DE3721605C2 - - Google Patents

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Description

In üblichen Fahrzeugen ist ein Gaspedal mit einer Drosselklappe derart mechanisch verbunden, daß diese proportional zu dem Stellweg des Gaspedals betätigt wird. Dabei ist die Beziehung zwischen dem Stellweg des Gaspedals und dem Öffnungswinkel der Drosselklappe unabhängig vom Betriebszustand des Motors konstant und ist es daher nicht möglich, diese Beziehung in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors zu ändern. Für die Steuerung der Drosselklappe sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, in denen der einem gegebenen Stellweg des Gaspedals zugeordnete Öffnungswinkel der Drosselklappe in Abhängigkeit von einem bestimmten Parameter gesteuert wird. Ferner ist in der JP-OS 60-111029 ein Verfahren angegeben, in dem der einem gegebenen Stellweg des Gaspedals zugeordnete Öffnungswinkel der Drosselklappe so gesteuert wird, daß das Fahrzeug mit einer gewünschten Geschwindigkeit fährt.
Gemäß der genannten JP-OS wird die Drosselklappe des Motors derart gesteuert, daß das Fahrzeug mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit fährt, so daß in einem konstanten Betriebszustand eine stabile Fahrweise, d. h. eine konstante Fahrgeschwindigkeit, erzielt wird. Dieses Steuerungssystem ist jedoch nicht zu einer schnellen oder zügigen Ansprache auf eine Betätigung des Gaspedals im Sinne einer Veränderung des Betriebszustandes, beispielsweise einer Beschleunigung oder einer Verlangsamung, imstande. Mit dem Steuerungssystem, in dem der Öffnungswinkel der Drosselklappe in Abhängigkeit von dem Stellweg des Gaspedals bestimmt wird, kann zwar eine vorteilhafte Ansprache auf eine Veränderung des Betriebszustandes des Motors erzielt werden, doch ist es in diesem Fall schwierig, eine geeignete Ansprache auf eine Veränderung des Fahrzustandes des Fahrzeuges, beispielsweise seines Fahrwiderstandes, zu erzielen, sondern muß bei einer Veränderung des Fahrwiderstandes des fahrenden Fahrzeuges der Fahrer das Gaspedal entsprechend betätigen.
Eine Regeleinrichtung für die Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-OS 30 28 601 bekannt. Bei der vorbekannten Regeleinrichtung kann nach drei unterschiedlichen Steuerungsstrategien (Regelungsstrategien) gearbeitet werden, die dort mit A, B und C bezeichnet sind. Nach der ersten Steuerungsstrategie A wird aus der von einem Sensor gemessenen Position des Gaspedals in einem Rechner anhand einer darin gespeicherten Funktion die theoretische Position der Drosselklappe berechnet, die der gemessenen Position des Gaspedals entspricht. Anschließend wird die so ermittelte theoretische Position der Drosselklappe mit der von einem Sensor gemessenen Position der Drosselklappe verglichen. Wenn dieser Vergleich ergibt, daß die beiden Werte nicht zusammenfallen, wird die Drosselklappe durch einen Elektromotor derart verstellt, daß die Drosselklappe in die berechnete theoretische Position geführt wird. Die Steuerungsstrategie A entspricht damit einer direktwirkenden Regelungsanordnung.
Nach der Steuerungsstrategie B wird aus der Position des Gaspedals im Rechner die von dem Fahrer gewünschte Geschwindigkeit berechnet, die dieser gemessenen Position des Gaspedals entspricht. Anschießend wird dann eine Regelung durchgeführt, durch die die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit an die durch die Stellung des Gaspedals vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit angeglichen wird, und zwar durch Einwirkung auf die Drosselklappe. Die Steuerungsstrategie B entspricht damit einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regelungsanordnung. In der dritten Steuerungsstrategie C sind zwei verschiedene Prozeduren möglich, und zwar eine "kontinuierliche" Prozedur und eine "pendelnde" Prozedur. In der kontinuierlichen Prozedur wird die Geschwindigkeit kontinuierlich nachgeführt. In der pendelnden Prozedur wird die Geschwindigkeit wie bei der Strategie B alternierend (mit Hysterese) nachgeführt. Bei beiden Prozeduren wird als Bezugswert der Geschwindigkeit ein vom Fahrer gespeicherter, gewünschter Geschwindigkeitswert herangezogen.
