DE19604220A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung bzw. Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung bzw. Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-A 35 10 174 (US-Patent 4 747 051) bekannt. Dort wird ein Fahrgeschwindigkeitsregler dargestellt, bei welchem im stationären Betriebszustand zum Einhalten einer vorgegebenen Geschwindigkeit ein Geschwindigkeitsregler aktiv ist, in dynamischen Betriebszuständen bei Annäherung an die vorgegebene Geschwindigkeit ein Beschleunigungsregler. Der Beschleunigungsregler arbeitet auf der Basis der aus der Fahrgeschwindigkeit abgeleiteten Beschleunigung des Fahrzeugs. Dieses Signal muß stark gefiltert werden, damit der Istbeschleunigungsverlauf glatt ist. Dies wiederum führt zu einer großen Verzögerung in der Regelung und somit zu einem nicht in allen Fällen zufriedenstellenden Einschwingverhalten auf die vorgegebene Geschwindigkeit. Ferner werden, um einen zufriedenstellenden Übergang von dem einen auf den anderen Regler zu schaffen, die Integralanteile der Regler beim Übergang auf bestimmte Werte gesetzt. Dabei müssen zur Aktivierung und Initialisierung des übernehmenden Reglers aufwendige Algorithmen eingesetzt werden, die ebenfalls Einfluß auf das Einschwingverhalten haben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Regelung bzw. Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit befriedigendem Einschwingen auf die vorgegebene Geschwindigkeit in allen Betriebssituationen anzugeben.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.

Aus der DE-A 28 42 023 ist ein Fahrgeschwindigkeitsregler bekannt, bei dem zum Heranführen der Istgeschwindigkeit an den Sollwert ein zeitlich veränderlicher Sollwert vorgegebenen wird. Dieser Sollwert wird dabei mit einer Rampe vorgegebener Steigung aufgesteuert, die gegebenenfalls abhängig von der Differenz zwischen Soll- und Istgeschwindigkeit vorgegebene feste Werte annimmt, abhängig von der Differenz zwischen der vom Fahrer vorgegebenen und der zeitlich veränderlichen Sollgeschwindigkeit oder abhängig von der Differenz zwischen dem zeitlich veränderlichen Sollwert und dem Istwert ist. Diese Maßnahmen führen jedoch nicht in allen Fällen zu einem befriedigendem Einschwingverhalten, ohne daß aufwendige Algorithmen eingesetzt werden müssen.

Vorteile der Erfindung

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Einschwingen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs auf eine Zielgeschwindigkeit ohne aufwendige Initialisierungs-, Aktivierungsalgorithmen und ohne Ermittlung der Beschleunigung des Fahrzeugs erreicht.

Besonders vorteilhaft ist, daß dieser Vorteil in allen Betriebssituationen, auch am steilen Berg, erreicht wird.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung im Rahmen einer Geschwindigkeitsbegrenzung zum Heranführen der Geschwindigkeit an die Zielgeschwindigkeit, wobei auch ein stationär ungenauer Regler einsetzbar ist.

Besonders vorteilhaft ist, daß die erfindungsgemäße Lösung übersichtlich und leicht zu applizieren ist. Ferner wird keine Adaption mehr benötigt, da die Startbedingungen der Regelungen einfache Ein-/Ausschaltbedingungen sind. Besonders vorteilhaft ist, daß die Reglervorsteuerung, der Regler selbst und die Sollwertrampen getrennt voneinander appliziert werden können.

Eine aufwendige Berechnung der Istbeschleunigung wird nicht benötigt, da zur Aktivierung des Reglers lediglich eine Schwelle abgefragt wird.

