DE3703645C2

DE3703645C2 - Verfahren zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE3703645C2
Application number: DE3703645A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Preis; Eberhard Dipl Ing Schnaibel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2007-02-07
Also published as: EP0278232B1; JPS63198739A; JP2749312B2; DE3869983D1; US4884203A; DE3703645A1; EP0278232A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des nebengeordneten Anspruchs 11 (DE 35 10 174 A1).

Aus der DE 25 46 529 A1 ist schon eine Geschwindigkeitsregelein richtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der jedoch bei Beschleuni gungsvorgängen plötzlich ein neuer Geschwindigkeitssollwert vorgege ben wird. Da das Fahrzeug relativ träge reagiert, besteht die Gefahr von Regelschwingungen, die zumindest einige Perioden nach Erreichen des neuen Sollwertes andauern. Um ein solches Überschwingen zu ver ringern, ist es aus der DE 25 37 415 A1 bekannt, einen Regler mit PD-Verhalten einzusetzen. Bei einem solchen PD- bzw. P-Regler wird durch unterschiedliche Belastungen und variables Spiel in der Stell gliedanlenkung die geregelte Geschwindigkeit nach dem Setzvorgang ungenau. Wird in diesem Fall hingegen ein I-Regler verwendet, so er zielt man einen schlechteren Fahrkomfort.

Die DE 27 01 567 A1 beschreibt eine Geschwindigkeitssteuereinrich tung für Kraftfahrzeuge, bei der gewünschte Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge vom Fußfahrgeber aus definiert gesteuert werden können. Erreicht wird dies durch Bewertung eines die Stellung des Fußfahrgebers kennzeichnenden Signals nach einer vorbestimmten Funk tion und durch Anwendung eines Integrators im Übertragungsweg des Reglers für die Fahrgeschwindigkeit. Die Vorgabe bestimmter Be schleunigungen geschieht dabei in der Art einer reinen Steuerung, bei der die Istgeschwindigkeit auf einen Sollwert nachgeführt wird. Zum einen setzt diese Einrichtung eine unübliche Benutzungsart des Fußfahrgebers als Beschleunigungsgeber voraus, zum anderen können Ungenauigkeiten der Endgeschwindigkeit nach Beschleunigungsvorgäng en, beispielsweise in unebenem Gelände oder bei sonst größeren Ein wirkungen auf das Fahrzeug, auftreten.

In der DE 28 42 023 A1 ist eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei der während Beschleunigungsvorgängen die Istgeschwindigkeit einer rampenförmig verlaufenden Sollgeschwin digkeit nachgeführt wird so, daß ein weicher Übergang auf die je weils neue Endgeschwindigkeit erfolgt und diese jeweils genau er reicht wird. Diese Einrichtung erfordert jedoch einen großen diskre ten Schaltungsaufwand und ist somit verhältnismäßig teuer. Obwohl sie voll digital arbeitet, erlaubt sie nicht ohne weiteres einen Bauelemente einsparenden einkörperlichen Verbund mit einer ebenfalls elektronisch wirkenden Kraftstoffzumessung, insbesondere nicht unter Mitbenutzung eines ohnehin vorhandenen Rechners in solch einem elek tronisch wirkenden Kraftstoffzumessungssystem.

Aus der DE 28 39 382 A1 ist ein Fahrgeschwindigkeitsregler bekannt, bei welchem parallel ein Proportional- und ein Pro portional-/Integralregler abhängig von der Differenz zwischen Soll- und Istwert Ausgangssignale erzeugen. Zur Wirkung kommt dabei jeweils das betragsmäßig größere Ausgangssignal, so daß bei einer sprungförmigen Änderung des Sollwertes zunächst der reine Proportionalregler, dann der Proportional-/Inte gralregler das Ausgangssignal dominiert. Bei einer ram penförmigen Vorgabe des Sollwertes der Fahrgeschwindigkeit in den dynamischen Fahrzuständen führt diese Vorgehensweise zu keinen befriedigenden Ergebnissen.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Geschwindigkeits regelung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die das Erreichen bzw. Ein halten einer vorgewählten Fahrgeschwindigkeit mit hohem Fahrkomfort erlaubt und darüber hinaus unter Nutzung von Steuerfunktionen eines ohnehin vorhandenen Rechners eine Vereinfachung und Verbilligung ei ner solchen Einrichtung zuläßt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Regelung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 11 gelöst.

Vorteile Erfindung

Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird das Erreichen bzw. Ein halten einer vorgewählten Fahrgeschwindigkeit mit hohem Fahrkomfort erlaubt und durch Nutzung von Steuerfunktionen eines vorhandenen Rech ners eine Vereinfachung und Verbilligung ermöglicht.

