DE19524990A1

DE19524990A1 - Geschwindigkeitsregelung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19524990A1
Application number: DE19524990A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Lissel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1994-07-30
Filing date: 1995-07-08
Publication date: 1996-02-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die Mittel zur Einstellung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit eines vorgege benen Geschwindigkeitssollwertes aufweist, welche auf eine als Verbrennungsmotor aus gebildete Antriebsmaschine einwirken.

Aus dem bekannten Stand der Technik sind Geschwindigkeitsregeleinrichtungen mit ver schiedenen Möglichkeiten des Bremseingriffs bekannt. So beschreibt die DE-OS 25 13 517 ein Verfahren und eine Einrichtung zum Abbremsen eines Kraftfahrzeuges, bei dem der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und einem davor befindlichen Objekt und die Relativ geschwindigkeit zwischen beiden mittels Radar ermittelt wird und bei der in Abhängigkeit des Meßergebnisses die Bremseinrichtung des Kraftfahrzeuges automatisch betätigt wird. Zur Vermeidung einer ungewollten Bremsbetätigung, beispielsweise beim Überholvorgang, ist vorgesehen, die selbsttätige Bremseinrichtung zu sperren, wenn das Kraftfahrzeug mit hoher oder maximaler Beschleunigung oder mit niedriger Fahrgeschwindigkeit gefahren wird. Die beschriebene Übersteuerschaltung verhindert also eine selbsttätige Bremsbetäti gung nur, wenn das Kraftfahrzeug sich in den genannten Fahrsituationen befindet, in denen der Fahrer sein Kraftfahrzeug in üblicher Weise besser manuell bremsen kann. Nicht ver hindert werden kann von der Einrichtung, daß in bestimmten Fahrsituationen in kritischen Momenten eine Vollbremsung durchgeführt wird. Somit besteht die Möglichkeit, daß bei dem Kraftfahrzeug eine Vollbremsung irrtümlich erfolgt und das Kraftfahrzeug oder nach folgende Fahrzeuge in eine gefährliche Zwangslage und höchste Gefahr gebracht werden. Eine weitere kritische Situation könnte auftreten, da die Bereitschaft des Fahrers zum eige nen Bremsen durch die Bremsautomatik nachläßt, so daß eine rechtzeitige Reaktion vom Fahrer ausbleibt.

Aus diesem Grund ist in der DE-OS 33 25 713 A1 eine Abstandsregelungsanlage beschrie ben, bei dem Fahrzeugverzögerungen zunächst mit dem Motorbremsmoment durchgeführt werden. Erst bei Unterschreitung des Sicherheitsabstandes zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden zweiten Fahrzeug wird die Bremse mit einem vorbestimmten Ver zögerungswert automatisch betätigt, der jedoch keine Vollbremsung des Fahrzeuges her vorrufen kann. Durch die plötzlich erzeugte Bremsung wird dem Fahrer mitgeteilt, daß er sich in einer Gefahrenlage befindet, auf die er durch Betätigen der Bremse selbst reagieren kann. Die beschriebene Einrichtung beseitigt zwar die Nachteile des Standes der Technik, sie ist jedoch nur mit sehr großem Aufwand realisierbar.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Einrichtung zur Geschwindigkeits regeleinrichtung mit einer Einrichtung zur automatischen Verzögerung des Kraftfahrzeuges zu schaffen, die ohne eine aufwendig realisierte, automatische Bremsbetätigungseinrich tung auskommt und bei der keine Gefahr der Überbremsung besteht.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsbildenden Einrichtung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteran sprüchen dargestellt.

Gemäß der Erfindung steuern die Mittel zum Einstellen der Geschwindigkeit zur Erzielung einer Bremswirkung eine in der Abgasleitung des Verbrennungsmotors angeordnete Ventileinrichtung, die sich vorzugsweise zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Kata lysator befindet.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Abgasleitung in der Schließstellung der Ventileinrichtung einen Restdurchlaß auf, der vorteilhafterweise direkt im Verstellelement der Ventileinrichtung oder als Bypass ausgebildet ist.

Die Ventileinrichtung wird vorzugsweise kontinuierlich gesteuert, wobei die Ansteuerung elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen kann. Eine weitere bevorzugte Ausgestal tung der Erfindung sieht vor, daß das Verstellelement der Ventileinrichtung als eine in der Abgasleitung angeordnete Drehklappe ausgebildet ist, wobei jedoch auch andere Verstell elemente denkbar sind.

Gemäß einer Weiterbildung wird die durch die Drosselwirkung der Ventileinrichtung zusätz lich erzeugte Verlustwärme des Verbrennungsmotors zur Aufheizung des Fahrgastraumes verwendet. Dies ist besonders für Fahrzeuge mit Dieselmotor von Vorteil, da hier das Wärmeangebot häufig zu gering ist.

Bei dem Einsatz der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregeleinrichtung für eine Abstandsregelung wird der Geschwindigkeitssollwert in Abhängigkeit einer Entfernung des Kraftfahrzeuges zu einem sich vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekt beeinflußt. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann dabei zusätzlich noch die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt berücksichtigt werden.