Störeinflüsse der Fahrers, insbesondere kurz unterhalb der Zielgeschwindigkeit, die zu einem Ab- und Wiedereinschalten der Geschwindigkeitsbegrenzers führen, werden durch die erfindungsgemäße Lösung weitgehend eliminiert.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung ist nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Übersichtsblockschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, die anhand der Zeitdiagramme in Fig. 2 weiter verdeutlicht ist. In den Fig. 3 und 4 sind die entsprechenden Darstellungen für ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt. Fig. 5 schließlich zeigt ein Flußdiagramm, welches für beide Ausführungsformen eine Realisierung als Rechnerprogramm skizziert.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lösung. Dabei ist ein vom Fahrer betätigbares Bedienelement zur Vorgabe der Ziel- bzw. Begrenzungsgeschwindigkeit dargestellt, welches über eine Leitung 12 mit einem Speicherelement 14 verbunden ist. Von dem Speicherelement 14 führt eine Leitung 16 auf eine Verknüpfungsstelle 18 zur Bildung der Abweichung zwischen Ziel- und Istgeschwindigkeit. Dieser Vergleichsstelle 18 wird eine Leitung 20 von einer Leitung 22 zugeführt, die von einer Meßeinrichtung 24 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeht. Eine Ausgangsleitung 26 des Vergleichselements 18 führt auf ein Berechnungselement 28, in dem eine zeitlich veränderliche Sollgeschwindigkeit VSoll*, abhängig von der Differenz zwischen Ziel- und Istgeschwindigkeit errechnet wird. Ferner führt von der Leitung 16 eine Leitung 17 zum Element 28. Eine weitere Eingangsleitung stellt die Leitung 29 dar, die zur Aktivierung und Deaktivierung des Elements 28 von der nachfolgend beschriebenen Leitung 48 ausgeht. Eine Ausgangsleitung 30 des Elements 28 führt auf eine Vergleichstelle 32, deren Ausgangsleitung 34 auf den Regler 36 führt. Dieser Regler stellt einen Regler für den dynamischen Betriebszustand (Heranführen an die Zielgeschwindigkeit) dar. Er wird daher auch Beschleunigungsregler genannt. Seine Ausgangsleitung 38 führt über ein Schaltelement 40 auf eine Verknüpfungsstelle 42, deren Ausgangsleitung 44 auf eine weitere Verknüpfungsstelle 46 führt. Das Schaltelement 40 wird dabei über eine Leitung 48 von einem Freigabeelement 50 geschaltet. Der Verknüpfungsstelle 42 wird eine Leitung 52 von einem Kennfeldelement 54 zugeführt, dem eine Leitung 56 von der Leitung 16 sowie eine Leitung 58 zugeführt wird, über die die aktuell eingelegte Fahrstufe (Istgang) des Getriebes des Fahrzeugs übermittelt wird. Entsprechend wird der Verknüpfungsstelle 46 eine Leitung 60 zugeführt, welche von einem Kennfeldelement 62 auf die Verknüpfungsstelle 46 führt. Dem Kennfeldelement 62 wird eine Leitung 66, die von einer nachstehend beschriebenen Leitung 68 ausgeht, sowie eine Leitung 70 von der Leitung 58 zugeführt. Die Ausgangsleitung 72 der Verknüpfungsstelle 46 führt über ein Schaltelement 74 auf eine Auswahlstufe 76, deren Ausgangsleitung 78 auf ein die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflussendes Stellelement 80, vorzugsweise eine Drosselklappe, führt. Dem Schaltelement 74 wird neben der Leitung 72 eine Leitung 82 von einem Regler 84 zugeführt, dem eine Leitung 86 von der Leitung 26 zugeführt ist. Dieser Regler regelt die Geschwindigkeit im stationären Betriebszustand, er wird daher auch Geschwindigkeitsregler genannt. Das Schaltelement 74 wird über eine Leitung 88 betätigt, welche ebenfalls von der Leitung 26 abzweigt. Dem Auswahlelement 76 wird ferner eine Leitung 