DE10290366B4

DE10290366B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Fahrtrichtungserkennung

Info

Publication number: DE10290366B4
Application number: DE10290366.2T
Authority: DE
Inventors: Jochen Führer; Joachim Borneis; Ulrich Baiter
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2022-01-12
Also published as: DE10290366D2; EP1351844A1; WO2002062640A1

Abstract

Verfahren zur Fahrtrichtungserkennung eines Fahrzeugs bei einer Bergabfahrtregelung (HDC-Regelung), die die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Bergabfahrt durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant hält oder begrenzt, wobei die Erkennung der Fahrtrichtung in Abhängigkeit von mindestens zwei Fahrparametern aus der Gruppe von Fahrparametern – Motordrehzahl, – Motormoment, – Fahrpedalstellung, – Vorwärtsgang eingelegt – Rückwärtsgang eingelegt, – Kupplungszustand, – Drehverhalten der Räder, – Längsbeschleunigung und – der Fahrbahnneigung nach einer Strategie unter Verwendung dieser Fahrparameter erfolgt und wobei die Auswahl der für die Strategie zu betrachtenden Fahrparameter nach Maßgabe einer Statusbestimmung der Fahrparameter erfolgt, wobei eine Auswahl einer Strategie aus mehreren Strategien erfolgt und eine Reihenfolge der Abarbeitung von Strategien festgelegt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrtrichtungserkennung eines Fahrzeugs bei einer Bergabfahrtregelung (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 A1 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 2–3 km/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 bei einer Bergabfahrtregelung 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.
Aus der DE 199 37 052 A1 ist ein Verfahren zur Fahrtrichtungserkennung eines Fahrzeugs bekannt, wobei die Erkennung der Fahrtrichtung in Abhängigkeit der Fahrparameter Motordrehzahl, Getriebedrehzahl und Kupplungsmomente nach einer Strategie unter Verwendung dieser Fahrparameter erfolgt und wobei die Auswahl der für die Strategie zu betrachtenden Fahrparameter nach Maßgabe einer Statusbestimmung der Fahrparameter erfolgt, wobei eine Auswahl einer Strategie aus mehreren Strategien erfolgt.
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 Fahrsituationen 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 (α) 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·|α| oder Fahrwiderstand = Fzg-Masse·|α| + 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. 500 ms) steht. Der Stillstand wird dadurch erkannt, dass ein erster Vergleich aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grösse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (FzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grösse 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 aS1 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. 500 ms) um nicht mehr als einen Schwellwert (z. B. 0,015 g) voneinander. Nach Massgabe dieser beiden Vergleiche, vorzugsweise wenn die Bedingung VFzg ≤ VFzgS erfüllt ist und die Bedingung |αFilt – α| ≤ α 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 (αFilt) und der Differenz aus dem (Tiefpass) gefilterten Längsbeschleunigungssignal (αFilt) und dem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal (α) und dem Vergleich dieser Differenz der Längsbeschleunigungssignale (αFilt, α) mit einem charakteristischen Schwellwert (αS2) durchgeführt. Auf Vorwärtsfahrt (Vorwärtsfahrrichtung) wird erkannt, wenn das gefilterte Längsbeschleunigungssignals negativ und um mindestens αS2 kleiner als das ungefilterte Längsbeschleunigungssignal ist, und auf Rückwärtsfahrt (Rückwärtsfahrrichtung), wenn das gefilterte Längsbeschleunigungssignals positiv und um mindestens αS2 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 |αFi1t – α| ≤ αS1 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

sonst
ermittelt.
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 Grösse eine Fahrzeugbeschleunigung nach a_Rad = dv / dt oder a_Rad = dω / dt·r 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 α 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.
Es zeigen
1 schematisch ein Fahrzeug in Draufsicht
2 ein Schema der Fahrtrichtungserkennung
3 ein Ablaufschema der ersten Strategie zur Fahrtrichtungserkennung
4 ein Ablaufschema der zweiten Strategie zur Fahrtrichtungserkennung
5 ein Ablaufschema der dritten Strategie zur Fahrtrichtungserkennung
6 ein Ablaufschema der vierten Strategie
7 ein Ablaufschema der Zustandsübergänge zwischen den Strategien (Statusbestimmung)
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. 111a 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 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.
3 zeigt schematisch die erste Strategie, die bei entsprechender Statusbestimmung 710 (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 Vorwärtsfahrt 315 bzw. bei dem RGang Rückwärtsfahrt 325 festgestellt.
4 zeigt schematisch die zweite Strategie, die bei entsprechender Statusbestimmung 720 (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 Hilfsgrösse 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.
5 zeigt schematisch die dritte Strategie, die bei entsprechender Statusbestimmung 730 (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