Durch die Verwendung eines Reglers mit proportionalen und integralen Komponenten im stationären Betriebsbereich wird in dieser Phase eine komfortable Regelung auf die Regeldifferenz 0 ermöglicht und so ein genaues und komfortables Einhalten der Geschwindigkeit gewährleistet. Da der Regler im dynamischen Betriebszustand, während der Beschleunigungs- oder Verzögerungsphase nur mit seiner proportionalen Komponente arbeitet, wird durch den Wegfall der langsameren integralen Komponente und durch die dann ständig vorhandene Regeldifferenz zwischen der Istgeschwindigkeit und der zeitlinear vorgegebenen Sollgeschwindigkeit des Fahrgeschwindigkeitsreglers ein befriedigendes dynamisches Verhalten des Reglers erreicht, und somit sowohl der Fahrkomfort und als auch das Regelverhalten verbessert.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß der Fahrzeugführer auf die Fahrzustände des Kraftfahrzeugs am Fußfahrgeber vorbei Einfluß neh men kann. Gegenüber bekannten Verfahren und Einrichtungen bietet die Fahrgeschwindigkeitsregelung nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 un ter Anwendung der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 11 einen sehr hohen Fahrkomfort. Insbesondere erlaubt die erfindungsgemäße Fahrgeschwindigkeitsregelung eine einfache Anpas sung an das unterschiedliche dynamische Verhalten unterschiedlicher Fahrzeugtypen, indem fahrzeugcharakteristische Kennwerte im Speicher eines Rechners ablegbar sind. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbes serungen der in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 11 angegebenen Fahrgeschwindigkeitsregelung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß durch eine betriebszustandsabhängige Steuerung der Integralwerte ei nes benutzten PI-Reglers Geschwindigkeitsübergänge ohne merkbares Einschwingen weich erfolgen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der einzelnen Bestand teile einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs,

Fig. 2 eine Veranschau lichung wesentlicher Hardware- und Software-Bestandteile eines elek tronischen Steuergerätes zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs,

Fig. 3 eine Veranschaulichung des zeitlichen Verlaufes der Stellgröße, insbesondere eines Stellungswinkels und der Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Fahrerwunschsignal "Beschleunigen",

Fig. 4 eine Veranschaulichung des zeitlichen Ver laufs einer Stellgröße, insbesondere eines Stellwinkels, und der Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Fahrerwunschsignal "Verzögern",

Fig. 5 eine Veranschaulichung des zeitlichen Verlaufs der Stellgröße insbesondere eines Stellwinkels, und der Fahrge schwindigkeit in Abhängigkeit von einem Fahrerwunschsignal "Wieder aufnahme einer vor einer Verzögerung gehaltenen Geschwindigkeit".

