EP1351844A1 - Verfahren und vorrichtung zur fahrtrichtungserkennung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur fahrtrichtungserkennung

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EP1351844A1
EP1351844A1 EP02716654A EP02716654A EP1351844A1 EP 1351844 A1 EP1351844 A1 EP 1351844A1 EP 02716654 A EP02716654 A EP 02716654A EP 02716654 A EP02716654 A EP 02716654A EP 1351844 A1 EP1351844 A1 EP 1351844A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
strategy
travel
speed
gear
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02716654A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Borneis
Ulrich Baiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuehrer Jochen
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Fuehrer Jochen
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuehrer Jochen, Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Fuehrer Jochen
Publication of EP1351844A1 publication Critical patent/EP1351844A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/122—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger for locking of reverse movement
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
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    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0043—Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
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    • B60W2710/182—Brake pressure, e.g. of fluid or between pad and disc
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/36—Inputs being a function of speed
    • F16H59/44—Inputs being a function of speed dependent on machine speed of the machine, e.g. the vehicle
    • F16H2059/443—Detecting travel direction, e.g. the forward or reverse movement of the vehicle

Definitions

  • HDC Hill Descent Control
  • the engine operating conditions change, among other things, in such a way that the engine changes from idling behavior (unloaded run) to normal operation (loaded run) by the engine driving the vehicle, so that the engine output power is largely and particularly defined to drive the Vehicle is used.
  • the speed depends on the position of the accelerator pedal, the gear engaged, the engine drag torque and the gradient (slope of the road).
  • the engine drag torque is often not sufficient to allow a controlled descent.
  • Such vehicles are usually equipped with an anti-lock braking system (ABS) and a traction control system (ASR).
  • ABS anti-lock braking system
  • ASR traction control system
  • the already existing assemblies such as electronics, wheel speed sensors, Longitudinal acceleration sensors, solenoid control valves, motor-pump units etc. are also used to carry out the above-mentioned speed control.
  • the known assemblies relieve the driver on downhill gradients of having to constantly press the brake pedal. A constant speed is maintained even with different road inclinations.
  • Knowing the direction of travel is particularly important for control systems such as the HDC in off-road use.
  • the target speed can be specified depending on the direction of travel (slower backwards) or the ABS function can be designed depending on the direction (select low). It is particularly important to receive valid direction information as soon as possible after starting the vehicle. Early directional information is required, especially when rolling with high acceleration (rolling back on a steep slope), since braking intervention by the HDC must take place very soon (at 2-3km / h) if you want to avoid overshooting the speed. On the other hand, it is a rather smooth start (flat slope) not critical if the
  • Direction information is available late or shows the wrong direction for a limited time.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a device of the type mentioned at the outset by means of which a direction of travel detection, in particular on a mountain, can be detected in all driving situations.
  • the detection of the direction of travel is determined as a function of internal and / or external vehicle variables, such as the engine speed, the engine torque, the accelerator pedal position, the gear engaged, the clutch state, the turning behavior of the wheels, the longitudinal acceleration, the road inclination, by correlating at least two vehicle variables , the selection of the variables to be correlated taking place in accordance with a status determination of the vehicle sizes and / or if the vehicle sizes meet certain conditions with regard to their time profiles.
  • vehicle variables such as the engine speed, the engine torque, the accelerator pedal position, the gear engaged, the clutch state, the turning behavior of the wheels, the longitudinal acceleration, the road inclination
  • the status determination of the vehicle sizes aims at speed-determined conditions of the vehicle, such as vehicle standing, vehicle is driven, vehicle is in a load-free run (free rolling) or in one Uphill-braking operation (HDC mode of operation) and / or on the continuation of these conditions for a certain period of time, such as a short standstill of the vehicle, a long standstill of the vehicle.
  • speed-determined conditions of the vehicle such as vehicle standing, vehicle is driven, vehicle is in a load-free run (free rolling) or in one Uphill-braking operation (HDC mode of operation) and / or on the continuation of these conditions for a certain period of time, such as a short standstill of the vehicle, a long standstill of the vehicle.
  • a further increase in the reliability of the determination of the direction of travel can be achieved by selecting a strategy for recognizing the direction of travel of the vehicle from at least two different strategies depending on the status of the vehicle sizes, which represents the priority of the direction of travel detection determined from the correlated conditions.
  • the status can be an identification of the respective strategy, a defined sequence of the strategy to be carried out or a prioritization of the respective strategy that is dependent on variable criteria, preferably on the length of time and / or the vehicle state variables.
  • Gear is engaged, determined. If these conditions are met, there is a forward drive when a forward gear (VGang) is engaged and a reverse drive when a reverse gear (RGang) is engaged.
  • VGang forward gear
  • RGang reverse gear
  • the gear engaged is determined via a switch which is actuated when the gear is engaged.
  • the clutch can also be closed via a Switch signal sensed or model-based, via the
  • the driving resistance can simply include the downhill drive or additionally a speed-dependent one
  • Driving resistance vehicle mass *
  • Driving resistance vehicle mass * ⁇ a ⁇ + resistance depending on
  • the direction of travel detection is carried out according to a second or further strategy if at least one of the
  • the second strategy it is determined as an input condition whether the vehicle stands for a certain minimum time (for example 500 ms).
  • the standstill is recognized by carrying out a first comparison of a quantity describing the speed of the vehicle (VFzg) and a characteristic threshold value (FzgS) for the quantity describing the speed of the vehicle.
  • a second comparison is carried out, a difference, which is formed from a filtered aFilt and an unfiltered longitudinal acceleration signal ( ⁇ ), being compared with a characteristic threshold value aSl for a longitudinal acceleration signal.
  • ⁇ unfiltered longitudinal acceleration signal
  • the second comparison it is determined whether the longitudinal acceleration signal lies in a defined band, ie is essentially stationary, that is, low-pass filtered and unfiltered signals differ from one another by no more than a threshold value (eg 0.015 g) for a certain time (eg 500 ms). Based on these two comparisons, preferably if the condition VFzg ⁇ VFzgS is fulfilled and the condition ⁇ a S was previously fulfilled over a predefined time, the vehicle is started up or rolled on using a third comparison.
  • a threshold value eg 0.015 g
  • the wheels turn also indicate that the vehicle is starting or coasting, by exceeding a speed threshold VFzgS of the vehicle speed VFzgS, the start detection is confirmed, otherwise the vehicle will move forward when the vehicle is in forward gear Forward driving direction) and with reverse gear engaged (reverse gear) on reverse driving (reverse driving direction), since there is no better knowledge.
  • the vehicle speed is from the Derived rotational behavior of the wheels.
  • the direction of travel detection of the vehicle is carried out according to a third strategy.
  • the direction of travel is determined depending on the last lane gradient saved before standstill (condition VFgz ⁇ VFgzS not yet fulfilled). This road gradient is calculated before standstill based on the following direction-dependent relationship:
  • a vehicle acceleration becomes from a quantity describing the wheel speeds
  • This vehicle acceleration is characterized by a characteristic threshold value a (wheel) S for the
  • Wheel speeds of the vehicle determined vehicle acceleration compared in terms of amount and determined the direction of travel from an unfiltered longitudinal acceleration signal a according to the comparison.