90 zugeführt, welche die Ausgangsleitung eines Kennfeldelements 92 ist. Diesem wird eine Leitung 94 von einer Meßeinrichtung 96 zur Erfassung der Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Fahrpedals zugeführt. Ferner ist ein Kennlinienelement 98 vorgesehen, dem eine Leitung 100, ausgehend von der Leitung 26, zugeführt ist. Im Kennlinienelement 98 wird abhängig von der Differenz zwischen Ziel- und Istgeschwindigkeit eine Sollbeschleunigung bestimmt, welche über die Leitung 68 an eine Vergleichsstelle 102 geführt ist. Deren Ausgangsleitung 104 führt auf das Freigabeelement 50. Der Vergleichsstelle 102 ist eine Leitung 106 von einer Differentiationsstufe 108 zur Bildung der Istbeschleunigung des Fahrzeugs zugeführt. Dieser Differentiationsstufe 108 ist eine Leitung 110 von der Leitung 22 zugeführt. Neben der Leitung 104 werden dem Freigabeelement 50 ferner eine Leitung 112 von der Leitung 90, eine Leitung 114 von der Leitung 52 sowie eine Leitung 116 von der Leitung 60 zugeführt.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel stellt einen Geschwindigkeitsbegrenzer eines Kraftfahrzeugs dar, bei welchem zum Heranführen der Geschwindigkeit an die Begrenzungsgeschwindigkeit der Regler 36 im Sinne einer Beschleunigungsregelung, bei Erreichen der Zielgeschwindigkeit der Regler 84 im Sinne einer Geschwindigkeitsregelung aktiv ist. Abhängig von der Differenz zwischen Ziel- und Istgeschwindigkeit wird zwischen den beiden Reglern (mittels Schaltelement 74) umgeschaltet. Der Regler 36 selbst wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel bei Unterschreiten einer vorgegebenen Geschwindigkeitsdifferenz, die wesentlich größer als die zur Umschaltung vom Regler 36 auf den Regler 84 verwendete Geschwindigkeitsdifferenz ist, aktiviert. Zur Verbesserung der Regeleigenschaften sind ferner die durch die Kennfelder 54 und 62 dargestellten Vorsteuerungen des Reglers 36 vorgesehen. Ein erster Vorsteuerwert VW1 wird abhängig von der Fahrstufe und der Zielgeschwindigkeit im Kennfeld 54 gebildet. Ein zweiter Vorsteuerwert VW2 wird im Kennfeld 62 abhängig von Sollbeschleunigung und eingelegter Fahrstufe bestimmt. Die Vorsteuerungen sind dabei auf ebene Fahrbahn und unbeladenes Fahrzeug abgestimmt. Dies bedeutet, daß im Idealfall die Vorsteuerungen zur Beschleunigung des Fahrzeugs ausreichen, so daß der Regler 36 lediglich Abweichungen von dieser idealen Einstellung auszuregeln hat. Die Vorsteuerwerte VW1 und VW2 werden dabei auf die Ausgangsleitung des Reglers in den Verknüpfungsstellen 42 und 46 aufgeschaltet, vorzugsweise aufaddiert. Ferner werden sie dem Freigabeelement 50, das die Startbedingungen des Reglers 36 und der Sollwertrampen im Element 28 festlegt, zugeführt. Der Regler 36 und seine Vorsteuerungen bzw. der Geschwindigkeitsregler 84 erzeugen Sollwerte zur Einstellung des die Geschwindigkeit beeinflussenden Stellelements 80. Der jeweilige Sollwert wird dabei einer Auswahlstufe 76 zugeführt, welche den jeweils kleinsten Wert des jeweiligen Reglersollwertes sowie eines über die Leitung 90 von der Fahrpedalbetätigung abgeleiteten Sollwertes bildet und an das Stellelement 80 weitergibt. Der Einstellsollwert des Fahrers wird abhängig vom Betätigungsgrad des Fahrpedals und ggf. weiterer Betriebsgrößen, wie z. B. der Motordrehzahl, im Kennfeld 92 ermittelt.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird als Regler 36 ein einfacher Proportionalregler verwendet. Der Verstärkungsfaktor des Proportionalreglers ist dabei von der eingelegten Fahrstufe abhängig.

