AT522508B1 - Process for controlling the drive of an electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Antriebskraft eines elektrischen Fahrzeugs zur Verhinderung eines unkontrollierten Rollens, wobei die aktuelle Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs gemessen bestimmt wird, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs als Istwert eines Regelkreises auf den Sollwert Null geregelt wird, wobei das Antriebsdrehmoment die Stellgröße des Regelkreises bildet und an den Antriebsstrang des Fahrzeugs geführt wird, und wobei in Abhängigkeit der gemessenen Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs im Regelkreis unterschiedlich ausgebildete Regler aktiviert werden.Method and device for controlling the driving force of an electric vehicle to prevent uncontrolled rolling, with the current speed and acceleration of the vehicle being measured and determined, the speed of the vehicle being controlled as the actual value of a control loop to the target value zero, with the drive torque being the manipulated variable of the control loop forms and is fed to the drive train of the vehicle, and depending on the measured speed and acceleration of the vehicle in the control loop differently designed controllers are activated.
Description
VERFAHREN ZUR REGELUNG DES ANTRIEBS EINES ELEKTRISCHEN FAHRZEUGS METHOD OF CONTROLLING THE DRIVE OF AN ELECTRIC VEHICLE
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Antriebs eines elektrischen Fahrzeugs zur Verhinderung eines unkontrollierten Rollens auf absteigender oder ansteigender Straße. The invention relates to a method for controlling the drive of an electric vehicle to prevent uncontrolled rolling on a downhill or uphill road.
[0002] Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, um sicherzustellen, dass ein Fahrzeug auf einer Steigung oder einem Gefälle nicht unerwünscht vorwärts oder rückwärts rollt. Zu diesem Zweck sind in der Regel im Fahrzeug Neigungssensoren vorgesehen, die die aktuelle Neigung erfassen und abhängig von der Neigung, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Pedalstellung gegebenenfalls ein Antriebsdrehmoment erzeugen, welches einem unerwünschten Vorwärts- oder Rückwärtsrollen entgegenwirkt. Methods are known from the prior art to ensure that a vehicle does not undesirably roll forwards or backwards on an uphill or downhill gradient. For this purpose, inclination sensors are usually provided in the vehicle, which detect the current inclination and, depending on the inclination, the speed of the vehicle and the pedal position, possibly generate a drive torque which counteracts unwanted rolling forwards or backwards.
[0003] Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche solche Funktionen bei Fahrzeugen realisieren, hier sind beispielsweise die KR 20180022297 A, DE 102012223866 A1, EP 3000648 A1, EP 3078539 A1, DE 102005039788, EP 2840707 A1, EP 2810811 A1 zu nennen. Methods and devices are known from the prior art which implement such functions in vehicles, for example KR 20180022297 A, DE 102012223866 A1, EP 3000648 A1, EP 3078539 A1, DE 102005039788, EP 2840707 A1, EP 2810811 to call A1.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst einfache und präzise Regelung eines elektrischen Fahrzeugs zu realisieren. The object of the present invention is to implement the simplest and most precise control possible for an electric vehicle.
[0005] Diese und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. [0005] These and other objects are achieved according to the invention by a method having the features of claim 1.
[0006] Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regelung des Antriebs eines elektrischen Fahrzeugs zur Verhinderung eines unkontrollierten Rollens wird zunächst die aktuelle Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs gemessen oder bestimmt. Dies kann beispielsweise durch einen Geschwindigkeitssensor und Bildung der zeitlichen Ableitung erfolgen. Alternativ kann auch eine Drehzahlmessung im Antriebsstrang beispielsweise eines Elektromotors erfolgen, und die Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs aus der gemessenen Drehzahl und deren zeitlicher Ableitung bestimmt werden. In an inventive method for controlling the drive of an electric vehicle to prevent uncontrolled rolling, the current speed and acceleration of the vehicle is first measured or determined. This can be done, for example, by using a speed sensor and forming the derivative over time. Alternatively, a speed measurement can also be carried out in the drive train, for example of an electric motor, and the speed and acceleration of the vehicle can be determined from the measured speed and its time derivative.