  • Influencing the service brake is kept constant or limited (HDC operation) and the model-based brake pressure is> a corresponding threshold value, it is recognized when driving backwards if there is a positive longitudinal acceleration signal for a predetermined minimum time, and when driving for a predetermined minimum time when forward driving is detected negative longitudinal acceleration signal is present.
  • a generic device for detecting the direction of travel of a vehicle is designed in such a way that the device recognizes means for detecting the direction of travel as a function of internal and / or external vehicle variables, such as the accelerator pedal position, the engine speed, the engine torque, the gear engaged, the clutch state, and the rotational behavior of the vehicle Wheels, the longitudinal acceleration, the road inclination, and also evaluation means for correlating at least two variables and for selecting the variables to be correlated according to a status determination of the vehicle sizes and / or if the vehicle sizes meet certain conditions with regard to their time profiles.
  • vehicle variables such as the accelerator pedal position, the engine speed, the engine torque, the gear engaged, the clutch state, and the rotational behavior of the vehicle Wheels, the longitudinal acceleration, the road inclination, and also evaluation means for correlating at least two variables and for selecting the variables to be correlated according to a status determination of the vehicle sizes and / or if the vehicle sizes meet certain conditions with regard to their time profiles.
  • Fig. 1 schematically shows a vehicle in plan view
  • Fig. 2 shows a diagram of the detection of the direction of travel
  • Fig. 3 shows a flow diagram of the first strategy for
  • Fig. 4 shows a flow chart of the second strategy for
  • Fig. 5 shows a flow chart of the third strategy for
  • Fig. 6 is a flowchart of the fourth strategy
  • Fig. 7 shows a flow chart of the state transitions between the
  • Fig. 1 shows schematically a vehicle in plan view in which the invention can be applied.
  • 101 to 104 are the wheels of the vehicle (front left, front right, rear right and rear left), 105, 106 the axles of the vehicle, 111 to 114 each assigned wheel sensors, 121 to 124 each wheel brakes, purple to 114a are signal lines that enter the signals of the wheel sensors 111 to 114 of a controller 130 in the broadest sense.
  • the controller 130 receives input signals from a longitudinal acceleration sensor 115, a clutch switch 116, a gear switch 117 and from the engine control unit 110 and from an accelerator pedal sensor, not shown, if this signal is not generated in the engine control unit based on a model. It generates output signals 131 with which the brakes 121 to 124 can be addressed, for example.
  • the drive torque can also be adjustable by influencing the motor.
  • the direction of travel detection 130 according to FIG. 1 uses the input signals, which are usually in an ABS (Anti-lock braking system) / 4BTCS (4-wheel brake intervention drive slip control system) / HDC vehicle are available:
  • a cruise control function (automatic speed setting) is implemented using the determined direction of travel.
  • the determined direction of travel can, however, also be used for other purposes.
  • the direction of travel is permanently recorded and saved depending on the situation.
  • five procedures are provided for the selection of the five direction of travel detection strategies that are used, which determine the direction of travel of the vehicle in a model as a function of internal and / or external vehicle sizes.
  • FIG. 3 schematically shows the first strategy, which, with a corresponding status determination 710 (FIG. 7), provides for determining the direction of travel via the gear stage.
  • the vehicle travels in the direction corresponding to gear level 310 or 320. If the V gear is determined via the gear switch information, the forward drive 315 or the reverse gear 325 is determined.
  • a waiting time expires in block 430.
  • the vehicle speed VFzg is then compared with a corresponding threshold value VFzgS. If VFzg> VFzgS, the determined direction of travel is confirmed. If the VFgz is below the threshold VFzgS, the direction of travel is determined and confirmed using an auxiliary variable.
  • 450 and 460 it is queried whether the forward gear V gear or reverse gear R gear is engaged. If the V-gear is engaged, the forward drive is confirmed, if the R-gear is engaged, the reverse drive is confirmed.
  • FIG. 5 schematically shows the third strategy, which, with a corresponding status determination 730 (FIG. 7), provides direction of travel detection, which is based on the permanent determination of the road gradient while the vehicle is traveling.
  • Block 510 determines whether or not there is a reverse drive.
  • the road gradient is calculated and saved outside the first or second strategy (i.e. while driving) according to the following relationship:
  • a query is made in block 540 as to whether there is a stored positive slope signal. This is because if reverse travel is determined (block 550), if there is no positive incline signal, the stored negative incline signal is queried in block 560 and, if present, forward travel (block 570) is determined.
  • Longitudinal acceleration signal 630, 635 is detected on forward travel.
  • the case that the motor works against the brake, and thus e.g. in a vehicle with an automatic transmission, the target speed drops below idle speed, can be excluded by minimum thresholds with longitudinal acceleration and / or model brake pressure.
  • a fifth strategy is provided, according to which the direction of travel is maintained, which was determined according to one of the previous strategies in the last cycle, if none of the strategies for direction detection in the current cycle.
  • Figure 7 shows schematically the priorities for status transitions.
  • One of the strategies for detecting the direction of travel of the vehicle is determined depending on the status of the vehicle sizes, which represents the priority of the direction of travel detection determined from the correlated conditions.
  • the status is determined cyclically (loop-by-loop), with one status change per loop.
  • the state transitions are described below: The state transition from the third or the second strategy follows the first strategy if the conditions (according to block 731 or 721)
  • the state transition from the third or second strategy to the fifth strategy takes place if at least one of the conditions for the transition to the first strategy is not met and a comparison result (according to block 732 or 722) from a quantity describing the speed of the vehicle (VFzg) and a characteristic threshold value (VFzgS) for the quantity describing the speed of the vehicle represents a vehicle speed lying above or above the value of the threshold value.
  • the state transition from the third strategy to the second strategy takes place if at least one of the conditions for the transition to the first strategy and the condition for the transition into the fifth strategy is not fulfilled and a comparison result (according to block 733 or 723) from a comparison carried out as a function of a filtered (aFilt) and an unfiltered longitudinal acceleration signal ( ⁇ ) shows a longitudinal acceleration signal lying in a defined band for a certain time.
  • a comparison result (according to block 733 or 723) from a comparison carried out as a function of a filtered (aFilt) and an unfiltered longitudinal acceleration signal ( ⁇ ) shows a longitudinal acceleration signal lying in a defined band for a certain time.
  • Longitudinal acceleration signal (a) is formed and the amount is compared with a characteristic threshold value (aS ⁇ ). The comparison determines whether the conditions
  • Accelerator pedal (FPed) ⁇ threshold value (FPedS) engine torque (MMotor) ⁇ threshold value (MMotorS) clutch open is fulfilled.
  • the state transition from the fourth strategy to the third strategy takes place when the vehicle is not in a downhill driving state in which the vehicle speed is kept constant or limited by influencing the service brake (HDC operation) or a comparison result of a model-based brake pressure with a corresponding threshold value represents a brake pressure below the threshold value (according to block 741) and a comparison result (according to block 742) of a quantity describing the speed of the vehicle (VFzg) and a characteristic threshold value (VFzgS) for the Describing the speed of the vehicle represents a vehicle speed below the threshold.
