DE19509492C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Geschwindigkeitsbegrenzung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Begrenzung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges auf ei­ ne einstellbare Höchstgeschwindigkeit, die einen Bereich einzu­ haltender kleinerer Geschwindigkeiten von einem Bereich zu ver­ meidender höherer Geschwindigkeiten trennt.

Es ist bekannt, die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit­ tels einer sogenannten Tempomatregelung auf einem einmal er­ reichten Wert zu halten, indem der Fahrer bei Erreichen des ge­ wünschten Wertes einen Tempomatbedienhebel losläßt und damit die Tempomatregelung unter Festlegung des momentanen Geschwindig­ keitswertes als Sollwert aktiviert. Eine solche Tempomatregelung dient vor allem dem Zweck, den Fahrer bei langen Autofahrten zu entlasten, wenn er über eine längere Zeit mit einer konstanten Geschwindigkeit fahren möchte, z. B. auf Autobahnabschnitten. In der Offenlegungsschrift DE 37 03 645 A1 ist beispielsweise eine derartige Tempomatregelung beschrieben, bei der das Einhalten der Geschwindigkeit mittels einer PI-Regelung mit separat zu- und abschaltbaren P- und I-Komponenten bewirkt wird. Durch geeig­ nete Wahl der P- und/oder der I-Reglerkomponente und passendes Ändern der Regelparameter sollen bei dem dortigen System weiche Regelungsübergänge bei Änderungen des Geschwindigkeitssollwertes erzielt werden.

Eine andere Fahrsituation liegt vor, wenn auf einem Streckenab­ schnitt eine bestimmte Höchstgeschwindigkeit vorgeschrieben ist. Praktisch wichtige Beispiele bilden die geschwindigkeitsbe­ schränkten Zonen in Wohngebieten mit einer zulässigen Höchstge­ schwindigkeit von 30 km/h oder in übrigen Innenortsbereichen mit einer Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h. Hierbei soll der Fahrer in der Lage sein, mit jeder beliebigen niedrigeren als der Höchstgeschwindigkeit fahren zu können, wobei lediglich das Überschreiten dieser Höchstgeschwindigkeit verhindert werden soll. Eine Tempomatregelung ist hierfür nicht sinnvoll, da der aktivierte Tempomat stets die Sollgeschwindigkeit einzuregeln versucht und sich außerdem bei einer Bremsbetätigung selbsttätig abschaltet, wonach sie wieder neu durch Anfahren der Sollge­ schwindigkeit aktiviert werden muß. Es besteht folglich Bedarf an Systemen, mit denen sich die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine einstellbare Höchstgeschwindigkeit beschränken läßt und die gleichzeitig das Fahren mit beliebigen Geschwindigkeiten unter­ halb dieser Höchstgeschwindigkeit zulassen.

In der Offenlegungsschrift DE 33 29 783 A1 ist angegeben, durch fahrzeugseitige Maßnahmen das Fahren über einer vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit selbsttätig zu unterbinden, indem bei Überschreitung derselben mikroprozessorgesteuert eine Motorlei­ stungsbegrenzung, z. B. durch Kraftstoffdrosselung, vorgenommen wird. In ganz ähnlicher Weise ist bei einer Einrichtung zur Fahrgeschwindigkeitsbegrenzung von Kraftfahrzeugen nach der Of­ fenlegungsschrift DE 29 25 566 A1 vorgesehen, eine bleibende Höchstgeschwindigkeitsüberschreitung dadurch zu verhindern, daß bei einer Überschreitung eine eventuell verstärkte Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer unwirksam gemacht wird. In beiden Systemen läßt sich die Höchstgeschwindigkeit verstellen, und zwar von außerhalb oder durch den Fahrer.

In der Offenlegungsschrift DE 28 36 342 A1 ist für ein Fahrzeug mit einem über ein Fahrpedal in seiner Leistung steuerbaren An­ triebsmotor eine mechanische Lösung zur Verhinderung der Über­ schreitung einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit angegeben, in­ dem ein Stellmotor auf ein die Antriebsmotorleistung beeinflus­ sendes Steuerglied, insbesondere eine Drosselklappe, derart ein­ wirkt, daß die Motorleistung unabhängig von der Fahrpedalstel­ lung verringert wird, sobald die Fahrgeschwindigkeit die Höchst­ geschwindigkeit überschreitet. Der Stellmotor wird hierbei von einem Regler angesteuert, welcher die Istgeschwindigkeit mit der Höchstgeschwindigkeit vergleicht und den Stellmotor in einem von der Differenz dieser Geschwindigkeiten abhängigen Maße beein­ flußt, wenn die Fahrgeschwindigkeit in die Nähe der Höchstge­ schwindigkeit ansteigt.

Auch ein in der Offenlegungsschrift DE 41 15 903 A1 beschriebe­ ner Fahrzeuggeschwindigkeitsregler läßt sich zur selbsttätigen Verhinderung der Überschreitung einer vorgegebenen Höchstge­ schwindigkeit verwenden. Dabei greift die Regelungsmaßnahme je­ weils ein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die Höchstgeschwin­ digkeit überschreitet, und beinhaltet z. B. eine periodische Un­ terbrechung der Kraftstoffversorgung, eine Bremsenbetätigung und/oder eine Verkleinerung der Drosselventilöffnung. Wie bei den zuvor erwähnten höchstgeschwindigkeitsbegrenzenden Systemen ist folglich auch hier ein Systemeingriff erst dann vorgesehen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die vorgegebene Höchstgeschwin­ digkeit erreicht oder überschritten hat.

In der auf die Anmelderin zurückgehenden, nachveröffentlichten Offenlegungsschrift DE 44 34 022 A1 werden bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Begrenzung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges auf eine vorgegebene Höchst- oder Mindestge­ schwindigkeit beschrieben, bei denen wahlweise zwischen der Ge­ schwindigkeitsbegrenzungsfunktion und einer herkömmlichen Tempo­ matregelung umgeschaltet werden kann. Um das Auftreten von Kol­ lisionen zwischen beiden Betriebsarten auf einfache Weise zu vermeiden, sind dort getrennte Geschwindigkeitsarbeitsbereiche für die Geschwindigkeitsbegrenzung einerseits und die Tempo­ matregelung andererseits vorgesehen. Dabei ist vorrangig daran gedacht, die Tempomatregelung auf herkömmliche Weise oberhalb einer Tempomatmindestsollgeschwindigkeit von ca. 36 km/h und die Geschwindigkeitsbegrenzungsfunktion als eine Höchstgeschwindig­ keitsbegrenzung unterhalb dieses Geschwindigkeitswertes, z. B. als 30 km/h-Begrenzung in Wohngebieten, einzusetzen. Bei der dor­ tigen Geschwindigkeitsbegrenzung erfolgt ein geschwindigkeits­ steuernder Systemeingriff nach einer vorgegebenen Steuerungs­ kennlinie als Funktion der Istgeschwindigkeit, solange sich die Istgeschwindigkeit innerhalb eines vorgegebenen Intervalls des Bereiches einzuhaltender Geschwindigkeiten befindet, während ein geschwindigkeitsregelnder Eingriff erfolgt, wenn sich die Istge­ schwindigkeit innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsin­ tervalls befindet, das die Grenzgeschwindigkeit enthält.

