DE3434793C2

DE3434793C2 - Verfahren und Vorrichtung zum ruckarmen Anhalten eines Objekts

Info

Publication number: DE3434793C2
Application number: DE3434793A
Authority: DE
Inventors: Koji Takata; Masato Yoshino
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1983-09-21
Filing date: 1984-09-21
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2004-09-22
Also published as: GB2147434A; JPH07107653B2; GB8423815D0; DE3434793A1; JPS6068409A; GB2147434B; US4760529A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum ruckarmen Anhalten eines mit einer steuerbaren Bremseinrichtung ausgestatteten Objekts gemäß dem Oberbegriff des Vorrichtungsanspruchs 1 bzw. des Verfahrensanspruchs 12.

Verfahren und Vorrichtungen zum ruckarmen Anhalten eines Objekts, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, das mit einer steuerbaren Bremseinheit ausgestattet ist, sind bekannt. So offenbart US 35 19 805 ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung, mit deren Hilfe die Verzögerung eines Fahrzeugs ermittelt wird, um das Fahrzeug an einer bestimmten Anhalteposition zum Stillstand zu bringen. Dazu wird die momentane Position des Fahrzeugs in Bezug auf die vorgegebene und gewünschte Anhalteposition erfaßt. Unter Einbeziehung dieses Zusammenhangs und nach Erfassen der momentanen Verzögerung wird die erforderliche Verzögerung bestimmt und die steuerbare Bremseinrichtung entsprechend angesteuert. Jedoch muß bei diesem bekannten System bzw. Verfahren die Anhalteposition vorgegeben sein und feststehen. Ein Einsatz bei Objekten, deren Anhaltepunkt unbekannt ist oder sich ständig ändert bzw. geändert wird, ist nicht möglich.

Aus US 39 20 278 ist ein Steuerungssystem bekannt, bei dem die Verzögerung eines Fahrzeugs manuell ausgewählt und darauf basierend die gewünschte Verzögerungsrate bestimmmt wird. Dieser Verzögerungsrate entsprechend wird der Bremsdruck der steuerbaren Bremseinrichtung angesteuert, um die ausgewählte Verzögerung zu erreichen.

Wird der Verzögerungswert manuell vorgegeben oder der gesamte Verzögerungsvorgang manuell durchgeführt, kann das zu verzögernde Objekt in gewissem Maße ruckarm angehalten werden. So steuert z. B. ein erfahrener Autofahrer die Verzögerung des Fahrzeugs so, daß bei hoher Geschwindigkeit eine relativ hohe Verzögerung vorliegt und daß die Verzögerung zum Ende des Anhaltevorgangs hin reduziert wird. Bei automatischen Steuerungsvorgängen kann es insbesondere beim Einsetzen der Verzögerung und im Moment des Anhaltens des Objekts zu einem unerwünschten Stoß kommen, der insbesondere für den Fall, daß Personen befördert werden, unangenehm bemerkt wird. Jedoch ist ein ruckarmes Anhalten auch in anderen Bereichen bei verschiedenen Arten von Fahrzeugen, Maschinen oder sonstigen Vorrichtungen wünschenswert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anhalten eines mit einer steuerbaren Bremseinrichtung ausgestatteten Objekts zu schaffen, das automatisch arbeitet und daß das Objekt innerhalb eines möglichst kurzen Weges ruckarm anhält.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung bzw. des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele wird der Ausdruck "Verzögerung" oder "Abbremsen" zur Darstellung des negativen Wertes eines differenzierten Wertes (a) der Geschwindigkeit (V) eines Objekts in der Zeit (t) verwendet, und zwar wie folgt:

Verzögerung = -a = -dV/t

Im folgenden wird nun die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kurvenverlauf, in dem die Abszisse die Zeit und die Ordinate die Verzögerung darstellen;

Fig. 2 einen Kurvenverlauf, in dem die Abszisse die Geschwindigkeit und die Ordinate die Verzögerung darstellen;

Fig. 3 einen Kurvenverlauf, in dem die Abszisse die normierte Zeit und die Ordinate die normierte Verzögerung darstellen,

Fig. 4 einen Kurvenverlauf, in dem die Abszisse die normierte Zeit und die Ordinate die normierte Geschwindigkeit darstellen,

Fig. 5 einen Kurvenverlauf, in dem die Abszisse die normierte Geschwindigkeit und die Ordinate die normierte Verzögerung darstellen,

Fig. 6 einen Kurvenverlauf, in dem die Abszisse die normierte Zeit und die Ordinate den Wert der Änderung der Verzögerung in bezug auf die Zeit im Zusammenhang mit der Benutzung einer Anfangsgeschwindigkeit und Anfangsverzögerung darstellen,

Fig. 7 einen Kurvenverlauf, in dem die Abszisse die normierte Zeit und die Ordinate den Wert der Änderung der Verzögerung mit Bezug auf die Zeit ausgedrückt im Zusammenhang mit der Verwendung der gegenwärtigen Geschwindigkeit und Anfangsverzögerung darstellen,

Fig. 8 einen Kurvenverlauf, in dem die Abszisse die normierte Geschwindigkeit und die Ordinate den Wert der Änderung der Verzögerung in Abhängigkeit von der Zeit mit Bezug auf die Verwendung der jeweiligen Geschwindigkeit und Anfangsverzögerung darstellen,

Fig. 9 einen Kurvenverlauf, in dem die Abszisse die normierte Geschwindigkeit und die Ordinate die normierte Verzögerung darstellen, und in der insbesondere ein Bereich zur Unterbrechung der gleichförmigen Stop-Steuerung dargestellt ist,

Fig. 10 ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines Systems zur automatischen Steuerung der Verzögerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt, und

Fig. 11, 12 und 13 Flußdiagramme, in denen die Schritte zur automatischen Steuerung der Verzögerung gemäß der vorliegenden Erfindung unter unterschiedlichen Operationsmethoden gezeigt sind.

Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnet die Linie L1 einen Fall, in dem ein Objekt konstant verzögert wird, bis das Objekt vollständig zum Stillstand kommt. Wenn in diesem Falle das Objekt stoppt, erhält eine Person oder eine in dem Objekt aufgenommene Sache einen Stoß, weil sich die Verzögerung plötzlich von einem vorgegebenen Wert auf Null ändert. Ein solcher Stoß wird groß und unangenehm, wenn die konstante Verzögerung größer als 0,05 G ist, wobei G die Erdbeschleunigung darstellt.

Die Linie L2 verdeutlicht einen Fall, in dem ein differenzierter Wert der Verzögerung, d. h. konstant ist. Daher ändert sich die Verzögerung nicht plötzlich sondern kontinuierlich. Jedoch erhält die Person oder die Sache in dem Objekt einen Stoß an den Punkten X und Y, in denen die Linie L2 gekrümmt ist, d. h. wo der differenzierte Wert der Verzögerung, d. h. sich plötzlich ändert. Im allgemeinen nimmt die Person im Objekt die konstante Änderung der Verzögerung, d. h. , wahr. Er oder sie ist daher auf eine solche Änderung vorbereitet. Wenn jedoch der Wert der Änderung der Verzögerung, d. h. sich plötzlich an den Punkten X und Y ändert, erhältl die Person einen Stoß, bevor sie sich auf eine solche plötzliche Änderung von vorbereiten kann. Daher erhält sie einen unangenehmen Stoß.

Linie L3 veranschaulicht einen Fall, in dem die Verzögerung sich graduell längs einer Kosinuskurve oder einer ähnlichen Kurve ändert. Wenn das Objekt entsprechend der Linie L3 verzögert wird, ergibt sich keine plötzliche Änderung von . Somit kann das Objekt sanft angehalten werden, ohne daß der Person oder der Sache im Objekt ein unbequemer Stoß zugefügt wird.

Nach einer Anzahl von Testen haben die Erfinder dieser Erfindung herausgefunden, daß die Verzögerungssteuerung und Regelung längs der Linie L3 der Person und/oder Sache in dem Objekt den geringsten Stoß zufügt. Tatsächlich steuert ein besonders erfahrener Fahrer das Automobil längs einer Linie, die ähnlich der Linie L3 ist, um so das Automobil ruckarm anzuhalten. Daher ist das Verzögerungssteuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung derart programmiert, daß es die Verzögerung des Objektes in Übereinstimmung mit der Linie L3 steuert.

Wenn ein sich bewegendes Objekt im Einklang mit der Linie L3 verzögert wird, kann das sich bewegende Objekt ruckarm angehalten werden.

Um nun eine Betriebsart "ruckarmes Anhalten" (im folgenden einfach als "ruckarmes Anhalten" bezeichnet) zu realisieren, sind gemäß der vorliegenden Erfindung folgende Maßnahmen vorgesehen:

a) Eine Bremsvorrichtung, um in unterschiedlichen Pegeln auf das Objekt in Übereinstimmung mit einem Bremssignal einen Bremseffekt zu schaffen, der von einer externen Steuerung angelegt wird,
b) einen Detektor, um die Geschwindigkeit und die Verzögerung des Objektes zu bestimmen, und
c) einen Rechner, um den Verzögerungssollwert zu berechnen, der sich kontinuierlich ändert bis zum vollständigen Anhalten des Objektes, und
d) eine Steuerung zum Steuern der Bremsvorrichtung, um so die tatsächliche Verzögerung und Abbremsung im wesentlichen gleich dem berechneten Verzögerungssollwert zu machen, und zwar auf den Vergleich hin zwischen der tatsächlichen Verzögerung mit dem berechneten Verzögerungssollwert.

Hierbei wird des Objektes kontinuierlich ohne eine plötzliche Änderung verändert, die sonst an der gekrümmten Stelle auftritt, angedeutet durch die Punkte X und Y. Die kontinuierliche Änderung erfolgt am Start des ruckarmen Anhaltens und ebenso während des ruckarmen Anhaltens bis zum vollständigen Stillstand des Objektes.

Eines der einfachsten Verfahren zur Feststellung, wann das ruckarme Anhalten begonnen werden soll, besteht im Vergleichen der tatsächlichen Geschwindigkeit des Objekts mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit. Wenn die tatsächliche Geschwindigkeit auf den vorgegebenen Geschwindigkeitswert verringert wird, kann das ruckarme Anhalten gestartet werden.

Jedoch ist es vorzuziehen, das ruckarme Anhalten von der relativ hohen Geschwindigkeit aus zu starten, wenn die Verzögerung hoch ist und von der relativ niedrigen Geschwindigkeit, wenn die Verzögerung gering ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das ruckarme Anhalten gestartet, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit reduziert ist, wie dies durch die Kurve L4 in Fig. 2 gezeigt ist. Die Kurve L4 kann ausgedrückt werden:

v₀ = (C₁a₀ + C₂K)/(a₀ + k)

wobei v₀ eine Geschwindigkeit zum Einleiten des ruckarmen Anhaltens, a₀ eine Verzögerung für das Einleiten des ruckarmen Anhaltens und C₁, C₂ und K Konstanten sind. C₂ kann gleich Null sein.

Anstelle der oben genannten Gleichung kann eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit v₀ und der Verzögerung a₀ durch eine Tabelle gegeben bzw. geschaffen werden, die unterschiedliche Kombinationen von v₀ und a₀ speichert. In diesem Falle braucht die Beziehung zwischen diesen Werten nicht die gleiche zu sein wie dies die Kurve L4 gemäß Fig. 2 zeigt.

