DE4320111A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steue­ rung eines Fahrzeugs, insbesondere dessen Geschwindigkeit, gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

In modernen Fahrzeugen werden eine Vielzahl von Steuereinheiten ein­ gesetzt, welche miteinander kommunizieren. Die dazu notwendigen Schnittstellen zwischen den einzelnen Steuereinheiten sollen dabei störsicher, verfügbar, universell einsetzbar, einfach im Aufbau sein, eine möglichst geringe Verkabelung erfordern, Betriebssicher­ keit und Fahrkomfort des Gesamtsystems unterstützen sowie die Bedie­ nung durch den Fahrer erleichtern.

Die erfindungsgemäße Schnittstelle kann diese Forderungen erfüllen.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Schnittstelle ergibt sich bei einem Steuersystem für die Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, welches eine Motorsteuereinheit zur Beeinflussung der Motorleistung und eine Steuereinheit zur Beeinflussung wenig­ stens einer Bremseinrichtung des Fahrzeugs umfaßt.

Beispielsweise aus der DE 37 03 645 A1 (US-Patent 4 884 203) ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Beeinflussung der Fahrgeschwin­ digkeit eines Kraftfahrzeugs bekannt, wo abhängig von Bediensignalen eines Fahrers die Motorleistung mit Blick auf die Einhaltung einer von Fahrer gewünschten konstanten Fahrgeschwindigkeit oder in Ab­ hängigkeit der Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements mittels Einstellung einer im Luftansaugsystem der Brennkraftmaschine vorgesehenen Drosselklappe gesteuert wird. Ein solcher Fahrgeschwin­ digkeitsregler gewährleistet in der Regel die Einhaltung der gewünschten Geschwindigkeit, bei Gefällefahrt kann jedoch infolge des schnellerwerdenden Fahrzeugs der Eingriff in die Motorleistung zur Einhaltung der gewünschten Geschwindigkeit nicht ausreichen. Ein Eingriff in eine Bremse des Fahrzeugs wäre wünschenswert.

Aus der Veröffentlichung "ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift" 89 (1987) 3, Seite 119 bis 120, "Voith Retarder mit mikroprozessorge­ steuerter Elektronik" wird die elektronische Steuerung einer Zusatz­ bremse des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Stellung eines vom Fah­ rer betätigbaren Hebels beschrieben. Dabei kann unter anderem durch entsprechende Einstellung bei Gefällefahrt durch elektronische Steuerung des im obigen Fall hydraulisch wirkenden Retarders eine konstante Geschwindigkeit eingehalten werden. Eine Fahrgeschwindig­ keitsregelung außerhalb der Gefällefahrt läßt sich durch die Steue­ rung der Zusatzbremse, die auch als elektrischer Verzögerer aufge­ baut sein kann (Wirbelstromprinzip), jedoch nicht erreichen.

Es besteht daher der Bedarf an einer geeigneten Verbindung der bei­ den geschilderten Steuereinheiten mittels einer Schnittstelle mit den obengenannten Eigenschaften zur gemeinsamen Steuerung der Fahr­ geschwindigkeit.

Vorteile der Erfindung

Durch die erfindungsgemäße Schnittstelle wird eine universell ein­ setzbare Schnittstelle zwischen zwei Steuereinheiten in einem Fahr­ zeug dargestellt.

Die Verwendung eines pulsweitenmodulierten Signals als Informations­ träger führt zu einer kontinuierlichen Ausgabe der zu übermittelnden Informationen. Dadurch ist die zu übermittelnde Information immer verfügbar.

Ferner zeigt sich die Schnittstelle eine vorteilhafte Unempfindlich­ keit in bezug auf Fehlmessungen, Fehlauswertungen, Wackelkontakten, Fremdstörungen, etc., da die zu übermittelnden Informationen immer wieder erneuert werden. Die Schnittstelle ist daher sehr störsicher.

Besonders vorteilhaft ist, daß durch die ständige Ausgabe des oder der Schnittstellensignale kein gleichzeitiger Neustart und keine Synchronisation der Steuereinheiten, die die Schnittstelle auswer­ ten, notwendig ist. Ein Einstieg einer Steuereinheit kann somit in die laufende Schnittstelle erfolgen. Dadurch kann die Schnittstelle auch durch einen Aus-Schalter durch den Fahrer oder durch eine über­ geordnete Steuereinheit während des Betriebs des Fahrzeugs ab- bzw. zugeschaltet werden.

