DE10003530C1 - Fahrgeschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Fahrgeschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug

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Abstract

Ein erfindungsgemäßer Fahrgeschwindigkeitsregler weist eine Regeleinheit auf, die auf Basis einer Abweichung der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit von einer Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit ein Stellsignal für ein die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflussendes Stellglied erzeugt. Die Regeleinheit weist dabei zumindest einen Integral-Anteil auf. Dieser wird nach Aktivieren des Fahrgeschwindigkeits-Regelsystems auf einen Initialisierungswert gesetzt, der abhängig von der Motordrehzahl und der Getriebeübersetzung ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrgeschwindigkeitsregler für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bei herkömmlichen Fahrgeschwindigkeitsreglern wird mit Hilfe von Bedienelementen, wie z. B. einem Einschalter oder einem Wiederaufnahmeschalter, eine Sollgeschwindigkeit eingestellt. Mit Hilfe einer Regeleinheit, z. B. einem PI-Regler, wird die Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs möglichst schnell an die Sollgeschwindigkeit herangeführt und anschließend konstant gehalten. Da der Fahrgeschwindigkeitsregler nur zeitweise ak­ tiviert wird, stellt sich das Problem, die Regelparameter der Regeleinheit jeweils sinnvoll zu initialisieren. Bei Verwen­ dung einer Regeleinheit mit Integralanteil (I-Anteil), z. B. eines PI-Reglers, hat hierbei insbesondere die Initialisie­ rung des I-Anteils entscheidenden Einfluss auf die Regelgüte.
Bei einem bekannten Fahrgeschwindigkeitsregler (US 5 957 992) wird die Fahrgeschwindigkeit mit Hilfe eines PI-Reglers auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit geregelt. Der Initiali­ sierungswert für den I-Anteil des PI-Reglers wird dabei auf einen Wert begrenzt, der in Abhängigkeit von der Fahrge­ schwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird.
Aus der Druckschrift DE 42 42 219 A1 ist eine Vorrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs bekannt, bei der über eine Bedieneinrichtung eine Sollgeschwindigkeit einge­ stellt wird. Auf Basis der Abweichung einer gemessenen Istgeschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit wird von einer Regeleinheit ein Stellsignal für eine die Fahrzeuggeschwin­ digkeit beeinflussende Stelleinrichtung erzeugt. Die Regel­ einheit weist dabei einen Integralanteil auf, der auch abhän­ gig von der Motordrehzahl gesetzt werden kann.
Aus der Druckschrift DE 35 10 174 C2 ist eine Einrichtung zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der über eine Bedieneinrichtung Betriebszustände des Kraftfahrzeugs ausgewählt werden. Dabei wird auf Basis der Abweichung einer gemessenen Istgeschwindigkeit von einer Sollgeschwindigkeit von einem Geschwindigkeitsregler ein Stellsignal für die Kraftstoffmengenzumessanordnung erzeugt. Bei Aktivieren des Geschwindigkeitsreglers wird ein Integral­ anteil des Reglers von einer Zustandssteuerung auf einen An­ fangswert gesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrgeschwin­ digkeitsregler für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei dem die Regelparameter einer Regeleinheit, die zumindest einen Integ­ ralanteil aufweist, bei Aktivieren des Fahrgeschwindigkeits- Regelsystems derart initialisiert werden, dass ein verbesser­ tes Regelverhalten gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Fahrgeschwindigkeitsregler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Wei­ terbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen nie­ dergelegt.
Ein erfindungsgemäßer Fahrgeschwindigkeitsregler weist eine Regeleinheit auf, durch die auf Basis der Abweichung der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit von der Fahrzeug- Sollgeschwindigkeit ein Stellsignal für eine die Fahrzeugge­ schwindigkeit beeinflussende Stelleinrichtung erzeugt wird. Dabei weist die Regeleinheit zumindest einen Integralanteil auf. Dieser wird jeweils nach Aktivieren des Fahrgeschwindig­ keitsreglers auf einen Initialisierungswert gesetzt, der ab­ hängig von der Motordrehzahl und der Getriebeübersetzung ist. Auf diese Weise kann der I-Anteil derart festgelegt werden, dass er genau dem Leistungsbedarf des Motors bei Konstant­ fahrt auf einer Strecke mit vorgegebener Steigung, vorzugs­ weise auf ebener Strecke, entspricht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand der Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrgeschwindigkeitsregler und
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Fahrgeschwindigkeitsreglers.