Aus der DE-OS 35 23 352 ist ein Verfahren zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges sowie eine elektronische Regeleinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt, bei denen vom Fahrzeuglenker zur Einhaltung und/oder Veränderung der gewünschten Fahrgeschwindigkeit ausschließlich Beschleunigungs-Sollwerte vorgegeben werden. Wenn und solange vom Fahrzeuglenker ein von Null verschiedener Beschleunigungs-Sollwert vorgegeben wird, wird eine Beschleunigungssteuerung durchgeführt. Dabei wird in einem vorgegebenen Arbeitstakt in einem sich ständig wiederholenden Kreislauf nacheinander die aktuelle Fahrgeschwindigkeit als Geschwindigkeits-Istwert ermittelt. Anhand einer in einem Kennlinien-Speicher abgespeicherten Kennlinie wird die zu einer konstanten Fahrgeschwindigkeit gehörende Aussteuerung der Drosselklappe entnommen. Anschließend wird die Vergaserdrosselklappe auf diesen ausgelesenen Drosselklappenwert zuzüglich eines dem vorgegebenen Beschleunigungswert proportionalen Wertes eingestellt. Es handelt sich also um eine beschleunigungsabhängige Regelungsanordnung. Wenn und solange vom Fahrzeuglenker ein Beschleunigungs-Sollwert Null vorgegeben wird, wird selbsttätig eine Geschwindigkeitsregelung durchgeführt. Dabei wird die aktuelle Fahrgeschwindigkeit (Fahrgeschwindigkeits-Istwert) im Speicher als Geschwindigkeits-Sollwert eingespeichert. Die Aussteuerung der Drosselklappe wird auf einen Wert eingestellt, der aus der bereits erwähnten abgespeicherten Kennlinie entnommen wird. Die Drosselklappenstellung entspricht also dem Geschwindigkeits-Sollwert. Anschließend wird in einem vorgegebenen Arbeitstakt in einem sich ständig wiederholenden Kreislauf der Geschwindigkeits-Sollwert mit dem Geschwindigkeits-Istwert verglichen und die Vergaserdrosselklappe so betätigt, daß der Geschwindigkeits-Istwert dem Sollwert angenähert wird. Es handelt sich also um eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelungsanordnung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regeleinrichtung für die Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die auf Veränderungen des Fahrzustandes eines Kraftfahrzeuges in verbesserter Weise anspricht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Wähleinrichtung steuert die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelungsanordnung an, wenn der Stellweg des Gaspedals und die Fahrgeschwindigkeit nicht verändert werden. Anderenfalls steuert die Wähleinrichtung die direktwirkende Regelungsanordnung an. Das Fahren mit konstanter Geschwindigkeit wird also dann festgestellt, wenn sowohl der Stellweg des Gaspedals als auch die Fahrgeschwindigkeit nicht verändert werden; dann wird die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelungsanordnung angesteuert.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Der Stelltrieb zur Steuerung der Ausgangsgröße des Fahrzeuges ist vorzugsweise geeignet, durch Veränderung des Öffnungswinkels einer Drosselklappe eine Ausgangsgröße des Motors zu verändern, und zwar durch Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels.
Mit dem Stelltrieb zur Steuerung der Ausgangsgröße des Motors kann nicht nur die Drosselklappe, sondern jede Einrichtung gesteuert werden, mit der Parameter gesteuert werden können, die eine Ausgangsgröße des Motors beeinflussen. Die Art des zur Steuerung der Ausgangsgröße des Motors verwendeten Stelltriebes ist daher von der Art des Motors abhängig. Beispielsweise wird bei einem Dieselmotor dessen Ausgangsgröße durch Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge gesteuert, so daß der Stelltrieb zur Steuerung der Ausgangsgröße des Motors einen Kraftstoffregler betätigen kann.