Die Diagnose der Schnittstelle ist unter Verwendung von einfachen, herkömmlichen Meßinstrumenten möglich.

Ferner ist vorteilhaft, daß die Schnittstelle sehr einfach an andere Hardware-Umgebungen angepaßt werden kann.

Besondere Bedeutung zeigt die Schnittstelle im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsform einer Fahrgeschwindigkeitsregelung bzw. -begrenzung.

Durch die geeignete Verknüpfung von Systemen, welche die Motorlei­ stung beeinflussen, mit einem System, welches fahrzeugverzögernd wirkt, wird die Bedienung der Einzelsysteme durch die Verwendung der Schnittstelle vereinfacht. Es ist in bezug auf die Fahrgeschwindig­ keitsregelung bzw. -begrenzung nur noch ein Tast- bzw. Schaltelement für die Sollwertvorgabe an beide Steuereinheiten vorzusehen.

Durch die erfindungsgemäße Schnittstelle werden beide Systeme gegen­ einander verriegelt, so daß sie nicht gegeneinander arbeiten können.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise verbessert daher sowohl Fahrkom­ fort als auch Fahrsicherheit.

Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Schnittstelle im bevor­ zugten Anwendungszusammenhang kann der Verkabelungsaufwand verrin­ gert werden, da lediglich ein Bedienhebel bezüglich der Fahrge­ schwindigkeitsregelung bzw. -begrenzung vorhanden sein muß und le­ diglich eine Steuereinheit diesen einlesen muß. Dadurch kann die Verwendung von einfachen Schaltelementen erreicht werden.

Insbesondere kann durch Eingriff in eine der Bremseinrichtungen des Fahrzeugs eine Höchstgeschwindigkeitsbegrenzung auch ohne aktiven Fahrgeschwindigkeitsregler bzw. -begrenzer erreicht werden.

Besonders vorteilhaft ist die Verbindung eines Motorleistungssteuer­ geräts und eines Steuergeräts für einen Retarder oder Fahrzeugverzögerer bzw. Zusatzbremse über die erfindungsgemäße Schnittstelle.

Neben der beschriebenen Steuereinheit kann selbstverständlich an­ stelle der Steuereinheit zur Beeinflussung der Luftzufuhr auch eine Steuereinheit zur Steuerung der Kraftstoffzumessung bzw. Zündung, eine Steuereinheit zur elektronischen Dieselregelung oder zur elek­ trischen Einstellung des Hebels einer Dieseleinspritzpumpe, eine Steuereinheit zur Fahrgeschwindigkeitsregelung oder -begrenzung, ei­ ne Steuereinheit für eine Zusatzdrosselklappe, etc., anstelle der Steuereinheit für die Zusatzbremse eine ABS-Steuereinheit oder eine Steuereinheit einer elektrisch gesteuerten Bremseinrichtung, einer Motorbremse, etc. vorgesehen sein.

Ferner ist die erfindungsgemäße Vorgehensweise nicht auf Brennkraft­ maschinen beschränkt, sondern zeigt ihre Vorteile auch in Verbindung mit alternativen Antriebskonzepten, z. B. Elektrofahrzeugen, wobei eine Steuereinheit zumindest leistungserhöhend, die andere nur ver­ zögernd wirkt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Übersichtsblockschaltbild eines beispielhaften Steuersystems in ei­ nem Fahrzeug, bei welchem die erfindungsgemäße Schnittstelle Anwen­ dung findet. Fig. 2 skizziert am Beispiel einer Fahrgeschwindig­ keitsregelung anhand eines Flußdiagrams die in einer der Steuerein­ heiten realisierte Schnittstelle, während der Signalverlauf zwischen den Steuereinheiten in den Fig. 3 und 4 für verschiedene Be­ triebszustände des bevorzugten Anwendungsbeispiels dargestellt sind.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt eine erste Steuereinheit 10, welche über eine Aus­ gangsleitung 12 eine Einrichtung bzw. Einrichtungen 14 zur Steuerung der Motorleistung einer Brennkraftmaschine, wie Drosselklappe, Kraftstoffzumessung, Zündung, Regelstange, Einspritzpumpe, etc. steuert. Die Steuereinheit 10 kann z. B. eine elektronische Motorlei­ stungssteuerung (elektronisches Gaspedal), eine Einrichtung zur Kraftstoffzumessung (Motronic), eine elektronische Dieselregelung (EDC) sein. Der Steuereinheit 10 werden Eingangsleitungen 16 bis 18 zugeführt, welche sie mit Meßeinrichtungen 20 bis 22 zur Erfassung von Betriebsgrößen des Motors und/oder des Fahrzeugs verbinden.