Dem Regler 36 wird als Sollvorgabe zeitlich veränderliche Geschwindigkeitssollwerte zugeführt, sogenannte Geschwindigkeitsrampen, deren Steigung abhängig von Zielgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsdifferenz ist. Dadurch bringt der Regler eine zusätzliche Stellgröße auf die Vorsteuerung auf (positiv oder negativ). Die sich zeitlich verändernde Sollgeschwindigkeit wird im Berechnungselement 28 gebildet, wo die Steigung der Sollwertrampen über Zielgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsdifferenz abgelegt ist.

Die im Kennfeld 28 abgelegten Rampen laufen immer so lange, bis die Geschwindigkeitsdifferenz derart verringert ist, daß auf den Geschwindigkeitsregler umgeschaltet werden kann. Dies bedeutet regelungstechnisch, daß man zum Proportionalanteil des Reglers 36 einen variablen I-Anteil erhält. Die Rampensteigungen werden dabei mit zunehmender Annäherung an die Zielgeschwindigkeit flacher. Somit läuft an einem steilen Berg die Rampe länger, da die Vorsteuerung auf die Ebene und auf ein unbeladenes Fahrzeug ausgerichtet ist.

Die Sollwertrampen und das Einstellsignal des Reglers 36 werden im bevorzugten Ausführungsbeispiel nur unter bestimmten Bedingungen ermittelt, die vom Freigabeelement 50 überprüft werden. Dieses gibt den Regler und die Rampen frei, wenn der Fahrer mit seiner Vorgabe über die Vorsteuerung kommt, d. h., wenn er eine Geschwindigkeit einstellen möchte, die über der Zielgeschwindigkeit liegt. Aus diesem Grund werden dem Freigabeelement 50 sowohl die Fahrervorgabe als auch die Vorsteuerwerte zugeführt. Ist die Fahrervorgabe SollF größer als die Summe aus den Vorsteuerwerten VW1 und VW2, wird das Schaltelement 40 geschlossen und das Element 28 aktiviert. Abhängig von seinen Eingangssignalen korrigiert der Regler die Vorsteuerwerte, so daß das Stellelement auf der Basis des aus Regler und Vorsteuerwert gebildeten Sollwertes SollR eingestellt wird, solange dieser kleiner als die Fahrervorgabe SollF ist. Die Sollwertrampen starten dabei von der zum Aktivierungszeitpunkt vorliegenden Istgeschwindigkeit, so daß zum Startzeitpunkt die Regelabweichung des Reglers Null ist. Daher sind keine Initialisierungsroutinen notwendig.

Geht der Fahrer vom Fahrpedal, d. h. unterschreitet die Fahrervorgabe die Vorsteuerung, d. h. übersteigt der Sollwert des Reglers und der Vorsteuerung SollR wieder den des Fahrers SollF und das Stellelement 80 wird abhängig vom Fahrersollwert eingestellt, wird die Rampe angehalten. Überschreitet dann der Fahrersollwert wieder den Reglersollwert, so wird die Rampe vom angehaltenen Wert aus wieder gestartet. Dabei wird der die Einstellgröße des Reglers auf den Wert vor dem Abschalten gesetzt. Gibt der Fahrer z. B. einen Sollwert von 50% (der maximalen Drosselklappenöffnung) vor, die Vorsteuerung 35% (steiler Berg), dann öffnet der Regler bis zu 15%. Dann wird die Rampe angehalten. Geht der Fahrer dann weiter auf das Pedal, z. B. auf 70%, startet die Reglerrampe von dem Wert 50% aus auf maximal 70%. Wäre der Fahrer nicht auf 70%, sondern auf 40% zurückgegangen, so wären die Rampe und der Regler von diesem 40% aus gestartet worden. Sinkt allerdings die Fahrervorgabe unter die Vorsteuerung, so wird bei einem nachfolgenden Vorliegen der Einschaltbedingung die Rampe und der Regler wieder von Null aus gestartet. Die zur Durchführung dieser Funktionen notwendigen Leitung zur Zuführung der Istgeschwindigkeit zum Element 28 sowie der Einstellung der Reglerstartwerte sind in Fig. 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.

