DE10003466A1 - Speed control system for motor vehicles enables actual vehicle speed to be very rapidly controlled to defined desired speed without unwanted overshoots - has proportional stage of regulating unit dependent on engine speed and defined demand acceleration during acceleration phases - Google Patents

Speed control system for motor vehicles enables actual vehicle speed to be very rapidly controlled to defined desired speed without unwanted overshoots - has proportional stage of regulating unit dependent on engine speed and defined demand acceleration during acceleration phases

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Abstract

The system has a control device (9) for setting the desired vehicle speed, a measurement device for detecting the actual speed and a regulating unit (21) with at least one proportional stage for generating a control signal for a controller that influences the actual speed (vist) according to the deviation between the actual and desired (vsoll) speeds. The proportional stage of the regulating unit is dependent on the engine speed and a defined demand acceleration (asoll) during acceleration phases.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrgeschwindigkeits-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a vehicle speed control system for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Bei herkömmlichen Fahrgeschwindigkeits-Regelsystemen - im folgenden kurz Fahrgeschwindigkeitsregler genannt - wird mit Hilfe von Bedienelementen, wie z. B. einem Einschalter oder einem Wiederaufnahmeschalter, eine Sollgeschwindigkeit einge­ stellt. Mit Hilfe einer Reglereinheit, z. B. einem PI-Regler, wird die Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs möglichst schnell an die Sollgeschwindigkeit herangeführt und anschließend kon­ stant gehalten. Bei Änderungen der Sollgeschwindigkeit oder Wiederaufnahme der Fahrgeschwindigkeitsregelung ist es not­ wendig, das Kraftfahrzeug mit einer konstanten Beschleuni­ gung, üblicherweise im Bereich von 0,5 bis 0,75 m/s2, abzu­ bremsen oder zu beschleunigen. Regelaufgabe ist es dabei, die Istgeschwindigkeit möglichst schnell an die vorgegebene Soll­ geschwindigkeit heranzuführen, ohne ein Überschwingen zu er­ zeugen. Diese Regelaufgabe wird durch die hohe Trägheit von Kraftfahrzeugen erheblich erschwert.In conventional vehicle speed control systems - hereinafter briefly called vehicle speed controller - is using controls such. B. a switch or a resume switch, a target speed is set. With the help of a controller unit, e.g. B. a PI controller, the actual speed of the vehicle is brought up to the target speed as quickly as possible and then kept constant. When changes in the target speed or resumption of the vehicle speed control, it is necessary to brake or accelerate the motor vehicle with a constant acceleration, usually in the range from 0.5 to 0.75 m / s 2 . The control task is to bring the actual speed as quickly as possible to the specified target speed without generating overshoot. This control task is made considerably more difficult by the high inertia of motor vehicles.

Bei einem bekannten Fahrgeschwindigkeits-Regelsystem (US 5 957 992) wird die Fahrgeschwindigkeit mit Hilfe eines PI-Reglers auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit geregelt. Die Beschleunigung wird durch den P-Anteil des PI-Reglers eingestellt. Der P-Anteil berechnet sich dabei aus dem Pro­ dukt der Abweichung der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit von der Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit und einem konstanten Faktor.In a known vehicle speed control system (US 5 957 992) the driving speed with the help of a PI controller regulated to a predetermined target speed. The acceleration is determined by the P component of the PI controller set. The P component is calculated from the pro product of the deviation of the actual vehicle speed from the Vehicle target speed and a constant factor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrgeschwin­ digkeits-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei dem die Fahrzeug-Istgeschwindigkeit möglichst schnell an eine vorgegebene Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit herangeführt wird, ohne dass es dabei zu unerwünschtem Überschwingen der Fahrge­ schwindigkeit kommt.The invention has for its object a driving speed digkeit control system for a motor vehicle to create the actual vehicle speed to one as quickly as possible predetermined vehicle target speed is brought up,  without causing unwanted overshoot of the vehicle dizziness is coming.