  • HDC operation service brake
  • VFzg a quantity describing the speed of the vehicle
  • VFzgS characteristic threshold value
  • the state transition from the fourth strategy to the first strategy takes place when the vehicle is not in a downhill driving state in which the vehicle speed is kept constant or limited by influencing the service brake (HDC operation) or a comparison result of a model-based brake pressure with a corresponding brake value represents a brake pressure below the threshold value and a comparison result (according to block 742) of a quantity describing the speed of the vehicle (VFzg) and a characteristic threshold value (VFzgS) of the quantity describing the speed of the vehicle a vehicle speed lying on or above the threshold value and the conditions (according to block 743)
  • the transition from the fifth strategy to the fourth strategy takes place if at least one of the conditions for the transition to the first strategy is not met and if there are the vehicle is in a downhill driving state in which the vehicle speed is kept constant or limited by influencing the service brake (HDC operation) and a comparison result of a model-based brake pressure with a corresponding threshold value represents a brake pressure above the threshold value (block 752).
  • HDC operation service brake
  • the state transition from the fifth strategy to the third strategy takes place if at least one of the conditions for the transition to the first and fourth strategies is not met and a comparison result from a quantity describing the speed of the vehicle (VFzg) and a characteristic threshold value (VFzgS) for the quantity describing the speed of the vehicle represents a vehicle speed below the threshold value (block 753).
  • VFzg quantity describing the speed of the vehicle
  • VFzgS characteristic threshold value
  • FIG. 2 schematically shows an inventive device for recognizing the direction of travel according to the five strategies 1 to 5.
  • 200 is a priority circuit for prioritizing one of the strategies for detecting the direction of travel of the vehicle
  • 240 to 244 are an evaluation means for correlating the input signals.
  • 210-217 are input lines for receiving input signals from the sensors 115-117 and the control device 110. 200 receives the information via 210 that the clutch is closed, via 211 the engine speed Nmotor, via 212 the signals from a timer, via 213 the engine torque MMotor, over 214 the gear information, over 215 the wheel speeds, over 216 the accelerator pedal position and over 217 that
  • Evaluation means 240 receives the gear information over 250, evaluation means 241 over 251 the longitudinal acceleration signal and over 252 the wheel speeds, evaluation means 242 over 254 the wheel speeds and over 253 the Longitudinal acceleration signal, evaluation means 243 over 255 the wheel speeds and over 256 the longitudinal acceleration signal.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrtrichtungserkennung eines Fahrzeugs, während des Anfahrens bzw. Anrollens und/oder Fahrens eines Fahrzeugs bergabwärts, insbesondere bei einer HDC-Regelung(HDC = Hill Descent Control), die die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Bergfahrt durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant hält oder begrenzt. Gemäss der Erfindung wird die Erkennung der Fahrtrichtung in Abhängigkeit von internen und/oder externen Fahrzeuggrössen, wie der Motordrehzahl, dem Motormoment, der Fahrpedalstellung, dem eingelegten Gang, dem Kupplungszustand, dem Drehverhalten der Räder, der Längsbeschleunigung, der Fahrbahnneigung, durch Korrelation mindestens zweier Grössen ermittelt. Die Auswahl der zu korrelierenden Grössen erfolgt nach Massgabe einer Statusbestimmung der Fahrzeuggrössen und/oder wenn die Fahrzeuggrössen hinsichtlich ihrer Zeitverläufe bestimmten Bedingungen genügen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Fahrtrichtungser ennung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrtrichtungserkennung eines Fahrzeugs, insbesondere bei der Verwendung in einer HDC-Regelung (HDC= Hill Descent Control), die die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Bergfahrt durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant hält oder begrenzt.
Beim Anfahren eines Fahrzeugs am Berg ändern sich die Motorbetriebsbedingungen unter anderem dahingehend, dass der Motor übergeht vom Leerlaufverhalten (unbelasteter Lauf) hin zum Normalbetrieb (belasteter Lauf) , indem der Motor das Fahrzeug antreibt, so dass die Motorausgangsleistung größtenteils und insbesondere definiert zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird. Wenn das Fahrzeug bergabwärts fährt, ist die Geschwindigkeit von der Stellung des Gaspedals, dem eingelegten Gang, dem Motorschleppmoment und dem Gefälle (Fahrbahnneigung) abhängig. Bei steilen Gefällestrecken ist das Motorschleppmoment oftmals nicht ausreichend, um eine kontrollierte Abfahrt zu gestatten. Es sind daher bereits Einrichtungen bekannt, durch welche das Fahrzeug auf einer Gefällestrecke durch ein automatisches Betätigen der Bremsen auf einer konstanten, vom Fahrer gewünschten Geschwindigkeit gehalten werden können. Derartige Fahrzeuge sind in der Regel mit einem Antiblockiersystem (ABS) sowie mit einer Antriebsschlupfregelung (ASR) ausgerüstet. Die dadurch bereits vorhandenen Baugruppen wie Elektronik, Raddrehzahlsensoren, Längsbeschleunigungssensoren, Magnetregelventile, Motor-Pumpen- Aggregate usw. werden mitbenutzt, um die o.g. Geschwindigkeitsregelung durchzuführen. Durch die bekannten Baugruppen wird der Fahrer auf Gefällestrecken davon entlastet, ständig das Bremspedal betätigen zu müssen. Dabei wird auch bei unterschiedlichen Fahrbahnneigungen eine gleichmäßige Geschwindigkeit eingehalten.
Aus der WO 96/11826 AI ist es bekannt, ein Fahrzeug mit einer sogenannten Berg-Abfahrts-Regelung auszustatten (auch bezeichnet als HDC = Hill Descent Control) . Diese Regelungsart kann vom Fahrer durch einen Schalter eingeschaltet werden. Die o.g. Regelung ist in der Lage, durch eine aktive, fahrerunabhängig geregelte Bremsung das Fahrzeug auf einer steilen Gefällestrecke auf einer konstanten, niedrigen Geschwindigkeit zu halten, ohne dass der Fahrer die Bremsen zu betätigen braucht. Dieses System ist besonders für Geländefahrzeuge vorgesehen, die auf einem Gefälle fahren, bei dem das Motorschleppmoment auch im niedrigsten Gang nicht mehr ausreicht um das Fahrzeug zu verzögern.
Insbesondere im Geländeeinsatz ist für Regelsysteme wie den HDC die Kenntnis der Fahrtrichtung von großer Bedeutung. Beispielsweise kann die Sollgeschwindigkeit fahrtrichtungsabhängig vorgegeben werden (rückwärts langsamer) oder auch die ABS Funktion richtungsabhängig gestaltet werden (select low) . Besonders wichtig ist es dabei, möglichst bald nach dem Anfahren des Fahrzeugs eine gültige Richtungsinformation zu erhalten. Insbesondere beim Anrollen mit hoher Beschleunigung (zurückrollen an einem steilen Hang) ist eine frühzeitige Richtungsinformation erforderlich, da dann sehr bald (bei 2-3km/h) ein Bremseneingriff durch den HDC erfolgen muss, will man ein Überschwingen der Geschwindigkeit vermeiden. Hingegen ist es bei eher sanften Anfahrvorgängen (flaches Gefälle) unkritisch, wenn die
Fahrtrichtungsinformation erst verspätet verfügbar ist oder für eine begrenzte Zeit die falsche Richtung anzeigt.
