DE3878032T2 - Fahrzeug-regelsystem. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugsteuersystem und insbesondere auf ein Fahrzeugsteuersystem, das den Weg für die Einführung von nicht physikalischen Faktoren, wie menschliche Beurteilungen und Eindrücke in die Steuerung ermöglicht.
• Fahrzeugeinrichtungen und -mechanismen, welche früher durch den Fahrer manuell betätigt wurden, werden mehr und mehr automatisch gesteuert. Ein Beispiel für eine derartige Automatisierung findet sich beispielsweise in der in der JP- 05 59(1984)-9740 beschriebenen Technologie, welche ein Autoreise-Steuersystem beschreibt.
• In einer derartigen konventionellen automatischen Steuerung werden verschiedene Techniken einschließlich proportionaler Steuerung, Proportional/Integral-Steuerung und Proportional/Integral/Differential-Steuerung angewendet. In allen Fällen basieren die Steuertechniken jedoch auf der Aufnahme physikalischer Größen als Eingangswerte. Die physikalischen Größen werden numerisch dargestellt und als Parameter in das Steuersystem eingegeben, welche Zustände des Fahrzeugbetriebs angeben, wonach in geeigneter Weise Steuerwerte berechnet werden. Bei dieser Art der Steuerung ist es jedoch unmöglich, Dinge in die Steuerfaktoren einzuführen, welche schwer eindeutig als physikalische Größen ausgedrückt werden können, wobei es sich beispielsweise um Gefühle und Beurteilungen eines Menschen handelt. Daher können in die automatische Steuerung derartiger konventioneller Steuersysteme manuelle Fahrtechniken nicht aufgenommen werden, welche ein virsierter Fahrer auf einen nicht automatischen Fahrzeug anwendet, um Sicherheit und Wirtschaftlichkeit sowie Fahrkomfort und Fahrfreude zu gewährleisten. Einer der Gründe besteht wie oben ausgeführt darin, daß Gefühle und Beurteilungen, Eindrücke und ähnliches des versierten Fahrers nicht als physikalische Größen ausgedrückt und damit nicht als Steuerfaktoren in den Systemen verwendet werden können. Ein versierter Fahrer betätigt ein Gaspedal, einen Schalthebel oder ähnliches während der Fahrt und beurteilt dabei die sich dauernd ändernden Umgebungsbedingungen; auf deren Basis trifft er Voraussagen hinsichtlich von in der Zukunft auftretenden Umständen. Derartige voraussagende Beurteilungen können in der automatischen Steuerung konventioneller Steuersysteme nicht erfaßt werden.
• Aus dem gleichen Grunde können bei konventionellen Steuertechniken auch gefühlsmäßige Unterschiede einzelner Fahrer nicht erfaßt werden. Es ist daher nicht möglich dem einzelnen Fahrer ein Zusammengehörigkeitsgefühl mit dem Fahrzeug zu verschaffen, d.h. es kann ihm nicht das Gefühl gegeben werden, daß das Fahrzeug ein Teil seiner selbst ist. Darüber hinaus sind die Steuertechniken in konventionellen Steuersystemen von Jahr zu Jahr komplizierter und detaillierter geworden. Bei Verwendung eines Mikrocomputers im System ist es daher in nachteiliger Weise erforderlich, einen Speicher mit großer Speicherkapazität zu verwenden.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugsteuersystem ohne die Nachteile des Standes der Technik anzugeben.
• Weiterhin soll dabei ein Fahrzeugsteuersystem angegeben werden, das den Weg zu genaueren Steuertechniken durch Erfassung nicht nur von menschlichen Gefühlen, Beurteilungen und anderen Faktoren, welche nicht in einfacher Weise als physikalische Größen ausdrückbar sind, sondern auch von vorhersagenden Beurteilungen eines versierten Fahrers, welche dieser bei der manuellen Betätigung eines nicht automatisierten Fahrzeugs macht, in der Steuerung eröffnet.
• Weiterhin soll ein Fahrzeugsteuersystem angegeben werden, das den Weg zu einer Möglichkeit der Berücksichtigung der Gefühlsvielfalt einzelner Fahrer ohne Notwendigkeit von Änderungen in Steuerprinzipien eröffnet, wodurch es möglich werden soll, das Gefühl des einzelnen Fahrers zu unterstützen, daß das Fahrzeug ein Teil seiner selbst ist.
• Darüber hinaus soll ein Fahrzeugsteuersystem angegeben werden, daß es über die Ausdrucksmöglichkeit einer Feinsteuerung durch einfache Steuerprinzipien möglich macht, die Speicherkapazität zu minimieren, welche bei Durchführung der Steuerung unter Verwendung eines Mikrocomputers notwendig ist.
• Für die vorliegende Anmeldung relevante Dokumente enthalten die EP-A2-92832 und IEEE SPECTRUM, AUGUST 1984, Seiten 26 bis 32 (Zadeh).
• Aus PROCEEDINGS IECON '84, Vol. 2, 22. bis 26. Oktober 1984, Seiten 657 bis 662 (S. Yasunobu et al) ist ein Fahrzeugsteuersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
• Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugsteuersystem ein Kraftfahrzeug-Reisesteuersystem zur Aufrechterhaltung der Fahrtgeschwindigkeit auf einer vorgegebenen Geschwindigkeit ist, der Ausgangsbefehl als Term einer Fuzzy-Zugehörigkeitsfunktion ausgedrückt ist und die zweite Anordnung zur Umsetzung des festgelegten Ausgangsbefehls in einen Realzahl-Steuerwert vor der Eingabe in die dritte Anordnung dient.
• Die genannten Merkmale sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen gemäß den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
• Fig. 1 ein erläuterndes Diagramm der theoretischen Voraussagen einer in einem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem zur Anwendung kommenden Fuzzi- Logik;
• Fig. 2 ein Flußdiagramm von vorbereitenden Schritten bei der Auslegung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystems mit der Möglichkeit der Anwendung der Fuzzi-Logik;
• Fig. 3 ein Flußdiagramm von abzuarbeitenden Programmabläufen bei einem tatsächlichen Betrieb des entworfenen Fahrzeugsteuersystems;
• Fig. 4 ein Gesamtschaltbild eines Fahrzeugsteuersystems in einem Autoreise-Steuersystem;
• Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit im System nach Fig. 4;
• Fig. 6 ein der Fig. 2 entsprechenden Flußdiagramm von vorbereitenden Schritten bei der Auslegung des Autoreise-Steuersystems nach Fig. 4;
• Fig. 7 ein der Fig. 3 entsprechendes Flußdiagramm von beim Betrieb des Systems nach Fig. 4 abzuarbeitenden Programmabläufen;
• Fig. 8 einer universellen Abhandlungs- und Zugehörigstabelle, die in den Schritten im Flußdiagramm gemäß Fig. 6 aufgestellt und in der Steuereinheit nach Fig. 5 gespeichert wird;
• Fig. 9 ein erläuterndes Diagramm des Zusammenhangs zwischen der universellen Wertegesamtheit- und Fuzzi-Marken, welche in der Zugehörigkeitstabelle verwendet werden;
• Fig. 10 eine erläuternde Darstellung einer Zugehörigstabelle für im Flußdiagramm nach Fig. 6 erstellte Auswertungsindizes;
• Fig. 11 ein erläuterndes Diagramm der Auswertungsindizes nach Fig. 10;
• Fig. 12 in den Schritten des Flußdiagramms nach Fig. 6 erstellte Fuzzi-Produktionsregeln;
• Fig. 13 eine erste in den Schritten des Flußdiagramms nach Fig. 6 erstellte Vorhersagetabelle;
• Fig. 14 eine zweite in den Schritten des Flußdiagramms nach Fig. 6 erstellte Vorhersagetabelle;
• Fig. 15 eine dritte in den Schritten des Flußdiagramms nach Fig. 6 erstellte Vorhersagetabelle;
• Fig. 16 ein erläuterndes Diagramm von Fuzzi-Marken für die Vorhersagetabellen nach den Fig. 13 bis 15;
• Fig. 17 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms für eine Autoreisesteuerung im Flußdiagramm nach Fig. 7;
• Fig.18(a) bis Fig. 18(g) jeweils ein Diagramm von Vorhersagebeispielen des folgenden Zustandes gemäß den Schritten im Flußdiagramm nach Fig. 17;
• Fig. 19 eine Ergebnistabelle eines durch Festlegung nach den Schritten des Flußdiagramms nach Fig. 17 erhaltenen Beispiels;
• Fig. 20 eine im Flußdiagramm nach Fig. 17 verwendete Tabelle zur Umsetzung des Steuerwertes einer ausgewählten Regel in einen realen Drosselklappenöffnungsbetrag;
• Fig. 21 ein Diagramm des in der Tabelle nach Fig. 20 ausgenutzten Zusammenhangs zwischen Fuzzi-Marken und der Wertegesamtheit;
• Fig. 22 ein dem Flußdiagramm nach Fig. 6 entsprechendes Flußdiagramm eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zur Erläuterung von vorbereitenden Vorgängen zur Auslegung eines dem System nach Fig. 4 entsprechenden Autoreisesteuersystem;
• Fig. 23 ein dem Flußdiagramm nach Fig. 17 entsprechendes Flußdiagramm eines Unterprogramms für eine Autoreisesteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
• Fig. 24 eine zweite gemäß den Abläufen im Flußdiagramm nach Fig. 22 erstellte Zugehörigkeitstabelle;
• Fig. 25 ein Diagramm des in der Tabelle nach Fig. 24 verwendeten Zusammenhangs zwischen den Fuzzi-Marken und der Wertegesamtheit;
• Fig. 26 ein Flußdiagramm eines Unterprogramms für eine zweite im Flußdiagramm nach Fig. 23 angegebene Fuzzi-Folgerung;
• Fig. 27 eine im Flußdiagramm nach Fig. 26 verwendete Regeltabelle;
• Fig. 28 eine erläuternde Ansicht der Fuzzi-Relationszusammensetzung, die gemäß der zweiten im Flußdiagramm nach Fig. 26 aufgeführten Fuzzi-Folgerung durchgeführt wird;
• Fig. 29 eine bei der Berechnung gemäß dem Flußdiagramm nach Fig. 26 verwendete Berechnungstabelle;
• Fig. 30 eine Umsetzungstabelle zur Umsetzung des Ergebnisses der zweiten Fuzzi-Folgerung in eine Realzahl gemäß dem Flußdiagramm nach Fig. 26.
