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Title:
METHOD FOR DETECTING CORNERING FOR A VEHICLE WITH AN AUTOMATIC TRANSMISSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/014433
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for detecting cornering for a vehicle (2) with an automatic transmission. According to the invention, the current radius of a bend is determined based on the wheel speed signals of the front wheels. The beginning of a cornering status is determined when the current bend radius falls below a first limit bend radius and the end of a cornering status is determined when the vehicle has travelled a predetermined distance after exceeding a second limit bend radius.

Inventors:
WOLF ANDREAS (DE)
WINKEL MATTHIAS (DE)
RUECHARDT CHRISTOPH (DE)
WENGERT BERTRAM (DE)
MUELLER JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/006353
Publication Date:
March 16, 2000
Filing Date:
August 28, 1999
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
WOLF ANDREAS (DE)
WINKEL MATTHIAS (DE)
RUECHARDT CHRISTOPH (DE)
WENGERT BERTRAM (DE)
MUELLER JUERGEN (DE)
International Classes:
B60T8/172; B60T8/1755; B60W10/00; B60W10/04; B60W10/10; B60W10/18; F16H59/58; F16H61/02; G01C22/02; G01P3/56; (IPC1-7): F16H59/58
Foreign References:
DE19523804A11997-01-02
DE4230481A11994-03-17
DE19618805A11997-11-13
DE19618805A11997-11-13
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. l.
2. Verfahren zur Kurvenfahrterkennung, insbesondere für ein Fahrzeug (2) mit selbsttätig schaltendem Getriebe, bei dem an Rädern (4) des Fahrzeugs Raddrehzahlsignale auf genommen werden und eine Steuerungseinrichtung aus den Raddrehzahlsignalen zyklisch einen aktuellen Kurvenradius ermittelt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der aktuelle Kurvenradius aus den Raddrehzahlsignalen der Vorderräder ermittelt wird, daß der aktuelle Kurvenradius mit einem ersten Grenzkurven radius verglichen wird und bei Unterschreitung des ersten Grenzkurvenradius auf den Beginn eines Kurvenfahrtzustands geschlossen wird, daß der aktuelle Kurvenradius dann mit einem zweiten Grenz kurvenradius verglichen wird und bei Überschreitung des zweiten Grenzkurvenradius eine vom Fahrzeug zurückgelegte Wegstrecke in der Steuerungseinrichtung ermittelt wird, daß diese vom Fahrzeug zurückgelegte Wegstrecke mit einer vorgebbaren Wegstrecke verglichen wird und daß auf das Ende des Kurvenfahrtzustands geschlossen wird, wenn die vom Fahrzeug zurückgelegte Wegstrecke die vorgeb bare Wegstrecke überschreitet und wenn der aktuelle Grenzkurvenradius den ersten Grenz kurvenradius nicht wieder unterschreitet, während die vor gebbare Wegstrecke zurückgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Grenzkurvenradius um einen vorgebbaren Hysteresebetrag größer ist als der erste Grenzkurvenradius.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste bzw. der zweite Grenzkurvenradius in der Steuerungseinrichtung abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit abgelegt ist, wobei die Grenz werte bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten kleiner sind als bei großen Fahrzeuggeschwindigkeiten.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Änderung des be rechneten Kurvenradius zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtastschritten durch eine maximal zulässige Änderung nach oben begrenzt ist, um die Auswirkung von einzelnen ungenau en Messungen zu begrenzen.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der berechnete Kurvenradius durch ein PT1Filterglied geglättet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß auf einen Kurvenfahrt zustand nicht geschlossen wird, wenn ein Radschlupfvermei dungssystem (ABS, ASR) aktiv ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß auf einen Kurvenfahrt zustand nicht geschlossen wird, wenn die Fahrzeuggeschwin digkeit kleiner als eine Mindestgeschwindigkeit ist.
9. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprü che 1 bis 7 zur Steuerung eines selbsttätig schaltenden Getriebes, wobei die Schaltungsauslösung von Hochoder Rückschaltungen während Kurvenfahrt beeinflußt wird.
10. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprü che 1 bis 7 in einem FahrwiderstandsberechnungsAlgorith mus, um den während einer Kurvenfahrt erhöhten Fahrwider stand zu berücksichtigen.
Description:
Verfahren zur Kurvenfahrterkennung für ein Fahrzeug mit selbsttätig schaltendem Getriebe Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kurvenfahrt- erkennung, insbesondere für ein Fahrzeug mit selbsttätig schaltendem Getriebe, bei dem an Rädern des Fahrzeugs Raddrehzahlsignale aufgenommen werden und eine Steuerungs- einrichtung zyklisch einen aktuellen Kurvenradius ermit- telt.