Bislang wurde zur Ermittlung der Fahrtrichtung allein der über einen Schalter erkannte Gang verwendet. Diese Methode ist aber in einigen Fahrsituationen (unbeabsichtigtes zurückrollen am Hang, absichtliches rückwärtsrollen mit getretener Kupplung) nicht ausreichend und führt zu falschen Ergebnissen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mittels denen eine Fahrrichtungserkennung insbesondere an einem Berg in allen Fahsituationen erkannt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Erfindungsgemäss wird die Erkennung der Fahrtrichtung in Abhängigkeit von internen und/oder externen Fahrzeuggrößen, wie der Motordrehzahl, dem Motormoment, der Fahrpedalstellung, dem eingelegten Gang, dem Kupplungszustand, dem Drehverhalten der Räder, der Längsbeschleunigung, der Fahrbahnneigung, durch Korrelation mindestens zweier Fahrzeuggrößen ermittelt, wobei die Auswahl der zu korrelierenden Größen nach Massgabe einer Statusbestimmung der Fahrzeuggrössen und/oder wenn die Fahrzeuggrössen hinsichtlich ihrer Zeitverläufe bestimmten Bedingungen genügen, erfolgt.
Die Statusbestimmung der Fahrzeuggrössen zielt dabei auf geschwindigkeitsbestimmte Bedingungen des Fahrzeugs, wie Fahrzeug steht, Fahrzeug wird angetrieben, Fahrzeug befindet sich in einem lastfreien Lauf (frei rollenden) oder in einem Bergfahrt-Brems-Betrieb(HDC-Betriebsweise) und/oder vom Andauern dieser Bedingungen während einer bestimmten Zeitspanne, wie kurzer Stillstand des Fahrzeugs, langer Stillstand des Fahrzeugs, ab.
Eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit der Bestimmung der Fahrtrichtung lässt sich dadurch erzielen, dass in Abhängigkeit von dem Status der Fahrzeuggrössen, der die Priorität der aus den korrelierten Bedingungen ermittelten Fahrtrichtungserkennung wiedergibt, eine Strategie zur Fahrtrichtungserkennung des Fahrzeugs aus wenigstens zwei unterschiedlichen Strategien ausgewählt wird.
Der Status kann dabei eine Kennzeichnung der jeweiligen Strategie, eine festgelegte Reihenfolge der durchzuführenden Strategie oder eine von variablen Kriterien, vorzugsweise von der Zeitdauer und/oder den Fahrzeugzustandsgrössen, abhängige Priorisierung der jeweiligen Strategie sein.
Erfindungsgemäss sind fünf unterschiedliche Vorgehensweisen bei den zum Einsatz kommenden Fahrtrichtungserkennungs Strategien vorgesehen.
Bei einer ersten Strategie wird die Erkennung der Fahrtrichtung durch die Erfüllung der Bedingungen:
Fahrpedalstellung (FPed) > Schwellwert (FPedS) ■
Motordrehmoment (MMotor) > Schwellwert (MMotorS)
Kupplung geschlossen
Gang ist eingelegt, bestimmt. Sind diese Bedingungen erfüllt, liegt eine Vorwärtsfahrt vor, wenn ein Vorwärtsgang (VGang) eingelegt ist und eine Rückwärtsfahrt, wenn ein Rückwärtsgang (RGang) eingelegt ist. Bekanntermassen wird der eingelegte Gang über einen Schalter ermittelt, der betätigt wird , wenn der Gang eingelegt wird. Das Schliessen der Kupplung kann ebenfalls über ein Schaltersignal sensorisch erfasst oder modellbasiert, über das
Verhältnis der Motordrehzahl zum Drehverhalten der Räder (der
Radgeschwindigkeit) , welches im Hinblick auf den eingelegten
Gang bewertet wird, ermittelt werden. Als vorteilhafte
Erweiterung ist es möglich, eine Plausibilisierung des eingekuppelten Zustands über einen Vergleich von
Motordrehmoment, Längsbeschleunigungssignal ( a ) und
Radgeschwindigkeiten bzw. -beschleunigungen durchzuführen.
Passt der Fahrwiderstand nicht zum Motormoment, so liegt ausgekuppelter Zustand vor.
Der Fahrwiderstand kann vereinfacht nur den Hangabtrieb enthalten oder zusätzlich noch einen geschwindigkeitsabhängigen
Anteil (z.B. in Versuchen ermittelt) :
Fahrwiderstand = Fzg-Masse * | a | oder
Fahrwiderstand = Fzg-Masse * \ a \ + Widerstand abhängig von
Radgeschwindigkeiten
Die Fahrtrichtungserkennung wird nach einer zweiten oder weiteren Strategie durchgeführt, wenn mindestens eine der
Bedingungen
FPed > FPedS, MMotor > MMotorS, Kupplung geschlossen, Gang ist eingelegt der ersten Strategie nicht erfüllt ist.
Bei der zweiten Strategie wird als Eingangsbedingung ermittelt, ob das Fahrzeug für eine bestimmte Mindestzeit (z.B. 500ms) steht. Der Stillstand wird dadurch erkannt, dass ein erster Vergleich aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse (VFzg)und einem charakteristischen Schwellwert (FzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse durchgeführt wird. Ein zweiter Vergleich wird durchgeführt, wobei eine Differenz, die aus einem gefilterten aFilt und einem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal (α) gebildet wird, mit einem charakteristischen Schwellwert aSl für ein Längsbeschleunigungssignal verglichen wird. Beim ersten Vergleich wird ermittelt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem Minimalwert liegt. Beim zweiten Vergleich wird ermittelt, ob das Längsbeschleunigungssignal in einem definierten Band liegt, d.h. im wesentlichen stationär ist, d.h. tiefpassgefiltertes und ungefiltertes Signal unterscheiden sich für eine bestimmte Zeit (z.B. 500ms) um nicht mehr als einen Schwellwert (z.B. 0,015g) voneinander. Nach Massgabe dieser beiden Vergleiche, vorzugsweise wenn die Bedingung VFzg≤ VFzgS erfüllt ist und die Bedingung ≤ a S zuvor über eine vorgegebene Zeit erfüllt war, wird ein Anfahren bzw. Anrollen des Fahrzeugs über einen dritten Vergleich durchgeführt. Dabei wird in Abhängigkeit des (tiefpass) gefilterten Längsbeschleunigungssignals ( aFilt ) und der Differenz aus dem (tiefpass) gefilterten Längsbeschleunigungssignal { aFilt ) und dem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal ( a ) und dem Vergleich dieser Differenz der Längsbeschleunigungssignale [ aFilt , a ) mit einem charakteristischen Schwellwert { aS 2 ) durchgeführt. Auf Vorwärtsfahrt (Vorwärtsfahrrichtung) wird erkannt, wenn das gefilterte Längsbeschleunigungssignals negativ und um mindestens aS2 kleiner als das ungefilterte Längsbeschleunigungssignal ist, und auf Rückwärtsfahrt (Rückwärtsfahrrichtung) , wenn das gefilterte Längsbeschleunigungssignals positiv und um mindestens aS2 grösser als das ungefilterte Längsbeschleunigungssignal ist.