[0007] Im nächsten Verfahrensschritt wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder die Drehzahl einer Antriebsmaschine als Istwert eines Regelkreises auf den Sollwert Null geregelt wird, wobei das Antriebsdrehmoment die Stellgröße des Regelkreises bildet und an den Antriebsstrang des Fahrzeugs geführt wird. In einer alternativen Ausführungsform wird in diesem Verfahrensschritt die Drehzahl der elektrischen Antriebsmaschine eines Fahrzeugs als Istwert eines Regelkreises auf den Sollwert Null geregelt wird, wobei der elektrisch eingeprägte Strom dieser Antriebsmaschine die Stellgröße des Regelkreises bildet und an die elektrische Antriebsmaschine des Fahrzeugs geführt wird und sich ein Antriebsdrehmoment einstellt. In the next step, the speed of the vehicle or the speed of a prime mover is controlled as the actual value of a control loop to the setpoint zero, with the drive torque forming the manipulated variable of the control loop and being fed to the drive train of the vehicle. In an alternative embodiment, the speed of the electric drive machine of a vehicle is controlled as the actual value of a control circuit to the setpoint zero in this method step, with the electrically impressed current of this drive machine forming the manipulated variable of the control circuit and being fed to the electric drive machine of the vehicle and being entered drive torque adjusts.
[0008] Dabei werden erfindungsgemäß in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des Fahrzeugs im Regelkreis unterschiedlich ausgebildete Regler aktiviert. Dies hat den technischen Vorteil, dass je nach aktueller Situation des Fahrzeugs Regler mit unterschiedlichen Charakteristika verwendet werden können. Dies kann bedeuten, dass unterschiedliche physische Regler zugeschalten werden; es kann aber vorzugsweise bedeuten, dass ein einziger, rein elektronisch implementierter Regler mit unterschiedlichen Parameterwerten beaufschlagt wird. According to the invention, differently designed controllers are activated as a function of the speed and the acceleration of the vehicle in the control loop. This has the technical advantage that controllers with different characteristics can be used depending on the current situation of the vehicle. This can mean that different physical controllers are switched on; however, it can preferably mean that different parameter values are applied to a single, purely electronically implemented controller.
[0009] Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein erster Regler eine größere Zeitkonstante aufweist als ein anderer Regler. Dadurch kann das Fahrzeug auf leichtem Gefälle ohne grobe Regeleingriffe zum Stillstand gebracht werden. Hingegen kann ein zweiter Regler mit einer geringeren Zeitkonstante in einem anderen Geschwindigkeits- und Beschleunigungsbereich zum Einsatz kommen, wenn beispielsweise klar ist, dass das Fahrzeug zurückrollt und dabei gegebenenfalls auch noch der Betrag der Geschwindigkeit zunimmt. For example, it can be provided that a first controller has a greater time constant than another controller. As a result, the vehicle can be brought to a standstill on a slight incline without major control interventions. On the other hand, a second controller with a lower time constant can be used in a different speed and acceleration range if, for example, it is clear that the vehicle is rolling back and the speed may also be increasing.
[0010] Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass bei positiver Geschwindigkeit durch eine Umschaltvorrichtung ein erster Regler aktiviert wird, bei negativer Geschwindigkeit und negativer According to the invention it can be provided that at positive speed by a switching device, a first controller is activated, at negative speed and negative
Beschleunigung durch die Umschaltvorrichtung ein zweiter Regler aktiviert wird, und bei negativer Geschwindigkeit und positiver Beschleunigung durch die Umschaltvorrichtung ein dritter Regler aktiviert wird. Die Umschaltvorrichtung kann physisch oder rein elektronisch ausgeführt sein, wobei im Fall eines rein elektronisch implementierten Reglers die Umschaltvorrichtung ein und denselben elektronischen Regler mit unterschiedlichen Parameterwerten beaufschlagt. Acceleration by the switching device, a second controller is activated, and at negative speed and positive acceleration by the switching device, a third controller is activated. The switching device can be physical or purely electronic, with the switching device applying different parameter values to one and the same electronic controller in the case of a purely electronically implemented controller.
