DE19922339B4

DE19922339B4 - Verfahren zur Ansteuerung von Aktuatoren in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19922339B4
Application number: DE1999122339
Authority: DE
Inventors: Sven Beiker
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2019-05-15
Also published as: DE19922339A1; JP2001001794A

Abstract

Verfahren zur Ansteuerung von Aktuatoren in einem Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Regelsystemen zur Regelung einer gemeinsamen Regelgröße, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Regelsystem (1) als Primärsystem durch Ansteuerung eines ihm zugeordneten Hauptaktuators (6) die Regelung übernimmt und daß abhängig vom Ansteuersignal zum Hauptaktuator (6) ein zweites Regelsystem (2) als Sekundärsystem zur Ansteuerung eines diesem Sekundärsystem (2) zugeordneten Hilfsaktuators (7) zugeschaltet wird, wobei das Sekundärsystem (2) unabhängig vom Primärsystem (1) ein dem Hilfsaktuator (7) zugeordnetes Ansteuersignal ausgibt und daß dieses Ansteuersignal des Sekundärsystems (2) von einer vom Ansteuersignal zum Hauptaktuator (6) gesteuerten Zuschalteinheit (3, 4) zum Hilfsaktuator (7) durchgeschaltet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ansteuerung von Aktuatoren in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges System ist beispielsweise aus der DE 196 43 197 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden Aktuatoren von zwei Regelsystemen, nämlich von einem Vierradlenksystem und von einem automatischen Bremssystem, angesteuert. Mit diesem bekannten Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeugbewegung zur Verbesserung der Stabilität eines Kraftfahrzeuges während einer Kurvenfahrt findet demnach eine Regelung von querstabilitätsrelevanten Fahrzeuggrößen als gemeinsame Regelgröße statt. Die Art und Weise der Kopplung dieser beiden Regelsysteme ist jedoch nicht beschrieben.

Zum weiteren technischen Hintergrund wird auf die Patentdruckschriften DE 19540824 A1 , DE 4039361 C1 , DE 19729632 C1 und DE 197 31 994 A1 sowie auf das Lehrbuch „Grundlagen der Regelungstechnik" von G. Schmidt, Springer Verlag 1991, S. 274 bis 275, hingewiesen.

Bisher wurden Regelsysteme (z. B. zur Fahrdynamikregelung) nur alleine oder aber gemeinsam ohne gegenseitige Kopplung in Fahrzeugen verbaut.

Eine gegenseitige Beeinflussung zwischen verschiedenen Systemen zur Verbesserung der Regelung einer gemeinsamen Regelgröße (z. B. Gierwinkelgeschwindigkeit, Schwimmwinkel oder Querbeschleunigung) wurden bisher nicht berücksichtigt. Grundsätzlich ist jedoch jedes Regelsystem nur unter bestimmten Bedingungen optimal zur Regelung einer Regelgröße (z. B. fahrdynamischen Regelgröße) geeignet.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kopplung von Regelsystemen für eine gemeinsame Regelgröße mit optimierter Regelgüte unter allen Bedingungen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß übernimmt bei einem Verfahren zur Ansteuerung von Aktuatoren in einem Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Regelsystemen zur Regelung einer gemeinsamen Regelgröße ein erstes Regelsystem als Primärsystem durch Ansteuerung eines ihm zugeordneten Hauptaktuators grundsätzlich die Regelung. Abhängig vom Ansteuersignal zum Hauptaktuator wird ein zweites Regelsystem als Sekundärsystem zur Ansteuerung eines diesem Sekundärsystem zugeordneten Hilfsaktuators zugeschaltet.

Vorzugsweise gibt das Sekundärsystem unabhängig vom Primärsystem ein dem Hilfsaktuator zugeordnetes Ansteuersignal aus. Dieses Ansteuersignal des Sekundärsystems wird von einer vom Ansteuersignal zum Hauptaktuator gesteuerten Zuschalteinheit zum Hilfsaktuator durchgeschaltet.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Zuschalteinheit einen Funktionsblock auf, der abhängig vom Ansteuersignal zum Hauptaktuator einen Wert zwischen 0 und 1 erzeugt. Dieser Wert wird mit dem Ansteuersignal des Sekundärsystems multipliziert. Das so gebildete Signal wird zum Hilfsaktuator weitergeleitet.

