DE102008026753A1

DE102008026753A1 - Wechselwirkung einer Geschwindigkeitsregelung mit einer Verzögerungs-Kraftstoffabschaltung

Info

Publication number: DE102008026753A1
Application number: DE102008026753A
Authority: DE
Inventors: Lan Troy Wang; Wenbo Novi Wang; Zhong Westland Wang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-06-07
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2028-06-05
Also published as: US8165774B2; DE102008026753B4; CN101332819B; CN101332819A; US20080306669A1

Abstract

Ein Fahrzeugsteuersystem enthält einen Sensor, der ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugt. Ein Geschwindigkeitsregelungssystem erzeugt ein Geschwindigkeitsregelungssignal, um ein Fahrzeug auf einer Sollgeschwindigkeit zu halten. Ein Steuermodul vergleicht das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal mit einem Sollgeschwindigkeitssignal. Das Steuermodul berechnet verschiedene Geschwindigkeitsregelungsverstärkungen, um Änderungen der Drosselklappenstellung des Geschwindigkeitsregelungssystems zu verzögern, wenn das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal größer als die Sollgeschwindigkeit ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Fahrzeuggeschwindigkeitsregelungssysteme, Drosselklappensteuerungssysteme und Kraftstoffeinspritzungssteuersysteme und insbesondere auf die Drosselklappensteuerung während Verzögerungs-Kraftstoffabschaltungs-Betriebsarten.
HINTERGRUND
Die hier gegebene Hintergrundbeschreibung dient nur zur allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeiten der vorliegend genannten Erfinder, in dem Umfang, in dem sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben werden, sowie die Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung nicht möglicherweise auf andere Weise Stand der Technik bilden, sind weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
In Fahrzeugen sind Geschwindigkeitsregelungs- und Verzögerungs-Kraftstoffabschaltsysteme (DFCO-Systeme) enthalten. Geschwindigkeitsregelungssysteme ermöglichen, dass ein Fahrzeug eine gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit beibehält. DFCO-Systeme sperren während bestimmter Bedingungen die Kraftstoffzufuhr zu einem Motor, um die Motorleistung zu unterbrechen, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern und die Emissionen zu verringern.
In einem Geschwindigkeitsregelungssystem erhält ein Controller die Fahrzeuggeschwindigkeit über veränderliche Straßen- und Fahrzeugbedingungen. Ein Fahrzeugbetreiber kann eine Geschwindigkeitsregelungs-Sollgeschwindigkeit durch Niederdrücken eines Fahrpedals, eines Bremspedals und/oder eines Kupplungspedals sowie über Betätigung von Handsteuerorganen einstellen und verändern.
Wenn eine Sollgeschwindigkeit eingestellt wird, versuchen Geschwindigkeitsregelungssysteme, eine gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit näherungsweise auf der Sollgeschwindigkeit zu halten. Die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit kann sich wegen verschiedener Fahrzeugbetriebsbedingungen von der Zielfahrzeuggeschwindigkeit unterscheiden. Wenn z. B. auf geneigten Straßenoberflächen gefahren wird, kann die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder größer als die Sollgeschwindigkeit sein.
Während einer DFCO-Betriebsart ist die Zufuhr von Kraftstoff zu einem Motor unterbrochen. Normalerweise wird die DFCO-Betriebsart begonnen, wenn keine Motorleistung gefordert ist oder wenn eine Motorbremsung erwartet wird. Mit anderen Worten, üblicherweise wird die DFCO-Betriebsart begonnen, wenn der Motor verzögert. Dies kann auftreten, wenn ein Motorsteuerelement wie etwa eine Drosselklappe oder ein Fahrpedal für den Motorleerlauf positioniert wird. Der Zweck dieser Betriebsart ist es, den Kraftstoffverbrauch zu verringern und die Motorbremsung, die dadurch erzeugt wird, dass durch eine Motorlast ein Bremsen oder negatives Drehmoment ausgeübt wird, maximal zu machen. Entweder, wenn eine Motordrehzahl unter eine vorgegebene minimale Drehzahl, die dem Leerlauf zugeordnet ist, abnimmt oder wenn das Motorsteuerelement aus der Leerlaufsteuerung bewegt wird, um die Motordrehung zu beschleunigen und das Motorabtriebsdrehmoment zu erhöhen, wird die DFCO-Betriebsart im Allgemeinen deaktiviert.
Wenn die Geschwindigkeitsregelung eingerückt wird, wenn auf einer geneigten Oberfläche gefahren wird, wie etwa, wenn eine Anhöhe hinabgefahren wird, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine Sollgeschwindigkeit sein. Im Ergebnis kann ein Geschwindigkeitsregelungssystem eine Leistungsverringerung anfordern. Wenn sich ein Fahrzeug auf einer ausreichend steil geneigten Oberfläche befindet, kann eine DFCO-Betriebsart ausgelöst werden. Allerdings kann das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit verzögert werden, die niedriger als die Sollgeschwindigkeit ist. Dies veranlasst, dass das Geschwindigkeitsregelungssystem die Luft- und Kraftstoffzufuhr und somit die Motorleistungsabgabe erhöht. Wenn der Motor seine Leistung durch Öffnen der Drosselklappenstellung mehr als auf einen unteren Schwellenwert erhöht, wird die DFCO-Betriebsart deaktiviert. Umschalten der DFCO-Betriebsart zwischen ON- und OFF-Zuständen führt zu häufiger und periodischer Beschleunigung und Verzögerung, was eine ungleichmäßige Fahrzeuggeschwindigkeit verursacht.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein Fahrzeugsteuersystem geschaffen, das einen Sensor enthält, der ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugt. Ein Geschwindigkeitsregelungssystem erzeugt ein Geschwindigkeitsregelungssignal, um ein Fahrzeug auf einer Sollgeschwindigkeit zu halten. Ein Steuermodul vergleicht das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal mit dem Sollgeschwindigkeitssignal. Das Steuermodul berechnet verschiedene Geschwindigkeitsregelungsverstärkungen, um Änderungen der Drosselklappenstellung des Geschwindigkeitsregelungssystems zu verzögern, wenn das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal größer als die Sollgeschwindigkeit ist.
In einem weiteren Merkmal wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugsteuersystems geschaffen, das das Erzeugen eines Fahrzeugbetreiber-Drosselklappeneingangssignals enthält. Es wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugt. Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal wird mit einer Sollgeschwindigkeit verglichen und es wird ein erstes Differenzsignal erzeugt. Wenn das erste Differenzsignal größer als ein erster vorgegebener Wert ist, wird eine Drosselklappen-betriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelung (throttle intrusive cruise control) freigegeben. Auf der Grundlage der Drosselklappen-betriebsunterbrechenden Geschwindigkeitsregelung wird der Geschwindigkeitsregelungsbetrieb angepasst und werden verschiedene Geschwindigkeitsregelungsverstärkungen berechnet, um die Drosselklappenzustände eines Geschwindigkeitsregelungssignals zu verzögern.
