DE102022128356A1 - Verfahren zum Regeln einer Längsbeschleunigung während eines Assistierungsbetriebs eines Fahrerassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, Reglereinheit und Kraftfahrzeug mit einer solchen Reglereinheit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Längsbeschleunigung während eines Assistierungsbetriebs eines Fahrerassistenzsystems in einem mit einem automatischen Fahrstufenwechselgetriebe ausgestatteten Kraftfahrzeug. Ein einen anstehenden Fahrstufenwechsel charakterisierendes Schaltanforderungssignal (SAnf) wird erfasst, wodurch ein Schaltstartzeitpunkt (t0) vorgegeben und einer Angleichungsfunktion ein fortlaufender Zeitwert (tw) bereitgestellt wird. Am Schaltstartzeitpunkt (to) wird ein aktueller Ist-Radmomentwert (MRad ist) erfasst sowie ein Soll-Radmoment-Maximalwert (MRad soll max) und ein Soll-Radmoment-Minimalwert (MRad soll min) gebildet. Aus dem Soll-Radmomentwert (MRad soll) und dem Soll-Radmoment-Minimalwert (MRad soll min) wird ein Momentdifferenzwert (ΔM) gebildet, der mittels der Angleichungsfunktion abhängig vom Zeitwert (tw) über eine Angleichungsdauer (Δt0-1) bis zu einem vorgegebenen Angleichungszeitpunkt (t1) kontinuierlich verringert wird, bis der Momentdifferenzwert (ΔM) am Angleichungszeitpunkt (t1) null beträgt. Während der Angleichungsdauer (Δt0-1) wird ein Soll-Antriebsmomentwert (Msoll) bereitgestellt wird, der einen Anstieg des Ist-Radmomentwerts (MRad ist) höchstens auf den Soll-Radmoment-Maximalwert (MRad soll max) zulässt und einen Abfall des Ist-Radmomentwerts (MRad ist) höchstens auf den Soll-Radmoment-Minimalwert (MRad soll min) zulässt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Längsbeschleunigung während eines Assistierungsbetriebs eines Fahrerassistenzsystems in einem mit einem automatischen Fahrstufenwechselgetriebe ausgestatteten Kraftfahrzeug. Zudem betrifft die Erfindung eine Reglereinheit, die dazu konfiguriert ist, das Verfahren zum Regeln der Längsbeschleunigung durchzuführen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das mit einer solchen Reglereinheit ausgestattet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das Befehle aufweist, die bewirken, dass die Reglereinheit die Schritte des Verfahrens ausführt, sowie ein computerlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
• Heutzutage werden Kraftfahrzeuge mit immer mehr Fahrerassistenzsystemen ausgestattet. Diese Fahrerassistenzsysteme unterstützen den menschlichen Nutzer bzw. Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Absolvieren von Fahraufgaben, beispielsweise unterstützen solche Fahrerassistenzsysteme den Fahrer beim Einstellen und/oder Beibehalten eines Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, beim Einstellen und/oder Beibehalten einer (aktuellen) Fahrgeschwindigkeit etc. Assistiert das Fahrerassistenzsystem dem Fahrer bei einer Fahrt mit dem Kraftfahrzeug, kann es beim geschwindigkeitszunehmenden Beschleunigen und/oder beim geschwindigkeitsabnehmenden Beschleunigen dazu kommen, dass eine aktuell eingelegte und eingekuppelte Fahrstufe in einem automatischen Fahrstufenwechselgetriebe des Kraftfahrzeugs gewechselt werden muss. Bei einem solchen automatischen Fahrstufenwechselgetriebe kann es sich zum Beispiel um ein Automatikgetriebe (mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler), um ein Doppelkupplungsgetriebe oder um ein automatisiertes Schaltgetriebe (mit nur einer Kupplung) handeln. Heutzutage besteht das Problem, dass während eines Fahrstufenwechsels, der während des Assistierungsbetriebs des Fahrerassistenzsystems durchgeführt wird, es zu einem Beschleunigungseinbruch während einer Hochschaltung bzw. zu einer Beschleunigungsüberhöhung während einer Zurückschaltung kommt, wobei der Beschleunigungseinbruch bzw. die Beschleunigungsüberhöhung von einem Längsbeschleunigungsregler im Kraftfahrzeug als Störgröße interpretiert wird.