[0011] Die Regler können sich auch hinsichtlich ihres vorrangigen Ziels unterscheiden. Beispielsweise kann ein dritter Regler vorgesehen sein, der mit einer ähnlichen Zeitkonstante wie der erste arbeitet, dessen vorrangiges Ziel es jedoch ist, das Fahrzeug zum Stillstand zu bringen und ein erneutes Vorwärtsfahren ohne Fahrereingriff zu verhindern. Dadurch kann erfindungsgemäß ein Schwingen verhindert werden, welches möglicherweise bei der Verwendung von lediglich zwei Reglern eintreten könnte. [0011] The controllers may also differ in terms of their primary goal. For example, a third controller can be provided that operates with a time constant similar to the first, but whose primary goal is to bring the vehicle to a standstill and prevent it from driving forward again without driver intervention. As a result, oscillations can be prevented according to the invention, which could possibly occur when only two controllers are used.
[0012] Bei den Reglern kann es sich erfindungsgemäß um PID-Regler handeln. Es können erfindungsgemäß, zumindest drei unterschiedliche PID-Regler vorgesehen sein, die sich durch ihre Proportionalkomponente, ihre Integralkomponente, ihre Differentialkomponente, ihre Zeitkonstante, und/oder andere technische Merkmale unterscheiden. According to the invention, the controllers can be PID controllers. According to the invention, at least three different PID controllers can be provided, which differ in terms of their proportional component, their integral component, their differential component, their time constant and/or other technical features.
[0013] Bei den Reglern kann es sich auch um PI-Regler handeln, bei denen die Differentialkomponente Null ist. Es können erfindungsgemäß drei unterschiedliche PlI- Regler vorgesehen sein, die sich durch ihre Proportionalkomponente, ihre Integralkomponente, ihre Zeitkonstante, und/oder andere technische Merkmale unterscheiden. The controllers can also be PI controllers in which the differential component is zero. According to the invention, three different PII controllers can be provided, which differ in their proportional component, their integral component, their time constant and/or other technical features.
[0014] Die Regelkreise der drei Regler können sich unterscheiden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass vorzugsweise der erste Regler und der dritte Regler in Regelkreisen mit unterschiedlichen Regelgrößen angeordnet sind. The control circuits of the three controllers can differ. In particular, it can be provided that the first controller and the third controller are preferably arranged in control circuits with different controlled variables.
[0015] Dadurch kann erreicht werden, dass je nach momentanem Zustand des Fahrzeugs, beispielsweise langsamer werdendes Vorwärtsrollen, schneller werdendes Rückwärtsrollen, langsamer werdendes Rückwärtsrollen, etc., unterschiedlich ausgebildete Regler mit gegebenenfalls auch unterschiedlichen Regelkreisgrößen aktiviert werden. This can be achieved that depending on the current state of the vehicle, such as slowing forward rolling, faster backward rolling, slowing backward rolling, etc., differently designed controllers with possibly different control loop sizes are activated.
[0016] Die Erfindung erstreckt sich ferner auf ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Instruktionen zur Veranlassung einer Steuereinheit eines Fahrzeugs zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. The invention also extends to a computer-readable storage medium comprising instructions for causing a control unit of a vehicle to carry out a method according to the invention.
[0017] Die Erfindung erstreckt sich ferner auf eine Vorrichtung zur Regelung des Antriebsdrehmoments eines elektrischen Fahrzeugs zur Verhinderung eines unkontrollierten Rollens, umfassend Vorrichtungen zur Bestimmung der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des Fahrzeugs, wobei erfindungsgemäß zumindest ein Regelkreis vorgesehen ist, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder die Drehzahl einer Antriebsmaschine als Istwert abgreift und auf den Sollwert Null regelt, wobei das Antriebsdrehmoment die Stellgröße des Regelkreises bildet und an den Antriebsstrang des Fahrzeugs geführt wird oder der elektrisch eingeprägte Strom einer elektrischen Antriebsmaschine die Stellgröße des Regelkreises bildet und an die elektrische Antriebsmaschine des Fahrzeugs geführt wird, und wobei in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs im Regelkreis unterschiedlich ausgebildete Regler vorgesehen sind. The invention also extends to a device for controlling the drive torque of an electric vehicle to prevent uncontrolled rolling, comprising devices for determining the speed and the acceleration of the vehicle, with at least one control loop being provided according to the invention, which controls the speed of the vehicle or picks up the speed of a drive machine as an actual value and regulates it to the target value of zero, with the drive torque forming the manipulated variable of the control loop and being fed to the drive train of the vehicle, or the electrically impressed current of an electric drive machine forming the manipulated variable of the control loop and fed to the electric drive machine of the vehicle is performed, and depending on the speed and acceleration of the vehicle in the control loop differently designed controllers are provided.