Im Hauptanwendungsbereich der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregeleinrichtung, der sich außerhalb von Ortschaften auf Landstraßen oder Autobahnen befindet, erfolgt die auf der Einstellung einer vom Fahrer gewünschten Fahrgeschwindigkeit basierende auto matische Einstellung der Geschwindigkeit und die damit verbundene, eventuell notwendige Verzögerung durch die Einwirkung der Mittel zur Einstellung der Geschwindigkeit auf den Verbrennungsmotor, nämlich auf das Motorsteuergerät oder die Ansaugdrossel. In Fahrzu ständen, wie Abwärtsfahrten oder Unterschreiten eines definierten Sicherheitsabstandes und/oder Überschreiten einer bestimmten Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kraftfahr zeug und dem vor ihm befindlichen Objekt, bei denen die Bremswirkung durch die gewöhn liche Motorbremsung nicht ausreicht, wird durch die Steuerung der Ventileinrichtung in der Abgasleitung eine zusätzliche Bremswirkung ohne die Gefahr der Überbremsung erreicht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Abstandsregelung für ein Personenkraftfahrzeug, die einen, beispielsweise mittels Laser arbeitenden Sensor 9 beinhaltet, der den Abstand R des Kraftfahrzeuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Hindernis und die Relativgeschwindigkeit v_rel zwischen beiden mißt und an die Regeleinrichtung 3 zur Veränderung der vom Fahr zeugführer eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit v_soll gibt. Die Regeleinrichtung 3 erzeugt aus den Sensorsignalen R, v_rel und der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit v unter Vergleich mit einem definierten Sicherheitsabstand ein erstes Steuersignal S1 für das Motorsteuergerät bzw. die Ansaugdrossel 10 des Verbrennungsmotors 1.

Ist der gemessene Abstand R zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug größer als der definierte Sicherheitsabstand bzw. die Relativgeschwindigkeit v_rel < = Null wird ein Steuersignal S1 zur Beschleunigung des Kraftfahrzeuges unter Berücksichtigung der vom Fahrer eingestell ten Sollgeschwindigkeit v_soll erzeugt. Bei Unterschreiten des Sicherheitsabstandes R und/oder einer positiven Relativgeschwindigkeit v_rel gibt die Regeleinrichtung 3 ein Steuer signal S1 zur Verzögerung des Kraftfahrzeuges ab. Reicht die über die Ansteuerung des Motorsteuergerates bzw. der Ansaugdrossel 10 erreichbare Verzögerung zur Einhaltung des Sicherheitsabstandes R nicht aus, wird zusätzlich über die in der Abgasleitung 2 ange ordnete Ventileinrichtung 4 der Querschnitt der Abgasleitung 2 mehr oder weniger verklei nert, und damit eine zusätzliche Verzögerung erreicht. Dazu gibt die Regeleinrichtung 3 an den Antrieb 11 des Verstellelementes 7, im Ausführungsbeispiel eine in der Abgasleitung 2 angeordnete Drehklappe, der Ventileinrichtung 4 ein Steuersignal S2.

Die so erreichbare zusätzliche Bremswirkung ist für eine Abstandsregelung vielfach ausrei chend. In extremen Fällen, wenn eine Vollbremsung aufgrund der entsprechenden Gefah rensituation, beispielsweise bei einer sehr großen Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das vorausfahrende Fahrzeug, notwendig ist, wird der Fahrer die im Fahrzeug vorhandene, nicht dargestellte Bremseinrichtung manuell betätigen.

Die durch die Verringerung des Querschnittes der Abgasleitung 2 hervorgerufene zusätzli che Verlustwärme 13 des Verbrennungsmotors 1 kann über die üblicherweise vorgesehe nen Kühl- bzw. Heizeinrichtungen 14 verarbeitet werden und gegebenenfalls für eine zusätzliche Aufheizung des Fahrgastraums benutzt werden. Es ist von Vorteil, die Ventil einrichtung 4 direkt hinter dem Verbrennungsmotor 1 vor dem Katalysator und dem Schall dämpfer anzuordnen, um diese Bauteile nicht einem erhöhten Staudruck auszusetzen.

Bezugszeichenliste

1 Verbrennungsmotor
2 Abgasleitung
3 Regeleinrichtung
4 Ventileinrichtung
5 Restöffnung
7 Verstellelement
8 Katalysator
9 Sensor
10 Motorsteuergerät bzw. Ansaugdrossel
11 Antrieb
12 Schalldämpfer
13 Verlustwärme
14 Kühl- bzw. Heizungseinrichtung
R Abstand
v_rel Relativgeschwindigkeit
v_soll eingestellte Geschwindigkeit
v momentane Fahrzeuggeschwindigkeit
S1 Ansteuersignal
S2 Ansteuersignal

Claims

1. Geschwindigkeitsregeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die Mittel zur Einstellung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit eines vorgegebenen Geschwin digkeitssollwertes aufweist, welche auf eine als Verbrennungsmotor ausgebildete Antriebsmaschine einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (3) zur Erzielung einer Bremswirkung eine Ventileinrichtung (4) in einer Abgasleitung (2) der Antriebsmaschine (1) steuern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitssoll wert (v_soll) in Abhängigkeit einer Entfernung (R) des Kraftfahrzeuges zu einem sich vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekt beeinflußbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitssoll wert (v_soll) in Abhängigkeit der Entfernung (R) des Kraftfahrzeuges zu dem vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Objekt und der Relativgeschwindigkeit (v_rel) des Kraftfahrzeuges und des Objektes beeinflußbar ist

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (2) in der Schließstellung der Ventileinrichtung (4) einen Restdurchlaß (5) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Restdurchlaß (5) durch eine Öffnung in einem Verstellelement (7) der Ventileinrichtung (4) gebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (4) kontinuierlich steuerbar ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (4) elektrisch, Pneumatisch oder hydraulisch ansteuerbar ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ven tileinrichtung (4) als Verstelleinrichtung eine in der Abgasleitung (2) angeordnete Dreh klappe (7) aufweist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (4) vor dem Katalysator (8) in der Abgasleitung (2) angeordnet ist.

10. Kraftfahrzeug mit einer als Dieselmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine mit einer Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9.