Solche Verfahren werden in bekannten Getriebesteuerun- gen eingesetzt, um beispielsweise abhängig von der aktuel- len Querbeschleunigung des Fahrzeugs einen Zustand"Kurven- fahrt"zu erkennen und Gangschaltungen zu unterdrücken. Aus der DE 196 18 805 Al ist ein Verfahren zur Bewertung einer Kurvenfahrt bei einem Automatgetriebe bekannt, bei welchem von einer Meßeinrichtung an Rädern des Fahrzeugs gemessene Raddrehzahlen zur Berechnung einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs verwendet werden.

Bei längeren Fahrzeugen, wie z. B. Sattelschleppern, sind die bekannten Verfahren nicht geeignet, die Zeitpunkte von Kurvenbeginn und Kurvenende exakt zu bestimmen. Bei- spielsweise kann eine Zugmaschine bereits wieder geradeaus- fahren, während der Sattelauflieger sich noch in einer Kur- ve befindet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein Fahrzustand"Kurvenfahrt"auch für lange Fahrzeuge mit einfachen Mitteln zuverlässig und schnell erkannt wird.

Diese Aufgabe wird durch ein, auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs aufweisendes Ver- fahren gelöst. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen sowie vorteilhafte Verwendungen des Verfah- rens.

Erfindungsgemäß wird auf den Beginn eines Kurvenfahrt- zustands dann geschlossen, wenn der aus den Raddrehzahlsi- gnalen der Vorderräder berechnete Kurvenradius einen ersten Grenzradius unterschreitet. Die Raddrehzahlen der Vorderrä- der werden verwendet, um den Kurvenfahrtzustand frühestmög- lich zu erkennen. Nach Überschreiten eines zweiten Grenzra- dius wird auf das Ende des Kurvenfahrtzustands erst dann geschlossen, wenn eine bestimmte, mit der Fahrzeuglänge zusammenhängende Wegstrecke zurückgelegt ist, während der der erste Grenzradius nicht mehr unterschritten wird. Am Beispiel eines Sattelschleppers wird das Ende des Kurven- fahrtzustands also nicht schon dann erkannt, wenn die Zug- maschine wieder geradeausfährt, sondern erst dann, nachdem eine bestimmte Wegstrecke zurückgelegt wurde, wahrend der der Sattelauflieger noch um die Kurve fährt.

Der zweite Grenzradius ist vorteilhafterweise um einen vorgebbaren Betrag größer als der erste Grenzradius. Durch diese Radiushysterese wird ein Hin-und Herspringen zwi- schen den Zustanden"Kurvenfahrt"und"Geradeausfahrt"ver- mieden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsge- mäßen Verfahrens sind die Grenzradien abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit in der Getriebesteuerung abgelegt, wobei die Grenzwerte bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten kleiner sind als bei großen Fahrzeuggeschwindigkeiten.

Hierdurch wird vermieden, daß numerische Ungenauigkeiten, deren Auswirkungen bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten groß sind, dazu führen, daß fälschlicherweise auf einen Kurvenfahrtzustand geschlossen wird.

Die Auswirkungen von einzelnen ungenauen Messungen können begrenzt werden, indem die Änderung des berechneten Kurvenradius zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abtast- schritten durch eine maximal zulässige Änderung nach oben begrenzt ist.

Das Signal des berechneten Kurvenradius läßt sich vor- teilhaft durch ein PT1-Filterglied glätten.

