DE3344415A1 - Fahrgeschwindigkeitsregler fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Fahrgeschwindigkeitsregler fuer kraftfahrzeuge

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DE3344415A1 DE19833344415 DE3344415A DE3344415A1 DE 3344415 A1 DE3344415 A1 DE 3344415A1 DE 19833344415 DE19833344415 DE 19833344415 DE 3344415 A DE3344415 A DE 3344415A DE 3344415 A1 DE3344415 A1 DE 3344415A1
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Description

26. Juli 1983 Fd
ch/dö
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1
Fahrgeschwindigkeitsregler für Kraftfahrzeuge
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Regelung von Prozeßgrößen in Motorfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise mit Hilfe eines Mikrocomputers nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Im Fahrzeugbau sind Vorrichtungen und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Fahrgeschwindigkeit oder der Motordrehzahl seit langem bekannt. Eine der einfachsten Möglichkeiten ist, das Fahrpedal■beispielsweise durch einen Handzug in einer bestimmten Stellung zu fixieren. Mit einer solchen primitiven Lösung können schon einfache Änderungen der Fahrzeugbelastung, beispielsweise der Beginn einer Steigung oder das
R.
1W
19
Einsetzen eines Gegenwinds, nicht ausgeregelt werden. Später hat man Regelungen mit Hilfe von Elektromagneten versucht, auch solche Regler konnten sich nicht durchsetzen. In neuerer Zeit werden Fahrgeschwindigkeitsregler oder Drehzahlregler erprobt, deren Regelungssystem mit einem Mikrocomputer realisiert wird. Die Regelung erfolgt durch ein Betätigen eines Stellers, der bei Fahrzeugen mit einer Brennkraftmaschine die Betriebspararaeter der Brennkraftmaschine verstellt. Bei Ottomotoren wird dazu beispielsweise mit Hilfe eines "elektronischen Fahrpedals" die Luftzufuhr variiert, bei Dieselmotoren ist die Variation der Vorgabe des Kraftstoffs über den Regelstangenweg der Dieseleinspritzung üblich.
Für die Fahrgeschwindigkeits-Regelsysteme wurden bisher PI-Regel-Algorithmen eingesetzt. Die Realisierung solcher Algorithmen erfordert einen verhältnismäßig hohen Aufwand. Weiter neigen PI-Regler im Vorliegenden Fall zu schlecht gedämpften Schwingungen. Dies stört den Fahrkomfort, der bei Fahrzeugen der oberen Klasse vorausgesetzt wird. Weiter lassen die Regeleigenschaften bei Sollwertänderungen und bei Betriebsänderringen - beispielsweise beim Fahren in hügeligem Gelände - zu wünschen übrig.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, mit Hilfe eines einfachen Regelalgorithmus zur Realisierung nur einen geringen Aufwand zu benötigen. Auch für die Applikation ist nur ein geringer Aufwand nötig.
IuU
R.
Durch die in den Unteransprächen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptansnruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines Einschritt-Reglers anstelle der bisher üblichen PI-Regler. Weiter von Vorteil ist die erzielbare geringe Regeldifferenz.
Im Gegensatz zu den bisher üblichen PI-Reglern wird unter allen Fahrbedingungen ein aperiodisches Einschwingen der Geschwindigkeit erreicht.
Sehr vorteilhaft ist, daß für den Regler ein systematischer Entwurf auf der Basis eines mathematischen Modells möglich ist, dessen Parameter sich aus den physikalischen Fahr-, zeuggrößen ermitteln lassen. Weiter ist durch die günstigen Eigenschaften des geschlossenen Regelkreises durch eine Vorgabe der Pollage eine gezielte Reglerberechnung möglich. Ohne weiteres kann ein Kompromiß zwischen der Regeldifferenz und dem Regelaufwand durch die Auswertung eines vorgebbaren Kostenfunktionais geschlossen werden ebenso wie ein Kompromiß zwi sehen der Regelgenauigkeit und dem erzielbaren Fahrkomfort.
Durch das Verfahren und die Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens lassen sich gute Regeleigenschaften sowohl bei bewußten Sollwertänderungen, beispielsweise durch eine Wiederaufnahme eines früheren Sollwerts, als auch bei Störungen oder bei Änderungen infolge externer Einflüsse, beispielsweise bein Übergang von einer ebenen Fahrstrecke in eine Steigung, erzielen.