Diese Aufgabe wird durch ein Regelsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.This task is carried out by a control system with the characteristics of claim 1 solved. Advantageous further training the invention are laid down in the subclaims.

Ein erfindungsgemäßes Fahrgeschwindigkeits-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Motor und einem automatischen Ge­ triebe weist auf: eine Bedieneinrichtung zum Einstellen einer Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit, eine Messeinrichtung zum Erfas­ sen der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit und eine Regeleinheit zum Erzeugen eines Stellsignals für eine die Fahrzeuggeschwindig­ keit beeinflussende Stelleinrichtung auf Basis der Abweichung der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit von der Fahrzeug-Sollge­ schwindigkeit. Die Regeleinheit weist dabei zumindest einen Proportionalanteil auf, der in Beschleunigungsphasen abhängig von der Motordrehzahl und einer vorgegebenen Sollbeschleuni­ gung festgelegt wird, vorzugsweise aus einem Kennfeld ausge­ lesen wird.An inventive vehicle speed control system for a motor vehicle with an engine and an automatic Ge drives has: an operating device for setting a Vehicle target speed, a measuring device for detection the actual vehicle speed and a control unit for Generating an actuating signal for the vehicle speed Actuating device based on the deviation the actual vehicle speed from the target vehicle dizziness. The control unit has at least one Proportional proportion that depends on acceleration phases from the engine speed and a predetermined target acceleration tion is determined, preferably from a map will read.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand der Figuren erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will follow hand of the figures explained. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrgeschwindigkeitsregler und Fig. 1 is a block diagram of a drive unit of a motor vehicle with a vehicle speed controller and

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Fahrgeschwindigkeitsreglers. Fig. 2 is a block diagram of the vehicle speed controller.

Ein schematisch dargestellter Antriebsstrang 1 eines Kraft­ fahrzeugs schließt ein: einen Motor 2 mit einer elektroni­ schen Motorsteuerung (EMS) 3, die auch die Funktion einer e­ lektronischen Drosselklappenregelung (ETC) durchführen kann, sowie ein automatisches Getriebe 4 mit einem Drehmomentwand­ ler 5 und einer elektronischen Getriebesteuerung (EGS) 6. In dem Ausführungsbeispiel ist das Getriebe 4 als hydraulisches Planetengetriebe mit Wandler-Überbrückungskupplung ausgeführt. Ein erfindungsgemäßer Fahrgeschwindigkeitsregler lässt sich aber genauso gut für andere Automatikgetriebe, wie auto­ matisierte Handschaltgetriebe oder kontinuierlich verstellba­ re Getriebe (CVT, IVT), verwenden. Der Radantrieb ist durch eine Gelenkwelle 7 und ein angetriebenes Rad 8 angedeutet. Über Bedientasten (Ein, Aus, Wiederaufnahme) 9 übermittelt der Fahrer seine Wünsche an die Motorsteuerung 3. In Abhän­ gigkeit von diesen Eingangssignalen erzeugt ein vorzugsweise in die Motorsteuerung 3 integrierter Fahrgeschwindigkeitsreg­ ler 10 Steuersignale für die Regelung der Fahrgeschwindigkeit auf die vom Fahrer vorgegebene Sollgeschwindigkeit. Angedeu­ tet ist das durch eine Signalleitung 11, über die eine Dros­ selklappe 12 verstellt wird. Nicht dargestellt sind, da all­ gemein bekannt, die Steuerung des Einspritzzeitpunkts und der in dem Motor eingespritzten Kraftstoffmenge. Im Fahrgeschwin­ digkeitsregler 10 wird außerdem zumindest die von einer Mess­ einrichtung 13 erfasste Drehzahl der Abtriebswelle des Ge­ triebes, die der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit v_ist ent­ spricht, zugeführt.A schematically illustrated drive train 1 of a motor vehicle includes: an engine 2 with an electronic engine control (EMS) 3 , which can also perform the function of an electronic throttle valve control (ETC), and an automatic transmission 4 with a torque converter 5 and one electronic transmission control (EGS) 6 . In the exemplary embodiment, the transmission 4 is designed as a hydraulic planetary transmission with a converter lock-up clutch. A vehicle speed controller according to the invention can, however, just as well be used for other automatic transmissions, such as automated manual transmissions or continuously variable transmissions (CVT, IVT). The wheel drive is indicated by an articulated shaft 7 and a driven wheel 8 . The driver transmits his wishes to the engine control 3 via control buttons (on, off, resume) 9 . Depending on these input signals, a vehicle speed controller 10, which is preferably integrated in the engine controller 3 , generates control signals for regulating the vehicle speed to the target speed specified by the driver. This is indicated by a signal line 11 via which a throttle valve 12 is adjusted. The control of the injection timing and the amount of fuel injected into the engine are not shown since they are generally known. In Fahrgeschwin digkeitsregler 10, at least the means of a measuring 13 detected rotational speed of the output shaft of the Ge, also will drive spoken by the actual vehicle speed v_ist ent supplied.