Ein weiteres Einschaltkriterium für den Regler und die Rampe ist die Beschleunigung. Sie werden gestartet, wenn die Istbeschleunigung des Fahrzeugs größer wird als die abhängig von der Geschwindigkeitsdifferenz vorgegebenen Sollbeschleunigung. Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß bei Bergabfahrt, wenn die Fahrervorgabe immer unter der Vorsteuerung liegt (Regler ist nicht aktiv, da Vorsteuerung größer als Fahrervorgabe), die Fahrgeschwindigkeit über die Zielgeschwindigkeit hinaus geführt wird. Daher wird der Regler (und die Sollwertrampe) bei Überschreiten der Sollbeschleunigung gestartet, um das Überschwingen der Geschwindigkeit zu verhindern.

Ein Beispiel für die Wirkung der erfindungsgemäßen Lösung ist in den Fig. 2a-2c dargestellt. Dabei zeigt Fig. 2a den Zeitverlauf der Vorgabewerte durch den Fahrer SollF und durch den Regler (plus Vorsteuerung) SollR, Fig. 2b den zeitlichen Verlauf der Sollbeschleunigung ASoll sowie der Istbeschleunigung AIst und Fig. 2c den zeitlichen Verlauf der Istgeschwindigkeit VIst und den Soll- bzw. Zielgeschwindigkeiten VSoll bzw. VSoll*. Es sei davon ausgegangen, daß der Fahrgeschwindigkeitsbegrenzer aktiv ist, d. h., daß die Differenz zwischen der vom Fahrer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit VSoll und der Istgeschwindigkeit kleiner als die Aktivierungsschwelle des Begrenzers ist. Zunächst beschleunigt das Fahrzeug aufgrund des vom Fahrer vorgegebenen Sollwertes SollF, der kleiner ist als der von der Reglervorsteuerung berechnete. Zu einem Zeitpunkt T0 wird eines der Aktivierungskriterien des Reglers 36 erfüllt. Zum Zeitpunkt T0 überschreitet die Istbeschleunigung AIst die Sollbeschleunigung. Dies bedeutet, daß ab dem Zeitpunkt T0 die sich rampenförmig verändernde Sollgeschwindigkeit VSoll* dem Regler 36 vorgegeben wird. Dieser korrigiert dann entsprechend der Differenz zwischen der Sollgeschwindigkeit VSoll* und der Istgeschwindigkeit die Vorsteuerwerte und damit SollR. Zum Zeitpunkt T0′ unterschreitet der aus Vorsteuerung und Reglerwert berechnete Reglervorgabewert SollR den vom Fahrer vorgegebenen Wert SollF, so daß das Stellelement abhängig vom Reglervorgabewert SollR eingestellt wird. Durch den Reglereingriff nimmt die Istbeschleunigung des Fahrzeugs bis zum Zeitpunkt T1 ab. Zum diesem Zeitpunkt befindet sind die Istgeschwindigkeit in einem Bereich um der Zielgeschwindigkeit, die zur Aktivierung des Geschwindigkeitsreglers führt, der die Zielgeschwindigkeit einhält. Zum Zeitpunkt T1 wird der Regler 36 und die Rampe gestoppt. Der Vorgabewert SollR wird wieder durch die Vorsteuerung bereitgestellt, dieser greift nach dem Zeitpunkt T1 jedoch nicht mehr auf das Stellelement ein, da dieses abhängig vom Geschwindigkeitsregler (oder vom Fahrervorgabewert) eingestellt wird. Die Darstellung nach Fig. 2 macht deutlich, daß durch die erfindungsgemäße Lösung ein befriedigendes Einschwingen der Istgeschwindigkeit auf die Zielgeschwindigkeit ohne großen Aufwand erreicht wird.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt. Dieses unterscheidet sich in den nachfolgend dargestellten Punkten vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Die Elemente, die in beiden Ausführungsbeispielen in gleicher Weise eingesetzt werden, werden nicht näher beschrieben. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 handelt es sich bei dem Regler 36 um einen Regler mit Proportional- und Integralanteil (PI-Regler). Dessen Regelabweichung wird aus einer in einem Filterblock 200 zeitlich beeinflußten Sollgeschwindigkeit VSoll* und der erfaßten Istgeschwindigkeit VIst gebildet. Dem Element 200 wird dabei direkt einerseits die Leitung 16 vom Sollwertspeicher 14, andererseits die Leitung 20, die die Istgeschwindigkeit übermittelt, zugeführt. Alle anderen Elemente entsprechen in ihrer Funktion denen des ersten Ausführungsbeispiels. Im Filterelement 200 wird, ausgehend von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, die vorgegebene Zielgeschwindigkeit über ein Filter zur Vergleichsstelle 32 gegeben. Dieses Filter ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Filter erster Ordnung, ein sogenanntes PT1-Filter. Die Zeitkonstante des Filters ist dabei abhängig von der bei Aktivierung des Reglers vorliegenden Geschwindigkeit. In anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen können sich auch andere Filter als geeignet erweisen. Wesentlich ist, daß das verwendete Filter wenigstens eine Verzögerung erster Ordnung enthält. Der Regler 36 ist als Regler mit Proportional- und Integralanteil ausgelegt, um die stationäre Genauigkeit zu erhalten. Der Einschwingvorgang läßt sich mit der im bevorzugten Ausführungsbeispiel geschwindigkeitsabhängigen Zeitkonstante des Filters einstellen. So wird dem verminderten Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten Rechnung getragen. Die Einschaltbedingungen für Regler und Sollwertvorgabe entsprechen denen im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Dies bedeutet, daß bei Vorliegen einer der Einschaltbedingungen im Freigabeblock 50 der Regler und das Filter 200 aktiviert werden. Die im Speicherelement 14 gespeicherte Zielgeschwindigkeit wird ausgehend von der aktuellen Istgeschwindigkeit mit einer Zeitkonstante abhängig von der aktuellen Istgeschwindigkeit zur Sollgeschwindigkeit VSoll* gefiltert, die der Regelung zugrundeliegt.