Der Fahrzustand des Fahrzeuges ist von der Beschaffenheit der Fahrbahn bzw. deren Reibungskoeffizienten abhängig und wird beispielsweise durch eine Schneedecke auf der Fahrbahn, durch eine regennasse Fahrbahn und/oder durch eine ansteigende oder abfallende Fahrbahn beeinflußt, sowie durch verschiedene Betriebszustände, die der Motor infolge einer Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer oder infolge von ähnlichen Ein­ flüssen annimmt. In allen diesen Fällen können mit der er­ findungsgemäßen Regeleinrichtung gute Ergebnisse erzielt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Schema eines Steuerungssystems für Motoren nach einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 in einem Blockschema die Beziehung zwischen verschiedenen Regelungsanordnungen,
Fig. 3 in einem Blockschema eine Regelungsanordnung zur direkten Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels,
Fig. 4 ein Blockschema einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regelungsanordnung,
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Hauptprogramms,
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm für die direkte Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels,
Fig. 7 ein Diagramm zur Herstellung der Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel f (x) der Drosselklappe und dem Stellweg x des Gaspedals und
Fig. 8 ein Ablaufdiagramm einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regelung.
Fig. 9 und 10 sind Diagramme zur Darstellung eines Sollwerts VT der Fahrgeschwindigkeit und des Stellweges x des Gaspedals.
Fig. 11 ein Ablaufdiagramm eines Hauptprogramms für eine andere Ausführungsform der Erfindung.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Verbrennungsmotor 1 nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Motor 1 ist durch eine Schaltkupplung 2 mit einem Getriebe 3 verbunden. Das Ansaugsystem des Motors 1 enthält eine Drosselklappe 4, die von einem Stelltrieb in Form eines Gleichstrommotors 9 betätigt wird. Der Motor 1 ist ferner mit einer Steuereinrichtung 5 versehen, die einen Mikrocomputer enthält, ferner einen Drosselklappenstellungssensor 6, einen Fahrgeschwindigkeitssensor 7 und einen Kupplungsstellungssensor 8. Der Steuereinrichtung werden Signale zugeführt, die den Stellweg x eines Gaspedals 11 darstellen, ferner von dem Drosselklappenstellungssensor 6 kommende Signale, die den Öffnungswinkel y der Drosselklappe darstellen, von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 7 kommende Signale, die die Fahrgeschwindigkeit V darstellen, von dem Kupplungsstellungssensor 8 kommende Signale, die die Stellung der Kupplung darstellen, von dem Getriebe 3 kommende Signale, die den eingelegten Gang darstellen, ferner Signale, die einen Lenkeinschlag, eine Bremsbetätigung und dergleichen darstellen. Auf Grund dieser Signale erzeugt die Steuereinrichtung Steuersignale für den Motor 9 zum Betätigen der Drosselklappe 4.
In der dargestellten Ausführungsform ist eine direkte Regelung für den Drosselklappenöffnungswinkel vorgesehen. Bei dieser Regelung wird durch den Stellweg des Gaspedals ein Sollwert yT des Öffnungswinkels der Drosselklappe bestimmt und wird durch Betätigung der Drosselklappe 4 deren Öffnungswinkel dem genannten Sollwert angenähert. Ferner ist eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung vorgesehen, bei der durch den Stellweg des Gaspedals ein Sollwert VT für die Fahrgeschwindigkeit vorgegeben und durch Betätigung der Drosselklappe 4 die Fahrgeschwindigkeit diesem Sollwert VT angenähert wird.
In Fig. 2 ist die Steuereinrichtung durch ein Blockschema dargestellt.