[0018] Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass es sich bei den Reglern um PID-Regler oder um PI-Regler handelt. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass im Regelkreis zumindest drei unterschiedliche Regler vorgesehen sind, die sich durch ihre Proportionalkomponente, Integralkomponente, Differentialkomponente und/oder ihre Zeitkonstante oder andere technische Merkmale unterscheiden. According to the invention it can be provided that the controllers are PID controllers or PI controllers. According to the invention it can be provided that at least three different controllers are provided in the control circuit, which differ in their proportional component, integral component, differential component and/or their time constant or other technical features.
[0019] Wie oben erwähnt können sich die Regelgrößen der Regelkreise, in denen die unterschiedlichen Regler angeordnet sind, ebenfalls unterscheiden, um flexibel auf die momentane Situation des Fahrzeugs reagieren zu können. As mentioned above, the controlled variables of the control loops in which the different controllers are arranged can also differ in order to be able to react flexibly to the current situation of the vehicle.
[0020] Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass eine Umschaltvorrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgeführt ist, bei positiver Geschwindigkeit einen ersten Regler zu aktivieren, bei ne-According to the invention it can be provided that a switching device is provided which is designed to activate a first controller when the speed is positive, when
gativer Geschwindigkeit und negativer Beschleunigung einen zweiten Regler zu aktivieren, und bei negativer Geschwindigkeit und positiver Beschleunigung einen dritten Regler zu aktivieren. to activate a second controller with negative speed and negative acceleration, and to activate a third controller with negative speed and positive acceleration.
[0021] Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Regelkreis in einer Steuereinheit des Fahrzeugs in vorzugsweise digitaler elektronischer Form implementiert und einen elektronischen Regler umfasst, der in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und Beschleunigung unterschiedliche Parameterwerte, insbesondere unterschiedliche Proportional- und Differentialkomponenten aufweist. According to the invention it can be provided that the control loop is implemented in a control unit of the vehicle in preferably digital electronic form and comprises an electronic controller which has different parameter values, in particular different proportional and differential components, depending on the speed and acceleration.
[0022] Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung der nachfolgenden Ausführungsbeispiele, den Figuren und den Patentansprüchen. Further features according to the invention result from the description of the following exemplary embodiments, the figures and the patent claims.
[0023] Die Erfindung wird im Folgenden anhand nicht-ausschließlicher Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to non-exclusive exemplary embodiments.
[0024] Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens; [0025] Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens; [0026] Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 shows a first exemplary embodiment of a method according to the invention; Figure 2 shows a second embodiment of a method according to the invention; Figure 3 shows an embodiment of a device according to the invention;
[0027] Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der unterschiedlichen Parameterwahl eines digitalen Reglers für die Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 4 shows an exemplary embodiment of the different selection of parameters of a digital controller for the execution of a method according to the invention.
[0028] Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens für den typischen Fall, dass das Fahrzeug auf einer moderat ansteigenden Straße zum Stillstand gebracht werden soll, und zwar beginnend mit einer positiven Geschwindigkeit und geringem Antriebsdrehmoment des Fahrzeugs. Das Fahrzeug rollt mit niedrigem Drehmoment und abnehmender Geschwindigkeit auf einer Steigung nach oben. Dargestellt ist der Verlauf des Antriebsdrehmoments M für den Antriebsstrang des Fahrzeugs sowie die Geschwindigkeit des Fahrzeugs v im Verlauf der Zeit. Fig. 1 shows a first embodiment of a method according to the invention for the typical case that the vehicle is to be brought to a standstill on a moderately uphill road, starting with a positive speed and low driving torque of the vehicle. The vehicle rolls up an incline with low torque and decreasing speed. Shown is the curve of the drive torque M for the drive train of the vehicle and the speed of the vehicle v over time.