Wenn das ruckarme Anhalten beginnt, ändert sich die Verzögerung längs der Kosinuskurve, wie z. B. gemäß Kurve L5 in Fig. 3. Die Kurve L5 kann durch die folgende Gleichung angegeben werden:

wobei a die tatsächliche Verzögerung, a₀ eine Verzögerung beim Beginn des ruckarmen Anhaltens, t die Zeit und t_e eine erforderliche Zeitperiode vom Start des ruckarmen Anhaltens bis zum vollständigen Stillstand des Objektes bedeuten.

Anstelle der vorgenannten angegebenen Gleichung kann die Beziehung zwischen der Verzögerung a und der Zeit t auch durch eine Tabelle angegeben werden, in der die unterschiedlichen Kombinationen von a und t gespeichert sind. In diesem Falle braucht die Beziehung zwischen diesen Größen nicht die gleiche zu sein wie dies die Kurve L5 von Fig. 3 zeigt. Aus der graphischen Darstellung von Fig. 3 geht hervor, daß es vorzuziehen ist, daß die Abszisse t/t_e darstellt (anstelle der Zeit t), und daß die Ordinate a/a₀ anstelle von a angibt, wobei in diesem Falle die Abszisse und die Ordinate dimensionslose Werte angeben (keine Einheiten).

Wenn die oben genannte Beziehung, wie z. B. die Kurve L5, verwendet wird, kann der Fehler in ungewünschter Weise akkumuliert werden mit dem Ergebnis einer Fehlersteuerung, so daß das Objekt angehalten werden kann, und zwar vor oder nach der Zeit t_e. Um nun einen solchen Fehler zu beseitigen, kann das Objekt bevorzugt durch eine Kurve L7 gemäß Fig. 5 gesteuert werden. Die Kurve L7 wird auf die folgende Weise erhalten. Die Kurve L5, die in Beziehung zu der Verzögerung steht, wird integriert, um eine Kurve L6 zu erhalten, welche in Beziehung zur Geschwindigkeit steht. Dann wird unter Verwendung der Kurven L5 und L6 die Kurve L7 erhalten. Die Kurve L7 kann durch eine bestimmte Formel ausgedrückt werden:

a/a₀ = f(v/v₀)

oder durch eine Tabelle, in der unterschiedliche Kombinationen a/a₀ und v/v₀ enthalten sind. Die Kurve L7 wird entweder als Formel oder als Tabelle in einer Speichervorrichtung gespeichert.

Wenn die Kurve L7 oder eine ähnliche Beziehung verwendet wird, wird die Verzögerung derart gesteuert, daß die tatsächliche Geschwindigkeit v in einem regulären Intervall bestimmt wird, und daß die tatsächliche Verzögerung derart gesteuert wird, daß sie gleich dem berechneten Ergebnis eines Verzögerungssollwerts ist und zwar wie folgt:

a = a₀f(v/v₀)

Wenn das Objekt in einem sogenannten konstanten Verzögerungssystem gesteuert wurde unmittelbar vor dem Start des ruckarmen Anhaltens, kann das ruckarme Anhalten ohne Probleme gestartet werden. Wenn jedoch das Objekt in einem System gesteuert wurde, welches auf einer bestimmten Formel basiert, die abhängig ist von einem Bedienungswert oder von einer durch den Fahrer gehandhabten Stärke, kann die Verzögerung a im Zeitpunkt, in dem die Geschwindigkeit v₀ ist, möglicherweise wie folgt sein:

In einem solchen Fall wird die Verzögerungskurve gekrümmt sein, um einen Winkel im Startaugenblick des ruckarmen Anhaltens zu schaffen mit dem Ergebnis eines unangenehmen Stoßes. Um einen solchen Stoß beim Start des ruckarmen Anhaltens zu beseitigen, sollte der tatsächliche Wert in einem vorgegebenen Zeitintervall verglichen werden mit einem berechneten Wert gemäß der Formel C des ruckarmen Anhaltens, wie z. B. a = a₀f () nach dem Start des ruckarmen Anhaltens. Das ruckarme Anhalten wird nur dann ausgeführt, wenn der tatsächliche Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereiches fällt, der bestimmt ist durch den berechneten .

Um diesen Vergleich zu vereinfachen, sollte die folgende Analyse durchgeführt werden.

Als erstes wird die Kurve L5 von Fig. 3 differentiert, um die Kurve L8 von Fig. 6 zu erhalten. In diesem Falle sollte die Abszisse vorzugsweise darstellen:

anstelle von , so daß die Abszisse dimensionslos ist.

Als nächstes wird durch Verwendung der Kurve L5 (Fig. 3), L6 (Fig. 4) und L8 (Fig. 6) die Kurve L9 durch die folgende Berechnung erhalten:

die im wesentlichen gleich ist.

Daher fällt das Ergebnis der Berechnung unter Verwendung der Parameter v, a und , die während der Steuerung des Objekts bestimmt werden, und der Kurve L5 folgend längs der Kurve L9, die in Fig. 7 dargestellt ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sollte die Abszisse vorzugsweise v/v₀ anstelle von t/t_e darstellen. Für diesen Zweck wird die Kurve L10 (Fig. 8) unter Verwendung der Kurven L6 (Fig. 4) und L9 (Fig. 7) erhalten. Die Kurve L10 kann durch eine bestimmte Formel ausgedrückt werden:

oder durch eine Tabelle mit unterschiedlichen Kombinationen von und von v/v₀. Die Kurve L10 wird entweder als Formel oder Tabelle in einer Speichervorrichtung abgespeichert.

Vor dem Starten des ruckarmen Anhaltens wird die Geschwindigkeit v und die Verzögerung a des Objektes regulär bei einem vorgegebenen Zeitintervall festgestellt. Das ruckarme Anhalten wird gestartet, wenn zwei Voraussetzungen und Anforderungen erfüllt sind.

