DE10131291A1

DE10131291A1 - Verfahren zum Unterstützen des Anfahrens eines Fahrzeugs an einem Hang

Info

Publication number: DE10131291A1
Application number: DE10131291A
Authority: DE
Inventors: Juergen Diebold; Oliver Huth
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2002-11-14
Also published as: DE50214334D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Unterstützen des Anfahrens eines Fahrzeugs an einem Hang, bei dem unter Berücksichtigung eines Hangabtriebsmoments ein Fahrzeugbremsmoment entsprechend einem geschätzten Fahrzeugantriebsmoment verändert wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird das Verfahren mit den folgenden Schritten durchgeführt: Ermitteln eines Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwertes, Vergleichen des Referenzwertes mit dem geschätzten Fahrzeugantriebsmoment und Beeinflussen des Bremsmomentes nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses (Figur 1).

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Unterstützen des Anfah rens eines Fahrzeugs an einem Hang nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 17 und 18 und eine Vorrichtung nach dem Oberbe griff des Anspruchs 20.

Unter dem Begriff des Anfahrens an einem Hang wird das An fahren bergaufwärts und bergabwärts sowie das Anfahren in der Ebene verstanden.

Eine Anfahrhilfe soll den Fahrer beim Anfahren am Berg un terstützen. Anfahrhilfen am Berg sollen das komplizierte Handhaben von Bremse, Feststellbremse, Kupplung und Motor vereinfachen. Gleichzeitig muß sichergestellt werden, daß unter keinen Umständen das Fahrzeug rückwärts rollt, um bei spielsweise Kollision mit bergab stehenden Fahrzeugen zu vermeiden. Dazu muß ein solches Assistenzsystem neben dem Hangabtriebsmoment und dem Bremsmoment das über die Kupplung auf die Antriebsachse übertragene Antriebsmoment ermitteln.

In der WO 99/20921 (P 9154) wird ein Verfahren angegeben, das nach Maßgabe des ermittelten Antriebsmoments und des ermit telten Hangabtriebsmoments das Bremsmoment derart beein flußt, daß beim bergauf Anfahren die Summe aus Bremsmoment und ermittelten Antriebsmoments immer größer als das Hangab triebsmoment ist. Dabei wird die Schätzung des Antriebsmo ments in einem Beobachter direkt, d. h. absolut ausgewertet.

Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß eventuell in der Schätzung des Antriebsmoments vorhandene Fehler in die Bi lanzierung eingehen und je nach Fehler ein zu frühes oder zu spätes Lösen der Bremse während des Anfahrvorgangs erfolgt. Das Fahrzeug wird also bei Fehlern in der Ermittlung des An triebsmoments entgegen der gewünschten Fahrtrichtung wegrol len (löst zu früh) oder das Fahrzeug wird zu lange festge halten und der Fahrer beim Anfahren behindert.

Mögliche Fehler in der Ermittlung des Antriebsmoments können dabei auf folgenden Ursachen beruhen:

- Im Fahrzeug sind mechanisch und/oder elektrisch bedingte Lasten vorhanden, die aber bei der modellbasierten Ermitt lung des Antriebmoments nicht mitberücksichtigt sind. Die se können z. B. starke elektrische Verbraucher wie eine Sitzheizung oder sonstiges, nachträglich eingebautes Zube hör sein.
- Der im Fahrzeug verbaute Verbrennungsmotor weist im Ver gleich zu anderen, baugleichen Motoren, ein deutlich ande res Reibmoment auf (Serienstreuung, Alterung, etc.).
- Es werden Zusatzmomente (wie z. B. ISAD-Moment, Lastmoment des Klimakompressors, etc.) bereits von vorhandenen Steu ergeräten ermittelt und zur Verfügung gestellt, diese kön nen jedoch fehlerbehaftet sein. Zum Beispiel wird das Lastmoment des Klimakompressors meist nur als statischer, maximaler Wert im Verlustmoment des vom Motorsteuergerät gelieferten Verlustmoments berücksichtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein genaueres Ver fahren zur Unterstützen des Anfahrens eines Fahrzeugs anzu geben, und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Schritten durchgeführt wird, Ermitteln eines Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwer tes, Vergleichen des Referenzwertes mit dem geschätzten Fahrzeugantriebsmoment, und Beeinflussen des Bremsmomentes nach Maßgabe des Vergleichsergebnisses.

Durch die Merkmale des Anspruchs 1 erfolgt vorteilhaft:

- eine relative Auswertung vom geschätzten Antriebsmoment,
- eine Ermittlung eines Referenzwertes zur relativen Bewer tung.

Die relative Auswertung der Schätzung des Antriebsmoments ist für eine Anfahrhilfe im Vergleich zur absoluten Auswer tung vorteilhaft, da in jedem Fahrzeug eine andere absolute Verstimmung des Antriebsmoments vorliegt. Dabei können die in den unterschiedlichen Fahrzeugen vorhandenen unterschied lichen Reibmomente, das unterschiedliche Zubehör und unter schiedliche Lasten, die nicht modelliert sind, durch die re lative Bewertung berücksichtigt werden, da nur die nach Maß gabe von bestimmten Bedingungen ermittelte Differenz zwi schen dem Fahrzeugantriebsmoment und dem Fahrzeugantriebsmo ment-Referenzwert in die Bilanzierung eingehen. Der ermit telte Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwert ist ein von Bedin gungen abhängender Offsetwert des Fahrzeugantriebsmoments, in den die fahrzeugbedingten Lastmomente eingehen. Es ent steht unabhängig von unterschiedlichen Lastmomenten ein für den Fahrer immer gleiches Verhalten des Fahrzeugs. Der Fah rer wird also im Anfahrvorgang dadurch reproduzierbar gleich unterstützt, unabhängig davon, ob der Motor kalt ist und mehr Reibmoment verursacht als das Motorsteuergerät schätzt oder andere zusätzliche Lastmomente vorhanden sind, die nicht in die Schätzung vom Fahrzeugantriebsmoment (M_DRIVE) eingehen.