Radschlupf an einzelnen Rädern könnte zu Fehlinterpre- tationen des Kurvenradius führen, weswegen es vorteilhaft ist, nicht auf einen Kurvenfahrtzustand zu schließen, wenn ein Radschlupfvermeidungssystem, wie ABS oder ASR, aktiv ist. Ebenso ist es vorteilhaft, eine Mindestgeschwindigkeit vorzugeben, unterhalb welcher nicht auf Kurvenfahrt ge- schlossen wird, um Fehlinterpretationen aufgrund von nume- rischen Ungenauigkeiten zu vermeiden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und dessen Weiterbil- dungen kann vorteilhaft zur Steuerung eines selbsttätig schaltenden Getriebes verwendet werden, wobei die Schal- tungsauslösung von Hoch-oder Rückschaltungen während Kur- venfahrt beeinflußt wird. Unerwünschte Hoch-oder Rück- schaltungen können so während Kurvenfahrt vermieden werden.

Das Verfahren kann auch vorteilhaft innerhalb eines Fahrwiderstandsberechnungs-Algorithmus des Fahrzeugs ver- wendet werden, um den während einer Kurvenfahrt erhöhten

Fahrwiderstand zu berücksichtigen. Beispielsweise kann die Fahrwiderstandsberechnung nach dem Kurvenende neu initiali- siert werden.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird das erfin- dungsgemäße Verfahren näher erläutert, wobei Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahr- zeugs in Kurvenfahrt ; Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Algorithmus zur Kurvenradiusberechnung ; Fig. 3 einen Zustandsautomaten des erfindungsgemä- ßen Verfahrens und Fig. 4 ein Diagramm mit der Abhängigkeit eines Kur- vengrenzradius von der Geschwindigkeit zeigen.

In Fig. 1 befindet sich das schematisch skizzierte Fahrzeug 2 mit seiner Vorderachse 4 am Beginn einer Kurve mit dem Kurvenradius r. Das Fahrzeug weist die Spurwei- te #l_spur auf. Mit vl bzw. vr sind die Geschwindigkeiten des linken bzw. rechten Vorderrades bezeichnet. Die Fahr- zeuggeschwindigkeit ist mit v fzg va bezeichnet. Aus diesen Größen läßt sich ein Kurvenradius nach folgender Gleichung ermitteln :

Darin sind : rkurveu Kurvenradius v fzg va Fahrzeuggeschwindigkeit vvl Geschwindigkeit, linkes Vorderrad v vr Geschwindigkeit, rechtes Vorderrad Anhand des Blockschaltbildes gemäß Fig. 2 wird die Radienberechnung näher erläutert. Im Block B1 wird der Al- gorithmus abhängig von einer Fahrzeuggeschwindig- keit vfzgfilt und ABS-bzw. ASR-Zustandsgrößen z-ABS, z-asr-edc, zasrbr gesteuert. Die Berechnung des Radius erfolgt nur, wenn die ABS-bzw. ASR-Zustandsgrößen anzei- gen, daß diese Systeme nicht aktiv sind. Auf diese Weise werden durch Radschlupf verursachte Fehler vermieden. Die Berechnung des Radius erfolgt außerdem nur, wenn die Fahr- zeuggeschwindigkeit v_fzg_filt größer ist als eine vorgeb- bare Mindestfahrzeuggeschwindigkeit, da numerische Abwei- chungen systembedingt bei kleinen Geschwindigkeiten sich besonders stark auswirken. In dem mit 8 bezeichneten Block wird zyklisch nach der oben genannten Formel ein Kurvenra- dius r kurve u berechnet. Im Block 10 wird die Differenz zwischen dem Wert für r kurve u dieses Berechnungszyklus mit dem Wert r kurve ub des letzten Berechnungszyklus ge- bildet. Wenn diese Differenz größer als eine maximal zuläs- sige Änderung ist, berechnet sich der neue Wert für rkurveub aus der Summe von letztem Wert für rkurveub und dem Wert für die maximal zulässige Änderung. Ansonsten wird r kurve ub = r kurve u gesetzt. Durch diese Maßnahme werden die Auswirkungen von einzelnen unplausiblen Fehlmes- sungen begrenzt.