QAO ORIGINAL
334Λ415
R. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt das ¥irkschaltbild eines Regelsystems zur Fahrgeschwindigkeitsregelung, in Figur 2 ist die Struktur eines erfindungsgemäßen Reglers wiedergegeben·
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Tn Figur 1 ist in einem Wirkschaltbild das Regelungssystem einer Fahrgeschwindigkeitsregelungseinrichtung dargestellt. Einer Brennkraftmaschine 11 - als Beispiel ist ein Dieselmotor gezeigt - ist ein Mikrocomputer-Steuergerät 12 vorgeschaltet, ^ine Verbindungsleitung dient zum Übermitteln eines Stellsignals, eine andere Verbindungsleitung lh dient zur Lagerückmei.dungi Die Verbindungsleitungen 135 lh führen im gezeigten Ausführungsbeispiel zu einer Diesel-Einspritzmimpe i6 mit elektromagnetischem Stellglied. Das System umfaßt weiter ein Fahrpedal 17 mit einem zugehörigen Fahrpedal-Stellungsgeber l8. Der Ausgang des Fahrpedal-Stellungsgebers ist mit einem Eingang des Steuergeräts 12 verbunden. Ein Tachogeber 19 dient zum Feststellen der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs, in das die Brennkraftmaschine 11 eingebaut ist. Auch der Ausgang des Tachogebers 19 ist mit einen F, in gang des Steuergeräts 12 verbunden. Ein Ivur>plungsr>edal 21 ist mit einem Kupplimgs schalt er °.2 <rekoppelt. Der Kupplungsschalter 22 ist über eine Entkopplungsdiode 2" an einen weiteren Eingang des Steuergeräts 12 gelegt. Ein Bremspedal 24 ist mechanisch mit fiinem Rremsschalter 0^ crekoppelt. Her Brems schalt er ist i^ber eine EntkoirDlun^sdiode 26 mit einem Eingang
BAD ORIGINAL
R.
des Steuergeräts 12 verbunden. Schließlich ist noch ein Funktionsschalter 27 an der Lenksäule des Fahrzeugs vorgesehen. Der Funktionsschalter 27 kann in drei Positionen 28, 29 und 31 gebracht werden. In der Position 28 wird ein Signal "Wiederaufnahme" abgegeben, in der Position 29 ein Signal "Speichern" und in der Position 31 ein Signal "Aus". Die Bedeutung der einzelnen Signale ist weiter unten erläutert. Von allen drei Positionen führt je eine Signalleitung zu einem entsprechenden Eingang des Steuergeräts 12.
Im folgenden wird die Funktion des Regelungssystems der Fahrgeschwindigkeitsregelung im einzelnen beschrieben.
Beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit der Brennkraftmaschine 11 und dem in Figur 1 vorgestellten Regelungssystem fährt der Fahrer mit dem Fahrpedal 17 auf eine von ihm gewünschte Geschwindigkeit. Dann setzt er den Funktionsschalter 27 auf die Position 29 "Speichern". Die zu diesem Zeitpunkt k erreichte Fahrzeug-Istgeschwindigkeit y (k) wird im Steuergerät 12 als Sollwert w (k+l) zum nächsten Zeitpunkt k + 1 gespeichert. Der Abstand vom Zeitpunkt k zum Zeitpunkt k+l ist gerade die Abtastrate T.. Innerhalb der Abtastrate T. wird der Regler einmal berechnet.
Setzt der Fahrer den Funktionsschalter 27 in die Position 31 "Aus", so wird der Fahrgeschwindigkeitsregler ausgeschaltet.
Ausgeschaltet wird der Fahrgeschwindigkeitsregler auch durch ein Betätigen des Bremspedals 24; über den Bremspedalschalter 25 und die Entkopplungsdiode 26 wird ein
R.
"Aus"-Signal an das Steuergerät 12 gegeben. Weiter wird der Fahrgesch-windigkeitsregler beim Betätigen des Kupplungspedals 21 ausgeschaltet; in diesem Fall wird ein "Aus"-Signal über den Kupplungsschalter 22 und die .Entkopplungsdiode 23 an das Steuergerät 12 gegeben.