Die relative Auswertung der Schätzung des Antriebsmoments führt nicht zum zu frühen oder zu späten Lösen der Bremse durch die Anfahrhilfe im Anfahrvorgang.

Gegenstand der Erfindung ist ferner, daß eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Unterstützen des Anfahrens eines Fahrzeugs an einem Hang, bei dem unter Berücksichtigung eines Hangab triebsmoments ein Fahrzeugbremsmoment entsprechend einem ge schätzten Fahrzeugantriebsmoment verändert wird, ausgestat tet ist mit einer Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwertes, einer Vergleichsein heit zum Vergleichen des Referenzwertes mit dem geschätzten Fahrzeugantriebsmoment, und einer Vorrichtung zum Beeinflus sen des Bremsmomentes nach Maßgabe des Vergleichsergebnis ses.

Vorteilhaft ist, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwert nach Maßgabe des Fahrzeugantriebsmoments ermittelt wird.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, daß der Referenzwert des Fahrzeugantriebsmoments in Abhängigkeit vom weiteren Größen bzw. Kennwerten bzw. Meßgrößen oder deren Ableitungen, wie das Lösen des Bremspedals und/oder das Betätigen des Fahrpe dals und/oder den momentanen Fahrzeugzustand wiedergebende Größen (Stillstand, Anfahren, Starten des Motors, Motordreh zahl etc.) ausgewertet wird. Hierdurch ist es möglich, die in speziellen Fahrsituationen und/oder bei speziellen Fahr zeugzuständen auftretenden Ungenauigkeiten des geschätzten Fahrzeugantriebsmoments oder des Referenzwertes zu korrigie ren. Ein Beispiel hierfür ist eine Begrenzung der Motordreh zahl, die bei der modellbasierten Schätzung des Antriebsmo mentes gemäß der WO 99/20921 (P 9154), auf die voll inhalt lich verwiesen wird und deren Beschreibung der Ermittlung des Antriebsmoments Bestandteil dieser Anmeldung ist, zu einem geschätzten Antriebsmoment in Leerlaufmodell führen kann, das jedoch an den angetriebenen Rädern nicht verfügbar ist.

Zur weiteren Verbesserung der Unterstützung des Anfahrens ist es zweckmäßig, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenz wert innerhalb eines Toleranzbandes mit dem Fahrzeugan triebsmoment solange mitgeführt wird, bis das Bremspedal und/oder die Feststellbremse gelöst wird. Ein Toleranzband innerhalb dem der Referenzwert dem Antriebsmoment folgt, er möglicht die Fehler in der Antriebsmomentenschätzung ausrei chend zu eliminieren, dabei kann der Fahrer aber zum anderen gegen eine ungenügend betätigte Feststellbremse anfahren. Die Toleranzband-Grenzwerte begrenzen das Mitführen des Re ferenzwertes auf physikalisch sinnvolle Werte.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwert innerhalb des Toleranzbandes mit dem Fahrzeugantriebsmoment auch hin zu dem unteren Toleranzband-Grenzwert mitgeführt wird, wenn mindestens das Bremspedal (und ggf. die Feststellbremse) ge löst wurde. Dadurch wird es beim Abbruch eines Anfahrvorgan ges, wenn bei betätigter Bremse bereits Antriebsmoment auf gebaut wurde, der Referenzwert nicht auf dem zuvor erreich ten hohen Wert festgehalten, von dem aus dann eine erneute Anfahrerkennung startet, sondern der Referenzwert wird wie der mit dem Antriebsmoment nach unten auf den kleineren Wert mitgeführt. Eine Komforteinbuße, wie ein zu langes halten des Fahrzeugs bei vorliegendem Anfahrwunsch, wird hierdurch vermieden.

Ist die Betätigung der Feststellbremse in das Verfahren und die Vorrichtung zum Unterstützen des Anfahrens integriert, können die auf ein Lösen der Betriebsbremse gerichteten Ver fahrensschritte und die Vorrichtung, auch bei einem Lösen der Feststellbremse angewendet werden.

Ferner ist es von Vorteil, daß der Fahrzeugantriebsmoment- Referenzwert innerhalb des Toleranzbandes mit dem Fahrzeu gantriebsmoment in Abhängigkeit von einer Fahrpedal-Größe hin zu dem unteren Toleranzband-Grenzwert mitgeführt wird, wenn mindestens das Bremspedal gelöst wurde.

Es ist besonders zweckmäßig, daß der Fahrzeugantriebsmoment- Referenzwert erst nach einer vorgegebenen Zeitdauer hin zu dem unteren Toleranzband-Grenzwert mitgeführt wird, wobei die Zeitdauer in Abhängigkeit von der Fahrpedal-Größe und/oder in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Motordrehzahl gestartet wird.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß der Fahrzeugantriebs moment-Referenzwert innerhalb des Toleranzbandes mit dem Fahrzeugantriebsmoment auch mit begrenzten Gradienten hin zu dem oberen oder unteren Toleranzband-Grenzwert mitgeführt wird, wenn das Bremspedal gelöst wurde. Durch diesen Verfah rensschritt wird berücksichtigt, daß zusätzliche Lasten, die in der modellbasierten Ermittlung des Antriebsmoments nicht berücksichtigt werden können, eine ungewollte Deaktivierung der Vorrichtung herbeiführen. Der Referenzwert kann daher innerhalb seines Toleranzbandes mitgeführt werden, wobei die Geschwindigkeit dieser Anpassung eine Limitierung erfährt.

Die begrenzten Gradienten werden vorteilhaft nach Maßgabe der Änderung des Fahrzeugantriebsmoments ermittelt.

