DE102011005000A1 - Geschwindigkeitsabregelung zur Vermeidung des Überschreitens einer Maximalgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Geschwindigkeitsabregelung zur Vermeidung des Überschreitens einer Maximalgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine elektronische Geschwindigkeitsabregelung zur Vermeidung des Überschreitens einer Maximalgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Elektrofahrzeugs mit elektrischem Antriebsmotor. Hierbei ist die Geschwindigkeitsabregelung eingerichtet, ein die Neigung (Steigung oder Gefälle) der Fahrstrecke in Fahrzeuglängsrichtung kennzeichnendes Neigungssignal zu berücksichtigen. Durch Berücksichtigung der Neigung kann gewährleistet werden, dass auch bei größerer Steigung der Maximalgeschwindigkeit erreicht wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Geschwindigkeitsabregelung zur Vermeidung des Überschreitens einer Maximalgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs.
  • Kraftfahrzeuge mit sehr leistungsstarken Verbrennungsmotoren werden häufig zur Vermeidung des Überschreitens einer Maximalgeschwindigkeit v_max (beispielsweise v_max = 250 km/h) elektronisch abgeregelt. Die elektronische Abregelung bewirkt dabei typischerweise eine Begrenzung des Drehmoments kurz unterhalb der maximalen Geschwindigkeit (beispielsweise 5 km/h oder 20 km/h unter v_max), so dass ein weiterer Geschwindigkeitsanstieg gehemmt wird.
  • Bei Elektrofahrzeugen ist aufgrund des Bauteilschutzes der elektrischen Antriebsmaschine eine ausreichend genaue Abregelung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine Maximalgeschwindigkeit notwendig, beispielsweise auf v_max = 150 km/h, um ein Überdrehen der elektrischen Antriebsmaschine und somit Bauteilschäden zu vermeiden.
  • Nachteilig an konventionellen Konzepten zur elektronischen Geschwindigkeitsabregelung ist, dass bei einer hinreichend großen Steigung der Fahrstrecke (beispielsweise an einem Berg) die Maximalgeschwindigkeit unter Umständen nicht erreicht werden kann, da in diesem Fall der Fahrwiderstand aufgrund des großen Steigungswiderstands groß ist und das durch die Geschwindigkeitsabregelung begrenzte Drehmoment angesichts des großen Fahrwiderstands nicht zum Erreichen der Maximalgeschwindigkeit ausreicht. Umgekehrt kann bei einem hinreichend großen Gefälle der Fahrstrecke die Maximalgeschwindigkeit trotz aktiver Geschwindigkeitsabregelung deutlich überschritten werden, da der Fahrwiderstand aufgrund des negativen Steigungswiderstands gering ist und die Begrenzung des Drehmoments angesichts des geringen Fahrwiderstands nicht zum Begrenzen der Fahrzeuggeschwindigkeit auf die vorgegebene Maximalgeschwindigkeit ausreicht.
  • Ferner ist es möglich, dass bei extremen Fahrsituationen (beispielsweise bei einem entsprechend niedrigen Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn, bei welchem die Räder durchdrehen, oder bei Betrieb des Fahrzeugs auf einer Hebebühne ohne Bodenkontakt der Räder) eine sehr hohe momentane Drehzahl-Änderungsrate oder Geschwindigkeits-Änderungsrate auftritt. Hierdurch kann die Geschwindigkeit deutlich die Maximalgeschwindigkeit im Sinne eines Überschwingens überschreiten.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, vorliegend diskutierte Nachteile einer konventionellen elektronischen Geschwindigkeitsabregelung auszuräumen.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine elektronische Geschwindigkeitsabregelung zur Vermeidung des Überschreitens einer Maximalgeschwindigkeit eines einen Antriebsmotor umfassenden Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Elektrofahrzeugs mit elektrischem Antriebsmotor. Hierbei ist die Geschwindigkeitsabregelung eingerichtet, ein die Neigung (Steigung oder Gefälle) der Fahrstrecke in Fahrzeuglängsrichtung kennzeichnendes Neigungssignal zu berücksichtigen.