In einem nochmals weiteren Merkmal wird ein Fahrzeugsteuersystem geschaffen, das ein Geschwindigkeitsregelungssystem enthält, das ein Fahrzeug auf einer Sollgeschwindigkeit hält. Ein Sensor erzeugt ein Drosselklappenstellungssignal. Ein Steuermodul erzeugt ein Kraftstoffsignal. Das Steuermodul gibt die Drosselklappen-betriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelung frei, um ein Geschwindigkeitsregelungs-Befehlssignal zu andern, wenn das Drosselklappenstellungssignal angibt, dass eine Drosselklappe in einer Leerlaufstellung ist, und wenn das Kraftstoffsignal eine Verringerung der Kraftstoffzufuhr zu einem Motor angibt.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Offenbarung gehen aus der im Folgenden gegebenen Beschreibung hervor. Selbstverständlich sind die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, trotzdem sie die bevorzugte Ausführungsform der Offenbarung angeben, nur zu Veranschaulichungszwecken bestimmt und sollen den Umfang der Offenbarung nicht einschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird umfassender verständlich aus der ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein Funktionsblockschaltplan eines Fahrzeugsteuersystems ist, das ein beispielhaftes Geschwindigkeitsregelungs- und Verzögerungs-Kraftstoffabschaltsystem (DFCO-System) in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält;
2A eine Seitenansicht ist, die ein Fahrzeug, das auf einer geneigten Oberfläche fährt, veranschaulicht und die Oberflächenneigungswinkel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
2B ein Signaldiagramm für ein Fahrzeugsteuersystem ist, das auf herkömmliche Weise und im Ergebnis der geneigten Oberfläche aus 2A arbeitet;
3A eine Seitenansicht ist, die ein Fahrzeug veranschaulicht, das auf einer geneigten Oberfläche fährt und ein Geschwindigkeitsregelungssystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält;
3B ein Signaldiagramm für ein Fahrzeugsteuersystem ist, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und im Zusammenhang mit der geneigten Oberfläche aus 3A arbeitet;
4 ein Logikablaufplan ist, der ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugsteuersystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
5 ein Beispielfunktionsblock- und Signalflussplan eines Proportional-Integral-Differential-(PID-)Geschwindigkeitsregelungssystems zeigt;
6 ein Logikablaufplan ist, der ein Verfahren zum Erfassen geneigter Oberflächenbetriebsbedingungen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
7 ein Logikablaufplan ist, der ein Verfahren zum Erfassen betriebsunterbrechender Sperrbedingungen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen in keiner Weise einschränken. Klarheitshalber sind in den Zeichnungen zum Bezeichnen ähnlicher Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Wie er hier verwendet wird, sollte der Ausdruck wenigstens eines von A, B und C so verstanden werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen Oder bedeutet. Selbstverständlich können die Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
Wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Begriff Modul auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), auf eine elektronische Schaltung, auf einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und auf Speicher, die eines oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, auf eine Kombinationslogikschaltung und/oder auf andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
Anhand von 1 ist ein Funktionsblockschaltplan eines Fahrzeugsteuersystems gezeigt, das ein beispielhaftes Geschwindigkeitsregelungssystem enthält.
Nunmehr anhand von 1 ist ein Funktionsblockschaltplan eines Fahrzeugsystems 10 eines Fahrzeugs 11 gezeigt, das ein beispielhaftes Geschwindigkeitsregelungssystem 12 und Verzögerungs-Kraftstoffabschaltsystem (DFCO-System) 13 enthält. Das Fahrzeugsystem 10 enthält einen Motor 14, der über eine Kupplungsvorrichtung 30 ein Getriebe 16 antreibt. Das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 enthält ein Steuermodul 20, das auf der Grundlage verschiedener Fahrzeugbetriebsparameter den Betrieb des Motors 14 und eines Getriebes 16 reguliert. Das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 weist einen aktiven Zustand und einen inaktiven Zustand auf. Der aktive Zustand bezieht sich darauf, wenn das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 ON ist, wenn eine Geschwindigkeitsregelungs-Sollgeschwindigkeit eingestellt ist und wenn das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 aktiv versucht, das Fahrzeug 11 auf der Fahrt mit der Sollgeschwindigkeit zu halten. Der deaktive Zustand bezieht sich darauf, wenn das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 ON ist und das Fahrzeug 11 nicht aktiv auf der Sollgeschwindigkeit hält. Eine Sollgeschwindigkeit kann eingestellt werden, wenn das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 deaktiviert ist. Wenn das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 in dem aktiven Zustand ist, passt das Steuermodul 20 die Übergangszeitgebung der Geschwindigkeitsregelungs-Befehlssignale auf der Grundlage der Straßenoberflächenbedingungen wie etwa z. B. einer abschüssigen oder geneigten Straßenoberflächenbedingung an. Dies wird im Folgenden ausführlich beschrieben.
Ein Geschwindigkeitsregelungs-Befehlssignal bezieht sich auf ein Signal, das durch ein Fahrzeugsteuersystem erzeugt wird, um die Einstellsollgeschwindigkeit beizubehalten, und kann der Stellung einer Drosselklappe, dem Drehmoment eines Motors oder einem anderen Sollgeschwindigkeitsbeibehaltungsparameter zugeordnet sein. Das Geschwindigkeitsregelungs-Befehlssignal kann direkt proportional zu der Sollgeschwindigkeit sein.
In Verwendung saugt das Fahrzeugsystem 10 Luft durch eine Drosselklappe 22 in einen Einlasskrümmer 24, der die Luft auf die Zylinder des Motors 14 verteilt. Die Luft wird in einem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältnis (L/K-Verhältnis) mit Kraftstoff gemischt und das L/K-Gemisch wird in den Zylindern verbrannt, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Die Verbrennungsprodukte werden aus dem Motor 14 durch einen Auslasskrümmer 26 ausgestoßen und in einem Katalysator 28 behandelt, bevor sie an die Atmosphäre freigegeben werden.
Im Fall eines Automatikgetriebes kann eine Kupplungsvorrichtung 30 zwischen dem Motor 14 und dem Getriebe 16 ein Drehmomentwandler sein, der eine Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung (TCC) enthält. Die TCC ist in einem entsperrten Zustand (d. h. ausgerückt), um das von dem Motor 14 an das Getriebe 16 übertragene Drehmoment zu vervielfachen, und in einer gesperrten Betriebsart, um die direkte Drehmomentübertragung von dem Motor 14 auf das Getriebe 16 zu ermöglichen, betreibbar. Genauer stellt der Drehmomentwandler in dem entsperrten Zustand eine Fluidkopplung zwischen der Motorabtriebswelle und der Getriebeantriebswelle bereit. In der gesperrten Betriebsart koppelt die TCC die Motorabtriebswelle und die Getriebeantriebswelle zur gemeinsamen Drehung. Im Fall eines Handschaltgetriebes kann die Kupplungsvorrichtung 30 eine Kupplung sein, die durch einen Fahrzeugbetreiber von Hand betätigt wird, um die Motorabtriebswelle und die Getriebeantriebswelle von der gemeinsamen Drehung zu entkoppeln.
Außer dem Steuermodul 20 enthält das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 außerdem Fahrzeugsensoren wie etwa einen Massenluftdurchflussmengensensor (MAF-Sensor) 40, einen Drosselklappenstellungssensor 42, einen Krümmerabsolutdrucksensor (MAP-Sensor) 44, einen Motor-RPM-Sensor 46, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 48 und Fahrzeugbetreibereingabevorrichtungen und -sensoren 50. Außerdem enthält das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 einen Kalibrierungszeitgeber 51.
Der MAF-Sensor 40 ist mit einem Lufteinlass 52 gekoppelt und erzeugt ein MAF-Signal, das den Luftfluss angibt. Der Drosselklappenstellungssensor 42 erzeugt ein Drosselklappenstellungssignal, das die Stellung einer Drosselplatte 54 der Drosselklappe 22 angibt, die über eine der Fahrzeugbetreibereingabevorrichtungen 50 wie etwa ein Fahrpedal gesteuert wird. Der MAP-Sensor 44 erzeugt ein MAP-Signal, das den Druck in dem Einlasskrümmer 24 angibt. Die Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 48 können ein RPM-Signal erzeugen, das die Drehgeschwindigkeit einer Kurbelwelle des Motors 14 angibt. Die Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 48 können einen ins Getriebe eingebauten Sensor 48A und/oder einige weitere Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 48B wie etwa einen ABS-Sensor, der auf die Drehung eines Rads anspricht, enthalten. Die Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 48 oder das Steuermodul 20 erzeugen anhand von Ausgangssignalen davon ein Signal V_VEH der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit, das eine gegenwärtig gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit angibt. Außerdem wird erwartet, dass ein Fahrzeugbeschleunigungssensor zum Überwachen der Fahrzeugbeschleunigung (a_VEH) enthalten sein kann. Alternativ kann das Steuermodul 20 die Fahrzeugbeschleunigung a_VEH auf der Grundlage anderer abgefühlter Betriebsbedingungen berechnen.