Der Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwert wird dann wieder mit dem Fahrzeugantriebsmoment mitgeführt, wenn das Fahrzeugan triebsmoment sich kontinuierlich in Richtung der unteren Grenze des Toleranzbandes bewegt, nachdem es den Wert des Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwerts unterschritten hat, der selbst nur mit einem limitierten Gradienten dieser Änderung folgen kann.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß der Fahrzeugantriebsmoment- Referenzwert dem Fahrzeugantriebsmoment mit begrenzten Gra dienten hin zu dem oberen oder unteren Toleranzband-Grenz wert nur folgt, wenn die Fahrpedal-Größe einen momentanen Fahrzeugzustand wiedergibt, bei dem das Fahrpedal gelöst ist. Hierdurch wird vermieden, daß ein Anfahren verzögert wird. Darüber hinaus muß vorteilhaft die Bedingung erfüllt sein, daß der Grenzwert der Motordrehzahl unterschritten wird.

Da beim Starten des Fahrzeugs - wenn die Schätzung des An triebsmoments sehr fehlerbehaftet ist - die Anfahr-Unter stützung beim Vorliegen von Eintrittsbedingungen selbsttätig ausgelöst werden kann, wird vorteilhaft beim Starten minde stens der obere Toleranzband-Grenzwert für dem Fahrzeugan triebsmoment-Referenzwert während einer Zeitdauer heraufge setzt, die anhand von auf Erfahrungswerten basierenden Ta bellen oder durch Konstanten oder durch Formeln, die den Starvorgang im Zusammenhang mit Eigenschaften/Kennwerten des Fahrzeugs berücksichtigen, beschrieben werden kann. Der Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwert wird dadurch während der Startphase mit dem fehlerbehafteten Fahrzeugantriebsmoment mitgeführt. Die Ermittlung einer fehlerhaften Anfahrbedin gung kann durch diese Maßnahme ausgeschlossen werden.

Da die Schätzung des Fahrzeugantriebsmoments auch fehlerhaft werden kann, wenn der Fahrer das Fahrpedal mit großen Ände rungen in kurzer zeitlicher Folge hintereinander vorgibt, ist es zweckmäßig, daß in Abhängigkeit von der Betätigungs geschwindigkeit des Fahrpedals und der Anzahl der Betätigun gen des Fahrpedals während einer vorgegebenen Zeitdauer ein Zusatzmoment M_DOWN_CORR ermittelt wird, das bei der Anfahr- Unterstützung berücksichtigt wird.

Vorteilhaft ist, daß das Zusatz- oder Korrekturmoment in der Bilanzierung so berücksichtigt wird, daß das Zusatzmoment M_DOWN_CORR und das Hangabtriebsmoment M_HANG summiert wer den.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein Diagramm über den zeitlichen Verlauf des ge schätzten Fahrzeugantriebsmoments und des Fahrzeu gantriebsmoment-Referenzwertes

Fig. 1a ein Schema über den Ablauf des Verfahrens nach Fig. 1

Fig. 2 ein Diagramm nach Fig. 1 in einem Toleranzband bei einem Verfahrensablauf im Aktivierungszweig der Fig. 1a

Fig. 2a ein Diagramm nach Fig. 1 bei einem Verfahrensab lauf im Anfahrzweig der Fig. 1a

Fig. 3 ein Diagramm nach Fig. 1, in dem ein Verfahrens ablauf mit unterbrochen Anfahren dargestellt ist

Fig. 4 ein Diagramm nach Fig. 1, in dem ein Verfahrens ablauf mit dynamischer Fahrpedalbetätigung darge stellt ist

Fig. 4a ein Schema über den Ablauf des Verfahrens nach Fig. 4

Fig. 5 ein Diagramm über den Startvorgang, mit den Größen Motormoment, Motordrehzahl, Antriebsmomente

Fig. 6 ein Diagramm über den zeitlichen Verlauf eines Zu satzmoments in Abhängigkeit von der Fahrpedalbetä tigung

Fig. 7 ein Diagramm nach Fig. 1, in dem der Referenzwert mit begrenztem Gradienten mitgeführt wird Fig. 1 zeigt ein Diagramm über den zeitlichen Verlauf des Antriebsmoments M_DRIVE und des Antriebsmoment-Referenzwerts M_DRIVE_REVAL. Dabei folgt der Referenzwert M_DRIVE_REVAL dem Antriebsmoment M_DRIVE bis zum Zeitpunkt t1, an dem die Betriebsbremse und/oder die Feststellbremse gelöst wird.

Während der Zeitdauer t0 bis t1, in der der Fahrer keinen Anfahrwunsch erkennen läßt, da er die Betriebsbremse betä tigt oder die Feststellbremse betätigt ist, wird der Refe renzwert mitgeführt. In Situationen, in denen der Fahrer po tentiell Antriebsmoment aufbauen kann, wird der Referenzwert M_DRIVE_REFVAL geeignet festgehalten, damit der Anfahrwunsch des Fahrers, bei dem M_DRIVE gegenüber dem Referenzwert M_DRIVE_REFVAL ansteigt, erkannt wird. Antriebsmoment kann nach einem Ausführungsbeispiel von dem Fahrer aufgebaut wer den, wenn die Betriebsbremse und die Feststellbremse gelöst ist.

Es wird dabei nicht die absolute Größe des Antriebsmoments M_DRIVE zur Bilanzierung gegenüber dem Hangabtriebsmoment im Anfahrvorgang herangezogen, um das Bremsmoment geeignet zu reduzieren, sondern nur die Änderung des Antriebsmoments M_DRIVE gegenüber dem zu ermittelnden Referenzwert M_DRIVE_REFVAL betrachtet. Das geschätzte Antriebsmoment wird relativ zu dem Referenzwert ausgewertet, indem Diffe renz M_DIFF = M_DRIVE - M_DRIVE_REFVAL < M_ANFAHR ist, mit M_ANFAHR = Anfahrschwelle, die den Anfahrwunsch beschreibt.

