrenden Objekt, insbesondere einem Kraftfahrzeug, dem gemessenen tatsächlichen Abstand d_Ist, der vorzugsweise vom Fahrer gewählten Sollgeschwindigkeit v_Soll des Kraftfahrzeugs und der gemessenen tatsächlichen Geschwindigkeit v_Ist des Kraftfahrzeugs bestimmt der ACC-Regler ACCR eine Sollbeschleunigung a_Soll, die über einen CAN-Bus an die Beschleunigungsschnittstelle BSS übermittelt wird. Die Beschleunigungsschnittstelle BSS, die hier zur besseren Verdeutlichung separat von dem Triebstrangkoordinator TSKO dargestellt ist, berechnet unter Verwendung eines Modells der Fahrzeuglängsdynamik das für die angeforderte Beschleunigung notwendige Summenradmoment M_RD und übergibt dieses zur weiteren Berechnung an den Triebstrangkoordinator TSKO. Diese erzeugt die Stellgrößen Motormoment M_MT für dem Motor MT und Sollbremsdruck P_BR für die Bremsanlage BR. Ferner wird aus dem Motormoment M_MT unter Verwendung eines inversen Fahrkennfeldes KF_INV ein Wert PWG eines Pedalwertgebers ermittelt und an ein Schaltprogramm SP der Getriebesteuerung (nicht dargestellt) übermittelt, die die entsprechende Übersetzung wählt. Diese Übersetzung UEB wird an den Triebstrangkoordinator zurück übermittelt.
3 zeigt die ACC-Beschleunigungsschnittstelle BSS, die einen optionalen Längsbeschleunigungssensor LBS, einen Beschleunigungsregler BSR und einen Momentenkoordinator aufweist. Der Längsbeschleunigungssensor LBS ermittelt die Längsbeschleunigung a_Lg des Kraftfahrzeugs und stellt diese dem Beschleunigungsregler BSR zur Verfügung. Der Beschleunigungsregler BSR, bestehend aus einer Vorsteuerung und einem überlagertem PI-Regler, berechnet anhand eines Modells der Fahrzeuglängsdynamik des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung der Einflußgrößen Rollreibung, rotatorischen und translatorischen Massenträgheitsmomenten, Luftwiderstand, sowie einer Fahrbahnsteigungserkennung bei Vorhandensein des Längsbeschleunigungssensors LBS ein der angeforderten Sollbeschleunigung a_Soll entsprechendes Summenradmoment M_RD. Dieses Radmoment kann sowohl positive als auch negative Werte annehmen.
Dieses Radmoment M_RD wird dann an einen Momentenkoordinator MKO weitergeleitet, der die Umsetzung des Radmoments M_RD in ein Motorsollmoment M_MT bzw. bei negativem Radmoment M_RD in ein entsprechendes Radbremsmoment M_BR übernimmt. Ferner weist der Momentenkoordinator MKO eine Hysterese auf, die ein zu häufiges Umschalten zwischen Schubabschalten und Wiedereinsetzen im Schub/Zugbereich verhindert. Der Momentenkoordinator muß nicht Bestandteil der Beschleunigungsschnittstelle sein, sondern kann im Triebstrangkoordinator realisiert sein, wenn die ACC-Beschleunigungsschnittstelle und der Triebstrangkoordinator separat ausgeführt sind.
4 zeigt in schematischer Form den in 1 und 2 dargestellten ACC-Regler ACCR, der einen Geschwindigkeitsregler GR und einen Abstandsregler AR aufweist. Der Geschwindigkeitsregler GR berechnet aus den Eingangsgrößen Soll-Geschwindigkeit v_Soll, die vorzugsweise vom Fahrer vorbestimmt wird, der tatsächlichen Geschwindigkeit v_Ist, und einer Grenzgeschwindigkeit v_Gr eine geschwindigkeitsabhängige Sollbeschleunigung a_v. Der Abstandsregler AR berechnet aus den Eingangsgrößen tatsächlicher Geschwindigkeit v_Ist, Relativgeschwindigkeit v_Rel zwischen dem Kraftfahrzeug und einem vorausfahrenden Objekt, tatsächlicher Abstand d_Ist zwischen dem Kraftfahrzeug und dem vorausfahrenden Objekt und vorgegebener Sollabstand d_Soll zwischen dem Kraftfahrzeug und dem vorausfahrenden Objekt eine abstandsabhängige Sollbeschleunigung a_d. In einem Minimumbilder MIN wird die geringere der beiden Beschleunigungen bestimmt und nach einer Filterung sowie einer Begrenzung in einem Filter FT als Sollbeschleunigung ausgegeben. Die Bestimmung der Relativgeschwindigkeit v_Rel sowie des tatsächlichen Abstandes d_Ist kann über ein geeignetes Radar- oder Lidarsystem erfolgen.
Zur Erläuterung der 5 und 6 wird auf die Einleitung verwiesen.
BEZUGSZEICHENLISTE

ACCR

ACC-Regler (Abstandssensor/Beschleunigungsregler)