sonst,
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.
6 zeigt schematisch die vierte Strategie, die bei entsprechender Statusbestimmung 740 (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 a_Rad = dv / dt oder a_Rad = dω / dt·r mit v = Raddrehzahl, ω = Winkelgeschwindigkeit, r = Radradius, gering ist. Hierzu wird a_Rad mit einen charakteristischen Schwellwert a_RadS betragsmässig verglichen. Wenn gemäss Raute 615 die Beziehung |α_Rad| < a_RadS 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 (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.
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 Grösse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grösse 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 (αFilt) 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 (αFilt) und dem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal (α) gebildet und betragsmässig mit einem charakteristischen Schwellwert (αS1) verglichen wird. Bei dem Vergleich wird ermittelt wird, ob die Bedingungen |αFilt – α| ≤ αS1 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 Vergleichsergebnis (gemäss Block 742) aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grösse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grösse 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 Vergleichsergebnis (gemäss Block 742) aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grösse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grösse 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 Vergleichsergebnis aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grösse (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grösse eine unter dem Schwellwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt (Block 753).
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 Steuergerätes 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

Verfahren zur Fahrtrichtungserkennung eines Fahrzeugs bei einer Bergabfahrtregelung (HDC-Regelung), die die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Bergabfahrt durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant hält oder begrenzt, wobei die Erkennung der Fahrtrichtung in Abhängigkeit von mindestens zwei Fahrparametern aus der Gruppe von Fahrparametern – Motordrehzahl, – Motormoment, – Fahrpedalstellung, – Vorwärtsgang eingelegt – Rückwärtsgang eingelegt, – Kupplungszustand, – Drehverhalten der Räder, – Längsbeschleunigung und – der Fahrbahnneigung nach einer Strategie unter Verwendung dieser Fahrparameter erfolgt und wobei die Auswahl der für die Strategie zu betrachtenden Fahrparameter nach Maßgabe einer Statusbestimmung der Fahrparameter erfolgt, wobei eine Auswahl einer Strategie aus mehreren Strategien erfolgt und eine Reihenfolge der Abarbeitung von Strategien festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass fünf Strategien vorgesehen sind, deren Priorität zyklisch (loopweise) festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der dritten (730) oder der zweiten (720) Strategie nach der ersten (710) Strategie erfolgt, wenn die Bedingungen Fahrpedal(FPed) > Schwellwert (FPedS) Motordrehmoment(MMotor) > Schwellwert (MMotorS) Kupplung geschlossen (Kg) Gang ist eingelegt (VGang, RGang) erfüllt sind (731, 721).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der dritten (730) oder zweiten (720) Strategie nach der fünften (750) Strategie erfolgt, wenn die Bedingungen für den Übergang zur ersten Strategie nicht erfüllt sind und ein Vergleichsergebnis aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Größe (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Größe eine über oder auf dem Wert des Schwellwerts liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt (732, 722).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der dritten Strategie (730) nach der zweiten Strategie (720) erfolgt, wenn die Bedingungen für den Übergang zur ersten Strategie (710) und fünften Strategie (750) nicht erfüllt sind und ein Vergleichsergebnis aus einem in Abhängigkeit von einem gefilterten (αFilt) und einem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal (α) durchgeführten Vergleich ein in einem definierten Band liegendes Längsbeschleunigungssignal für eine bestimmte Zeit wiedergibt (733).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des in Abhängigkeit von einem gefilterten (αFilt) und einem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal (α) durchgeführten Vergleichs eine Differenz aus dem gefilterten (αFilt) und dem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal (α) gebildet und mit einem charakteristischen Schwellwert (αS1) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem in Abhängigkeit von einem gefilterten (αFilt) und einem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal (α) durchgeführten Vergleich ermittelt wird, ob die Bedingung |αFilt – α| ≤ αS1 erfüllt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der ersten Strategie (710) nach der fünften Strategie (750) erfolgt, wenn mindestens eine der Bedingungen Fahrpedal(FPed) ≤ Schwellwert (FPedS) Motordrehmoment(MMotor) ≤ Schwellwert (MMotorS) Kupplung offen erfüllt ist (711).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der vierten Strategie (740) nach der dritten Strategie (730) erfolgt, wenn ein Vergleichsergebnis eines modellbasierten Bremsdrucks mit einem entsprechenden Schwellwert einen Bremsdruck unterhalb des Schwellwertes wiedergibt (741) und ein Vergleichsergebnis aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Größe (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Größe eine unter dem Schwellwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt (742).