  • Durch Berücksichtigung der Neigung kann gewährleistet werden, dass auch bei größerer Steigung die Maximalgeschwindigkeit erreicht werden kann. Es kann so verhindert werden, dass die Geschwindigkeitsabregelung bei einer entsprechend großen Steigung unterhalb der Maximalgeschwindigkeit zu stark geschwindigkeitshemmend wirkt. Wenn eine Steigung erkannt wird, wird verhindert, dass die Regelung das Antriebsmoment zu stark einschränkt, und so auch bergauf die Maximalgeschwindigkeit erreicht wird.
  • Außerdem kann umgekehrt verhindert werden, dass die Maximalgeschwindigkeit bei einem größeren Gefälle deutlich überschritten wird.
  • Das Neigungssignal kann beispielsweise mit Hilfe eines Neigungssensors bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Neigungssignal auch mit Hilfe eines kartenbasierten Navigationssystems bestimmt werden (beispielsweise durch Auslesen von in einer elektronischen Karte des Navigationssystems gespeicherter Höheninformation oder durch Höhenmessung mit einem GPS-Empfänger des Navigationssystems).
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Neigung in Abhängigkeit einzelner Komponenten des Fahrwiderstands (Luftwiderstand, Reibwiderstand, Beschleunigungswiderstand) und der Antriebskraft berechnet werden. Beispielsweise kann die Beziehung FAntrieb = FLuft + FBeschleunigung + FReibung + FSteigung mit FSteigung = mFahrzeug·g·sinα bei Kenntnis der Antriebskraft FAntrieb, des Luftwiderstands FLuftwiderstand, des Beschleunigungswiderstands FSeschleunigung, des Reibungswiderstands FReibung, der Fahrzeugmasse mFahrzeug nach dem Neigungswinkel α aufgelöst werden, so dass in Abhängigkeit der sich hierdurch ergebenden Gleichung ein Neigungswinkel α berechnet werden kann. Statt Kraftgrößen können auch Momentengrößen verwendet werden.
  • Vorzugsweise ist der Einfluss der Geschwindigkeitsabregelung auf die Fahrzeuggeschwindigkeit nahe der Maximalgeschwindigkeit bei einem Neigungssignal, welches eine gewisse Steigung der Fahrstrecke anzeigt, geringer als bei einem Neigungssignal, welches keine Steigung anzeigt. Analog ist vorzugsweise der Einfluss der Geschwindigkeitsabregelung auf die Fahrzeuggeschwindigkeit nahe der Maximalgeschwindigkeit bei einem Neigungssignal, welches ein gewisses Gefälle der Fahrstrecke anzeigt, größer als bei einem Neigungssignal, welches kein Gefälle anzeigt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Begrenzung des Antriebsmoments in Abhängigkeit des Neigungssignals vorgesehen.
  • Hierzu wird ein maximales Antriebsmoment in Abhängigkeit des Neigungssignals bestimmt. Dieses maximale Antriebsmoment wird dann zur Begrenzung des Antriebsmoments herangezogen. Das maximale Antriebsmoment wird vorzugsweise in Abhängigkeit der Differenz zwischen der Maximalgeschwindigkeit und einer tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt.
  • Hierbei ist das maximale Antriebsmoment vorzugsweise in der Weise von dem Neigungssignal abhängig, dass bei einem Neigungssignal, welches eine gewisse Steigung der Fahrstrecke anzeigt, das maximale Antriebsmoment größer ist als bei einem Neigungssignal, welches keine Steigung anzeigt (beispielsweise wenn sich das Fahrzeug in der Ebene bewegt). Hierbei wird vorausgesetzt, dass die Geschwindigkeitsabweichung zwischen Maximalgeschwindigkeit und aktueller Geschwindigkeit in beiden Fällen gleich ist. Mit anderen Worten: Bei zunehmender Steigung und sonst gleichen Bedingungen nimmt das maximale Antriebsmoment zu.
  • In analoger Weise kann natürlich auch zusätzlich oder auch stattdessen vorgesehen sein, dass bei einem Neigungssignal, welches ein gewisses Gefälle der Fahrstrecke anzeigt, das maximale Antriebsmoment kleiner ist als bei einem Neigungssignal, welches kein Gefälle anzeigt. Mit anderen Worten: Bei zunehmendem Gefälle und sonst gleichen Bedingungen nimmt das maximale Antriebsmoment ab.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Geschwindigkeitsabregelung, welche eingerichtet ist, ein die zeitliche Änderungsrate der Geschwindigkeit oder der Drehzahl kennzeichnendes Änderungssignal zu berücksichtigen. Dazu umfasst die Geschwindigkeitsabregelung vorzugswiese Mittel, welche ein die zeitliche Änderungsrate der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Drehzahl (beispielsweise der Kurbelwelle) kennzeichnendes Änderungssignal bestimmen.