Erfolgt dann innerhalb einer festgelegten Zeit über das Drehverhalten der Räder (die Radsignale) auch eine Anfahr- oder Anrollerkennung, indem von der Fahrzeuggeschwindigkeit VFzg eine Geschwindigkeitsschwelle VFzgS überschritten wird, so wird die Anfahrerkennung bestätigt, ansonsten wird bei eingelegtem Vorwärtsgang (VGang) auf Vorwärtsfahrt (Vorwärtsfahrrichtung) und bei eingelegtem Rückwärtsgang (RGang) auf Rückwärtsfahrt (Rückwärtsfahrrichtung) erkannt, da keine bessere Erkenntnis vorliegt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird dabei aus dem Drehverhalten der Räder abgeleitet.
Ist die Bedingung VFgz< VFgzS erfüllt, jedoch die
Bedingung |αE/7t -α| < öSl nicht über eine vorgegebene Mindestzeit erfüllt, wird die Fahrtrichtungserkennung des Fahrzeugs nach einer dritten Strategie durchgeführt. Dabei wird in Abhängigkeit von der letzten vor Stillstand (Bedingung VFgz < VFgzS noch nicht erfüllt) gespeicherten Fahrbahnsteigung die Fahrtrichtung ermittelt. Diese Fahrbahnsteigung wird vor dem Stillstand modellbasiert nach der folgenden fahrtrichtungsabhängigen Beziehung berechnet:
bei Rückwärtsfahrt sin = **""" + θRad g
sonst sm a = asensor ~aRad ermittelt . g
In der dritten Strategie wird auf Vorwärtsfahrt erkannt, wenn der Wert der Beziehung negativ und auf Rückwärtsfahrt, wenn der
Wert der Beziehung positiv ist.
Nach einer vierten Strategie zur Fahrtrichtungserkennung, wird aus einer die Radgeschwindigkeiten beschreibenden Grosse eine Fahrzeugbeschleunigung nach
mit v = Raddrehzahl, ω = Winkelgeschwindigkeit, r = Radradius, ermittelt. Diese Fahrzeugbeschleunigung wird mit einem charakteristischen Schwellwert a(Rad)S für die aus
Radgeschwindigkeiten des Fahrzeugs ermittelte Fahrzeugbeschleunigung betragmässig verglichen und nach Massgabe des Vergleichs aus einem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal a die Fahrtrichtung ermittelt. Wenn sich das Fahrzeug in einem Fahrzustand einer Bergabfahrt befindet, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant gehalten oder begrenzt wird (HDC-Betrieb) und der modellbasierte Bremsdruck > einem entsprechenden Schwellwert ist, so wird auf Rückwärtsfahrt erkannt, wenn für eine vorgegebene Mindestzeit ein positives Längsbeschleunigungssignal vorliegt, und auf Vorwärtsfahrt erkannt, wenn für eine vorgegebene Mindestzeit ein negatives Längsbeschleunigungssignal vorliegt.
Vorteilhaft ist, dass nach einer fünften Strategie die Fahrtrichtung beibehalten wird, die nach einer der vorhergehenden Strategien im letzten Zyklus ermittelt wurde, wenn keine der vorhergehenden Strategien zur Fahrtrichtungserkennung im aktuellen Zyklus durchgeführt wird.
Erfindungsgemäss ist eine gattungsgemässe Vorrichtung zur Fahrtrichtungserkennung eines Fahrzeugs so ausgestaltet, dass die Vorrichtung Erkennungsmittel zur Erkennung der Fahrtrichtung in Abhängigkeit von internen und/oder externen Fahrzeuggrößen, wie der Fahrpedalstellung, der Motordrehzahl, dem Motormoment, dem eingelegten Gang, dem Kupplungszustand, dem Drehverhalten der Räder, der Längsbeschleunigung, der Fahrbahnneigung, aufweist, und ferner Auswertemittel zur Korrelation mindestens zweier Größen und zur Auswahl der zu korrelierenden Größen nach Massgabe von einer Statusbestimmung der Fahrzeuggrössen und/oder wenn die Fahrzeuggrössen hinsichtlich ihrer Zeitverläufe bestimmten Bedingungen genügen, aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. s zeigen
Fig . 1 schematisch ein Fahrzeug in Draufsicht
Fig . 2 ein Schema der Fahrtrichtungserkennung
Fig . 3 ein Ablaufschema der ersten Strategie zur
Fahrtrichtungserkennung
Fig . 4 ein Ablaufschema der zweiten Strategie zur
Fahrtrichtungserkennung
Fig . 5 ein Ablaufschema der dritten Strategie zur
Fahrtrichtungserkennung
Fig . 6 ein Ablaufschema der vierten Strategie
Fig . 7 ein Ablaufschema der Zustandsübergänge zwischen den
Strategien (Statusbestimmung)
Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug in Draufsicht, in dem die Erfindung angewendet werden kann. 101 bis 104 sind die Räder des Fahrzeugs (vorne links, vorne rechts, hinten rechts und hinten links) , 105, 106 die Achsen des Fahrzeugs, 111 bis 114 jeweils zugeordnet Radsensoren, 121 bis 124 jeweils Radbremsen, lila bis 114a sind Signalleitungen, die die Signale der Radsensoren 111 bis 114 einer Steuerung bzw. Regelung 130 im weitesten Sinne eingeben. Die Steuerung bzw. Regelung 130 empfängt Eingangssignale von einem Längsbeschleunigungssensor 115, einem Kupplungschalter 116, einem Gangschalter 117 und vom Motorsteuergerät 110 und von einem nicht näher dargestellten Fahrpedalsensor, wenn dieses Signal nicht modellbasiert im Motorsteuergerät generiert wird. Sie erzeugt Ausgangssignale 131, mit denen beispielsweise die Bremsen 121 bis 124 angesprochen werden können. Daneben kann auch das Antriebsmoment durch Beeinflussung des Motors einstellbar sein.
Die Fahrtrichtungserkennung 130 gemäss der Figur 1 verwendet die Eingangssignale, die üblicherweise in einem ABS (Antiblockiersystem) /4BTCS (4-Rad-Bremseneingriffs-Antriebs- Schlupf-Regelsystem) /HDC Fahrzeug vorhanden sind:
• Radgeschwindigkeiten
• Längsbeschleunigungssignale
• Motorinformationen (Drehzahl, Drehmoment, Fahrpedalstellung)
• Gangschalterinformation
• Kupplungsschalterinformationen
Diese werden situationsabhängig nach bestimmten Regeln so ausgewertet, dass mit möglichst hoher Wahrscheinlichkeit permanent die richtige Fahrtrichtung ermittelt wird. Durch eine HDC-Regelung wird quasi eine Tempomatfunktion (automatische Geschwindigkeitseinstellung) unter Verwendung der ermittelten Fahrtrichtung realisiert. Die ermittelte Fahrtrichtung ist jedoch auch für andere Zwecke verwendbar.