Beispielsweise wird das Ansteuersignal des Sekundärsystems zum Hilfsaktuator entweder bei voll ausgesteuertem Hauptaktuator oder in zunehmenden Maße ab einer vorgegebenen Aussteuerschwelle des Hauptaktuators durchgeschaltet.

Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch auf mehr als nur einen Haupt- und/oder Hilfsaktuator anwendbar ist. Unter dem Begriff Hauptaktuator können z. B. alle Stellglieder für eine dem Primärsystem zugeordnete Funktion, z. B. Vorderachs- und/oder Hinterachslenkung, verstanden werden. Ebenso können unter dem Begriff Hilfsaktuator alle Stellglieder für eine dem Sekundärsystem zugeordnete Funktion, z. B. Ventile oder Pumpen für radselektive Bremseingriffe, verstanden werden. Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren für mehr als zwei Regelsysteme eingesetzt werden. Entscheidend ist eine Rangordnung unter allen Regelsystemen, wodurch eine eindeutige Kopplung der Regelsysteme erreicht werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen
1 das erfindungsgemäße Verfahren schematisch in Form von Funktionsblöcken,
2 eine erste Möglichkeit zur Realisierung des Funktionsblockes der Zuschalteinheit
3 eine zweite Möglichkeit zur Realisierung des Funktionsblockes der Zuschalteinheit
In 1 führt ein Eingangssignal, das aus der Differenz einer Sollgröße X und einer Regelgröße Y gebildet wird, zu einem Primärsystem 1 und zu einem Sekundärsystem 2. Das Primärsystem 1 ist ein erstes Regelsystem, das über einen möglichst großen Bereich bei möglichst vielen Bedingungen optimal wirkt. Das Primärsystem 1 dient beispielsweise zur Regelung einer fahrdynamischen Größe und ist hierbei z. B. ein überlagertes Vorderachslenksystem, ein aktives Hinterachslenksystem oder ein Wankmomentenverteilungssystem. Das Sekundärsystem 2 ist ein zweites Regelsystem, das grundsätzlich dann zugeschaltet wird, wenn das Primärsystem 1 die Regelgröße Y nicht mehr allein einstellen kann. Dies ist z. B. der Fall, wenn der Aktuator des Primärsystems 1 voll ausgesteuert und somit an seine Begrenzung gelangt ist. Bei einer Regelung einer fahrdynamischen Größe ist ein derartiges Sekundärsystem 2 z. B. ein radselektiv arbeitendes Bremssystem.
Das Primärsystem 1 gibt ein Ansteuersignal zu einem Hauptaktuator 6 eines Kraftfahrzeuges 5 aus. Das Sekundärsystem 2 gibt ein Ansteuersignal über eine Zuschalteinheit (3, 4) zu einem Hilfsaktuator 7 aus Zwar kann das Sekundärsystem 2 selbständig ein derartiges Ansteuersignal ausgeben, erfindungsgemäß bestimmt das Durchschalten dieses Ansteuersignals zum Hilfsaktuator 7 die Zuschalteinheit (3, 4), bestehend aus einem Funktionsblock 3 und einer Multiplizierstelle 4. Die Multiplizierstelle 4 ist zwischen Sekundärsystem 2 und Hilfsaktuator 7 zwischengeschaltet. Das Ansteuersignal des Primärsystems 1 zum Hauptaktuator 6 ist auch Eingangssignal des Funktionsblocks 3 der Zuschalteinheit (3, 4). Der Funktionsblock 3 erzeugt abhängig vom Ansteuersignal zum Hauptaktuator 6 einen Wert zwischen 0 und 1. Dieser Wert wird an der Multiplizierstelle 4 mit dem Ansteuersignal des Sekundärsystems 2 multipliziert. Das so gebildete Signal wird zum Hilfsaktuator 7 weitergeleitet.
Beispielsweise wird das Ansteuersignal des Sekundärsystems 2 zum Hilfsaktuator 7 bei voll ausgesteuertem Hauptaktuator 6 (2) oder in zunehmenden Maße ab einer vorgegebenen Aussteuerschwelle des Hauptaktuators 6 (3) durchgeschaltet.
In 2 ist auf der Abszisse der Aussteuerbereich eines möglichen Hauptaktuators 6 (z. B. ein Stellglied zur Lenkwinkeländerung) im positiven und im negativen Bereich ausgehend von einer Nullage aufgetragen. Bei voll ausgesteuertem Hauptaktuator 6 im positiven Bereich (Position G1_p) (z. B. maximaler Lenkeinschlag nach rechts) oder bei voll ausgesteuertem Hauptaktuator 6 im negativen Bereich (Position G1_n) (z. B. maximaler Lenkeinschlag nach links) wird der Wert im Funktionsblock 3 von 0 auf 1 gesetzt. Damit wird das zunächst durch die Multiplizierstelle 4 auf Null gesetzte Ansteuersignal des Sekundärsystems 2 nunmehr unverändert an den Hilfsaktuator 7, z. B. ein radindividuelles Bremsventil, durchgeschaltet.
In 3 ist eine Alternative zu 2 dargestellt. In 3 wird das Ansteuersignal des Sekundärsystems 2 bereits ab einer vorgegebenen Schwelle des vom Primärsystem 1 ausgegebenen Ansteuersignals, S_p für den positiven Bereich und S_n für den negativen Bereich, über die Multiplizierstelle 4 in zunehmenden Maße kontinuierlich zugeschaltet. Bei Erreichen der Vollaussteuerung (G2_p bzw. G2_n) des Hauptaktuators 6 ist das Ansteuersignal durch die Multiplikation mit dem Wert 1 unvermindert durchgeschaltet.
Die Regelung einer gemeinsamen Regelgröße, hier einer fahrdynamischen Regelgröße, durch mindestens zwei Regelsysteme kann über einen deutlich erweiterten Bereich erfolgen (z. B. alle Querbeschleunigungsniveaus).
Einbußen bei der Regelgüte und gegenseitige Behinderung der verschiedenen Regelsysteme werden ausgeschlossen. Auch können beispielsweise verschleißanfälligere Regelsysteme in reduziertem Maße eingesetzt werden (z. B. radindividuelle Bremseingriffe zur Fahrzeugstabilisierung).

