DE19806116A1 - Velocity regulation or limitation method for automobiles - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung und/oder Begrenzung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Pa tentansprüche.The invention relates to a method and a device to regulate and / or limit the speed of a Motor vehicle according to the preambles of the independent Pa claims.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 195 49 226 A1 bekannt. Dort wird ein Fahrge schwindigkeitsregler eingesetzt, welcher stationär ungenau ist, d. h. eine bleibende Regelabweichung zuläßt. Als Bei spiel für einen solchen Regler wird ein Regler mit Propor tional-, Differential- und Verzögerungsanteil (PDT1-Reg ler) aufgeführt. Zur Verbesserung des Regelverhaltens eines solchen Reglers, insbesondere bei Bergfahrt, ist vorgesehen, auf die Regelabweichung des Reglers einen Offsetwert auf zu schalten, der dem Regler eine größere Regelabweichung vor spielt. Durch diesen Mitkopplungseffekt wird ein Geschwin digkeitseinbruch insbesondere bei Bergfahrt wirksam verhin dert. Dieser Geschwindigkeitseinbruch rührt daher, daß am Berg die am Regler anstehende Regelabweichung zur Aufrecht erhaltung der vorgewählten Geschwindigkeit zu gering ist. Such a method or device is known from DE 195 49 226 A1. There is a vehicle speed controller used, which is stationary imprecise is, d. H. allows a permanent deviation. As with game for such a controller becomes a controller with proportion tional, differential and delay component (PDT1 reg ler) listed. To improve the control behavior of a such controller, especially when driving uphill, is provided an offset value to the control deviation of the controller switch, the controller a larger control deviation plays. This positive feedback effect makes it a speed effective slump, especially when driving uphill different. This drop in speed is due to the fact that on Upright the control deviation on the controller maintenance of the preselected speed is too low.
Der Offsetwert wird daher bei Vorliegen bestimmter Bedingun gen aufgeschaltet und als Funktion der aktuellen Motorlast vorgegeben. Es hat sich gezeigt, daß es in einigen Anwen dungsfällen zu großen Regelabweichungen kommt, was dem Reg lerverhalten nachträglich sein kann.The offset value is therefore in the presence of certain conditions conditions and as a function of the current engine load given. It has been shown that in some applications large control deviations, which the Reg behavior can subsequently be.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Regelung bzw. Begrenzung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs weiter zu verbes sern.It is an object of the invention to regulate or limit to further verbes the speed of a motor vehicle ser.
Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängi gen Patentansprüche erreicht.This is due to the characteristic features of the indep gene claims reached.
Es wird bei der Bildung eines Offsetwertes (Vergrößerungswert) für die Regelabweichung eines Fahrge schwindigkeitsreglers die Regelabweichung selbst berücksich tigt. Dadurch werden zu große Regelabweichungen infolge der Offsetaufschaltung vermieden. Das Regelverhalten des Fahrge schwindigkeitsreglers ist optimiert, insbesondere wird ein Geschwindigkeitseinbruch bei Bergfahrten wirksam verhindert.It is when an offset value is formed (Magnification value) for the control deviation of a vehicle speed control takes into account the control deviation itself does. This causes excessive deviations due to the Offset switching avoided. The control behavior of the vehicle speed controller is optimized, especially one Speed drop effectively prevented when driving uphill.
Durch die Berücksichtigung der Regelabweichung kann die Stärke des Eingriffes des Offsetanteils abhängig von der Re gelabweichung bestimmt werden. Bei entsprechender Wahl der Abhängigkeit des Offsetwertes von der Regelabweichung wird eine große Regelabweichung durch den Offset vermieden.By taking the system deviation into account, the Strength of the intervention of the offset component depending on the re gel deviation can be determined. With a corresponding choice of The offset value is dependent on the control deviation a large control deviation due to the offset is avoided.
Besonders vorteilhaft ist, daß zur Bildung des Offsetwertes ein Integrator eingesetzt wird, dessen Zeitkonstante abhän gig von der Regelabweichung verändert wird. Besonders vor teilhaft ist, daß die Zeitkonstante mit zunehmender Abwei chung kleiner wird.It is particularly advantageous for the formation of the offset value an integrator is used whose time constant depends gig of the control deviation is changed. Especially before is partial that the time constant with increasing deviation chung gets smaller.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.Further advantages result from the following Be writing of exemplary embodiments or from the dependent ones Claims.
Die Erfindung wird nachstehend durch die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele verdeutlicht. Die einzige Figur zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Programm eines Mikro computers einer Steuereinheit für das Kraftfahrzeug, welches die Vorgehensweise zur Fahrgeschwindigkeitsregelung bzw. -begrenzung darstellt.The invention is illustrated below by the in the drawing illustrated embodiments illustrated. The only Figure shows a flow chart for a program of a micro computers of a control unit for the motor vehicle, which the procedure for driving speed control or represents limitation.