In der Offenlegungsschrift DE 35 10 174 A1 ist eine Tempomatre­ gelung zur Einhaltung einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit of­ fenbart, die parallel zueinander angeordnet einen Geschwindig­ keitsregler und einen Beschleunigungsregler umfaßt und mit der zeitabschnittweise entweder ein beschleunigungsregelnder oder ein geschwindigkeitsregelnder Systemeingriff vorgenommen werden kann. Die Auswahl zwischen diesen beiden Regelungsarten erfolgt fahrerangefordert. Wenn der Fahrer die einzuhaltende Sollge­ schwindigkeit ändern möchte, wählt er an einem Bediengerät einen entsprechenden Betriebszustand an, in welchem das Fahrzeug gere­ gelt beschleunigt wird. Sobald er danach ein Ende der Beschleu­ nigung und damit die Beibehaltung einer konstanten Geschwindig­ keit wünscht, wählt er diesen Betriebszustand wieder ab, wodurch die Regelung auf einen geschwindigkeitsregelnden Systemeingriff umschaltet.

In der Offenlegungsschrift DE 36 18 844 A1 wird ein Verfahren zur Begrenzung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine beschrie­ ben, bei dem oberhalb einer vorgegebenen Drehzahlschwelle der vom Fahrpedalgeber vorgegebene Sollwert derart begrenzt wird, daß eine maximal zulässige Drehzahländerungsrate nicht über­ schritten wird. Hierzu wird oberhalb der Drehzahlschwelle die maximal zulässige Drehzahländerungsrate mit einem PI-Regler ein­ geregelt, wobei die maximal zulässige Drehzahländerungsrate und die Proportional-Integral-Anteile des Reglers als Funktion des Verhältnisses von Drehzahl zu Fahrgeschwindigkeit vorgegeben werden können. Dieses Verfahren ist auch zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit auf eine Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit ver­ wendbar, wozu die vorgegebene Drehzahlschwelle und/oder die ma­ ximal zulässige Drehzahländerungsrate derart ermittelt werden, daß eine bestimmte Drehzahl, die einer vorgebbaren Fahrzeug- Höchstgeschwindigkeit entspricht, nicht überschritten wird. In jedem Fall erfolgt der Begrenzungsbetrieb als drehbeschleuni­ gungsbegrenzender Systemeingriff dergestalt, daß die Drehbe­ schleunigung des Motors bei über der vorgegebenen, maximal zu­ lässigen Drehbeschleunigung liegender Fahreranforderung auf die­ se maximal zulässige Drehbeschleunigung eingeregelt und damit begrenzt wird. Dabei fällt die maximal zulässige Drehbeschleuni­ gung mit bis zur Maximaldrehzahl steigender Drehzahl von einem durch das dynamische Verhalten des Motors vorgegebenen Maximal­ wert bis auf null ab.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Begrenzung der Ge­ schwindigkeit eines Kraftfahrzeuges auf eine einstellbare Höchstgeschwindigkeit zugrunde, mit denen bei hohem Fahrkomfort zuverlässig eine Überschreitung eines beliebig einstellbaren Höchstgeschwindigkeitswertes gewährleistet wird.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Verfahrensgemäß erfolgt bereits unterhalb eines betriebsartumschaltenden Geschwindigkeitswertes, der ge­ ringer als die eingestellte Höchstgeschwindigkeit ist, ein be­ schleunigungsregelnder Eingriff nach einer vorgegebenen Sollbe­ schleunigungskennlinie in Abhängigkeit von der Differenz zwi­ schen eingestellter Höchstgeschwindigkeit und Istgeschwindig­ keit. Bei Überschreiten des betriebsartumschaltenden Geschwin­ digkeitswertes, der typischerweise relativ dicht unterhalb der Höchstgeschwindigkeit liegt, wird dann auf einen geschwindig­ keitsregelnden Begrenzungsbetrieb mit der eingestellten Höchst­ geschwindigkeit als Sollgeschwindigkeit umgeschaltet. Durch den hier vorgesehenen, in der oben genannten Offenlegungsschrift DE 44 34 022 A1 nicht beschriebenen, beschleunigungsregelnden Sy­ stemeingriff schon merklich unterhalb der eingestellten Höchst­ geschwindigkeit wird auch bei höheren eingestellten Höchstge­ schwindigkeiten eine gleichmäßige Annäherung der Istgeschwindig­ keit an die Höchstgeschwindigkeit mit weitestgehend von der Höchstgeschwindigkeit und der momentanen Motorlast unabhängiger Annäherungsgeschwindigkeit erreicht, ohne daß die Istgeschwin­ digkeit über die Höchstgeschwindigkeit hinausschwingt. Als wei­ tere wesentliche Eigenschaft des Verfahrens erfolgt kein System­ eingriff, solange die fahrerangeforderte Geschwindigkeit unter­ halb der Höchstgeschwindigkeit bleibt, d. h. solange die Istbe­ schleunigung nicht über dem bei der jeweiligen Istgeschwindig­ keit durch die Sollbeschleunigungskennlinie vorgegebenen Be­ schleunigungswert liegt. Dies gewährleistet, daß das Kraftfahr­ zeug unterhalb der eingestellten Höchstgeschwindigkeit ohne Sy­ stembeeinflussung mit jeder gewünschten Geschwindigkeit entspre­ chend der Fahreranforderung gefahren werden kann. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Tempomatregelung bleibt das Geschwindig­ keitsbegrenzungsverfahren auch dann in Bereitschaft, wenn der Fahrer das Fahrzeug von einer über oder auf der Höchstgeschwin­ digkeit liegenden Istgeschwindigkeit auf eine merklich darunter­ liegende Geschwindigkeit herunterbremst. Bei einem anschließen­ den Beschleunigungsversuch verhindert dann das Begrenzungsver­ fahren eine Höchstgeschwindigkeitsüberschreitung zunächst durch den beschleunigungsregelnden und dann durch den geschwindig­ keitsregelnden Systemeingriff.

Anspruch 5 charakterisiert eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des obigen Verfahrens. Zur Durchführung der Be­ schleunigungs- bzw. der Geschwindigkeitsregelungsphasen sind parallel ein Beschleunigungs- und ein Geschwindigkeitsregler vorgesehen, deren Ausgangssignale einem durch die Geschwindig­ keitsregelabweichung ansteuerbaren Umschalter zugeführt sind. Die nachgeordnete Minimalauswahleinheit gewährleistet, daß die Geschwindigkeitseinstellung entsprechend der Fahreranforderung erfolgt, solange keine Überschreitung der eingestellten Höchst­ geschwindigkeit droht. Erst wenn letzteres der Fall ist, z. B. aufgrund einer hohen fahrerangeforderten Beschleunigung, läßt die Minimalauswahleinheit eines der Reglerausgangssignale an­ stelle des Fahrpedalsignals als Stellsignal für ein antriebs­ kraftbestimmendes Stellglied, z. B. eine Drosselklappe eines Ot­ tomotors oder ein Einspritzmengenstellglied eines Dieselmotors, durch.

Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 sieht geschwin­ digkeitssteuernde Systemeingriffe in bestimmten Sondersituatio­ nen vor, so daß auch in diesen Situationen eine weiche, stoß­ freie Heranführung der Istgeschwindigkeit an die eingestellte Höchstgeschwindigkeit bzw. im Fall des Ausschaltens der Begren­ zungsfunktion an die fahrerangeforderte Geschwindigkeit erzielt wird.

Um auch während des Befahrens von Gefällstrecken die eingestell­ te Höchstgeschwindigkeit in der Begrenzungsfunktion zuverlässig halten zu können, sind in Weiterbildung der Erfindung nach An­ spruch 3 zusätzlich Getrieberückschaltungen vorgesehen.

In Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 ist zusätzlich zur aktivierbaren und deaktivierbaren Begrenzungsfunktion mit einem vom Fahrer frei einstellbaren Höchstgeschwindigkeitswert eine permanente Begrenzungsfunktion vorgesehen, die während der Fahrt stets aktiv bleibt und auf einen einmalig, z. B. werkstatt­ seitig, eingestellten Höchstgeschwindigkeitswert, der vom Fahr­ zeug zu keinem Zeitpunkt überschritten werden soll, begrenzt. Eine solche permanente Begrenzungsfunktion ist z. B. dann sinn­ voll, wenn das Fahrzeug bei aufgezogenen Winterreifen nur bis zu einer reifenbestimmten Höchstgeschwindigkeit gefahren werden soll, die unter der an sich vom Fahrzeug erreichbaren Höchstge­ schwindigkeit liegt. Ein weiterer Anwendungsfall ergibt sich bei Fahrzeugen, die in Ländern mit einem gesetzlich vorgeschriebenen Tempolimit eingesetzt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 beinhaltet die verfahrensdurchführende Vorrichtung zusätzlich einen Tempomat herkömmlicher Bauart, wobei entweder nur die Tempomatregelung oder nur die variable Geschwindigkeitsbegrenzung aktiviert ist. Falls eine permanente Höchstgeschwindigkeitsbegrenzung vorgese­ hen ist, bleibt diese auch bei aktivierter Tempomatregelung ak­ tiv, wobei die für die Tempomatregelung einstellbaren Geschwin­ digkeitssollwerte auf einen Bereich eingeschränkt sind, der ei­ nen vorgegebenen Abstand zum permanenten Höchstgeschwindigkeits­ wert einhält, um Kollisionen zwischen der permanenten Begren­ zungsfunktion und der Tempomatregelung zu vermeiden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 7 beinhaltet eine komfortable, benutzerfreundliche Bedienung mittels eines einzi­ gen Bedienhebels für die Tempomatfunktion und die Geschwindig­ keitsbegrenzungsfunktion mit der Möglichkeit zur Einstellung von Höchstgeschwindigkeitswerten und zur individuellen Programmie­ rung einer Mehrzahl solcher Werte.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeich­ nungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Funktionsteils zur Motormoment­ begrenzung innerhalb einer Vorrichtung zur wahlweisen Tempomatregelung oder Begrenzung der Fahrzeuggeschwin­ digkeit auf eine einstellbare Höchstgeschwindigkeit,

Fig. 2 eine Kennlinie der in Abhängigkeit von der Istgeschwin­ digkeit vorgegebenen Sollbeschleunigung für beschleuni­ gungsregelnde Systemeingriffe der Vorrichtung von Fig. 1,

Fig. 3 zeitabhängige Kurvendiagramme verschiedener Größen wäh­ rend einer typischen Geschwindigkeitsbegrenzungsphase,

Fig. 4 zeitabhängige Kurvendiagramme verschiedener Größen wäh­ rend einer Geschwindigkeitsbegrenzungsphase mit kurzzei­ tiger fahrerangeforderter Verzögerungsphase und

Fig. 5 Kurvendiagramme der Fahrzeugbeschleunigung in Abhängig­ keit von der Istgeschwindigkeit sowie der jeweiligen Gangstellung in Abhängigkeit von der Zeit zur Veran­ schaulichung einer Geschwindigkeitsbegrenzungsphase mit Getrieberückschaltungen.

Die nachfolgend beschriebene Vorrichtung und das von ihr durch­ geführte Verfahren beinhalten die Fähigkeit, die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs selbsttätig auf eine variabel einstellbare Höchstgeschwindigkeit zu begrenzen. Die Begrenzung beinhaltet Motormomenteingriffe und Getriebebeeinflussungen. Zusätzlich enthält die Vorrichtung eine Tempomatregelung üblicher Art. Die beschriebene Begrenzungseinrichtung eignet sich beispielsweise für Fahrzeuge mit einem Nachfolge-Automatgetriebe NAG und einer Motorsteuerungselektronik mit elektronischer Fahrpedalfunktion.

Um die Tempomat- und die Begrenzungsfunktion zu erfüllen, be­ sitzt die Vorrichtung den in Fig. 1 gezeigten, für einen Ottomo­ tor geeigneten Motormomenteingriffsteil mit folgendem Aufbau. Eine Einheit 3 zur Erfassung der Fahrpedalstellung erzeugt als Ausgangssignal ein die Fahreranforderung für das Motormoment wiedergebendes Drosselklappenstellungssignal SWP, das parallel zum Ausgangssignal SWT einer Tempomateinheit 2 der Eingangsseite einer Maximalauswahleinheit 4 zugeführt ist, die von diesen das Signal für die größere Motormomentanforderung als Ausgangssignal SWTPM an einen Eingang einer nachfolgenden Minimalauswahleinheit 5 durchläßt. Das Signal SWP der fahrpedalstellungserfassenden Einheit 3 wird außerdem einer Begrenzungssteuereinheit 6 inner­ halb einer Begrenzungsfunktionsbaugruppe 1 zugeführt. Letztere führt die eigentliche Begrenzungsfunktion durch und besitzt hierzu parallel zur Begrenzungssteuereinheit 6 einen Geschwin­ digkeitsregler 7 mit einem vorgeschalteten Istgeschwindigkeits­ sensor 8 und einen Beschleunigungsregler 11 mit vorgeschalteter Istbeschleunigungs-Bestimmungseinheit 12 sowie nachgeschaltet einen Umschalter 9. Die Begrenzungssteuereinheit 6 erkennt aus dem zugeführten Ausgangssignal SWP der fahrpedalstellungserfas­ senden Einheit 3 das fahrerangeforderte Motormoment und gibt ein Ausgangssteuersignal SWBS ab, das einem ersten Anschluß des Um­ schalters 9 zugeführt ist. Eine Subtraktionsstufe an der Ein­ gangsseite des Geschwindigkeitsreglers 7 subtrahiert den an ei­ ner Bedieneinrichtung 14 einstellbaren Höchstgeschwindigkeits­ wert v_G von der über den Geschwindigkeitssensor 8 erfaßten Fahr­ zeug-Istgeschwindigkeit v_ist und führt die so gebildete Geschwin­ digkeitregelabweichung dem Geschwindigkeitsregler 7 zu. Außerdem dient dieses Regelabweichungssignal als Steuersignal U für den Umschalter 9. Der Geschwindigkeitsregler 7 erzeugt ein Ausgangs­ signal SWBR für die Drosselklappeneinstellung, das einem zweiten Auswahlanschluß des Umschalters 9 zugeführt ist. Eine Subtrakti­ onsstufe an der Eingangsseite des Beschleunigungsreglers 11 sub­ trahiert den von einer nicht näher gezeigten Einheit abgegebenen Beschleunigungssollwert a_S von dem in der zugehörigen Bestim­ mungseinheit 12 festgestellten Istbeschleunigungswert a_ist und führt die so gebildete Beschleunigungsregelabweichung dem Be­ schleunigungsregler 11 zu. Letzterer erzeugt ein davon abhängi­ ges Ausgangssignal SWBA, das einem dritten Auswahlanschluß des Umschalters 9 zugeführt ist. Der Beschleunigungssollwert a_S wird dabei von der besagten Einheit in Abhängigkeit von der ihr zuge­ führten Information über die Differenz zwischen der eingestell­ ten Höchstgeschwindigkeit v_G und der Istgeschwindigkeit v_ist ge­ mäß der in Fig. 2 dargestellten Kennlinie festgelegt, worauf un­ ten näher eingegangen wird.

Für den Beschleunigungsregler 11 wird ebenso wie für den Ge­ schwindigkeitsregler 7 ein PD-T₁-Regler benutzt. Der D-Anteil ermöglicht es dem Beschleunigungsregler 11, schnell auf fahrer­ beeinflußte Beschleunigungsänderungen, z. B. durch eine Gaspedal­ rücknahme, reagieren zu können. Für jede Gangstufe ist ein ge­ eigneter Parametersatz für die Regler 7, 11 vorgesehen, wobei zwischen den Parametern nach einem erkannten Gangwechsel stoß­ frei, d. h. ohne Sprung des jeweiligen Reglerausgangssignals, um­ geschaltet wird.