Ein Beispiel für einen Einschwingvorgang ist in Fig. 4 dargestellt. Danach zeigt Fig. 4a den Zeitverlauf der Vorgabewerte durch den Fahrer SollF bzw. durch den Regler SollR. Fig. 4b zeigt den Zeitverlauf der Istgeschwindigkeit VIst, der Zielgeschwindigkeit VSoll und der gefilterten Sollgeschwindigkeit VSoll*. Auch hier beschleunige das Fahrzeug bis zum Zeitpunkt T0 nach Maßgabe des Sollwertes, der vom Fahrer vorgegeben wird. Der Reglersollwert SollR wird in dieser Betriebsphase durch die Vorsteuerung des Reglers bestimmt. Zum Zeitpunkt T0 unterschreite der Reglervorgabewert den Vorgabewert des Fahrers, d. h. die Summe aus den Vorsteuerwerten ist kleiner als der Fahrersollwert SollF. Dies bedeutet, daß zum Zeitpunkt T0 der Regler und das Filter aktiviert wird. Ab dem Zeitpunkt T0 wird daher die gefilterte Sollgeschwindigkeit VSoll* ausgehend von der aktuellen Geschwindigkeit VIst zum Zeitpunkt T0 nach Maßgabe der Filterzeitkonstante auf die vorgegebene Zielgeschwindigkeit VSoll geführt. Der Regler bildet auf der Basis der Differenz zwischen der Sollgeschwindigkeit VSoll* und der Istgeschwindigkeit ein Korrektursignal für die Vorsteuerung, was zum Zeitpunkt T1 zum Einschwingen der Istgeschwindigkeit auf den Sollwert und zur Umschaltung auf den Geschwindigkeitsregler führt. Wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel stellt der Geschwindigkeitsregler dabei vorzugsweise einen sogenannten PDT1-Regler dar, ein Regler, der neben einem Proportional­ auch einen verzögerten Differentialanteil enthält.