Die Figur zeigt ein Ablaufdiagramm für einen Mikrocomputer eines Kraftfahrzeugs. In einem Speicherelement 10 befindet sich ein vom Fahrer vorgegebener oder fest einprogrammierter Zielgeschwindigkeitswert vziel, welcher vom Fahrgeschwindig keitsregler eingeregelt oder auf den der Fahrgeschwindig keitsbegrenzer die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs be grenzt. Ferner ist ein Fahrgeschwindigkeitsgeber 12 vorgese hen, welcher ein die Geschwindigkeit des Fahrzeugs repräsen tierendes Signal vfzg erzeugt. Der Sensor 12 kann dabei als Sensor zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit ausgebildet sein oder als ein Programm, welches beispielsweise aufgrund von Radgeschwindigkeitssignalen die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt. Zur Bildung der Regelabweichung werden diese beiden Größen in der Subtraktionsstelle 14 miteinander verglichen. Das Vergleichsergebnis, die Regelabweichung dvzvi wird dann dem stationär ungenauen Regler 16 zugeführt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt dieser Regler ei nen PDT1-Regler dar, der in Abhängigkeit der Regelabweichung nach Maßgabe einer Rekursionsgleichung ein Ausgangssignal mrfgr ermittelt. Dieses Ausgangssignal repräsentiert ein Drehmoment der Brennkraftmaschine, welches durch die Motor steuerung 18 unter Berücksichtigung weiterer nicht darge stellter Betriebsgrößen in eine Drosselklappenstellung, ge gebenenfalls einen einzustellenden Zündwinkel und/oder einen Eingriff in die Kraftstoffzufuhr umwandelt.The figure shows a flow chart for a microcomputer of a motor vehicle. In a memory element 10 there is a target speed value vziel predetermined or permanently programmed by the driver, which is regulated by the driving speed controller or to which the driving speed limiter limits the speed of the motor vehicle. Furthermore, a driving speed sensor 12 is provided which generates a signal vfzg representing the speed of the vehicle. The sensor 12 can be designed as a sensor for detecting the driving speed or as a program which determines the driving speed of the vehicle, for example on the basis of wheel speed signals. To form the control deviation, these two variables are compared with one another in the subtraction point 14 . The comparison result, the control deviation dvzvi is then fed to the stationary imprecise controller 16 . In the preferred embodiment, this controller represents a PDT1 controller which determines an output signal mrfgr as a function of the control deviation in accordance with a recursion equation. This output signal represents a torque of the internal combustion engine, which converts through the engine control 18 , taking into account further operating variables, not shown, into a throttle valve position, if necessary converting an ignition angle to be set and / or an intervention in the fuel supply.
Zur Verbesserung des Regelverhaltens des stationär ungenauen Reglers ist eine weitere Verknüpfungsstelle 20 vorgesehen, in der der Regelabweichung dvzvi ein Offsetwert (Vergrößerungswert) vlast aufgeschaltet wird, vorzugsweise addiert wird. Dieser Offsetwert wird abhängig von der Re gelabweichung gebildet, wobei er in der Tendenz größer wird, je größer die Regelabweichung ist.In order to improve the control behavior of the stationary imprecise controller, a further connection point 20 is provided, in which an offset value (magnification value) vlast is applied to the control deviation dvzvi, preferably added. This offset value is formed depending on the control deviation, with a tendency to increase the larger the control deviation.
Ferner ist ein Maximalbegrenzer 26 vorgesehen, welcher den Offsetwert vlast begrenzt. Der Begrenzungswert vlmx selbst ist abhängig von der Zielgeschwindigkeit vziel. Er wird in einer Kennlinie 28 abhängig von der Zielgeschwindigkeit vor gegeben. Ferner begrenzt der Begrenzer 26 den Offsetwert auf positive Größen, d. h. sein minimaler Grenzwert vlmn ist 0. Negative Offsetwerte sind nicht erlaubt.Furthermore, a maximum limiter 26 is provided, which limits the offset value vlast. The limit value vlmx itself depends on the target speed vziel. It is given in a characteristic curve 28 depending on the target speed. Furthermore, the limiter 26 limits the offset value to positive values, ie its minimum limit value vlmn is 0. Negative offset values are not permitted.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zur Bildung des Offsetwertes vlast ein Integrator 22 vorgesehen, welchem als Eingangsgröße die Regelabweichung dvzvi zugeführt ist. Der Integrator 22 integriert die Regelabweichung auf. Das Inte grationsergebnis stellt den der Regelabweichung aufgeschal teten Offsetwert dar. Um das Verhalten des Reglers um die Zielgeschwindigkeit herum zu verbessern, ist die Zeitkon stante T des Integrators veränderlich. Sie ist abhängig von der Größe der Regelabweichung dvzvi. Tendenziell wird die Integrationskonstante kleiner, d. h. der Integrator schnel ler, je größer die Regelabweichung ist. Die Zeitkonstante T wird dabei abhängig von der Regelabweichung aus einer Kenn linie 24 ausgelesen.In the preferred exemplary embodiment, an integrator 22 is provided to form the offset value vlast, to which the control deviation dvzvi is supplied as an input variable. The integrator 22 integrates the control deviation. The integration result represents the offset value applied to the control deviation. In order to improve the behavior of the controller around the target speed, the time constant T of the integrator is variable. It depends on the size of the control deviation dvzvi. The integration constant tends to become smaller, ie the integrator faster, the greater the control deviation. The time constant T is read depending on the control deviation from a characteristic line 24 .