Mit dem Umschalter 9 wird jeweils eines der drei eingehenden Signale SWBS, SWBR, SWBA als Ausgangssignal SWB der Begren­ zungsfunktionsbaugruppe 1 durchgelassen, das einem weiteren Ein­ gang der Minimalauswahleinheit 5 zugeführt ist. Letztere läßt das Signal SWD mit der geringeren Motormomentanforderung, d. h. dem geringerem angeforderten maximalen Drosselklappenöffnungs­ winkel, zu einer Pedalkennlinieneinheit 10 durch, welche über eine Fahrpedalprogressionskennlinie ein Stellsignal erzeugt, das anschließend über eine Vollast-Momentenkennlinie des Drossel­ klappenöffnungswinkels in Abhängigkeit von der Drehzahl geführt wird, welche die Drosselklappenöffnung an das Motormoment an­ paßt, wodurch das Stellsignal SW für die Drosselklappe erzeugt wird. Bei ansonsten gleichem Aufbau der Vorrichtung ist im Fall von Fahrzeugen mit Dieselmotor die Pedalkennlinieneinheit 10 di­ rekt hinter die Pedalerfassungseinheit 3 gelegt und die Vollast- Momentenkennlinieneinheit 13 entfällt, so daß bei Dieselmotoren die Berechnung der Begrenzungsfunktion auf der Einspritzmengene­ bene erfolgt, d. h. die Sollwertgrößen entsprechen einer jeweils gewünschten Einspritzmenge, während bei Ottomotoren die Begren­ zungsfunktion auf der Fahrpedalebene berechnet wird, d. h. die Sollwertgrößen entsprechen einer gedachten Fahrpedalstellung.

Ein Proportionalregler ohne I-Anteil hat strukturbedingt eine bleibende, hier last- bzw. geschwindigkeitsabhängige Regelabwei­ chung. Da dies für den Begrenzungsbetrieb ungünstig ist, wird zunächst mittels einer Geschwindigkeitsvorsteuerkennlinie für jede Gangstufe der Arbeitspunkt des Geschwindigkeitsreglers 7 für einen typischen Zustand einer Fahrt in der Ebene so einge­ stellt, daß genau für diesen Lastzustand keine Regelabweichung auftritt. Beim Beschleunigungsregler 11 wird jedoch für den Be­ schleunigungsvorgang zusätzliches Motormoment benötigt, weshalb der Offset aus den Geschwindigkeitsvorsteuerkennlinien nicht ausreicht, um auch den Beschleunigungsregler 11 am richtigen Ar­ beitspunkt zu halten. Zu diesem Zweck werden für den Beschleuni­ gungsregler 11 zusätzliche Beschleunigungsvorsteuerkennlinien vorgesehen, und zwar ebenso wie die Geschwindigkeitsvorsteuer­ kennlinien separat für jede Gangstufe. Dieses Aufaddieren zu­ sätzlicher Geschwindigkeitsvorsteuerkennlinien für den Geschwin­ digkeitsregler 7 bzw. zusätzlicher Geschwindigkeits- und Be­ schleunigungsvorsteuerkennlinien für den Beschleunigungsregler 11 ist in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht explizit dargestellt.

Nachfolgend wird die Detail auf die Funktionsweise der Vorrich­ tung mit dem oben skizzierten Aufbau eingegangen. Die Funktion der Tempomateinheit 2 ist herkömmlicher Natur, so daß es genügt, den Begrenzungsbetrieb näher zu erläutern.

Zur Einstellung sowohl des Geschwindigkeitssollwertes v_S für die Tempomateinheit 2 als auch der Höchstgeschwindigkeit v_G für die Begrenzungsfunktionsbaugruppe 1 ist in der Bedieneinrichtung 14 ein gemeinsamer Bedienhebel vorgesehen, der als ein üblicher Tempomatbedienhebel zuzüglich eines Schalters zur Umschaltung zwischen Tempomatbetrieb und Begrenzungsbetrieb gestaltet ist. Den Tempomatstellungen "Setzen und Verzögern" "Setzen und Be­ schleunigen", "Wiederaufnahme" sowie "Aus" entsprechen in pas­ sender Weise analog die Begrenzungsfunktionen "Höchstgeschwin­ digkeit dekrementierend einstellen", "Höchstgeschwindigkeit in­ krementierend einstellen", "Begrenzungsfunktion aktivieren" so­ wie "Begrenzungsfunktion abschalten". Eine derartige Bedienein­ richtung 14, bei der über einen einzigen Bedienhebel sowohl der Geschwindigkeitssollwert v_S für die Tempomatregelung als auch die Höchstgeschwindigkeit v_G für die Begrenzungsfunktion varia­ bel eingestellt werden können, ist in der nachveröffentlichten Offenlegungsschrift DE 195 09 494 A1 beschrieben, auf die hier bezüglich einer ausführlichen Beschreibung der Bedieneinrichtung 14 verwiesen werden kann.

Zusätzlich zu den dort bereits beschriebenen Funktionen ist bei der vorliegenden Bedieneinrichtung 14 die Möglichkeit der Pro­ grammierung mehrerer Höchstgeschwindigkeitswerte mittels des Be­ dienhebels durch geeignete Betätigung desselben bei stehendem Fahrzeug vorgesehen. Die einprogrammierten Geschwindigkeitswerte können in einem zyklischen Durchlauf wiederum über eine Bedien­ hebelbetätigung abgerufen werden. Erfolgt andererseits eine Ein­ stellanforderung über den Bedienhebel während der Fahrt, so geht das System davon aus, daß eine Höchstgeschwindigkeit im Bereich der momentanen Istgeschwindigkeit gewünscht wird, und setzt folglich letztere oder einen ihr naheliegenden Einstellwert als anfänglichen Höchstgeschwindigkeitswert für den Einstellvorgang fest, von dem aus die Höchstgeschwindigkeit gegebenenfalls stu­ fenweise erhöht oder verringert werden kann. Durch längere Betä­ tigung des Bedienhebels in der Funktionsstellung "Begrenzungs­ funktion aktivieren" werden die einprogrammierten Höchstge­ schwindigkeitswerte zyklisch abgerufen, und derjenige Geschwin­ digkeitwert, der beim Loslassen des Bedienhebels angezeigt wird, wird als aktueller Höchstgeschwindigkeitswert für eine nachfol­ gende Begrenzungsphase übernommen.

Solange die fahrerangeforderte Geschwindigkeit unterhalb der eingestellten Höchstgeschwindigkeit v_G liegt, ist kein aktiver Begrenzungseingriff erforderlich. Andererseits wäre eine abrupte Verminderung der Motorleistung erst zu dem Zeitpunkt, zu dem die Istgeschwindigkeit v_ist die Höchstgeschwindigkeit v_G überschrei­ tet, sehr unkomfortabel, weshalb das Begrenzungsverfahren aktive beschleunigungs- oder geschwindigkeitsregelnde Begrenzungsein­ griffe bereits bei Istgeschwindigkeitswerten unterhalb der ein­ gestellten Höchstgeschwindigkeit v_G vornimmt.