[0029] Der schraffiert dargestellte Bereich stellt jenen Bereich des Antriebsdrehmoments dar, der bei der betreffenden Steigung der Straße zu einem Stillstand des Fahrzeugs führen würde (Stillstandsdrehmomentbereich). Befindet sich das Antriebsdrehmoment im Stillstand über diesem Bereich, würde es das Fahrzeug nach vorwärts antreiben; befindet sich das Antriebsdrehmoment darunter, würde das Fahrzeug rückwärts rollen. The shaded area represents that range of the drive torque that would lead to a standstill of the vehicle on the relevant incline of the road (standstill torque range). If the driving torque is above this range at standstill, it would propel the vehicle forward; if the drive torque is below this, the vehicle would roll backwards.
[0030] Schematisch ist in dieser Darstellung auch das Rückrollmoment Mdrag mit einer strichlierten Linie angedeutet. Je höher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist, umso höher ist auch das Rückrollmoment. Die Aufgabe des erfindungsgemäßen Regelkreises kann darin gesehen werden, das Antriebsdrehmoment in den Bereich des Rückrollmoments zu führen und gleichzeitig die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf Null zu reduzieren. Im Stillstand soll das Antriebsdrehmoment im Wesentlichen gleich dem Rückrollmoment sein. The rollback torque Mdrag is also indicated schematically in this representation with a dashed line. The higher the speed of the vehicle, the higher the rollback moment. The task of the control circuit according to the invention can be seen as guiding the drive torque into the range of the rollback torque and at the same time reducing the speed of the vehicle to zero. At standstill, the drive torque should be essentially equal to the rollback torque.
[0031] Im Bereich | weist das Fahrzeug bei einem konstant niedrigen Antriebsdrehmoment eine positive Geschwindigkeit auf, die sich jedoch im Lauf der Zeit reduziert, da das Fahrzeug die Ansteigung bewältigen muss und somit aufgrund des unzureichenden Antriebsdrehmoments langsamer wird. Das Rückrollmoment ist aufgrund der positiven Geschwindigkeit des Fahrzeugs hoch, reduziert sich jedoch gleichermaßen wie die Geschwindigkeit. In the range | For example, with a constant low drive torque, the vehicle has a positive speed, but this speed reduces over time as the vehicle has to climb the grade and thus slows down due to insufficient drive torque. The rollback moment is high due to the vehicle's positive speed, but reduces in line with the speed.
[0032] Ab dem Zeitpunkt t1 (Bereich Il) beginnt der Regelkreis, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf den Sollwert Null zu regeln. Dabei wird ein erster Regler PID1 im Regekkreis aktiviert. Das Antriebsdrehmoment bildet die Stellgröße des Regelkreises und wird an den Antriebsstrang des Fahrzeugs, der die Regelstrecke bildet, geführt. Der Regler erhöht zunächst das Antriebsdrehmoment leicht, sodass es sich dem Rückrollmoment annähert. Ruckartige Anderungen des Drehmoments sollen verhindert werden, sodass dieser erste Regler eine niedrige Proportionalkomponente und eine hohe Zeitkonstante aufweist. From time t1 (area II), the control loop begins to regulate the speed of the vehicle to the target value of zero. A first controller PID1 is activated in the control loop. The drive torque forms the manipulated variable of the control loop and is fed to the vehicle's drive train, which forms the controlled system. The controller initially increases the drive torque slightly so that it approaches the rollback torque. Jerky changes in torque are to be prevented, so that this first controller has a low proportional component and a high time constant.
[0033] Ab dem Zeitpunkt t2 (Bereich Ill) befindet sich das Fahrzeug im Stillstand und das Antriebsmoment entspricht dem Rückrollmoment; das Antriebsmoment verbleibt nun durch die aktive Regelung im Stillstandsdrehmomentbereich. Sowohl im Bereich Il, als auch im Bereich Ill From time t2 (area III), the vehicle is at a standstill and the drive torque corresponds to the rollback torque; the drive torque now remains in the standstill torque range due to the active control. Both in area II and in area Ill
erfolgt die Regelung durch den ersten Regler PID1. is controlled by the first controller PID1.
[0034] Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall, dass das Fahrzeug auf einer stärker ansteigenden Straße als im ersten Ausführungsbeispiel zum Stillstand gebracht werden soll, wieder beginnend mit einer positiven Geschwindigkeit und geringem Antriebsdrehmoment. Dargestellt ist wieder der Verlauf des geregelten Antriebsdrehmoments für den Antriebsstrang eines elektrischen Fahrzeugs sowie die Geschwindigkeit des Fahrzeugs v im Verlauf der Zeit. Fig. 2 shows a second embodiment of a method according to the invention for the case that the vehicle is to be brought to a standstill on a more steeply uphill road than in the first embodiment, again starting with a positive speed and low drive torque. The curve of the controlled drive torque for the drive train of an electric vehicle and the speed of the vehicle v over time are again shown.