  • Durch Berücksichtigung der Änderungsrate der Geschwindigkeit/Drehzahl bei der Geschwindigkeitsabregelung kann verhindert werden, dass bei extremen Fahrsituationen mit einer sehr hohen momentanen Drehzahl-Änderungsrate oder Geschwindigkeits-Änderungsrate die Geschwindigkeit deutlich die Maximalgeschwindigkeit im Sinne eines Überschwingens überschreitet. Die Regelung kann durch Berücksichtigung dieser Information also rechtzeitig aktiv werden, damit ein starkes Überschreiten der Maximalgeschwindigkeit und damit einer Maximaldrehzahl vermieden wird. Beispielsweise kann die Regelung schon bei einer im Vergleich zu einer konventionellen Abregelung geringeren Geschwindigkeit unterhalb der Maximalgeschwindigkeit eingreifen (beispielsweise 20 km/h unterhalb v_max statt 5 km/h unterhalb v_max), um ein deutliches Überschreiten der Maximaldrehzahl zu verhindern.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Begrenzung des Antriebsmoments in Abhängigkeit des Änderungssignals vorgesehen.
  • Dazu wird ein maximales Antriebsmoment in Abhängigkeit des Änderungssignals bestimmt. Dieses maximale Antriebsmoment wird dann zur Begrenzung des Antriebsmoments herangezogen.
  • Die Geschwindigkeitsabregelung umfasst vorzugsweise einen Regler mit einem P-Regleranteil (P – proportional), wobei die Verstärkung des P-Anteils von dem Änderungssignal abhängig ist. Die Regler und damit auch der P-Regleranteil werten typischerweise die Differenz zwischen der Maximalgeschwindigkeit und einer tatsächlichen Geschwindigkeit aus. Die Abhängigkeit der Verstärkung von dem Änderungssignal ist vorzugsweise in der Weise ausgeführt, dass bei Zunahme der Geschwindigkeit oder Drehzahl (d. h. die Änderungsrate der Geschwindigkeit/Drehzahl ist positiv) der Betrag der Verstärkung bei einem Änderungssignal mit einem ersten Betrag der Änderungsrate kleiner ist als bei einem Änderungssignal mit einer im Vergleich zu dem ersten Betrag geringeren Betrag der Änderungsrate. Bei einer starken Zunahme der Geschwindigkeit oder der Drehzahl wird also vorzugsweise der Betrag der Verstärkung des P-Anteils reduziert. Hierdurch wirkt die Geschwindigkeitsabregelung schon bei geringeren Geschwindigkeiten. Vorzugsweise wird im. Unterschied zu einer schnellen Zunahme der Geschwindigkeit oder Drehzahl (d. h. positive Änderungsrate mit hohem Betrag) bei einer schnellen Abnahme der Geschwindigkeit oder Drehzahl (d. h. negative Änderungsrate mit hohem Betrag) die Verstärkung nicht reduziert.
  • Die vorstehend beschriebene Berücksichtigung der zeitlichen Änderung der Geschwindigkeit oder Drehzahl gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann auch zusätzlich bei der Geschwindigkeitsabregelung nach dem ersten Aspekt der Erfindung Verwendung finden.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung ist auf einen Regelkreis gerichtet, der eine Geschwindigkeitsabregelung umfasst. Die Geschwindigkeitsabregelung kann eine Geschwindigkeitsabregelung nach dem ersten und/oder dem zweiten Aspekt der Erfindung sein; dies ist jedoch nicht zwingend. Der Regelkreis umfasst ferner eine elektrische Maschine und/oder eine Reibbremseinrichtung, welche im Regelkreis in Signalrichtung nach der Geschwindigkeitsabregelung angeordnet ist. Bei der elektrischen Maschine kann es sich beispielsweise um den Antriebsmotor eines Elektrofahrzeugs handeln. Zur Abregelung der Geschwindigkeit wird die elektrische Maschine (im generatorischen Betrieb) oder die Reibbremseinrichtung derart angesteuert, dass diese das Fahrzeug abbremst. Die elektrische Maschine oder Reibbremseinrichtung dient dann zum Umsetzten eines negatives Antriebsmoments.