• Zunächst werden die Voraussetzungen erläutert, auf denen die Erfindung basiert. Gewöhnliche Zustände oder Bedingungen werden durch physikalische Werte ausgedrückt. Es ist jedoch auch möglich, Zustände mathematisch durch Gruppen oder Sätze auszudrücken, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Beispielsweise kann ein gegebenes Phänomen als in drei Zustände bzw. Untersätze von klein, mittel und groß unterteilt angenommen werden. Ist in diesem Fall ein Untersatz eindeutig erfüllt, so kann sein Erfüllungsgrad als "1,0" definiert werden, während sein Erfüllungsgrad als "0" definiert werden kann, wenn er eindeutig nicht erfüllt ist. Es ist auch möglich, Zwischenerfüllungsgrade als "0,5, 0,7 ..." zu definieren. Wie die Figur zeigt kann beispielsweise ein spezieller Zustand a im "mittleren" Untersatz einen Erfüllungsgrad von 0,5, jedoch im "kleinen" Untersatz einen Erfüllungsgrad von lediglich 0,1 besitzen. Diese Art des Denkens fällt in das Gebiet der Fuzzi-Logik und kann nicht nur auf objektive physikalische Phänomene sondern auch auf subjektive nicht physikalische Phänome, wie Gefühle und Eindrücke eines Menschen angewendet werden. Bei Anwendung auf ein System zur Fahrzeugbedienung kann die Fuzzi-Logik beispielsweise nicht nur konventionelle physikalische Größen behandeln, sondern macht es über eine psychologische und statische Analyse auch möglich, Betriebszustände anzeigende Faktoren, wie beispielsweise nicht physikalische subjektive Gefühle und Eindrücke wie "Fahrbarkeit" oder "Lenkcharakteristik" einzuführen, wodurch der Weg zur Ausnutzung derartiger Eindrücke und Gefühle in die Steuerung des Fahrzeugbetriebs geöffnet wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugsteuersystem, das eine derartige Fuzzi-Logik oder Näherungsfolgerung ausnutzt.
• Vor der Diskussion von baulichen Einzelheiten eines erfindungsgemäßen Systems folgt eine kurze Diskussion der Flußdiagramme nach den Fig. 2 und 3 zur weiteren Verdeutlichung eines Fahrzeugsteuersystems gemäß der Erfindung.
• Fig. 2 zeigt ein vorbereitendes Programm, das bei der Auslegung eines Steuersystems für den Fahrzeugbetrieb abgearbeitet wird. Dieses vorbereitende Programm beginnt mit einem Schritt S10, in dem ein im Fahrzeugbetrieb zu steuerndes Objekt beispielsweise eine Autoreisesteuerung oder die Steuerung eines automatischen Getriebes festgelegt wird, wobei ein System dafür unter Verwendung der Fuzzi-Logik ausgelegt ist. Sodann werden in einem Schritt S12 zur Detektierung des Betriebszustandes des Fahrzeuges erforderliche Parameter in Abhängigkeit vom Zweck des zu steuernden Objektes ausgewählt und in Abhängigkeit vom Fahrzeugbetriebszustand eine in eine vorgegebene Anzahl von Unterteilungen geteilte Skala für jeden ausgewählten Parameter gebildet. Zwar sind diese Parameter generell pysikalische Größen; es ist jedoch auch möglich, menschliche Beurteilungen, Gefühle und andere nicht phsykalische Faktoren einzuführen, nachdem sie mittels geeigneter Techniken quantifiziert worden sind. Im Falle eines physikalischen Wertes wird entweder der tatsächlich gemessene Wert oder ein berechneter Wert verwendet, der beispielsweise durch eine Ableitung zweiter Ordnung des gemessenen Wertes gewonnen wird.
• In einem folgenden Schritt S14 werden Schätzindizes ausgewählt und definiert. Diese Schätzindizes werden basierend auf den vorgenannten Parametern festgelegt und als Indizes für die Schätzung von Fuzzi-Erzeugungsregeln verwendet, wie dies im folgenden noch genauer erläutert wird.
• Sodann werden in einem Schritt S16 die Fuzzi-Erzeugungsregeln gebildet. Die Regeln werden sprachlich ausgedrückt, wobei eines ihrer Merkmale darin besteht, daß sie vorausschauender Natur sind. Sie greifen auf den Erfüllungsgrad der vorgenannten Schätzindizes vor, der dann auftritt, wenn die dadurch vorgegebenen Ausgangsbefehle vollzogen werden.
• In einem folgenden Schritt S18 wird eine Vorhersagetabelle definiert. Diese Vorhersagetabelle gibt Änderungen im Betriebszustand an, welche auftreten würden, wenn die vorgenannten Ausgangsbefehle erzeugt werden. Diese Änderungen werden durch quantitative Änderungen der vorgenannten Parameter ausgedrückt. Die Vorhersagetabelle wird experimentell vorher festgelegt. Das Vorbereitungsprogramm wird durch Abarbeitung dieser Schritte S10 bis S18 abgeschlossen.
• Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm der Wirkungsweise des gemäß dem Flußdiagramm nach Fig. 2 ausgelegten Steuersystems. Zunächst wird in einem Schritt S100 der laufende Betriebszustand festgestellt. Dies erfolgt unter Verwendung der vorgenannten Parameter.
• Sodann wird in einem Schritt S102 die im Schritt S12 gebildete Unterteilung der Skala entsprechend dem detektierten Wert jedes Parameters festgelegt.
• Der Vorgang schreitet sodann zu einem Schritt S104 fort, in dem der Fahrzeugbetrieb festgelegt wird, der bei Vollziehen der in den vorgenannten Regeln vorgegebenen Ausgangsbefehlen als auftretend vorhergesagt ist. Dies erfolgt durch Gewinnung vorhergesagter Werte aus der im Schritt S18 aufgestellten Tabelle.
• Danach werden in einem Schritt S106 die Regeln für die Auswahl der wahrscheinlichsten Regel geschätzt. Dies erfolgt durch Beurteilung des Grades, mit dem die entnommenen vorhergesagten Werte mit den Erfüllungsgraden übereinstimmen, die durch die entsprechenden Schätzwerte gefordert werden. Es ist hier darauf hinzuweisen, daß die Schätzung auf der Basis des kleinsten Schätzwertes erfolgt, wenn eine Vielzahl von Schätzindizes einer einzigen Regel zugeordnet sind. Es ist weiterhin darauf hinzuweisen, daß bei Vorhandensein einer Vielzahl von Regeln eine dieser Regeln ausgewählt wird, was beispielsweise dadurch erfolgt, daß die Regel als diejenige mit dem höchsten Erfüllungsgrad ausgewählt wird, deren Schätzwert der größte ist.