Bei Betätigung des Gaspedals 11 erzeugt ein Signalgeber 12 ein den Stellweg x des Gaspedals darstellendes Signal. Ein Detektor 13 erfaßt den Betriebszustand des Motors, den in dem Getriebe 3 eingelegten Gang und dergleichen und erzeugt entsprechende Signale. Ein der in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung 5 entsprechender Regler 14 bestimmt auf Grund des Stellweges x des Gaspedals über einen Regelkreis die Phasenlage oder Ansprechgeschwindigkeit für die Veränderung des Verstärkungsfaktors bei der Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels f(x). Mit dem Verstärkungsfaktor bestimmt der Regler die Beziehung des Drosselklappenöffnungswinkels f(x) zu dem Stellweg x auf Grund von Signalen, die von dem Betriebszustandsdetektor 13 kommen, und legt er einen Sollwert yT für den Drosselklappenöffnungswinkel fest. Bei einem hohen Verstärkungsfaktor spricht das Fahrzeug auf eine Veränderung der Stellung des Gaspedals schneller an als bei einem niedrigen Verstärkungsfaktor. Die Phasenlage der Veränderung des Drosselklappenöffnungswinkels f(x) gegenüber einer Veränderung des Stellweges x bestimmt der Regler 14 in Abhängigkeit von den Signalen des Zustandsdetektors 12. Ein dem in Fig. 1 gezeigten Gleichstrommotor 9 entsprechender Servoantrieb 15 betätigt die Drosselklappe 4 entsprechend dem von dem Regler 14 abgegebenen Steuersignal. Ein dem Sensor 6 zur Sensierung des Drosselklappenöffnungswinkels entsprechender Signalgeber 17 erzeugt ein dem Istwert y des Drosselklappenöffnungswinkels entsprechendes Signal. Der Regler 14 bewirkt über einen Regelkreis, daß der Istwert y des Drosselklappenöffnungswinkels seinem Sollwert yT angenähert wird. Bei dieser Regelung handelt es sich um eine PID-Regelung, die in Fig. 3 durch ein Blockschema dargestellt ist. Bei der PID-Regelung sind eine Proportional-, eine Integral- und ein Differenzierglied derart miteinander kombiniert, daß die Regelung schnell anspricht. Bei der Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels wird durch den Stellweg x des Gaspedals ein Sollwert yT des Drosselklappenöffnungswinkels vorgegeben, und zwar entsprechend der nachstehenden Gleichung (1), in der G1, G2 und G3 die Verstärkungsfaktoren des Proportionalgliedes, des Integralgliedes bzw. des Differenziergliedes darstellen.
yT = G₁ (yT-y) ÷ G = ∫ (yT-y)dt ÷ G₃ (yT-y)′ (1)
Durch Differenzieren von yT erhält man
yT′ = G₁ (yT-y)' ÷ Gz (yT-y) ÷ G₃ (yT-y)′′ (2)
Wenn man in die Gleichung (2) die Abweichung yT - y = EN des Drosselklappenöffnungswinkels des laufenden Regelungsspiels, die Abweichung EN1 des letzten vorhergegangenen Regelungsspiels und die Abweichung EN2 des Drosselklappenöffnungswinkels des vorletzten vorhergegangenen Regelungsspiels einsetzt, erhält man
yT′ = G₁ (EN-EN 1) ÷ G₂ EN ÷ G₂ {(EN-EN1) - (EN 1 - EN 2)}
= G₁ (EN - EN 1) ÷ Gz EN ÷ G₃ (EN - 2 EN 1 ÷ EN 2) (3)
Bei dieser Regelung wird die Drosselklappe und damit auch die Leistung des Motors in Abhängigkeit von dem Stellweg des Gaspedals gesteuert, so daß eine bequeme Steuerung des Motors erzielt wird. Da die PID-Regelung schnell anspricht, wird sie zweckmäßig angewendet, wenn das Fahrzeug nur wenig beschleunigt oder verlangsamt werden soll, beispielsweise beim Anfahren, bei einem Gangwechsel und dergleichen.
In der Fig. 4 ist durch ein Blockschema eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung dargestellt. Dabei wird durch den Stellweg x des Gaspedals ein Sollwert VT der Fahrgeschwindigkeit und durch eine I-PD-Regelung ein Sollwert yT für den Drosselklappenöffnungswinkel vorgegeben. Die Betätigung der Drosselklappe erfolgt durch dieselbe PID-Regelung wie bei der in direkter Abhängigkeit von dem Stellweg x des Gaspedals erfolgenden PID-Regelung gemäß Fig. 3.
Bei der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regelung kann der Sollwert yT des Drosselklappenöffnungswinkels durch die nachstehende Gleichung (4) angegeben werden, in der G4, G5 und G6 den Verstärkungsfaktoren der Integralregelung, der Proportionalregelung bzw. der Vorhaltregelung entsprechen.