Die erste Anforderung bezieht sich auf die Geschwindigkeit des Objektes. Wenn das festgestellte Ergebnis (a, v) über der Kurve L4 aufgezeichnet wird, d. h. wenn die festgestellte Geschwindigkeit v größer als v₀ ist mit Bezug auf die festgestellte Verzögerung a₀, ist es erlaubt, in das ruckarme Anhalten einzutreten. Wenn andererseits das festgestellte Ergebnis oder auf unter der Kurve L4 aufgezeichnet wird, d. h. wenn die festgestellte Geschwindigkeit v gleich oder geringer als v₀ für die festgestellte Verzögerung a₀ ist, ist die erste Anforderung erfüllt. Die Werte v₀ und a₀, die bei Erfüllung der ersten Anforderung erhalten wurden, werden gespeichert. Das ruckarme Anhalten wird jedoch noch unterdrückt, bis die zweite Anforderung erfüllt ist.

Die zweite Anforderung bezieht sich auf die Verzögerung des Objektes. Durch Verwendung des festgestellten und gespeicherten Wertes v₀ wird ein Wert g(v/v₀) berechnet. Außerdem wird ein Wert berechnet. Wenn der berechnete Wert über die Kurve L10 fällt, d. h. wenn der berechnete Wert größer als g(v/v₀) ist, ist es nicht gestattet, die Unterdrückung freizugeben und daher wird das ruckarme Anhalten noch nicht tatsächlich ausgeführt. Wenn andererseits der berechnete Wert auf oder unter der Kurve L10 aufgetragen bzw. aufgezeichnet wird, d. h. wenn der berechnete Wert gleich oder geringer als g(v/v₀) ist, wird das ruckarme Anhalten gestartet.

Das ruckarme Anhalten kann in zwei unterschiedliche Weisen oder Wege ausgeführt werden, wie dies weiter unten beschrieben wird.

Das erste Verfahren für das ruckarme Anhalten wird in Übereinstimmung mit der Kurve L7 gemäß Fig. 5 ausgetragen. In diesem Falle wird zur Reduzierung oder Beseitigung jedes Fehlers in der Verzögerung a₀ diese Verzögerung a₀ auf der Kurve L7 durch eine inverse Operation ermittelt bzw. gefunden:

unter Verwendung der Werte a* und v*, die jeweils die tatsächlichen Werte a und v am Anfang der Ausführung, z. B. der Freigabe der Unterdrückung des ruckarmen Anhaltens darstellen. Danach befindet sich das Objekt in der Betriebsart "ruckarmes Anhalten" derart, daß seine Verzögerung a der Kurve L7 nach Berechnung des folgenden Wertes folgt:

a = a₀ x f(v/v₀)

unter Verwendung der erhaltenen Verzögerung a₀ und Geschwindigkeit v₀.

Ein anderes Verfahren für das ruckarme Anhalten wird in Übereinstimmung mit der Kurve L10 gemäß Fig. 8 ausgeführt. Gemäß diesem Verfahren wird der Verzögerungssollwert a für einen sehr nahen künftigen Zeitpunkt (nach einer Zeitperiode t) berechnet unter Verwendung der gegenwärtigen Daten in Übereinstimmung mit der folgenden Formel:

wobei a_t und v_t jeweils die Verzögerung und Geschwindigkeit in einem vorgegebenen Zeitpunkt t, a_t+ _Δ _t die Targetverzögerung im Zeitpunkt t+Δt und Δt eine sehr kurze Zeitperiode darstellen. Gemäß diesem Verfahren ist es notwendig, nur eine Formel g zu speichern, und zwar anstelle von zwei Formeln f und g. Daher ist es möglich das System mit einer kleinen Speichereinrichtung zu versehen.

Wenn in der Formel =0 bei v=v₀ ist, erhält man g(1)=0. Da auch =0 bei v=0 ist, erhält man g(0)<½. Wenn außerdem die Verzögerung a gegeben ist durch:

erhält man g(0)=²/₃.

Unter Berücksichtigung des oben genannten kann die Formel g z. B. wie folgt ausgedrückt werden:

wobei K<½ ist und n eine Konstante bedeutet.

Bei einigen Gelegenheiten, wenn z. B. keine weitere Absicht besteht, das Objekt weiter anzuhalten oder bei einem Notfall, wenn es notwendig ist, das Objekt innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne plötzlich anzuhalten, sogar mit einem Stoß, ist es notwendig, das ruckarme Anhalten vor dem entgültigen Stillstand des Objektes zu unterbrechen.

In dem Fall, in dem die Steuerung vor der gleichmäßigen Stop-Steuerung eine programmierte Steuerung ist (eines der einfachsten Beispiele für die programmierte Steuerung ist die konstante Verzögerungssteuerung), wird der Befehl zur Beendigung des ruckarmen Anhaltens, wie sie in den oben genannten Fällen benötigt wird, automatisch durch das programmierte Steuerungssystem gegeben und daher kann die Beendigung ohne jegliche Probleme durchgeführt werden.

Im Gegensatz hierzu ist es in dem Fall, in dem die Steuerung vor der gleichmäßigen Stop-Steuerung eine Verzögerungssteuerung ist auf der Basis einer bestimmten Formel in Abhängigkeit von dem Bedienungswert oder der Bedienungsstärke durch den Fahrer notwendig, weiterhin den beabsichtigten Wert der Verzögerung des Objektes festzustellen, sogar nach dem Start des ruckarmen Anhaltens. Es wird weiterhin auf der Basis des festgestellten Ergebnisses ermittelt, ob die Absicht, das Objekt anzuhalten, nicht weiter besteht oder nicht, oder ob es notwendig ist oder nicht, das Objekt plötzlich anzuhalten. Für diesen Zweck wird das folgende Verfahren durchgeführt.