• Der Vorgang schreitet dann zu einem Schritt S108 fort, in dem der Steuerwert in Abhängigkeit vom Ausgangsbefehl festgelegt wird, der in der im vorhergehenden Schritt ausgewählten Regel enthalten ist. Der im Schritt S108 gesetzte Steuerwert wird dann in einem Schritt S110 in eine Betätigungseinrichtung des vorgenannten Systems eingespeist.
• Es wird nun ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsteuersystem in Form eines Autoreisesteuersystems als Beispiel erläutert.
• Fig. 4 zeigt ein Gesamtschaltbild des Systems. Gemäß dieser Figur wird ein Motor 10 durch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 12 mit Kraftstoff versorgt die in Strömungsrichtung hinter einer Drosselklappe 14 angeordnet ist, welche ihrerseits in einem Ansaugluftkanal 16 mit einem Luftfilter 18 an seinem in Strömungsrichtung vorderen Ende vorgesehen ist. Die Drosselklappe 14 ist elektrisch und nicht mechanisch mit einem Gaspedal 20 verbunden, das im Bereich des Fahrersitzes am Fahrzeugboden vorgesehen ist. Die Drosselklappe ist einerseits mit einem sie öffnenden und schliessenden Impulsmotor 22 verbunden. Das Gaspedal 20 besitzt einen Gaspedalsensor 24 zur Detektierung des Grades, um den das Gaspedal durch den Fahrer getreten wird, sowie zur Aussendung eines Signals in Abhängigkeit vom detektierten Wert zu einer Steuereinheit 26. Weiterhin ist im Bereich eines rotierenden Elementes des Motors 10 ein nicht dargestellter Kurbelwellenwinkel-Sensor vorgesehen, während in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe 14 im Ansaugluftkanal 16 ein nicht dargestellter Drucksensor vorgesehen ist. Diese Sensoren detektieren den Motor-Kurbelwellenwinkel sowie den Absolutdruck im Ansaugluftkanal und senden den detektierten Werten entsprechende Signale zur Steuereinheit 26.
• Die auf den Motor 10 folgende Stufe ist ein Getriebe 30, wobei ein an ihm vorgesehener nicht dargestellter Fahrzeuggeschwindigkeitssensor die Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal für die Steuereinheit 26 sendet. Am nicht dargestellten Lenkrad sind weiterhin ein Hauptschalter zur Erzeugung von Befehlen für den Start und den Stopp der Autoreisesteuerung, ein Setzschalter zur Erzeugung von Befehlen für das Setzen einer gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit sowie für die Abbremsung sowie ein Wiederaufnahmeschalter zur Erzeugung von Befehlen für die Wiederaufnahme der Autoreisesteuerung und für die Beschleunigung vorgesehen. Die Ein/Aus-Signale von diesen Schaltern werden ebenfalls in die Steuereinheit 26 eingespeist. Weiterhin ist neben dem Gaspedal 20 ein Bremspedal 32 mit einem Bremsschalter 34 vorgesehen, welcher ein Signal für die Steuereinheit 26 liefert, wenn das Bremspedal 32 getreten wird. Schließlich ist ein Drosselklappensensor 36 zur Detektierung des Öffnungsgrades der Drosselklappe 14 sowie zur Erzeugung eines Signals für die Einheit 26 vorgesehen.
• Fig. 5 zeigt den Aufbau der Steuereinheit 26 im einzelnen. Wie dargestellt, erfolgt in einer Pegelumsetzerschaltung 40 in der Einheit zunächst eine Pegelumsetzung der Ausgangssignale des Gaspedalsensors usw. mit nachfolgender Einspeisung in einen Mikrocomputer 42. Dieser Mikrocomputer 42 enthält einen A/D-Umsetzer 42a, eine Eingangsanschlußanordnung 42b, eine CPU 42c, ein ROM 42d, ein RAM 42e sowie eine Ausgangsanschlußanordnung 42f, wobei das Ausgangssignal der Schaltung 40 im Umsetzer 42a eine A/D-Umsetzung erfährt und im RAM 42e zwischengespeichert wird. Entsprechend werden die Ausgangssignale der Sensoren einschließlich des Kurbelwellenwinkel-Sensors in einer Signalformerschaltung 44 geformt und über die Eingangsanschlußanordnung 42b in den Mikrocomputer 42 eingespeist. Der Mikrocomputer berechnet einen im folgenden noch genauer zu beschreibenden Steuerwert und liefert einen Befehl über die Ausgangsanschlußanordnung 42f für eine Impulsmotor-Steuerschaltung 48, um den Impulsmotor 22 zu betätigen, der seinerseits die Drosselklappe 14 in der erforderlichen Richtung betätigt.
• Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystems wird im folgenden anhand von Fig. 6 beschrieben. Fig. 6 zeigt ein dem Programm nach Fig. 2 entsprechendes Vorbereitungsprogramm für die Auslesung des Autoreisesteuersystems gemäß Fig. 4. In Fig. 6 beginnt der Vorgang mit einem Schritt S200, in dem den Betriebszustand anzeigende Parameter ausgewählt werden. Als Parameter werden bei dieser Ausführungsform die Fahrzeuggeschwindigkeitdifferenz VDIF zwischen der gesetzten Fahrzeuggeschwindigkeit VSET und der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h - Geschwindigkeit in km/h), die Fahrbeschleunigung α (km/h/s- Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit pro Sekunde) und die durch die zweite Ableitung der Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h/s/s-Änderung der Fahrzeugbeschleunigung pro Sekunde) gewonnene Fahrzeugbeschleunigungsänderung Δα gewählt.
• Der Vorgang schreitet sodann zu einem Schritt S202 fort, in dem eine Skala gebildet wird, die in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahrzeuges in eine vorgegebene Anzahl von Unterteilungen geteilt ist. Diese Unterteilungen sind in Fig. 8 dargestellt, woraus ersichtlich ist, daß die Parameter VDIF, α und Δα in fünfzehn Unterteilungen mit Werten um 0 im Bereich von +7 bis -7 unterteilt sind (dieser Wertebereich wird im folgenden als Wertegesamtheit u bezeichnet). Es ist darauf hinzuweisen, daß zwischen den Unterteilungen unter der Wertegesamtheit eine Kontinuität vorhanden ist, so daß Zwischenwerte durch Interpolation berechnet werden können. Gemäß der Figur ist die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz VDIF mit den Unterteilungen der Wertegesamtheit über Werte im Bereich von nicht mehr als -7 km/h und nicht weniger als +7 km/h korreliert; die Beschleunigung α ist entsprechend über Werte im Bereich von nicht mehr als -1,4 km/h/s und nicht weniger als +1,4 km/h/s korreliert; die Beschleunigungsänderung Δα ist entsprechend über Werte im Bereich von nicht mehr als -2,8 km/h/s/s und nicht weniger als +2,8 km/h/s/s korreliert. Ein negativer Wert der Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz VDIF gibt hier an, daß die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als die eingestellte Geschwindigkeit ist, während negative Werte der Beschleunigung α eine Abbremsung anzeigen. Die Symbole in der Spalte auf der linken Seite dieser Figur werden in Fuzzi-Logik als "Fuzzi-Marken FL" bezeichnet. Wie dargestellt sind sieben Marken nämlich NB, NM, NS, ZO, PS, PM und PB angegeben, wobei die Zellen an den Schnittstellen zwischen diesen Fuzzi-Marken und den Wertegesamtheit spalten Werten zwischen 0 und 1,0 zugeordnet sind (welche im folgenden als "Zugehörigkeitswerte uU" bezeichnet werden. Die Tabelle nach Fig. 8, welche im folgenden als "Zugehörigkeitstabelle" bezeichnet wird, wird im Mikrocomputer der Steuereinheit 26 gespeichert. Die Fuzzi- Marken sind wie folgt definiert: NB bedeutet Negativ Groß NM bedeutet Negativ Mittel, NS bedeutet Negativ Klein, ZO bedeutet Null, PS bedeutet Positiv Klein, PM bedeutet Positiv Mittel und PB bedeutet Positiv Groß. Fig. 9 zeigt den Zusammenhang zwischen den Fuzzi-Marken und der Wertegesamtheit in der Tabelle in Form eines Diagramms.
