DE4107879C3 - Automatsiche Geschwindigkeitsregeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Automatsiche Geschwindigkeitsregeleinrichtung für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine automatische Geschwin
digkeitsregeleinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der EP 0 270 036 A2 ist eine gattungsgemäße au
tomatische Geschwindigkeitsregeleinrichtung für
Kraftfahrzeuge bekannt.
Im allgemeinen ist in einer derartigen konventionel
len Geschwindigkeitsregeleinrichtung die Zeitabfolge
bei der Gangwahl basierend auf der Abweichung zwi
schen der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit und
der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, einer festgeleg
ten Zeit eines Zeitgebers; der der Verhinderung der
Gangschaltung dient, und dergleichen geändert, wenn
das Fahrzeug bergauf bzw. bergab fährt, so daß die
Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen gewünschten Wert
beim Bergauffahren bzw. beim Bergabfahren geregelt
wird.
In einem Geschwindigkeitsregelsystem wird bei
spielsweise für den Fall, daß das Fahrzeug bergauf fährt,
die automatische Fahrzeugschaltung heruntergeschal
tet, um genügend Leistung zum Bergauffahren zur Ver
fügung zu stellen. Anschließend wird nach Verstreichen
einer vorbestimmten Zeit wieder hochgeschaltet, so daß
ein geeigneter Gang entsprechend der aktuellen Fahr
zeuggeschwindigkeit erhalten wird.
Es ist aber festzustellen, daß ein derartiges automati
sches Geschwindigkeitsregelsystem im folgenden Punkt
Nachteile in sich birgt.
Da die zeitliche Festlegung des Hochschaltens gemäß der Weglänge
des Bergauffahrens vorherbestimmt wird, kann es vorkommen, daß
das Hochschalten nicht zur rechten Zeit erfolgt, wenn die Länge
des ansteigenden Weges nicht mit dem erwarteten Wert überein
stimmt, beispielsweise, wenn die Wegstrecke länger ist als der
erwartete Wert oder kürzer als der erwartete Wert. Dadurch kann
es manchmal vorkommen, daß der niedrige Gang unerwünschterweise
beibehalten wird, selbst für den Fall, daß die Bergaufstrecke
schon passiert ist. Das bedingt einen größeren Lärmpegel infolge
des Fahrens bei zu niedrigem Gang. Andererseits kann die Hoch
schaltbedingung bereits ausgeführt werden, wobei das Fahrzeug
noch bergauf fährt, wenn diese Wegstrecke länger ist als der er
wartete Wert. In diesem Fall müßte wieder heruntergeschaltet wer
den, um den Geschwindigkeitsverlust des Fahrzeuges zu kompensie
ren. Das kann ein Schwingungsverhalten in der Geschwindigkeitsre
gelung verursachen.
Folglich besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein automati
sches Geschwindigkeitsregelsystem an die Hand zu geben, das ei
nen exakten Schaltablauf gewährleistet, wenn das Fahrzeug über
eine hügelige bzw. bergige Straße fährt. Gleichzeitig soll ein
Schwingungsverhalten in der Geschwindigkeitsregelung vermieden
werden.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer gattungsgemäßen automati
schen Geschwindigkeitsregeleinrichtung durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ermitteln
die Einrichtungen zur Ermittlung von Steigungen des Fahrweges
zum Einen einen stabilen Fahrzustand aus der Beschleunigung des
Fahrzeugs und eine Abweichung zwischen der Soll- und der
Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Zum Anderen wird der
Beginn einer Steigung aus dem Absinken der Ist-Geschwindigkeit
des Fahrzeugs mit einem gleichzeitigen Leistungs
zunahme Signal am Motorstellsignal ermittelt. Das En
de einer Steigung wird aus einem Leistungsabnahmesi
gnal am Motorstellsignal bei gleichzeitig stabialem
Fahrzustand ermittelt. Die entsprechende Signale für
die Freigabe oder die Verhinderung von Gangschalt
vorgängen des automatischen Getriebes werden ent
sprechend bereitgestellt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der automa
tischen Geschwindigkeitsregeleinrichtung ergeben sich
aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Un
teransprüchen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung wer
den anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht eines Motors
mit einer automatischen Geschwindigkeitsregeleinrich
tung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
Fig. 1A einen vergrößerten Schnitt eines Drosselven
tilstellglieds, wie es in Fig. 1 dargestellt ist,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Regeleinheit für eine
automatische Geschwindigkeitsregeleinrichtung,
Fig. 3 ein Diagramm, in welchem die Fahrzeugge
schwindigkeit und die Drosselöffnung über der Zeit auf
getragen sind, die
Fig. 4 und 5 Flußdiagramme, die eine Geschwindig
keitsregelung, die durch die Regeleinheit durchgeführt
wird, darstellen, die
Fig. 6A, 6B, 6C und 6D Flußdiagramme von Unter
brechungsroutinen, welche die Hauptroutinen der Fig. 4
und 5 unterbrechen,
Fig. 6E ein Zeitdiagramm, welches den Unterbre
chungszeitablauf der Unterbrechungsroutinen darstellt,
die
Fig. 7A, 7B, 7C und 7D Diagramme, welche in Modifi
kationen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
nach Fig. 2 der vorliegenden Erfindung verwendet wer
den, in welcher die Stabilitätsbedingung basierend auf
der Unschärfentheorie (Fuzzy-Logik) erkannt werden,
Fig. 8 ein Blockschaltbild der Regeleinheit ähnlich
dem in Fig. 2, aber nach einer anderen Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung, die
Fig. 9 und 10 Diagramme, welche die Drosselöffnung,
die Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen über der
Zeit zeigen, entsprechend der Ausführungsform gemäß
Fig. 8,
Fig. 11 ein Diagramm ähnlich zu Fig. 7D, aber eine
Modifikation gemäß der Ausführungsform nach Fig. 8
darstellend.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Motors
mit einer automatischen Geschwindigkeitsregeleinrich
tung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
Gemäß Fig. 1 weist ein Motor 1 einen Einlaßkanal 2
auf, in welchem ein Drosselventil 3 angeordnet ist. Das
Drosselventil 3 wird über ein Drosselventilstellglied 4
angesteuert, um dessen Öffnung zu verändern. Das
Stellglied 4 ist in Fig. 1A im Detail geschnitten darge
stellt.