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der vierten Strategie (740) nach der ersten Strategie (710) erfolgt, wenn ein Vergleichsergebnis eines modellbasierten Bremsdrucks mit einem entsprechenden Schwellwert einen Bremsdruck unterhalb des Schwellwertes wiedergibt (741) und ein Vergleichsergebnis aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Größe (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Größe eine über dem Schwellwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt (742) und die Bedingungen Fahrpedal(FPed) > Schwellwert (FPedS) Motordrehmoment(MMotor) > Schwellwert (MMotorS) Kupplung geschlossen (Kg) Gang ist eingelegt (VGang, RGang) erfüllt sind (743).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der fünften Strategie (750) nach der ersten Strategie (710) erfolgt, wenn die Bedingungen Fahrpedal(FPed) > Schwellwert (FPedS) Motordrehmoment(MMotor) > Schwellwert (MMotorS) Kupplung geschlossen (Kg) Gang ist eingelegt (VGang, RGang) erfüllt sind (751).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der fünften Strategie (750) nach der vierten Strategie (740) 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 und ein Vergleichsergebnis eines modellbasierten Bremsdrucks mit einem entsprechenden Schwellwert einen Bremsdruck oberhalb des Schwellwertes wiedergibt (752).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsübergang von der fünften Strategie (750) nach der dritten Strategie (730) erfolgt, wenn die Bedingungen für den Übergang zur ersten und vierten Strategie nicht erfüllt sind und ein Vergleichsergebnis aus einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Größe (VFzg) und einem charakteristischen Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Größe eine unter dem Schwellwert liegende Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt (753).
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Strategie (710) die Erkennung der Fahrtrichtung derart erfolgt, dass auf Vorwärtsfahrt (315) erkannt wird, wenn ein Vorwärtsgang (VGang, 310) eingelegt ist und auf Rückwärtsfahrt (325), wenn ein Rückwärtsgang (RGang, 320) eingelegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei der zweiten Strategie (720) auf Vorwärtsfahrt (415) erkannt wird, wenn das gefilterte Längsbeschleunigungssignals αFilt negativ und um mindestens einen Schwellwert αS2 kleiner als das gefilterte Längsbeschleunigungssignal a ist (410), und auf Rückwärtsfahrt (425) erkannt wird, wenn das gefilterte Längsbeschleunigungssignals positiv und um mindestens αS2 grösser als das ungefilterte Längsbeschleunigungssignal ist (420).
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plausibilisierung der Fahrtrichtungserkennung in der zweiten Strategie (720) ermittelt wird, ob innerhalb einer vorgegebenen Zeit (430) von einer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Grösse (VFzg) ein charakteristischer Schwellwert (VFzgS) für die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibenden Größe erreicht oder überschritten wird (440).
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Vergleichsergebnis, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit grösser als der Schwellwert ist, die Fahrtrichtung aus der zweiten Strategie bestätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Vergleichsergebnis, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als der Schwellwert ist, ermittelt wird, ob ein Gang eingelegt ist, wobei bei eingelegtem Vorwärtsgang (450) auf Vorwärtsfahrt (415) und bei eingelegtem Rückwärtsgang (460) auf Rückwärtsfahrt (425) erkannt wird.
Verfahren nacheinem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtrichtungserkennung des Fahrzeugs nach einer dritten Strategie (730) durchgeführt wird, wobei in Abhängigkeit von der Fahrbahnsteigung (540) auf Vorwärtsfahrt (560) erkannt wird, wenn der Wert der Beziehung negativ und auf Rückwärtsfahrt (550), wenn der Wert der Beziehung positiv ist.
Verfahren nach Anspruch 19, 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
sonst bei Vorwärtsfahrt
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vierten Strategie aus einer die Radgeschwindigkeiten beschreibenden Größe eine Fahrzeugbeschleunigung nach a_Rad = dv / dt oder a_Rad = dω / dt·r mit v = Raddrehzahl, ω = Winkelgeschwindigkeit, r = Radradius, ermittelt wird (610), dass die Fahrzeugbeschleunigung mit einem charakteristischen Schwellwert a_(Rad)S für die aus den Radgeschwindigkeiten des Fahrzeugs ermittelte Fahrzeugbeschleunigung betragsmäßig verglichen wird und dass nach Maßgabe des Vergleichs aus einem ungefilterten Längsbeschleunigungssignal α die Fahrtrichtung ermittelt wird, wobei ein über eine Zeitdauer vorliegendes positives Längsbeschleunigungssignal (620) eine Rückwärtsfahrt (625) und ein über eine Zeitdauer vorliegendes negatives Längsbeschleunigungssignal (630) eine Vorwärtsfahrt (635) wiedergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer fünften Strategie (750) 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.
Vorrichtung zur Fahrtrichtungserkennung (130) eines Fahrzeugs bei einer Bergabfahrtregelung (HDC-Regelung), die die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Bergfahrt durch Beeinflussung der Betriebsbremse konstant hält oder begrenzt, wobei Erkennungsmittel zur Erkennung der Fahrtrichtung in Abhängigkeit von mindestens zwei Fahrparametern aus der Gruppe von Fahrparametern – Motordrehzahl, – Motormoment, – Fahrpedalstellung, – Vorwärtsgang eingelegt – Rückwärtsgang eingelegt, – Kupplungszustand, – Drehverhalten der Räder, – Längsbeschleunigung und – der Fahrbahnneigung sowie Auswertemittel zur Bestimmung einer Strategie unter Verwendung dieser Fahrparameter und zur Auswahl der für die Strategie zu betrachtenden Fahrparameter nach Maßgabe einer Statusbestimmung der Fahrparameter enthalten sind, wobei eine Prioritätenschaltung vorgesehen ist, die eine Strategie aus mehreren Strategien auswählt und eine Reihenfolge der Abarbeitung von Strategien festlegt.