  • Zusätzlich kann optional auch ein Verbrennungsmotor angesteuert werden.
  • Ein vierter Aspekt der Erfindung ist auf ein Verfahren zur Geschwindigkeitsabregelung gerichtet, wobei bei dem Verfahren ein die Neigung der Fahrstrecke in Fahrzeuglängsrichtung kennzeichnendes Neigungssignal berücksichtigt wird. Die vorstehenden Ausführungen zur erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsabregelung nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren nach dem vierten Aspekt der Erfindung.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesen zeigen:
  • 1 einen konventionellen Regelkreis zur Geschwindigkeitsabregelung; und
  • 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Regelkreises zur Geschwindigkeitsabregelung.
  • 1 zeigt einen konventionellen Regelkreis zur Geschwindigkeitsabregelung. Der Regelkreis umfasst eine elektronische Geschwindigkeitsabregelung 1 mit einem Regler. Die Geschwindigkeitsabregelung 1 nimmt die Differenz zwischen der Maximalgeschwindigkeit v_max und der Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit v_ist entgegen und erzeugt in Abhängigkeit der Differenz ein Drehmoment-Signal Md_vmax. Der Regler der Geschwindigkeitsabregelung 1 ist beispielsweise ein PI-Regler und umfasst dazu einen P-Anteil 2 und einen dazu parallelen I-Anteil 3. In Abhängigkeit der Differenz v_max – v_ist (Regeldifferenz) erzeugt der P-Anteil 2 ein Drehmoment-Signal Md_vmax_p und der I-Anteil 3 ein Drehmoment-Signal Md_vmax_i. Die Ausgangssignale des P-Anteils 2 und des I-Anteils 3 werden zu einem Drehmoment-Signal Md_vmax addiert. Dieses Drehmoment-Signal Md_vmax dient als obere Grenze des Antriebsmoments. Zur Begrenzung des Antriebsmoments wird das Minimum Md soll zwischen dem maximalen Drehmoment Md_vmax und einem Wunschmoment Md wunsch bestimmt. Das Wunschmoment Md wunsch kann beispielsweise in Abhängigkeit der Stellung des Fahrpedals und optional weiterer Einflussgrößen bestimmt werden. Durch die Minimum-Bestimmung kann das Antriebsmoment Md_soll nicht größer als das maximale Moment Md_vmax werden, so dass das Antriebsmoment Md_soll begrenzt wird und damit auch die Fahrzeuggeschwindigkeit v_ist begrenzt wird. Das Wunschmoment Md_soll dient dann zur Ansteuerung des Antriebsmotors (hier eines Verbrennungsmotors). Aufgrund der Regelstrecke (Fahrzeug und Fahrzeug-Umgebung) ergibt sich dann eine Fahrzeug-Ist-Geschwindigkeit v_ist.
  • Nachteilig an der in 1 dargestellten konventionellen Lösung ist, dass die Neigung der Fahrstrecke und die Änderungsrate der Drehzahl oder der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht berücksichtigt werden. Außerdem ist keine Ansteuerung einer elektrischen Maschine im generatorischen Betrieb oder einer Reibbremse zum Abbremsen des Fahrzeugs vorgesehen.
  • 2 zeigt einen Regelkreis mit erfindungsgemäßer Geschwindigkeitsabregelung 1'. Der Regelkreis umfasst mindestens einen Antriebsmotor (insbesondere einen Elektromotor oder einen Verbrennungsmotor) und optional eine Reibbremse. In 2 ist nur ein Antriebsmotor dargestellt, denkbar wäre jedoch auch die Verwendung von zwei oder mehr Antriebsmotoren (beispielsweise ein Verbrennungsmotor und ein Elektromotor). Bei dem in 2 dargestellten Beispiel wird optional die Reibbremse (neben dem Antriebsmotor) zur Geschwindigkeitsabregelung angesteuert, so dass diese das Fahrzeug bei der Geschwindigkeitsabregelung abbremst. Alternativ oder zusätzlich kann außerdem das Fahrzeug auch zwecks Abregelung der Geschwindigkeit über den elektrischen Antrieb bei generatorischem Betrieb abgebremst werden.
  • Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Beispiel ist in 2 das maximale Moment Md_max von einem Neigungssignal neig abhängig, welches die Steigung/Gefälle der Fahrstrecke angibt. Das Neigungssignal neig kann beispielsweise mittels eines Neigungssensors und/oder eines satellitengestützten Navigationssystems bestimmt werden. Außerdem kann das Neigungssignal in Abhängigkeit einzelner bekannter Komponenten des Fahrwiderstands berechnet werden.
  • In Abhängigkeit des Neigungssignals neig wird in dem Block 10 ein Moment Md_vmax_neig bestimmt, welches auf die Signale Md_vmax_p und Md_vmax_i des Reglers addiert wird. Hierbei wird das Moment Md_vmax_neig in Abhängigkeit der Neigung neig so gewählt, dass bei einer Steigung das maximale Moment Md_vmax größer als bei einer ebenen Fahrstrecke ist. Umgekehrt ist bei einem Gefälle das maximale Moment Md_vmax kleiner als bei einer ebenen Fahrstrecke. Daher wird von dem Block 10 bei einer Steigung ein Moment Md_vmax_neig mit einem positiven Betrag ausgegeben und bei einem Gefälle ein Moment Md_vmax_neig mit einem negativen Betrag ausgegeben. Da bei einer Steigung das maximale Antriebsmoment Md_vmax erhöht wird, kann ein größeres Antriebsmoment Md_soll bei entsprechendem Wunschmoment Md_wunsch angefordert werden, wodurch der geschwindigkeitsvermindernde Einfluss der Steigung auf die Geschwindigkeit kompensiert werden kann. Da umgekehrt bei einem Gefälle das maximale Antriebsmoment Md_vmax verringert wird, kann nur ein geringeres Antriebsmoment Md_soll angefordert werden, wodurch der geschwindigkeitssteigernde Einfluss des Gefälles auf die Geschwindigkeit kompensiert werden kann.
  • Ferner wird bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Änderungsrate der Geschwindigkeit berücksichtigt. Die Berücksichtigung der Neigung und der Änderungsrate müssen nicht beide verwirklich sein, es kann auch nur die Berücksichtigung der Neigung oder nur die Berücksichtigung der Änderungsrate verwirklicht sein. Zur Berücksichtigung der Änderungsrate der Geschwindigkeit ist ein Block 11 zur Berechnung der Gradienten des Differenzsignals v_max – v_ist vorgesehen, der den Gradienten entsprechend der folgenden Gleichung berechnet: grad_Δv = d(v_max – v_ist)/dt
  • Alternativ könnte auch der Gradient grad_v_ist der Ist-Geschwindigkeit v_ist gemäß grad_v_ist = dv_ist/dt berechnet werden, wobei sich ein anderes Vorzeichen ergibt.
  • Bei der erstgenannten Berechnungsvorschrift für den Gradienten grad_Δv ergibt sich bei einer schnellen Zunahme der Geschwindigkeit ein (negativer) Gradient grad_Δv mit hohem Betrag. Bei der letztgenannten Berechnungsvorschrift ergibt sich bei einer schnellen Zunahme der Geschwindigkeit ein positiver Gradient grad_v_ist mit hohem Betrag.
  • Der gesamte P-Anteil 12 des Reglers ergibt sich in 2 aus dem inneren P-Anteil 2 sowie der Modulation der Proportionalverstärkung über einen Multiplizierer 13, einen den Multiplizierer 13 ansteuernden Block 14 sowie den Block 11. Die Gesamtverstärkung des P-Anteils 12 hängt hierbei von dem Gradientensignal grad_Δv (oder grad_v_ist) ab. Dazu bestimmt der Block 14 in Abhängigkeit des Gradientensignals einen Faktor z, der mit dem Ausgangsignal des inneren P-Anteils 2 multipliziert wird. Hierdurch wird die Gesamtverstärkung mit dem Faktor z moduliert. Bei einer schnellen Zunahme der Geschwindigkeit v_ist und einem negativen Gradienten grad_Δv (oder einem positiven Gradienten grad_v_ist) mit hohem Betrag gibt der Block 14 einen Faktor z kleiner 1 aus, so dass die Gesamtverstärkung des P-Anteils 12 verringert wird. Bei einem positiven Gradienten grad_Δv oder negativen Gradienten grad_v_ist (d. h. Abhnahme der Geschwindigkeit) bleibt der Faktor z auf 1. Durch die Verringerung der Gesamtverstärkung des P-Anteils 12 greift die Geschwindigkeitsabregelung bereits bei einer geringeren Geschwindigkeit v_ist unterhalb der Maximalgeschwindigkeit v_max als ohne Verringerung der Gesamtverstärkung. Dadurch wird ein Überschwingen der Ist-Geschwindigkeit über v_max hinaus bei einer schnellen Zunahme der Ist-Geschwindigkeit v_ist verhindert, so dass die Geschwindigkeit v_ist entsprechend gedämpft auf die Maximalgeschwindigkeit v_max zuläuft.