Ferner ist eine zweite Steuereinheit 24 vorgesehen, der die Ein­ gangsleitungen 26 bis 28 zugeführt sind, die die Steuereinheit 24 mit Meßeinrichtungen 30 bis 32 verbinden, die ebenfalls Betriebsgrö­ ßen des Motors und/oder des Fahrzeugs erfassen. Über eine Ausgangs­ leitung 34 greift die Steuereinheit 24 in wenigstens ein Steuerele­ ment 36 einer Bremseinrichtung des Fahrzeugs ein. Bei der Steuerein­ heit 24 handelt es sich vorzugsweise um ein Steuergerät für einen elektronisch steuerbaren Verzögerer elektrischer oder hydraulischer Natur oder eine sonstige Zusatzbremse, was im folgenden ohne Ein­ schränkung der Allgemeinheit als Retarder bezeichnet wird, in ande­ ren vorteilhaften Ausführungsbeispielen um ein ABS-Steuergerät oder ein Steuergerät für eine elektronische Bremse. Die beiden Steuerein­ heiten 10 und 24 sind zum Informationsaustausch über eine Schnitt­ stelle miteinander verbunden, welche im Übersichtsblockschaltbild durch die beiden Leitungen 38 und 40 dargestellt ist. In der Leitung 40 ist ein Schalter 42 eingezeichnet, welcher symbolisch eine Ab­ schaltmöglichkeit der Schnittstelle durch den Fahrer oder ein über­ geordnetes Steuergerät beschreibt.

Ferner ist ein Bedienelement 44 dargestellt, von dem eine Leitung 46 zur Steuereinheit 10 und in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Leitung 48 zur Steuereinheit 24 führt. Bei dem Bedienelement 44 handelt es sich um ein bekanntes Fahrgeschwindigkeitsreglerbedien­ element sowie gegebenenfalls um ein Bedienelement zur Vorwahl der Verzögerungsstufen der Zusatzbremse.

In einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel besteht die Schnittstelle zwischen den Steuereinheiten lediglich aus einer Lei­ tung.

Die Funktionsweise des in Fig. 1 dargestellten Systems sei im fol­ genden beispielhaft erläutert.

Die Steuereinheit 10 bildet im Fall einer elektronischen Motorlei­ stungssteuerung in Abhängigkeit der Fahrpedalbetätigung durch den Fahrer und gegebenenfalls der durch die Meßeinrichtungen 20 bis 22 erfaßten Betriebsgrößen, wie z. B. Drosselklappenstellung, Motor­ temperatur, Motordrehzahl, Fahrgeschwindigkeit, etc. ein Ansteuer­ signal für das die Leistung beeinflussende Stellglied 14, welches im Fall eines Otto-Motors eine Drosselklappe, im Fall eines Dieselmo­ tors z. B. die Einspritzpumpe ist.

Im Funktionsumfang einer derartigen Steuereinheit sind in der Regel u. a. Fahrgeschwindigkeitsregler und/oder Fahrgeschwindigkeitsbegren­ zer miteinbezogen.

Das Bedienelement 44 verfügt über die zur Durchführung der Fahrge­ schwindigkeitsregelfunktion aus dem Stand der Technik bekannten Funktionsstellungen wie "Beschleunigen", "Verzögern", "Setzen", "Wiederaufnahme", "Aus". In Abhängigkeit der vom Fahrer gewünschten Funktion regelt die Steuereinheit 10 durch Einstellung der Stellein­ richtung 14 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf den vom Fahrer vorgegebenen Wert bzw. beschleunigt oder verzögert das Fahrzeug ge­ mäß der vom Fahrer über das Bedienelement 44 vorgegebenen Funktion.

Der Fahrgeschwindigkeitsregler durch Beeinflussung der Motorleistung über die Steuereinheit 10 gewährleistet in der Regel die Einhaltung der eingestellten Geschwindigkeit, lediglich in einigen Betriebszu­ ständen, beispielsweise bei Gefällefahrt, wird die eingestellte Ge­ schwindigkeit überschritten, wenn die Steuereinheit 10 die Motorlei­ stung bis auf einem minimalen Wert, z. B. Null, reduziert hat, ohne daß die Geschwindigkeit den eingestellten Wert erreicht hat.