Das Steuermodul 20 steuert elektronisch die Stellung einer Drosselplatte 54, um den Luftfluss in den Motor 14 zu regulieren. Außerdem reguliert das Steuermodul 20 auf der Grundlage einer Betreibereingabe den Betrieb des Motors 14 in einer Geschwindigkeitsregelungsbetriebsart (z. B. adaptiv oder Standard). Genauer reguliert das Steuermodul 20 den Betrieb des Motors 14 und des Getriebes 16 zum Beibehalten der Sollgeschwindigkeit, wenn der Betreiber die Geschwindigkeitsregelung einrückt (d. h. ON). Während des Geschwindigkeitsregelungsbetriebs und im Fall eines Automatikgetriebes reguliert das Steuermodul 20 auf der Grundlage der Fahrzeugbetriebsbedingungen die Getriebegangschaltungen und die TCC-Betriebsart. Genauer können Schaltvorgänge auf der Grundlage der Drosselklappenstellung und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V_VEH unter Verwendung eines vorprogrammierten Schaltkennfelds oder einer vorprogrammierten Schalttabelle bestimmt werden.
Die Drosselklappensteuerung bewertet Fahrzeugbetriebsparameter, um zu bestimmen, ob ein Schaltvorgang (z. B. Herunterschalten) erforderlich ist.
Die Fahrzeugbetriebsparameter können einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfehler V_ERR, eine Fahrzeugbeschleunigung a_VEH, einen MAP, eine Motordrehmomentreserve und einen Leistungsverstärkungsbeginn enthalten. Die Motordrehmomentreserve ist als der Betrag des verfügbaren Motordrehmoments über das hinaus definiert, das für ein gegebenes Übersetzungsverhältnis an die Fahrzeugräder geliefert wird.
Im Fall eines Handschaltgetriebes erzeugt oder sperrt die Drosselklappensteuerung nicht das Schalten des Getriebes 16. Stattdessen löst die Geschwindigkeitsdrosselklappenregelung einen Schaltindikator aus, der sichtbar, hörbar oder beides ist und der den Fahrzeugbetreiber darauf hinweist, dass ein Schaltvorgang ausgeführt werden sollte.
Das Steuermodul 20 kann eine Zentraleinheit, Speicher (RAM und/oder ROM) und einen zugeordneten Eingangs- und Ausgangsbus aufweisen oder die Form eines anderen Moduls aufweisen. Das Steuermodul 20 kann ein Teil einer zentralen Fahrzeughauptsteuereinheit, eines interaktivem Fahrzeugdynamikmoduls, eines Leistungssteuermoduls, eines Zünd-Controllers, eines Motorsteuermoduls (ECM), eines Getriebesteuermoduls (TCM), einer Steuerschaltung mit einer Leistungsversorgung, die in einem einzelnen integrierten Controller kombiniert sind, oder wie gezeigt ein eigenständiger Controller sein.
Die Fahrzeugbetreibereingabevorrichtungen und -sensoren 50 enthalten eine oder mehrere Beschleunigungsvorrichtungen 60 und Verzögerungsvorrichtungen 62 wie etwa ein Fahrpedal und ein Bremspedal. Die Beschleunigungs- und die Verzögerungsvorrichtung 60, 62 können einen entsprechenden Beschleunigungs- und Verzögerungssensor 64, 66 wie etwa einen Fahrpedalstellungssensor oder einen Bremspedalstellungssen sor enthalten. Die Fahrzeugbetreibereingabevorrichtungen und -sensoren 50 enthalten eine Geschwindigkeitsregelungsschnittstelle 68 sowie weitere Betreibereingabevorrichtungen und -sensoren 70.
Die Geschwindigkeitsregelungsschnittstelle 68 enthält eine ON/OFF-Steuervorrichtung 80, eine SET/COAST-Steuervorrichtung 82 und eine RESUME/ACCELERATE-Steuervorrichtung 84. Die Steuervorrichtungen 80, 82, 84 können die Form von Schaltern, Druckknöpfen, Schiebereglern oder eine andere Form aufweisen. Die Steuervorrichtungen 80, 82, 84 können Steuersignale liefern, die entweder HIGH oder LOW sind. Wenn z. B. OFF ist, ist das Steuersignal der ON/OFF-Vorrichtung 80 LOW (d. h. 0), und wenn ON ist, ist das Signal der ON/OFF-Vorrichtung 80 HIGH (d. h. 1). Ähnlich sind die Steuersignale der SET/COAST-Vorrichtung 82 und der RESUME/ACCELERATE-Vorrichtung 84 normalerweise LOW (d. h. 0) und HIGH (d. h. 1), wenn sie betätigt oder niedergedrückt sind.
Die ON/OFF-Vorrichtung 80 ermöglicht, dass der Fahrzeugbetreiber das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 mit Leistung versorgt. Die SET/COAST-Vorrichtung 82 ermöglicht, dass der Fahrzeugbetreiber eine Sollgeschwindigkeit im Speicher (S_MEM) oder Leerlauf einstellt, während das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 ON ist. Durch Antippen der SET/COAST-Vorrichtung 82 stellt der Fahrzeugbetreiber die Sollgeschwindigkeit S_MEM auf eine gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit ein. Durch Halten der SET/COAST-Vorrichtung 82 in einer ON-Stellung ist das Fahrzeug im Leerlauf.
Die RESUME/ACCELERATE-Vorrichtung 84 ermöglicht, dass ein Fahrzeugbetreiber die Sollgeschwindigkeit S_MEM von einer anderen Geschwindigkeit wiederaufnimmt oder das Fahrzeug von der Sollgeschwindigkeit S_MEM beschleunigt, während mit dem Geschwindigkeitsregelungssystem 12 in einem ON-Zustand betrieben wird. Zum Beispiel ist das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 ON und drückt der Fahrzeugbetreiber ein Bremspedal nieder, sodass das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 in den deaktiven Zustand versetzt wird. Die RESUME/ACCELERATE-Vorrichtung 84 ermöglicht, dass der Fahrzeugbetreiber das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 aktiviert und den Fahrzeugbetrieb beschleunigt und reguliert, um die vorherige Sollgeschwindigkeit S_MEM beizubehalten. Wenn das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 aktiv ist, kann der Fahrzeugbetreiber die RESUME/ACCELERATE-Vorrichtung 84 niedergedrückt halten, um das Fahrzeug 11 von der Sollgeschwindigkeit S_MEM zu beschleunigen. Zusätzlich kann der Fahrzeugbetreiber die RESUME/ACCE-LERATE-Vorrichtung 84, um die Sollgeschwindigkeit S_MEM um 1,6 km/h (1 mph) zu erhöhen, oder die SET/COAST-Vorrichtung 82, um die Sollgeschwindigkeit S_MEM um 1,6 km/h (1 mph) zu verringern, antippen. Im Folgenden werden weitere Geschwindigkeitsregelungssystem-Betriebsarten beschrieben.
Das DFCO-System 13 enthält das Steuermodul 20 sowie die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 86, eine Kraftstoffpumpe 88 und einen Kraftstofftank 90. Wenn das DFCO-System aktiviert wird, deaktiviert es die Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 86. Die Kraftstoffabschaltungs- und Wiederaufnahmegeschwindigkeit können in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur, vom A/C-Kupplungsstatus und vom Anlassersignal (STA-Signal) veränderlich sein. Wenn Zusatzmotorlasten vorhanden sind, beginnt das Steuermodul 20 die Kraftstoffeinspritzung früher.