  • Ferner ist bei dem in 2 dargestellten Beispiel optional auch vorgesehen, dass das Sollmoment Md_soll nicht nur positiv, sondern auch negativ sein kann. Negative Sollmomentenwerte Md_soll, welche mit einem Abbremsen des Fahrzeugs einhergehen, werden durch eine elektrische Antriebsmaschine (im generatorischen Betrieb) und/oder durch eine Reibbremse umgesetzt. Selbstverständlich ist es auch in dem Beispiel von 2 denkbar, nur positive Sollmomentwerte Md soll vorzusehen, die von dem Antriebsmotor (Verbrennungsmotor oder elektrischer Motor) umgesetzt werden.
  • Im Fall eines negativen Wertes Md_soll kann das Fahrzeug dadurch gebremst werden. dass ein elektrischer Antriebsmotor mit einer negativen Sollmoment angesteuert wird und im generatorischen Betrieb arbeitet. Da das negative Sollmoment einer elektrischen Antriebsmaschine beschränkt ist, kann vorgesehen sein, dass die elektrische Antriebsmaschine nicht das gesamte negative Sollmoment Md_soll aufbringt, sondern ein Teil des negativen Sollmoments von einer Reibbremse aufgebracht wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das gesamte negative Sollmoment Md_soll von einer Reibbremse aufgebracht wird. Zur Bestimmung entsprechender Sollmomente für einen oder mehrere Antriebsmotoren (elektrisch und/oder verbrennungsmotorisch) oder für eine Reibbremse in Abhängigkeit des Sollmoments Md_soll kann eine Einheit 20 vorgesehen sein (diese entfällt, wenn das Sollmoment nicht auf mehrere Pfade aufgeteilt wird).
  • Da Elektrofahrzeuge häufig bei geringeren Geschwindigkeiten als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor abgeregelt werden, wobei bei der geringeren Geschwindigkeit (beispielsweise v_max = 150 km/h) der Fahrwiderstand (und hierbei insbesondere der Luftwiderstand) geringer ist, können zum Abregeln der Geschwindigkeit leicht negative Werte des Sollmoments Md_soll erforderlich werden. Diese negativen Werte können entweder durch generatorischen Betrieb der elektrischen Antriebsmaschine oder durch eine Reibbremse umgesetzt werden (s. oben).
  • Die Tendenz zu negativen Werten für das Sollmoment Md_soll wird im Fall eines Gefälles verstärkt, da bei Bergabfahrt das Sollmoment verringert wird.
  • Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Geschwindigkeitsabregelung weist den Vorteil auf, dass die Neigung der Straße berücksichtigt wird. Ferner reagiert die Geschwindigkeitsabregelung auf eine schnelle Drehzahl-/Geschwindigkeitszunahme. Außerdem kann optional ein elektrischer Antrieb (im generatorischen Betrieb) oder eine Reibbremse zum Abbremsen des Fahrzeugs angesteuert werden.
  • Die vorstehend beschriebene Erfindung ermöglicht es, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in allen Fahrsituationen ausreichend genau auf eine vorgegebene Geschwindigkeit zu begrenzen. Hierzu kann die Regelung über einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor (motorisch sowie generatorisch) oder das mechanische Bremssystem vorgenommen werden.