Ein schematisch dargestellter Antriebsstrang 1 eines Kraft­ fahrzeugs schließt ein: einen Motor 2 mit einer elektroni­ schen Motorsteuerung (EMS) 3, die auch die Funktion einer e­ lektronischen Drosselklappenregelung (ETC) durchführen kann, sowie ein automatisches Getriebe 4 mit einem Drehmomentwand­ ler 5 und einer elektronischen Getriebesteuerung (EGS) 6. In dem Ausführungsbeispiel ist das Getriebe 4 als hydraulisches Planetengetriebe mit Wandler-Überbrückungskupplung ausge­ führt. Ein erfindungsgemäßer Fahrgeschwindigkeitsregler lässt sich aber genauso gut für andere Automatikgetriebe, wie auto­ matisierte Handschaltgetriebe oder kontinuierlich verstellbare Getriebe (CVT, IVT), verwenden. Der Radantrieb ist durch eine Gelenkwelle 7 und ein angetriebenes Rad 8 angedeutet. Über Bedientasten (Ein, Aus, Wiederaufnahme) einer Bedieneinrichtung 9 übermittelt der Fahrer seine Wünsche an die Motorsteuerung 3. In Abhän­ gigkeit von diesen Eingangssignalen erzeugt ein vorzugsweise in die Motorsteuerung 3 integrierter Fahrgeschwindigkeitsreg­ ler 10 Steuersignale für die Regelung der Fahrgeschwindigkeit auf die vom Fahrer vorgegebene Sollgeschwindigkeit. Angedeu­ tet ist das durch eine Signalleitung 11, über die eine Dros­ selklappe 12 verstellt wird. Nicht dargestellt sind, da all­ gemein bekannt, die Steuerung des Einspritzzeitpunkts und der in dem Motor eingespritzten Kraftstoffmenge. Dem Fahrge­ schwindigkeitsregler 10 werden außerdem zumindest die von ei­ ner Messeinrichtung 13 erfasste Motordrehzahl, die von einer Messeinrichtung 14 erfasste Getriebeübersetzung oder Gangstu­ fe sowie die von einer Messeinrichtung 15 erfasste Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes, die der Fahrzeug- Istgeschwindigkeit V_ist entspricht, zugeführt.
Die Getriebesteuerung 6 steuert über eine Signalleitung 14 eine nicht dargestellte Überbrückungskupplung - oder Trocken­ kupplung bei automatisierten Handschaltgetrieben - und über eine Signalleitung 15 die Übersetzung des Getriebes 4. Die Motorsteuerung 3 und die Getriebesteuerung 6 sind über Sig­ nalleitungen 16 - unidirektionale oder bidirektionale, z. B. in Form eines Datenbusses - miteinander verbunden, die eine Koordination zwischen den einzelnen Steuergeräten gewährleis­ ten. Über die Signalleitungen 16 werden Informationen über Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs und Steuersignale unterein­ ander ausgetauscht.
Im Ausführungsbeispiel sind alle Steuergeräte und zu steuern­ den Aggregate als getrennte Hardware-Einheiten dargestellt. Die Steuergeräte können allerdings auch als sogenannte Vor­ ort-Einheiten mit dem jeweils zu steuernden Aggregat zusam­ mengebaut oder in dieses integriert sein. An der Steuerfunk­ tion ändert sich dadurch nichts.