yT = G₄ ∫ (VT - V) dt - G₅ (VT - V) - G₆ (VT - V)′ (4)
Durch Differenzieren von yT erhält man
yT′ = G₄ (VT - V) - G₅ (VT - V)′ - G₆ (VT - V)′′ (5)
Wenn man in die Gleichung (5) die Abweichung VT-V = ENV der Fahrgeschwindigkeit des laufenden Regelungsspiels, die Abweichung ENV1 des letzten vorhergegangenen Regelungsspiels und die Abweichung ENV2 der vorletzten vorhergegangenen Regelungsspiels einsetzt, erhält man:
yT′ = G₄ ENV - G₅ (ENV - ENV1) - G₆ {(ENV - ENV1) - (ENV1 - ENV2)}
= G₄ ENV - G₅ (ENV - ENV1) - G₆ (ENV - 2 ENV1 · ÷ ENV2) (6)
Die I-PD-Regelung spricht nicht so schnell an wie die PID-Regelung, aber ihre Ansprache ist durch Störgrößen weniger beeinflußbar, so daß diese Regelung gut zum Beeinflussen des Phasenwinkels verwendet werden kann. Infolgedessen bleibt auch bei einer Veränderung des Fahrzustandes des Fahrzeuges infolge von äußeren Einflüssen die bis zum Erreichen des Sollwerts der Fahrgeschwindigkeit erforderliche Zeit im wesentlichen konstant, so daß ein gleichbleibendes Fahrgefühl erzielt wird.
In der Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm eines Hauptprogramms dargestellt, das von der direkten Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels, der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regelung und einer beschleunigungsabhängigen Regelung in Abhängigkeit von dem Fahrzustand des Fahrzeuges eine Regelung auswählt.
Gemäß der Fig. 5 wird im Schritt 101 das System initialisiert und im Schritt 102 eine Unterbrechung vorgenommen. Im Schritt 103 wird beurteilt, ob die Kupplung ein- oder ausgerückt ist. Bei eingerückter Kupplung wird der Schritt 104 und bei ausgerückter oder nur halb eingerückter Kupplung der Schritt 105 durchgeführt. Im Schritt 104 wird festgestellt, welcher Gang eingelegt ist. Wenn bei einem Handschaltgetriebe einer der Gänge 1 bis 5 eingelegt ist oder ein Automatikgetriebe im Normalfahrbereich arbeitet, wird der Schritt 106 durchgeführt. Wenn der Rückwärtsgang oder kein Gang eingelegt ist, wird der Schritt 105 durchgeführt. Im Schritt 105 werden ein Beschleunigungsregelungsmerker g und ein Fahrgeschwindigkeitsregelungsmerker V gelöscht. Dann wird im Schritt 107 wie bei der direkten Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels ein Sollwert YT des Drosselklappenöffnungswinkels bestimmt.
Im Schritt 106 wird die Differenz zwischen dem derzeitigen Stellweg x des Gaspedals und dem Stellweg x1 des Gaspedals des letzten vorhergegangenen Regelungsspiels berechnet und wird im Speicher der Wert für den Stellweg x1 des letzten vorhergegangenen Regelungsspiels an die Adresse für den derzeitigen Stellweg x verschoben.
Im Schritt 108 wird die Differenz V′ zwischen der derzeitigen Fahrgeschwindigkeit V und der Fahrgeschwindigkeit V1 im vorhergehenden Regelungsspiel berechnet und wird im Speicher der Wert V1 der Fahrgeschwindigkeit im vorhergehenden Arbeitsspiel an die Adresse der derzeitigen Fahrgeschwindigkeit V verschoben. Wenn im Schritt 109 festgestellt wird, daß die Differenz x′ = 0 ist, folgt der Schritt 110. Bei einer Differenz x′ < 0 wird im Schritt 111 der Merker V gelöscht. Bei einer Differenz x′ < 0 werden im Schritt 112 die Merker g und V gelöscht. Im Schritt 110 wird festgestellt, ob der Stellweg x des Gaspedals gleich Null ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird im Schritt 113 festgestellt, ob die Geschwindigkeitsdifferenz V′ = 0. Wenn dies der Fall ist, stellt der Regler 14 fest, daß das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt und setzt er im Schritt 114 den Merker V. Im Schritt 111 wird der Merker V gelöscht und wird danach festgestellt, ob die Stellwegdifferenz des Gaspedals x′ < e1 ist (Dabei ist e1 ein vorherbestimmter Wert.) Wenn dies der Fall ist, stellt der Regler 14 fest, daß das Fahrzeug beschleunigt wird und wird im Schritt 116 der Merker g gesetzt. Wenn im Schritt 110 die Antwort JA und im Schritt 113 die Antwort NEIN erhalten wird, erfolgt im Schritt 117 ein Löschen des Merkers V. Danach wird im Schritt 118 festgestellt, ob die Fahrgeschwindigkeit V < e2 ist oder nicht. Wenn die Antwort JA erhalten wird, erfolgt im Schritt 119 eine Feststellung, ob der Merker V gesetzt ist oder nicht. Auf Grund der Antwort JA wird im Schritt 120 durch die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung ein Sollwert yT des Drosselklappenöffnungswinkels vorgegeben. Wenn in den Schritten 118 und 119 die Antwort NEIN erhalten wird, erfolgt im Schritt 121 die Feststellung, ob der Merker g gesetzt ist oder nicht. Auf Grund der Antwort JA erfolgt im Schritt 122 durch die beschleunigungsabhängige Regelung eine Vorgabe eines Sollwerts yT des Drosselklappenöffnungswinkels. Wenn im Schritt 121 die Antwort NEIN erhalten wird, erfolgt im Schritt 107 eine Vorgabe eines Sollwerts yT des Drosselklappenöffnungswinkels wie bei der direkten Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels.