In beiden Ausführungsbeispielen wird ein einheitliches Verhalten des Fahrzeugs unter allen Fahrzuständen erreicht. Dabei wird auch an einem steilen Berg die Zielgeschwindigkeit immer sicher erreicht, ohne daß der Regelungsaufwand wesentlich ansteigt. Die verwendete Reglerstruktur ist dabei übersichtlich und leicht zu applizieren. Die Startbedingungen der Reglerstruktur sind einfache Ein-/Ausschaltbedingungen, so daß aufwendige Adaptionsverfahren zur Ermittlung des Startwertes nicht benötigt werden. Vorsteuerung, Regler und Rampen sind getrennt voneinander applizierbar, daher kann jede Teilfunktion im Fahrzeugversuch einzeln abgeschaltet werden und die verbleibende appliziert werden. Die Istbeschleunigungsberechnung benötigt keine aufwendige Filterung, da zum Start des Reglers nur eine Schwelle abgefragt werden muß. Ferner wird der Störeinfluß des Fahrers, der besonders kurz unterhalb der Zielgeschwindigkeit störend auf das System einwirkt (z. B. durch falsche Startwerte, durch ungünstige Ausgangswerte der Vorsteuerungen) weitgehend eliminiert.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die dargestellte Reglerstruktur in einem Rechnerprogramm eines Mikrocomputers realisiert. Ein Beispiel für ein derartiges Programm ist als Flußdiagramm in Fig. 5 skizziert. Der dargestellte Programmteil wird dabei bei Aktivierung der Reglerstruktur in vorbestimmten Zeitintervallen abgearbeitet.

Zunächst wird in einem ersten Schritt 300 Istgeschwindigkeit VIst, Zielgeschwindigkeit VSoll, der Fahrervorgabewert SollF und die eingelegte Fahrstufe GIst eingelesen. Im darauffolgenden Schritt 302 wird abhängig von der Istgeschwindigkeit die Istbeschleunigung AIst, die Differenz zwischen Ziel- und Istgeschwindigkeit ΔV und auf der Basis dieser Geschwindigkeitsdifferenz ΔV die Sollbeschleunigung ASoll bestimmt. Ferner wird auf der Basis der Zielgeschwindigkeit VSoll und der eingelegten Fahrstufe GIst der erste Vorsteuerwert VW1 und auf der Basis der Sollbeschleunigung ASoll und der eingelegten Fahrstufe GIst der zweite Vorsteuerwert VW2 berechnet. Daraufhin wird im Abfrageschritt 304 überprüft, ob die Geschwindigkeitsdifferenz einen vorgegebenen Wert AV0 unterschritten hat. Dieser Wert liegt sehr nahe an der Zielgeschwindigkeit und beträgt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 2km/h. Ist dies der Fall, wird gemäß Schritt 306 die Geschwindigkeitsregelung aktiviert, die einen Vorgabewert SollV berechnet. Im darauf folgenden Schritt 308 wird der Einstellsollwert Soll des Stellelements auf der Basis des jeweils kleinsten Wertes aus Reglervorgabewert SollV und Fahrervorgabewert SollF gebildet, der Programmteil beendet und zu gegebener Zeit wiederholt. Ist die Geschwindigkeitsdifferenz größer als die vorgegebene Differenz ΔV0, wird im Schritt 310 überprüft, ob die Startbedingungen für den Regler 36 vorliegen. Ist dies nicht der Fall, wird gemäß Schritt 312 der Reglervorgabewert SollR aus der Summe der beiden Vorsteuerwerte VW1 und VW2 gebildet und daraufhin im Schritt 314 der Einstellsollwert Soll für das Stellelement aus dem kleineren der Sollwerte SollR und SollF gebildet, der Programmteil beendet und zu gegebener Zeit wiederholt. Liegen gemäß Schritt 310 die Startbedingungen vor, werden im darauffolgenden Schritt 316 der veränderte Sollwert VSoll* abhängig von der Geschwindigkeitsdifferenz ΔV, der Zeit, der Istgeschwindigkeit, sowie ggf. der Sollgeschwindigkeit VSoll* beim Abbruch der Rampe im ersten Ausführungsbeispiel bzw. nach der vorgegebenen Filterfunktion im zweiten Ausführungsbeispiel berechnet. Daraufhin wird im Schritt 318 die dem Regler zugeführte Geschwindigkeitsdifferenz ΔV* aus der Differenz zwischen Sollgeschwindigkeit VSoll* und Istgeschwindigkeit gebildet und im darauffolgenden Schritt 320 der Reglersollwert SollR* auf der Basis der Geschwindigkeitsdifferenz ΔV* berechnet. Dies erfolgt im ersten Ausführungsbeispiel nach Maßgabe eines Proportionalreglers, im zweiten Ausführungsbeispiel nach Maßgabe eines Proportional-Integralreglers. Im darauffolgenden Schritt 322 wird der Reglervorgabewert SollR aus Reglerausgangswert SollR* und den Vorsteuerwerten VW1 und VW2 berechnet und mit Schritt 314 fortgefahren.