Ein Fahrgeschwindigkeitsbegrenzer arbeitet vergleichbar. Über das Be­ dienelement 44 wird vom Fahrer eine Höchstgeschwindigkeit vorgege­ ben. Der Fahrer steuert die Motorleistung in gewohnter Weise durch Betätigung des Fahrpedal. Überschreitet die Fahrgeschwindigkeit den voreingestellten Wert, so reduziert der Fahrgeschwindigkeitsbegren­ zer die Motorleistung unabhängig von der Fahrpedalbetätigung. Auch hier kann bei Gefällefahrt die Situation auftreten, daß ein Einhal­ ten der Geschwindigkeit durch Eingriff in die Motorleistung nicht mehr möglich, da dieser Eingriff bereits voll ausgeschöpft ist.

In vergleichbarer Weise arbeitet ein Motordrehzahlbegrenzer, der un­ ter Berücksichtigung der Getriebeübersetzung ebenfalls zur Fahrge­ schwindigkeitsbegrenzung herangezogen werden kann oder zur Begren­ zung der Motordrehzahl auf einen Maximalwert dient.

Daneben gibt es in der Regel eine Maximalbegrenzung der Höchstge­ schwindigkeit.

Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird daher über die Leitung 38 und 40 der Steuereinheit 24 Informationen über die erfin­ dungsgemäße Schnittstelle bezüglich der Fahrgeschwindigkeitsregelung übermittelt. Über die Leitung 40 wird ein Maß für die eingestellte Motorleistung an die Steuereinheit 24 übermittelt und z. B. bei Mini­ maleinstellung die Steuereinheit 24 zum Eingriff in eine Bremse 36 aktiviert. Mittels der Information über die Leitung 40 werden die beiden Steuereinheiten gegeneinander verriegelt. Ein Eingriff in die Bremse ist nur dann erlaubt, wenn der Eingriff in die Motorleistung voll ausgeschöpft ist. Über die Leitung 38 werden in beschriebenen Ausführungsbeispiel Informationen bezüglich des Betriebszustandes der Steuereinheit 10 (z. B. Fahrgeschwindigkeitsregler aktiv) und die Soll-/Ist-Abweichung übermittelt.

Der Eingriff in eine Bremseinrichtung erfolgt dann vorzugsweise in Abhängigkeit der Differenz zwischen Soll- und Istgeschwindigkeit und führt zu einer Beeinflussung der Bremseinrichtung 36 im Sinne einer Einhaltung der Sollgeschwindigkeit durch die Istgeschwindigkeit.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Steuer­ einheit 24 um das Steuergerät eines elektrisch steuerbaren Retar­ ders. Dabei wird vom Bedienelement 44 über die Leitung 48 in bekann­ ter Weise die Bremsleistung des Retarders im Sinne einer vorgegebe­ nen Verzögerung gesteuert, was die Steuereinheit 24 in Abhängigkeit von den über die Leitungen 26 bis 28 zugeführten Betriebsgrößen durchführt.

In den anderen Ausführungsbeispielen handelt es sich bei der Steuer­ einheit 24 um ein ABS-Steuergerät, welches durch Beeinflussung der Drücke in den Bremsleitungen die Bremsen des Fahrzeugs steuert oder um die Steuereinheit einer elektrischen Bremse, die in ihrer Normal­ funktion proportional zur Bremspedalbetätigung den Bremsdruck in den Bremsleitungen der Bremsanlage beeinflußt, wobei der Eingriff in diese Bremseinrichtungen aus Sicherheitsgründen nur bei nicht betä­ tigtem Bremspedal erfolgt.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht die Schnitt­ stelle aus zwei Leitungen 38 und 40, auf denen zum einen ein Steuer­ signal (Leitung 38), zum anderen eine Statusinformation der Steuer­ einheit 10 (Leitung 40) übermittelt wird. Durch ein symbolisch ein­ gezeichnetes Schalteelement 42 kann der Fahrer oder eine übergeord­ nete Steuereinheit die Schnittstelle ausschalten, so daß die oben beschriebenen Normalfunktionen getrennt voneinander ablaufen. In ei­ nem vorteilhaften Ausführungsbeispiel können jedoch die beiden Lei­ tungen 38 und 40 in einer Leitung zusammengefaßt sein, wobei die Informationsübertragung im Sinne der erfindungsgemäßen Schnittstel­ lendefinition vorgenommen wird.