In der Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm für die Bestimmung des Sollwertes yT des Drosselklappenöffnungswinkels im Schritt 107 bei der direkten Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels gezeigt. Im Schritt 131 wird eine von mehreren in Fig. 7 gezeigten Steuerkurven ausgewählt, die Beziehungen zwischen dem Stellweg x des Gaspedals und dem Drosselklappenöffnungswinkel f(x) darstellen. Dabei gilt die Steuerkurve A, wenn im Getriebe kein Gang oder der Rückwärtsgang oder einer der Gänge 1 bis 3 eingelegt ist. Die Steuerkurven B und C gelten bei eingelegtem viertem bzw. fünftem Gang. Bei eingelegtem viertem oder fünftem Gang werden die Räder nur mit geringer Kraft angetrieben und wirkt auf das Fahrzeug eine starke Luftwiderstandskraft. Daher wird in diesem Fall der Verstärkungsfaktor der in direkter Abhängigkeit von dem Stellwert x des Gaspedals erfolgenden Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels f(x) erhöht. Danach wird im Schritt 132 auf Grund der im Schritt 131 ausgewählten Steuerkurve der Drosselklappenöffnungswinkel f(x) in direkter Abhängigkeit von dem Stellweg x des Gaspedals bestimmt. Im Schritt 133 wird dann der Sollwert yt = f(x) des Drosselklappenöffnungswinkels bestimmt.
In der Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm für die Bestimmung des Sollwerts yT des Drosselklappenöffnungswinkels im Rahmen der in Fig. 7 dargestellten Regelung dargestellt. Dabei wird ein in Fig. 11 gezeigtes x-VT-Diagramm verwendet, aus dem die Beziehung des Stellweges x des Gaspedals zu dem Sollwert VT der Fahrgeschwindigkeit hervorgeht. Im Schritt 141 wird anhand eines x-VT-Diagramms ein Sollwert VT der Fahrgeschwindigkeit bestimmt. Dann wird mit Hilfe der anhand der Fig. 4 beschriebenen, fahrgeschwindigkeitsabhängigen I-PD-Regelung ein Sollwert yT für die PID-Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels bestimmt. Diese fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung erfolgt auf Grund der nachstehenden Gleichungen.
ENV ← VT - V yT ← yT ÷ G₉ ENV - G₅ (ENV - ENV1) - G₆ (ENV - 2 ENV1
÷ ENV2) ENV1 ← ENV ENV2 ← ENV1
Vorstehend wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Fahrgeschwindigkeitsabweichung ENV1 des letzten vorhergegangenen Regelungsspiels an die Adresse der Fahrgeschwindigkeitsabweichung des laufenden Regelungsspiels und die Fahrgeschwindigkeitsabweichung ENV2 des vorletzten vorhergegangenen Regelungsspiels an die Adresse der Abweichung ENV1 verschoben wird. Wenn während des Überganges auf die fahrgeschwindkeitsabhängige Regelung der Istwert der Fahrgeschwindigkeit von deren Sollwert VT beträchtlich abweicht, erfolgt eine Korrektur der Fahrgeschwindigkeit V entsprechend der Steuerkurve x-VT. Ferner können die Verstärkungsfaktoren G4 bis G6 verkleinert und kann dadurch die Ansprache der Regelung verlangsamt werden. In dem in Fig. 8 dargestellten Schritt 142 kann anstelle des in Fig. 9 gezeigten Diagramms das in Fig. 10 dargestellte x-VT-Steuerdiagramm verwendet werden, auf Grund dessen in einem bestimmten Fahrgeschwindigkeitsbereich der Verstärkungsfaktor der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regelung verkleinert und daher eine verbesserte Regelung erzielt wird. Dabei erfolgt die Verkleinerung des Verstärkungsfaktors in einem mittleren oder üblichen Fahrgeschwindigkeitsbereich und bei einer Fahrgeschwindigkeit, die einem Stellweg x des Gaspedals entspricht, bei dem die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung einsetzt, so daß die Regelung nur minimal pendelt.