Claims

Verfahren zur Ansteuerung von Aktuatoren in einem Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Regelsystemen zur Regelung einer gemeinsamen Regelgröße, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Regelsystem (1) als Primärsystem durch Ansteuerung eines ihm zugeordneten Hauptaktuators (6) die Regelung übernimmt und daß abhängig vom Ansteuersignal zum Hauptaktuator (6) ein zweites Regelsystem (2) als Sekundärsystem zur Ansteuerung eines diesem Sekundärsystem (2) zugeordneten Hilfsaktuators (7) zugeschaltet wird, wobei das Sekundärsystem (2) unabhängig vom Primärsystem (1) ein dem Hilfsaktuator (7) zugeordnetes Ansteuersignal ausgibt und daß dieses Ansteuersignal des Sekundärsystems (2) von einer vom Ansteuersignal zum Hauptaktuator (6) gesteuerten Zuschalteinheit (3, 4) zum Hilfsaktuator (7) durchgeschaltet wird.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschalteinheit (3, 4) einen Funktionsblock (3) aufweist, der abhängig vom Ansteuersignal zum Hautpaktuator (6) einen Wert zwischen 0 und 1 erzeugt, und daß dieser Wert an einer Multiplizierstelle (4) mit dem Ansteuersignal des Sekundärsystems (2) multipliziert wird.
Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuersignal des Sekundärsystems (2) zum Hilfsaktuator (7) bei voll ausgesteuertem Hauptaktuator (6) durchgeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuersignal des Sekundärsystems (2) zum Hilfsaktuator (7) in zunehmenden Maße ab einer vorgegebenen Aussteuerschwelle (S_n; S_p) des Hauptaktuators (6) durchgeschaltet wird.