Die Getriebesteuerung 6 steuert über eine Signalleitung 14 eine nicht dargestellte Überbrückungskupplung - oder Trocken­ kupplung bei automatisierten Handschaltgetrieben - und über eine Signalleitung 15 die Übersetzung des Getriebes 4. Die Motorsteuerung 3 und die Getriebesteuerung 6 sind über Sig­ nalleitungen 16 - unidirektionale oder bidirektionale, z. B. in Form eines Datenbusses - miteinander verbunden, die eine Koordination zwischen den einzelnen Steuergeräten gewährleis­ ten. Über die Signalleitungen 16 werden Informationen über Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs und Steuersignale unterein­ ander ausgetauscht.The transmission control 6 controls via a signal line 14, a lock-up clutch, not shown - or dry clutch in automated manual transmissions - and via a signal line 15, the translation of the transmission 4th The engine control 3 and the transmission control 6 are via signal lines 16 - unidirectional or bidirectional, for. B. in the form of a data bus - connected to one another, which guarantees coordination between the individual control units. Information about operating variables of the motor vehicle and control signals are exchanged with one another via the signal lines 16 .

Im Ausführungsbeispiel sind alle Steuergeräte und zu steuern­ den Aggregate als getrennte Hardware-Einheiten dargestellt. Die Steuergeräte können allerdings auch als sogenannte Vor­ ort-Einheiten mit dem jeweils zu steuernden Aggregat zusammengebaut oder in dieses integriert sein. An der Steuerfunk­ tion ändert sich dadurch nichts.In the exemplary embodiment, all control devices and are to be controlled the aggregates are shown as separate hardware units. However, the control units can also be used as so-called pre Location units assembled with the unit to be controlled  or be integrated into it. At the control radio nothing changes.

Der Fahrgeschwindigkeits-Regler 10 umfasst einen Sollwert­ bildner 20, welchem zumindest Signale von den vom Fahrer be­ tätigten Bedientasten 9 zugeführt werden (Fig. 2). Der Soll­ wertbildner 20 speichert dabei die vorgegebene Geschwindig­ keit. Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung ist vorzugsweise als Rechenprogramm in einem Rechenelement realisiert. Der Ausgang des Sollwertbildners 20 führt auf eine Vergleichsstelle, der auch die Istgeschwindigkeit v_ist des Fahrzeugs zugeführt wird. Über eine Ausgangsleitung der Vergleichsstelle wird ei­ ner Regeleinheit 21 die Regelabweichung zwischen Sollwert v_soll und Istwert v_ist der Fahrgeschwindigkeit zugeführt. Die Regeleinheit 21 weist dabei zumindest einen Proportional­ anteil auf und ist vorzugsweise als PI-Regler ausgeführt. In dieser bevorzugten Ausführungsform weist die Regeleinheit ei­ ne Proportionaleinheit (P-Anteil) 22 und eine Integral- Einheit (I-Anteil) 23 auf. Über eine Ausgangsleitung gibt die Regeleinheit 21 ein Stellsignal, das sich aus der Summe des P-Anteils und des I-Anteils ergibt, an ein die Fahrzeugge­ schwindigkeit beeinflussendes Stellglied, z. B. an die Dros­ selklappe 12, aus.The vehicle speed controller 10 comprises a setpoint generator 20 , to which at least signals from the control buttons 9 operated by the driver are supplied ( FIG. 2). The target value generator 20 saves the predetermined speed. The arrangement shown in FIG. 2 is preferably implemented as a computing program in a computing element. The output of the setpoint generator 20 leads to a comparison point, which is also supplied with the actual speed v_actual of the vehicle. Ei ner control unit 21 is the deviation between the setpoint and actual value v_cmd v_ist the driving speed is supplied via an output line of the reference junction. The control unit 21 has at least a proportional portion and is preferably designed as a PI controller. In this preferred embodiment, the control unit has a proportional unit (P component) 22 and an integral unit (I component) 23 . Via an output line, the control unit 21 gives an actuating signal, which results from the sum of the P component and the I component, to an actuator influencing the speed of the vehicle, for. B. to the Dros selklappe 12 .