Schließlich wird die Qualität des berechneten aktuel- len Kurvenradius r kurve filt dadurch verbessert, daß im Block 12 ein PT1-Verzögerungsglied vorgeschaltet ist. Das auf diese Weise erzeugte Signal rkurvefilt für den aktu- ellen Kurvenradius eignet sich gut für die weitere Verar- beitung in dem erfindungsgemäßen Verfahren, welches anhand Fig. 3 näher erläutert wird.

Im Zustand Z2, beispielsweise während Geradeausfahrt, wird zyklisch der aktuelle Kurvenradius r kurve filt, wie oben beschrieben, ermittelt. Der aktuelle Kurvenradi- us rkurvefilt wird mit einem ersten Grenzkurvenradi- us #r kurve min verglichen. Bei Unterschreitung dieses Grenzkurvenradius wird auf den Beginn eines Kurvenfahrtzu- standes geschlossen. Dabei wird die Transition T3 geschal- tet, so daß nunmehr der Zustand Z3 aktiv ist, während dem auf Kurvenfahrt geschlossen wird. Im Zustand Z3 wird der aktuelle Kurvenradius r kurve filt mit einem zweiten Grenz- kurvenradius verglichen, der der Summe aus erstem Grenzkur- venradius und einem vorgebbaren Hysteresewert entspricht.

Die Transition T4 schaltet, wenn dieser zweite Grenzkurven- radius überschritten wird, so daß nunmehr der Zustand Z4 aktiv ist. In diesem Zustand befinden sich die Vorderräder des Fahrzeugs beispielsweise schon wieder in Geradeaus- fahrtstellung, während der hintere Teil des Fahrzeugs (Sat- telauflieger) sich noch in der Kurve befindet. Beim Ein- tritt in den Zustand Z4 startet die Messung einer vom Fahr- zeug zurückgelegten Wegstrecke. Wenn der Wert der zurückge- legten Wegstrecke einen bestimmten vorgebbaren Grenzwert erreicht, schaltet die Transition T5, mit der vom Zustand Z4 in den Zustand Z2 (Geradeausfahrt) übergegangen wird.

Wenn, während Zustand Z4 aktiv ist, der aktuelle Kur- venradius r kurvefilt den ersten Grenzkurvenradius unter- schreitet, schaltet Transition T6, wodurch wieder in den Zustand Z3 übergegangen wird.

Ausgehend vom Zustand Z3 (Kurvenfahrt) oder vom Zu- stand Z4 wird der Zustand Z5 über die Transition T7 dann erreicht, wenn ein Radschlupferkennungssystem (ABS, ASR) aktiv ist oder wenn vom Fahrzeug eine vorgebbare Mindestge- schwindigkeit #vfzgkurvemin unterschritten wird. Im Zu- stand Z5 wird die Radienberechnung zurückgesetzt. Erst wenn keine der Bedingungen für Z5 mehr vorliegt, wird über die Transition T8 wieder in den Zustand Z2 (Geradeausfahrt) geschaltet.

Schließlich zeigt Fig. 4 eine Kennlinie für den ersten Kurvengrenzradius #r kurve min, die abhängig von der Fahr- zeuggeschwindigkeit v_fzg_va in der Steuerung abgelegt ist.

Die Werte für #r kurve min sind bei kleinen Fahrzeugge- schwindigkeiten kleiner als bei großen Fahrzeuggeschwindig- keiten. Hierdurch wird vermieden, daß numerische Fehler, die bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten sich besonders stark auswirken, dazu führen, daß fälschlicherweise auf den Zustand"Kurvenfahrt"geschlossen wird.

Bezugszeichen 2 Fahrzeug 4 Vorderachse 6 Block B1 (Steuerung des Algorithmus) 8 Block (Berechnung von rkurveu) 10 Block (Berechnung von r kurve ub) 12 Block (Berechnung des aktuellen Kurvenradius rkurve filt) Z2 Zustand Geradeausfahrt Z3 Zustand Kurvenfahrt Z4 Übergangszustand Z5 Zustand ABS/ASR aktiv oder zu geringe Fahrzeuggeschwindigkeit T3 Transition T4 Transition T5 Transition T6 Transition T7 Transition T8 Transition