Kern dieser Schnittstellendefinition ist ein analoges pulsweitmodu­ liertes Signal, in welchem die Information durch die Pulsdauer und die Frequenz des Signals codiert ist. Dabei wird in einem bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel die Information bezüglich des Status der Steuereinheit 10 über den aktiven Fahrgeschwindigkeitsregler bzw. -begrenzer durch die Frequenz codiert, während das Maß für die Ab­ weichung zwischen Soll- bzw. Maximal- und Istwert durch die Pulswei­ te des pulsweitenmodulierten Signals codiert ist. Parallel dazu wird über eine weitere Leitung der Eingriff in die Bremseinrichtung freigegeben, wenn beispielsweise die Motorleistung auf einen Mini­ malwert abgesunken ist (z. B. Null). In einer weiteren Verbesserung kann die Freigabe des Bremseneingriffs durch einen weiteren vorgege­ benen Frequenzbereich des pulsweitenmodulierten Signals übermittelt werden, so daß nur eine Verbindungsleitung erforderlich ist.

Durch diese Schnittstelle kann der aus dem Stand der Technik bekann­ te Tastknopf in Verbindung mit der Retardersteuerung eingespart wer­ den.

In der obigen Beschreibung wurde der Fahrgeschwindigkeitsregler bzw. -begrenzer der Steuereinheit für die Motorleistung zugeordnet. In anderen Ausführungsbeispielen kann diese Funktion auch Bestandteil der Steuereinheit 24 sein, in der dann das nachfolgend beschriebene Schnittstellenprogramm abläuft, wobei die Information über die Mo­ torleistung auch durch Erfassen eines die Motorleistung repräsen­ tierenden Größe (z. B. Drosselklappenwinkel) durch die Steuereinheit 24 oder durch Übermittlung wie oben beschrieben erfolgt.

Fig. 2 zeigt beispielhaft ein Flußdiagramm für ein Schnittstellen­ programm, welches zur Bedienung der Schnittstelle auf der Leitung 38 in der Steuereinheit 10 (oder 24) abläuft. Eine Auswertung der über die Schnittstelle übermittelten Information in der Steuereinheit 24 (oder 10) ist entsprechend aufgebaut.

Grundsätzlich ist vorgesehen, eine erste feste Frequenz des pulswei­ tenmodulierten Signals bei aktivem Fahrgeschwindigkeitsregler bzw. -begrenzer vorzugeben, während bei nicht aktivem Fahrgeschwindig­ keitsregler bzw. -begrenzer eine zweite, von der ersten verschiedene Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals vorgegeben wird. Ein die Motorleistung repräsentierendes Maß, welches die Aktivierung des Eingriffes in eine Bremseinrichtung aus löst, kann dabei in einem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel auf der Basis einer vorgegebenen For­ mel oder als "Bremse enable"-Signal durch entsprechende Wahl der Frequenz bei aktivem und bei nichtaktivem Fahrgeschwindigkeitsregler bzw. -begrenzer übermittelt werden. Die Pulsdauer bzw. das Tastver­ hältnis des pulsweitenmodulierten Signals wird auf der Basis von vorgegebenen Formeln in Abhängigkeit der Differenz zwischen Soll- bzw. Maximal- und Istgeschwindigkeit vorgegeben, wobei vor­ zugsweise das Tastverhältnis 50% bei Identität der beiden Signalwer­ te ausgegeben wird.

Ferner kann durch Vorgabe eines Tastverhältnisses in einem durch die Abweichung nicht erreichbaren Wertebereich Information bezüglich der Betriebsart des Fahrgeschwindigkeitsregler (z. B. "Beschleunigen" be­ tätigt) übermittelt werden.

Diese Schnittstellendefinition weist die genannten Vorteile auf. Sie kann durch die entsprechenden Wahl der Frequenzen an andere Hardwareumgebungen schnell und sicher angepaßt werden. Der Eingriff in eine Bremseinrichtung des Fahrzeugs ist dabei auch bei nichtakti­ vem Fahrgeschwindigkeitsregler bzw. -begrenzer im Sinne einer Maxi­ malbegrenzung der Geschwindigkeit oder der Motordrehzahl möglich.