Bei Änderungen der Sollgeschwindigkeit oder Wiederaufnahme der Fahrgeschwindigkeitsregelung weicht die Fahrzeug- Istgeschwindigkeit v_ist zunächst deutlich von der Fahrzeug- Sollgeschwindigkeit v_soll ab. Das Fahrzeug muss dementspre­ chend beschleunigt oder abgebremst werden. Hierzu wird vom Fahrgeschwindigkeitsregler 10 in Abhängigkeit von der Abwei­ chung der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit v_ist von der Fahrzeug- Sollgeschwindigkeit v_soll eine Sollbeschleunigung a_soll - positiv für Beschleunigen und negativ für Abbremsen - vorge­ geben. Um ein Überschwingen der Fahrzeuggeschwindigkeit beim Erreichen der Sollgeschwindigkeit v_soll zu vermeiden, wird der P-Anteil in derartigen Beschleunigungsphasen abhängig von der Motordrehzahl n_mot und der vom Fahrgeschwindigkeitsregler vorgegebenen Sollbeschleunigung a_soll bestimmt, vorzugs­ weise aus einem im Fahrgeschwindigkeitsregler 10 oder in der Motorsteuerung 3 abgespeicherten Kennfeld ausgelesen. Bei ei­ ner bevorzugten Ausführungsform wird der P-Anteil auch noch in Abhängigkeit von der Getriebeübersetzung oder bei Stufen­ getrieben in Abhängigkeit vom eingelegten Gang festgelegt. Dabei wird mit steigender Getriebeübersetzung der Wert des P- Anteils erhöht. Bei Konstantfahrt wird der P-Anteil weiter­ hin, wie aus dem Stand der Technik bekannt, als Produkt aus der Abweichung Δv der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit von der Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit und einem konstanten Faktor Kp berechnet.In the event of changes in the target speed or resumption of the vehicle speed control, the actual vehicle speed v_act initially deviates significantly from the target vehicle speed v_soll. The vehicle must be accelerated or braked accordingly. For this purpose, the vehicle speed controller 10 , depending on the deviation of the actual vehicle speed v_act from the target vehicle speed v_soll, specifies a target acceleration a_soll - positive for acceleration and negative for braking. In order to prevent the vehicle speed from overshooting when the target speed v_soll is reached, the P component is determined in such acceleration phases as a function of the engine speed n_mot and the target acceleration a_soll specified by the vehicle speed controller, preferably from a map stored in the vehicle speed controller 10 or in the engine controller 3 . In a preferred embodiment, the P component is also determined as a function of the gear ratio or geared in stages as a function of the gear engaged. The value of the P component is increased as the gear ratio increases. During constant travel, the P component is calculated, as is known from the prior art, as the product of the deviation .DELTA.v of the actual vehicle speed from the desired vehicle speed and a constant factor Kp.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der P- Anteil in Beschleunigungsphasen als Summe aus einem von der Motordrehzahl n_mot, der Sollbeschleunigung a_soll und gege­ benenfalls der Getriebeübersetzung abhängigen Anteil und ei­ nem von der Abweichung Δv der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit von der Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit abhängigen Anteil berechnet. Dabei wird der von der Abweichung Δv der Fahrzeug-Istge­ schwindigkeit von der Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit abhängige Anteil im Vergleich zur Konstantfahrt vorteilhaft um einen vorgegebenen Faktor - beispielsweise 0,3 - verringert.In a further preferred embodiment, the P- Share in acceleration phases as the sum of one of the Engine speed n_mot, the target acceleration a_soll and gege if necessary, the ratio dependent on the gear ratio and egg from the deviation Δv of the actual vehicle speed of of the vehicle target speed-dependent portion. In this case, the actual vehicle deviation from the deviation Δv speed dependent on the target vehicle speed Compared to constant travel advantageous by one predetermined factor - for example 0.3 - reduced.