• Der Vorgang schreitet sodann zu einem Schritt S204 fort, in dem die Fahrzeugfunktions-Schätzindizes E ausgewählt, mit den Unterteilungen der Wertegesamtheit korreliert, in Form einer Zugehörigkeitstabelle tabelliert und im ROM gespeichert werden. Die resultierende Zugehörigkeitstabelle ist in Fig. 10 dargestellt. Bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführungsform werden fünf Schätzindizes gewählt: Geschwindigkeitsanpassungsindex EVA, Frischeindex EFR, Komfortindex ECF, Kraftstoffeffektivitätsindex EFE und Sicherheitsindex ESF. Wie aus den Figuren zu ersehen ist, besitzt die Zugehörigkeitstabelle nach Fig. 10 ebenso wie die Zugehörigkeitstabelle nach Fig. 8 fünfzehn Unterteilungen in der Wertegesamtheit, wobei den Zellen an den Schnittstellen zwischen den Schätzindizes und den entsprechenden Spalten Zugehörigkeitswerte uVA, uFR, uCF, uFE und uSF zugeordnet sind. Die Schätzindizes geben jeweils die Qualität eines Aspektes der Fahrzeugfunktion bei verschiedenen Zuständen der betroffenen Parameter an. Speziell gibt der Geschwindigkeitsanpassungsindex EVA die Qualität der Geschwindigkeitsanpassung als Wert von 0 bis 1,0 in Abhängigkeit vom Wert der Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz VDIF an. Entsprechend geben der Frischeindex EFR und der Komfortindex ECF die Qualität der Frische und des Komforts in Abhängigkeit vom Zustand der Beschleunigungsänderung Δα an, während der Kraftstoffeffektivitätsindex EFE die Qualität der Kraftstoffeffektivität in Abhängigkeit vom Zustand der Beschleunigung α angibt. Der Sicherheitsindex ESF gibt die Qualität der Sicherheit in Abhängigkeit vom Zustand der Geschwindigkeitsdifferenz VDIF an. Die Zusammenhänge werden kurz anhand der Diagramme nach Fig. 11 erläutert. Ist der Wert der Geschwindigkeitsdifferenz VDIF gleich Null, so bedeutet dies, daß keine Differenz zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der tatsächlichen Geschwindigkeit vorhanden ist. Daher ist der Zugehörigkeitswert uVA des Geschwindigkeitsanpassungsindex EVA als Maximalwert von 1,0 im Bereich von u = 0 in der Wertegesamtheit definiert. Aus Erfahrung ist bekannt, daß die Passagiere ein Frischegefühl empfinden, wenn die Beschleunigungsänderung einen kleinen positiven Wert besitzt; der Zugehörigkeitswert uFR des Frischeindex EFR ist daher durch eine über der Wertegesamtheit nach rechts ansteigende Kurve definiert. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Passagiere ein komfortables Gefühl empfinden, wenn die Beschleunigung α konstant ist; der Zugehörigkeitswert uCF des Komfortindex ECF ist daher im Bereich von u = 0 als Maximum definiert, wo keine Beschleunigungsänderung vorhanden ist. Da die Kraftstoffwirtschaftlichkeit wie bekannt mit zunehmender Abbremsung (negativer Beschleunigung) zunimmt, ist der Zugehörigkeitswert uFE des Kraftstoffeffektivitätsindex EFE durch eine nach links ansteigende Kurve definiert. Da die Erfahrung gezeigt hat, daß die Sicherheit mit abnehmender Geschwindigkeit zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der tatsächlichen Geschwindigkeit zunimmt und da eine geringere Wahrscheinlichkeit einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorhanden ist, wenn diese Differenz klein ist, ist der Zugehörigkeitswert uSF des Sicherheitsindex ESF im Bereich von u = 0 als Maximum definiert. An Stelle der beschriebenen experimentellen oder erfahrungsgemäßen Festlegung der Zugehörigkeitswerte uE können diese Werte selbstverständlich auch auf andere Weise definiert werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, den Zeitablauf bis zum Umkehrpunkt zu berechnen, in dem die Beschleunigung negativ wird, und diese abgelaufene Zeit als Parameter zu benutzen, anhand dessen der Zugehörigkeitswert des Komfortindex ECF definiert wird.
• Der Vorgang schreitet dann zu einem Schritt S206 fort, in dem die Fuzzi-Erzeugungsregeln Ri gebildet werden. Gemäß Fig. 12 werden fünf Regeln Ri1 bis Ri5 aufgestellt. Diese Regeln werden sprachlich (in Worten) ausgedrückt und enthalten einen voraussagenden Aspekt. Beispielsweise schreibt die Steuerregel Ri1 vor: "Schließe die Drosselklappe geringfügig, wenn die Geschwindigkeitsanpassung und der Komfort erfüllt sind, nachdem dies erfolgt ist". Die anderen Regeln haben entsprechende vorhersagende Aspekte. Die Regeln schreiben einen Ausgangsbefehl Ci vor, der bei dieser Ausführungsform durch eine Fuzzi-Marke FLCi angegeben ist. Weil jede Steuerregel eine Schätzung eines oder mehrerer Funktionsaspekte erfordert, kann die Tatsache, welche Funktionsaspekte eingeschlossen sein sollen, nach Bedarf auf der Basis des Grund/Ursache-Zusammenhangs entschieden werden, der als in Verbindung mit dem Objekt der Steuerung vorhanden beurteilt wird. Ein Kriterium, das zur Verwendung bei dieser Auswahl in Betracht gezogen werden kann, besteht darin, daß ein gegebener Funktionsaspekt dann nicht in der Regel enthalten sein soll, wenn er bei dem betroffenen Betriebszustand nicht als notwendig erachtet wird. Dies ist deshalb der Fall, weil die Einbeziehung eines nicht zu berücksichtigenden Funktionsaspektes die Beachtung anderer wichtiger Funktionsaspekte verhindern und möglicherweise zur Nichtauswahl der Regel selbst führen kann.
• Der Vorgang schreitet dann zu einem Schritt S208 fort, in dem eine Vorhersagetabelle definiert wird. Dazu sollen für Änderungen im Betriebszustand die Regeln einzeln nacheinander angewendet werden, wobei ihre realisierten Ausgangsbefehle in Form von Größenänderungen definiert werden, die in den oben genannten Parametern VDIF, α und Δα auftreten. Diese werden im folgenden als vorgeschriebene Werte P (VDIFp, αp, Δαp) bezeichnet, wobei die Ergebnisse die Fuzzi-Marke FLp festlegen. Die Figuren 13, 14 und 15 zeigen Tabellen für die vorgeschriebenen Werte, die für die entsprechenden Parameter auf diese Weise definiert sind. Die Vorhersagetabellen werden vorher auf der Basis von Experimenten zusammengespeichert und im oben genannten ROM gespeichert. Fig. 16 zeigt die für diese vorgeschriebenen Werte verwendeten Fuzzi-Marken FLp in Form eines Diagramms. Im folgenden wird die Wirkungsweise des Autoreisesteuersystems nach Fig. 4 anhand von Fig. 7 erläutert. In einem ersten Schritt S300 wird beurteilt, ob der oben genannte Hauptschalter eingeschaltet ist oder nicht. Ist die Antwort Nein, so wird die Autoreisesteuerung nicht durchgeführt (Schritt S302).
• Ist festgelegt, daß der Hauptschalter eingeschaltet ist, so schreitet der Vorgang zu einem Schritt 304 fort, in dem der Betrag der Drosselklappenöffnung θTH aus dem Ausgangssignal des Drosselklappensensors 36 festgelegt wird oder in den Impulsmotor 22 eingespeiste aufsummierte Werte sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Fahrzeugbeschleunigung α und die Beschleunigungsänderung Δα auf der Basis des Ausgangssignals des Fahrzeuggeschwindigkeitssensor berechnet werden. Speziell wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Basis des mittleren Ausgangswertes des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors über eine vorgegebene Zeitperiode berechnet, während die Beschleunigung α durch Division der Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung durch die Zeit in Sekunden und die Beschleunigungsänderung Δα durch Division der Änderung der Beschleunigung α durch die Zeit in Sekunden berechnet werden.