Nach Start des in Fig. 2 beschriebenen Programmteils wird in einem ersten Schritt 100 die Tastenstellung des Bedienelements 44 sowie die aktuelle Fahrgeschwindigkeit V_ist eingelesen und ausgewertet. Im darauffolgenden Abfrageschritt 102 wird anhand der Tastensignale überprüft, ob der Fahrgeschwindigkeitsregler bzw. -begrenzer aktiv, d. h. eingeschaltet ist und das Fahrzeug sich unter der Wirkung die­ ses Systems bewegt. Ist dies der Fall, wird im Schritt 104 die Fre­ quenz T des pulsweitenmodulierten Signals auf einen ersten Wert T₁ gesetzt, welcher beispielsweise 10 msec. beträgt. Danach wird im darauffolgenden Abfrageschritt 106 überprüft, ob der Fahrer (im Fall eines Fahrgeschwindigkeitsreglers) die Beschleunigungstaste der Be­ dieneinheit 44 betätigt hat. Ist dies der Fall, wird im Schritt 108 die Pulsweite des pulsweitenmodulierten Signals auf einen Wert t₃, welcher beispielsweise 9 msec. entspricht, gesetzt und im abschlie­ ßenden Schritt 110 das pulsweitenmodulierte Ausgangssignal auf der Basis der gesetzten Frequenz T und der bestimmten Pulsweite t ausge­ geben. Danach wird der Programmteil beendet und zu gegebener Zeit wiederholt.

Hat der Fahrer gemäß Schritt 106 die Beschleunigungstaste nicht be­ tätigt, so wird im darauffolgenden Schritt 112 überprüft, ob er die Verzögerungstaste betätigt hat. Ist dies der Fall, wird im Schritt 114 die Pulsweite auf den Wert t₄, welcher im bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel 1 msec. beträgt, gesetzt und gemäß Schritt 110 das entsprechende Ausgangssignal ausgegeben.

Wurde im Schritt 112 erkannt, daß auch die Verzögerungstaste nicht betätigt ist, so wird im Schritt 116 die Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs V_Soll eingelesen und im Schritt 118 die Pulsweite des pulsweitenmodulierten Signals als Funktion der Sollgeschwindigkeit und der Istgeschwindigkeit berechnet. Dies erfolgt im bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der folgenden Formel:

t = (5 msec - (V_ist-V_soll)/(km/h) _* 0,5 km/h).

Danach wird das entsprechende Ausgangssignal gemäß Schritt 110 aus­ gegeben und der Programmteil beendet.

Ergab sich im Abfrageschritt 102, daß der Fahrgeschwindigkeitsregler bzw. -begrenzer nicht aktiv ist, so wird im darauffolgenden Schritt 120 die Frequenz T des pulsweitenmodulierten Signals auf einen vor­ gegebenen zweiten Wert T gesetzt, der beispielsweise 20 msec. betra­ gen kann. Im darauffolgenden Abfrageschritt 122 wird dann ebenfalls die Betätigung der Beschleunigungstaste überprüft, wobei bei betä­ tigter Beschleunigungstaste gemäß Schritt 124 die Pulsweite des pulsweitenmodulierten Signals auf einen Wert t₁, beispielsweise 18 msec., gesetzt wird. Danach wird das Ausgangssignal gemäß Schritt 110 berechnet und ausgegeben und der Progranunteil beendet.

Ist gemäß Schritt 122 die Beschleunigungstaste nicht betätigt, so wird im Schritt 126 überprüft, ob die Verzögerungstaste betätigt ist. Ist dies der Fall, wird gemäß Schritt 128 ein vierter Wert t₂ für die Pulsweite bestimmt, im bevorzugten Ausführungsbeispiel 2 msec, und danach gemäß Schritt 110 das Ausgangssignal ausgegeben. Wurde die Verzögerungstaste ebenfalls nicht betätigt, so wird im Schritt 130 der Maximalgeschwindigkeitswert eingelesen und im Schritt 132 die Pulsweite auf der Basis des eingelesenen Maximalwer­ tes Vmax sowie der Istgeschwindigkeit Vist berechnet. Dabei wird vorzugsweise die folgende Formel verwendet:

t = (10 msec - (V_ist-V_max)/(km/h) _* 1 km/h).