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beeinflussung der Fahrgeschwin digkeit eines Kraftfahrzeugs stützt sich vorzugsweise auf eine Ein richtung gemäß Fig. 1. Diese umfaßt ein elektronisches Steuergerät 10, welches einen Mikrorechner 11 mit Schreib-Lese-Speicher 12 ent hält. Dieses Steuergerät 10 weist wenigstens Signaleingänge 13, 14, 15, 16 und 17 auf. Optimal können noch weitere Eingänge 50 vorge sehen sein. An den Eingang 13 ist über eine Signalleitung 19 ein Fahrzustandswähler 20 angeschlossen, der wenigstens zwei Stellungen 21 und 22, ggf. jedoch noch weitere Stellungen 23, 24 und 25 auf weist. An den Signaleingang 14 ist über eine Signalleitung 26 ein Fußfahr geber (elektrisches Gaspedal) 27 angeschlossen. Über eine Signallei tung 28 ist der Signaleingang 16 mit dem Bremslichtschalter 29 verbunden, der vom Bremspedal 30 bzw. von der hier nicht gezeigten Bremsanlage ausgelöst wird. Über eine Signalleitung 32 ist der Signaleingang 15 des elektronischen Steuergerätes 10 mit einem Istgeschwindigkeitsgeber 31 verbunden. Das elektronische Steuergerät 10 weist ferner einen Ausgang 33 auf, der über eine Leitung 34 ein Stellsignal an einen elektromotorischen Steller 35 abgibt. Ggf. weist das elektronische Steuergerät 10 noch weitere Ausgänge 51 auf. Der elektromotorische Steller 35 erzeugt in Abhängigkeit vom antreibenden Stellsignal ei nen Stellungswinkel, beispielsweise als Stellungswinkel 36 einer Drosselklappe oder einer Regelwelle einer Dieseleinspritzpumpe. Der Stellungswinkel wird auf einen Rückmeldegeber 37 übertragen, der ein dem tatsächlichen Stellungswinkel entsprechendes Signal über die Verbindungsleitung 38 an einen weiteren Signaleingang 17 des elektroni schen Steuergeräts 10 abgibt. Der elektromotorische Steller 35, der Istgeschwindigkeitsgeber 31 sowie das Fahrzeug, die Brennkraftma schine und das Rad-Straße-System bilden die symbolisch gekennzeich nete Regelstrecke 39. Über weitere Ansteuerleitungen 18 können wei teren Eingängen 50 des elektronischen Steuergerätes ggf. weitere Signale, insbesondere die verschiedenen Betriebszustände einer Brennkraftmaschine charakterisierende Meßwerte, zugeführt werden. Ggf. können den weiteren Ausgängen 51 über Ausgangsleitungen 40 wei tere Stellsignale, Fahrzustandsinformationen oder Alarmsignale ent nommen werden. Der Mikrorechner 11 und der RAM/ROM-Speicher 12 bil den in Verbindung mit einer Programmvorschrift einen PI-Regler nach, dessen P- und I-Verstärkung betriebszustandsabhängig beeinflußbar sind. Bei herkömmlicher Betriebsweise wird dem Steuergerät 10 der Fahrerwunsch über den Fußfahrgeber 27 mitgeteilt. Durch Betätigung des Fahrzustandswählers 20 in eine der Stellungen 21 bis 25 kann der Fahrzeugführer die Fahrgeschwindigkeit unter Umgehung des Fahrpedals 27 "quasi-automatisch" beeinflussen. Den Stellungen 21 bis 25 können beispielsweise die Fahrzustände "Beschleunigen", "Ver zögern", "Wiederaufnahme", "Aus" und "Geschwindigkeit halten" ent sprechen. Das Zusammenwirken des Fahrzustandswählers 20 mit dem elektronischen Steuergerät 10 erfolgt vorzugsweise so, daß sich in unterschiedlichen Stellungen 21 bis 25 unterschiedliche An sprechweisen des elektronischen Steuergeräts 10 ergeben. Beispiels weise kann vorgesehen sein, daß in Stellungen 21 und 22 - ent sprechend Fahrzuständen "Beschleunigen", "Verzögern" - dem Fahrer wunsch entsprechend die Fahrgeschwindigkeit so lange beeinflußt wird, als der Fahrzustandswähler 20 in betreffenden Stellungen 21 bzw. 22 gehalten wird. Im Gegensatz dazu kann in anderen Stellungen 23 bzw. 25 - entsprechend Fahrzuständen "Wiederaufnahme", "Geschwindigkeit halten" - die selbsttätige Ausführung des Fahrer wunsches durch eine nur momentane Verbringung des Fahrzustandswäh lers 20 in die betreffenden Stellungen erfolgen.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs und das Verfahren, nach dem diese Beeinflussung vorgenommen wird, wird nun anhand nachfolgender Fig. 2 bis 6 erläutert.

Gemäß Fig. 2 läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung zur Beein flussung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs in zwei Kom ponenten zerlegt betrachten. Die eine davon ist das sogenannte Hard ware-Modul mit dem Mikrorechner 11, dem Schreib-Lese-Speicher 12 und einer Ein-Ausgabeeinheit 52, die andere ist das Software-Modul 53, das in Zusammenwirken mit dem Hardware-Modul wenigstens zwei Regler 54 und 55 implementiert. Dabei ist der erste Regler 54 als PI-Regler ausgeführt, dessen P- und I-Verstärkung durch Setzen entsprechender Werte anpaßbar sind.