• Sodann wird in einem Schritt S306 bestimmt, ob die im vorhergehenden Schritt berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit Vref ist oder nicht, welche beispielsweise 20 km pro Stunde betragen kann. Ist dies der Fall, so schreitet der Vorgang zu einem Schritt S308 fort, in dem bestimmt wird, ob der Bremsschalter eingeschaltet ist oder nicht. Wird in diesen Schritten gefunden, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner als die vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit Vref ist, oder wird gefunden, daß der Bremsschalter 34 eingeschaltet ist, so wird die Autoreisesteuerung nicht ausgeführt (Schritt S302).
• In einem folgenden Schritt S310 wird bestimmt, ob die Autoreisesteuerung gegenwärtig durchgeführt wird oder nicht. Ist dies nicht der Fall, so schreitet der Vorgang zu einem Schritt S312 fort, in dem bestimmt wird, ob ein Kennzeichensignal auf EIN gesetzt ist oder nicht. Ist das Kennzeichensignal auf EIN gesetzt, so schreitet der Vorgang zu einem Schritt S314 fort, in dem in diesem Augenblick die Fahrzeuggeschwindigkeit V als die gesetzte Fahrzeuggeschwindigkeit VSET gelesen wird; in einem nachfolgenden Schritt S316 wird die Differenz zwischen der Setzfahrzeuggeschwindigkeit VSET und der im Schritt S304 detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit V als Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz VDIF berechnet. Sodann wird in einem Schritt S318 der Betrag der Drosselklappenöffnung θTH auf einen Zielwert gesetzt. Dabei handelt es sich um eine vor der Autoreisesteuerung ausgeführte Auslöseoperation zur graduellen Öffnung der Drosselklappe auf einen der Setzfahrzeuggeschwindindigkeit VSET entsprechenden Betrag. Dies ist deshalb erforderlich, weil die Drosselklappe sich in Abhängigkeit vom Straßenzustand, auf dem das Fahrzeug fährt, schnell öffnen kann, wenn der Fahrer den Setzschalter drückt und seinen Fuß sofort vom Gaspedal nimmt. Der Vorgang schreitet sodann zu einem Schritt S320 fort, in dem die Verschiebung auf die Autoreisesteuerung erfolgt. Dies wird anhand des Flußdiagramms nach Fig. 17 erläutert, welche ein Unterprogramm für die Autoreisesteuerung zeigt.
• Hinsichtlich des Hauptprogramms nach Fig. 7 ist jedoch darauf hinzuweisen, daß bei Bestimmung im Schritt S310, daß die Autoreisesteuerung gegenwärtig abläuft, der Vorgang zu einem Schritt S322 fortschreitet, in dem bestimmt wird, ob der Setzschalter eingeschaltet ist oder nicht. Ist dies der Fall, so wird eine Abbremssteuerung durchgeführt (Schritt S324). Wird im Schritt S322 bestimmt, daß der Setzschalter nicht eingeschaltet ist, so schreitet der Vorgang zu einem Schritt S326 fort, in dem bestimmt wird, ob der Wiederaufnahmeschalter eingeschaltet ist oder nicht. Ist dies der Fall, so wird eine Beschleunigungssteuerung durchgeführt (Schritt S328); ist dies nicht der Fall, so wird der Steuerbetrieb auf die Autoreisesteuerung verschoben. Weiterhin wird bei Bestimmung im Schritt S312, daß das Kennzeichensignal nicht auf EIN gesetzt ist, so wird die Autoreisesteuerung nicht durchgeführt (Schritt S302). Da der Kern der Erfindung in der hauptsächlich im Schritt S320 durchgeführten Autoreisesteuerung liegt, wird die Erläuterung des Hauptflußdiagramms dabei belassen.
• Fig. 17 zeigt ein Flußdiagramm des AC-Unterprogramms im Schritt S320 des vorgenannten Flußdiagramms. Das Unterprogramm beginnt mit einem Schritt S400, in dem die Tabelle nach Fig. 8 zur Bestimmung der Lage oder des Wertes in der Gesamtheit der Parameter verwendet wird, welche in den Schritten S304 und S316 im Flußdiagramm nach Fig. 7 berechnet werden und den laufenden Betriebszustand, nämlich die Geschwindigkeitsdifferenz VDIF, die Beschleunigung α und die Beschleunigungsänderung Δα anzeigen. Sodann werden in Schritten S402, S404 und S406 die Fuzzi-Marken FLVDIF, VLα und VLΔα entsprechend den jeweiligen Parametern bestimmt.
• Für ein konkretes Beispiel sei angenommen, daß im laufenden Betriebszustand die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz VDIF = 0 km/h, die Beschleunigung α = 0 km/h/s und die Beschleunigungsänderung Δ = 0 km/h/s/s ist. In diesem Fall ist der Wert aller Parameter in der Gesamtheit u = 0. In der Spalte u = 0 wird gefunden, daß die Zugehörigkeitswerte entsprechend den Fuzzi-Marken 0,0,0,1,0,0,0,0 sind. Der Zugehörigkeitswert der Fuzzi-Marke ZO ist daher 1,0, während er für alle anderen Fuzzi-Marken gleich Null ist. Die einzige in Betracht kommende Fuzzi-Marke ist daher ZO. Die Ergebnisse der Bestimmung sind daher die folgenden: Parameter Fuzzi-Marke Geschwindigkeitsdifferenz VDIF Beschleunigung α Beschleunigungsänderung Δα
• Der Vorgang schreitet sodann zu einem Schritt S408 fort, in dem unter Bezug auf die Vorhersagetabellen nach den Fig. 13 bis 15 die die vorhergesagten Werte P(VDIFp, αp und Δαp) anzeigenden Fuzzi-Marken FLp der Parameter während des folgenden Betriebszustandes (in einem späteren Zeitpunkt n+1) aus den vorgenannten festgelegten Fuzzi-Marken FLVDIF, FLα und FL α und den Fuzzi-Marken FLCi der Ausgangsbefehle Ci der Regeln Ri1 bis Ri5 berechnet werden. Mit "folgender Betriebszustand (in einem Zeitpunkt n+1)" wird der Betriebszustand in einem Zeitpunkt bezeichnet, welcher später als der gegenwärtige Zeitpunkt liegt wird der Ablauf des Flußdiagramms nach Fig. 7 einmal in jedem vorgegebenen Zeitintervall oder einmal bei jedem Fortschreiten des Kurbelwellenwinkels gestartet, so kann die Bedeutung dieses Begriffs mit "beim Start des nächsten Zyklus der Flußdiagrammabläufe" definiert werden. Andererseits kann er jedoch auch so definiert werden, daß er den Start des Zyklus nach dem nächsten Zyklus oder den Start eines noch späteren Zyklus bezeichnet.
• Im vorgenannten Beispiel sind die vorgegebenen Werte die folgenden: Regel Ausgangsbefehl
• In einem folgenden Schritt S410 werden die Schätzwerte uE der entsprechenden Regeln aus den Zugehörigkeitswerten (uVA, uFR, uCF, uFE, uSF) der Schätzindizes und den Zugehörigkeitswerten mp der Fuzzi-Marken FLp der vorgegebenen Werte bestimmt. Da im vorgenannten Beispiel die Schätzindizes der ersten Regel der Geschwindigkeitsanpassungsindex EVA (Parameter VDIF) und der Komfortindex ECF (Parameter Δα) sind und die Ausgangsbefehl-Fuzzi-Marke FLCi der Steuerregel 1 NS ist, ist der Schätzwert uE des Geschwindigkeitsanpassungsindex EVA gemäß Fig. 18a gleich 0,8, nämlich der Maximalwert in dem Teil, in dem sich die Kurven für den Geschwindigkeitsanpassungsindex EVA und die Fuzzi- Marke NS der Geschwindigkeitsdifferenz VDIF überlappen. Da die Fuzzi-Marke der Beschleunigungsänderung Δα ebenfalls NS ist, ist der Schätzwert uE von dem Komfortindex 0,7. Weiterhin ist der Schätzwert uE gemäß Fig. 18(c) gleich 1,0, da lediglich der Schätzindex von Regel 2 der Geschwindigkeitsanpassungsindex EVA (Parameter VDIF) und die Fuzzi-Marke von VDIF ZO ist. Da die Schätzindizes von Regel 3 der Geschwindigkeitsanpassungsindex EVA, der Komfortindex ECF, der Kraftstoffeffektivitätsindex EFE und der Sicherheitsindex ESF sind, sind die Schätzwerte uE gemäß den Figuren 18(d) bis 18(g) gleich 0,82, 0,75, 0,15 und 1,0. Entsprechend sind im Fall von Regel 4 die Schätzwerte des Geschwindigkeitsanpassungsindex EVA und des Komfortindex ECF gleich 0,25 bzw. 0,2; im Fall von Regel 5 sind die Schätzwerte des Geschwindigkeitsanpassungsindex EVA, des Frischeindex IFR und des Sicherheitsindex ESF gleich 0,25, 1,0 bzw. 0,4. Der vorgenannte Sachverhalt ist in Fig. 19 zusammengefaßt. Zur Durchführung dieser Berechnungen steht im RAM des Mikrocomputers 42 für eine Tabelle entsprechend dieser Figur Speicherplatz zur Verfügung. Nach Abschluß jeder Berechnung erfolgt in einem für diesen Zweck vorgesehenen geeigneten Schritt (nicht dargestellt) eine Rücksetzung. Erfolgt jedoch die Rücksetzung auf Null während der Zeit der Berechnung der Minimalwerte (welche im folgenden erläutert werden) , so wird es unmöglich, zwischen einer tatsächlichen Null und einer unbenutzten Null zu unterscheiden. Daher wird eine FF-Rücksetzung (Überlaufrücksetzung) verwendet, wobei der Überlaufwert in der Bestimmung des Minimalwertes nicht berücksichtigt wird.