• Bei einer herkömmlichen Hochschaltung im Assistierungsbetrieb, die einen großen Übersetzungssprung durchführt (beispielsweise ein Hochschalten von der ersten in die zweite Fahrstufe und/oder von der zweiten in die dritte Fahrstufe), kommt es aufgrund eines von einer elektronischen Getriebesteuerung angeforderten Momenteneingriffs am Motor (Verbrennungskraftmaschine) zu einem kurzen Beschleunigungseinbruch des Kraftfahrzeugs. Der Längsbeschleunigungsregler versucht diese Störgröße auszuregeln, indem dieser mehr Radmoment anfordert. Aufgrund des Momenteneingriffs kann das vom Längsbeschleunigungsregler angeforderte Radmoment nicht umgesetzt werden. Erst nach einem Drehzahlangleich im Fahrstufenwechselgetriebe und der Rücknahme des Momenteneingriffs wird das geforderte Radmoment wieder bereitgestellt. Aufgrund der Anforderung nach mehr Radmoment durch den Längsbeschleunigungsregler während des Momenteneingriffs wird ein für die vorliegende Fahrsituation zu hohes Antriebsmoment bzw. Radmoment gefordert, das sich in einem spürbaren Längsruck nach dem abgeschlossenen Hochschalten bemerkbar macht. 3, die Stand der Technik darstellt, zeigt zur Verdeutlichung des Problems im Stand der Technik anhand eines Radmoment-Zeit-Verlaufs einen unerwünschten Schaltruck R, der bei einem herkömmlichen Hochschalten auftritt.
• Im normalen Fahrbetrieb, also ohne aktivierter Fahrerassistenzsystem-Längsregelung, wird beim Hochschalten über ein gangabhängiges Fahrpedalkennfeld das resultierende Antriebsmoment bzw. Motormoment so gestaltet, dass mit Erreichen der höheren Fahrstufe das resultierende Radmoment reduziert wird. Das hat zur Folge, dass nach dem Momenteingriff während des Drehzahlangleichens beim Kupplungswechsel das Motormoment auf einem niedrigeren Niveau aufsetzt, und es zu einem harmonischen Momentenverlauf kommt. Der Längsruck tritt im normalen Fahrbetrieb aufgrund der gangabhängigen Momentenformung nicht auf, weswegen der bei aktivierter Fahrerassistenzsystem-Längsregelung auftretende Längsruck einem Nutzer bzw. Insassen des Kraftfahrzeugs besonders deutlich auffällt. Dies wird als Komforteinbuße wahrgenommen, weswegen ein Fahrer dem Längsregelungs-Fahrerassistenzsystem weniger Akzeptanz entgegenbringt und es deswegen weniger häufig einsetzt bzw. aktiviert. Ein möglichst häufiger Einsatz von Sicherheitsfunktionen bereitstellenden Systemen - insbesondere zur Unterstützung von Abstandseinhaltung etc. - ist aber für eine Verbesserung der Verkehrssicherheit wünschenswert.
• Die DE 199 16 655 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, wobei das Drehmoment der Antriebseinheit im Sinne einer Verringerung von Drehzahlschwingungen beeinflusst wird, wobei während eines Schaltvorgangs keine Beeinflussung des Drehmoments in diesem Sinne stattfindet. Dabei wird die Beeinflussung des Drehmoments der Antriebseinheit im Sinne einer Verringerung von Drehzahlschwingungen zu einem Zeitpunkt nach einem erkannten Extremum im Drehzahlverlauf wieder aufgenommen.
• Die DE 10 2017 221 369 A1 offenbart ein Schaltregelungssystem, das einen Schaltruck verringern kann. Ein Soll-Drehmoment-Bestimmer stellt ein Soll-Drehmoment eines Verbrennungsmotors auf der Grundlage einer Beschleunigerposition ein. Ein Ist-Drehmoment-Bestimmer berechnet in der Trägheitsphase ein Ist-Drehmoment des Verbrennungsmotors. Ein Regelungsgerät berechnet einen integrierten Wert einer Differenz zwischen dem Soll-Drehmoment und dem Ist-Drehmoment von einem Beginn der Trägheitsphase bis zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vor Beendigung der Trägheitsphase und korrigiert das Soll-Drehmoment in einer Restzeitspanne zwischen dem vorbestimmten Zeitpunkt und der Beendigung der Trägheitsphase.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Fahrstufenwechsel eines automatischen Fahrstufenwechselgetriebes während eines Assistierungsbetriebs in einem Kraftfahrzeug möglichst ruckarm, insbesondere ruckfrei, zu gestalten.
• Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind kategorie- und ausführungsformübergreifend zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