Zur Erläuterung des Verfahrens und der Funktion zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs wird auf Fig. 3 Bezug genommen und von einem Fahrzustand A ausgegangen, wie er beispiels weise durch vorherige Anwahl der Stellung 25 ("Halten der Ge schwindigkeit") vorliegen kann; der konstanten Fahrgeschwindigkeit v₁ und dem zugehörigen Stellwinkel α₁ zur Beeinflussung der Gemischzumessung in die Brennkraftmaschine entsprechen die Zeitver läufe 102 bzw. 108. Während des Zeitabschnitts A arbeitet der Regler 54 als PI-Regler mit fest vorgegebenem P-I-Anteil; regelungstech nisch liegt also in dieser Phase die stationäre Regeldifferenz Null vor. Wünscht der Fahrer eine Beschleunigung des Fahrzeugs, bringt er den Fahrzustandswähler 20 für die Dauer seines Wunsches t_+B in die Stellung 21 ("Beschleunigen"); der Fahrzustandswähler 20 gibt über die Signalleitung 19 so lange das logische Signal 101 gemäß Fig. 3a an das Hardware-Modul des elektronischen Steuergeräts 10 ab. Beim Be ginn des Beschleunigungsvorganges - gekennzeichnet durch (I) in Fig. 3c - wird die Integralkomponente des Reglers zu Null gemacht, so daß der Regler während der Beschleunigungsphase B, C und D als rei ner Proportionalregler für die Geschwindigkeit arbeitet. Dies bedeu tet wegen der Massenträgheit des Fahrzeuges, daß die innere Regel differenz bei Vorgabe eines zeitlinear anwachsenden Geschwindig keitssollwertes so weit anwächst, bis die Beschleunigung einen sta tionären Wert erreicht hat; dies ist nach der Zeit t_+B1 am Ende der Phase B der Fall, während der bis zum Erreichen einer konstanten inneren Regeldifferenz der Stellungswinkel α sich zunächst stark über der Zeit ändert. Dies ist durch den Zeitverlauf 103 in Fig. 3b dargestellt, während das Übergangsverhalten der Geschwindigkeit durch den Zeitverlauf 109 in Fig. 3c wiedergegeben ist. War der An wahl der Stellung 21 ("Beschleunigen") nicht die Stellung 25 ("Hal ten der Geschwindigkeit") vorausgegangen, und wird statt dessen von einer Steuerung über den Fußfahrgeber 27 aus ein Beschleunigungsvor gang eingeleitet, so wird der I-Zweig des PI-Reglers 54 auf einen während des anschließenden Beschleunigungsvorganges konstant gehal tenen Wert vorgeladen, um ein "Durchsacken" der Geschwindigkeit zu verhindern. Dazu wird dieser Wert durch Maximalwertauswahl entweder vom augenblicklichen, über den Fußfahrgeber 27 eingeholten Fahrer wunsch oder von einem aus der momentanen Geschwindigkeit fahrzeug spezifisch berechneten Näherungswert gebildet.

Auf diese Weise ist der Übergang zur Beschleunigung ohne Ruckeln zu erreichen auch dann, wenn der Fahrer das Fahrpedal schon entlastet bevor er die Stellung 25 am Fahrzustandswähler 20 angewählt hat. So bald die Beschleunigung des Fahrzeugs einen konstanten Wert erreicht hat, wächst der Stellungswinkel α entsprechend dem Zeitverlauf 104 während der Phase C in Fig. 3b mit verringerter Rate monoton über der Zeit an; dem entspricht in Fig. 3c ein rampenförmiger Verlauf 110 für die Fahrgeschwindigkeit für die Zeitdauer t_+B2 der Phase C in Fig. 3c.

Wird nach der Zeitdauer t_+B am Fahrzustandswähler 20 der Fahrzu stand "Beschleunigen" (Stellung 21) abgewählt, erfolgt ein Rücksprung des Stellungswinkels α entsprechend dem Zeitverlauf 105 in Fig. 3b um ei nen Betrag, der proportional zum Absolutwert des Stellungswinkels α unmittelbar vor Abwahl des Fahrzustandes ist. Dabei können in Ab hängigkeit des vorherigen Absolutwertes des Stellungswinkels α in bezug auf einen bestimmten Grenzwinkel, beispielsweise 75% des ma ximal möglichen Stellungswinkels α verschiedene Proportionalitäts faktoren Verwendung finden. Nach diesem Rücksprung wird der verblie bene Stellungswinkel α entsprechend dem zeitlichen Verlauf 106 in Fig. 3b während der Phase D im Zeitraum t_+B3 monoton über der Zeit reduziert so lange, bis die Beschleunigung Null erkannt wird. Die Steigung des Zeitverlaufs 106 des Stellungswinkels α wird be tragsmäßig proportional zum Stellungswinkel α vor Abwahl des Fahr zustandes "Beschleunigen" gewählt. Sobald die Beschleunigung Null erkannt wird, wird die Ausgangsgröße des P-Reglers als neuer An fangswert in den I-Regler geladen. Dabei wird der Istwert der Ge schwindigkeit zum Sollwert für den PI-Regler gesetzt. In diesem Au genblick wird dann der P-Anteil identisch Null, da die Soll-Ist-Re geldifferenz dann Null ist. Durch diese Maßnahme wird ein Einschwin gen der Fahrgeschwindigkeit ohne Verzögerungsphasen bzw. Überschwin gen erreicht; der Übergangspunkt ist in Fig. 3c durch (II) gekenn zeichnet. Vorteilhaft ist noch vorgesehen, daß der Abfall des ram penförmigen Zeitverlaufs 106 in Fig. 3c verdoppelt wird, sofern die Fahrgeschwindigkeit bei Erreichen der Beschleunigung Null um einen bestimmten Betrag - beispielsweise um 1,25 km/h - über dem Wert am Ende der Phase C, d. h. bei Abwahl des Fahrzustandes "Beschleunigen" liegt. Es ist noch vorgesehen, daß bei Erreichen der Beschleunigung Null der Fahrgeschwindigkeit als Sollwert für eine ggf. später ge wünschte Wiederaufnahme im Speicher 12 gespeichert wird.