Außerdem kann das Fahrzeugsystem 10 weitere Fahrzeugsensoren 92 und Speicher 94 enthalten, die Teil des Geschwindigkeitsregelungs- und des DFCO-Systems 12, 13 sein können. Die Fahrzeugsensoren 92 können einen Fahrzeugniveausensor 96 wie etwa einen Magnetsensor, einen Winkelratensensor, einen Quecksilberschalter, einen Kreiselkompass oder einen anderen Winkelbestimmungssensor enthalten.
Anhand von 2A–B sind für ein auf herkömmliche Weise betriebenes Geschwindigkeitsregelungssystem und im Ergebnis der geneigten Oberfläche 102 eine Seitenansicht, die ein Fahrzeug 100 veranschaulicht, das auf einer geneigten Oberfläche 102 fährt, und ein Signaldiagramm gezeigt. Das Signaldiagramm enthält ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Signaldiagramm 106, ein Sollgeschwindigkeitsdiagramm 108, ein Drosselklappenöffnungs-Signaldiagramm 110 und ein DFCO-Signaldiagramm 112, die in Abhängigkeit von der Zeit gezeigt sind.
2A veranschaulicht einen Maximalwinkel A, einen Minimalwinkel B, einen momentanen Straßenoberflächenwinkel C und einen Bereichswinkel α zwischen den Winkeln A und B, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gespeichert oder erzeugt werden. Die Winkel A, B und C beruhen im Allgemeinen auf und sind relativ zu einer ebenen Oberfläche 114. Die Winkel A und B können vorgegebene Winkel sein, die in dem Speicher 94 gespeichert sein können. Die Werte der Winkel A und B können auf der Grundlage des Fahrzeuggewichts, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Straßenreibung/-bedingungen usw. variieren. Die Winkel A und B können in einem Speicher 94 gespeichert sein. Die Winkel A und B können z. B. unter Verwendung des Verfahrens aus 6 bestimmt werden.
Der Winkel A repräsentiert einen Grenzwert einer steilen Neigung. Wenn der Winkel C einer gegenwärtigen Straßenoberfläche 102 näherungsweise größer als der Winkel A ist, wird die Fahrzeugverzögerung wegen Aktivierung des DFCO-Systems begrenzt. Der Winkel B repräsentiert eine leichte Neigung. Wenn der Winkel C einer gegenwärtigen Straßenoberfläche 102 näherungsweise kleiner als der Winkel B ist, wird das DFCO-System 13 üblicherweise deaktiviert, da der reguläre Geschwindigkeitsregelungsbetrieb die Fahrzeuggeschwindigkeit verringern kann. Der Winkel α identifiziert den Bereich der Straßenoberflächenwinkel, in dem während des regulären Geschwindigkeitsregelungsbetriebs ohne Fahrzeugbetreiberunterbrechungen die Wechselwirkung zwischen der Geschwindigkeitsregelung und der DFCO stattfindet. Somit behandeln die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen die angegebene Wechselwirkung.
2B veranschaulicht den Geschwindigkeitsregelungsbetrieb unter Verwendung herkömmlicher Sollgeschwindigkeitsverfolgungstechniken. Die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit 106 wird näherungsweise auf der Sollgeschwindigkeit 108 und innerhalb eines Fensters 116 gehalten. Das Fenster 116 weist einen oberen Abschnitt 118 und einen unteren Abschnitt 120 auf, die z. B. ±8 km/h (5 mph) repräsentieren können. Eine ansteigende/abschüssige Bedingung kann veranlassen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit außerhalb des Fensters liegt. Eine oder mehrere der hier offenbarten Ausführungsformen sind auf abschüssige Szenarien gerichtet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit wesentlich höher als eine Geschwindigkeitsregelungs-Sollgeschwindigkeit sein kann.
2B veranschaulicht außerdem das Umschalten des Drosselklappenöffnungssignals 110 und des DFCO-Signals 112. Während die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit 106 zunimmt und größer als die Sollgeschwindigkeit 108 wird, wird das Drosselklappenstellungssignal 110 von einem OPEN-Zustand in einen CLOSED-Zustand geschaltet. Ähnlich wird das Drosselklappenstellungssignal 110 von dem CLOSED-Zustand in den OPEN-Zustand geschaltet, wenn die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit 106 abnimmt und kleiner als die Sollgeschwindigkeit 108 wird. Wenn das Drosselklappenöffnungssignal 110 in dem OPEN-Zustand ist, ist das DFCO-Signal 112 in einem OFF-Zustand. Wenn das Drosselklappenstellungssignal 110 in dem CLOSED-Zustand ist, ist das DFCO-Signal 112 in einem ON-Zustand. Wenn das DFCO-Signal 112 in dem OFF-Zustand ist, wird Kraftstoff zu einem Motor fließengelassen. Wenn das DFCO-Signal 112 in einem ON-Zustand ist, wird Kraftstoff nicht zu dem Motor fließengelassen. Dieses häufige Umschalten des DFCO-Signals 12 veranlasst eine ungleichmäßige Fahrzeuggeschwindigkeit über der Zeit.
Anhand von 3A–B sind eine Seitenansicht, die ein Fahrzeug 120 veranschaulicht, das auf einer geneigten Oberfläche 122 fährt und das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 enthält, und ein Signaldiagramm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Das Signaldiagramm enthält ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Signaldiagramm 124, ein Sollgeschwindigkeitsdiagramm 126, ein Geschwindigkeitsregelungs-Signaldiagramm 128 und ein DFCO-Signaldiagramm 130, die in Abhängigkeit von der Zeit gezeigt sind.
3A veranschaulicht einen Maximalwinkel A', einen Minimalwinkel B', einen Winkel C' der gegenwärtigen Straßenoberfläche und einen Bereichswinkel α', die näherungsweise dieselben wie die Winkel A, B, C und α sein können. Die Winkel A', B', α' können in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gespeichert oder erzeugt werden. Die Winkel A', B' können vorgegebene Winkel sein, die in dem Speicher 94 gespeichert sein können. Die Winkel A' und B' können auf der Grundlage des Fahrzeuggewichts, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Straßenreibung/-bedingungen usw. variieren. Die Winkel A' und B' können in einem Speicher 94 gespeichert sein. Die Winkel A' und B können über das Verfahren aus 6 bestimmt werden.
Der Winkel A' repräsentiert wie der Winkel A einen Grenzwert steiler Neigung. Wenn der Winkel C' einer gegenwärtigen Straßenoberfläche 122 relativ zu einer ebenen Oberfläche 123 näherungsweise größer als der Winkel A' ist, ist die Fahrzeugverzögerung wegen Aktivierung des DFCO-Systems begrenzt. Der Winkel B' repräsentiert wie der Winkel B eine leichte Neigung. Wenn der Winkel C' einer gegenwärtigen Straßenoberfläche 122 relativ zu einer ebenen Oberfläche 123 näherungsweise kleiner als der Winkel B' ist, ist das DFCO-System 13 immer deaktiviert. Wenn der Winkel C' zwischen den Winkeln A' und B' liegt, tritt eine Wechselwirkung zwischen der regulären Geschwindigkeitsregelung und dem Betrieb der DFCO für eine reguläre Geschwindigkeitsregelung ohne Fahrzeugbetreiberunterbrechungen auf. Dies wird ebenfalls in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung behandelt.
3B veranschaulicht einen Geschwindigkeitsregelungsbetrieb unter Verwendung herkömmlicher Sollgeschwindigkeits-Verfolgungstechniken. Die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit 124 wird näherungsweise auf der Sollgeschwindigkeit 126 und innerhalb eines Fensters 132 gehalten. Das Fenster 132 weist einen oberen Abschnitt 134 und einen unteren Abschnitt 136 auf, die z. B. ±8 km/h (5 mph) repräsentieren können.