[0035] Im Bereich | weist das Fahrzeug bei einem konstant niedrigen Antriebsdrehmoment eine positive Geschwindigkeit auf, die sich jedoch im Lauf der Zeit reduziert, da das Fahrzeug die Ansteigung bewältigen muss und somit langsamer wird. In the range | For example, with a constant low drive torque, the vehicle has a positive speed, but this speed reduces over time as the vehicle has to climb the incline and thus slows down.
[0036] Ab dem Zeitpunkt t1 (Bereich Il) beginnt der Regelkreis, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs als Istwert auf den Sollwert Null zu regeln. Das Antriebsdrehmoment bildet die Stellgröße des Regelkreises und wird an den Antriebsstrang des Fahrzeugs geführt. Im Bereich | wird wieder der erste PID-Regler PID1 eingesetzt, der das Antriebsdrehmoment langsam erhöht, sodass es sich dem Rückrollmoment annähert. In diesem Fall ist jedoch die Steigung zu stark, sodass das Fahrzeug im Zeitpunkt t2 bereits zum Stillstand kommt, obwohl das Antriebsdrehmoment das Rückrollmoment noch nicht erreicht hat. Folglich beginnt das Fahrzeug im Bereich Ill rückwärts zu rollen. From time t1 (area II), the control loop begins to control the speed of the vehicle as an actual value to the target value of zero. The drive torque forms the manipulated variable of the control loop and is fed to the vehicle's drive train. In the area | the first PID controller PID1 is used again, which slowly increases the drive torque so that it approaches the rollback torque. In this case, however, the gradient is too steep, so that the vehicle comes to a standstill at time t2, although the drive torque has not yet reached the rollback torque. As a result, the vehicle begins to roll backwards in area Ill.
[0037] Im Bereich Ill ist die Geschwindigkeit negativ und auch die Beschleunigung ist negativ; das Fahrzeug rollt mit steigender Geschwindigkeit rückwärts. Der erfindungsgemäße Regelkreis schaltet mittels einer Umschaltvorrichtung auf einen zweiten PID-Regler PID2 um, der das Antriebsmoment stärker und schneller erhöht, als der erste PID-Regler PID1. Der Regler PID2 weist zu diesem Zweck eine höhere Proportionalkomponente und niedrigere Zeitkonstanten auf, als der Regler PID1. In area III, the speed is negative and the acceleration is negative; the vehicle rolls backwards with increasing speed. The control circuit according to the invention switches over to a second PID controller PID2 by means of a switching device, which increases the drive torque more strongly and faster than the first PID controller PID1. For this purpose, controller PID2 has a higher proportional component and lower time constant than controller PID1.
[0038] Folglich stabilisiert sich im Bereich Ill die negative Geschwindigkeit und erreicht im Zeitpunkt t3 ihr negatives Maximum; die Beschleunigung wird ab diesem Zeitpunkt positiv; die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bleibt negativ, nähert sich aber wieder dem Wert Null. Gleichzeitig nähert sich das Antriebsdrehmoment zunehmend dem Rückrollmoment an. Consequently, the negative speed stabilizes in area III and reaches its negative maximum at time t3; the acceleration becomes positive from this point in time; the speed of the vehicle remains negative, but approaches zero again. At the same time, the drive torque increasingly approaches the rollback torque.
[0039] Im Bereich IV ist die Geschwindigkeit negativ und die Beschleunigung positiv; das Fahrzeug rollt mit abnehmender Geschwindigkeit rückwärts. Der erfindungsgemäße Regelkreis schaltet folglich auf einen dritten PID-Regler PID3 um, der das Antriebsmoment wiederum langsamer und erhöht, als der zweite PID-Regler PID2. In area IV, the speed is negative and the acceleration is positive; the vehicle rolls backwards with decreasing speed. The control circuit according to the invention consequently switches over to a third PID controller PID3, which in turn increases the drive torque more slowly and more slowly than the second PID controller PID2.