Neben der bevorzugten Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung im Rahmen eines Geschwindigkeitsbegrenzers wird die erfindungsgemäße Lösung mit den entsprechenden Vorteilen auch bei einem Geschwindigkeitsregler eingesetzt, welcher eine vom Fahrer vorgegebene Geschwindigkeit einhält.

Ferner werden in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel nicht zwei Regler, sondern ein Regler mit wählbaren Konstanten eingesetzt, die je nach Betriebssituation gesetzt oder abgeschaltet werden.

In beiden Ausführungsbeispielen wird der Sollwert Vsoll* kontinuierlich abhängig von den entsprechenden Größen verändert.

Claims (10)

1. Verfahren zur Regelung bzw. Begrenzung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, bei welchem ein die Geschwindigkeit beeinflussendes Stellelement von wenigstens einem Regler eingestellt wird, welchem ein sich zeitlich verändernder Sollwert für die Fahrgeschwindigkeit zugeführt wird, wobei der wenigstens eine Regler die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Sinne einer Annäherung der Geschwindigkeit an diesen Sollwert beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des dem wenigstens einen Regler zugeführten Sollwerts wenigstens nach Maßgabe der bei Aktivierung der Reglers vorliegenden Istgeschwindigkeit und einer vorgegebenen Zielgeschwindigkeit verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Sollgeschwindigkeit eine Zeitrampe vorgegeben ist, deren Steigung abhängig von der Differenz zwischen Ziel- und Istgeschwindigkeit und der zu erreichenden Zielgeschwindigkeit ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Sollwertes nach Maßgabe einer wenigstens einen verzögernden Anteil enthaltenden Filterfunktion vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler ein Regler mit Proportionalanteil ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der das Stellelement einstellende Sollwert des Reglers aus dem Vorgabewert des Reglers selbst sowie einer wenigstens von Zielgeschwindigkeit, Sollbeschleunigung und Fahrstufe abhängigen Vorsteuerung gebildet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler aktiviert wird, wenn die Summe der Vorsteuerwerte kleiner ist als der Vorgabewert für das Stellelement, der durch den Fahrer vorgegeben wird, oder wenn die Istbeschleunigung des Fahrzeugs größer als die Sollbeschleunigung wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertrampe neu gestartet wird, wenn der Vorgabewert durch den Regler (und die Vorsteuerung) den durch den Fahrer wieder erreicht, nachdem der Fahrervorgabewert unter dem des Reglers gesunken ist, daß die Reglerrampe von dem abgebrochenen Wert aus startet, wenn der Vorgabewert des Reglers den Vorgabewert des Fahrers wieder erreicht, nachdem der Fahrervorgabewert vergrößert wurde.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des eingesetzten Filters abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler ein Regler mit Proportional- und Integralanteil ist.

10. Vorrichtung zur Regelung bzw. Begrenzung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, mit wenigstens einem Regler, der ein die Geschwindigkeit beeinflussendes Stellelement einstellt, dem eine zeitlich veränderliche Sollgeschwindigkeit vorgegeben wird, und der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Sinne einer Annäherung der Geschwindigkeit an diesen Sollwert beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des dem wenigstens einen Regler zugeführten Sollwerts wenigstens nach Maßgabe der bei Aktivierung der Reglers vorliegenden Istgeschwindigkeit und einer vorgegebenen Zielgeschwindigkeit verändert wird.