• Die Erfindung schlägt ein Verfahren zum Regeln einer Längsbeschleunigung während eines Assistierungsbetriebs eines Fahrerassistenzsystems in einem mit einem automatischen Fahrstufenwechselgetriebe ausgestatteten Kraftfahrzeug vor. Des Weiteren schlägt die Erfindung eine Reglereinheit vor, die dazu konfiguriert ist, das hierin beschriebene Verfahren, das heißt einen, einige oder alle der Schritte des Verfahrens, durchzuführen. Zudem schlägt die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen und/oder Lastkraftwagen, vor, das eine solche Reglereinheit aufweist. Dabei ist die Reglereinheit insbesondere ein Bestandteil eines zentralen Fahrzeugmanagementsystems (CVM: Central Vehicle Management). Die Reglereinheit ist insbesondere zur elektronischen Datenverarbeitung eingerichtet. Die Erfindung betrifft weiter ein Computerprogramm für die Reglereinheit, wobei das Computerprogramm Steuerbefehle umfasst, die die Reglereinheit zur Durchführung der Schritte des Verfahrens veranlassen. Aufgrund eines Abarbeitens oder Verarbeitens des Computerprogramms bzw. dessen Steuerbefehle mittels der Reglereinheit stellt diese Ausgangssteuerbefehle bereit, die Schritte des Verfahrens charakterisieren, wobei die Ausgangssteuerbefehle von Einrichtungen des Kraftfahrzeugs (insbesondere einer Antriebseinrichtung, einer Getriebeeinrichtung etc.), als Eingangssteuerbefehle akzeptiert werden. Die Erfindung erstreckt sich darüber hinaus auf ein computerlesbares Speichermedium, also auf einen Datenträger, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Insgesamt ist also das CVM bzw. das Fahrzeugmanagementsystem dazu eingerichtet, das hierin beschriebene Verfahren zum Regeln der Längsbeschleunigung durchzuführen. Des Weiteren ist das CVM dazu eingerichtet, weitere Fahrzeugfunktionen des Kraftfahrzeugs zu steuern und/oder zu regeln und/oder bereitzustellen, beispielsweise Fahrerassistenzsystemfunktionen, etwa eine Funktionalität einer Geschwindigkeitsregelanlage, bei der es sich insbesondere um eine abstandsabhängig regelbare Geschwindigkeitsregelanlage (ACC: Adaptive Cruise Control) handelt. Somit stellt also das CVM den Assistierungsbetrieb des Kraftfahrzeugs bereit, in dem das Kraftfahrzeug betrieben wird, wenn beispielsweise ein Nutzer bzw. Fahrer des Kraftfahrzeugs die entsprechende Fahrerassistenzsystemfunktion, also beispielsweise die ACC-Funktion, aktiviert hat. In diesem Assistierungsbetrieb bzw. während dieses Assistierungsbetriebs regelt das Kraftfahrzeug, insbesondere die Fahrerassistenzsystemfunktion des zentralen Fahrzeugmanagementsystems, unter anderem eine Fahrgeschwindigkeit und infolgedessen ein (geschwindigkeitsabnehmendes und/oder geschwindigkeitszunehmendes) Beschleunigen des Kraftfahrzeugs. Um einen besonders effizienten Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs während des Assistierungsbetriebs zu gewährleisten, kann es erforderlich sein oder werden, eine Fahrstufe zu wechseln, das heißt eine höher- oder niedrigerwertige als die aktuelle Getriebegangstufe einzulegen und einzukuppeln.
• Bei dem Verfahren wird hierzu zunächst ein einen anstehenden Fahrstufenwechsel charakterisierendes Schaltanforderungssignal erfasst, wodurch ein Schaltstartzeitpunkt vorgegeben wird und einer Angleichungsfunktion ein fortlaufender Zeitwert bereitgestellt wird. Mit anderen Worten wird erfasst, dass aufgrund der aktuellen Fahrsituation ein Hochschalten (Schalten in eine höherwertige als die aktuell eingelegte und eingekuppelte Quellgangstufe) oder ein Zurückschalten (Schalten in eine niedrigerwertige als die aktuell eingelegte und eingekuppelte Quellgangstufe) erforderlich ist. Es wird also abhängig davon, ob hoch- oder zurückgeschaltet werden muss, das Schaltanforderungssignal erfasst. Mit Erfassen des Schaltanforderungssignals bzw. aufgrund des erfassten Schaltanforderungssignals wird zum einen der Schaltstartzeitpunkt vorgegeben bzw. festgelegt oder erfasst. Zum anderen wird mit Erfassen des Schaltanforderungssignals bzw. aufgrund des erfassten Schaltanforderungssignals eine Timerfunktion (das heißt eine Zeitgeberfunktion) gestartet, deren Zeitwert der Angleichungsfunktion bereitgestellt wird. Demnach handelt es sich bei dem Erfassen des Schaltanforderungssignals um ein Ereignis, dessen Eintrittszeitpunkt den Schaltstartzeitpunkt definiert und zum anderen den Start der Zeitgeberfunktion definiert.
• Zudem wird am Schaltstartzeitpunkt ein aktueller Ist-Radmomentwert eines aktuellen, an einem Antriebsrad des Kraftfahrzeugs anliegenden Ist-Raddrehmoments erfasst. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem ein mittels einer Motorsteuereinheit bereitgestelltes Motordrehmoment modelliert wird und aus diesem modellierten Motordrehmoment unter Einbeziehung aller Übersetzungen zwischen einer Abtriebs- bzw. Kurbelwelle des Motors bzw. der Verbrennungskraftmaschine und dem Antriebsrad das Ist-Raddrehmoment berechnet wird. Eine Erfassung mittels einer Raddrehmomentsensorik ist ebenso möglich. Das Erfassen des Ist-Radmomentwerts kann insbesondere unabhängig vom Vorliegen/Erfassen des Schaltanforderungssignals (zum Beispiel kontinuierlich) erfasst werden, wobei dann der zum Schaltstartzeitpunkt erfasste Wert für das weitere Verfahren herangezogen wird. Ferner ist es denkbar, dass der Ist-Radmomentwert erst erfasst wird, wenn der Schaltstartzeitpunkt erfasst wird/wurde.