Bei aktivem Begrenzungsbetrieb arbeitet die Begrenzungsfunkti­ onsbaugruppe 1 situationsabhängig in einem gesteuerten Betrieb, einem beschleunigungsregelnden Betrieb oder einem geschwindig­ keitsregelnden Betrieb, je nachdem, ob das Ausgangssignal der Begrenzungssteuereinheit 6, des Beschleunigungsreglers 11 oder des Geschwindigkeitsreglers 7 vom Umschalter 9 als Ausgangs­ signal SWB der Begrenzungsfunktionsbaugruppe 1 durchgelassen wird. Fig. 3 zeigt den Fall einer anfänglichen Begrenzungsbe­ triebsphase, wenn die Istgeschwindigkeit v_ist zum Aktivierungs­ zeitpunkt t_o merklich unterhalb der eingestellten Höchstge­ schwindigkeit v_G liegt und der Fahrer durch Niedertreten des Fahrpedals eine über der Höchstgeschwindigkeit v_G liegende Ge­ schwindigkeit anfordert. Zunächst beschleunigt das Fahrzeug un­ ter Begrenzung der Istbeschleunigung a_ist mit der durch die Vollast-Momentenkennlinie SW_V gegebenen Begrenzung des Stellsig­ nals SW für die Drosselklappe. Aufgrund der noch vergleichsweise großen Differenz zwischen eingestellter Höchstgeschwindigkeit v_G und Istgeschwindigkeit v_ist läßt der Umschalter 9 durch das ent­ sprechende Geschwindigkeitsregelabweichungssignal als Steuersig­ nal U das Ausgangssignal SWBA des Beschleunigungsreglers 11 als Ausgangssignal SWB der Begrenzungsfunktionsbaugruppe 1 durch. Der Beschleunigungsregler 11 regelt um einen Beschleunigungs­ sollwert a_S, der im zweitobersten Diagramm von Fig. 3 strich­ punktiert gezeichnet ist und sich aus der zugehörigen Kennlinie von Fig. 2 ergibt. Wie aus Fig. 2 zu erkennen, liegt dieser Be­ schleunigungssollwert a_S auf dem maximalen Beschleunigungswert a_max, solange die Differenz zwischen Höchstgeschwindigkeit v_G und Istgeschwindigkeit v_ist über einem vorgegebenen Wert v_o liegt. Unterschreitet die Differenz zwischen Höchstgeschwindigkeit v_G und Istgeschwindigkeit v_ist diesen vorgegebenen Wert v_o, so wird der Beschleunigungssollwert a_S mit dem in Fig. 2 gezeigten Ver­ lauf mit kleiner werdender Geschwindigkeitsdifferenz v_G - v_ist stetig verringert. Entsprechend beginnt der Beschleunigungsreg­ ler-Sollwert a_S in Fig. 3 ab einem Zeitpunkt t_a, an dem die Dif­ ferenz zwischen Höchstgeschwindigkeit v_G und Istgeschwindigkeit v_ist den vorgegebenen Geschwindigkeitswert v_o unterschreitet, stetig kleiner zu werden. Bis zu einem späteren Zeitpunkt t₁ bleibt jedoch zunächst der Beschleunigungssollwert a_S größer als der Beschleunigungsistwert a_ist, so daß zwar der Beschleunigungs­ regler 11 im Hintergrund bereits aktiv regelt, ohne daß sich dies jedoch zunächst explizit auf das Fahrzeugverhalten aus­ wirkt. Ab diesem Zeitpunkt t₁ sorgt jedoch die Minimalauswahl­ einheit 5 dafür, daß das Ausgangssignal SWBA des Beschleuni­ gungsreglers 11 das Drosselklappenstellsignal SW bestimmt. Dies führt folglich zu einer Verringerung der Istbeschleunigung a_ist und damit zu einer weichen Annäherung der Istgeschwindigkeit v_ist an die eingestellte Höchstgeschwindigkeit v_G.

Sobald zu einem späteren Zeitpunkt t₂ die Istgeschwindigkeit v_ist nur noch um einen vorgegebenen, relativ geringen Geschwindig­ keitsbetrag v_dG unter der Höchstgeschwindigkeit v_G liegt, wird der Umschalter 9 in die Stellung umgesteuert, in welcher er das Ausgangssignal SWBR des Geschwindigkeitsreglers 7 als Ausgangs­ signal SWB der Begrenzungsfunktionsbaugruppe 1 durchläßt. Auf diese Weise wird vom beschleunigungsregelnden auf den geschwin­ digkeitsregelnden Begrenzungsbetrieb umgeschaltet, und das Aus­ gangssignal SWBR des Geschwindigkeitsreglers 7 bestimmt ab nun das Drosselklappenstellsignal SW. Der Geschwindigkeitsregler 7 wird mit seinen Differentialgleichungsparametern so ini­ tialisiert, daß dieser Umschaltvorgang von Beschleunigungs- auf Geschwindigkeitsregelung stoßfrei erfolgt, indem die Regleraus­ gangsgrößen vor und nach dem Umschaltzeitpunkt gleich groß sind. Danach erfolgt im freien Betrieb des Geschwindigkeitsreglers 7 die weitere Einregelung der Istgeschwindigkeit v_ist auf die ein­ gestellte Höchstgeschwindigkeit v_G. Im unteren Diagramm der Fig. 3 ist ersichtlich, daß durch die Beschleunigungs- und die an­ schließende Geschwindigkeitsregelphase eine zuverlässige Begren­ zung der Istgeschwindigkeit v_ist auf die Höchstgeschwindigkeit v_G erzielt wird, obwohl der Fahrer das Gaspedal nach der von ihm wahrgenommenen Beschleunigungsverringerung bei der einsetzenden Beschleunigungsregelphase auf Vollast durchgetreten hat, wie das unterste Diagramm von Fig. 3 zeigt. Der geschwindigkeitsregelnde Systemeingriff wird dann beibehalten, bis entweder die Begren­ zungsfunktion deaktiviert wird oder die Istgeschwindigkeit v_ist durch eine fahrerangeforderte Verzögerung einen vorgegebenen Wert unterhalb der eingestellten Höchstgeschwindigkeit v_G er­ reicht hat, wonach wieder auf den beschleunigungsregelnden Sy­ stemeingriff umgeschaltet wird. Damit beim Fahren im Bereich dieser Umschaltschwellen nicht ständig zwischen den beiden Rege­ lungsarten umgeschaltet wird, wird der Geschwindigkeitswert zur Umschaltung von Geschwindigkeits- auf Beschleunigungsregelung kleiner gewählt als derjenige zur Umschaltung von Beschleuni­ gungs- auf Geschwindigkeitsregelbetrieb.