In dem Fall, in dem das festgestellte Ergebnis die Absicht des Fahrers anzeigt, daß er das Objekt nicht anzuhalten bereit ist, das bedeutet, wenn der von dem Fahrer gewünschte Verzögerungssollwert geringer als der Wert ist, die in Übereinstimmung mit dem ruckarmen Anhalten erhalten wurde, wird daraus abgeleitet, daß der Fahrer nicht länger die Absicht hat, das Objekt zu stoppen oder daß der Fahrer seine Absicht aufgegeben hat, das Objekt anzuhalten (im vorhergehenden Satz wird der Vergleich zwischen dem Verzögerungssollwert durch Verwendung der absoluten Werte ausgeführt. Für den auf dem Gebiet kundigen Fachmann ist es verständlich, daß in der Beschreibung die Begriffe oder Symbole für die absoluten Werte aus Gründen der Kürze fortgelassen werden). In einem solchen Fall endet das ruckarme Anhalten. Die Steuerung wird in Übereinstimmung mit der beabsichtigten Steuerung des Fahrers ausgeführt.

Wenn andererseits das festgestellte Ergebnis die Absicht des Fahrers anzeigt, daß die Absicht darin liegt, das Objekt unmittelbar bzw. sofort zu stoppen, d. h. wenn der absolute Wert der vom Fahrer gewünschten Verzögerung größer als der absolute Wert der Verzögerung ist, der am Anfang des Freigabepunktes des ruckarmen Anhaltens erhalten wird, bedeutet dies, daß ein Notfall vorliegt. Daher endet das ruckarme Anhalten. Das Objekt stoppt unmittelbar in Übereinstimmung mit der beabsichtigten Steuerung des Fahrers. In diesem Fall bedeuten der absolute Wert der Verzögerung, wie sie im Freigabeunterdrückungszeitpunkt erhalten wurde oder der Anfangspunkt des ruckarmen Anhaltens ein absoluter Wert a*, wenn die Gleichung

erstmals erfüllt wird. Dieser Wert wird als Wert a* bezeichnet.

Wenn die oben genannte Steuerung für die Beendigung ohne jegliche Verbesserung ausgeführt wird, kann das ruckarme Anhalten beendet werden, wenn die vom Fahrer beabsichtigte Steuerung der Verzögerung sehr viel höher ist als der Verzögerungssollwert in Übereinstimmung mit dem ruckarmen Anhalten, was zu einem unerwarteten großen Ansteigen der Verzögerung im Augenblick der Beendigung der gleichmäßigen Stop-Steuerung führt. Insoweit ist eine Verbesserung gemacht worden.

Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen mit der Kurve L7, welches die gleiche Kurve wie die in Fig. 5 gezeigte ist. In der oberen linken Ecke dieser Figur ist ein schraffierter Abschnitt dargestellt, der eine gestrichelte Kurve umfaßt, die von der Kurve L7 entfernt ist. Wenn angenommen wird, daß die Unterdrückung in einem Zeitpunkt freigegeben wird, oder das ruckarme Anhalten bei einem Punkt beginnt (v*/v₀, a*/a₀), wird das ruckarme Anhalten fortgesetzt, bis die Geschwindigkeit v auf den Wert 0 reduziert ist. Gemäß der Verbesserung wird das ruckarme Anhalten nicht beendet, wenn nicht die Steuerung des Fahrers von der Kurve L7 abweicht und in den schraffierten Abschnitt eintritt. Die Kurve, die den schraffierten Abschnitt definiert, kann durch eine geeignete Formel oder durch eine geeignete Tabelle angegeben werden, die in einer Speichereinrichtung gespeichert ist.

Mit Bezug auf Fig. 10 ist ein Blockdiagramm eines Bremssystems dargestellt. Ein sich bewegendes Objekt 1 ist schematisch durch einen Kreis dargestellt. Mit dem sich bewegenden Objekt 1 ist eine Bremsanordnung 4 und ein Detektor zur Bestimmung der Geschwindigkeit des sich bewegenden Objektes 1 vorgesehen. Die Bremsanordnung 4 ist mit einer Steuerung 2 zur Steuerung des Grades des Bremseffektes durch die Bremseinrichtung 4 verbunden. Die Steuerung 2 ist mit einem Rechner 6 und ebenso mit einem Hebel 3 verbunden, der manuell betätigt werden kann. Im Rechner 6 wird die tatsächliche Verzögerung a des Objektes 1 durch Differenzieren der festgestellten Geschwindigkeit v berechnet. Stattdessen kann die tatsächliche Verzögerung a direkt durch einen Verzögerungsdetektor (nicht dargestellt) bestimmt werden, der am Objekt 1 vorgesehen ist. Außerdem wird die Änderung der Verzögerung ebenso im Rechner 6 berechnet.

Bezugnehmend auf die Fig. 11, 12 und 13 sind drei unterschiedliche Flußdiagramme für drei unterschiedliche Steuersystemtypen dargestellt. In den Flußdiagrammen und der zugehörigen Beschreibung bedeutet die Abkürzung SSC die gleichmäßige Stop-Steuerung.

In Fig. 1 ist ein Flußdiagramm zur Ausführung der SSC im ersten Typ des Steuersystems dargestellt. Der erste Typ des Steuersystems weist ein Merkmal auf, daß nämlich die Verzögerung a vor der SSC konstant gesteuert wird, z. B. durch einen programmierten Plan. Wenn daher eine Kurve, die die Verzögerung im ersten Steuersystemtyp darstellt und eine Kurve, wie z. B. L5 in Fig. 3, die das ruckarme Anhalten darstellt in Betracht gezogen werden, können diese beiden Kurven ohne jegliche Krümmung verbunden werden. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß diese zwei Kurven den gleichen Gradienten (=0) im dazwischen befindlichen Verbindungspunkt aufweisen. Als nächstes werden die einzelnen Schritte im Detail beschrieben.