Der Integrator wird unter bestimmten Bedingungen eingeschal tet (Signal am Eingang E). Das Einschaltsignal wird aus ei ner Vergleichsstelle 30 zugeführt, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die aktuelle Vorgabemomentengröße mrfgri für die Antriebseinheit kleiner ist als ein vorgegebener Maxi malwert MRFGRMX. Dies bedeutet, daß der Integrator nur dann eingeschaltet wird, wenn eine Erhöhung des Motordrehmoments möglich ist. Ist dies nicht der Fall, wird der Integrator gestoppt und der Offsetwert beibehalten. Die aktuelle Vorga bemomentengröße mrfgri entspricht im wesentlichen dem vom Regler vorgegebenen Momentenwert oder dem vom Fahrer vorge gebenen Moment, wenn der vom Fahrer über das Pedal vorgege bene Momentenwert größer als der Reglermomentenwert ist.The integrator is switched on under certain conditions (signal at input E). The switch-on signal is supplied from a comparison point 30 , which generates an output signal when the current specified torque variable mrfgri for the drive unit is smaller than a predefined maximum value MRFGRMX. This means that the integrator is only switched on when it is possible to increase the engine torque. If this is not the case, the integrator is stopped and the offset value is retained. The current pre-torque size mrfgri essentially corresponds to the torque value specified by the controller or the torque specified by the driver if the torque value specified by the driver via the pedal is greater than the controller torque value.
Ferner wird der Integrator unter vorbestimmten Bedingungen initialisiert, d. h. neu gestartet. Das Initialisierungs signal wird von der Oder-Verbindung 32 erzeugt, wenn wenig stens eines der anliegenden Signale einen positiven Signal pegel aufweist. In der Oder-Verknüpfung 32 werden die fol genden Signale zusammengeführt. Ein erstes Signal B_fgrakt gibt an, daß der Fahrgeschwindigkeitsregler aktiv ist. In diesem Fall wird der Integrator neu initialisiert. Ein zwei tes Signal B_tsep wird bei Setzen der Setztaste positiv, durch die die aktuelle Fahrgeschwindigkeit als Zielgeschwin digkeit in den Speicher eingeschrieben wird. Ein weiteres Signal B_wiauf zur Initialisierung ist das Verschwinden des Wiederaufnahmesignals, d. h. bei Ende des Wiederaufnahmevor gangs. Ein viertes Signal B_fgrkfm zur Initialisierung gibt an, daß keine Konstantfahrt des Fahrzeugs vorliegt. Dieses Signal ist dann gesetzt, wenn der Fahrgeschwindigkeitsregler arbeitet, ohne daß ein Wiederaufnahmevorgang, ein Beschleu nigungsvorgang, ein Verzögerungsvorgang, etc. stattfindet. Tritt eines dieser Signale auf, wird der Integrator 32 in itialisiert.Furthermore, the integrator is initialized under predetermined conditions, ie restarted. The initialization signal is generated by the OR connection 32 when at least one of the signals present has a positive signal level. In the OR operation 32 , the fol lowing signals are merged. A first signal B_fgrakt indicates that the vehicle speed controller is active. In this case the integrator is reinitialized. A second signal B_tsep becomes positive when the set button is set, by means of which the current driving speed is written into the memory as the target speed. Another signal B_wiauf for initialization is the disappearance of the resume signal, ie at the end of the resume operation. A fourth signal B_fgrkfm for initialization indicates that there is no constant travel of the vehicle. This signal is set when the vehicle speed controller is operating without a resumption process, an acceleration process, a deceleration process, etc. taking place. If one of these signals occurs, the integrator 32 is initialized.