• Es wird dann am Schaltstartzeitpunkt, beispielsweise direkt nach dem Erfassen des Schaltstartzeitpunkts oder gleichzeitig mit dem Erfassen des Schaltstartzeitpunkts, ein Soll-Radmoment-Maximalwert gebildet, indem der erfasste Ist-Radmomentwert und ein erster vorgegebener Radmomentoffsetwert addiert werden. Ferner wird am Schaltstartzeitpunkt, beispielsweise direkt nach oder gleichzeitig mit dem Erfassen des Schaltstartzeitpunkts, ein Soll-Radmoment-Minimalwert gebildet, indem ein mittels eines Längsbeschleunigungsreglers (der auch als a_x-Regler bezeichnet werden kann) bereitgestellter Soll-Radmomentwert und ein zweiter vorgegebener Radmomentoffsetwert addiert werden. Die (mathematischen) Beträge der Radmomentoffsetwerte sind insbesondere unterschiedlich. Die Radmomentoffsetwertbeträge können um ein Vielfaches voneinander abweichen.
• Der Soll-Radmomentwert, der mittels des Längsbeschleunigungsreglers bereitgestellt wird, setzt sich aus einem Vorsteueranteil und einem Regelanteil zusammen. Der Vorsteueranteil ergibt sich aus einer Soll-Beschleunigung, die durch den Fahrer und/oder durch die Fahrerassistenzsystemfunktion des zentralen Fahrzeugmanagementsystems angefordert ist oder wird. Fallen die Soll-Beschleunigung und eine Ist-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs auseinander, wird dies vom Längsbeschleunigungsregler bzw. a_x-Regler erfasst und ein entsprechender Regelanteil bereitgestellt, um die Ist-Beschleunigung weitestmöglich an die Soll-Beschleunigung anzugleichen. Mit anderen Worten stellt der Längsbeschleunigungsregler durch Erhöhen des Regelanteils ein höheres Soll-Raddrehmoment bereit, wenn der Längsbeschleunigungsregler erfasst, dass die Ist-Beschleunigung geringer als die Soll-Beschleunigung ist. Dahingegen stellt der Längsbeschleunigungsregler durch Verringern des Regelanteils ein geringeres Soll-Raddrehmoment bereit, wenn erfasst worden ist, dass die Ist-Beschleunigung höher als die Soll-Beschleunigung ist.
• Der erste Radmomentoffsetwert und/oder der zweite Radmomentoffsetwert können/kann als (jeweiliger) fester Wert vorgegeben sein. Ferner können/kann der erste Radmomentoffsetwert und/oder der zweite Radmomentoffsetwert vor, gleichzeitig mit oder nach dem Erfassen des Schaltstartzeitpunkts vorgegeben werden. Insbesondere ist es Teil des Verfahrens, dass der erste Radmomentoffsetwert und/oder der zweite Radmomentoffsetwert vorgegeben werden/wird, beispielsweise indem der entsprechende Radmomentoffsetwert erfasst wird, zum Beispiel aus einer Speichereinheit abgerufen wird.
• Bei dem Verfahren wird ferner ein Momentdifferenzwert zwischen dem mittels des Längsbeschleunigungsreglers bereitgestellten Soll-Radmomentwert und dem Soll-Radmoment-Minimalwert gebildet. Mittels der Angleichungsfunktion wird der Momentdifferenzwert abhängig vom Zeitwert, den die Zeitgeber- bzw. Timerfunktion bereitstellt, kontinuierlich verringert. Hierzu wird ein zeitlich nach dem Schaltstartzeitpunkt liegender Angleichungszeitpunkt vorgegeben, wodurch sich eine Angleichungsdauer zwischen dem Schaltstartzeitpunkt und dem Angleichungszeitpunkt ergibt. Während der Angleichungsdauer wird ein Betrag des Soll-Radmoment-Minimalwerts, das heißt der Soll-Radmoment-Minimalwert-Betrag, kontinuierlich verringert, bis der Momentdifferenzwert am/zum Angleichungszeitpunkt null beträgt.
• Während der Angleichungsdauer wird ein Soll-Antriebsmomentwert bereitgestellt, der einen Anstieg des Ist-Radmomentwerts höchstens auf den Soll-Radmoment-Maximalwert zulässt und zudem einen Abfall des Ist-Radmomentwerts höchstens auf den Soll-Radmoment-Minimalwert zulässt. Darunter ist zu verstehen, an dieser Stelle des Verfahrens Ausgangssteuersignale bereitgestellt werden, mittels derer die Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs, die eine Verbrennungskraftmaschine und/oder eine elektrische Antriebsmaschine aufweist, derart steuerbar ist, dass diese das zwischen dem Soll-Radmoment-Minimalwert und dem Soll-Radmoment-Maximalwert liegende Ist-Radmoment verursacht.