3B veranschaulicht außerdem Übergangszustände eines Geschwindigkeitsregelungssignals 128 und eines DFCO-Signals 130. Für die Ausführungsform aus 3B ist das Geschwindigkeitsregelungssignal 128 als ein Drosselklappenöffnungssignal gezeigt. Obgleich das Geschwindigkeitsregelungssignal 128 und das DFCO-Signal 130 in der Weise gezeigt sind, dass sie zwischen einem OPEN- und einem CLOSED-Zustand und einem ON- und einem OFF-Zustand umgeschaltet werden, können gleichmäßigere Übergänge ausgeführt werden. Zum Beispiel können das Geschwindigkeitsregelungssignal 128 und das DFCO-Signal 130 beim Übergang zwischen den Zuständen hoch- oder herunterlaufen. Der CLOSED-Zustand kann sich näherungsweise auf eine Drosselklappenleerlaufstellung, auf eine Stellung mit vollständig geschlossener Drosselklappe oder auf eine Stellung dazwischen beziehen.
Während die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit 124 für das gezeigte Beispiel abnimmt und kleiner als die Sollgeschwindigkeit 126 wird, verzögert das Steuermodul 20 das Schalten des Geschwindigkeitsregelungssignals 128 aus dem CLOSED-Zustand in den OPEN-Zustand. Eine erste Strichlinie 140 repräsentiert ein Geschwindigkeitsregelungs-/Drosselklappenwinkelsignal ohne Verzögerung. Ein erster verzögert umgeschalteter Übergang 142 des Geschwindigkeitsregelungssignals 128 ist um die Zeit t₁ verzögert. Ähnlich kann das Geschwindigkeitsregelungssignal 128 verzögert und von dem OPEN-Zustand in den CLOSED-Zustand geschaltet werden, wenn das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 124 zunimmt und größer als die Sollgeschwindigkeit 126 wird. Wenn das Drosselklappenstellungssignal in dem OPEN-Zustand ist, ist das DFCO-Signal 130 in einem OFF-Zustand. Wenn das Geschwindigkeitsregelungssignal 128 in dem CLOSED-Zustand ist, ist das DFCO-Signal 130 in einem ON-Zustand. Wenn das DFCO-Signal 130 in dem OFF-Zustand ist, wird Kraftstoff zu einem Motor wie etwa zu dem Motor 14 fließengelassen. Wenn das DFCO-Signal 130 in dem ON-Zustand ist, wird Kraftstoff nicht zu dem Motor fließengelassen.
Wenn als ein Beispiel für jeden Übergang des Geschwindigkeitsregelungssignals 128 derselbe Verzögerungsbetrag verwendet wird, nimmt die Verzögerung zwischen den Übergängen mit der Zeit zu. In der Beispielsausführungsform ist ein dritter Übergang 144 gezeigt und weist eine Verzögerung t₃ auf, die gleich dreimal t₁ oder 3t₁ ist. Es wird angemerkt, dass für jeden Übergang ein anderer Verzögerungsbetrag verwendet werden kann. Obgleich es scheinen kann, dass t3 dreimal t1 ist, entspricht t3 den akkumulierten Verzögerungszeiten über drei Ereignisse. Jeder Übergang kann dieselbe oder eine ähnliche Verzögerung aufweisen. Die Proportional-Integral-Differential-(PID-)Verstärkungen werden so eingestellt, dass sie das ON/OFF-Umschalten für die DFCO verlangsamen, was den Fahrzeuggeschwindigkeitsübergang verzögert.
Das verzögerte Übergehen des Geschwindigkeitsregelungssignals 128 verzögert das Übergangsansprechen des DFCO-Signals 130 und ändert die resultierende Fahrzeuggeschwindigkeit. Eine zweite Strichlinie 150 repräsentiert ein DFCO-Signal ohne Verzögerung. Eine dritte Strichlinie 152 repräsentiert die Fahrzeuggeschwindigkeit ohne verzögerte Übergänge des Geschwindigkeitsregelungs- und des DFCO-Signals. Die verzögerten Übergänge des Geschwindigkeitsregelungssignals 128 und des DFCO-Signals 130 verringern die periodische Häufigkeit der Beschleunigung und Verzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeit 124.
Nunmehr anhand von 4 ist ein Logikablaufplan gezeigt, der ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugsteuersystems veranschaulicht. Obgleich die folgenden Schritte hauptsächlich in Bezug auf die Ausführungsform aus 1 beschrieben werden, können die Schritte leicht geändert werden, um auf andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet zu werden.
In Schritt 200 wird das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 initialisiert. Der Geschwindigkeitsregelungs-ON/OFF-Schalter 80 kann in einen ON-Zustand geschaltet werden. In Schritt 202 bestimmt das Steuermodul 20, ob eine aktive Systemstörung vorhanden ist. Wenn keine Störung vorhanden ist, wird der Schritt 204 ausgeführt, andernfalls kehrt das Steuermodul 20 zu Schritt 200 zurück. In Schritt 204 bestimmt das Steuermodul 20, ob das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 aktiv ist. Es kann ein Geschwindigkeitsregelungseinrücksignal erzeugt werden, das einen eingerückten Zustand angibt. Wenn das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 initialisiert und aktiv ist, arbeitet es in einem Normalzustand. Wenn das Steuermodul 20 aktiv ist, wird der Schritt 206 ausgeführt, andernfalls wird der Schritt 200 ausgeführt.
In Schritt 206 bestimmt das Steuermodul 20, ob eine Fahrzeugbetreibereingabe empfangen wird. Die Fahrzeugbetreibereingabe kann in Form eines Anforderungsbefehlssignals und/oder eines Einstellbefehlssignals sein. Eine Fahrzeugbetreibereingabe kann z. B. von irgendeiner der Eingabevorrichtungen 50 sein. Wenn eine Fahrzeugbetreibereingabe empfangen worden ist, wird der Schritt 208 ausgeführt, andernfalls wird der Schritt 210 ausgeführt.
In Schritt 208 arbeitet das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 in dem Normalzustand. Während das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 in dem Normalzustand ist, hält es eine gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit V(t) mit Fahrzeugbetreibereingaben oder Unterbrechungen auf einer Einstellsollgeschwindigkeit S.
Nunmehr außerdem anhand von 5 ist ein Beispielfunktionsblock- und -Signalflussplan eines PID-Geschwindigkeitsregelungssystems 160 gezeigt.
Das PID-Geschwindigkeitsregelungssystem 160 enthält einen Sollwert, der gleich der Sollgeschwindigkeit S sein kann. Außerdem enthält das PID-Geschwindigkeitsregelungssystem 160 eine Rückkopplungsschleife 162. Die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit V(t) wird über einen ersten Summierer 164 rückgekoppelt und subtrahiert, um ein Fehlersignal e(t) zu liefern, wie es durch Gleichung 1 gegeben ist. e(t) = S – V(t) (1)
Die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit V(t) ist eine Funktion des Geschwindigkeitsregelungs-Befehlssignals U(t). Das Geschwindigkeitsregelungssignal U(t) beruht auf einem Proportionalbeitrag P_contrib, der durch ein Proportionalmodul 166 erzeugt wird, auf einem Integralbeitrag I_contrib, der durch ein Integralmodul 168 erzeugt wird, und auf einem Differentialbeitrag D_contrib, der durch ein Differentialmodul 170 erzeugt wird. Die Beiträge P_contrib, I_contrib, D_contrib werden über einen zweiten Summierer 172 miteinander summiert, um ein Geschwindigkeitsregelungssignal U(t) zu liefern, und beruhen auf dem Fehlersignal e(t), wie es durch Gleichung 2 geliefert wird. Die Summierer 164, 172 und die Module 166–172 der Beiträge P_contrib, I_contrib, D_contrib können als Teil des Steuermoduls 20 enthalten oder durch das Steuermodul 20 zugänglich sein. U(t) = Pcontrib + Icontrib + Dcontrib (2)
Die Beiträge P_contrib, I_contrib, D_contrib werden durch die Gleichungen 3–5 geliefert, wobei K_p, T_i und T_d eine Proportional-PID-Verstärkungsfaktorkonstante, eine Integralzeitkonstante und eine Differentialzeitkonstante sind, die zum Abstimmen des PID-Geschwindigkeitsregelungssystems 160 verwendet werden. Pcontrib = Kpe(t) (3)
Die Summe der Beiträge P_contrib, I_contrib, D_contrib wird an ein Prozessmodul 174 geliefert. Das Prozessmodul 174 kann z. B. ein Drosselklappensteuermodul wie etwa das Steuermodul 20, das ein Drosselklappensteuersignal erzeugt, repräsentieren und enthalten. Ferner kann das Prozessmodul 174 eine Drosselklappe wie etwa die Drosselklappe 22 enthalten, die ein Drosselklappensteuersignal empfängt. Die Drosselklappenstellung kann anhand des Geschwindigkeitsregelungssignals U(t) angepasst werden, das die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit V(t) beeinflusst. Das Geschwindigkeitsregelungssignal U(t) kann in Standardform repräsentiert werden, wie es durch Gleichung 6 geliefert wird. Das Geschwindigkeitsregelungssignal U(t) kann in paralleler Form repräsentiert werden, wobei die Konstanten
und K_pT_d durch reguläre Geschwindigkeitsregelungskalibrierungs-PID-Verstärkungsparameter k_p, k_i und k_d, wie sie durch Gleichung 7 geliefert werden, ersetzt sind.