Wünscht der Fahrer die Wiederaufnahme der zuvor gefahrenen Geschwindigkeit, so kann er diesen Wunsch ebenfalls mit dem Funktionssehalter 27 verwirklichen. Sr muß den Funktionsschalter 27 in die Position 28 "Wiederaufnahme" bringen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit, die der Fahrer·vorher eingegeben hatte, wird dann wieder als Sollwert vom Steuergerät 12 übernommen.
Die weitere Beschreibung erfolgt im Zusammenhang mit Figur 2.
Im Blockschaltbild in Figur 2 ist ein erster Geber 32 für die Sollgeschwindigkeit w (k + 1) vorgesehen. Dem ersten Geber 32 kann eine .erste Glättungsstufe 33 nachgeschaltet sein.· Weiter ist ein zweiter Geber 3't für die Istgeschwindigkeit y (k) vorgesehen, dem zweckmäßigerweise eine zweite Glättungsstufe 35 nachgeschaltet ist. An den Ausgang der zweiten Glättungsstufe 35 ist der Eingang eines ersten Verstärkers 36 angeschlossen. Der Ausgang des Verstärkers 36 führt an einen Eingang eines Summierers 37» ein anderer Eingang des Summierers 37 ist mit dem Ausgang der ersten.Glättungsstufe 33 verbunden. Vom Ausgang des Summierers 37 führt eine Leitung zu einem zweiten Verstärker 381 dessen Ausgang zweckmäßigerweise mit einer dritten Glättungsstufe 39 verbunden ist. Der Ausgang 4l dieser Glättungsstufe ist dann der Ausgang des Reglers.
»· 19Ö83
Im Fahrgeschwindigkeitsregler werden zur Regelung die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit y (Ic) und die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits w (k + 1) benötigt. Die Ist-Geschwindigkeit y (k) wird als Impulssignal vom Tachogenerator geliefert und dann im Steuergerät 12 durch den zweiten Geber 34 weiterverarbeitet. Der Geber 34 wirkt unter anderem als Timer, der die Periodendauer der vom Tachogenerator 19 gelieferten Impulse auszählt. Die Ausgangsspannung des zweiten Gebers 34, nämlich y (k), wird in einem Tiefpaßfilter, der zweiten Glättungsstufe 35, geglättet. Die Ausgangsspammng beträgt dann
y* (k) = f · y* (k - 1)■ + (1 - f ) · y (k)
Die Sollgeschwindigkeit w (k + l) wird vom Fahrer vorgegeben. Mit Hilfe des Funktionssehalters 27 an der Lenksäule des Fahrzeugs kann er die oben bereits beschriebenen Positionen 28, 29» 31 auswählen. Da der Sollwert immer einen Schritt im Voraus bestimmt wird, hat er den Index k + 1 (von k auf k + 1) . Der Sollwert der Fahrgeschwindigkeit wird in den ersten Geber 32 eingelesen.
Der Sollgeschwindigkeitswert w (k + l) kann nach Bedarf über ein Tiefpaßfilter, nämlich die erste Glättungs steife 331 geglättet werden. Der verzögerte Sollwert ist dann
w* (k + 1) = f . w* (k) + (1 - f ) · w (k + 1) w w
Der Entwurf des erfindungsgemäßen Reglers basiert auf einem linearisierten Modell des zugehörigen Fahrzeiigs. Aus physikalischen Fahrzeuggrößen können in bekannter
R.
Weise Konstanten ermittelt werden, mit deren Hilfe ein Fahrze^^gmodell dargestellt werden kann. Physikalische Fahrzeusgrößen sind beispielsweise die Drehmomentenkennlinie des Motors, die Getriebeübersetzung, die Übersetzung zwischen Motor und Antriebsräder, der Wirkungsgrad der Kraftübertragung, der Rädradius, der Fahrzeug-Luftwiderstand, und andere mehr. Für ein Fahrzeug können daraus eine Verstärkungskonstante K und eine Zeitkonstante T ermittelt werden. Das Fahrzeugmodell wird dann durch folgende Differentialgleichung beschrieben:
T ■ · dy (t) / dt + y (t) =K · u (t)
u (t) ist die Stellgröße und y (t) ist die Geschwindigkeit. Zum Entwurf des Reglers wird eine Differenzengleichung verwendet, die der vorhergehenden Modellgleichung äquivalent ist. Dazu werden die Fahrzeiigkonstanten K und T in Systemparameter a. und b umgerechnet. Weiter wird die oben schon erwähnte Abtastrate T. eingeführt. Die Umrechnungsformeln lauten:
a1 = exp (-TA/T)
b1 = K . (1 - at)
Die äquivalente D'if f erenzengleichung lautet y (k + 1) = aa . y (k) + b1 · u (k)
y (k) und u (k) stellen die Geschwindigkeit und die Stellgröße zu einem bestimmten (Abtast-)Zeitpunkt k dar.