Gemäß Schritt 110 wird dann das Ausgangssignal auf der Basis der festgelegten Frequenz T sowie der Pulsweite t bestimmt und ausgege­ ben. Danach wird der Programmteil beendet und zu gegebener Zeit wie­ derholt.

Die beschriebene Vorgehensweise führt demnach zu einem pulsmodulier­ ten Signal, durch welches von der Steuereinheit 10 (oder 24) auf die Steuereinheit 24 (oder 10) Informationen bezüglich des Betriebszu­ standes, der Betriebsart und der Soll-Ist-Abweichung übermittelt werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann durch entspre­ chende Wahl der Frequenz des pulsweitenmodulierten Signals ein Maß für die aktuell eingestellte Motorleistung übertragen werden, so daß die Aktivierung der Steuereinheit 24 und damit des Bremseneingriffs sowie dessen Ausmaß über ein einziges pulsweitenmoduliertes Signal übertragen werden kann.

Die Steuereinheit 24 (oder 10) wertet dann das übermittelte Signal aus. Dazu ist ein Programmteil vorgesehen, welches die Parameter Frequenz bzw. Periode T und die Pulsweite t als erfaßt und je nach ermitteltem Wert der Periode T z. B. aus einer Tabelle den jeweili­ gen Betriebszustand (Bremseneingriff erlaubt; oder Fahrgeschwindig­ keitsregelung erlaubt, etc., für den Fall, daß die Steuereinheit 10 das Signal auswertet) der Steuereinheit 24 (oder 10) bestimmt. Durch Umformung der oben angegebenen Gleichungen wird dann aus der Puls­ weite die Soll-/Ist-Abweichung bestimmt und dem Bremseneingriff (oder dem Eingriff in die Motorleistung bei Auswertung durch die Einheit 10) zugrunde gelegt.

Bei aktivem Fahrgeschwindigkeitsregler, erkannt durch die Frequenz T, wird somit im bevorzugten Ausführungsbeispiel bei nicht betätig­ ten Tasten und bei minimaler Leistungsanforderung durch die Steuer­ einheit 10 auf der Basis der berechneten Pulsweite der Bremsenein­ griff geregelt, so daß der Istwert der Fahrgeschwindigkeit auf den Sollwert gesteuert wird. Bei nichtaktivem Fahrgeschwindigkeitsregler wird entsprechend vorgegangen, wobei dann bei nichtbetätigten Tasten eine Höchstgeschwindigkeitsbegrenzung durchgeführt werden kann. Die Wahl der Frequenzen des pulsweitenmodulierten Signals ist dabei so vorgesehen, daß keine Frequenzbereichsüberschneidungen auftreten können.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Beispiele des Signalverlaufs des Schnitt­ stellensignals, wobei jeweils waagrecht die Zeit und senkrecht der jeweilige Signalpegel aufgetragen ist. Die positive Flanke ist dabei durch einen Doppelstrich gekennzeichnet, was aus Übersichtlichkeits­ gründen ohne jegliche technische Bedeutung vorgenommen wurde.

Fig. 3 zeigt dabei die pulsweitenmodulierten Signale bei nichtakti­ vem Fahrgeschwindigkeitsregler, während Fig. 4 die Signale bei aktivem Fahrgeschwindigkeitsregler zeigt. Fig. 3a zeigt das Signal bei betätigter Beschleunigungstaste, Fig. 3b bei nicht betätigten Tasten und einer Istgeschwindigkeit kleiner als der maximale Höchst­ geschwindigkeitswert. Fig. 3c zeigt das pulsweitenmodulierte Signal mit Tastverhältnis 50%, wenn die Istgeschwindigkeit dem Maximalwert entspricht, während Fig. 3d das Signal bei Überschreiten des Maxi­ malwertes durch das Istsignal darstellt. Fig. 3e schließlich zeigt das Signal bei betätigter Verzögerungstaste.

Fig. 4 zeigt die Situation bei aktivem Fahrgeschwindigkeitsregler, wobei Fig. 4a das Signal bei betätigter Beschleunigungstaste zeigt, Fig. 4b das Signal bei Unterschreiten des Fahrgeschwindigkeitsreg­ lersollwertes durch das Istsignal, Fig. 4c das Signal mit 50% Tast­ verhältnis, wenn Sollwert und Istwert gleich sind, Fig. 4d das Signal, wenn der Istgeschwindigkeitswert den Sollwert überschreitet, sowie Fig. 4e das Schnittstellensignal, wenn die Verzögerungstaste betätigt ist.