Bei Schritt #1 befindet sich ein Objekt im normalen Fahrmodus, welcher in diesem Falle das erste Typensteuersystem ist. Bei Schritt #2 wird die Verzögerung a_M für den normalen Fahrmodus durch eine Berechnung oder Lesen aus einem Programm des normalen Fahrmodus erhalten. Danach werden bei Schritt #3 die tatsächlichen Werte v, a und für den vorliegenden Augenblick festgestellt oder berechnet. Bei Schritt #4 wird geprüft, ob die SSC bereits gestartet ist oder nicht. Im ersten Zyklus der Operation mittels des Flußdiagrammes von Fig. 11 wird angenommen, daß die SCC noch nicht gestartet ist. Daher geht im ersten Zyklus das Programm auf Schritt #5, bei dem die Entscheidung gefällt wird, ob die SSC erforderlich ist. Diese Entscheidung wird durch einen Vergleich zwischen der tatsächlichen Geschwindigkeit v und einer bestimmten Geschwindigkeit v₀ bei einer bestimmten Verzögerung a₀ ausgeführt, die durch die in Fig. 2 gezeigte Kurve L4 gegeben ist. Wenn die tatsächliche Geschwindigkeit v verringert wird auf oder unter die vorgegebene Geschwindigkeit v₀, ist die SSC erforderlich. Daher geht das Programm auf Schritt #6, um so die SSC zu starten. Wenn nicht, geht das Programm auf Schritt #8, bei dem die erhaltene Verzögerung a_M, die auf dem Programm oder den normalen Fahrmodus basiert, als ein Verzögerungssollwert ausgesucht wird. Sodann wird bei Schritt #11 die tatsächliche Verzögerung a gesteuert und im wesentlichen gleich dem Verzögerungssollwert gemacht, die in diesem Falle a_M ist. Sodann kehrt das Programm zurück auf Schritt #2.

Wenn die SSC bei Schritt #6 startet, werden die Geschwindigkeit v₀ und die Verzögerung a₀, die im Startaugenblick der SSC erhalten werden, bei Schritt #7 gespeichert. Sodann wird die Verzögerung a_S für die SSC durch die Berechnung bei Schritt #9 erhalten. Die Verzögerung a_S kann auf zwei unterschiedlichen Wegen erhalten werden, die bereits vorher unter dem Abschnitt Verfahren und Arbeitsweise zum Starten des ruckarmen Anhaltens beschrieben wurden. Sodann wird bei Schritt #10 die erhaltene Verzögerung a_S aufgegriffen und als Verzögerungssollwert verwendet. Sodann wird bei Schritt #11 die tatsächliche Verzögerung a gesteuert und im wesentlichen gleich dem Verzögerungssollwert gemacht, die in diesem Falle a_S ist. Sodann kehrt das Programm auf Schritt #2 zurück.

Wenn einmal die SSC bei Schritt #6 gestartet ist, folgt der Programmablauf in den folgenden Zyklen den Schritten #2, #3, #4, #9 und #10, um die Verzögerung a in der Weise zu steuern, wie dies durch die Kurve L5 von Fig. 3 gezeigt ist.

Aus dem vorhergehenden geht hervor, daß in diesem Steuersystem die SSC ohne jede Verzögerung startet, nachdem die SSC gewünscht wird.

Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm für die Durchführung der SSC für den zweiten Typ des Steuersystems. Der zweite Typ des Steuersystems hat das Merkmal, daß der Änderungswert der Verzögerung vor der SSC variabel gesteuert wird. Daher startet manchmal die SSC in diesem Steuersystem sogar dann, wenn die SSC gewünscht wird, nicht unmittelbar nach dem genannten Wunsch sondern mit einer gewissen Verzögerung. Der Fall, in dem die Verzögerung erfolgt liegt dann vor, wenn die Änderungsrate der Verzögerung vor der SSC nicht Null ist, so wie dies durch die gestrichelte Kurve in Fig. 3 angezeigt ist, die die programmierte Verzögerung a_M im normalen Fahrmodus darstellt. Sogar in einem solchen Fall, in dem die SSC gewünscht wird, wird die SSC zeitweilig unterdrückt, bis der Gradient der gestrichelten Kurve in Fig. 3, d. h. mit dem Gradienten der Kurve des ruckarmen Anhaltens, wiie z. B. L5, zusammenfällt. Daher wird während der Unterdrückung das Objekt im normalen Fahrmodus gesteuert unter Verwendung der Verzögerung a_M als Sollwert. Wenn diese beiden Gradienten miteinander übereinstimmen bzw. zusammenfallen, wird die Unterdrückung freigegeben und danach sofort die SSC gestartet. Als nächstes wird das Flußdiagramm der SSC des zweiten Typs des Steuersystems im Detail in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben, in der die unterstrichenen Schrittnummern die Schritte sind, die vom Flußdiagramm von Fig. 11 abweichen.

Die Verzögerung a_M wird in der gleichen Weise wie oben beschrieben erhalten (#102). Die tatsächlichen Werte v, a und werden im gegenwärtigen Augenblick bestimmt oder berechnet (#103). Sodann wird bei Schritt #104 eine Prüfung durchgeführt, ob die SSC eingeleitet wurde oder nicht. Der Begriff "Einleiten" beinhaltet sowohl gewünscht und gestartet als auch gewünscht aber noch nicht gestartet. Im ersten Zyklus fängt die SSC noch nicht an. Daher geht das Programm auf d en nächsten Schritt #105 weiter, um zu unterscheiden, ob die SSC gewünscht ist oder nicht. Wenn die SSC gewünscht wird, geht das Programm auf Schritt #106, bei dem die SSC anfängt. In diesem Punkt wird die SSC noch nicht gestartet. Jedoch startet die Vorbereitung für die SSC, wie die Speicherung der Werte v₀ und a₀, ausgeführt beim nächsten Schritt #107. Unmittelbar danach wird bei Schritt #108 die SSC unterdrückt, wobei der tatsächliche Start der SSC verzögert wird. Wie aus den weiteren Schritten #109 und #115 hervorgeht, ist das Objekt noch unter der Steuerung des normalen Fahrmodus, wobei a_M als Sollwert verwendet wird.