• Durch das kontinuierliche Verringern des Momentdifferenzwerts wird ein schlag- bzw. ruckartiger Anstieg des Ist-Radmomentwerts auf den Soll-Radmomentwert verhindert. Dadurch verspürt ein Insasse im Kraftfahrzeug während des Assistierungsbetriebs keinen unerwünschten Beschleunigungsruck.
• Gemäß weiterer möglicher Ausgestaltung wird der Angleichungszeitpunkt derart vorgegeben wird, dass die Angleichungsdauer zwischen 1,5 s (Sekunden) und 3 s beträgt, insbesondere 2 s. Der im zeitlichen Abstand von 1,5 s bis 3 s vom Schaltstartzeitpunkt vorgegebene Angleichungszeitpunkt führt zu einem besonders harmonischen Verringern des Momentdifferenzwert und infolgedessen zu einer besonders effizienten Längsruckvermeidung. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Angleichungszeitpunkt und damit die Angleichungsdauer basierend auf einem Übersetzungsänderungswert vorgegeben werden/wird, der die Übersetzungsänderung charakterisiert, die durch den Fahrstufenwechsel verursacht werden wird. Beispielsweise wird für ein Schalten von der ersten in die zweite Fahrstufe (1-2-Hochschaltung) eine andere Angleichungsdauer bzw. ein anderer Angleichungszeitpunkt vorgegeben als für ein Schalten von der dritten in die vierte Fahrstufe (3-4-Hochschaltung).
• Eine weitere mögliche Ausführungsform sieht vor, dass der Betrag des ersten vorgegebenen Radmomentoffsetwerts zwischen 15 Nm (Newtonmeter) und 50 Nm beträgt, insbesondere 25 Nm. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass der Betrag des zweiten vorgegebenen Radmomentoffsetwerts zwischen 400 Nm und 800 Nm beträgt, insbesondere 600 Nm. Diese Wertbereiche bzw. Werte haben sich als besonders vorteilhaft zur effizienten Längsruckvermeidung herausgestellt.
• Der Betrag des ersten Radmomentoffsetwerts und/oder der Betrag des zweiten Radmomentoffsetwerts werden/wird - einer möglichen Weiterbildung zufolge - basierend auf dem Übersetzungsänderungswert vorgegeben, der die Übersetzungsänderung charakterisiert, die durch den Fahrstufenwechsel verursacht werden wird. Mit anderen Worten kann für einen ersten Übersetzungsänderungswert ein anderer Momentoffsetwertbetrag vorgegeben werden als für einen vom ersten Übersetzungsänderungswert unterschiedlichen, zweiten Übersetzungsänderungswert. Beispielsweise wird für ein Schalten von der ersten in die zweite Fahrstufe (1-2-Hochschaltung) ein anderer erster Radmomentoffsetwertbetrag vorgegeben als für ein Schalten von der dritten in die vierte Fahrstufe (3-4-Hochschaltung). Gleiches gilt analog für den zweiten Radmomentoffsetwertbetrag. Auf diese Weise kann ein jeweils der entsprechenden Hochschaltung und/oder Zurückschaltung eigens zugeordneter Momentoffsetwert genutzt werden, wodurch besonders genau auf die Anforderungen an die Längsruckvermeidung je nach Übersetzungsänderungswert, das heißt je nach Fahrstufensprung - eingegangen wird.
• Eine weitere mögliche Ausgestaltung sieht vor, dass dem ersten vorgegebenen Radmomentoffsetwert zum Schalten in eine höherwertige Getriebegangstufe (Hochschalten) das positive Vorzeichen, also das Plus, zugeordnet wird. Alternativ oder zusätzlich wird dem zweiten vorgegebenen Radmomentoffsetwert zum Schalten in eine höherwertige Getriebegangstufe (Hochschalten) das negative Vorzeichen (also das Minus) zugeordnet. Für den Fahrstufenwechsel aus der ersten Fahrstufe in die zweite Fahrstufe, das heißt für die 1-2-Hochschaltung, gilt zum Beispiel unter Heranziehung der weitere oben genannten und lediglich beispielhaften Werte:
• Erster Radmomentoffsetwert = 25 Nm und zweiter Radmomentoffsetwert = -600 Nm.
• Das bedeutet, dass der Soll-Radmoment-Maximalwert 25 Nm mehr als der am Schaltstartzeitpunkt erfasste Ist-Radmomentwert beträgt, wobei der Soll-Radmoment-Minimalwert 600 Nm weniger als der am Schaltstartzeitpunkt erfasste Soll-Radmomentwert beträgt.
• Es ist nicht ausgeschlossen, dass das Verfahren für das Hochschalten und/oder für das Zurückschalten eingesetzt wird. Zum Zurückschalten wird dem ersten vorgegebenen Radmomentoffsetwert das negative Vorzeichen zugeordnet, wobei dem zweiten vorgegebenen Radmomentoffsetwert zum Schalten in eine niedrigerwertige Getriebegangstufe (Zurückschalten) das positive Vorzeichen zugeordnet wird.
• Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
• Die Zeichnung zeigt in:
• 1 zur Verdeutlichung eines Verfahrens zum Regeln einer Längsbeschleunigung während eines Assistierungsbetriebs eines Fahrerassistenzsystems, einen jeweiligen Verlauf eines Soll- und eines Ist-Fahrzeugbeschleunigungswerts, eines Soll- und eines Ist-Radmomentwerts, eines Soll-Radmoment-Minimalwert und eines Soll-Radmoment-Maximalwerts, eines Soll-Antriebsmoments sowie einer Drehzahl einer Verbrennungskraftmaschine und eines Zeitwerts über einer gemeinsamen Zeitachse,
• 2 ein Regelungsmodell des Verfahrens und
• 3 zur Verdeutlichung des Problems im Stand der Technik, einen unerwünschten Schaltruck, der bei einem herkömmlichen Hochschalten auftritt.
• In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• Im Folgenden werden ein Verfahren zum Regeln einer Längsbeschleunigung während eines Assistierungsbetriebs eines Fahrerassistenzsystems in einem mit einem automatischen Fahrstufenwechselgetriebe ausgestatteten Kraftfahrzeug sowie eine Reglereinheit für das Kraftfahrzeug in gemeinsamer Beschreibung dargelegt. Die Schritte des Verfahrens repräsentieren dabei Codebestandteile bzw. Steuerbefehle eines Computerprogramms, die die Reglereinheit, bei der es sich vorliegend um eine EDV-Reglereinheit bzw. um eine programmgesteuerte Reglereinheit des Kraftfahrzeugs handelt, zur Durchführung des Verfahrens veranlassen. Anders ausgedrückt handelt es sich bei dem Computerprogramm um ein Steuerprogramm für die Reglereinheit. Die Reglereinheit dient zur Steuerung/Regelung des Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs. Das bedeutet, aufgrund eines Abarbeitens oder Verarbeitens des Computerprogramms mittels der Reglereinheit stellt diese Ausgangssteuerbefehle bereit, die Schritte des Verfahrens charakterisieren, sodass die Antriebseinheit gemäß der Verfahrensschritte bzw. zum Ausführen der Verfahrensschritte gesteuert und/oder geregelt wird. Das Computerprogramm ist beispielsweise auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert.
• 1 zeigt zur Verdeutlichung des Verfahrens zum Regeln der Längsbeschleunigung während des Assistierungsbetriebs des Fahrerassistenzsystems, einen jeweiligen Verlauf eines Soll-Fahrzeugbeschleunigungswerts a_soll und eines Ist-Fahrzeugbeschleunigungswerts a_ist, eines Soll-Radmomentwerts M_{Rad soll} und eines Ist-Radmomentwerts M_{Rad ist}, eines Soll-Radmoment-Minimalwert M_{Rad soll min} und eines Soll-Radmoment-Maximalwerts M_{Rad soll max}, eines Soll-Antriebsmoments M_soll sowie einer Drehzahl n_VKM einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs und eines Zeitwerts tw, jeweils über der Zeit t.
• Nachfolgend wird das Verfahren am Beispiel einer 1-2-Hochschaltung beschrieben, also anhand eines Fahrstufenwechsels von der ersten Fahrstufe in die zweite Fahrstufe. Hierdurch ist nicht ausgeschlossen, dass das Verfahren auch für andere Schaltvorgänge eingesetzt wird, das heißt für andere Hochschaltungen und/oder für Zurückschaltungen.
• Hierzu wird zunächst ein einen anstehenden Fahrstufenwechsel charakterisierendes Schaltanforderungssignal S_Anf erfasst, wodurch ein Schaltstartzeitpunkt t₀ vorgegeben wird und eine Timer- bzw. Zeitgeberfunktion gestartet wird. Für das weitere Verfahren stellt die gestartete Timerfunktion einer Angleichungsfunktion einen mit der Zeit t fortlaufend zunehmenden Zeitwert t_W bereit. Zudem wird am Schaltstartzeitpunkt t₀ der aktuelle Ist-Radmomentwert M_{Rad ist} eines aktuell (das heißt zum Schaltstartzeitpunkt t₀) an einem Antriebsrad des Kraftfahrzeugs anliegenden Ist-Raddrehmoments erfasst. Ferner wird am Schaltstartzeitpunkt t₀ der Soll-Radmoment-Maximalwert M_{Rad soll max} gebildet, indem der erfasste Ist-Radmomentwert M_{Rad ist} und ein erster vorgegebener Radmomentoffsetwert M, addiert werden. Weiter wird am Schaltstartzeitpunkt t₀ der Soll-Radmoment-Minimalwert M_{Rad soll min} gebildet, indem der mittels eines Längsbeschleunigungsreglers bereitgestellte Soll-Radmomentwert M_{Rad soll} und ein zweiter vorgegebener Radmomentoffsetwert M₂ addiert werden. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Betrag des ersten vorgegebenen Radmomentoffsetwerts M₁ 25 Nm (aufgrund des Maßstabs in 1 ist M₁ nicht ohne Weiteres zu erkennen; Aufgrund der Strichdicke wird M₁ vom Strich des Ist-Radmomentwerts M_{Rad ist} verdeckt). Zudem wird dem ersten vorgegebenen Radmomentoffsetwert M₁ das positive Vorzeichen zugewiesen. Der der Betrag des zweiten vorgegebenen Radmomentoffsetwerts M₂ beträgt hier im Beispiel 600 Nm, und dem zweiten vorgegebenen Radmomentoffsetwert M₂ wird das negative Vorzeichen zugeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass der Betrag des ersten Radmomentoffsetwerts M₁ und/oder der Betrag des zweiten Radmomentoffsetwerts M₂ basierend auf einem Übersetzungsänderungswert vorgegeben werden/wird, der die Übersetzungsänderung charakterisiert, die durch den Fahrstufenwechsel verursacht werden wird.
• Bei dem Verfahren wird ferner ein Momentdifferenzwert ΔM zwischen dem mittels des Längsbeschleunigungsreglers bereitgestellten Soll-Radmomentwert M_{Rad soll} und dem Soll-Radmoment-Minimalwert M_{Rad soll min} gebildet. Mittels der Angleichungsfunktion wird der Momentdifferenzwert ΔM abhängig vom Zeitwert t_W, den die Zeitgeber- bzw. Timerfunktion bereitstellt, kontinuierlich verringert - je weiter die Zeit t ausgehend vom Schaltstartzeitpunkt t₀ voranschreitet, desto höher steigt der Zeitwert t_W und desto geringer wird aufgrund der Ausführung der Angleichungsfunktion der Unterschied zwischen Soll-Radmomentwert M_{Rad soll} und Soll-Radmoment-Minimalwert M_{Rad soll min}. Der Momentdifferenzwert ΔM bzw. dessen Verringerung ist also hier eine Funktion der Zeit t bzw. des Zeitwerts t_W. Dazu wird ein zeitlich nach dem Schaltstartzeitpunkt t₀ liegender Angleichungszeitpunkt t₁ vorgegeben, wodurch sich eine Angleichungsdauer Δt_0-1 zwischen dem Schaltstartzeitpunkt t₀ und dem Angleichungszeitpunkt t₁ ergibt. Während der Angleichungsdauer Δt_0-1 wird der Soll-Radmoment-Minimalwert-Betrag |M_{Rad soll min}|, kontinuierlich verringert, bis der Momentdifferenzwert ΔM am/zum Angleichungszeitpunkt t₀ null beträgt. Der Momentdifferenzwert ΔM bzw. dessen Verringerung hängt also mathematisch-funktional nicht nur von der Zeit t bzw. vom Zeitwert t_W ab, sondern darüber hinaus von der Angleichungsdauer Δt_0-1, das heißt vom zeitlichen Abstand zwischen Schaltstartzeitpunkt t₀ und Angleichungszeitpunkt t₁.
• Während der Angleichungsdauer Δt_0-1 wird der Soll-Antriebsmomentwert M_soll bereitgestellt, der einen Anstieg des Ist-Radmomentwerts M_{Rad ist} höchstens auf den Soll-Radmoment-Maximalwert M_{Rad soll max} zulässt und zudem einen Abfall des Ist-Radmomentwerts M_{Rad ist} höchstens auf den Soll-Radmoment-Minimalwert M_{Rad soll min} zulässt. Vorliegend wird der Angleichungszeitpunkt t₁ derart vorgegeben, dass die Angleichungsdauer Δt_0-1 2 s beträgt.
• In 2 ist ein das Verfahren charakterisierendes Regelungsmodell dargestellt, das mittels einer Modellierungssoftware zum Modellieren physikalischer Systeme erzeugt wurde, vorliegend Matlab Simulink.
• Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass, wenn innerhalb eines bedatbaren Zeitfensters nach Erkennen eines Hochschaltungsbedarfs das Radmoment aufgrund des Momenteingriffs reduziert wird, über eine min-Auswahl aus einem Altwert des Ist-Radmoments plus einem bedatbaren Momentoffset ein „Momentdeckel“ gebildet wird. Dieser bewirkt, dass nach dem Momenteingriff ein schlagartiger Sprung auf das eigentliche Sollradmoment vermieden wird. Über ein vom Zeitwert abhängiges negatives Momentoffset zum Soll-Radmoment wird der Momentdeckel über eine max-Auswahl auf das tatsächlich vom CVM-Regler ermittelte Soll-Radmoment kontinuierlich zurückgeführt.
• Als konkretes Beispiel gemäß 2 wird mit Erkennung der 1-2-Hochschaltung der Timer bzw. Zeitgeber FflPv_AwuGear_timeGearUp gestartet. Mit Timerstart erfolgt eine min-Auswahl aus dem Ist-Radmoment FflWrEAkt_m_rad_antr_ist plus dem applizierbaren Offset FflPv_AwuGear_offset_pos (hier im Beispiel 25 Nm) mit dem eigenen Altwert. Folglich ist FflPv_AwuGear_min eine Deckelung des Soll-Radmoments, das im Regelungsmodell bzw. in 2 mit FflAxR_m_rad_soll_mit_AWU_GEAR bezeichnet ist. Der Deckel bzw. die Deckelung wird durch einen vom Timer abhängigen negativen Offset auf das Soll-Radmoment FflAxR_m_rad_soll über die Zeit t kontinuierlich wieder nach oben gezogen, um das Soll-Antriebsmoment über FflPv_AwuGear_blaueLinie wieder auf das tatsächliche Sollradmoment zu ziehen.
• Bezugszeichenliste

