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DE4242169C2 - Geschwindigkeitsregler - Google Patents

Geschwindigkeitsregler

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Publication number
DE4242169C2
DE4242169C2 DE19924242169 DE4242169A DE4242169C2 DE 4242169 C2 DE4242169 C2 DE 4242169C2 DE 19924242169 DE19924242169 DE 19924242169 DE 4242169 A DE4242169 A DE 4242169A DE 4242169 C2 DE4242169 C2 DE 4242169C2
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DE
Germany
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speed
value
controller
max
interval
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE19924242169
Other languages
English (en)
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DE4242169A1 (de
Inventor
Karlheinz Bernhard
Thomas Kern
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann VDO AG filed Critical Mannesmann VDO AG
Priority to DE19924242169 priority Critical patent/DE4242169C2/de
Publication of DE4242169A1 publication Critical patent/DE4242169A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4242169C2 publication Critical patent/DE4242169C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • B60K31/02—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically
    • B60K31/04—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically and means for comparing one electrical quantity, e.g. voltage, pulse, waveform, flux, or the like, with another quantity of a like kind, which comparison means is involved in the development of an electrical signal which is fed into the controlling means
    • B60K31/042—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically and means for comparing one electrical quantity, e.g. voltage, pulse, waveform, flux, or the like, with another quantity of a like kind, which comparison means is involved in the development of an electrical signal which is fed into the controlling means where at least one electrical quantity is set by the vehicle operator
    • B60K31/045—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically and means for comparing one electrical quantity, e.g. voltage, pulse, waveform, flux, or the like, with another quantity of a like kind, which comparison means is involved in the development of an electrical signal which is fed into the controlling means where at least one electrical quantity is set by the vehicle operator in a memory, e.g. a capacitor
    • B60K31/047—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including electrically actuated servomechanism including an electric control system or a servomechanism in which the vehicle velocity affecting element is actuated electrically and means for comparing one electrical quantity, e.g. voltage, pulse, waveform, flux, or the like, with another quantity of a like kind, which comparison means is involved in the development of an electrical signal which is fed into the controlling means where at least one electrical quantity is set by the vehicle operator in a memory, e.g. a capacitor the memory being digital

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Reglers für die selbsttätige Einhaltung einer vorgebbaren Fahrgeschwindigkeit mit einem Geschwindigkeitsgeber, einem die Leistung des Fahrzeugantriebs beeinflus­ senden Stellglied einschließlich Stellantrieb und Positionsrückmelder, einer An­ triebssteuerung mit Mikrocontroller und Datenspeicher, einem ersten Schalter, mit dem eine aktuelle Geschwindigkeit als Speicherwert VSp abgespeichert und der Regler zur selbsttätigen Einhaltung dieses Geschwindigkeitswertes aktiviert werken kann, sowie mit einem zweiten Schalter, mit dem der Speicherwert VSp nach einem Ausschalten des Reglers und einem Abfall der Geschwindigkeit unter den Wert VSp wieder aufgerufen und der Regler zur selbsttätigen An­ steuerung der dem Speicherwert VSp entsprechenden Geschwindigkeit reakti­ viert werden kann.
Derartige Geschwindigkeitsregler sind aus DE 37 03 645 A1 bekannt und werden seit längerer Zeit als Sonderausstattung für Kraftfahrzeuge, beispielsweise un­ ter der Bezeichnung Tempostat® (Warenzeichen der Anmelderin) angeboten. Sie dienen in erster Linie dem Komfort, weil damit - entsprechende äußere Verkehrsbedingungen vorausge­ setzt - eine bestimmte Reisegeschwindigkeit vorgegeben und eingehalten wer­ den kann, ohne daß der Fahrzeugführer in die Leistungsregelung des Fahrzeugantriebs eingreifen muß. Selbstverständlich muß dabei gewährleistet sein, daß derartige Geschwindigkeitsregler sofort abgeschaltet werden, wenn der Fahrzeugführer das will bzw. wenn die Verkehrsverhältnisse dazu zwingen, in­ dem das Bremspedal bedient werden muß.
Im allgemeinen sind derartige Geschwindigkeitsregler so eingerichtet, daß oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit jede beliebige, gerade erreichte Ge­ schwindigkeit selbsttätig als Dauergeschwindigkeit eingehalten werden kann, wenn ein entsprechender Schalter bedient wird. Damit wird nicht nur der aktu­ elle Geschwindigkeitswert als Speicherwert festgehalten, sondern auch die An­ triebssteuerung für den Geschwindigkeitsregler aktiviert. Danach wird die ge­ wählte Geschwindigkeit automatisch beibehalten, indem der jeweils aktuelle Wert der Geschwindigkeit mit dem Speicherwert verglichen und allfällige Ab­ weichungen durch Beeinflussung der Leistung des Fahrzeugantriebs ausgere­ gelt werden.