In Fig. 4 ist ein Fall einer beginnenden Geschwindigkeitsbegren­ zungsphase veranschaulicht, bei welcher der Fahrer zwischenzeit­ lich verzögert, indem er zu einem Zeitpunkt t₄ das zuvor durch­ getretene Gaspedal bis zu einem Zeitpunkt t₅ losläßt, wonach er es erneut durchtritt, wie im obersten Diagramm von Fig. 4 zu er­ kennen. Zunächst ist das Fahrverhalten analog zu demjenigen von Fig. 3, indem aufgrund des durchgetretenen Gaspedals die Istbe­ schleunigung a_ist begrenzt von der Vollast-Momentenkennlinie an­ steigt, bis sie den Beschleunigungssollwert a_S zu einem Zeit­ punkt t₃ erreicht. Zu diesem Zeitpunkt t₃ werden die dann vor­ liegende Istgeschwindigkeit v_L1 und das zugehörige, momentane Drosselklappenstellsignal SW_L1 abgespeichert. Wenn nun wie in dem dargestellten Fall während der anschließenden Beschleuni­ gungsregelphase die Fahrzeugistbeschleunigung a_ist wegen der Gas­ pedalrücknahme zum Zeitpunkt t₄ wieder kleiner als der Beschleu­ nigungssollwert a_S des Beschleunigungsreglers 11 wird, so werden wiederum die dann vorliegende Istgeschwindigkeit v_L2 und das zu­ gehörige Drosselklappenstellsignal SW_L2 abgespeichert, und an­ schließend wird ein geschwindigkeitssteuernder Systemeingriff vorgenommen. In dieser geschwindigkeitssteuernden Phase, in der die Begrenzungssteuereinheit 6 wirksam ist, wird zwischen den beiden abgespeicherten Drosselklappenstellsignalwerten SW_L1, SW_L2 in Abhängigkeit von den beiden zugehörigen, abgespeicherten Ist­ geschwindigkeitswerten v_L1, v_L2 linear interpoliert, solange die Istgeschwindigkeit v_ist noch oberhalb der ersten abgespeicherten Geschwindigkeit V_L1 liegt. Die Differentialgleichung des Be­ schleunigungsreglers 11 wird parallel dazu zyklisch derart initialisiert, daß der Beschleunigungsreglerausgang stets dem interpolierten Drosselklappenstellsignal entspricht. Wenn nun der Fahrer nach der kurzzeitigen Gasrücknahme das Gaspedal wie­ der zu einem Zeitpunkt t₅ voll durchtritt, beginnt sofort eine beschleunigungsregelnde Begrenzungsphase mit dem richtigen Be­ schleunigungssollwert. Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß der Beschleunigungssollwert a_S in diesem Zeitraum maximales Mo­ tormoment zuläßt, das erst mit der Reglerzeitkonstante abgebaut werden müßte, so daß ein Überschreiten der Höchstgeschwindigkeit auftreten könnte. Diese Adaptionsmaßnahme verhindert folglich, daß das Fahrzeug beim neuerlichen Gasgeben nach einer kurzzeiti­ gen Verzögerung mit zuviel Motormoment beschleunigt und die Ist­ geschwindigkeit dadurch über die Höchstgeschwindigkeit hinausge­ langt. Wie zuvor zu Fig. 3 beschrieben, wird dann wieder nach Erreichen des vorgegebenen Abstands v_dG der Istgeschwindigkeit v_ist zur Höchstgeschwindigkeit v_G von der Beschleunigungsregelung zu einem späteren Zeitpunkt t₆ auf die Geschwindigkeitsregelung umgeschaltet.

In bestimmten Fahrsituationen, z. B. beim Befahren von Gefäl­ lestrecken, ist möglicherweise das Reduzieren des Motormoments nicht ausreichend, um ein Überschwingen der Istgeschwindigkeit v_ist über die Höchstgeschwindigkeit v_G zu vermeiden. Zusätzlich sind daher Getriebesteuerungseingriffe vorgesehen. Zum einen wird ein Hochschalten des Getriebes kurz vor Erreichen der Höchstgeschwindigkeit v_G durch die Istgeschwindigkeit v_ist unter­ drückt, so daß das Fahrzeug nicht durch den Momentensprung des Schaltvorgangs über die Höchstgeschwindigkeit v_G schiebt. Bei kleinen eingestellten Höchstgeschwindigkeiten wird außerdem bei Bedarf das Anfahren im zweiten Gang vorgesehen, da bei vollem Motormoment im ersten Gang die Istbeschleunigung ansonsten gege­ benenfalls nicht mehr bis zum Erreichen der Höchstgeschwindig­ keit v_G abgebaut werden kann. Als dritte Getriebeeingriffsmaß­ nahme werden Getrieberückschaltungen durchgeführt, wie nachfol­ gend anhand von Fig. 5 für den Fall einer Beschleunigungsregel­ phase des Begrenzungsbetriebs näher erläutert.

Im oberen Diagramm von Fig. 5 sind abhängig von der Istgeschwin­ digkeit v_ist die zugehörige Istbeschleunigung a_ist sowie die Soll­ beschleunigung a_S des mindestens im Hintergrund aktiven Be­ schleunigungsreglers 11 als durchgezogene bzw. dünn getrichelte Kennlinie dargestellt. Die Istbeschleunigung a_ist steigt zu Be­ ginn der Beschleunigungsregelphase an, während die Sollbeschleu­ nigung a_S von ihrem horizontalen Verlauf bei der Maximalbe­ schleunigung a_max langsam abfällt, wie analog zu den Fig. 3 und 4 beschrieben. Im Fall von Fig. 5 gelingt es nun dem Beschleuni­ gungsregler 11 allein nicht, die Istbeschleunigung a_ist, nachdem sie die Sollbeschleunigung a_S erreicht hat, wie in den vorigen Fällen auf der Sollbeschleunigungskennlinie zu halten. Vielmehr schwingt die Istbeschleunigung a_ist über die Sollbeschleunigung a_S hinaus. Sobald nun in diesem Fall der Abstand der Istge­ schwindigkeit v_ist zur eingestellten Höchstgeschwindigkeit v_G un­ terhalb eines vorgegebenen Wertes v_dG1 liegt und die Differenz zwischen Istbeschleunigung a_ist und Sollbeschleunigung a_S einen vorgegebenen Beschleunigungswert a_dG1, der durch die linke Hälfte der dick gestrichelten Kennlinie oberhalb der Sollbeschleuni­ gungskennlinie repräsentiert wird, überschreitet, d. h. wenn die Istbeschleunigungskennlinie die stark gestrichelte Kennlinie erstmals schneidet, wird eine erste Getrieberückschaltung vorge­ nommen, wie im zeitgleich darunterliegenden Gangstufendiagramm von Fig. 5 wiedergegeben. Nach einer solchen Gangrückschaltung wird zunächst eine vorgegebene Wartezeit dt_g abgewartet. Dann wird auf analoge Weise abgefragt, ob zum einen der Abstand der Istgeschwindigkeit v_ist von der Höchstgeschwindigkeit v_G unter­ halb eines weiteren vorgegebenen Grenzabstandes v_dG2 liegt und ob zum anderen die Istbeschleunigung a_ist um einen weiteren vorgege­ benen Beschleunigungsabstand a_dG2, der durch den rechten Teil der stark gestrichelten Kennlinie über der Sollbeschleunigungskenn­ linie repräsentiert wird, über der Sollbeschleunigung a_S liegt. Ist dies, wie in Fig. 5 gezeigt, der Fall, so wird eine zweite Getrieberückschaltung, hier vom vierten in den dritten Gang, vorgenommen. Voraussetzung für beide Getrieberückschaltungen ist überdies, daß das Ausgangssignal SWBA des Beschleunigungsreglers 11 jeweils bereits auf null liegt.

Auch während Geschwindigkeitsregelphasen des Begrenzungsbetriebs können Getrieberückschaltungen zur Erhöhung des Motorbremsmomen­ tes vorgenommen werden, um die gewünschte Höchstgeschwindigkeit v_G möglichst ohne Bremseneingriff durch den Fahrer wieder zu er­ reichen, wenn die Istgeschwindigkeit v_ist durch Befahren einer Gefällestrecke über die Höchstgeschwindigkeit v_G hinaus an­ steigt. Dabei werden bis zu zwei Getrieberückschaltungen veran­ laßt, wobei eine Rückschaltung in den ersten Gang nicht zugelas­ sen wird. Die Entscheidung, ob ein oder zwei Gänge zurück­ geschaltet wird, wird mit Hilfe der Differenz zweier Beschleuni­ gungswerte getroffen, die bei zwei Geschwindigkeitsschwellen be­ stimmt werden, von denen die eine dann gewählt wird, wenn das Geschwindigkeitsreglerausgangssignal auf null gefallen ist, wäh­ rend die andere um einen vorgegebenen Wert über dieser ersten Schwelle festgelegt wird. Die ermittelte Beschleunigungsdiffe­ renz ist ein Maß für die Steilheit der Gefällestrecke. Wenn der Differenzwert zwischen null und einem vorgegebenen Grenzwert liegt, wird sofort um einen Gang zurückgeschaltet. Erhöht sich die Istgeschwindigkeit v_ist noch weiter, wird um einen weiteren Gang zurückgeschaltet, wenn die Istgeschwindigkeit um einen vor­ gegebenen Wert über der eingestellten Höchstgeschwindigkeit liegt. Wenn der Beschleunigungsdifferenzwert kleiner null ist, wird dies als kleiner werdender Gefälleneigungswinkel erkannt, wonach eine erste Gangrückschaltung erst vorgenommen wird, wenn die Istgeschwindigkeit um einen zugehörigen Wert über der Höchstgeschwindigkeit liegt. Wird der zuvor genannte Geschwin­ digkeitswert für eine zweite Gangrückschaltung auch in diesem Fall erreicht, wird anschließend zusätzlich eine zweite Rück­ schaltung vorgenommen. Liegt der Beschleunigungsdifferenzwert über dem vorgegebenen Grenzwert, so erfolgt sofort eine Rück­ schaltung um zwei Gänge. Die jeweilige Gangrückschaltung wird erst aufgehoben, wenn sich das Fahrzeug wieder in der Ebene oder in einer Steigung befindet, wozu als Entscheidungskriterium Ge­ schwindigkeitsvorsteuerkennlinien herkömmlicher Art verwendet werden, mit denen das Geschwindigkeitsreglerausgangssignal ver­ glichen wird.