Fig. 4 veranschaulicht die Verzögerung des Fahrzeuges von einer Ge schwindigkeit v₁ auf die Geschwindigkeit v₂. Es ist davon ausge gangen, daß während der Phase A eine konstante Geschwindigkeit v₁ und demgemäß auch ein konstanter Stellungswinkel α₁ entsprechend den Zeitverläufen 121 und 125 in Fig. 4b bzw. Fig. 4c entspricht. Bei Anwahl des Fahrzustandes "Verzögern" (Stellung 22) der Fahrzustands wähler 20 für die Dauer t_-B des Fahrerwunsches ein logisches Setz signal entsprechend dem Zeitverlauf 120 in Fig. 4a an das elektro nische Steuergerät 10 ab. Daraufhin wird während einer Phase B für die Zeitdauer t_-B1 der Stellwinkel α monoton über der Zeit redu ziert mit einer Steigung,- die betragsmäßig proportional zum vorheri gen Stellwinkel α₁ gewählt ist. Abhängig von dieser Steigung en det die Phase B nach der Zeitdauer t_-B1, indem der Stellwinkel α dann seinen kleinsten Werte vorzugsweise den Wert Null angenommen hat. Dauert der Fahrerwunsch länger an als die Rückführung des Stellwinkels α, tritt gemäß Fig. 4b während der Differenzzeit t_-B2 der Zeitverlauf 125 des Stellungswinkels α auf; diese Phase ist mit C gekennzeichnet. Den Zeitverlauf 122 und 125 in Pha sen B und C gemäß Fig. 4b entspricht der Zeitverlauf 127 der Ge schwindigkeit gemäß Fig. 4c. Ist der Fahrzustand "Verzögern" nur kurze Zeit wirksame, kann die Phase C gänzlich entfallen; der Stell winkel α erreicht dann nicht seinen Minimalwert und die Phase B schließt dann unmittelbar an die Phase D an. Der entsprechende Ver lauf der Geschwindigkeit entspricht aber auch in diesem Fall prinzi piell dem in Fig. 4c dargestellten. Bei Abwahl des Fahrzustandes "Verzögern" wird dem I-Regler, um das Einschwingen des P-Reglers zu unterstützen, ein Anfangswert vorgeladen der aus einer Maximalwert auswahl aus Fahrerwunsch (am Fußfahrgeber 27 vorliegend) und einem aus der momentanen Geschwindigkeit fahrzeugspezifisch berechneten Nähe rungswert gebildet wird; gleichzeitig wird die Verstärkung des P-Reglers verringert und damit auf konstante Fahrgeschwindigkeit ge regelt. Daraus resultiert zunächst ein relativ steil ansteigender Zeitverlauf 123 des Stellwinkels α während der Phase D mit der Zeitdauer t_-B3. Während der Phase D ergibt sich daraus gemäß Fig. 4c ein weicher Übergang 128 auf den Endwert v₂, der in der an schließenden Phase E entsprechend dem Zeitverlauf 129 durch den Stellwinkel α₂ entsprechend dem Zeitverlauf 124 in Fig. 4b ge halten wird. Die Proportionalverstärkung wird bei Beginn der Phase D, gekennzeichnet in Fig. 4b durch (III), bei Erreichen der Be schleunigung Null im Punkt (IV) am Schluß der Phase D verringert. Gleichzeitig wird die vorherige Ausgangsgröße des P-Reglers als neuer Anfangswert in den I-Regler geladen. Dabei wird der Istwert der Geschwindigkeit zum Sollwert für den PI-Regler gesetzt; die er reichte Geschwindigkeit v₂ wird vom PI-Regler 54 dann mit in nerer Regeldifferenz Null gehalten. Auch hierbei kann beim Erreichen der Beschleunigung Null die Geschwindigkeit v₂ als Sollwert für eine ggf. späterer gewünschte Wiederaufnahme im Speicher 12 abgelegt werden.