Es ist vorgesehen, dass permanent die Fahrtrichtung erfasst und situationsabhängig gespeichert wird. Hierzu sind fünf Vorgehensweisen bei der Auswahl der zum Einsatz kommenden fünf Fahrtrichtungserkennungs-Strategien vorgesehen, die in Abhängigkeit von internen und /oder externen Fahrzeuggrössen die Fahrtrichtung des Fahrzeugs in einem Modell ermitteln.
Figur 3 zeigt schematisch die erste Strategie, die bei entsprechender Statusbestimmung 710 (Fig. 7) vorsieht, die Fahrtrichtung über die Gangstufe zu bestimmen. Dabei fährt das Fahrzeug in der der Gangstufe 310 oder 320 entsprechenden Richtung. Ist über die Gangschalterinformation der VGang ermittelt, wird Vowärtsfahrt 315 bzw. bei dem RGang Rückwärtsfahrt 325 festgestellt.
Figur 4 zeigt schematisch die zweite Strategie, die bei entsprechender Statusbestimmung 720 (Fig.7) vorsieht, auf Vorwärtsfahrt 415 zu entscheiden, wenn die Beziehung a-aS2 > aFilt und 0 > aFilt (Block 410) und auf Rückwärtsfahrt wenn die Beziehung a+aS2< aFilt und 0 < aFilt (Block 420) ist, mit a = Längsbeschleunigungssignal des Längsbeschleunigungssensors 115, aFilt = (tiefpass) gefiltertes Längsbeschleunigungssignal. In Block 440 wird ermittelt, ob die nach Strategie zwei über die Bewertung der Längsbeschleunigungssignale a, aFilt des Fahrzeugs ermittelte Anfahrerkennung über die aus den Radsignalen 111-114 gewonnene Fahrzeuggeschwindigkeit bestätigt wird. Hierzu läuft im Block 430 eine Wartezeit ab. Im Block 440 wird danach die Fahrzeuggeschwindigkeit VFzg mit einem entsprechenden Schwellwert VFzgS verglichen. Ist VFzg > VFzgS dann wird die ermittelte Fahrtrichtung bestätigt. Liegt die VFgz unter dem Schwellwert VFzgS wird die Fahrtrichtung über eine Hilfgrösse bestimmt und bestätigt. In 450 und 460 wird abgefragt, ob der Vorwärtsgang VGang oder Rückwärtsgang RGang eingelegt ist. Bei eingelegtem VGang wird die Vorwärtsfahrt, bei eingelegtem RGang, die Rückwärtsfahrt bestätigt.
Figur 5 zeigt schematisch die dritte Strategie, die bei entsprechender Statusbestimmung 730 (Fig.7) eine Fahrtrichtungserkennung vorsieht, die auf der permanenten Ermittlung der Fahrbahnsteigung während einer Fahrt des Fahrzeugs mit beruht. Block 510 stellt fest, ob eine Rückwärtsfahrt vorliegt oder nicht.
Die Fahrbahnsteigung wird ausserhalb der ersten oder zweiten Strategie (d.h. während der Fahrt) nach folgender Beziehung berechnet und gespeichert:
bei Rückwärtsfahrt sin a = ÜSensor + ÜRad g a„ —a„^ sonst, sιnα = aSensor aRad g
Nach der dritten Strategie wird in Block 540 abgefragt, ob ein gespeichertes positives Steigungssignal vorliegt. Liegt dies vor, wird Rückwärtsfahrt (Block 550) festgestellt, liegt kein positives Steigungssignal vor wird in Block 560 das gespeicherte negative Steigungssignal abgefragt und bei dessen Vorliegen Vorwärtsfahrt (Block 570) festgestellt.
Figur 6 zeigt schematisch die viert Strategie, die bei entsprechender Statusbestimmung 740 (Fig.7) eine Fahrtrichtungserkennung vorsieht, die über das Drehverhalten der Räder 111-114 im Block 610 ermittelt, ob die die aus den Radgeschwindigkeiten bestimmte Fahrzeugbeschleunigung nach dv dω aRad = -r ode aRad = — * r dt dt mit v = Raddrehzahl, ω = Winkelgeschwindigkeit, r = Radradius, gering ist. Hierzu wird aRad mit einen charakteristischen
Schwellwert aRadS betragsmässig verglichen. Wenn gemäss Raute
615 die Beziehung < aRadS ist wird nach Massgabe des Vergleichs aus dem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal a die Fahrtrichtung ermittelt. Liegt für eine festgelegte Mindestzeit ein positives Längsbeschleunigungssignal in Block 620 vor, so wird auf Rückwärtsfahrt 625 erkannt, liegt für eine festgelegte Mindestzeit ein negatives
Längsbeschleunigungssignal 630 vor, so wird auf Vorwärtsfahrt 635 erkannt.
Der Fall, dass der Motor gegen die Bremse arbeitet, und damit z.B. bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe die Sollgeschwindigkeit unter Leerlaufgeschwindigkeit absinkt, kann durch Mindestschwellen bei Längsbeschleunigung und/oder Modellbremsdruck ausgeschlossen werden.
Bei entsprechender Statusbestimmung 750 (Figur 7) ist eine fünfte Strategie vorgesehen, nach der die Fahrtrichtung beibehalten wird, die nach einer der vorhergehenden Strategien im letzten Zyklus ermittelt wurde, wenn keine der Strategien zur Fahrtrichtungserkennung im aktuellen Zyklus durchgeführt wird.
Figur 7 zeigt schematisch die Prioritäten bei Statusübergängen. Dabei wird in Abhängigkeit von dem Status der Fahrzeuggrössen, der die Priorität der aus den korrelierten Bedingungen ermittelten Fahrtrichtungserkennung wiedergibt, eine der Strategien zur Fahrtrichtungserkennung des Fahrzeugs bestimmt. Die Statusbestimmung wird zyklisch (loopweise) vorgenommen, wobei ein Statuswechsel pro loop erfolgen kann.
Im Folgenden werden die Zustandsübergänge beschrieben: Der Zustandsübergang von der dritten oder der zweiten Strategie nach der ersten Strategie erfolgt, wenn die Bedingungen (gemäss Block 731 oder 721)
Fahrpedal (FPed) > Schwellwert (FPedS)
Motordrehmoment (MMotor) > Schwellwert (MMotorS)
Kupplung geschlossen (Kg)
Gang ist eingelegt (VGang, RGang) erfüllt sind.
Der Zustandsübergang von der dritten oder zweiten Strategie nach der fünften Strategie erfolgt, wenn mindestens eine der Bedingungen für den Übergang zur ersten Strategie nicht erfüllt ist und ein Vergleichsergebnisse (gemäss Block 732 oder 722) aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse eine über oder auf dem Wert des Schwellwerts liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt.
Der Zustandsübergang von der dritten Strategie nach der zweiten Strategie erfolgt, wenn mindestens eine der Bedingungen für den Übergang zur ersten Strategie und Die Bedingung zum Übergang in die fünfte Strategie nicht erfüllt sind und ein Vergleichsergebnis (gemäss Block 733 oder 723) aus einem in Abhängigkeit von einem gefilterten ( aFilt ) und einem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal (α) durchgeführten Vergleich ein in einem definierten Band liegendes Längsbeschleunigungssignal für eine bestimmte Zeit wiedergibt. Zur Durchführung des Vergleichs wird eine Differenz aus dem gefilterten { aFilt ) und dem ungefilterten
Längsbeschleunigungssignal ( a ) gebildet und betragsmässig mit einem charakteristischen Schwellwert (aS\) verglichen wird. Bei dem Vergleich wird ermittelt wird, ob die Bedingungen
| aFilt -a \ ≤ aS\ erfüllt sind.