Nachdem der Anfahrwunsch erkannt wurde, wird das Bremsmoment über eine Bilanzierung von M_DIFF zu M_HANG beeinflußt.

Fig. 1a hat den Verfahrensablauf zum Gegenstand. Mit dem gezeigten Ablauf kann die Anfahrsituation von der Situation unterschieden werden, in der das Fahrzeug stillsteht. Ausge hend von einer Situation, wird in Raute 10 festgestellt, ob der Fahrer die Betriebsbremse betätigt oder die Feststell bremse betätigt ist oder nicht. Liegt ein Signal vor, das einen Fahrzeugstillstand bei gleichzeitiger Bremsbetätigung anzeigt, wird im Aktivierungszweig 14 in Schritt 11 eine Folgeregelung gestartet, daß der Referenzwert M_DRIVE_REFVAL dem Antriebsmoment M_DRIVE folgt. Wenn der im Schritt 11 eingestellte Zustand vorliegt, erfolgt im Schritt 12 eine Begrenzung des Referenzwertes auf einen oberen und unteren Grenzwert G_OBEN, G_UNTEN. Bevorzugt liegt G_OBEN bei ca. 20 Nm und G_UNTEN bei ca. -40 Nm, wobei die Grenzwerte Fahr zeug abhängig variieren.

Wird in Raute 10 festgestellt, daß die Bremse(n) gelöst wur de(n), werden im Anfahrzweig 15 im Schritt 13 durch einen Größenvergleich festgestellt, ob der aktuelle Wert des An triebsmoments M_DRIVE kleiner als der Referenzwert M_DRIVE_REFVAL ist. Der Referenzwert M_DRIVE_REFVAL des Fahrzeugantriebsmoments wird dann in Abhängigkeit vom weite ren Größen bzw. Kennwerten bzw. Meßgrößen oder deren Ablei tungen, wie das Betätigen des Fahrpedals und/oder den momen tanen Fahrzeugzustand wiedergebende Größen (Stillstand, An fahren, Starten des Motors, Motordrehzahl etc.) an die Ände rungen des Antriebsmoments angepaßt oder auch konstant ge halten.

Die Bildung des Referenzwerts M_DRIVE_REFVAL zur relativen Auswertung des Antriebsmoments M_DRIVE wird wie folgt durch geführt:
Wie Fig. 2 zeigt, wird der Referenzwert M_DRIVE_REFVAL mit dem ermittelten Wert des Antriebsmoments M_DRIVE mitgeführt, d. h. M_DRIVE_REFVAL = M_DRIVE, solange der Fahrer eine Brems einrichtung betätigt hat. Der Referenzwert M_DRIVE_REFVAL folgt dem Wert des Antriebsmoments M_DRIVE innerhalb eines Toleranzbandes 16, das durch einen oberen Grenzwert G_OBEN und eine unteren Grenzwert G_UNTEN auf physikalisch sinnvol le Werte begrenzt ist. Über- oder unterschreitet der Wert des Antriebsmoments M_DRIVE den oberen oder unteren Grenz wert G_OBEN, G_UNTEN des Toleranzbandes 16, dann wird der Referenzwert M_DRIVE_REFVAL auf dem Grenzwert festgehalten. Der Fahrer kann immer dann nicht anfahren, wenn er selbst eine der beiden Bremseinrichtungen (Betriebsbremse und/oder Feststellbremse) betätigt hält. In diesem Fall wird der Ak tivierungszweig 14 im Anfahrhilfealgorithmus durchlaufen. Betätigt der Fahrer die Betriebsbremseinrichtung nicht mehr bzw. wird die Betätigung der Feststellbremse - aus der Kon stellation und der Abfolge verschiedener Fahrzeugsignale heraus - als nicht mehr gültig erachtet (Fig. 2a), so wird der Anfahrzweig 15 im Algorithmus durchlaufen und M_DRIVE_REFVAL darf nicht mit M_DRIVE erhöht werden - sondern nur mit begrenztem Gradienten - da sonst keine Anfahrbedin gung erkannt werden kann. Ein Erhöhung mit begrenztem Gra dienten wird im Zusammenhang mit der Fig. 7 näher beschrie ben.

In den Fig. 1, 2 und 3 wird aus Übersichtsgründen das Mitführen mit begrenzten Gradienten vereinfacht als konstan ter Wert der Größe M_DRIVE_REFVAL dargestellt.

Der Sonderfall ist eine betätigte Feststellbremse. Hier kann der Fahrer, insbesondere dann, wenn er die Feststellbremse nur leicht (z. B. erste Raste) betätigt hat, auch gegen die Feststellbremse Anfahren. Ein permanentes Mitführen (wie oben beschrieben) des M_DRIVE_REFVAL mit M_DRIVE würde dazu führen, daß der Anfahrwunsch des Fahrers nie erkannt würde. Daher wird das Mitführen des M_DRIVE_REFVAL nur bis zu einer physikalisch sinnvollen Grenze von ca. 20 Nm durchgeführt (oder der Fahrer betätigt das Fahrpedal). Damit wird zu ei nem erreicht, daß die Fehler in der Schätzung des Antriebs moments ausreichend bei dieser relativen Auswertung elimi niert werden und zum anderen ein Anfahren gegen die Fest stellbremse nach wie vor möglich ist.