Der Fahrgeschwindigkeitsregler 10 umfasst einen Sollwertbild­ ner 20, welchem zumindest Signale von den vom Fahrer betätig­ ten Bedientasten 9 zugeführt werden (Fig. 2). Der Sollwert­ bildner 20 speichert dabei die vorgegebene Geschwindigkeit. Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung ist vorzugsweise als Re­ chenprogramm in einem Rechenelement realisiert. Der Ausgang des Sollwertbildners 20 führt auf eine Vergleichsstelle, der auch die Istgeschwindigkeit V_ist des Fahrzeugs zugeführt wird. Über eine Ausgangsleitung der Vergleichsstelle wird ei­ ner Regeleinheit 21 die Regelabweichung zwischen Sollwert V_Soll und Istwert V_ist der Fahrgeschwindigkeit zugeführt. Die Regeleinheit 21 weist dabei zumindest einen Integralan­ teil auf und ist vorzugsweise als PI-Regler ausgeführt. In dieser bevorzugten Ausführungsform weist die Regeleinheit ei­ ne Proportionaleinheit (P-Anteil) 22 und eine Integral- Einheit (I-Anteil) 23 auf. Über eine Ausgangsleitung gibt die Regeleinheit 21 ein Stellsignal, das sich aus der Summe des P-Anteils und des I-Anteils ergibt, an ein die Fahrzeugge­ schwindigkeit beeinflussendes Stellglied, z. B. an die Dros­ selklappe 12 aus.
Bei Aktivieren des Fahrgeschwindigkeitsreglers 10 über eine der Bedientasten 9 wird der I-Anteil der Regeleinheit 21 auf ei­ nen Initialisierungswert gesetzt, der abhängig von der Motor­ drehzahl und der Getriebeübersetzung - oder der eingelegten Gangstufe - ist. Diese Initialisierungswerte werden vorteil­ haft in Form eines Kennfeldes im Fahrgeschwindigkeitsregler 10 oder der Motorsteuerung 3 abgespeichert. Die Initialisie­ rungswerte werden dabei derart festgelegt, dass sie genau dem Leistungsbedarf des Motors 2 bei Konstantfahrt mit der aktu­ ellen Istgeschwindigkeit v_ist auf einer Strecke mit vorgege­ bener Steigung entsprechen. Vorteilhaft wird der Leistungsbe­ darf dabei auf eine ebene Strecke mit Steigung Null bezogen. Die Initialisierung des I-Anteils abhängig von der Motordreh­ zahl und der Getriebeübersetzung hat insbesondere bei Wieder­ aufnahme der Fahrgeschwindigkeitsregelung durch Betätigen der Wiederaufnahmetaste den Vorteil, dass unabhängig vom Fahrer­ wunsch und der momentanen Fahrzeugbeschleunigung ein fester Konstantanteil zur Verfügung steht und sich somit ein defi­ nierter Startpunkt ergibt. Die Regelgüte des Fahrgeschwindig­ keitsreglers 10, das heißt möglichst schnelles Erreichen der Sollgeschwindigkeit ohne starkes Überschwingen, wird auf die­ se Weise deutlich verbessert.

Claims (4)

1. Fahrgeschwindigkeitsregler (10) für ein Kraftfahrzeug mit einem Motor (2) und einem automatischen Getriebe (4), das auf­ weist
  • - eine Bedieneinrichtung (9) zum Einstellen einer Fahrzeug- Sollgeschwindigkeit v_soll,
  • - eine Messeinrichtung (13) zum Erfassen der Fahrzeug- Istgeschwindigkeit v_ist,
  • - eine Regeleinheit (21) zum Erzeugen eines Stellsignals für eine die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflussende Stellein­ richtung auf Basis der Abweichung der Fahrzeug- Istgeschwindigkeit v_ist von der Fahrzeug- Sollgeschwindigkeit v_soll, wobei die Regeleinheit (21) zu­ mindest einen Integralanteil aufweist, der nach Aktivieren des Fahrgeschwindigkeitsreglers auf einen Initialisierungs­ wert gesetzt wird, der abhängig von der Motordrehzahl und der Getriebeübersetzung ist.
2. Fahrgeschwindigkeitsregler nach Anspruch 1, wobei der Ini­ tialisierungswert dem Leistungsbedarf des Motors (2) auf ei­ ner Fahrstrecke mit vorgegebener Steigung entspricht.
3. Fahrgeschwindigkeitsregler nach Anspruch 2, wobei der Ini­ tialisierungswert dem Leistungsbedarf des Motors (2) auf ei­ ner ebenen Fahrstrecke entspricht.
4. Fahrgeschwindigkeitsregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Initialisierungswerte in Form eines Kennfeldes abgespeichert sind.
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