Bei geeigneter Wahl der Frequenzen kann ein Eingriff in eine Brems­ einrichtung auch bei betätigten Tasten erfolgen, z. B. in der Be­ triebsphase "Verzögern" zur Einhaltung der Fahrgeschwindigkeit.

Stellt das System einen Fahrgeschwindigkeitsbegrenzer dar, ist vor­ stehend anstelle des Fahrgeschwindigkeitsregler Fahrgeschwindig­ keitsbegrenzer zu verstehen, wobei der Sollgeschwindigkeit der vom Fahrer eingestellte Grenzwert entspricht. Die Information über die Tastenstellung entfällt in dieser Ausführung.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß durch die erfindungsgemäße Schnittstelle ein komfortables System zur Steuerung der Fahrge­ schwindigkeit und/oder zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit be­ reitgestellt wird, welches sich durch einfache Bedienbarkeit, Stör­ sicherheit und universelle Einsetzbarkeit auszeichnet.

Claims (12)

1. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs,

• - mit einer Steuereinheit, welche zum Austausch von Informationen, vorzugsweise bezüglich Betriebsgrößen, Statusinformationen und/oder Steuersignalwerte,
• - mit wenigstens einer anderen Steuereinheit wenigstens ein Signal aus sendet und/oder empfängt,
• - wobei das wenigstens eine Signal wenigstens zwei verschiedene In­ formationen übermittelt,
• - das Signal ein pulsweitenmoduliertes Signal darstellt
• - und die wenigstens zwei Informationen durch wenigstens zwei veränderbare Parameter des pulsweitenmodulierten Signals repräsentiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Parameter die Frequenz bzw. die Periodendauer, der zweite Parameter die Pulsbreite des pulsweitenmodulierten Signales ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine erste Information mittels Verände­ rung der Frequenz bzw. Periodendauer des pulsweitenmodulierten Signals, eine zweite Information durch Veränderung der pulsbreite übertragen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß weitere Informationen durch verschiedene Fre­ quenz-/oder Periodendauerbereiche sowie durch verschiedene Bereiche der Pulsweite des pulsweitenmodulierten Signals übermittelt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Steuereinheit das Signal ständig ausgibt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Steuereinheit die Motorleistung, die zweite Steuereinheit eine Bremseinrichtung eines Fahrzeugs, vorzugs­ weise eine Zusatzbremse wie einen Retarder, beeinflußt und beide Steuereinheiten im Sinne einer Fahrgeschwindigkeitsregelung oder -begrenzung zusammenwirken.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Betriebszustand der Fahrgeschwindigkeitsrege­ lung bzw. -begrenzung mittels der Frequenz bzw. der Periodendauer des pulsweitenmodulierten Signals codiert ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pulsbreite der jeweiligen Frequenz ein Maß für die Differenz zwischen Ist- und Sollgeschwindigkeit darstellt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Betriebsart des Fahrgeschwindigkeitsreglers durch eine weitere Pulsbreitenänderung bei der jeweiligen Frequenz bzw. Periodendauer angezeigt ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schnittstellenverbindung durch einen Schalter aus- und einschaltbar ist.

11. Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs,

• - mit einer Steuereinheit, welche zum Austausch von Informationen mit wenigstens einer anderen Steuereinheit wenigstens ein Signal aussendet und/oder empfängt,
• - mit einer Schnittstelle, über die mittels wenigstens eines Signals wenigstens zwei Informationen übermittelt werden,
• - das Signal ein pulsweitenmoduliertes Signal ist,
• - und die wenigstens zwei Informationen durch wenigstens zwei veränderbare Parameter des pulsweitenmodulierten Signals repräsentiert werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinheit die Motorleistung des Fahrzeugs, die zweite Steuereinheit eine Bremseinrichtung des Fahrzeugs, vorzugsweise eine Zusatzbremse wie einen Retarder, beeinflußt, über die Schnittstelle Informationen übertragen werden wenigstens bezüglich der aktuellen Fahrgeschwindigkeit und der Abweichung von einem Sollwert, wobei die Steuereinheiten derart ausgestaltet sind, daß sie im Sinne einer Fahrgeschwindigkeitsregelung und/oder -begrenzung zusammenwirken.