Für den Fall, daß der Geschwindigkeitsregler beispielsweise durch Betätigen des Bremspedals ausgeschaltet wurde, danach aber die alte Richtgeschwindig­ keit wieder eingehalten werden soll, ist ein zweiter Schalter vorgesehen, nach dessen Bedienung die automatische Geschwindigkeitsregelung wieder aufge­ nommen und der zuletzt abgespeicherte Geschwindigkeitswert wieder aufge­ rufen und angesteuert wird. Damit das Erreichen der Speichergeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Antriebsleistung und der Kraftfahrzeugmasse einer­ seits möglichst schnell, andererseits aber ohne Komforteinbuße erfolgt, wird der Geschwindigkeitssollwert am Reglereingang unter bestimmten Vorgaben gebil­ det. Dabei ist man bisher so vorgegangen, daß man den Sollwert in Schritten um einen bestimmten Betrag erhöht hat, solange der Unterschied zwischen dem Speicherwert zur Geschwindigkeit und der aktuellen Geschwindigkeit noch größer als ein vorgebbarer Betrag von beispielsweise 10 km/h war, und daß man danach den Sollwert schrittweise um linear abnehmende Beträge erhöht hat. Das führte zwar zu einem hinreichend schnellen, überschwingfreien Über­ gang von der aktuellen Geschwindigkeit zur Speichergeschwindigkeit, wenn der Unterschied zwischen dem Speicherwert und der aktuellen Geschwindigkeit bei Wiederaufnahme der automatischen Geschwindigkeitsregelung hinreichend groß war. In den Fällen jedoch, in denen die aktuelle Geschwindigkeit bei Wie­ deraufnahme der automatischen Geschwindigkeitsregelung nur wenig unter die Speichergeschwindigkeit abgefallen war, muß man feststellen, daß das Errei­ chen der Speichergeschwindigkeit unverhältnismäßig lange dauerte. Dieses Verhalten des Geschwindigkeitsreglers hat zu Beanstandungen geführt.
Gemäß DE 28 42 023 C2 wird zu Beginn des Regelvorganges eine sprungför­ mige Veränderung des Sollwertes gegenüber dem Istwert vorgegeben und an­ schließend durch eine zeitlich veränderliche Rampe der Sollwert verändert, wo­ bei die Rampe mit wenigstens zwei Steigungswerten gewählt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des zuvor beschriebe­ nen Geschwindigkeitsreglers zu überwinden und eine Betriebsweise vorzu­ schlagen, mit der bei Wiederaufnahme der Geschwindigkeitsregelung unab­ hängig von dem aktuellen Unterschied zwischen Speicherwert und Istgeschwindigkeit immer ein schnelles, ruckfreies, asymmetrisches Einlaufen in die Speichergeschwindigkeit erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Betriebsweise der eingangs genannten Art ge­ löst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Regler nach seiner Reaktivie­ rung vom Mikrocontroller in definierten Zeitintervallen Δt Geschwindigkeits- Sollwerte VSi vorgegeben werden, die durch Addition eines Wertes ΔV zum jeweils vorausgehenden Sollwert VSi-1 nach der Formel
VSi = VSi-1 + ΔV
berechnet werden, wobei ΔV mit einem vorgebbaren Wert für die maximale Be­ schleunigung bmax nach der Formel
ΔV = bmax . Δt
gebildet werden, solange die Istgeschwindigkeit VI noch um einen vorgebbaren Intervallbetrag VD unterhalb des Speicherwertes VSp liegt und wobei ΔV in Ab­ hängigkeit von der Differenz VSp - VI gebildet wird, wenn VI im Intervallbereich VSp - VD liegt.
Messungen haben ergeben, das mit dieser Betriebsweise bei einer Wiederauf­ nahme der Geschwindigkeitsregelung alle Forderungen hinsichtlich Komfort und Schnelligkeit erfüllt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Betriebsweise sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben.
Weitere Einzelheiten werden anhand der Fig. 1 erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Struktogramm mit den wesentlichen Schritten des erfindungs­ gemäßen Verfahrens. Wird die automatische Geschwindigkeitsregelung nach einer Unterbrechung durch Betätigung des zweiten Schalters wieder aufge­ nommen (Start), dann wird zuerst geprüft, ob die Istgeschwindigkeit VI unter den abgespeicherten Wert VSp abgefallen ist. Ergibt die Differenzbildung einen Wert ≧ 0 so werden Maßnahmen getroffen, die nicht zum erfindungsgemäßen Verfahren gehören und auf die hier nicht weiter eingegangen werden soll.
