DE102007025715A1 - Limitervorrichtung und Verfahren zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Limitervorrichtung und ein Verfahren zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges auf eine fahrerseitig über eine Handhabe vorgebbare Grenzgeschwindigkeit, wobei ein fahrerseitig betätigbares Steuerorgan zur Vorgabe einer Limiterverzögerung als Verzögerungssollwert für eine Verzögerung vorgesehen ist, mit der die Fahrgeschwindigkeit bei einer die vorgegebene Grenzgeschwindigkeit übersteigenden Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf die Grenzgeschwindigkeit abgesenkt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Limitervorrichtung und ein Verfahren zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges auf eine fahrerseitig über eine Handhabe vorgebbare Grenzgeschwindigkeit.
  • Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind Gegenstand der DE 195 09 494 C2 . Die dort beschriebene Vorrichtung umfasst eine Tempomatfunktionsbaugruppe zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit auf einen einstellbaren Tempomat-Geschwindigkeitssollwert sowie eine auch als Limitervorrichtung zu bezeichnende Begrenzungsfunktionsbaugruppe zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit auf einen einstellbaren Geschwindigkeitswert, der einen Bereich einzuhaltender Geschwindigkeiten von einem Bereich zu vermeidender Geschwindigkeiten trennt. Dabei ist vorgesehen, dass die Begrenzungsfunktionsbaugruppe eine fahrerseitig angeforderte Geschwindigkeit als Fahrgeschwindigkeit zulässt, wenn diese im Bereich einzuhaltender Geschwindigkeiten liegt, und die Fahrgeschwindigkeit durch einen geschwindigkeitsteuernden oder durch ein geschwindigkeitsregelnden Eingriff im Bereich einzuhaltender Geschwindigkeiten hält, wenn die fahrerseitig angeforderte Geschwindigkeit im Bereich zu vermeidender Geschwindigkeiten liegt. Vereinfacht ausgedrückt arbeitet die bekannte Vorrichtung zur Regulierung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges bei eingeschalteter Begrenzungsfunktionsbaugruppe wie folgt: Solange die Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges unterhalb der eingestellten Grenzgeschwindigkeit liegt, kann der Fahrer durch entsprechende Betätigung des Fahrpedals die Geschwindigkeit bis zur Erreichung der Grenzgeschwindigkeit erhöhen. Damit ist gewährleistet, dass der Fahrer das Fahrzeug unbeeinflusst von der Limitervorrichtung bei jeder beliebigen Geschwindigkeit unterhalb der Grenzgeschwindigkeit fahren kann. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist gemäß der DE 195 09 494 C2 vorgesehen, dass mit der fahrerseitig betätigbaren Handhabe keine Aktivierung des Begrenzungsbetriebes erfolgt, wenn die Ist-Geschwindigkeit um einen geschwindigkeitsabhängig vorgebbaren Wert über einer als Grenzgeschwindigkeit eingestellten Höchstgeschwindigkeit liegt. Wenn andererseits die Begrenzung bei Ist-Geschwindigkeiten etwas oberhalb der Grenzgeschwindigkeit eingeschaltet wird, kann zunächst eine Geschwindigkeitsreduzierung durch einen steuernden Eingriff, z.B. Bremseingriff, Gangrückschaltung und/oder Bedienhebelbetätigung in Richtung Verzögern, erfolgen.
  • Die DE 103 32 204 A1 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Regulierung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges. Hier ist ein fahrerseitig betätigtes, als Hebel ausgebildetes Stellglied vorgesehen, mit dem einerseits die Vorrichtung aktiviert und andererseits eine gewünschte Sollgeschwindigkeit vorgegeben werden kann. Wird der Stellhebel aus einer Mittellage in der einen Richtung ausgelenkt, wird ein Geschwindigkeitsinkrement ΔV generiert, um das sich die einzustellende Fahrzeugsollgeschwindigkeit gegenüber der aktuellen Ist-Geschwindigkeit unterscheidet.