Der Initialisierungswert selbst wird wie folgt gebildet. Der Initialisierungswert ist außerhalb einer Konstantfahrt Null. Über das Signal B_fgrkfm wird das Schaltelement 34 entspre chend umgelegt. Bei Konstantfahrt wird der Initialisierungs wert abhängig von Betriebsgrößen gebildet. Zu diesem Zweck ist eine Divisionsstelle 38 vorgesehen, in der ein aus dem aktuellen Momenten mrfgri gebildeter Momentenwert durch die Gesamtverstärkung kfgr des Reglers dividiert wird. Ferner ist ein Kennfeld 39 vorgesehen, in welchem abhängig von ein gelegter Gangstufe gangi und der Zielgeschwindigkeit vziel ein den Fahrwiderstand kompensierenden Wert ausgelesen wird. Dieser wird in der Verknüpfungsstelle 40 vom Initialisie rungswert abgezogen. Der auf diese Weise gebildete Initiali sierungswert wird in einem Begrenzer 36 auf den Maximalwert vlmx und den Minimalwert Null begrenzt.The initialization value itself is formed as follows. The initialization value is zero outside of constant travel. The switching element 34 is switched accordingly via the signal B_fgrkfm. With constant travel, the initialization value is formed depending on the operating parameters. For this purpose, a division point 38 is provided in which a torque value formed from the current moments mrfgri is divided by the overall gain kfgr of the controller. Furthermore, a map 39 is provided, in which a value compensating the driving resistance is read out depending on a selected gear stage and the target speed vziel. This is deducted from the initialization value in the linkage 40 . The initialization value formed in this way is limited in a limiter 36 to the maximum value vlmx and the minimum value zero.
Wie dargestellt wird abhängig von der Regelabweichung im In tegrator 22 mit von der Regelabweichung veränderlichen Zeit konstanten der Offsetwert gebildet. Er erhöht die Regelab weichung, so daß der Reglereingriff insgesamt dynamischer wird. Da der Offsetwert mit größer werdender Regelabweichung stärker zur Wirkung kommt, werden dauerhafte große Abwei chungen wirksam vermieden. Der Integrator ist dabei immer dann aktiv, solange das insgesamt von der Brennkraftmaschine geforderte Moment einen Maximalwert nicht erreicht. Der In tegrator wird auf einen Initialisierungswert gesetzt, wenn der Fahrgeschwindigkeitsregler eingeschaltet wird, wenn kei ne Konstantfahrt erkannt wurde, wenn die Taste Setzen betä tigt wird oder wenn der Wiederaufnahmevorgang beendet wird. Der dann in den Integrator eingetragene Initialisierungswert wird aus dem momentanen Reglerausgang abgeleitet, wobei die Gesamtverstärkung des Reglers berücksichtigt wird, so daß der Initialisierungswert so groß ist, daß sie der aktuell durch den Reglerausgang eingestellten Fahrgeschwindigkeit entspricht. Davon wird der aus Zielgeschwindigkeit und Ist- Gang bestimmte Fahrwiderstand abgezogen. Außerhalb einer Konstantfahrt ist der Initialisierungswert Null.As shown, the offset value is formed as a function of the control deviation in integrator 22 with time constants which are variable from the control deviation. It increases the control deviation, so that the control intervention becomes more dynamic overall. Since the offset value becomes more effective as the control deviation increases, permanent large deviations are effectively avoided. The integrator is always active as long as the total torque required by the internal combustion engine does not reach a maximum value. The integrator is set to an initialization value if the vehicle speed controller is switched on, if no constant travel has been detected, if the Set button is pressed or if the resumption process is ended. The initialization value then entered in the integrator is derived from the current controller output, taking into account the overall gain of the controller, so that the initialization value is so large that it corresponds to the driving speed currently set by the controller output. The driving resistance determined from the target speed and actual gear is deducted from this. Outside of constant travel, the initialization value is zero.
Die beschriebene Lösung wird sowohl bei einem Fahrgeschwin digkeitsregler als auch bei einem Fahrgeschwindigkeitsbe grenzer, in dessen Verlauf eine Regelung der Fahrgeschwin digkeit stattfindet, eingesetzt. Der stationär ungenaue Reg ler weist in anderen Ausführungen andere, von einem PDT1- Verhalten abweichende Übertragungsfunktionen auf.The solution described is both at a driving speed speed controller as well as at a driving speed limiters, in the course of which a regulation of the driving speed effectiveness takes place. The stationary imprecise reg In other versions, he has other, from a PDT1 Behavior of different transfer functions.
Die Bildung des Offsetwerts erfolgt in einem anderen Ausfüh rungsbeispiel nicht mittels eines Integrator, sondern mit tels anderer Mittel, z. B. einem Filter, einem Verzögerungse lement, etc., welches unter den dargestellten Bedingungen aktiv ist, initialisiert wird und mit dem wie beschrieben ermittelten Wert gestartet wird.The offset value is formed in another version Example not with an integrator, but with other means, e.g. B. a filter, a delay lement, etc., which under the conditions shown is active, is initialized and with as described determined value is started.
Claims (12)
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- 1998-02-14 DE DE19806116A patent/DE19806116A1/en not_active Withdrawn
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