η I Ml I I π ι
κ· 8 ^ar %J. W V
Von den Systemparametern a. und b ausgehend kann ein
Regler systematisch entworfen werden. Als Kriterium für den Reglerentwurf wird erfindungsgemäß ein quadratisches Kostenfunktional I gewählt. Dabei werden die Regeldifferenzen w (k+1) - y (k + 1) und di.e Stellamplitude u (k) quadratisch mit entsprechenden Gewichtungsfaktoren ρ und q bewertet. Das Kostenfunktional ist dann
I = ρ . (w (k + 1) - y (k + 1) )2 + q · (u (k) )2
Dieses Kostenfunktional soll minimiert werden. Das
hier gewählte Kostenfunktional besitzt im Vergleich zu einem standardmäßigen Optimierungskriterium über
mehrere Zeitschritte (l_ = ^ Γρ " ( w(i)-y(i)) +
q · u(i) J) folgende Vorteile:
- Zur Gewinnung der Lösung reichen schon einfache mathematische Mittel aus. Dadurch wird der Entwurfsaufwand stark reduziert. Üblicherweise muß man nämlich beim Optimierungsverfahren über
mehrere Zeitschritte Riccatti-Differenzengleichungen lösen.
- Noch wichtiger- ist es, daß die Information über den zukünftigen Sollwert w (k+1) im Regler verwendet wird. Auf diese 'feise bekommt der Regler den Sollwert immer einen Schritt im voraus, daher kann er auch frühzeitig eingreifen.
- 9a -
Γ.-;'~ f ':■■_ i-J
ns:
<S
R.
Stell amplitude, also die Ausgangsgröße des zu entwerfenden Reglers, die das Kostenfunktional T minimiert, findet man durch die Ableitung der Größe I nach u (k)· Man führt dazu noch folgende Abkürzungen ein:
. V = r · b1 / (1 + r · la ^ ) r = ρ / q
und erhält dann für die Steuergröße u (k) die folgende Formel:
u (k) = V * (w (k + t) - at · y (k) )
Auch die St exx er größe u (k) kann nach Bedarf über ein Tiefpaßfilter, das ist die dritte Glättungsstufe 39· geglättet werden, um Regelunruhen zu vermeiden.
Damit ist nun die Realisierung des Regelalgorithmus ziemlich einfach. Die St^iktur dieses Reglers ist in Bild 2 angegeben und schon beschrieben. Für die Realisierung des Regelalgorithmus wird ein Vertepaar a-t 5 fr.) gewählt, das dem Fahrzeugmodell im mittleren Geschwindigkeitsbereich entspricht. Am *inde der Beschreibung ist eine Möglichkeit der Reglerberechnung in Form eines Flnßdiagramms dargestellt.
Der so entwickelte Regler kann in Bezug auf die erreichte Regelgenauigkeit und die benötigte Stellgröße al«* optimal angesehen werden. Durch die ^nführung der Gewicliturigsfaktoren ρ und q hat man die Möglichkeit, zwischen der Regel^enauirfkeit un<i der zu schließen. Da die Ontimierune vom /pitnunkt k auf
- 1.0 -
BAD ORIGINAL
R.
19083
den Zeitpunkt Ic + 1 erzielt wird, wird dieser Regler MTDinschritt-Regler" genannt.
Die Pollage des geschlossenen Regelkreises gibt Hinweise über die ¥ahl der Faktoren ρ und q. ^ine gezielte Regler-Berechnung für verschiedene Arten von Einschwingvorgängen ist daher ohne weiteres möglich. Der beschriebene Regler ist robust, weil der einzige Pol des geschlossenen Systems, der die dynamische Eigenschaft des Regelkreises bestimmt, für alle Betriebspunkte des Geschwindigkeitsbereichs immer innerhalb eines stabilen Polgebiets bleibt.