  • Wird der Stellhebel in der anderen Richtung betätigt, wird ein Geschwindigkeitsinkrement mit entgegensetztem Vorzeichen generiert. Auf diese Weise kann eine gegenüber der jeweiligen Ist-Geschwindigkeit erhöhte oder verminderte Sollgeschwindigkeit eingestellt werden. Eine in die Motorsteuerung und/oder in die Steuerung der Fahrzeugbremse eingreifende Regelung sorgt dann dafür, dass sich das Fahrzeug entsprechend der eingestellten Soll-Geschwindigkeit bewegt. Gemäß der DE 103 32 204 A1 ist des Weiteren vorgesehen, mit dem genannten Stellhebel die Geschwindigkeitsänderungsrate zu steuern. Zu diesem Zweck kann der Stellhebel in der jeweiligen Stellrichtung unterschiedlich weit ausgelenkt werden, wobei mit größerem Auslenkungsweg eine vergleichsweise größere Geschwindigkeitsänderungsrate erreicht wird. In diesem Zusammenhang kann einerseits vorgesehen sein, dass der Übergang zwischen verschiedenen Geschwindigkeitsänderungspositionen des Stellhebels diskontinuierlich erfolgt, d.h. die Geschwindigkeitsänderungsrate ändert sich stufenweise. Statt dessen ist es andererseits auch möglich, dass der Übergang zwischen verschiedenen Geschwindigkeitsänderungspositionen kontinuierlich erfolgt, so dass sich die Geschwindigkeitsänderungsrate stufenlos verändern lässt. Ein Betriebszustand, bei dem der Fahrer das Fahrzeug unterhalb einer Grenzgeschwindigkeit mit jeder beliebigen Geschwindigkeit fahren kann, wird in der DE 103 32 204 A1 nicht erläutert.
  • Nachteilig ist in diesem Zusammenhang, dass der Fahrer bisher bei Einstellung einer Grenzgeschwindigkeit für die Limitervorrichtung auf eine unter der jeweiligen Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeug liegende Grenzgeschwindigkeit den jeweiligen Systemen praktisch „ausgeliefert" ist d.h. keinen Einfluss darauf hat, ob bzw. wie das Fahrzeug mittels der Limitervorrichtung oder dergleichen von der Ist-Geschwindigkeit auf die Grenzgeschwindigkeit gebracht wird.
  • Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, bei einer Vorrichtung und einem Verfahren der eingangs angegebenen Art einen steuernden Eingriff des Fahrers zu ermöglichen, wenn dieser eine unterhalb der jeweiligen Ist-Geschwindigkeit liegende Grenzgeschwindigkeit vorgibt.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß weist eine Limitervorrichtung zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs neben einer fahrerseitig betätigbaren Handhabe zur Vorgabe einer Grenzgeschwindigkeit als obere Grenze der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs auch ein fahrerseitig betätigbares Stellorgan zur Vorgabe einer Limiterverzögerung auf. Die Limiterverzögerung wird dabei als Sollwert für eine Verzögerung vorgegeben, mit der die Limitervorrichtung die Fahrgeschwindigkeit bei einer die vorgegebene Grenzgeschwindigkeit übersteigenden Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf die Grenzgeschwindigkeit absenkt.
  • Dabei ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass ein Fahrpedal des Fahrzeugs als Steuerorgan für die fahrerseitige Vorgabe der Limiterverzögerung verwendet wird, wobei die Limiterverzögerung über das Fahrpedal vorzugsweise derart vorgegeben wird, dass der Betrag der Limiterverzögerung mit zunehmendem Betätigungsweg des Fahrpedals abnimmt, vorteilhafterweise derart, dass der Betrag der Limiterverzögerung im Wesentlichen proportional zum Betätigungsweg des Fahrpedals abnimmt.