Ferner kann während der vorstehend beschriebenen Regelung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit der Einfluß des Luftwiderstandes durch eine geeignete Korrektur ausgeschaltet werden, so daß ein stabiles Fahrverhalten bei einer im wesentlichen konstanten Fahrgeschwindigkeit erzielt werden kann, die durch den Stellweg des Gaspedals vorgegeben ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 11 beschrieben.
Die in dieser Ausführungsform verwendete Steuereinrichtung 5 kann den Motor durch direkte Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels und durch fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung steuern. Dabei geht die Steuereinrichtung für den Verbrennungsmotor unter folgenden Bedingungen von der direkten Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels auf die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung über:
  • (1) Wenn der Fahrzustand des Fahrzeuges im wesentlichen gleichbleibt oder der Öffnungswinkel der Drosselklappe im wesentlichen konstantgehalten wird.
  • (2) Wenn der Stellweg des Gaspedals etwas vermindert wird.
  • (3) Wenn ein höherer Gang eingelegt wird.
Dagegen wird unter folgenden Bedingungen eine fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung blockiert:
  • (1) Wenn die Fahrgeschwindigkeit unter einem vorherbestimmten Wert (beispielsweise um 10 km/h) liegt.
  • (2) Wenn die Kupplung ausgerückt oder nur halb eingerückt ist.
  • (3) Wenn kein Gang oder der Rückwärtsgang eingelegt ist.
  • (4) Während einer Betätigung des Lenkrades.
  • (5) Während einer Bremsbetätigung oder bei geschlossenem Bremsschalter.
  • (6) Wenn die Differenz zwischen dem Sollwert VT und dem Ist­ wert der Fahrgeschwindigkeit zu groß ist oder der Sollwert des Drosselklappenöffnungswinkels außerhalb eines Bereichs von 0 bis 100% des Stellbereiches des Öffnungswinkels liegt.
  • (7) Wenn der Fahrer einen die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung blockierenden Schalter schließt und dergleichen.
Fig. 11 ist ein Ablaufdiagramm des von der Steuereinrichtung durchgeführten Hauptprogramms.
Gemäß der Fig. 11 bewirkt im Schritt 101 die Steuereinrichtung 5 eine Initialisierung der Regelung. Im Schritt 102 wird ein Unterbrechungsprogramm eingeleitet. Im nächsten Schritt 103 wird festgestellt, ob der die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung blockierende Schalter geschlossen ist. Wenn dieser Schalter offen ist, wird der Schritt 104 und wenn der Schalter geschlossen ist, wird der Schritt 111 durchgeführt, in dem durch die direkte Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels der Sollwert yT dieses Winkels bestimmt wird. Im Schritt 104 wird festgestellt, ob die Fahrgeschwindigkeit unter einem vorherbestimmten Wert liegt. Bei der Antwort NEIN wird der Schritt 105 und bei der Antwort JA wird der Schritt 111 durchgeführt, in dem der Drosselklappenöffnungswinkel direkt geregelt wird. Im Schritt 105 wird bestimmt, ob die Kupplung eingerückt ist oder nicht. Bei eingerückter Kupplung wird der Schritt 106 und bei nur halb eingerückter oder ausgerückter Kupplung wird der Schritt 111 durchgeführt, in dem der Drosselklappenöffnungswinkel direkt geregelt wird. Im Schritt 106 wird bestimmt, ob der Lenkeinschlag S des Lenkrades kleiner ist als ein vorherbestimmter Wert e2. Bei der Antwort NEIN wird der Schritt 107 und bei der Antwort JA wird der Schritt 111 durchgeführt. Im Schritt 107 wird festgestellt, ob der Bremsschalter geschlossen ist oder nicht. Bei der Antwort NEIN wird der Schritt 108 durchgeführt. Bei der Antwort JA wird der Schritt 111 durchgeführt, in dem der Drosselklappenöffnungswinkel direkt geregelt wird. Im Schritt 108 wird festgestellt, welcher Gang eingelegt ist. Wenn der dritte, vierte oder fünfte Gang eingelegt ist, wird der Schritt 109 durchgeführt, in dem der Sollwert yT des Drosselklappenöffnungswinkels durch die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung bestimmt wird. In dem nächsten Schritt 110 wird bestimmt, ob der Sollwert yT in dem Stellbereich von 0 bis 100% des Drosselklappenöffnungswinkels liegt. Bei der Antwort JA kehrt das Programm zum Schritt 103 zurück. Bei der Antwort NEIN wird der Schritt 111 durchgeführt, in dem der Drosselklappenöffnungswinkel direkt geregelt wird.