Ausgehend von einer Fahrgeschwindigkeit v₁ ist in Fig. 5 die Wie deraufnahme einer - z. B. vor einem Bremsmanöver - gehaltenen Fahr geschwindigkeit v₂ dargestellt. Der Fahrzeugführer wählt den Fahr zustand "Wiederaufnahme" (Stellung 23) durch kurze Betätigung des Wahlschalter 20 an, der ein Setzsignal entsprechend dem Zeitverlauf 130 in Fig. 5a an das elektronische Steuergerät 10 abgibt. Ausgehend von der Geschwindigkeit v₁ und ihrem Zeitverlauf 136 in Fig. 5c und dem entsprechenden Stellungswinkel α₁ und seinem Zeitverlauf 131 während der Phase A in Fig. 5b läuft nun der bereits zu Fig. 3 be schriebene Beschleunigungsvorgang selbsttätig ab; dabei wird der I-Zweig des PI-Reglers 54 wie bei der Anwahl des Fahrzustandes "Be schleunigen" auf einen Wert vorgeladen, der durch Maximalwertauswahl entweder vom augenblicklichen, über den Fußfahrgeber 27 eingehalte nen Fahrerwunsch oder von einem aus der momentanen Geschwindigkeit fahrzeugspezifisch berechneten Näherungswert gebildet wird. Ein Un terschied gegenüber Fig. 3 besteht noch darin daß die Dauer t_A der Phasen B und C hier nicht der Einwirkungsdauer eines Fahrerwun sches entspricht, sondern festgelegt ist durch den Startzeitpunkt und den Stoppzeitpunkt eines von der Ausgangsgeschwindigkeit v₁ bis zur wiederaufzunehmenden Geschwindigkeit v₂ monoton über der Zeit wachsenden Geschwindigkeitssollwertes für den Regler 54. Analog zum Beschleunigungsvorgang gemäß Fig. 3 wird auch hier bei der An wahl des Fahrzustandes "Wiederaufnahme" am Punkt (V) in Fig. 5c die Integralverstärkung des Reglers 54 zu Null gesetzt und der I-Anteil unveränderlich festgehalten; demgemäß entsprechen die Zeitverläufe 132 und 133 des Stellwinkels α in Fig. 5b und 137 und 138 der Ge schwindigkeit in Fig. 5c den entsprechenden Zeitverläufen 103 und 104 bzw. 109 und 110 in Fig. 3b bzw. Fig. 3c; sie werden daher nicht näher erörtert. Der Übergang in der Phase D während der Zeit t_A3 kann analog zu Fig. 3 erfolgen; auch dies wird hier nicht weiter erörtert. Eine vorteilhafte Gestaltung des Überganges zur wiederaufzunehmenden Geschwindigkeit v₂ ist jedoch auch dadurch möglich, daß nach Ablauf der Zeit t_A, d. h. im Stoppunkt (VI) der Sollwertrampe 141 zunächst eine erste, stark reduzierte Integralver stärkung in den Regler 54 geladen wird, wobei diese Integralverstär kung umso größer gewählt werden kann, je größer der Stellwinkel α nach Ablauf der Zeit t_A ist. Die Ausregelung der Regelabweichung des während den Phasen B und C als Proportionalregler wirkenden Reg lers 54 durch stufenweise Wiedereinsetzung und Anpassung einer Inte gralkomponente kann besonders vorteilhaft erfolgen, indem vor Errei chen der Beschleunigung Null eine erste oder eine zweite Integral komponente ausgewählt wird in Abhängigkeit davon, ob der Stellungs winkel α am Ende der Phase C kleiner oder größer als ein Grenzwin kel α_GV-beispielsweise 75% des maximalen Stellungswinkels - er reicht war. Bei Erreichen der Beschleunigung Null - entsprechend dem Punkt (VII) in Fig. 5c - kann eine solche vorübergehende Integral verstärkung durch eine andere, für die Geschwindigkeitsregelung vor gesehene, ersetzt werden. Der Zeitverlauf 140 der Geschwindigkeit in Fig. 5c, der mit dem Zeitverlauf 135 des Stellwinkels α in Fig. 5b korrespondiert, entspricht somit wiederum einer inneren Regeldif ferenz Null am PI-Regler 54.