Eine weitere Beschränkung des M_DRIVE_REFVAL nach unten auf physikalisch sinnvolle Werte der möglichen Fehler liegt in einem besonders günstigen Ausführungsbeispiel bei ca. -40 Nm. Damit wird insgesamt ein ausreichendes Band (-40 Nm bis 20 Nm) zur relativen Betrachtung von M_DRIVE geschaffen, zum anderen aber ein Mitführen des M_DRIVE_REFVAL auf physika lisch sinnlose Werte verhindert und damit ein eventuell feh lerhaftes Verhalten des Anfahrhilfe verhindert. Der Anfahr wunsch des Fahrers kann auch im Fehlerfall noch erkannt wer den, wenn mehr als 20 Nm aufgebaut wird.

Wie die Fig. 2a und 3 zeigen, darf im Anfahrzweig 15 der Referenzwert M_DRIVE_REFVAL jedoch mit einem kleiner werden den Antriebsmoment M_DRIVE mit nach unten geführt werden. (bis auf die den Grenzwert G_UNTEN) Dadurch wird folgender Fahrzeugzustand bzw. folgende Situation berücksichtigt: Wenn der Fahrer trotz betätigter Betriebsbremse bis zum Zeitpunkt t1 über die Kupplung Antriebsmoment aufbaut, wird, wie oben beschrieben, der M_DRIVE_REFVAL mit M_DRIVE bis auf maximal G_OBEN mitgeführt. Löst der Fahrer nun die Bremse zum Zeit punkt t1, wird der Referenzwert M_DRIVE_REFVAL auf dem aktu ellen Referenzwert festgehalten und der Fahrer muß von die sem Niveau aus weiter Antriebsmoment aufbauen, bis M_DIFF ≧ M_ANFAHR ist, um das Bremsmoment über die Anfahrhilfe abbauen zu können. Das Mitführen bis auf maximal G_OBEN sorgt dafür, daß der Fahrer dieses Verhalten nur als leichte Komforteinbuße wahrnimmt, ein Anfahren jedoch ermöglicht.

Wie Fig. 3 zeigt, bricht der Fahrer den Anfahrvorgang 17 bei einem Fahrzeugzugstand M_DIFF < M_ANFAHR zum Zeitpunkt t2 ab, bis zu dem er über die Kupplung Antriebsmoment aufgebaut hat. Der Fahrer kuppelt zum Zeitpunkt t2 aus, so daß der An fahrvorgang bei 18 unterbrochen ist, und das Antriebsmoment in Richtung des Grenzwertes G_UNTEN reduziert wird. Dabei sorgt das oben beschriebene Mitführen des M_DRIVE_REFVAL mit dem Antriebsmoment in Richtung des unteren Grenzwertes G_UNTEN dafür, daß beim erneuten Anfahren 19 nicht der zuvor gelernte (zu große) Wert von M_DRIVE_REFVAL zur relativen Auswertung benutzt wird. Die Anfahrerkennung basiert dann wieder auf dem kleineren, nach unten mitgeführten Wert für M_DRIVE_REFVAL.

Ein Festhalten des Referenzwertes M_DRIVE_REFVAL muß dann durchgeführt werden, wenn der Fahrer Gas gibt. Dabei kann die Schätzung des Antriebsmoments insbesondere bei sehr dy namischen Vorgängen (schnelles Gasgeben oder schnelles Gas wegnehmen) fehlerbehaftet sein. Ein Mitführen des Referenz wertes M_DRIVE_REFVAL wird aufgrund dieser Unsicherheit ver mieden, um keine Fehlauslösung der Anfahrhilfe zu erreichen oder ein zu schweres Lösen des Bremspedals zu erzielen.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm über den zeitlichen Verlauf des Antriebsmoment-Referenzwerts M_DRIVE_REFVAL nach Maßgabe ei ner dynamischer Fahrpedalbetätigung. Dabei wird in einer be sonders vorteilhaften Ausführung nach dem Lösen des Fahrpe dals 20 bei δ = 0 (δ = Fahrpedalbetätigung in %) während einer vorgegebenen Zeitdauer Δt (z. B. 200 ms-3000 ms) der Refe renzwert M_DRIVE_REFVAL auf dem aktuellen Wert konstant ge halten. Damit wird der Schätzung des Antriebsmoments ermög licht, sich einzuschwingen. Fig. 4a hat den Verfahrensab lauf zum Gegenstand. Mit dem gezeigten Ablauf kann die Si tuation einer dynamischen Fahrpedalbetätigung festgestellt werden. In Raute 21 wird festgestellt, ob die Fahrpedalbetä tigung δ < 0 ist, oder nicht. Liegt ein Signal vor, das eine Fahrpedalbetätigung größer 0 anzeigt, wird der Referenzwert auf im Schritt 22 einem Wert von M_DRIVE festgehalten, bei dem ein Bremspedal betätigt war. Verringert sich das Signal der Fahrpedalbetätigung δ auf Null, wird in Raute 23 festge stellt, ob die Haltezeit Δt des Referenzwertes M_DRIVE_REFVAL bereits abgelaufen ist, oder nicht. Ist die Haltezeit noch nicht abgelaufen, wird der Zyklus erneut durchlaufen und der Referenzwert im Schritt 22 festgehalten. Ist die Haltezeit abgelaufen, wird im Schritt 24 der Refe renzwert entsprechend der Beschreibung der Fig. 1 und 1a gebildet.

Die relative Auswertung des geschätzten Antriebsmoments hat zur Folge, daß auch die Schwellen zu Erkennung eines Anfahr vorgangs auf den Referenzwert M_DRIVE_REFVAL angepaßt wer den. D. h. die zuvor absolut angegebenen Schwellen werden um den Wert von M_DRIVE_REFVAL erhöht. Damit ergeben sich in einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel folgende Schwellen:

- Bergauf Anfahren: 5*Drive-Off-Schwelle + M_DRIVE_REFVAL
- Ebene Anfahren: 2*Drive-Off-Schwelle + M_DRIVE_REFVAL
- Bergab Anfahren: 3*Drive-Off-Schwelle + M_DRIVE_REFVAL

Wobei der Grundwert einer Erkennung des Anfahrvorgangs Dri ve-Off-Schwelle in diesem Ausführungsbeispiel in einem Be reich von 3-5 Nm liegt, vorzugsweise bei 3 Nm.