Der Zustandsübergang von der ersten Strategie nach der fünften
Strategie erfolgt, wenn mindestens eine der Bedingungen (gemäss
Block 711)
Fahrpedal (FPed) < Schwellwert (FPedS) Motordrehmoment (MMotor) < Schwellwert (MMotorS) Kupplung offen erfüllt ist.
Der Zustandsübergang von der vierten Strategie nach der dritten Strategie erfolgt, wenn sich das Fahrzeug nicht in einem Fahrzustand einer Bergabfahrt befindet, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant gehalten oder begrenzt wird (HDC-Betrieb) oder ein Vergleichsergebnis eines modellbasierten Bremsdrucks mit einem entsprechenden Schwellwert einen Bremsdruck unterhalb des Schwellwertes wiedergibt (gemäss Block 741) und ein Vergleichergebnis (gemäss Block 742) aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse eine unter dem Schwellwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt.
Der Zustandsübergang von der vierten Strategie nach der ersten Strategie erfolgt, wenn sich das Fahrzeug nicht in einem Fahrzustand einer Bergabfahrt befindet, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant gehalten oder begrenzt wird (HDC-Betrieb) oder ein Vergleichsergebnis eines modellbasierten Bremsdrucks mit einem entsprechenden Schwellwert einen Bremsdruck unterhalb des Schwellwertes wiedergibt und ein Vergleichergebnis (gemäss Block 742) aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse eine auf oder über dem Schwellwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt und die Bedingungen (gemäss Block 743)
Fahrpedal (FPed) > Schwellwert (FPedS)
Motordrehmoment (MMotor) > Schwellwert (MMotorS)
Kupplung geschlossen (Kg)
Gang ist eingelegt (VGang, RGang) erfüllt sind.
Der Zustandsübergang von der fünften Strategie nach der ersten Strategie erfolgt, wenn die Bedingungen (gemäss Block 751)
Fahrpedal (FPed) > Schwellwert (FPedS)
Motordrehmoment (MMotor) > Schwellwert (MMotorS)
Kupplung geschlossen (Kg)
Gang ist eingelegt (VGang, RGang) erfüllt sind.
Der Zustandsübergang von der fünften Strategie nach der vierten Strategie erfolgt, wenn mindestens eine der Bedingungen für den Übergang zur ersten Strategie nicht erfüllt ist und wenn sich das Fahrzeug in einem Fahrzustand einer Bergabfahrt befindet, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant gehalten oder begrenzt wird (HDC- Betrieb) und ein Vergleichsergebnis eines modellbasierten Bremsdrucks mit einem entsprechenden Schwellwert einen Bremsdruck oberhalb des Schwellwertes wiedergibt (Block 752) .
Der Zustandsübergang von der fünften Strategie nach der dritten Strategie erfolgt, wenn mindestens eine der Bedingungen für den Übergang zur ersten und vierten Strategie nicht erfüllt ist und ein Vergleichergebnis aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse eine unter dem Schwellwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt (Block 753) .
Figur 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Erkennung der Fahrtrichtung nach den fünf Strategien 1 bis 5.
200 ist eine Prioritätsschaltung zur Priorisierung einer der Strategien zur Fahrtrichtungserkennung des Fahrzeugs, 240 bis 244 sind ein Auswertemittel zur Korrelation der Eingangssignale. 210-217 sind Eingangsleitungen zum Empfangen von Eingangssignalen der Sensoren 115-117 und des Steuergrätes 110. 200 erhält über 210 die Information dass die Kupplung geschlossen ist, über 211 die Motordrehzahl Nmotor, über 212 die Signale eine Zeitgebers, über 213 das Motormoment MMotor, über 214 die Ganginformation, über 215 die Raddrehzahlen, über 216 die Fahrpedalstellung und über 217 das
Längsbeschleunigungssignal. Auswertemittel 240 empfängt über 250 die Ganginformation, Auswertemittel 241 über 251 das Längsbeschleunigungssignal und über 252 die Raddrehzahlen, Auswertemittel 242 über 254 die Raddrehzahlen und über 253 das Längsbeschleunigungssignal, Auswertemittel 243 über 255 die Raddrehzahlen und über 256 das Längsbeschleunigungssignal.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Fahrtrichtungserkennung eines Fahrzeugs, insbesondere für die Verwendung bei einer HDC- Regelung(HDC= Hill Descent Control), die die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Bergfahrt durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant hält oder begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung der Fahrtrichtung in Abhängigkeit von internen und/oder externen Fahrzeuggrößen, wie der Motordrehzahl, dem Motormoment, der Fahrpedalstellung, dem eingelegten Gang, dem Kupplungszustand, dem Drehverhalten der Räder, der Längsbeschleunigung, der Fahrbahnneigung, durch Korrelation mindestens zweier Grossen ermittelt wird und dass die Auswahl der zu korrelierenden Fahrzeuggrössen nach Massgabe einer Statusbestimmung der Fahrzeuggrössen und/oder wenn' die Fahrzeuggrössen hinsichtlich ihrer Zeitverläufe bestimmten Bedingungen genügen, erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Status der Fahrzeuggrössen, der die Priorität der aus den korrelierten Bedingungen ermittelten Fahrtrichtungserkennung wiedergibt, eine Strategie zur Fahrtrichtungserkennung des Fahrzeugs aus wenigstens zwei unterschiedlichen Strategien ausgewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass fünf Strategien vorgesehen sind, deren Priorität zyklisch (loopweise) festgelegt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der dritten oder der zweiten Strategie nach der ersten Strategie erfolgt, wenn die Bedingungen
Fahrpedal (FPed) > Schwellwert (FPedS)
Motordrehmoment (MMotor) > Schwellwert (MMotorS)
Kupplung geschlossen (Kg)
Gang ist eingelegt (VGang, RGang) erfüllt sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der dritten oder zweiten Strategie nach der fünften Strategie erfolgt, wenn die Bedingungen für den Übergang zur ersten Strategie nicht erfüllt sind und ein Vergleichergebniss aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse eine über oder auf dem Wert des Schwellwerts liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der dritten Strategie nach der zweiten Strategie erfolgt, wenn die Bedingungen für den Übergang zur ersten Strategie und fünften Strategie nicht erfüllt sind und ein Vergleichsergebniss aus einem in Abhängigkeit von einem gefilterten ( aFilt ) und einem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal ( a ) durchgeführten Vergleich ein in einem definierten Band liegendes Längsbeschleunigungssignal für eine bestimmte Zeit wiedergibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass zur Durchführung des Vergleichs eine Differenz aus dem gefilterten ( aFilt ) und dem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal ( a ) gebildet und mit einem charakteristischen Schwellwert (aSΪ) verglichen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass bei dem Vergleich ermittelt wird, ob die Bedingungen
| aFilt - a | < -ϊSl erfüllt sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der ersten Strategie nach der fünften Strategie erfolgt, wenn mindestens eine der Bedingungen