Das Beibehalten einer Fahrgeschwindigkeit, die durch Betätigung des Fußfahrgebers 27 erreicht wurde, kann durch Anwählen des Fahrzustandes "Halten der Geschwindigkeit" (Stellung 25) am Fahrzustandwähler 20 erfol gen. Dieser kann außerdem noch eine Stellung 24 "Aus" aufweisen, deren Anwahl gleichberechtigt mit dem Betätigen der Bremse des Fahr zeugs den Fahrgeschwindigkeitsregler außer Betrieb setzt. Ist die beizubehaltende Fahrgeschwindigkeit erreicht, können die P- und I-Verstärkung vorzugsweise zeitlinear abgesenkt werden. Dadurch wird einer Schwingneigung der Fahrgeschwindigkeit entgegengewirkt. Der Fahrzustandswähler 20 kann in Abstimmung auf das elektronische Steuergerät 10 so ausgebildet sein, daß z. B. ein kurzes wiederholtes Betätigen des Fahrzustandswählers 20 in die Stellung 21 bzw. 22 eine stufenweise Erhöhung oder Erniedrigung der Fahrgeschwindigkeit (bei spielsweise 1 km/h pro einmalig kurze Betätigung) zur Folge hat. Zu diesem Zweck kann die jeweilige Anwahlzeit mit einem Bezugswert ver glichen werden, um einer länger dauernden Betätigung des Fahrzu standswählers 20 die in Fig. 3 und Fig. 4 beschriebenen Fahrzu stände und einer kürzeren Betätigung desselben die stufenweise Er höhung oder Erniedrigung einer zu haltenden Geschwindigkeit zuzuord nen. Zur Erhöhung der Geschwindigkeit ("tip up") kann dabei für je des Inkrement dasselbe Verfahren wie bei der Funktion "Wiederauf nahme" und zur Verringerung der Geschwindigkeit ("tip down") für je des Dekrement dasselbe Verfahren wie bei der Funktion "Verzögern" angewandt werden, so daß während Übergängen von einer ersten zu ei ner zweiten Geschwindigkeit also die I-Komponente des Reglers abge schaltet bzw. festgehalten wird.

In jedem Falle kann der in jeweiligen Fig. 3b bis 5b angegebene Zeitverlauf ersatzweise auch statt eines Stellwinkels den Verlauf des effektiven Stellstromes - allgemein: der Stellgröße - repräsen tieren, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims

1. Verfahren zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit eines mit einer Brennkraftmaschine ausgerüsteten Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem Istgeschwindigkeitssignal und wenig stens einem vom Fahrpedal unabhängigen Fahrzustandssignal, dem wenigstens ein mit einer gewünschten Geschwindigkeitsän derung zusammenhängender dynamischer Fahrzustand wie "Be schleunigen", "Verzögern" oder "Wiederaufnahme" und ein sta tionärer Fahrzustand "Halten der Geschwindigkeit" zugeordnet ist,

- wobei die Fahrgeschwindigkeit durch Einwirken eines elektrischen Stellers auf wenigstens einen Leistungsparameter der Brennkraftmaschine beeinflußt wird,
- wobei eine Regelung der Fahrgeschwindigkeit im stationären Fahrzustand "Halten der Geschwindigkeit" auf einen vorgebba ren Sollwert mittels eines Reglers mit wenigstens einem Proportional- und einem Integralverhalten durchgeführt wird,
- wobei in dem wenigstens einem dynamischen Fahrzustand der Sollwert der Fahrgeschwindigkeit gemäß einer vorgegebenen zeitlichen Rampe vorgegeben wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- während des wenigstens einen dynamischen Fahrzustands, wenn der Sollwert rampenförmig vorgegeben wird, der Regler nur proportionalverhalten, im stationären Fahrzustand dagegen Proportional- und Integralverhalten aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, daß die proportionalen und integralen Komponenten des Reglers zu- und abschaltbar sind und daß für die Bestimmung der proportionalen und integralen Komponenten fest vorgegebene, fahrzeugspezifische Werte vorgesehen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler im stationären Fahrzustand mit der proportionalen und einer vorladbaren integralen Komponente betrieben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im dynamischen Fahrzustand die integrale Komponente des Reglers abgeschaltet und die proportionale Komponente des Reglers gegenüber derjenigen im eingeschwungenen Zustand bei konstant gehaltener Fahrgeschwindigkeit vergrößert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die integrale Komponente des Reglers eingeschaltet wird, wenn eine Beschleunigung gleich 0 erreicht ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der integralen und proportionalen Komponente so erfolgt, daß die Summe aus den beiden konstant bleibt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Wahl des Fahrzustands "Beschleunigen" die Stellgröße zunächst mit einer ersten, größeren Änderungsrate und dann anschließend mit einer zweiten, niedrigeren Änderungsrate monoton über der Zeit verändert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Wahl des Fahrzustands "Verzögern" die Stellgröße mit einer ersten Änderungsrate monoton über der Zeit verringert wird, welche proportional zur Stellgröße vor der Wahl des Fahrzustandes "Verzögern" ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Wahl des Fahrzustandes "Wiederaufnahme" die Stellgröße zunächst mit einer ersten, größeren Änderungsrate und dann anschließend mit einer zweiten, niedrigeren Änderungsrate monoton über der Zeit verändert wird, bis eine wieder aufzunehmende Fahrgeschwindigkeit erreicht ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnete daß zur Aktivierung wenigstens zweier vom Fahrer wählbarer Fahrzustände dieselben für eine bestimmte Mindestdauer, vorzugsweise 0,03 . . . 0,3 Sekunden lang, angewählt werden müssen.