• In der weiteren Folge werden die endgültigen Schätzwerte uRi der Regeln gewonnen. Da die Schätzwerte (Zugehörigkeitswerte uE) den Erfüllungsgrad der Schätzindizes anzeigen, wird in jedem Fall der Minimalwert aus den Werten für die jeweiligen Schätzindizes als Schätzwert uRi unter der Annahme genommen, daß dieser Minimalwert "alle Schätzindizes wenigstens in deren Bereich erfüllt". Die endgültigen Schätzwerte uRi sind daher die folgenden: Regel Minimaler Schätzwert
• Der Vorgang schreitet sodann zu einem Schritt S412 fort, in dem eine der fünf Regeln ausgewählt wird. Dabei wird die Regel gewählt, welche im vorhergehenden Schritt den größten endgültigen Schätzwert uRi ergab, weil ein größerer endgültiger Schätzwert einen größeren Erfüllungsgrad bedeutet. Da Regel 2 den größten Wert (1,0) ergibt, wird im Beispiel diese Regel als angewendete Regel Rout ausgewählt. Die zweite Steuerregel ist: "Die Drosselklappenöffnung wird nicht geändert, wenn die Geschwindigkeitsanpassung auch ohnedies erfüllt ist". Daher wird der Ausgangsbefehl U(Rout) dieser ausgewählten Regel der Steuerwert Uout. Fig. 20 zeigt eine Umsetzungstabelle für Uout, in der in der oberen Zeile der in fünfzehn Unterteilungen geteilten Wertegesamtheit klassifizierte Steuerwert Uout steht und die untere Zeile entsprechende Beträge des Öffnungsgrades θTH definiert, auf den die Drosselklappe zu steuern ist. Da im Beispiel der gewählte Schätzwert uRi den Erfüllungsgrad von 1,0 anzeigt und da im Fall des ZO Fuzzi-Satzes gemäß Fig. 21 der einen Wert von 1,0 ergebende Steuerwert Uout u = 0 ist, ist der Betrag der Drosselklappenöffnung θTH gleich 0 Grad. Wird bei der Umsetzung eine Vielzahl von Ausgangswerten erhalten, so wird aus Sicherheitsgründen der kleinste Wert gewählt.
• Im folgenden wird ein weiteres Beispiel erläutert. Es sei angenommen, daß bei den laufenden Betriebszuständen die Geschwindigkeitsdifferenz VDIF = 3 km/h, die Beschleunigung α = 0,6 km/h/s und die Beschleunigungsänderung Δα = 1,2 km/h/s/s beträgt, ergeben sich die entsprechenden Fuzzi- Marken folgendermaßen: Parameter Fuzzi-Marken Geschwindigkeitsdifferenz VDIF Beschleunigung α Beschleunigungsänderung Δα
• Weiterhin sind die vorhergesagten Werte bei der Realisierung der entsprechenden Regeln unten angegeben. Da in diesem Fall der laufende Betriebszustand eine Vielzahl von Fuzzi-Marken enthält, ist auch für die Vorhersagen eine Vielzahl von Fuzzi-Marken vorhanden. Regel Ausgangsbefehl VDIF
• Die vorhergesagten Werte für die entsprechenden Steuerregeln sind daher die folgenden: Regel Regel
• Während wie im vorhergehenden Beispiel die kleinsten Werte als Erfüllungsgrade für die entsprechenden Regeln genommen werden, ist im zweiten Beispiel eine Vielzahl von Schätzwerten für jeden der Schätzindizes vorhanden. Aus diesen Werten wird für jeden der Schätzindizes daher zunächst der größte Wert in dem Sinne gewählt, daß die Vorhersage geeigneter ist, wonach die kleinsten Werte gewählt werden. Die kleinsten Ergebnisse ergeben sich daher folgendermaßen: Regel kleinster Wert
• Somit wird Regel 1 gewählt, welche vorschreibt: "Geringfügiges Schließen der Drosselklappe, wenn die Geschwindigkeitsanpassung und der Komfort erfüllt sind, nachdem dies durchgeführt wurde". Bei der Umsetzung in einen Ausgangswert wird NS 1,0, wenn gemäß den Fig. 20 und 21 Uout = -2 ist, so daß der Drosselklappenöffnungsgrad zu -0,5º festgelegt wird. Die Drosselklappe wird daher um 0,5º geschlossen.
• Im Flußdiagramm nach Fig. 7 wird im Schritt S330 der vorgenannte Steuerwert in die Impulsmotor-Steuerschaltung 48 eingespeist, um den Impulsmotor 22 zum Öffnen/Schließen der Drosselklappe 14 um den vorgenannten Betrag anzutreiben. Wie vorstehend erläutert, öffnet die Erfindung durch Verwendung der Fuzzi-Logik den Weg für die Aufnahme von menschlichen Gefühlen und Eindrücken in die Steuerung. Sie öffnet weiterhin den Weg für eine Definition der vorhersagenden Beurteilungen eines versierten Fahrers in Form von Vorhersagetabellen und Einfügung in die Steuerung. Es wird daher eine feinere Steuerung mit hoher Genauigkeit mittels einfacher Regeln möglich, wodurch der Fahrer das Fahrzeug mehr als Teil seiner selbst empfindet, wobei weiterhin der Weg zur Realisierung einer automatischen Steuerung geöffnet wird, welche die sicheren, wirtschaftlichen und komfortabeln Fahrtechniken eines versierten Fahrers auf einem nicht automatischen Fahrzeug simuliert.
• Ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 22 bis 30 dargestellt, das ebenfalls als Autoreisesteuersystem gemäß Fig. 4 realisiert ist. Das vorbereitende Programm der zweiten Ausführungsform ist in Fig. 22 dargestellt. Schritte S500 bis S506 im Flußdiagramm nach Fig. 22 sind nahezu identisch mit den Schritten S200 bis S206 nach Fig. 6, während sich davon lediglich der Schritt S508 unterscheidet. Wie im folgenden noch genauer erläutert wird, wird bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel im Schritt S508 der endgültige Steuerwert durch Unterwerfung des Ausgangsbefehls der ausgewählten Regelung einer zweiten Fuzzi-Bewertung bzw. -folgerung unterworfen wird; für diesen Schritt S508 werden eine zweite Parameterzugehörigkeitszusammenstellung, eine zweite Regeltabelle und eine zweite Ausgangsumsetzungstabelle definiert und im ROM gespeichert, wie dies im folgenden noch erläutert wird. Der Ablauf des zweiten Ausführungsbeispiels ist daher identisch mit demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels bis zur Auswahl der Regel, unterscheidet sich davon jedoch in der Art der Festlegung des Ausgangswertes aus der gewählten Regel. Dieser Punkt wird anhand der Fig. 17 entsprechenden Fig. 23 erläutert, welche ein weiteres AC-Hilfsprogramm-Flußdiagramm für die Autoreisesteuerung nach Fig. 7 zeigt. Nachdem in Schritten S600 bis S612 die den höchsten Erfüllungsgrad ergebende Regel gewählt ist, werden die in den Schritten S304 und S316 nach Fig. 7 den laufenden Betriebszustand anzeigenden Parameter in einem Schritt S614 in Bezug auf ihre Lagen in der Wertegesamtheit noch einmal festgelegt. Die vorgenannte für diese Umsetzung verwendete zweite Zugehörigkeitszusammenstellung ist in Fig. 24 dargestellt. Da in diesem Falle zwei Parametertypen ausreichen, werden die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz VDIF und die Beschleunigung α verwendet. Die der generell Fig. 8 entsprechende Zugehörigkeitszusammenstellung nach Fig. 24 ist insofern unterschiedlich, als die Parameter für jeden Regelausgangsbefehl (Fuzzi-Marke FLCi) getrennt klassifiziert sind. Fig. 25 zeigt den Zusammenhang zwischen den Fuzzi-Marken und der Wertegesamtheit in graphischer Form. Bei der im Schritt S614 durchgeführten Umsetzung der Werte in der Gesamtheit werden die im vorhergehenden Schritt gewählten Ausgangsbefehl-Fuzzi-Marken, d.h. die betreffenden Unterteilungen der Gesamtheit aus dem laufenden Betriebszustand gewählt. Etwa im oben erläuterten ersten Beispiel, in dem VDIF = 0 km/h und α = 0 km/h/s ist, liegt die Unterteilung der Gesamtheit mit VDIF = 0 und α = 0 in der ZO-Spalte im oberen Teil in Fig. 24 sowohl für VDIF als auch α unmittelbar oberhalb u = 0, so daß die gewählte Unterteilung u = 0 ist.
• Sodann erfolgt in einem Schritt S616 auf der Basis der Ergebnisse der Auswahl die zweite Fuzzi-Folgerung. Dies wird anhand des Flußdiagramms nach Fig. 26 erläutert. Was hier als "zweite Fuzzi-Folgerung" bezeichnet wird, entspricht der Fuzzi-Folgerung des ersten Ausführungsbeispiels, wobei die vorhergehenden Schritte S600 bis S612 bei diesem Ausführungsbeispiel insofern unterschiedlich sind, als sie nicht vorhersagender Natur sind.
• Zur Erleichterung des Verständnisses wird die zweite Folgerung zunächst in Bezug auf die beiden obigen Beispiele erläutert, in denen die ausgewählte Unterteilung der Gesamtheit u = 0 war. Gemäß Fig. 25 schneidet eine von der Stellung dieser Null vertikal nach oben laufende Linie lediglich die Fuzzi-Marke ZO. Unter Bezugnahme auf die Regeltabelle nach Fig. 27 wird die für die zweite Folgerung mit der Fuzzi-Marke ZO der Differenz VDIV und der Fuzzi-Marke ZO der Beschleunigung α durchgeführte Kombination von Fuzzi-Erzeugungsregeln im folgenden angegeben. Wird eine Regel dieser Tabelle sprachlich ausgedrückt, so ergibt sich generell: "Sind ein Parameter a = x und ein Parameter b = y, so ist der Steuerwert = z". Der Steuerwert wird unter Verwendung der Werte der Parameter VDIF und α als Adreßdaten gewonnen. Wenn Dann
• Das bedeutet: "Sind die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz VDIF und die Beschleunigung α = 0, so ist der Betrag der Drosselklappenöffnung θTH nicht zu ändern". Sodann werden gemäß Fig. 28 alle in den Wenn- und Dann-Teilen enthaltenen Fuzzi-Marken entnommen. Im diskutierten Fall werden daher drei Fuzzi-Marken entnommen: VDIF = ZO, α = ZO und θTH = ZO. Die Dreiecksdarstellungen der beiden Fuzzi-Marken des Wenn-Teils werden verglichen, ein Minimalwert entnommen und der Minimalwert zur Abschrägung der Dreiecksdarstellung des Dann-Teils abgeschrägt. Ist im Beispiel gemäß Fig. 28 die Fuzzi-Marke ZO der Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz VDIF eine von der Stelle 1,0 der Gesamtheit vertikal nach oben verlaufende Linie, so schneidet sie die Dreiecksdarstellung im Zugehörigkeitswert u von 1,0. Der Zugehörigkeitswert u für die Beschleunigung α ist ebenfalls gleich 1,0. Diese Werte werden miteinander verglichen und es wird der kleinere Wert, d.h. 1,0 gewählt und als Höhe genommen, um die Dreiecksdarstellung der Fuzzi-Marke ZO des Dann- Teils quer abzuschrägen. Da im Beispiel die Abschrägung bei der Höhe von 1,0 durchgeführt wird, wird die Dreiecksdarstellung des Dann-Teils tatsächlich nicht geschnitten. Sodann wird der verbleibende Basisteil, nämlich der schraffierte Teil, der auf diese Weise aus der Dreiecksdarstellung von ZO gewonnen wird, der Gesamtheit u überlagert. Normalerweise sind etwa vier Dreiecksdarstellungen vorhanden; da im Beispiel jedoch lediglich eine Dreiecksdarstellung im Dann-Teil vorhanden ist, ist das Ergebnis der zusammengesetzten Überlagerung identisch mit der ursprünglichen Dreiecksdarstellung. Der gewünschte Steuerwert liegt im so gewonnenen zusammengesetzten schraffierten Teil. Um einen speziellen numerischen Wert zu erhalten, wird der Schwerpunkt G des zusammengesetzten schraffierten Teils bestimmt und davon eine Linie vertikal nach unten gezogen. Der Wert in dem Punkt, in dem diese vertikale Linie die Gesamtheit u schneidet, ist der Steuerwert, welcher in diesem Beispiel gleich Null ist.
• Diese zweite Fuzzi-Folgerung wird im folgenden anhand des Flußdiagramms nach Fig. 26 erläutert. Zunächst wird in einem Schritt S700 eine Berechnungstabelle vorbereitet. Diese in Fig. 29 dargestellte Tabelle wird im Mikrocomputer 42 gespeichert. Während Berechnungswerte uOUTij entsprechend den Werten gemäß dem ersten Beispiel in einem späteren Schritt des Ablaufs aufeinanderfolgend in den mittleren Teil dieser Tabelle eingeschrieben werden, erfolgt in diesem Schritt lediglich die Bereitstellung von Raum für die Berechnung dieser Tabelle. Die Anfangswerte sind Null.
• Der Vorgang schreitet sodann zu einem Schritt S702 fort, in dem die Zugehörigkeitswerte für alle Fuzzi-Marken der Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz VDIF von uNB(VDIF) = k1 bis PB(VDIF) = k7 entnommen werden. Sodann werden in einem folgenden Schritt S704 entsprechend die Zugehörigkeitswerte für alle Fuzzi-Marken der Beschleunigung α von uNB(α) = l1 bis uPB(α) = l7 entnommen. Im vorangehenden Beispiel bedeutet dies das Einlesen der Werte 0,0, 1,0, 0, 0, 0 in die Spalte der Unterteilung der Gesamtheit u = 0, wobei es sich um die Unterteilung handelt, in die VDIF und α fallen. Sodann werden diese Werte in die vorgenannte Berechnungstabelle eingeschrieben. Wie oben bereits ausgeführt, wird der Wert durch Interpolation der Werte der beiden am nächsten liegenden Spalten festgelegt, wenn keine entsprechende Spalte vorhanden ist.
• In einem nachfolgenden Schritt S706 werden die entnommenen Werte knm = MIN (kn, lm) (Fuzzi-Markenzahlen n, m = 1, 2 ... 7) verglichen und der Minimalwert ausgewählt. Dies entspricht dem Vergleich der beiden ZO-Werte 1,0 und 1,0 des Wenn-Teils im früheren Beispiel.
• Der Vorgang schreitet sodann zu einem Schritt S708 fort, in dem beurteilt wird, ob das Vergleichsergebnis Null ist oder nicht. Ist dies nicht der Fall, so schreitet der Vorgang zu einem Schritt S710 fort, in dem die Fuzzi-Markennummern n, m zur Gewinnung der Fuzzi-Marke pnm des Dann-Teils aus der Regeltabelle nach Fig. 27 verwendet werden. Dies entspricht dem Vorgang im früheren Beispiel der Verwendung von VDIF und α zur Auswahl der schneidenden Fuzzi-Marke ZO des Dann- Teils. Die weiteren Regeln in der Regeltabelle nach Fig. 27 sind im folgenden angegeben. Bleibt eine Zelle in der Tabelle leer, so zeigt dies an, daß keine Regel existiert. In der Praxis wird dabei eine Null in die Zelle eingefügt. Wenn Dann
• (Ist die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit wesentlich kleiner als die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit und die Beschleunigung gleich Null, so ist die Drosselklappe um einen großen Betrag zu öffnen).