Anschließend wird geprüft, ob der Unterschied zwischen VSp und VI größer oder kleiner/gleich einer vorgegebenen Geschwindigkeitsdifferenz VD ist. Bei VSp - VI < VD wird die dem aktuellen Geschwindigkeitssollwert zu addierende Geschwindigkeitsdifferenz AN aus dem Produkt bmax . T gebildet. Bei VSp - VI ≦ VD hingegen wird ΔV in Abhängigkeit von VSp - VI gebildet, beispielsweise linear proportional mit einer Konstanten k nach der Formel
ΔV = k(VSp - VI).
Schließlich wird mit dem ermittelten ΔV der neue Sollwert VSi für den Regler nach der Formel
VSi = VSi-1 + ΔV
gebildet und an den Regler weitergegeben. Dieser Vorgang wird zyklisch wie­ derholt, bis zwischen VSp und VI kein Unterschied mehr besteht.

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben eines Reglers für die selbsttätige Einhaltung einer vorgebbaren Fahrgeschwindigkeit mit einem Geschwindigkeitsge­ ber, einem die Leistung des Fahrzeugantriebs beeinflussenden Stell­ glied einschließlich Stellantrieb und Positionsrückmelder, einer An­ triebssteuerung mit Mikrocontroller und Datenspeicher, einem ersten Schalter, mit dem eine aktuelle Geschwindigkeit als Speicherwert (VSp) abgespeichert und der Regler zur selbsttätigen Einhaltung dieses Ge­ schwindigkeitswertes aktiviert werden kann, sowie mit einem zweiten Schalter, mit dem der Speicherwert (VSp) nach einem Ausschalten des des Reglers und einen Abfall der Geschwindigkeit unter den Speicher­ wert (VSp) wieder aufgerufen und der Regler zur selbsttätigen Ansteue­ rung der dem Speicherwert (VSp) entsprechenden Geschwindigkeit re­ aktiviert werden kann, wobei dem Regler nach seiner Reaktivierung vom Mikrocontroller in definierten Zeitintervallen (Δt) Geschwindigkeits- Sollwerte (VSi) vorgegeben werden, die durch Addition eines Wertes (Δv) zum jeweils vorausgehenden Sollwert nach der Formel VSi = VSi-1 + ΔV berechnet werden, wobei der Wert (ΔV) mit einem vorgebbaren Wert für die maximale Beschleunigung (bmax) nach der Formel
Δv = bmax . Δt
gebildet wird, solange die Istgeschwindigkeit (VI) noch um einen vor­ gebbaren Intervallbetrag (VD) unterhalb des Speicherwertes (VSp) liegt und wobei der Wert (Δv) in Abhängigkeit von der Differenz (VSp - VI) gebildet wird, wenn die Istgeschwindigkeit (VI) im Intervallbereich (VSp - VD) liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Maximalbeschleunigung (bmax) in Abhängigkeit von charakteristischen Fahrzeugdaten, von der Leis­ tung des Motors und der Komfortansprüche festgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei für die Maximalbeschleunigung (bmax) ein Wert zwischen 0,5 und 1,5 m/s2 festgelegt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei für die Zeitinter­ valle (Δt) ein Wert im Bereich zwischen 10 und 100 Millisekunden festgelegt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Ge­ schwindigkeitssollwert (VS) nach der Reaktivierung des Reglers in Ab­ hängigkeit von der Istgeschwindigkeit (VI) und der Position des Stell­ gliedes gebildet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Ge­ schwindigkeitssollwert (vs) nach der Reaktivierung des Reglers durch Addition eines Wertes (ΔV0) zur Istgeschwindigkeit (VI) gebildet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Intervallbetrag (VD) zwischen 10 und 20 km/h festgelegt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Wert (Δv) mit einer Konstante (K) nach der nach der Formel
Δv = K(VSp - VI)
gebildet wird, wenn die Istgeschwindigkeit (Vi) im Intervallbereich (VSp - VD) liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das Intervall (VD) in einer Anzahl gleichmäßiger Teilintervalle (VD) unterteilt ist und Werte­ paare (ΔVDi/ΔVI) im Datenspeicher tabellarisch abgelegt sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Werte ΔVI in Abhängigkeit von anderen Fahrzeugparametern modifizierbar sind.
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