Im Allgemeinen liegt die Schwelle beim bergauf Anfahren hö her als in der Ebene. In der Ebene muß der Anfahrvorgang so schnell wie möglich erkannt werden. Bergauf muß ein Wegrol len dagegen verhindert werden und daher die Schwelle größer ausfallen. Bergab soll ein Wegrollen durch ein fehlerhaftes Erkennen einer Anfahrbedingung verhindert werden, daher liegt die Schwelle etwas höher als in Ebene.

Damit ergibt sich die Erkennung einer Anfahrbedingung aus

- Bergauf: M_DIFF = M_DRIVE - M_DRIVE_REFVAL < = 5*Drive- Off-Schwelle
- Ebene: M_DIFF = M_DRIVE - M_DRIVE_REFVAL < = 2*Drive-Off- Schwelle
- Bergab: M_DIFF = M_DRIVE - M_DRIVE_REFVAL < = 3*Drive-Off- Schwelle

Die Bilanzierung mit dem Hangabtriebsmoment im Anfahrvorgang sieht dann mit der relativen Auswertung des Antriebsmoments wie folgt aus:

- Bergauf: M_SUMME = (M_BREMS + M_DIFF) < = M_HANG

In der Ebene und bergab kann M_DIFF als Triggerereignis zum schnellen Lösen der Bremse ausgewertet werden. M_DIFF kann jedoch auch vorteilhaft zur Gewichtung der Lösegeschwindig keit des Bremsmoments nach erkannter Anfahrbedingung heran gezogen werden.

Es gibt Anfahrhilfen, die als Aktivierungsbedingungen neben der Betätigung der Betriebsbremse durch den Fahrer alternativ auch über die Betätigung der Feststellbremse aktiviert wer den können. Das stellt sicher, daß der Fahrer in ein gepark tes Fahrzeug einsteigen kann, die Kupplung betätigen, den Motor starten, die Feststellbremse lösen und von der akti vierten Anfahrhilfe beim Anfahren am Hang unterstützt wird.

Dabei wird das Bremsmoment in der Betriebsbremse allein von der aktiven Betriebsbremse aufgebracht und nicht durch den Fahrer. Hier ist also eine Aktivierung unmittelbar nach dem Starten des Motors erforderlich.

Dabei ist die Schätzung des Antriebsmoments insbesondere ge mäß der Beschreibung in der WO 99/20921 sehr fehlerbehaftet, da die Eingangsgrößen für die Antriebsmomentenermittlung im Startvorgang des Motors und kurz danach sehr fehlerbehaftet sind. Bei den ersten Umdrehungen des Motors weicht sowohl die Messung der Motordrehzahl stark von der tatsächlichen Drehzahl ab als auch das vom Motorsteuergerät gelieferte Mo tormoment vom tatsächlich anliegenden Motormoment. Daher wird das Toleranzband 16 zur Begrenzung des Referenzwertes M_DRIVE_REFVAL über eine vorgegebene Zeitdauer, wie in Fig. 5 dargestellt, ab dem Start des Fahrzeugs vergrößert. Unter Starten des Fahrzeugs wird hier die Zeit verstanden, die vom Zündungsneustart des Motors bis er zum Erreichen eines sta bilen Leerlaufzustandes des Motors ohne Anlasser benötigt wird. Damit wird erreicht, daß M_DRIVE_REFVAL in der Start phase mit dem fehlerhaften M_DRIVE mitgeführt werden kann und keine fehlerhafte Anfahrbedingung erkannt wird. Fig. 5 zeigt ein Diagramm über den zeitlichen Verlauf des geschätz ten Fahrzeugantriebsmoments und des Fahrzeugantriebsmoment- Referenzwertes nach Maßgabe des vom Steuergerät zur Verfü gung gestellten Motormoment und der Motordrehzahl während der Startphase. Nach der Startphase wird dabei über eine Zeitdauer zwischen 1 bis 2 Sekunden, vorzugsweise 1 Sekunde, der obere Grenzwert G_OBEN des Toleranzbandes 16 auf einen Wert von vorzugsweise 100 Nm heraufgesetzt. Selbstverständ lich kann der Wert fahrzeugspezifisch z. B. mittels Kennwer ten modifiziert werden. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit dauer Δt1, während der das Toleranzband aufgeweitet wurde, wird zum Zeitpunkt t3 über eine Zeitdauer Δt2 von 1 bis 2 Sekunden der erhöhte Grenzwert auf den Grenzwert G_OBEN zu rückgeführt.