• (Ist die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit wesentlich kleiner als die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit und beschleunigt das Fahrzeug geringfügig, so ist die Drosselklappe um einen mäßigen Betrag zu öffnen.)
• (Ist die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit mäßig kleiner als die eingestellte Geschwindigkeit und die Fahrzeugbeschleunigung Null, so ist die Drosselklappe um einen mäßigen Betrag zu öffnen.)
• Der Vorgang schreitet sodann zu einem Schritt S712 fort, in dem beurteilt wird, ob die Fuzzi-Marke pnm des Dann-Teils "0" ist oder nicht, d.h., ob ein Dann-Teil vorhanden ist oder nicht. Ist diese Marke nicht Null, so schreitet der Vorgang zu einem Schritt S714 fort, in dem uout für pnm berechnet wird. Dies entspricht der vorher erläuterten Operation gemäß Fig. 28 der Abschrägung der Dreiecksdarstellung des Dann-Teils auf der Basis des kleinsten Wertes der Dreiecksdarstellungen im Wenn-Teil. Diese Operation wird für jede Regel wiederholt (Schritt S716). Da im Beispiel die ausgewählte Unterteilung der Gesamtheit u = 0 war, ist im Wenn-Teil lediglich eine Regel betroffen. Gewöhnlich sind jedoch etwa vier Dreiecksdarstellungen betroffen, wobei die vorstehenden Vorgänge für alle Darstellungen auszuführen sind. Da die Regel in dem Fall, in dem der Minimalwert von knm = 0 ist, keinen Wenn-Teil besitzt, wird in einem solchen Fall die Berechnung im Schritt S708 unterbrochen, wobei der Vorgang direkt zum Schritt S716 springt. Andererseits besitzt die Steuerregel im Schritt S712 keinen Dann-Teil, wenn pnm = 0 ist, wobei auch in diesem Fall der Vorgang direkt zum Schritt S716 springt.
• Der Vorgang schreitet sodann zu einem Schritt S718 fort, in dem die berechneten Werte zur Berechnung eines zusammengesetzten Wertes uH(u) summiert werden. Dies entspricht der vorher anhand von Fig. 28 erläuterten Operation der Überlagerung auf die Gesamtheit. Sodann wird in einem Schritt S720 beurteilt, ob der zusammengesetzte Wert gleich Null ist oder nicht. Ist dies nicht der Fall, so wird der Schwerpunkt G in einem Schritt S722 durch gewichtete Mittelung oder ähnliches abgeleitet, wonach der entsprechende Wert in der Gesamtheit festgelegt wird. Wird der zusammengesetzte Wert im Schritt S720 als Null gefunden, so bedeutet dies, daß kein DANN-Teil vorhanden ist, wobei die Berechnung zur Auffindung des Schwerpunktes nicht durchgeführt wird.
• Im Flußdiagramm nach Fig. 23 schreitet der Vorgang nach der Fuzzi-Folgerung im Schritt S616 zum Schritt S618 fort, in dem der Wert der Gesamtheit in eine reale Zahl umgesetzt wird. Dies erfolgt unter Verwendung der Umsetzungstabelle gemäß Fig. 30. In dieser Figur ist die obere Zeile in Unterteilungen der Gesamtheit unterteilt, während die unteren Zeilen mit jeweils einer Zeile für jeweils eine Fuzzi- Marke in Beträge der Drosselklappenöffnung θTH unterteilt sind. Bei der Umsetzung erfolgt daher die Entnahme wiederum unter Verwendung der Fuzzi-Marke (Ausgangsbefehl) der im Schritt S612 ausgewählten Regel Ri. Da im Beispiel die Fuzzi-Marke des Ausgangsbefehls ZO war, wird der Wert bei u = 0 in der ZO-Spalte gewählt. Daher ist der gewählte Wert Null. Für jede Regel wird eine gesonderte Umsetzungstabelle gebildet.
• Der vorgenannte Wert wird gemäß Abläufen in einem nicht dargestellten Flußdiagramm entsprechend dem nach Fig. 7 in die Impulsmotor-Steuerschaltung 48 eingespeist, wodurch der Impulsmotor 22 ebenso wie im ersten Ausführungsbeispiel zum Öffnen/Schließen der Drosselklappe 14 um den geforderten Betrag angesteuert wird. Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Fuzzi-Folgerung zur Festlegung des Ausgangsbefehls nach dem Schritt S612 im Flußdiagramm nach Fig. 23 verwendet; diese Festlegung muß jedoch nicht notwendigerweise unter Verwendung der zweiten Fuzzi-Folgerung erfolgen. Sie kann stattdessen auch unter Verwendung der konventionellen Proportional/Integral/Differential/Steuertechnik durchgeführt werden.

Claims (5)

1. Fahrzeugsteuersystem mit

einer ersten Anordnung (40, 44) zur Detektierung von Fahrzeugbetriebsparametern einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit,

einer zweiten Anordnung (42) zur Durchführung einer Fuzzi-Folgerung für die Festlegung eines Steuerwertes (UOUT) durch Gewinnung einer Vielzahl von auf der Basis einer menschlichen Beurteilung erstellten Fuzzi- Erzeugungsregeln (Ri), die durch eine Voraussetzung erstellt werden, welche wenigstens einen einer Fuzzi- Zugehörigkeitsfunktion zugeordneten Bewertungsindex (E) enthält und auf den detektierten Fahrzeugbetriebsparametern und einer Folgerung in Form eines Ausgangsbefehls (UROUT)) basiert, wobei die zweite Anordnung die Fuzzi-Folgerung durch Auswertung des Erfüllungsgrades der Voraussetzung über die Berechnung des Zugehörigkeitswertes des Index oder auf der vorhergesagten Änderung (P) der Fahrzeugparameter basierender Indizes (E), welche auftreten würden, wenn die Folgerung zutrifft, sowie durch Auswahl einer der Regeln mit dem maximalen Erfüllungsgrad zur Festlegung des Steuerwertes (UOUT) durchführt, und

einer dritten Anordnung (48) zur Ansteuerung einer Betätigungseinrichtung (22) in Abhängigkeit vom festgelegten Steuerwert,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Fahrzeugsteuersystem ein Kraftfahrzeug-Reisesteuersystem zur Aufrechterhaltung der Fahrtgeschwindigkeit auf einer vorgegebenen Geschwindigkeit ist,

der Ausgangsbefehl (U(ROUT)) als Term einer Fuzzi-Zugehörigkeitsfunktion ausgedrückt ist und

die zweite Anordnung zur Umsetzung des festgelegten Ausgangsbefehls in einen Realzahl-Steuerwert (UOUT) vor der Eingabe in die dritte Anordnung dient.

2. System nach Anspruch 1, in dem die detektierten Fahrzeugbetriebsparametern einer Fuzzi-Zugehörigkeitsfunktion zugeordnet sind,

die zweite Anordnung zur Vorhersage der Fahrzeug-Betriebsparameteränderung auf der Basis der Fuzzi-Zugehörigkeitsfunktion der Fahrzeugbetriebsparameter dient, und

die zweite Anordnung den Erfüllungsgrad der Voraussetzung durch Berechnung des Zugehörigkeitswertes des Bewertungsindex bzw. der Bewertungsindizes mit der zugeordneten Zugehörigkeitsfunktion der Fahrzeugbetriebsparameter ermittelt.

3. System nach den vorhergehenden Ansprüchen, in dem die zweite Anordnung zur Ausführung einer zweiten Fuzzi- Folgerung über den festgelegten Ausgangsbefehl (ROUT) zur Bestimmung eines endgültigen Steuerwertes (UOUT) dient.

4. System nach Anspruch 1, in dem die zweite Anordnung die zweite Fuzzi-Folgerung mit den detektierten Betriebsparametern und einer diesen neu zugeordneten Fuzzi-Zugehörigkeitsfunktion durchführt.

5. System nach den vorhergehenden Ansprüchen, in dem die Fahrzeugbetriebsparameter die Fahrzeuggeschwindigkeit und deren n-te Ableitung sind.