Wenn der Schritt #106 im vorhergehenden Zyklus passiert worden ist, geht das Programm von Schritt #104 auf Schritt #110 im nächsten Zyklus des Ablaufes weiter. Bei Schritt #110 wird eine Prüfung durchgeführt, ob die SSC unterdrückt wird oder nicht. Wenn dies der Fall ist, geht das Programm auf Schritt #111, bei dem die Entscheidung gefällt ist, ob es notwendig ist die Unterdrückung freizugeben oder nicht. Diese Entscheidung wird durch den Vergleich zwischen den oben erwähnten beiden Gradienten ausgeführt. Wenn die beiden Gradienten voneinander unterschiedlich sind, folgt das Programm den Schritten #109 #115, wobei weiterhin der tatsächliche Start der SSC verzögert wird. Wenn andererseits die beiden Gradienten miteinander übereinstimmen, geht das Programm auf Schritt #112, um die SSC tatsächlich zu starten. Sodann wird die Verzögerung a_S für die SSC durch die Berechnung bei Schritt #113 erhalten. Bei Schritt #114 wird die Verzögerung a_S aufgegriffen und als Sollwert benutzt. Sodann wird bei Schritt #115 die tatsächliche Verzögerung a gesteuert und im wesentlichen gleich dem Sollwert gemacht, die in diesem Falle a_S beträgt. Sodann kehrt das Programm auf Schritt #102 zurück.

Danach wird der Ablauf über die Schritte #102, #103, #104, #110, #113, #114 und #115 wiederholt, wobei das Objekt gesteuert wird, um einen gleichförmigen Stop in Übereinstimmung mit einer programmierten Verzögerung auszuführen, wie dies durch die Kurve L5 gezeigt ist.

Bezugnehmend auf Fig. 13 ist ein Flußdiagramm zur Durchführung der SSC im dritten Typ des Steuersystems dargestellt. Der dritte Typ des Steuerungssystems weist das Merkmal auf, daß der Verzögerungssollwert entsprechend der manuellen Operation berechnet wird, wie z. B. durch ein Bremspedal (nicht dargestellt). Daher ist die Verzögerung während des normalen Fahrmodus abhängig von dem Willen des Fahrers. Wenn aber einmal die SSC gestartet ist, wird die Objektbewegung gemäß dem Programm, wie z. B. längs der Kurve L5, verzögert. In dem Fall, in dem der Fahrer wünscht, während der SSC schneller zu stoppen oder das Objekt nicht zu stoppen, wird die SSC sogleich beendet und das Objekt unter die Steuerung der manuellen Operation im normalen Fahrmodus gebracht. Als nächstes wird das Flußdiagramm der SSC des dritten Typs des Steuersystems in Verbindung mit Fig. 13 beschrieben, in der die Schrittnummern diejenigen Schritte sind, die unterschiedlich sind von denen des Flußdiagramms von Fig. 12.

Bei Schritt #202 wird ein Bedienungs- oder Handhabungswert ermittelt. Wenn z. B. die Verzögerung manuell durch ein Bremspedal gesteuert wird, wird der Grad des Betätigungsweges des Bremspedales ermittelt. Sodann wird bei Schritt #203 die Verzögerung a_M für den normalen Fahrmodus unter Verwendung des festgestellten Einstellwertes berechnet. Die SSC beginnt, der Start der SSC wird zeitweilig unterdrückt in der gleichen Weise, wie bereits oben beschrieben. Sodann werden bei Schritt #213, bei dem die SSC gestartet wird, die Geschwindigkeit v* und die Verzögerung a* gespeichert. Wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht, verkörpern v* und a* jeweils die Geschwindigkeit und Verzögerung beim Start der SSC, die z. B. an einem Punkt erhalten werden, wo die gestrichelte Linie in Fig. 3 die Kurve L5 berührt. Sodann wird nach Schritt #215 eine Entscheidung gefällt ob es notwendig ist oder nicht, die SSC zu beenden. Diese Entscheidung wird durch die Ermittlung ausgeführt, ob der Verzögerungswert, der durch die manuelle Betätigung erhalten wird, innerhalb der schraffierten Bereiche von Fig. 9 fällt oder nicht. Wenn er nicht innerhalb des schraffierten Bereiches fällt, geht das Programm auf Schritt #218, um die SSC fortzusetzen. Wenn sie im Gegensatz hierzu innerhalb des schraffierten Bereiches fällt, geht das Programm auf Schritt #217, um sogleich die SSC zu beenden und die Verzögerungssteuerung erneut zu starten auf der Basis des normmalen Fahrmodus, welcher in diesem Falle von der manuellen Operation abhängig ist.

Claims

1. Vorrichtung zum ruckarmen Anhalten eines mit einer steuerbaren Bremseinrichtung ausgestatteten Objekts mit:

a) einem Detektor (5) zum Erfassen der momentanen Geschwindigkeit (V) und der momentanen Verzögerung (a_M) des Objekts;
b) einer Steuereinrichtung (6),
- b1) die abhängig von der Geschwindigkeit (V) und der Verzögerung (a_M) einen Sollwert für die Verzögerung berechnet,
- b2) die den Verzögerungssollwert mit der momentanen Verzögerung vergleicht und daraus ein Differenzsignal erzeugt, und
- b3) die die Bremskraft der Bremseinrichtung steuert, um das Differential zu minimieren und die momentane Verzögerung an den Verzögerungssollwert auszugleichen,