Fahrpedal (FPed) ≤ Schwellwert (FPedS) Motordrehmoment (MMotor) < Schwellwert (MMotorS) Kupplung offen erfüllt ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der vierten Strategie nach der dritten Strategie erfolgt, wenn sich das Fahrzeug nicht in einem Fahrzustand einer Bergabfahrt befindet, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant gehalten oder begrenzt wird (HDC-Betrieb) oder ein Vergleichsergebnis eines modellbasiereten Bremsdrucks mit einem entsprechenden Schwellwert einen Bremsdruck unterhalb des Schwellwertes wiedergibt und ein Vergleichergebniss aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert
(VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse eine unter dem Schwellwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der vierten Strategie nach der ersten Strategie erfolgt, wenn sich das Fahrzeug nicht in einem Fahrzustand einer Bergabfahrt befindet, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant gehalten oder begrenzt wird (HDC-Betrieb) oder ein
Vergleichsergebnis eines modellbasiereten Bremsdrucks mit einem entsprechenden Schwellwert einen Bremsdruck unterhalb des Schwellwertes wiedergibt und ein Vergleichergebniss aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse eine über dem Schwellwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt und die Bedingungen Fahrpedal (FPed) > Schwellwert (FPedS) Motordrehmoment (MMotor) > Schwellwert (MMotorS) Kupplung geschlossen (Kg) Gang ist eingelegt (VGang, RGang) erfüllt sind.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der fünften Strategie nach der ersten Strategie erfolgt, wenn die die Bedingungen
Fahrpedal (FPed) > Schwellwert (FPedS)
Motordrehmoment (MMotor) > Schwellwert (MMotorS)
Kupplung geschlossen (Kg)
Gang ist eingelegt (VGang, RGang) erfüllt sind.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der fünften Strategie nach der vierten Strategie erfolgt, wenn die Bedingungen für den Übergang zur ersten Strategie nicht erfüllt sind wenn sich das Fahrzeug in einem Fahrzustand einer Bergabfahrt befindet, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant gehalten oder begrenzt wird (HDC- Betrieb) und ein Vergleichsergebnis eines modellbasiereten Bremsdrucks mit einem entsprechenden Schwellwert einen Bremsdruck oberhalb des Schwellwertes wiedergibt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der fünften Strategie nach der dritten Strategie erfolgt, wenn die Bedingungen für den Übergang zur ersten und vierten Strategie nicht erfüllt sind und ein Vergleichergebniss aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse eine unter dem Schwellwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Strategie die Erkennung der Fahrtrichtung derart erfolgt, dass auf Vorwärtsfahrt erkannt wird, wenn ein Vorwärtsgang (VGang) eingelegt ist und auf Rückwärtsfahrt, wenn ein Rückwärtsgang (RGang) eingelegt ist.
16. Verfahren nacheinem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass bei der zweiten Strategie auf Vorwärtsfahrt erkannt wird, wenn das gefilterte Längsbeschleunigungssignals aFilt negativ und um mindestens einen Schwellwert aS 2 kleiner als das gefilterte Längsbeschleunigungssignal a ist, und auf Rückwärtsfahrt erkannt wird, wenn das gefilterte Längsbeschleunigungssignals positiv und um mindestens aS 2 grösser als das ungefilterte Längsbeschleunigungssignal ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plausibilisierung der Fahrtrichtungserkennung in der zweiten Strategie ermittelt wird, ob innerhalb einer vorgegebenen Zeit von einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse (VFzg) ein charakteristischer Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grosse erreicht oder überschritten wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Vergleichsergebniss, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit grösser als der Schwellwert ist, die Fahrtrichtung aus der zweiten Strategie bestätigt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Vergleichsergebniss, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als der Schwellwert ist, ermittelt wird, ob ein Gang eingelegt ist, wobei bei eingelegtem Vorwärtsgang auf Vorwärtsfahrt und bei eingelegtem Rückwärtsgang auf Rückwärtsfahrt erkannt wird.
20. Verfahren nacheinem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtrichtungserkennung des Fahrzeugs nach einer dritten Strategie durchgeführt wird, wobei in Abhängigkeit von der Fahrbahnsteigung auf Vorwärtsfahrt erkannt wird, wenn der Wert der Beziehung negativ und auf Rückwärtsfahrt, wenn der Wert der Beziehung positiv ist.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnsteigung ausserhalb der ersten oder zweiten Strategie (d.h. während der Fahrt) nach folgender Beziehung berechnet und gespeichert wird:
bei Rückwärtsfahrt sin a = g&mar + " "" g sonst bei Vorwärtsfahrt sin a = α&mor ÜRad g
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vierten Strategie aus einer die Radgeschwindigkeiten beschreibenden Grosse eine Fahrzeugbeschleunigung nach dv dω aRad = — oder aRad = — * r dt dt mit v = Raddrehzahl, ω = Winkelgeschwindigkeit, r =
Radradius, ermittelt wird, dass die Fahrzeugbeschleunigung mit einem charakteristischen Schwellwert a^S für die aus den Radgeschwindigkeiten des Fahrzeugs ermittelte Fahrzeugbeschleunigung betragsmässig verglichen wird und dass nach Massgabe des Vergleichs aus einem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal a die Fahrtrichtung ermittelt wird, wobei ein über eine Zeitdauer vorliegendes positives Längsbeschleunigungssignal eine Rückwärtsfahrt und ein ein über eine Zeitdauer vorliegendes negatives Längsbeschleunigungssignal eine Vorwärtsfahrt wiedergibt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer fünften Strategie die Fahrtrichtung beibehalten wird, die nach einer der vorhergehenden Strategien im letzten Zyklus ermittelt wurde, wenn keine der Strategien zur
Fahrtrichtungserkennung im aktuellen Zyklus durchgeführt wird.
4. Vorrichtung zur Fahrtrichtungserkennung eines Fahrzeugs, insbesondere bei der Verwendung in einer HDC-Regelung (HDC= Hill Descent Control) , die die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Bergfahrt durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant hält oder begrenzt, gekennzeichnet durch Erkennungsmittel zur Erkennung der Fahrtrichtung in Abhängigkeit von internen und/oder externen Fahrzeuggrößen, wie der Motordrehzahl, dem Motormoment, der Fahrpedalstellung, dem eingelegten Gang, dem Kupplungszustand, dem Drehverhalten der Räder, der Längsbeschleunigung, der Fahrbahnneigung, Auswertemittel zur Korrelation mindestens zweier Größen und zur Auswahl der zu korrelierenden Größen nach Massgabe einer Statusbestimmung der Fahrzeuggrössen und/oder wenn die Fahrzeuggrössen hinsichtlich ihrer Zeitverläufe bestimmten Bedingungen genügen, erfolgt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prioritätenschaltung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von dem Status der Fahrzeuggrössen eine Strategie zur Fahrtrichtungserkennung des Fahrzeugs aus wenigstens zwei unterschiedlichen Strategien auswählt.
EP02716654A 2001-01-11 2002-01-11 Verfahren und vorrichtung zur fahrtrichtungserkennung Withdrawn EP1351844A1 (de)

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