Der Regelalgorithmus ist sehr einfach gestaltet, der damit realisierte F^hrgeschwindigkeitsregler kann universell für alle Fahrzeiigtynen und für alle Betriebspunkte eingesetzt werden. Der Regler ermöglicht ein schnelle <=· Ausregeln vo^ störungen und gleichzeitig ein ausgezeichnetes Führungsverhalten, die bleibende Regelabweichung ist sehr klein.
Grundlage für die Reglerberechnung kann das folgende Flußdiagramm dienen.
- 11 -
-Vf-
1908
Start
System-Parameter-Paar (a , b ) aus Fahrzeugmodell-Tabelle wählen
Ist-Geschwindigkeit aus Timer einlesen, y (k) berechnen
Filterung zur Glättung von y (k):
y* (Tc) = f · y* (k-l) + (l-fv).y (k)
Soll-Geschwindigkeit "vorgeben:
w (k+1)
- 1.2 -
BAD ORIGINAL
19083
Filterung zur Glättung von w (k+t):
= f * w* (k)
• Λν" C k+1.)
Regler-BerechnuTi.e;:
u (k) = V · w* fk+l)-a1.y* (k)
V =
rb.
1 + rta.
Filterung zur Glättung von u (k):
u* (k) = f -ti* (k-1) + (1-f ) · u (k)
Stel!größe
u* Yk)
BAD ORIGINAL
— Leerseite -

Claims (9)

  1. . B %J \tß %J Vl
    26. Juli 1983
    eh./dö
    ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1
    Fahrgeschwindigkeitsregler für Kraftfahrzeuge
    Pat entansprüche
    ^/Verfahren zur Regelung von Prozeßgrößen in Motorfahrzeugen, insbesondere der Fahrgeschwindigkeit oder der Drehzahl einer Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen, bei dem die Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine durch einen vorzugsweise mit Hilfe der Drehzahl eines Tachogenerators erzeugten elektrischen Signals und die Sollgeschwindigkeit durch einen vorzugsweise mit Hilfe der Stellung eines Fahrpedals erzeugten Signals dargestellt wird, der Istwert der Fahrgeschwindigkeit oder Drehzahl an den Sollwert gemäß einer vorgebbaren Funktion vorzugsweise mit Hilfe eines
    Mikrocomputers angepaßt wird und die Drehzahl der Brennkraftmaschine über die Betätigung eines zugehörigen Stellers nach der Maßgabe einer Stellgröße gesteuert wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale :
    - zum Zweck der Regelung wird für das Fahrzeug ein linearisiertes Modell vorgegeben,
    - dazu wird aus den physikalischen Größen des Fahrzeuges in an sich bekannter Weise eine Verstärkungskonstante (K) und eine Zeitkonstante (T) gebildet,
    - zur Beschreibung des Istwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit (y (t)) in Abhängigkeit von der Stellgröße (u (t)) wird die Formel
    T · dy (t) /dt +y (t) =K · u (t) verwendet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als physikalische Fahrzeuggrößen wenigstens die Momentenkennlinie des Motors und/oder die Getriebeübersetzung und/oder die Übersetzung zwischen Brennkraftmaschine und Antriebsrad/Antriebsrädern und/oder Wirkungsgrad der Kraftübertragung und/oder Durchmesser des Antriebsrads/der Antriebsräder und/oder Luftwiderstand des Fahrzeugs gewählt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch. 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    - die Regelung wird diskontinuierlich nach Maßgabe von Abtastraten (T,) durchgeführt,
    BAD ORIGINAL
    R.
    - aus den physikalischen Fahrzeuggrößen werden ein erster Systemparameter (a.) und ein zweiter Systemparameter (b.) gebildet,
    - dem ersten Systemparameter (a.) wird aus der Zeitkonstante (T) und der Abtastrate (T.) die Größe
    a ^ = exp (-TA /T)
    zugeordnet,
    - dem zweiten Systemparameter (b ) wird aus der Verstärkungskonstante (K) und dem ersten Systemparameter (a.) die Größe
    b1 = K - (1 - a±)
    zugeordnet,
    - der Zusammenhang für den Istwert der Fahrzeuggeschwindigkeit (y (Ii)) und die Stellgröße (u (k)), wird durch eine äquivalente .Differenzengleichung
    y (k+1) = ax «. y (k) + h± · u (k)
    ersetzt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    - zur Bemessung des Verhältnisses von der Genauigkeit der Regelung (Istgeschwindigkeit y (k)) zu der Amplitude der Stellgröße (u (k)) wird ein Kostenfunktional (I) eingeführt,
    - dazu wird der Regeldifferenz (w (k+1) - y (k+l) zwischen dem vorgebbaren Sollwert der Fahrzeuggeschwindigkeit (w (k+l)) und dem Istwert der
    BAD ORIGINAL
    R.