dadurch gekennzeichnet, daß

c) die Steuereinrichtung (6) in der Betriebsart "ruckarmes Anhalten" einen errechneten Verzögerungssollwert (a_S) ausgibt;
- c1) die Verzögerung (a_S) nach der Gleichung a = a₀ x f(V/V0)bestimmt wird, wobei a₀ und V₀ die Verzögerung und Geschwindigkeit des Objektes zu Beginn der Betriebsart "ruckarmes Anhalten" und f(V/V₀) eine Funktion der Geschwindigkeiten darstellen;
- c2) zu Beginn der Betriebsart "ruckarmes Anhalten" die momentane Verzögerung (a_M) und der Verzögerungssollwert (a_S) gleich sind; und
- c3) der Verzögerungssollwert (a_S) annähernd Null ist, wenn die momentane Geschwindigkeit (V) gegen Null geht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (6) in einer Betriebsart "normales Bremsen" den Wert der momentanen Verzögerung (a_M) als Verzögerungssollwert ausgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung (6) für diskrete Werte von (V/V₀) entsprechende Funktionswerte f(V/V₀) in einer Tabelle gespeichert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (6) die momentane Geschwindigkeit mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit vergleicht und die Betriebsart "ruckarmes Anhalten" einleitet, wenn die momentane Geschwindigkeit bis zum vorgegebenen Geschwindigkeitswert verringert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Geschwindigkeit unabhängig von der Verzögerung (a) konstant ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Geschwindigkeit mit ansteigender Verzögerung (a) zunimmt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (6) zu Beginn der Betriebsart "ruckarmes Anhalten" die Werte (V₀) und (a₀) vorgibt und speichert, die Betriebsart "ruckarmes Anhalten" jedoch aussetzt,
und g(V/V₀) berechnet, wobei g eine Funktion der Variablen (V/V₀) ist und mit g(V/V₀) vergleicht und die Betriebsart "ruckarmes Anhalten" einleitet, wenn gleich oder kleiner als g(V/V₀) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinrichtung (6) für diskrete Werte von (v/v₀) entsprechende Funktionswerte (g(V/V₀) in einer Tabelle gespeichert sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion g gegeben ist durch wobei k<½ und n eine Konstante ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung den Verzögerungssollwert (a_S) berechnet entsprechend der Formel: wobei a_t und v_t die momentane Verzögerung und Geschwindigkeit in einem bestimmten Zeitpunkt t sind, wobei a_t+ _Δ _t der Verzögerungssollwert im Zeitpunkt t+Δt ist und wobei Δt eine sehr kurze Zeitspanne ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung in der Betriebsart "normales Bremsen" bei einem Kraftfahrzeug einen Verzögerungssollwert in Abhängigkeit von einem Bedienungswert, der durch den Fehler vorgegeben wird, berechnet.

12. Verfahren zum ruckarmen Anhalten eines mit einer steuerbaren Bremseinrichtung ausgestatteten Objekts mit den Schritten:

a) Erfassen der momentanen Geschwindigkeit (V) und der momentanen Verzögerung (a_M) des Objekts;
- b1) Berechnen eines Verzögerungssollwerts in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (V_M) und der Verzögerung (a),
- b2) Vergleichen des Verzögerungssollwerts mit der momentanen Verzögerung und Erzeugen eines Differenzsignals; und
- b3) Ansteuern der Bremseinrichtung, um das Differenzsignal zu minimieren und die momentane Verzögerung an den Verzögerungssollwert anzugleichen;

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

c) Ausgeben eines errechneten Verzögerungssollwerts (a_S) in der Betriebsart "ruckarmes Anhalten", wobei
- c1) die Verzögerung (a_S) nach der Gleichung a = a₀ x f(V/V₀)bestimmt wird und a₀ und V₀ die Verzögerung und die Geschwindigkeit des Objekts zu Beginn der Betriebsart "ruckarmes Anhalten" und f(V/V₀) eine Funktion der Geschwindigkeiten darstellen;
- c2) zu Beginn der Betriebsart "ruckarmes Anhalten" die momentane Verzögerung (a_M) und der Verzögerungssollwert (a_s) gleich sind; und
- c3) der Verzögerungssollwert (a_s) annähernd Null ist, wenn die momentane Geschwindigkeit (V) gegen Null geht.

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch den Schritt des Auslesens entsprechender Funktionswerte f(V/V₀) aus einer Tabelle für diskrete Werte von (V/V₀).

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch die Schritte des Vergleichens der momentanen Geschwindigkeit (V) mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit und des Einleitens der Betriebsart "ruckarmes Anhalten", wenn die momentane Geschwindigkeit bis zu dem vorgegebenen Geschwindigkeitswert verringert ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Geschwindigkeit unabhängig von der Verzögerung (a_M) konstant ist.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Geschwindigkeit mit ansteigender Verzögerung (a) zunimmt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14, 15 oder 16, gekennzeichnet durch die Schritte des Vorgebens und Speicherns der Werte (V₀) und a₀) zu Beginn der Betriebsart "ruckarmes Anhalten", des Aussetzens der Betriebsart "ruckarmes Anhalten", des Berechnens von wobei g eine Funktion der Variablen V/V₀ ist und des Vergleichens von V durch A² mit g(V/V₀) und Einleiten der Betriebsart "ruckarmes Anhalten", wenn gleich oder kleiner als g(V/V₀) ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch den Schritt des Auslesens entsprechender Funktionswerte g(V/V₀) aus einer Tabelle für diskrete Werte von (V/V₀).

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion g gegeben ist durch wobei k<½ und n eine Konstante ist.

20. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch den Schritt des Berechnens des Verzögerungssollwerts (a_s) entsprechend der Formel wobei a_t und v_t die momentane Verzögerung und Geschwindigkeit in einem bestimmten Zeitpunkt t sind, wobei a_t+ _Δ _t der Verzögerungssollwert im Zeitpunkt t+Δt ist und wobei Δt eine sehr kurze Zeitspanne ist.