Neben den Getrieberückschaltungen erfüllt die Begrenzungsvor­ richtung noch weitere, in den Figuren nicht explizit gezeigte Funktionen. Hier ist beispielsweise im Fall von Ottomotoren eine Antischubruckelfunktion zu nennen, die das von der Tempomatrege­ lung her bekannte Ziel hat, die Ein- und Aussetzschwellen der Schubabschaltung so weit auseinanderzuziehen, daß kein störendes Schubruckeln mehr auftritt. Für den Geschwindigkeitsbegrenzungs­ betrieb ist eine permanente Geschwindigkeitshysterese wie beim Tempomat für die Schubabschaltung nicht sinnvoll, da die Brems­ wirkung der letzteren an steileren Gefällestrecken durchaus er­ wünscht ist und auch schon bei geringen Geschwindigkeitsabwei­ chungen wirken soll. Zu diesem Zweck wird, nachdem eine erste Schubabschaltung nach Erreichen des Wertes null durch das Ge­ schwindigkeitsreglerausgangssignal ausgelöst wurde, eine zweite Schubabschaltung nach erneutem Erreichen des Wertes null durch das Geschwindigkeitsreglerausgangssignal erst dann verzögert ausgelöst, wenn die Istgeschwindigkeit um einen vorgegebenen Wert über der Istgeschwindigkeit bei der Auslösung der ersten Schubabschaltung liegt. Durch diese geschwindigkeitsabhängig va­ riable Schubabschaltungshysterese wird eine zuverlässige An­ tischubruckelfunktion unabhängig vom jeweils eingestellten Höchstgeschwindigkeitswert erreicht.

Eine weitere Eigenschaft der Begrenzungsvorrichtung ist die Ver­ änderbarkeit der Höchstgeschwindigkeit im aktiven Begrenzungsbe­ trieb, wobei durch geeignete Maßnahmen sichergestellt ist, daß unkomfortable Beschleunigungsrucke vermieden werden. Wenn die Höchstgeschwindigkeit auf größere Werte verändert wird, so schaltet die Vorrichtung auf den Beschleunigungsregler 11 um, falls zuvor bereits der Geschwindigkeitsregler 7 aktiv gewesen sein sollte. Vorherige Getriebebeeinflussungen werden zurückge­ setzt, falls ihre zugehörigen Bedingungen bei der neuen Höchst­ geschwindigkeit nicht mehr erfüllt sind. Damit aufgrund der von der Erhöhung der Höchstgeschwindigkeit verursachten Erhöhung des Beschleunigungssollwerts das Fahrzeug nicht plötzlich beschleu­ nigt, wird vor der eigentlichen Beschleunigungsphase ein ge­ schwindigkeitssteuernder Systemeingriff wiederum mit Hilfe der Steuerungseinheit 6 durchgeführt, durch welchen das Ausgangs­ stellsignal SWB der Begrenzungsfunktionsbaugruppe 1 gleichmäßig über eine zeitabhängige Kennlinie verändert wird. Sobald das Ausgangssignal SWBS der bis dahin aktiven Steuerungseinheit 6 den Wert des Beschleunigungsreglerausgangssignals SWBA erreicht, schaltet der Umschalter 9 von der Steuerungseinheit 6 auf den Beschleunigungsregler 11 um, wonach der eigentliche Begrenzungs­ betrieb erfolgt. Analog wird bei Einstellung einer kleineren Höchstgeschwindigkeit auf den Geschwindigkeitsregler 7 umge­ schaltet, wenn zuvor der Beschleunigungsregler 11 aktiv war. Da das Geschwindigkeitsreglerausgangssignal SWBR aufgrund der ent­ stehenden neuen Regelabweichung rasch null wird, schlagartige Motormomentänderungen jedoch unkomfortabel sind, wird der Aus­ gangssignalwert SWB der Begrenzungsfunktionsbaugruppe 1, der vor der Erniedrigung der Höchstgeschwindigkeit vorlag, durch die zwischenzeitlich aktive Steuerungseinheit 6 rampenförmig mit einer wählbaren Steigung nach null geführt. Das Erreichen der neuen, kleineren Höchstgeschwindigkeit kann gegebenenfalls durch geeignete Getrieberückschaltungen unterstützt werden.

Auf analoge Weise wie bei der oben beschriebenen Einstellung ei­ ner kleineren Höchstgeschwindigkeit während des aktiven Begren­ zungsbetriebs wird vorgegangen, wenn die Begrenzungsfunktion bei oberhalb der eingestellten Höchstgeschwindigkeit liegender Ist­ geschwindigkeit aktiviert wird. Eine weitere wichtige Funktion der Begrenzungsvorrichtung bildet die Übergangsfunktion nach Ab­ schalten der Begrenzungsfunktion durch Betätigen des Umschalters zwischen Begrenzungs- und Tempomatbetrieb oder durch Betätigen des Bedienhebels in die Stellung "Aus". Beim Ausschalten der Be­ grenzungsfunktion wird das bisher im allgemeinen von einem der beiden Regler 7, 11 bereitgestellte Ausgangssignal SWB der Be­ grenzungsfunktionsbaugruppe 1 wieder durch einen steuernden Ein­ griff der Steuerungseinheit 6 gleichmäßig vom aktuellen Wert zum Ausschaltzeitpunkt auf den aktuell vom Fahrer gewünschten Wert SWP geführt, der zu diesem Zweck der Steuerungseinheit 6 ein­ gangsseitig zugeführt ist. Dabei wird eine durch den Nullpunkt gehende, zeitabhängige Sollwertkennlinie für das Ausgangssignal SWBS der Steuerungseinheit 6, z. B. von parabelförmig ansteigen­ der Form, vorgegeben, und diese Kennlinie wird jeweils von der Stelle der Kennlinie aus durchlaufen, die dem Begrenzungsaus­ gangssignal SWB zum Abschaltzeitpunkt entspricht. Zusätzlich kann die Kennliniensteigung bei Bedarf von der Fahrpedalstellung abhängig gewählt werden. Mit diesen Maßnahmen wird eine Adaption der Übergangssteuerung nach Ausschalten des Begrenzungsbetriebs an die momentanen Lastverhältnisse erzielt, wodurch sich die Istgeschwindigkeit möglichst rasch und gleichmäßig an die fah­ rerangeforderte Geschwindigkeit heranführen läßt. Lag zum Ab­ schaltzeitpunkt eine Getriebebeeinflussung vor, so wird diese erst aufgehoben, wenn die Gefällstrecke verlassen wurde und sich das Fahrzeug in der Ebene befindet, so daß nicht optimale oder gar sicherheitskritische Aufhebungen von Getrieberückschaltungs­ anforderungen beim Abschalten der Begrenzungsfunktion während des Befahrens einer Gefällestrecke verhindert werden.