11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenig stens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, die aus folgenden wirkverbundenen Komponenten besteht:

- einem Istgeschwindigkeitsgeber (31) zur Bereitstellung ei nes Istgeschwindigkeitssignals,
- einem Fußfahrgeber (27) zur Bereitstellung eines Fahrer wunschsignals
- einem Fahrzustandswähler (20) zur Bereitstellung eines Fahrzustandssignals zur alternativen Anwahl wenigstens eines dynamischen Fahrzustand wie "Beschleunigen", "Verzögern" oder "Wiederaufnahme" und eines stationären Fahrzustands "Halten der Geschwindigkeit",
- einem das Luft-/Kraftstoffgemisch beeinflussenden Aggregat dem eine Stellgröße zuführbar ist,
- einem elektronischen Steuergerät, dem das Istgeschwindig keitssignal, das Fahrerwunschsignal und das Fahrzustandssignal zugeführt und dem wenigstens die eine Stellgröße entnommen wird,
- wobei das elektronische Steuergerät einen Rechner (11) mit einem Speicher (12) enthält, der einen wenigstens proportio nal- und integralverhalten aufweisenden Regler (54) nachbil det, dessen Verhalten veränderbar ist,
- das elektronische Steuergerät in dem wenigstens einen dynamischen Fahrzustand dem Regler (54) einen sich zeitlich rampenförmig verändernden Sollwert zuführt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- der Regler (54) in dem wenigstens einen dynamischen Fahrzustand, wenn der Sollwert sich rampenförmig ändert, nur Proportionalverhalten, im stationären Fahrzustand dagegen Proportional- und Integralverhalten aufweist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die proportionalen und integralen Komponenten des Reglers zu- und abschaltbar sind und im übrigen in Abhängigkeit des Fahrzustandssignals veränderbar, insbesondere anpaßbar sind, und daß für die Bestimmung der proportionalen und integralen Komponenten im Speicher fest abgelegte, fahrzeugspezifische Werte in das Programm des Rechners geladen werden.

13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß während Übergängen von einer ersten zu einer zweiten Geschwindigkeit ("Beschleunigen", "Verzögern", "Wiederaufnahme") der PI-Regler bei abgeschaltetem I-Anteil als P-Regler betreibbar ist, und daß bei Nichtvorliegen eines solchen Überganges ("Halten der Geschwindigkeit") der Regler (54) mit vorladbarem I-Anteil als PI-Regler be treibbar ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß während Übergängen von einer ersten zu einer zweiten Geschwindigkeit die I-Komponente des Reglers abschaltbar und die P-Verstärkung des Reglers gegenüber derjenigen im eingeschwungenen Zustand bei konstant gehaltener Fahrgeschwindigkeit vergrößerbar ist.

15. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die I-Komponente des Reglers (54) einschaltbar ist, sobald ein Fahrzustand mit der Beschleunigung gleich Null erreicht ist, und daß der dabei aktuelle Geschwindigkeitswert als Sollwert abspeicherbar ist.

16. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung von I- und P-Komponenten so erfolgt, daß die Summe aus I- und P-Anteil bei der Veränderung konstant bleibt.

17. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die im Speicher (12) abgelegten Werte auch Grenzwerte umfassen, welche Geschwindigkeitsabweichungsschranken repräsentieren, bei deren Über- oder Unterschreitung die Stellgröße bezüglich ihres zeitlichen Verlaufs charakteristisch veränderbar ist.

18. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Geschwindigkeitsänderungen und somit jeweils neu aufzunehmende Geschwindigkeiten durch hinreichend kurze Momentanbetätigung des Fahrzustandswählers (20) wählbar oder dekrementweise einstellbar sind.