  • Während bei bekannten Limitervorrichtungen eine Betätigung des Fahrpedals wirkungslos bleibt, wenn ein Begrenzungsfall eintritt, d.h. wenn die Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei eingeschalteter Begrenzungsfunktion oberhalb der eingestellten Grenzgeschwindigkeit liegt, wird bei der Erfindung mit dem Fahrpedal das Maß der Verzögerung vorgegeben, mit der die Ist-Geschwindigkeit durch eine geregelte Absenkung der Fahrgeschwindigkeit an die Grenzgeschwindigkeit angeglichen wird. Erfindungsgemäß besteht also für den Fahrer die Möglichkeit, den Wert für die Verzögerung direkt über die Fahrpedalstellung an die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen. Bei voller Betätigung des Fahrpedals wird beispielsweise ein betragsmäßig geringer Verzögerungsgrenzwert von beispielsweise 0,4 m/s2 eingestellt, während bei unbetätigtem Fahrpedal ein betragsmäßig großer Verzögerungsgrenzwert von beispielsweise 1,8 m/s2 eingestellt wird.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs auf einen Wertebereich unterhalb einer von einem Fahrer des Fahrzeugs vorgebbaren Grenzgeschwindigkeit wird die Fahrgeschwindigkeit in einem Begrenzungsfall, der bei einer oberhalb der Grenzgeschwindigkeit liegenden Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorliegt, geregelt auf die Grenzgeschwindigkeit abgesenkt, wobei im Begrenzungsfall eine Limiterverzögerung vom Fahrer durch Betätigen eines Fahrpedals des Fahrzeugs vorgegeben wird und wobei die geregelte Absenkung der Fahrgeschwindigkeit mit einer der Limiterverzögerung entsprechenden Verzögerung durchgeführt wird.
  • Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung verwiesen.
  • Schutz wird nicht nur für ausdrücklich angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen sondern auch für prinzipiell beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Einzelmerkmale beansprucht.
  • In der Zeichnung zeigt
  • 1 eine schematische Darstellung einer Limitervorrichtung für die Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges und
  • 2 ein Diagramm, welches die Verzögerung des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung zeigt.
  • Die in 1 dargestellte Limitervorrichtung 1 für die Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges besitzt ein als Stellhebel 2 ausgebildetes Stellglied, welches nahe des Lenkhandrades 3 an dessen Lenksäule schwenkbar angeordnet ist, derart, dass sich der Stellhebel 2 aus einer Mittellage um eine zur Lenksäule parallele Achse in Aufwärts- sowie Abwärtsrichtung schwenken lässt. Um mit dem Stellhebel 2 vielfältige Funktionen steuern zu können, kann des Weiteren vorgesehen sein, dass sich der Stellhebel auch in Achsrichtung der Lenksäule in einander entgegengesetzten Richtungen verstellen lässt, d.h. das freie Ende des Stellhebels 2 lässt sich an das Lenkhandrad 3 annähern bzw. vom Lenkhandrad 3 entfernen. Schließlich kann der Stellhebel 2 gegebenenfalls gegen Rückstellkraft auch in seiner Längsrichtung, d.h. radial zur Achse der Lenksäule 3 bewegt werden.