[0040] Schließlich erreicht das Fahrzeug im Bereich IV den stabilen Stillstand, da das Antriebsmoment sich dem Rückrollmoment angenähert hat und im Stillstandsdrehmomentbereich verbleibt. Eventually, the vehicle reaches stable standstill in range IV, since the drive torque has approached the rollback torque and remains in the standstill torque range.
[0041] Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Regelkreises für eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Der Regekkreis ist derart ausgeführt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs als Istwert abgegriffen und auf den Sollwert Null geregelt wird, wobei das Antriebsdrehmoment Msoll die Stellgröße des Regelkreises bildet und an den Antriebsstrang des Fahrzeugs geführt wird. Der Regler ist jedoch nicht konstant, sondern in Abhängigkeit der Geschwindigkeit v und Beschleunigung a = dv/dt des Fahrzeugs werden unterschiedlich ausgebildete Regler PID1, PID2 und PID3 eingesetzt. 3 shows an exemplary embodiment of a control circuit for a device according to the invention. The control circuit is designed in such a way that the speed of the vehicle is picked up as an actual value and is controlled to the target value zero, with the drive torque Msoll forming the manipulated variable of the control circuit and being fed to the drive train of the vehicle. However, the controller is not constant, but depending on the speed v and acceleration a=dv/dt of the vehicle, differently designed controllers PID1, PID2 and PID3 are used.
[0042] Im konkreten Ausführungsbeispiel sind drei unterschiedliche Regler vorgesehen, die jeweils als PID-Regler ausgeführt sind. Bei positiver Geschwindigkeit wird durch eine nicht dargestellte Umschaltvorrichtung ein erster Regler PID1 aktiviert, bei negativer Geschwindigkeit und negativer Beschleunigung ein zweiter Regler PID2, und bei negativer Geschwindigkeit und positiver Beschleunigung ein dritter Regler PID3. In the specific embodiment, three different controllers are provided, each of which is designed as a PID controller. With a positive speed, a first controller PID1 is activated by a switching device (not shown), with a negative speed and negative acceleration, a second controller PID2, and with a negative speed and positive acceleration, a third controller PID3.
[0043] Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der unterschiedlichen Parameterwahl des digitalen Reglers eines elektronischen Regelkreises in einer Steuereinheit eines Fahrzeugs für die Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Regler in 4 shows an embodiment of the different parameter selection of the digital controller of an electronic control circuit in a control unit of a vehicle for the execution of a method according to the invention. In this embodiment, the controls are in
Form eines einzigen elektronischen Reglers ausgebildet, der je nach Bereich mit unterschiedlichen Parametern realisiert wird. Die erfindungsgemäße Umschaltvorrichtung sorgt in diesem Ausführungsbeispiel dafür, dass der elektronische Regler je nach Bereich mit unterschiedlichen Parameterwerten realisiert wird. Designed in the form of a single electronic controller, which is realized with different parameters depending on the area. In this exemplary embodiment, the switching device according to the invention ensures that the electronic controller is implemented with different parameter values depending on the area.
[0044] Im Bereich | sind der Proportionalanteil und der Integralanteil auf einem niedrigen Wert. Im Bereich Il sind der Proportionalanteil und der Integralanteil auf einem hohen Wert. Im Bereich Ill sind der Proportionalanteil und der Integralanteil auf einem mittleren Wert. In den drei Bereichen I, II und Ill ist der Differentialanteil jeweils Null, das heißt der Regler fungiert als reiner PIRegler. Die unterschiedlichen Proportional- und Integralanteile werden derart gewählt, dass das schematisch dargestellte Antriebsdrehmoment einen stetigen Verlauf ohne Sprünge aufweist. Beim Ubergang zwischen den Bereichen erfolgt kein Rücksetzen der Anteile. In the range | the proportional term and the integral term are at a low value. In area II, the proportional component and the integral component are at a high value. In area III, the proportional component and the integral component are at a medium value. The differential component is zero in each of the three areas I, II and III, which means that the controller acts as a pure PI controller. The different proportional and integral parts are selected in such a way that the drive torque shown schematically has a continuous curve without jumps. There is no reset of the proportions when transitioning between the ranges.
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- 2019-05-13 AT ATA50430/2019A patent/AT522508B1/en active
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|---|---|
| AT522508A1 (en) | 2020-11-15 |
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