    Fahrgeschwindigkeit (y (k+l)) ein erster Gewichtungsfaktor (p) zugeordnet,
    - weiter wird der Stellgröße (u (k)) ein zweiter Gewichtungsfaktor (q) zugeordnet,
    - das Kostenfunktional (i) wird über eine quadratische Bewertung der Regeldifferenz (w (k+l) - y (k+l)) und der Stellgröße (u (k)) mit den zugehörigen Gewichtungsfaktoren (p, q) nach der Formel
    I = ρ . (w (k+l) - y (k+l) )2 + q . (u (k))2 gebildet.
  5. 5· Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    - das Kostenfunktional (T) wird minimiert,
    - dazu wird die Ableitung des Kostenfunktionais (I) nach der Stellgröße (u (k)) gebildet,
    - aus der Ableitung wird mit dem ersten Abkürzungswert
    r = p/q
    und dem zweiten Abkürzungswert
    V = r · b_l / (l + r · b^)
    die Stellgröße
    u (k) = V (w (k+l) - at . y (k) )
    berechnet.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Istgeschwindigkeit (y (k) ) in Abhängigkeit von der Zeit mit Hilfe eines an sich bekannten Tiefpaßfilters (zweite Glättungsstufe 35) geglättet wird.
  7. 7. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 5 oder 6 mit einem ersten Geber (32) für die •Sollgeschwindigkeit (w (k+1)) und einem zweiten Geber
    (34) für die Istgeschwindigkeit (y (k) ) , gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    - dem zweiten Geber (3*0 ist ein.erster Verstärker (36) zum Vervielfachen mit dem ersten Systemparameter (a ) nachgeschaltet,
    - die Ausgänge des ersten Gebers (32) und des ersten Verstärkers (36) sind mit entsprechenden Eingängen eines Summierers (37) verbunden,
    - der Ausgang des Summierers (37) ist an den Eingang eines zweiten Verstärkers (38) zum Vervielfachen mit dem zweiten Abkürzungswert (V) angeschlossen,
    - dem Ausgang des zweiten Verstärkers wird die Stellgröße (u (k)) entnommen.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Geber (32) eine erste Glättungsstufe (33) nachgeschaltet ist.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Verstärker (38) eine dritte Glättungsstufe (39) nachgeschaltet ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3601661A1 (de) * 1985-01-24 1986-07-24 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Elektrische regeleinrichtung fuer die drehzahlregelung einer brennkraftmaschine
DE29722692U1 (de) * 1997-12-22 1999-01-28 Siemens Ag Einrichtung zum Entwerfen einer Regelung für eine schwingungsfähige Strecke sowie Regeleinrichtung
DE19731632B4 (de) * 1997-07-23 2006-03-23 Wabco Gmbh & Co.Ohg Geschwindigkeitsregler

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61271130A (ja) * 1985-05-28 1986-12-01 Nissan Motor Co Ltd 自動車速制御装置
JPS6255434A (ja) * 1985-09-04 1987-03-11 Hitachi Ltd エンジンの割込噴射方法
SE455685B (sv) * 1986-06-17 1988-08-01 Volvo Ab Styranordning for hastighetsreglering
US4907155A (en) * 1986-08-20 1990-03-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Constant speed control device for vehicle
HU198879B (en) * 1987-05-20 1989-12-28 Csepeli Autogyar Method for operating hydrodynamic decelerating brake controlled by electrohydraulic valve system at motor vehicles
JP2611239B2 (ja) * 1987-07-16 1997-05-21 トヨタ自動車株式会社 車速制御装置
JPH0686193B2 (ja) * 1989-03-22 1994-11-02 本田技研工業株式会社 スロットル制御付き無段変速機変速制御方法
US5261378A (en) * 1989-08-03 1993-11-16 Robert Bosch Gmbh Device for producing a desired value of a control parameter of an internal combustion engine
DE4128627C2 (de) * 1991-08-26 1994-06-23 Mannesmann Ag Verfahren zur Veränderung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges und Fahrzeug zur Durchführung dieses Verfahrens
US5587908A (en) * 1992-12-22 1996-12-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Distance measurement device and vehicle velocity control device for maintaining inter-vehicular distance