Die Verstärkungsparameter k_p, k_i und k_d werden durch die Gleichungen 8–10 geliefert. kp = Kp (8)
In Schritt 210 erfasst das Steuermodul 20 abschüssige Bedingungen.
Nunmehr außerdem anhand von 6 ist ein Logikablaufplan gezeigt, der ein Verfahren zum Erfassen geneigter Oberflächenbetriebsbedingungen veranschaulicht. In Schritt 210A empfängt und vergleicht das Steuermodul 20 ein erstes Fahrzeuggeschwindigkeitssignal mit der Sollgeschwindigkeit S, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug 11 auf oder über einer leicht geneigten Oberfläche fährt. Die Sollgeschwindigkeit S wird von dem ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssignal subtrahiert, um ein erstes Differenzsignal zu erzeugen. Wenn das erste Differenzsignal größer als ein erster vorgegebener Differenzwert I ist, führt das Steuermodul 20 den Schritt 210B aus, während andernfalls der Schritt 210C ausgeführt wird. Der erste Differenzwert I kann zu einem Minimalwinkelgrenzwert B wie etwa zu dem Winkelgrenzwert gehören und/oder ihm zugeordnet sein oder dazu verwendet werden zu bestimmen, ob das Fahrzeug auf oder über einer leicht geneigten Oberfläche fährt. Wenn die Oberfläche nicht steiler als eine Oberfläche mit dem Winkel B ist, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht wesentlich kleiner als die Sollgeschwindigkeit sein und ist die DFCO OFF.
Wenn in Schritt 210E ein Geschwindigkeitsregelungs/Drosselklappenstellungssignal in einem CLOSED-Zustand ist und ein DFCO-Signal in einem ON-Zustand ist, wird der Schritt 210D ausgeführt, andernfalls wird der Schritt 210C ausgeführt.
In Schritt 210C wird die betriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelung in einem gesperrten Zustand gehalten. Nach Abschluss des Schritts 210C wird der Schritt 212 ausgeführt.
In Schritt 210D empfängt das Steuermodul 20 ein zweites Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und vergleicht es mit der Sollgeschwindigkeit S, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug auf oder über einer steil geneigten Oberfläche fährt. Die Sollgeschwindigkeit S wird von dem zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssignal subtrahiert, um ein zweites Differenzsignal zu erzeugen. Wenn das zweite Differenzsignal kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert II ist, wird der Schritt 210E ausgeführt, andernfalls wird der Schritt 210C ausgeführt. Der zweite Differenzwert II kann zu einem Maximalwinkelgrenzwert wie etwa zu dem Maximalwinkelgrenzwert A gehören und/oder ihm zugeordnet sein. Wenn die Oberfläche steiler als eine Oberfläche mit dem Winkel A ist, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch sein, nachdem die DFCO ON ist, wobei der Fahrzeugbetreiber Maßnahmen zum Anpassen der Fahrzeuggeschwindigkeit ergreifen kann.
In Schritt 210E wird die betriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelung freigegeben. Nach Abschluss des Schritts 210E wird der Schritt 212 ausgeführt.
In Schritt 212 bestimmt das Steuermodul 20, ob der betriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelungsbetrieb freigegeben ist. Wenn der betriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelungsbetrieb freigegeben ist, wird der Schritt 214 ausgeführt, andernfalls wird der Schritt 220 ausgeführt.
In Schritt 214 bestimmt das Steuermodul 20 Kompensationswerte für die angepassten PID-Verstärkungsparameter k_p', k_i', k_d'. In Schritt 214A wird ein erster Kalibrierungswert C_p bestimmt. In Schritt 214B wird ein zweiter Kalibrierungswert C_i bestimmt. In Schritt 214C wird ein dritter Kalibrierungswert C_d bestimmt. Die Kompensationswerte C_p, C_i, C_d werden auf der Grundlage eines gegenwärtigen Winkels der geneigten Oberfläche proportional erzeugt. Der Winkel der geneigten Oberfläche kann indirekt auf der Grundlage der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit S oder direkt von dem Pegelsensor 96 bestimmt werden. Die Kompensationswerte C_p, C_i, C_d können auf der Grundlage von Fahrzeugparametern wie etwa der gegenwärtigen Drosselklappenstellung, einer Motordrehzahl oder anderen Fahrzeugparametern bestimmt werden und auf ihnen beruhen.
In Schritt 215 werden die angefassten PID-Verstärkungsparameter k_p', k_i', k_d' erzeugt. Die Kompensationswerte C_p, C_i, C_d werden wie durch Gleichung 11–13 gezeigt mit den jeweiligen Verstärkungsfaktoren k_p, k_i, k_d multipliziert. Die angepassten PID-Verstärkungsparameter k_p', k_i', k_d' können an das Prozessmodul 174 geliefert oder in ihm erzeugt werden.
In Schritt 216 wird die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit V(t) als Funktion des Geschwindigkeitsregelungs-Befehlssignals U(t) auf der Grundlage der angepassten Verstärkungsparameter k_p', k_i', k_d' angepasst.
Das aktualisierte Geschwindigkeitsregelungs-Befehlssignal U'(t) kann wie durch Gleichung 14 gegeben repräsentiert werden.
Nunmehr außerdem anhand von 7 ist ein Logikablaufplan gezeigt, der ein Verfahren zum Erfassen betriebsunterbrechender Sperrbedingungen veranschaulicht. In Schritt 217A prüft das Steuermodul 20, ob das DFCO-Signal von dem ON-Zustand in den OFF-Zustand übergeht. Wenn das DFCO-Signal von dem ON-Zustand in den OFF-Zustand übergeht, wird der Schritt 217B ausgeführt, andernfalls wird der Schritt 218 ausgeführt.
Wenn das DFCO-Signal in Schritt 217B in dem OFF-Zustand ist und wenn die Fahrzeugstrecke, die in dem OFF-Zustand gefahren wird, größer als ein dritter vorgegebener Wert III ist, wird der Schritt 217C ausgeführt, andernfalls wird der Schritt 218 ausgeführt. In Schritt 217C wird die betriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelung gesperrt. Nach Abschluss von Schritt 217C wird Schritt 218 ausgeführt.
In Schritt 218 prüft das Steuermodul 20, ob die betriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelung gesperrt ist. Wenn die betriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelung gesperrt ist, wird der Schritt 220 ausgeführt, andernfalls schleift die Steuerung zu Schritt 216 zurück. In Schritt 220 werden die Kompensationswerte C_p, C_i, C_d für den normalen Geschwindigkeitsregelungs-PID-Verstärkungsbetrieb auf gleich eins (1) zurückgesetzt. Das Zurücksetzen kann für einen gleichmäßigen Übergang ratenbegrenzt sein. Nach Abschluss des Schritts 220 führt das Steuermodul 20 den Schritt 208 aus.