Die Schätzung des Antriebsmoments M_DRIVE kann auch fehler haft werden, wenn der Fahrer sehr schnell und oft das Fahr pedal betätigt (d. h. am Gaspedal "spielt"). Dabei gibt der Fahrer große Änderungen in kurzer zeitlicher Folge hinter einander am Fahrpedal vor. Diese stark dynamischen Änderun gen der Motordrehzahl verursachen meist eine ansteigende Schätzung des Antriebmoments M_DRIVE, obwohl kein oder nur wenig Antriebsmoment tatsächlich zur Verfügung steht. In dieser Situation ist es erforderlich, daß ein Korrekturmo ment in die Bilanzierung zum Abbau des Bremsmoments eingeht. Fig. 6 zeigt ein Diagramm über den zeitlichen Verlauf des ermittelten Zusatzmoments M_DOWN_CORR nach Maßgabe der Betä tigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals und der Anzahl der Be tätigungen des Fahrpedals. Es wird so ein Zusatzmoment M_DOWN_CORR ermittelt, welches dieses "Spielen" am Gaspedal erkennt, in das die Größe der Änderung des Betätigungsgrades am Gaspedal klassifiziert und auf ein Gedächtnis (Filter) gegeben wird. Dieses Filter sorgt dafür, daß ein einziges Ereignis (Gaspedal einmal heftig betätigen z. B. beim schnel len Anfahren mit viel Gas) nur ein kleines, vernachlässigba res Korrekturmoment verursacht. Eine häufige, heftige Betä tigung schnell hintereinander verursacht dagegen ein größe res Zusatz-Korrekturmoment. Das Filter sorgt für ein Auf schwingen des M_DOWN_CORR bei aufeinander folgenden Ereig nissen und ein Abklingen des M_DOWN_CORR bei Ausbleiben der Ereignisse. Ein fehlerhaftes Erkennen einer Anfahrbedingung wird damit vermieden, das Fahrzeug rollt damit nicht entge gen der gewünschten Fahrtrichtung weg. Das Verfahren zur Er mittlung des Zusatzmomentes M_DOWN_CORR ist durch die fol genden Schritte gekennzeichnet:

1. Schritt

Ermitteln der Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit in %

mit Änderung pro Zyklus (Loop) oder alternativ mit Änderungen über mehrere Loops.

2. Schritt

Klassifizieren der Änderungen in
< 5%/Loop - nothing(X) → M_CORR_noth = 0 Nm
< 5%/Loop - small(S) → M_Corr_min = 10 bis 50 Nm, vorzugs weise 35 Nm
≧ 10%/Loop - middle(M) → M_Corr_mid = 50 bis 150 Nm, vorzugs weise 75 Nm
< 20%/Loop - big(B) → M_Corr_max = 150 bis 400 Nm, vor zugsweise 300 Nm

3. Schritt

Die klassifizierten Ereignisse werden mit der Klasse in ei nem Register (Totzeit Pipeline) abgelegt. Es entsteht z. B. ein Register mit folgender Ereignisfolge:
xxx . . . xBxMS, wobei die Totzeit des Registers der Zahl der Ereignisse multipliziert mit T_LOOP ist. S stellt das Si gnal vom aktuellen Zeitpunkt dar.

4. Schritt

Im diesem Schritt werden die Ereignisse um eine Loop nach links verschoben (shift).

5. Schritt

Das Ereignis, das in dem Register nach links verschoben wur de, wird in einem Filter(vorzugsweise PT₁-Filter) gefiltert. Im vorliegenden Fall X ⇒ M_CORR_NOTH = 0 Nm X → PT₁-Filter → M_DOWN_CORR

Das so ermittelte M_DOWN_CORR geht dann in die Bilanzierung wie folgt ein:

- Bergauf: M_SUMME = (M_BREMS + M_DIFF) < = M_HANG + M_DOWN_CORR

Bergab geht M_DOWN_CORR nur in das Löseverfahren des Bremsmoments ein, wenn die Geschwindigkeit der Bremsmomen tenreduktion durch M_DIFF wie oben beschrieben beeinflußt wird.

Um zu vermeiden, daß zusätzliche elektrische oder mechani sche Lasten, die in der modellbasierten Ermittlung des An triebsmomentes nicht berücksichtigt werden können, eine un gewollte Deaktivierung der Anfahrhilfe herbeiführen, kann im Anfahrzweig, solange der Fahrer das Fahrpedal nicht betä tigt, der Referenzwert M_DRIVE_REFVAL innerhalb seines Tole ranzbandes 16 in Richtung größerer und kleinere Werte mitge führt werden, wobei die Geschwindigkeit dieser Anpassung ei ne Limitierung erfährt (Fig. 7). Bei typischen Anfahrvor gängen, bei denen eine relativ schnelle zeitliche Änderung des M_DRIVE angenommen wird, soll durch ein, in der Ge schwindigkeit begrenztes, Mitführen des M_DRIVE_REFVAL keine spürbare Verzögerung des Anfahrvorganges eintreten. Bei Än derungen des Belastungszustandes des Verbrennungsmotors durch Zu- oder Abschalten von elektrischen bzw. mechanischen Verbrauchern wird dagegen eine langsame bzw. in ihrer abso luten Höhe geringere Änderung des M_DRIVE angenommen. Dieser langsamen Änderung des M_DRIVE kann der M_DRIVE_REFVAL auf grund der getroffenen Maßnahme besser folgen als den relativ schnellen Änderungen während eines Anfahrvorgangs. Um eine zusätzliche Sicherheit gegen ungewolltes Deaktivieren zu er reichen, erfolgt das Mitführen des M_DRIVE_REFVAL in Rich tung größerer Werte mit einer höheren zulässigen Geschwin digkeit (typisch 5 Nm/s) als in Richtung kleinerer Werte (typisch 1 . . . 2 Nm/s).

Eine vom Fahrer ungewollte Deaktivierung infolge des Schal tens einer Last wird damit unwahrscheinlicher, wobei die Vorteile der relativen Bewertung des Antriebsmomentes wei terhin zum Tragen kommen.