US5775293A (en) * 1996-10-01 1998-07-07 Cummins Engine Co., Inc. Electronic throttle pedal nonlinear filter
DE102011090077A1 (de) * 2011-12-29 2013-07-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer mittleren Drehzahl einer sich drehenden Antriebswelle einer Brennkraftmaschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2006367A1 (de) * 1969-02-12 1970-09-03 Ford-Werke AG, 5000 Köln-Deutz Selbsttätiges Geschwindigkeitsregelsystem
DE2436143A1 (de) * 1973-07-30 1975-02-13 Bendix Corp Automatischer geschwindigkeitsregler fuer fahrzeuge mit selbstantrieb
US3886915A (en) * 1973-09-28 1975-06-03 Bendix Corp Passive adaptive engine control system for improved vehicle driveability
US4188926A (en) * 1976-02-22 1980-02-19 Robert Bosch Gmbh Automotive internal combustion engine servo control system, particularly for automatic speed control arrangement

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2537415C2 (de) * 1975-08-22 1982-05-19 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Regelkreis zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges
GB1570887A (en) * 1976-03-13 1980-07-09 Ass Eng Ltd Speed responsive systems
GB1584254A (en) * 1976-06-24 1981-02-11 Ass Eng Ltd Speed responsive systems
US4113046A (en) * 1977-06-20 1978-09-12 Arpino R Vehicle fuel economy indicator
DE2732905C3 (de) * 1977-07-21 1994-02-24 Vdo Schindling Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs
DE2967222D1 (en) * 1978-07-15 1984-10-25 Bosch Gmbh Robert Method and device for digital regulating the running speed of a motor vehicle
US4337839A (en) * 1979-02-23 1982-07-06 The Bendix Corporation Means for improving automobile driveability
US4352403A (en) * 1979-03-22 1982-10-05 Travel Accessories Manufacturing Co., Inc. Vehicle speed control system
US4537272A (en) * 1982-01-25 1985-08-27 Fujitsu Ten Limited Automotive vehicle speed control device based on a preselected speed
DE3207863A1 (de) * 1982-03-05 1983-09-22 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Regeleinrichtung fuer ein elektromechanisches stellwerk, insbesondere bei einer brennkraftmaschine mit selbstzuendung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2006367A1 (de) * 1969-02-12 1970-09-03 Ford-Werke AG, 5000 Köln-Deutz Selbsttätiges Geschwindigkeitsregelsystem
DE2436143A1 (de) * 1973-07-30 1975-02-13 Bendix Corp Automatischer geschwindigkeitsregler fuer fahrzeuge mit selbstantrieb
US3886915A (en) * 1973-09-28 1975-06-03 Bendix Corp Passive adaptive engine control system for improved vehicle driveability
US4188926A (en) * 1976-02-22 1980-02-19 Robert Bosch Gmbh Automotive internal combustion engine servo control system, particularly for automatic speed control arrangement

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BERGMANN, Siegfried: Digitale parameteradaptive Regelung mit Mikrorechner, VDI-Verlag, Düsseldorf,1983, ISBN 3-18-145508-3, S. 3-7, 12, 13, 136-138 *
De Stephano: Regelsysteme, Theorie u. Anwendung, McGraw Hill Book Company 1976, S. 354 *
G. Schmidt: Grundlagen d. Regelungstechnik, Springer-Verlag 1982, S. 38,39,69,70,71 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3601661A1 (de) * 1985-01-24 1986-07-24 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Elektrische regeleinrichtung fuer die drehzahlregelung einer brennkraftmaschine
DE19731632B4 (de) * 1997-07-23 2006-03-23 Wabco Gmbh & Co.Ohg Geschwindigkeitsregler
DE29722692U1 (de) * 1997-12-22 1999-01-28 Siemens Ag Einrichtung zum Entwerfen einer Regelung für eine schwingungsfähige Strecke sowie Regeleinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
US4677560A (en) 1987-06-30
FR2556293B1 (fr) 1987-01-23
FR2556293A1 (fr) 1985-06-14

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