Die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelung und die direkte Regelung des Drosselklappenöffnungswinkels wurden bereits anhand der vorhergehenden Ausführungsform näher beschrieben. Daher wird die Beschreibung für die vorliegende Ausführungsform nicht wiederholt.
Vorstehend wurde erläutert, wie in den dargestellten Ausführungsformen die Ausgangsleistung des Motors mittels der Drosselklappe gesteuert wird. Man kann die Ausgangsleistung des Motors aber auch auf andere Weise als mit einer Drosselklappe steuern. Für diesen Zweck kann jede Einrichtung verwendet werden, mit der die Leistung des Motors beeinflussende Faktoren gesteuert werden können. Daher ist die Wahl der für die Steuerung der Motorleistung verwendeten Einrichtung von der Art des Motors abhängig. Beispielsweise kann man die Leistung eines Dieselmotors durch Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge, d. h., mittels eines Kraftstoffreglers, steuern.

Claims (7)

1. Regeleinrichtung für die Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit einer direktwirkenden Rgelungsanordnung zum direkten Berechnen einer Stellgröße für einen eine Ausgangsgröße des Motors steuernden Stelltrieb aufgrund des Stellweges eines Gaspedals,
einer fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regelungsanordnung zum Bestimmen eines Sollwertes der Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Stellweg des Gaspedals und zur Steuerung des die Ausgangsgröße des Motors steuernden Stelltriebes zwecks Annäherung der Fahrgeschwindigkeit an ihren Sollwert,
und einer Wähleinrichtung zum Ansteuern der fahrgeschwin­ digkeitsabhängigen Regelungsanordnung oder der direkt­ wirkenden Regelungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelungsanordnung ansteuert, wenn der Stellweg des Gaspedals und die Fahrgeschwindigkeit nicht verändert werden, und anderenfalls die direktwirkende Regelungs­ anordnung ansteuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer unter einem vorherbestimmten Wert liegenden Fahrgeschwindigkeit die direktwirkende Regelungsanordnung auch dann angesteuert wird, wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ausgangsgröße des Motors steuernde Stelltrieb zum Betätigen der Drosselklappe geeignet ist und daß die direkt wirkende Regelungsanordnung und die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelungsanordnung zur Steuerung des Drosselklappenöffnungswinkels geeignet sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die direktwirkende Regelungsanordnung einen Speicher besitzt, in dem ein Drosselklappenöffnungswinkel gespeichert wird, der einem Stellweg des Gaspedals zugeordnet ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die direktwirkende Regelungsanordnung geeignet ist, eine Stellgröße zu bestimmen, die von einer Differenz zwischen einem dem Stellweg des Gaspedals zugeordneten Sollwert für den Stelltrieb und dessen Istwert abgeleitet ist.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrgeschwindigkeitsabhängige Regelungsanordnung geeignet ist, für den eine Ausgangsgröße des Motors steuernden Stelltrieb eine Stellgröße zu bestimmen, die von einem Wert abgeleitet wird, der durch Integration der Differenz zwischen einem Sollwert und einem Ist-Wert der Fahrgeschwindigkeit erhalten wurde, sowie von einem Wert, der einer Veränderung des Istwerts der Fahr­ geschwindigkeit entspricht.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der fahrgeschwindigkeitsabhängigen Regelung in einem vorgegebenen Bereich von Fahrzuständen eine aufgrund einer gegebenen Veränderung des Stellweges des Gaspedals erhaltene Stellgröße einer kleineren Veränderung der Fahrgeschwindigkeit entspricht als in einem anderen Bereich von Fahrzuständen.
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