Die oben beschriebenen Schritte sollen veranschaulichende Beispiele sein; die Schritte können je nach Anwendung aufeinanderfolgend, synchron, gleichzeitig oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden.
Wieder anhand von 1 kann das Geschwindigkeitsregelungssystem 12 ebenfalls in irgendeiner der folgenden verschiedenen Betriebsarten arbeiten, einschließlich: Gesperrt, Bereitschaft gesperrt, Bereitschaft freigegeben, Eingerückt, Wiederaufnehmen, Übergeschwindigkeit wiederaufnehmen, Beschleunigen von eingerückt, Beschleunigen von Bereitschaft freigegeben, Leerlauf, Antippen nach oben und nach unten. Wiederaufnehmen, Übergeschwindigkeit wiederaufnehmen, Beschleunigen von eingerückt, Beschleunigen von Bereitschaft, Freigegeben, Leerlauf, Antippen nach oben und nach unten sind Übergangsbetriebsarten.
In der gesperrten Betriebsart ist der ON/OFF-Schalter 80 in dem OFF-Zustand, ist die Geschwindigkeitsregelung nicht funktional und ist die Sollgeschwindigkeit S_MEM gelöscht. In der Bereitschaft-gesperrt-Betriebsart tritt die Geschwindigkeitsregelung aus der gesperrten Betriebsart aus, wenn der ON/OFF-Schalter 80 in dem ON-Zustand ist und das Sicherheitsmerkmal des Bremsens vor Geschwindigkeitsregelungsbetrieb erfüllt ist. Das Sicherheitsmerkmal des Bremsens vor Geschwindigkeitsregelungsbetrieb stellt sicher, dass Bremseingaben richtig in die PI-Steuerung bzw. -Regelung gelesen werden. In der Bereitschaft-Freigegeben-Betriebsart ist der ON/OFF-Schalter 80 in dem ON-Zustand und sind das Einstellen/Leerlauf- und das Wiederaufnehmen/Beschleunigen-Signal null.
Die Geschwindigkeitsregelung geht auf der fallenden Flanke des Einstellen/Leerlauf-Signals von der Bereitschaft-Freigegeben-Betriebsart in die eingerückte Betriebsart über. Mit anderen Worten, die Geschwindigkeitsregelung tritt von irgendeiner Übergangsbetriebsart (d. h. Wiederaufnehmen, Übergeschwindigkeit wiederaufnehmen, Beschleunigen von eingerückt, Beschleunigen von Bereitschaft freigegeben, Leerlauf, Antippen nach oben oder nach unten) auf der fallenden Flanke des Einstellen/Leerlauf- oder Wiederaufnehmen/Beschleunigen-Signals in die eingerückte Betriebsart ein. In der eingerückten Betriebsart hält die PI-Steuerung die Fahrzeuggeschwindigkeit S_VEH auf der Sollgeschwindigkeit S_MEM. Wenn von den Betriebsarten Bereitschaft freigegeben, Beschleunigen von eingerückt, Leerlauf oder Beschleunigen von Bereitschaft freigegeben in die eingerückte Betriebsart eingetreten wird, wird die Sollgeschwindigkeit S_MEM gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit S_VEH eingestellt.
In der Wiederaufnehmen-Betriebsart nimmt die PI-Steuerung die letzte Sollgeschwindigkeit S_MEM wieder auf (d. h. beschleunigt zu ihr). Von der Beschleunigen-Betriebsart oder von der Bereitschaft-freigegeben-Betriebsart wird in die Wiederaufnehmen-Betriebsart eingetreten, wenn ein Zeitgeber kleiner als eine Übergangszeit (T_RESACC) vom Wiederaufnehmen zum Beschleunigen ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit S_VEH kleiner als die Sollgeschwindigkeit S_MEM ist (d. h. eine Untergeschwindigkeitsbedingung). Falls der Zeitgeber größer oder gleich T_RESACC ist und die fallende Flanke des Wiederaufnehmen/Beschleunigen-Signals auftritt, wird von der Übergeschwindigkeit-wiederaufnehmen-Betriebsart in die Wiederaufnehmen-Betriebsart eingetreten. Alternativ wird von der Übergeschwindigkeit-Wiederaufnehmen-Betriebsart in die Wiederaufnehmen-Betriebsart eingetreten, wenn der Zeitgeber kleiner als T_RESACC ist, die fallende Flanke des Wiederaufnehmen/Beschleunigen-Signals auftritt und die Fahrzeuggeschwindigkeit S_VEH kleiner als die Sollgeschwindigkeit S_MEM ist.
In der Übergeschwindigkeit-wiederaufnehmen-Betriebsart verzögert die PI-Steuerung das Fahrzeug auf die letzte Sollgeschwindigkeit S_MEM. In die Übergeschwindigkeit-wiederaufnehmen-Betriebsart wird von der Bereitschaft-freigegeben-Betriebsart auf der fallenden Flanke des Wiederaufnehmen/Beschleunigen-Signals eingetreten, wenn S_ERROR größer als ein maximaler zugeteilter Fehler (E_MAX), damit die Geschwindigkeitsregelung von der Bereitschaft-Freigegeben-Betriebsart in die Beschleunigen-Betriebsart geht, ist.
In die Beschleunigen-von-eingerückt-Betriebsart wird eingetreten, wenn der RESUME/ACCELERATE-Schalter 84 niedergedrückt wird und wenn ein Zeitgeber größer als ein Zeitschwellenwert (T_TAPUPTRANS) vom Antippen nach oben zur Beschleunigung ist. In der Beschleunigen-von-eingerückt-Betriebsart beschleunigt die PI-Steuerung das Fahrzeug, bis der Wiederaufnehmen/Beschleunigen-Schalter 84 losgelassen wird. Die Beschleunigen-von-eingerückt-Betriebsart beeinflusst nicht die Sollgeschwindigkeit S_MEM.
In der Beschleunigen-von-Bereitschaft-freigegeben-Betriebsart bleibt die PI-Steuerung in dieser Betriebsart, bis der RESUME/ACCELERATE-Schalter 84 losgelassen wird. Wenn der Wiederaufnehmen/Beschleunigen-Schalter 84 losgelassen wird, tritt die PI-Steuerung in die Wiederaufnehmen-Betriebsart ein und beschleunigt das Fahrzeug, bis die Sollgeschwindigkeit S_MEM erreicht ist. In die Beschleunigen-von-Bereitschaft-Betriebsart wird auf der steigenden Flanke des Signals des Wiederaufnehmen/Beschleunigen-Schalters eingetreten, wenn der S_ERROR kleiner als ein maximaler Fehler (S_ERRORMAX) ist. Die Beschleunigen-von-Bereitschaft-Freigegeben-Betriebsart beeinflusst S_MEM nicht.
In die Leerlauf-Betriebsart wird von der Wiederaufnehmen-Betriebsart auf der fallenden Flanke des Signals des Einstellen/Leerlauf-Schalters eingetreten. In die Leerlauf-Betriebsart wird von der Betriebsart des Antippens nach unten eingetreten, wenn das Einstellen/Leerlauf-Signal hoch ist und ein Zeitgeber größer als ein Zeitschwellenwert (T_TAPDWNCST) des Übergangs vom Antippen nach unten zum Leerlauf ist. In der Leerlaufbetriebsart ist die Drosselöffnungsfläche verringert und verzögert das Fahrzeug, bis der Einstellen/Leerlauf-Schalter losgelassen wird. Die Leerlauf-Betriebsart beeinflusst nicht die Sollgeschwindigkeit S_MEM.