Claims

1. Verfahren zum Unterstützen des Anfahrens eines Fahrzeugs an einem Hang, bei dem unter Berücksichtigung eines Han gabtriebsmoments ein Fahrzeugbremsmoment entsprechend einem geschätzten Fahrzeugantriebsmoment verändert wird, mit den Schritten, Ermitteln eines Fahrzeugantriebsmo ment-Referenzwertes, Vergleichen des Referenzwertes mit dem geschätzten Fahrzeugantriebsmoment, und Beeinflussen des Bremsmomentes nach Maßgabe des Vergleichsergebnis ses.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwert nach Maßgabe des Fahrzeugantriebsmoments ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Referenzwert des Fahrzeugantriebsmoments in Abhängigkeit vom weiteren Größen bzw. Kennwerten bzw. Meßgrößen oder deren Ableitungen, wie das Lösen des Bremspedals und/oder das Betätigen des Fahrpedals und/oder den momentanen Fahrzeugzustand wiedergebende Größen (Stillstand, Anfahren, Starten des Motors, Motor drehzahl etc.) ausgewertet bzw. beeinflußt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenz wert innerhalb eines Toleranzbandes mit dem Fahrzeugan triebsmoment mitgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenz wert solange mitgeführt wird, bis das Bremspedal gelöst ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenz wert solange mitgeführt wird, bis eine Feststellbremse gelöst ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fahrzeugantriebsmoment- Referenzwert innerhalb des Toleranzbandes mit dem Fahr zeugantriebsmoment auch hin zu dem unteren Toleranzband- Grenzwert mitgeführt wird, wenn mindestens das Bremspe dal gelöst wurde.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenz wert innerhalb des Toleranzbandes mit dem Fahrzeugan triebsmoment in Abhängigkeit von einer Fahrpedal-Größe hin zu dem unteren Toleranzband-Grenzwert mitgeführt wird, wenn mindestens das Bremspedal gelöst wurde.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwert erst nach einer vorgegebenen Zeitdauer hin zu dem unteren Toleranzband- Grenzwert mitgeführt wird, wobei die Zeitdauer in Abhän gigkeit von der Fahrpedal-Größe gestartet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich net, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwert erst nach einer vorgegebenen Zeitdauer hin zu dem unteren To leranzband-Grenzwert mitgeführt wird, wobei die Zeitdau er in Abhängigkeit von einem Grenzwert der Motordrehzahl gestartet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenz wert innerhalb des Toleranzbandes mit dem Fahrzeugan triebsmoment auch mit begrenzten Gradienten hin zu dem oberen Toleranzband-Grenzwert mitgeführt wird, wenn das Bremspedal gelöst wurde.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenz wert innerhalb des Toleranzbandes mit dem Fahrzeugan triebsmoment auch mit begrenzten Gradienten hin zu dem unteren Toleranzband-Grenzwert mitgeführt wird, wenn das Bremspedal gelöst wurde.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich net, daß die begrenzten Gradienten nach Maßgabe der Än derung des Fahrzeugantriebsmoments ermittelt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugantriebsmoment-Referenz wert mit dem Fahrzeugantriebsmoment mitgeführt wird, wenn das Fahrzeugantriebsmoment sich in Richtung des un teren Grenzwertes bewegt und dabei kontinuierlich den Wert des Fahrzeugantriebsmoments unterschreitet.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenz wert dem Fahrzeugantriebsmoment mit begrenzten Gradien ten hin zu dem oberen oder unteren Toleranzband-Grenz wert nur folgt, wenn die Fahrpedal-Größe einen momenta nen Fahrzeugzustand wiedergibt, bei dem das Fahrpedal gelöst ist.

16. Verfahren nach Anspruch 11 oder 15, dadurch gekennzeich net, daß der Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwert dem Fahrzeugantriebsmoment mit begrenzten Gradienten hin zu dem oberen Toleranzband-Grenzwert nur folgt, wenn der Grenzwert der Motordrehzahl unterschritten wird.

17. Verfahren zum Unterstützen des Anfahrens eines Fahrzeugs an einem Hang, bei dem unter Berücksichtigung eines Han gabtriebsmoments ein Fahrzeugbremsmoment entsprechend einem geschätzten Fahrzeugantriebsmoment verändert wird, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß beim Starten des Fahrzeugs die An fahr-Unterstützung beim Vorliegen von Eintrittsbedingun gen selbsttätig ausgelöst wird, die von Fahrzeugzustän den abgeleitet werden und daß beim Starten mindestens der obere Toleranzband-Grenzwert während einer Zeitdauer heraufgesetzt wird.

18. Verfahren zum Unterstützen des Anfahrens eines Fahrzeugs an einem Hang, bei dem unter Berücksichtigung eines Han gabtriebsmoments ein Fahrzeugbremsmoment entsprechend einem geschätzten Fahrzeugantriebsmoment verändert wird, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von dem Wert der Be tätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals und der Anzahl der Betätigungen des Fahrpedals während einer vorgegebe nen Zeitdauer ein Zusatzmoment M_DOWN_CORR ermittelt wird, das bei der Anfahr-Unterstützung berücksichtigt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmoment M_DOWN_CORR und das Hangabtriebsmoment M_HANG summiert werden.

20. Vorrichtung zum Unterstützen des Anfahrens eines Fahr zeugs an einem Hang, bei dem unter Berücksichtigung ei nes Hangabtriebsmoments ein Fahrzeugbremsmoment entspre chend einem geschätzten Fahrzeugantriebsmoment verändert wird, mit einer Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Fahrzeugantriebsmoment-Referenzwertes, einer Vergleich seinheit zum Vergleichen des Referenzwertes mit dem ge schätzten Fahrzeugantriebsmoment, und einer Vorrichtung zum Beeinflussen des Bremsmomentes nach Maßgabe des Ver gleichsergebnisses.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinheit den Fahrzeugantriebsmoment- Referenzwert nach Maßgabe des Fahrzeugantriebsmoments er mittelt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ermittlungseinheit den Fahrzeugan triebsmoment-Referenzwert auch nach Maßgabe von weiteren Meßgrößen, die das Lösen des Bremspedals und/oder das Betätigen des Fahrpedals wiedergeben, und/oder mit den momentanen Fahrzeugzustand wiedergebende Größen (Stillstand, Anfahren, Starten des Motors etc.) ausge wertet.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinheit den Fahrzeug antriebsmoment-Referenzwert innerhalb eines Toleranzban des mit dem Fahrzeugantriebsmoment mitführt, bis ein Lö sesignal des Bremspedals vorliegt.