Ist ein sogenannter Kick-Down-Schalter vorhanden, wird die Be­ grenzungsfunktion auch bei dessen Betätigung abgeschaltet, so­ bald die Differenz zwischen Höchstgeschwindigkeit und Istge­ schwindigkeit einen vorgegebenen Wert unterschreitet, damit der vom Fahrer gewünschte Motormomentenzuwachs realisierbar ist und nicht von der Begrenzungsfunktion unterdrückt wird. Je nach Mo­ torlast- und Geschwindigkeitsbedingungen wird die Kick-Down- Funktion von Getriebeschaltungen unterstützt.

Des weiteren ist bei der Begrenzungsvorrichtung in nicht gezeig­ ter Weise zusätzlich zur Möglichkeit der Einstellung einer vari­ blen Höchstgeschwindigkeit eine permanente Höchstgeschwindig­ keitsbegrenzungsfunktion vorgesehen. Die permanente Höchstge­ schwindigkeitsbegrenzungsfunktion ist ständig aktiv, wobei der zugehörige Höchstgeschwindigkeitswert, der vom Fahrzeug zu kei­ nem Zeitpunkt überschritten werden soll, beispielsweise über ein Diagnosegerät in einer Werkstatt eingestellt wird. Dieser Wert kann eine von aufgezogenen Winterreifen bestimmte Höchstge­ schwindigkeit oder ein generelles, unter der vom Fahrzeug an sich erreichbaren Höchstgeschwindigkeit liegendes landesweites Tempolimit sein. Die permanente Höchstgeschwindigkeit wird dem Fahrer beim Einschalten der Zündung vor dem Motorstart ange­ zeigt, oder wenn die Istgeschwindigkeit in die Nähe dieser per­ manenten Höchstgeschwindigkeit gelangt. Die permanente Begren­ zungsfunktion bleibt auch während aktivem Tempomatregelbetrieb aktiv. Um Regelungskollisionen dieser Betriebsarten zu vermei­ den, wird die zulässige, höchste Tempomatsollgeschwindigkeit auf einen Bereich begrenzt, der einen ausreichenden Abstand zu der permanenten Höchstgeschwindigkeit einhält. Bei Getriebebeinflus­ sungen hat zudem die permanente Begrenzungsfunktion Priorität. Die permanente Begrenzungsfunktion wirkt mit dem fest vorgegebe­ nen Höchstgeschwindigkeitswert analog zu der beschriebenen va­ riablen Begrenzungsfunktion. Kollisionen zwischen der permanen­ ten Begrenzungsfunktion und der variablen Begrenzungsfunktion werden dadurch verhindert, daß die permanente Begrenzungsfunkti­ on nur wirkt, wenn die variable Begrenzungsfunktion nicht akti­ viert ist.

Mit der gezeigten Vorrichtung läßt sich folglich zusätzlich zu einem herkömmlichen Tempomatbetrieb ein Geschwindigkeitsbegren­ zungsbetrieb mit einer variabel einstellbaren Höchstgeschwindig­ keit bei hohem Fahr- und Bedienungskomfort ausführen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges auf eine einstellbare Höchstgeschwindigkeit (v_G), wobei

• 1. - ein beschleunigungsregelnder Systemeingriff mit einem abhän­ gig von der Differenz zwischen Höchstgeschwindigkeit (v_G) und Istgeschwindigkeit (v_ist) vorgegebenen Beschleunigungs­ sollwert (a_S) erfolgt, wenn die Differenz zwischen einge­ stellter Höchstgeschwindigkeit (v_G) und Istgeschwindigkeit (v_ist) größer als ein vorgegebener Wert (v_dG) ist und die Istbeschleunigung (a_ist) den Beschleunigungssollwert (a_S) übersteigt, und
• 2. - ein geschwindigkeitsregelnder Systemeingriff erfolgt, wenn die Differenz zwischen Höchstgeschwindigkeit (v_G) und Istge­ schwindigkeit (v_ist) kleiner als der vorgegebene Wert (V_dG) ist und die fahrerangeforderte Geschwindigkeit über der Höchstgeschwindigkeit (v_G) liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jeweils ein geschwindigkeitssteuernder Systemeingriff erfolgt, wenn ein bisher aktiver Begrenzungsbetrieb beendet wird oder der Begrenzungsbetrieb bei gegenüber der eingestellten Höchst­ geschwindigkeit (v_G) größerer Istgeschwindigkeit (v_ist) akti­ viert wird oder die Höchstgeschwindigkeit (v_G) bei eingeschal­ tetem Begrenzungsbetrieb verändert wird oder die Istgeschwin­ digkeit (V_ist) während des beschleunigungsregelnden Systemein­ griffs fahrerangefordert abfällt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei Getrieberückschaltungen durchgeführt werden, wenn während des beschleunigungsregelnden Systemeingriffs die Istbeschleunigung (a_ist) um einen vorgegebenen Wert (a_dG1, a_dG2) über die Sollbe­ schleunigung (a_S) ansteigt oder wenn während des geschwindig­ keitsregelnden Systemeingriffs die Istgeschwindigkeit (v_ist) länger als eine vorgegebene Zeitspanne über der Höchstge­ schwindigkeit (v_G) bleibt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine weitere, funktionsanaloge Geschwindigkeitsbegrenzung vor­ gesehen ist, die während der Fahrt permanent aktiviert ist und deren zugehörige Höchstgeschwindigkeit bleibend auf einen vom Fahrzeug zu keinem Zeitpunkt zu überschreitenden Wert festge­ setzt ist.

5. Vorrichtung zur Begrenzung der Geschwindigkeit eines Kraft­ fahrzeuges auf eine einstellbare Höchstgeschwindigkeit, mit folgenden Elementen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4:

• 1. - eine die Stellung eines Fahrpedals erfassende Einheit (3),
• 2. - eine Begrenzungsfunktionsbaugruppe (1), die parallel zuein­ ander einen Geschwindigkeitsregler (7) und einen Beschleuni­ gungsregler (11) sowie einen Umschalter (9) zur wahlweisen Bereitstellung des Ausgangssignals des Geschwindigkeitsreg­ lers oder des Beschleunigungsreglers als Begrenzungsaus­ gangssignal (SWB) beinhaltet, und
• 3. - eine Minimalauswahleinheit (5), welcher das Ausgangssignal (SWP) der pedalstellungserfassenden Einheit (3) und das Aus­ gangssignal (SWB) der Begrenzungsfunktionsbaugruppe (1) zu­ führbar ist und deren Ausgangssignal (SWD) das Stellsignal für ein antriebskraftbestimmendes Element festlegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei

• 1. - eine Tempomat-Geschwindigkeitsregeleinheit (2) und
• 2. - eine Maximalauswahleinheit (4), welcher das Tempomataus­ gangssignal (SWT) und das Ausgangssignal (SWP) der pedal­ stellungserfassenden Einheit (3) zugeführt sind und deren Ausgangssignal (SWTPM) neben dem Ausgangssignal (SWB) der Begrenzungsfunktionsbaugruppe (1) der Minimalauswahleinheit (5) zugeführt ist, vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Bedieneinrichtung (14) mit einem Schalter zur Umschaltung zwischen Tempomatbetrieb und Geschwindigkeitsbegrenzungsbetrieb sowie mit einem gemeinsamen Bedienhebel zur Einstellung sowohl des Tempomat-Geschwindigkeitssollwertes als auch der Höchstge­ schwindigkeit (v_G) für die Begrenzungsfunktion vorgesehen ist, und wobei über den Bedienhebel eine Mehrzahl von Höchstge­ schwindigkeitswerten in einen Speicher abspeicherbar und aus diesem abrufbar ist.