Die Betriebsart des Antippens nach oben erhöht die Fahrzeuggeschwindigkeit um 1,6 km/h (1 mph). In die Betriebsart des Antippens nach oben wird von den Betriebsarten Übergeschwindigkeit wiederaufnehmen, Antippen nach unten, Beschleunigen von eingerückt, Antippen nach oben, eingerückt oder Leerlauf eingetreten, wenn die steigende Flanke des Signals des RESUME/ACCELERATE-Schalters 84 auftritt. Außerdem inkrementiert die PI-Steuerung die Sollgeschwindigkeit S_MEM um einen km/h (eine mph). Umgekehrt verringert die Betriebsart des Antippens nach unten die Fahrzeuggeschwindigkeit um 1,6 km/h (1 mph). In die Betriebsart des Antippens nach unten wird von den Betriebsarten Antippen nach unten, Antippen nach oben, eingerückt, Beschleunigen von eingerückt oder Beschleunigen von Bereitschaft freigegeben eingetreten, wenn die steigende Flanke des Signals des Einstellen/Leerlauf-Schalters auftritt. Außerdem dekrementiert die PI-Steuerung die Sollgeschwindigkeit S_MEM um einen km/h (eine mph). Die Betriebsarten Antippen nach oben und unten treten in 1-Sekunde-Inkrementen auf. Nach Ablauf von 1 Sekunde, nachdem der entsprechende Schalter angetippt worden ist, kehrt die Geschwindigkeitsregelungsbetriebsart zu Eingerückt mit der Sollgeschwindigkeit S_MEM ±1,6 km/h (1 mph) zurück.
Für den Fachmann auf dem Gebiet ist nun aus der vorstehenden Beschreibung klar, dass die umfassenden Lehren der Offenbarung in einer Vielzahl von Formen realisiert werden können. Obgleich diese Offenbarung bestimmte Beispiele enthält, sollte der wahre Umfang der Offenbarung somit darauf nicht beschränkt sein, da weitere Änderungen für den erfahrenen Praktiker beim Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche hervorgehen.

Claims

Fahrzeugsteuersystem, das umfasst: einen Sensor, der ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugt; ein Geschwindigkeitsregelungssystem, das ein Geschwindigkeitsregelungssignal erzeugt, um ein Fahrzeug auf einer Sollgeschwindigkeit zu halten; ein Steuermodul, das das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal mit dem Sollgeschwindigkeitssignal vergleicht und verschiedene Geschwindigkeitsregelungsverstärkungen berechnet, um dem Geschwindigkeitsregelungs-Befehlssignal zugeordnete Änderungen der Drosselklappenstellung zu verzögern, wenn das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal größer als die Sollgeschwindigkeit ist.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, das ein Kraftstoffabschaltsystem umfasst, das ein Kraftstoffsignal zum Verringern der Kraftstoffzufuhr zu einem Motor erzeugt, wobei das Steuermodul eine Zeitdauer zwischen verschiedenen Kraftstoffverringerungszuständen des Kraftstoffsignals auf der Grundlage der Verzögerung anpasst.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuermodul Kompensationswerte für Geschwindigkeitsregelungs-Proportional-Integral-Differential-(PID-)Verstärkungsparameter berechnet und die Verzögerung auf der Grundlage der Kompensationswerte erhöht.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 3, bei dem das Steuermodul die Kompensationswerte auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit berechnet.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuermodul die Kompensationswerte berechnet und die Proportional-Integral-Differential-(PID-)Verstärkungsparameter des Geschwindigkeitsregelungssystems auf der Grundlage der Kompensationswerte anpasst.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuermodul die Verzögerung zwischen einem HIGH- und einem LOW-Zustand einer Drosselklappe erhöht.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuermodul eine betriebsunterbrechende Sperrbedingung erfasst und die Drosselklappen-betriebsunterbrechende Steuerung auf der Grundlage der betriebsunterbrechenden Sperrbedingung sperrt.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuermodul die Drosselklappen-betriebsunterbrechende Steuerung sperrt, wenn die beiden Bedingungen A und B wahr sind: A) ein Kraftstoffverringungssignal ist in einem OFF-Zustand; und B) eine zurückgelegte Fahrzeugstrecke ist größer als ein Schwellenwert.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuermodul einen zweiten Vergleich zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Ziel ausführt und ein Differenzsignal erzeugt und bei dem das Steuermodul eine Drosselklappen-betriebsunterbrechende Steue rung freigibt, wenn das Differenzsignal kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugsteuersystems, umfassend: Erzeugen eines Fahrzeugbetreiber-Drosselklappeneingangssignals; Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals; Vergleichen des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals mit einer Sollgeschwindigkeit und Erzeugen eines ersten Differenzsignals; Freigeben einer Drosselklappen-betriebsunterbrechenden Geschwindigkeitsregelung, wenn das erste Differenzsignal größer als ein erster vorgegebener Wert ist; und Anpassen des Geschwindigkeitsregelungsbetriebs und Berechnen verschiedener Geschwindigkeitsregelungsverstärkungen zum Verzögern verschiedener Drosselklappenzustände eines Geschwindigkeitsregelungssignals auf der Grundlage der Drosselklappenbetriebsunterbrechenden Geschwindigkeitsregelung.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Verzögern einer Zeitdauer zwischen Kraftstoffverringerungszuständen eines Kraftstoffabschaltsignals auf der Grundlage der Zunahme umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, das das Verringern des Kraftstoffabschaltsignalumschaltens auf der Grundlage der Verzögerung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst: Berechnen von Kompensationswerten für Geschwindigkeitsregelungs-Proportional-Integral-Differential-(PID-)Verstärkungsparameter; und Ausführen von Geschwindigkeitsregelungsaufgaben mit den kompensierten Werten.
Verfahren nach Anspruch 10, das umfasst: Berechnen von Kompensationswerten auf der Grundlage eines Winkels einer geneigten Oberfläche; und Anpassen von Geschwindigkeitsregelungs-Proportional-Integral-Differential-(PID-)Verstärkungsparametern auf der Grundlage der Kompensationswerte.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst: Erzeugen eines Drosselklappenstellungssignals; Erzeugen eines Kraftstoffverringerungssignals; und Freigeben einer Drosselklappen-betriebsunterbrechenden Geschwindigkeitsregelung, wenn eine Drosselklappe in einer Leerlaufstellung ist und das Kraftstoffverringerungssignal in einem ON-Zustand ist.
Verfahren nach Anspruch 10, das umfasst: Erzeugen eines Kraftstoffverringerungssignals; Bestimmen der gefahrenen Fahrzeugstrecke; und Sperren der Drosselklappen-betriebsunterbrechenden Steuerung auf der Grundlage des Kraftstoffverringerungssignals und der gefahrenen Fahrzeugstrecke.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner umfasst: Ausführen eines zweiten Vergleichs zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Ziel und Erzeugen eines zweiten Differenzsignals; und Freigeben der Drosselklappen-betriebsunterbrechenden Steuerung, wenn das zweite Differenzsignal kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert ist.
Fahrzeugsteuersystem, das umfasst: ein Geschwindigkeitsregelungssystem, das ein Fahrzeug auf einer Sollgeschwindigkeit hält; einen Sensor, der ein Drosselklappenstellungssignal erzeugt; und ein Steuermodul, das ein Kraftstoffsignal erzeugt; wobei das Steuermodul ermöglicht, dass die Drosselklappenbetriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelung ein Geschwindigkeitsregelungs-Befehlssignal ändert, wenn das Drosselklappenstellungssignal angibt, dass eine Drosselklappe in einer Leerlaufstellung ist, und wenn das Kraftstoffsignal eine Verringerung der Kraftstoffzufuhr zu einem Motor angibt.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 18, bei dem das Kraftstoffsignal auf der Grundlage der Motorbremsung und/oder der Motordrehzahl und/oder der Drosselklappenstellung erzeugt wird.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 18, bei dem das Steuermodul einen zweiten Vergleich zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Ziel ausführt und ein zweites Differenzsignal erzeugt und bei dem das Steuermodul die Drosselklappen-betriebsunterbrechende Geschwindigkeitsregelung freigibt, wenn das zweite Differenzsignal kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert ist.