KF

Fahrverhaltenkennfeld

KF_INV

Inverses Fahrverhaltenkennfeld

PWG

Pedalwertgeber

N

Drehzahl

M_MT

Motormoment

M_RD

Radmoment

P_BR

Bremsdruck

M_BR

Bremsmoment

MT

Motor

GT

Getriebe

BR

Bremsanlage

MTST

Motorsteuerung

GTST

Getriebesteuerung

BRST

Bremsensteuerung

d_Soll

Soll-Abstand

d_Ist

tatsächlicher Abstand

v_Soll

Sollgeschwindigkeit

v_Ist

Tatsächliche Geschwindigkeit

v_Rel

Relativgeschwindigkeit

a_Soll

Sollbeschleunigung

a_Lg

Längsbeschleunigung

Kfz

Kraftfahrzeug

SP

Schaltprogramm

UEB

Triebstrangübersetzung

TSKO

Triebstrangkoordinator

SP

Schaltprogramm

BSS

Beschleunigungsschnittstelle

LBS

Längsbeschleunigungssensor

BSR

Beschleunigungsregler

MKO

Momentenkoordinator

GR

Geschwindigkeitsregler

AR

Abstandsregler

a_v

geschwindigkeitsabhängige Sollbeschleunigung

a_d

abstandsabhängige Sollbeschleunigung

MIN

Minimumbildner

FT

Filter mit Begrenzung

Claims

Adaptives Fahrtregelungssystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Triebstrangkoordinator (TSKO) zur Steuerung des Triebstranges eines Kraftfahrzeug bestehend aus den Elementen Antriebsmaschine (MT), Getriebe (GT) und Bremsanlage (BR), der für die Triebstrangelemente die entsprechenden Stellgrößen Motormoment (M_MT), Radmoment (M_RD) und Bremsmoment (M_BR) bzw. Bremsdruck (P_BR) bereitstellt, wobei der Triebstrangkoordinator (TSKO) eine Vorrichtung zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eines adaptiven Fahrtregelungssystems eines Kraftfahrzeugs aufweist, die aus einer Eingangsgröße Sollbeschleunigung des Kraftfahrzeugs die notwendigen Stellgrößen Motormoment (M_MT), Radmoment (M_RD) und Bremsmoment (M_BR) bzw. Bremsdruck (P_BR) für die Antriebsmaschine (MT), das Getriebe (GT) und die Bremsanlage (BR) des Kraftfahrzeugs ermittelt, wobei aus der Sollbeschleunigung unter Verwendung eines Modells der Fahrzeuglängsdynamik ein der Sollbeschleunigung entsprechendes Summenradmoment des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, und einem ACC-Regler (ACCR), der ein Geschwindigkeitsregelmodul (GR) und ein Abstandsregelmodul (AR) aufweist, und der aus den vorgegebenen Stellgrößen Sollgeschwindigkeit (v_Soll) und Sollabstand (d_Soll) des Kraftfahrzeugs und den gemessenen Eingangsgrößen tatsächliche Geschwindigkeit (v_Ist) und tatsächlicher Abstand (d_Ist) des Kraftfahrzeugs eine Ausgangsgröße Sollbeschleunigung (a_Soll) des Kraftfahrzeugs ermittelt und an den Triebstrangkoordinator (TSKO) übergibt, wobei das Geschwindigkeitsregelmodul (GR) eine geschwindigkeitsabhängige Sollbeschleunigung (a_v) und das Abstandsregelmodul (AR) eine abstandsabhängige Sollbeschleunigung (a_d) bilden, die beide einem Minimumbildner (MIN) zur Ermittlung der Sollbeschleunigung (a_Soll) zugeführt werden.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbeschleunigung (a_Soll) vom ACC-Regler (ACCR) an den Triebstrangkoordinator (TSKO) über einen CAN-Bus übertragen wird.
System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Minimumbildner (MIN) ermittelte Minimum aus geschwindigkeitsabhängiger Sollbeschleunigung (a_v) und abstandsabhängiger Sollbeschleunigung (a_d) einer Filterung und Begrenzung in einem Filter/Begrenzer (FT) unterzogen wird.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System weiterhin eine Getriebesteuerung (GTST) und eine Bremsensteuerung (BRST) aufweist.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebesteuerung (GTST) ein Schaltprogramm (SP) aufweist, das aus dem vom Triebstrangkoordinator (TSKO) bereitgestellten Sollradmoment (M_RD) unter Berücksichtigung der Motorkennlinie die Übersetzung auswählt.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltprogramm (SP) der Getriebesteuerung (GTST) die Übersetzung mittels eines Zugkraftdiagramms ermittelt.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Modell der Fahrzeuglängsdynamik die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs eingeht.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, das die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs mittels eines Längsbeschleunigungssensors (LBS) ermittelt wird.
System nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell der Fahrzeuglängsdynamik die Einflussgrößen Rollreibung, rotatorische und translatorische Massenträgheitsmomente, Luftwiderstand sowie Fahrbahnsteigung aufweist.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnsteigung aus der Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und der aus der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmten Beschleunigung ermittelt wird.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eine Vorsteuerung und einen überlagerten PI-Regler aufweist.
System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung ein Modul Momentenkoordinator (MKO) aufweist, der das Summenradmoment (M_RD), je nach positivem oder negativen Wert, in ein Motormoment (M_MT) oder ein Radbremsmoment (M_BR) umsetzt.