  • Der Stellhebel 2 dient u. a. zur Einstellung einer Grenzgeschwindigkeit, die das Fahrzeug auch dann nicht überschreiten soll, wenn der Fahrer durch entsprechende Betätigung des Fahrpedals („Gaspedal") eine über der Grenzgeschwindigkeit liegende Geschwindigkeit anfordert. Solange der Fahrer dagegen das Fahrpedal derart (zurückhaltend) betätigt, dass sich das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Grenzgeschwindigkeit bewegt, hat die Einstellung einer Grenzgeschwindigkeit keinen Einfluss auf den Fahrbetrieb. Wenn nun der Fahrer den Stellhebel in Aufwärts- oder Abwärtsrichtung bewegt, wird die Limitervorrichtung aktiviert und ein Geschwindigkeitsinkrement Δv generiert, um das sich eine durch die Hebelbewegung eingestellte Grenzgeschwindigkeit von der aktuellen Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges unterscheidet. Dabei wird bei Aufwärtsbewegung des Stellhebels 2 ein Geschwindigkeitsinkrement mit positivem Vorzeichen, d.h. + Δv, generiert, bei Abwärtsbewegung des Stellhebels 2 ein Geschwindigkeitsinkrement mit negativem Vorzeichen, d.h. – Δv. Durch mehrfaches Aufwärts- oder Abwärtsschwenken des Hebels oder dadurch, dass der Stellhebel 2 in der nach aufwärts oder abwärts verschwenkten Stellung festgehalten wird, erfolgt eine mehrfache (a-fache) Generierung des Geschwindigkeitsinkrements, d.h. es lässt sich eine Grenzgeschwindigkeit vG gemäß vG = vist ± a∆vvorgeben.
  • Im Ergebnis lässt sich also eine Grenzgeschwindigkeit vG einstellen, die mehr oder weniger weit oberhalb oder unterhalb der aktuellen Ist-Geschwindigkeit vist des Fahrzeuges liegt.
  • Nun sei beispielhaft angenommen, dass das Fahrzeug bei aktivierter Limitervorrichtung mit einer Ist-Geschwindigkeit von 120 km/h fahre und dass der Fahrer die Grenzgeschwindigkeit soeben von einem bisher oberhalb der Ist-Geschwindigkeit liegenden Wert auf einen nunmehr darunter liegenden Wert von 60 km/h eingestellt habe. Damit tritt ein Begrenzungsfall ein. Der Begrenzungsfall kann aber auch eintreten, wenn bei einer Aktivierung der Limitervorrichtung eine zuvor gespeicherten Grenzgeschwindigkeit aufgerufen wird, die geringer ist als die aktuelle Ist-Geschwindigkeit. In einem solchen Begrenzungsfall wird eine Steuereinheit 5 der Limitervorrichtung 1 durch Eingriff in eine Motorsteuerung 6 und/oder durch einen Bremseingriff und/oder andere Maßnahmen, die zu einer Verminderung der Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges führen, die Ist-Geschwindigkeit an die vom Fahrer vorgegebene (neue) Grenzgeschwindigkeit angleichen, d.h. das Fahrzeug wird automatisch zur Erreichung der Grenzgeschwindigkeit verzögert (negativ beschleunigt).
  • Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Fahrer eine Möglichkeit haben soll, das Maß dieser Verzögerung zu steuern. Dies erfolgt durch die Vorgabe einer Limiterverzögerung als Maß der gewünschten Verzögerung und durch die Verwendung der Limiterverzögerung als Sollwert für eine die Fahrgeschwindigkeit auf die Grenzgeschwindigkeit absenkende Verzögerungsregelung.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Steuerung der Limiterverzögerung über das Fahrpedal, insbesondere derart, dass das Fahrzeug bei betätigtem Fahrpedal mit einer betragsmäßig geringen Verzögerung auf die Grenzgeschwindigkeit vG gebracht wird, während bei unbetätigtem Fahrpedal eine betragsmäßig hohe Verzögerung erreicht wird. Der Betrag der Verzögerung nimmt also mit zunehmendem Betätigungsweg des Fahrpedals ab, wobei die Abnahme vorteilhafterweise im Wesentlichen proportional zum Betätigungsweg des Fahrpedals ist.
  • Dies ist in 2 beispielhaft dargestellt. Im Diagramm der 2 ist auf der Abszisse der Betätigungsweg des Fahrpedals aufgetragen, und zwar in Prozenten des möglichen Maximalweges. Dementsprechend bedeuten 0% ein unbetätigtes Fahrpedal und 100% ein „voll durchgetretenes" Fahrpedal. Auf der Ordinate ist die Beschleunigung, d.h. die negative Limiterverzögerung des Fahrzeuges, aufgetragen, mit der die Fahrgeschwindigkeit im Begrenzungsfall auf die Grenzgeschwindigkeit abgesenkt werden soll.