Claims (4)

1. Fahrgeschwindigkeits-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Motor (3) und einem automatischen Getriebe (4), das aufweist
  • - eine Bedieneinrichtung (9) zum Einstellen einer Fahrzeug- Sollgeschwindigkeit v_soll,
  • - eine Messeinrichtung (13) zum Erfassen der Fahrzeug- Istgeschwindigkeit v_ist,
  • - eine Regeleinheit (21) zum Erzeugen eines Stellsignals für eine die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflussende Stellein­ richtung auf Basis der Abweichung der Fahrzeug-Istgeschwin­ digkeit (v_ist) von der Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit (v_soll), wobei die Regeleinheit (21) zumindest einen Pro­ portionalanteil aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalanteil der Re­ geleinheit (21) in Beschleunigungsphasen abhängig von der Motordrehzahl (n_mot) und einer vorgegebenen Sollbeschleu­ nigung (a_soll) ist.1. Driving speed control system for a motor vehicle with an engine ( 3 ) and an automatic transmission ( 4 ), which has
  • - an operating device ( 9 ) for setting a target vehicle speed v_soll,
  • - a measuring device ( 13 ) for detecting the actual vehicle speed v_act,
  • - A control unit ( 21 ) for generating an actuating signal for an actuating device influencing the vehicle speed on the basis of the deviation of the actual vehicle speed (v_actual) from the desired vehicle speed (v_soll), the regulating unit ( 21 ) having at least one proportional portion,
characterized in that the proportional portion of the control unit ( 21 ) in acceleration phases is dependent on the engine speed (n_mot) and a predetermined desired acceleration (a_soll). 2. Fahrgeschwindigkeits-Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalanteil der Regelein­ richtung (21) in Beschleunigungsphasen auch abhängig von der Getriebeübersetzung festgelegt wird.2. Vehicle speed control system according to claim 1, characterized in that the proportional portion of the Regelein direction ( 21 ) in acceleration phases is also determined depending on the gear ratio. 3. Fahrgeschwindigkeits-Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Proportionalanteile für Beschleunigungsphasen in Form eines Kennfeldes abgespei­ chert sind.3. Driving speed control system according to claim 1 or 2, characterized in that the proportional portions for Acceleration phases in the form of a map are chert. 4. Fahrgeschwindigkeits-Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Proportionalan­ teil der Regeleinrichtung (21) in Beschleunigungsphasen als Summe aus einem von der Motordrehzahl (n_mot) und der vor­ gegebenen Sollbeschleunigung (a_soll) abhängigen Anteil und einem von der Abweichung der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit (v_ist) von der Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit (v_soll) ab­ hängigen Anteil berechnet wird.4. Vehicle speed control system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Proportionalan part of the control device ( 21 ) in acceleration phases as the sum of a dependent on the engine speed (n_mot) and the predetermined acceleration (a_soll) and one of the deviation of the actual vehicle speed (v_actual) from the target vehicle speed (v_setpoint) is calculated from the dependent portion.
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