Claims (12)

  1. Geschwindigkeitsabregelung (1') zur Vermeidung des Überschreitens einer Maximalgeschwindigkeit (v_max) eines Kraftfahrzeugs, wobei die Geschwindigkeitsabregelung eingerichtet ist, ein die Neigung der Fahrstrecke in Fahrzeuglängsrichtung kennzeichnendes Neigungssignal (neig) zu berücksichtigen.
  2. Geschwindigkeitsabregelung nach Anspruch 1, wobei die Geschwindigkeitsabregelung (1') eingerichtet ist, ein maximales Antriebsmoment (Md_vmax) in Abhängigkeit des Neigungssignals (neig) zu bestimmen.
  3. Geschwindigkeitsabregelung nach Anspruch 2, wobei das maximale Antriebsmoment (Md_vmax) in der Weise von dem Neigungssignal (neig) abhängig ist, dass – bei einem Neigungssignal, welches eine Steigung der Fahrstrecke anzeigt, das maximale Antriebsmoment größer ist als bei einem Neigungssignal, welches keine Steigung anzeigt, und – bei einem Neigungssignal, welches ein Gefälle der Fahrstrecke anzeigt, das maximale Antriebsmoment kleiner ist als bei einem Neigungssignal, welches kein Gefälle anzeigt.
  4. Geschwindigkeitsabregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Einfluss der Geschwindigkeitsabregelung (1') auf die Fahrzeuggeschwindigkeit nahe der Maximalgeschwindigkeit bei einem Neigungssignal (neig), welches eine Steigung der Fahrstrecke anzeigt, geringer ist als bei einem Neigungssignal, welches keine Steigung anzeigt.
  5. Geschwindigkeitsabregeiung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Geschwindigkeitsabregelung (1') Mittel (11) umfasst, welche ein die zeitliche Änderungsrate der Geschwindigkeit oder der Drehzahl kennzeichnendes Änderungssignal (grad_Δv) bestimmen, und die Geschwindigkeitsabregelung dieses Änderungssignal berücksichtigt.
  6. Geschwindigkeitsabregelung nach Anspruch 5, wobei die Geschwindigkeitsabregelung (1') eingerichtet ist, ein maximales Antriebsmoment (Md_vmax) in Abhängigkeit des Änderungssignals (grad_Δv) zu bestimmen.
  7. Geschwindigkeitsabregelung nach einem der Ansprüche 5–6, wobei die Geschwindigkeitsabregelung einen P-Regler-Anteil (12) umfasst, dessen Verstärkung von dem Änderungssignal (grad_Δv) abhängig ist.
  8. Geschwindigkeitsabregelung nach Anspruch 7, wobei bei Zunahme der Geschwindigkeit oder Drehzahl der Betrag der Verstärkung bei einem Änderungssignal (grad_Δv) mit einem ersten Betrag der Änderungsrate kleiner ist als bei einem Änderungssignal mit einer im Vergleich zu dem ersten Betrag geringeren Betrag der Änderungsrate.
  9. Geschwindigkeitsabregelung nach Anspruch 1 oder Anspruch 5, wobei eine Begrenzung des Antriebsmoments in Abhängigkeit des Neigungssignals und/oder des Änderungssignals vorgesehen ist.
  10. Geschwindigkeitsabregelung (1') zur Vermeidung des Überschreitens einer Maximalgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, wobei die Geschwindigkeitsabregelung eingerichtet ist, ein die zeitliche Änderungsrate der Geschwindigkeit oder der Drehzahl kennzeichnendes Änderungssignal (grad_Δv) zu berücksichtigen.
  11. Regelkreis umfassend – eine Geschwindigkeitsabregelung (1') zur Vermeidung des Überschreitens einer Maximalgeschwindigkeit (v_max) eines Kraftfahrzeugs und – eine elektrische Maschine und/oder eine Reibbremseinrichtung, – welche im Regelkreis in Signalrichtung nach der Geschwindigkeitsabregelung angeordnet ist und – welche zur Abregelung der Geschwindigkeit derart angesteuert wird, dass diese das Fahrzeug abbremst.
  12. Verfahren zur Geschwindigkeitsabregelung zwecks Vermeidung des Überschreitens einer Maximalgeschwindigkeit (v_max) eines Kraftfahrzeugs, wobei bei dem Verfahren ein die Neigung der Fahrstrecke in Fahrzeuglängsrichtung kennzeichnendes Neigungssignal (neig) berücksichtigt wird.
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