  • Man erkennt, dass die Verzögerung des Fahrzeuges bei voll durchgetretenem Fahrpedal auf einen Beschleunigungswert von – 0,4 m/s2 d.h. auf einen Verzögerungswert von + 0,4 m/s2 eingestellt bzw. eingeregelt wird, während bei unbetätigtem Fahrpedal eine deutlich stärkere Verzögerung von 1,8 m/s2 erreicht wird. Bei nur teilweise niedergetretenem Fahrpedal wird die Verzögerung des Fahrzeuges auf entsprechende Zwischenwerte eingestellt bzw. eingeregelt. Im Ergebnis hat somit der Fahrer die Möglichkeit, immer dann, wenn mittels der Limitervorrichtung 1 eine unterhalb der aktuellen Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges liegende Grenzgeschwindigkeit eingestellt oder erneut wirksam geschaltet wird, das Maß der dann durch die Limitervorrichtung bewirkten Verzögerung des Fahrzeuges zu beeinflussen.
  • Die betragsmäßig kleine Verzögerung (hier z.B. 0,4 m/s2) kann so gewählt sein, dass das Fahrzeug nur über das Schleppmoment des Motors verzögert wird, d.h. die Bremse wird dann nicht angesteuert. Dies bedeutet einen vorteilhaften Verschleiß- und Verbrauchsrückgang.

Claims (6)

  1. Limitervorrichtung (1) zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges auf eine fahrerseitig über eine Handhabe (2) vorgebbare Grenzgeschwindigkeit (vG), dadurch gekennzeichnet, dass ein fahrerseitig betätigbares Steuerorgan zur Vorgabe einer Limiterverzögerung als Verzögerungssollwert für eine Verzögerung vorgesehen ist, mit der die Fahrgeschwindigkeit bei einer die vorgegebene Grenzgeschwindigkeit (vG) übersteigenden Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges von der Limitervorrichtung (1) auf die Grenzgeschwindigkeit (vG) abgesenkt wird.
  2. Limitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrpedal des Fahrzeugs als Steuerorgan zur Vorgabe der Limiterverzögerung verwendet wird.
  3. Limitervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Limiterverzögerung über das Fahrpedal derart vorgebbar ist, dass der Betrag der Limiterverzögerung bei einer Zunahme des zum Betätigungswegs des Fahrpedals abnimmt.
  4. Limitervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Limiterverzögerung über das Fahrpedal derart vorgebbar ist, dass der Betrag der Limiterverzögerung im Wesentlichen proportional zum Betätigungsweg des Fahrpedals abnimmt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Limiterverzögerung ein maximaler Betrag (1,8 m/s2) und ein minimaler Betrag (0,4 m/s2) vorgebbar sind, und dass bei unbetätigtem Fahrpedal eine dem maximalen Betrag entsprechende Verzögerung und bei vollbetätigtem Fahrpedal den minimalen Betrag entsprechende Verzögerung als Limiterverzögerung vorgegeben wird.
  6. Verfahren zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs auf einen Wertebereich unterhalb einer von einem Fahrer des Fahrzeugs vorgebbaren Grenzgeschwindigkeit (vG), wobei bei einer oberhalb der Grenzgeschwindigkeit (vG) liegenden Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs ein Begrenzungsfall vorliegt, in dem die Fahrgeschwindigkeit geregelt auf die Grenzgeschwindigkeit (vG) abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Begrenzungsfall eine Limiterverzögerung vom Fahrer durch Betätigen eines Fahrpedals des Fahrzeugs vorgegeben wird und dass die geregelte Absenkung der Fahrgeschwindigkeit mit einer der Limiterverzögerung entsprechenden Verzögerung durchgeführt wird.
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