aist

Ist-Fahrzeugbeschleunigungswert

asoll

Soll-Fahrzeugbeschleunigungswert

M1

erster Radmomentoffsetwert

M2

zweiter Radmomentoffsetwert

MRad ist

Ist-Radmomentwert

MRad soll max

Soll-Radmoment-Maximalwert

MRad soll min

Soll-Radmoment-Minimalwert

MRad soll

Soll-Radmomentwert

Msoll

Soll-Antriebsmoment

nVKM

Drehzahl

R

Schaltruck

SAnf

Schaltanforderungssignal

t

Zeit

t0

Schaltstartzeitpunkt

t1

Angleichungszeitpunkt

tW

Zeitwert

ΔM

Momentdifferenzwert

ΔM(tW)

Momentdifferenzwert als Funktion des Zeitwerts (siehe 1)

Δt0-1

Angleichungsdauer

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 19916655 A1 [0005]
• DE 102017221369 A1 [0006]

Claims (11)

1. Verfahren zum Regeln einer Längsbeschleunigung während eines Assistierungsbetriebs eines Fahrerassistenzsystems in einem mit einem automatischen Fahrstufenwechselgetriebe ausgestatteten Kraftfahrzeug, wobei - ein einen anstehenden Fahrstufenwechsel charakterisierendes Schaltanforderungssignal (S_Anf) erfasst wird, wodurch ein Schaltstartzeitpunkt (t₀) vorgegeben wird und einer Angleichungsfunktion ein fortlaufender Zeitwert (t_W) bereitgestellt wird, - am Schaltstartzeitpunkt (t₀) - ein aktueller Ist-Radmomentwert (M_{Rad ist}) erfasst wird, - ein Soll-Radmoment-Maximalwert (M_{Rad soll max}) gebildet wird, indem der erfasste Ist-Radmomentwert (M_{Rad ist}) und ein erster vorgegebener Radmomentoffsetwert (M₁) addiert werden, - ein Soll-Radmoment-Minimalwert (M_{Rad soll min}) gebildet wird, indem ein mittels eines Längsbeschleunigungsreglers bereitgestellter Soll-Radmomentwert (M_{Rad soll}) und ein zweiter vorgegebener Radmomentoffsetwert (M₂) addiert werden, - ein Momentdifferenzwert (ΔM) zwischen dem Soll-Radmomentwert (M_{Rad soll}) und dem Soll-Radmoment-Minimalwert (M_{Rad soll min}) mittels der Angleichungsfunktion abhängig vom Zeitwert (t_W) über eine Angleichungsdauer (Δt_0-1) zwischen dem Schaltstartzeitpunkt (t₀) und einem vorgegebenen Angleichungszeitpunkt (t₁) kontinuierlich verringert wird, indem ein Soll-Radmoment-Minimalwert-Betrag (|M_{Rad soll min}|) kontinuierlich verringert wird, bis der Momentdifferenzwert (ΔM) am Angleichungszeitpunkt (t₁) null beträgt, wobei während der Angleichungsdauer (Δt_0-1) ein Soll-Antriebsmomentwert (M_soll) bereitgestellt wird, der - einen Anstieg des Ist-Radmomentwerts (M_{Rad ist}) höchstens auf den Soll-Radmoment-Maximalwert (M_{Rad soll max}) zulässt und - einen Abfall des Ist-Radmomentwerts (M_{Rad ist}) höchstens auf den Soll-Radmoment-Minimalwert (M_{Rad soll min}) zulässt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Angleichungszeitpunkt (t₁) derart vorgegeben wird, dass die Angleichungsdauer (Δt_0-1) zwischen 1,5 s und 3 s beträgt, insbesondere 2 s.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des ersten vorgegebenen Radmomentoffsetwerts (M₁) zwischen 15 Nm und 50 Nm beträgt, insbesondere 25 Nm.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des zweiten vorgegebenen Radmomentoffsetwerts (M₂) zwischen 400 Nm und 800 Nm beträgt, insbesondere 600 Nm.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des ersten Radmomentoffsetwerts (M₁) und/oder der Betrag des zweiten Radmomentoffsetwerts (M₂) basierend auf einem Übersetzungsänderungswert vorgegeben werden/wird, der die Übersetzungsänderung charakterisiert, die durch den Fahrstufenwechsel verursacht werden wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten vorgegebenen Radmomentoffsetwert (M₁) zum Schalten in eine höherwertige Getriebegangstufe das positive Vorzeichen zugeordnet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten vorgegebenen Radmomentoffsetwert (M₂) zum Schalten in eine höherwertige Getriebegangstufe das negative Vorzeichen zugeordnet wird.
8. Reglereinheit für ein Kraftfahrzeug, die zum Ausführen der Schritte des nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildeten Verfahrens konfiguriert ist.
9. Kraftfahrzeug mit einer nach Anspruch 8 ausgebildeten Reglereinheit.
10. Computerprogramm, das Befehle aufweist, die bewirken, dass die nach Anspruch 9 ausgeführte Reglereinheit die Schritte des nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildeten Verfahrens ausführt.
11. Computerlesbares Speichermedium, auf dem das gemäß Anspruch 10 ausgebildete Computerprogramm gespeichert ist.

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