Ein Automatikgetriebe 5 ist mit Solenoiden 6a, 6b und
6c zum Schalten in dem Automatikgetriebe und eine
Kupplungssolenoide zur Kupplungsregelung versehen.
Die Solenoiden 6a, 6b und 6c werden ein- und ausge
schaltet, um hydraulische Verbindungen in einem Hy
draulikkreis (nicht dargestellt) zu schalten, um selektiv
hydraulisch betriebene Teile in Eingriff zu bringen und
zu trennen, um einen gewünschten Gang des Automa
tikgetriebes einzulegen. Wenn die Solenoide 7 aktiviert
bzw. desaktiviert werden, wird gleichzeitig die Kupp
lung (nicht dargestellt) in Eingriff gebracht bzw. ge
trennt.
Wie in Fig. 1A dargestellt, umfaßt das Drosselventil
stellglied eine Unterdruckkammer 41, in welche ein Va
kuum angelegt ist, eine atmosphärische Druckkammer
42, welche mit der Atmosphäre in Verbindung steht, ein
Rollbalg 43, welcher durch das Vakuum, das an die Va
kuumkammer 41 angelegt wird, bewegt wird, eine Feder
44, welche den Rollbalg 43 in der dem Pfeil A entgegen
gesetzten Richtung beaufschlagt, eine Stange 45, welche
mit dem Rollbalg 43 verbunden ist, einen Drosselzug 46,
der die Stange 45 mit dem Drosselventil 3 in Wirkver
bindung verbindet, einen Freigabekanal 47a, der mit der
Atmosphäre in Verbindung steht, ein Freigaberegelven
til 47 magnetischer und proportionaler Bauart, welches
den Freigabekanal 47a von der Unterdruckkammer 41
trennt, einen Absaugkanal 48a über den der Unterdruck
angelegt wird und ein Absaugregelventil 48 von magne
tischer und proportionaler Bauart, um den Absaugkanal
48a von der Unterdruckkammer 41 zu trennen. Die
Funktionsregelung erfolgt über Solenoiden der Regel
ventile 47 und 48, derart, daß der Unterdruck in der
Unterdruckkammer 41, welcher durch den Motor 1 er
zeugt wird, so geregelt wird, daß der Rollbalg 43 und die
Stange 45 eine Hin- und Herbewegung erzeugen, um
dadurch das Drosselventil zu öffnen oder zu schließen.
Gemäß Fig. 1 ist eine Einrichtung bzw. Regeleinheit 8
vorgesehen, in welche folgende Signale einlaufen: ein
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Vn von einem Fahr
zeuggeschwindigkeitssensor 9 zur Ermittlung der Fahr
zeuggeschwindigkeit, ein Gaspedalöffnungssignal α von
einem Beschleunigungssensor 11 zur Aufnahme der Be
schleunigungsstellung eines Gaspedals 10, ein Bremssi
gnal BR von einem Bremsschalter 12 zur Aufnahme
eines Bremsvorganges, ein Drosselöffnungssignal T von
einem Drosselsensor 13 zur Aufnahme der Öffnungs
stellung des Drosselventils 3, ein Getriebezustandssi
gnal GP von einem Getriebezustandssensor 14 zur Fest
stellung eines gerade eingelegten Ganges eines Auto
matikgetriebes 5 und ein Betriebartsignal M von einem
Betriebsartschalter 15. Die Regeleinheit 8 gibt folgende
Signale ab: Ein Drosselventilregelsignal A, ein Um
schaltregelsignal B, ein Schließregelsignal C für die
Schaltregelsolenoiden 6a, 6b und 6c und die Schließre
gelsolenoide 7. Das Drosselventilregelsignal A beinhal
tet ein Freigaberegelsignal A₁ und ein Ansaugregelsi
gnal A₂, welche dem Freigaberegelventil 47 und dem
Ansaugregelventil 48 des Drosselventilstellglieds 4 als
Impulssignale für bestimmte Arbeitszyklusverhältnisse
zur Regelung der Öffnungen der Freigabe und Ansaug
regelventile 47 und 48 zugeführt werden. Darüberhin
aus empfängt die Regeleinheit 8 Signale von einem
Hauptschalter 16, einem Wahlschalter 17, einem Wie
deraufnahmeschalter 18 und einem Leerlaufschalter 19.
Der Hauptschalter 16 schaltet die Leistungsquelle an,
um das automatische Geschwindigkeitsregelsystem zu
starten. Der Wahlschalter 17 dient zur Auswahl einer
Zielgeschwindigkeit Vo. Der Wiederaufnahmeschalter
17 dient zum Speichern der Zielgeschwindigkeit Vo,
wenn die automatische Geschwindigkeitsregelung wie
der gestartet wird, nachdem die Regelung ausgeschaltet
war.
Fig. 2 ist ein schematisches Blockschaltbild, welches
eine logische Beziehung in der Regeleinheit 8 zeigt.
Fig. 3 zeigt die Verhältnisse der Fahrzeuggeschwindig
keit und der Drosselöffnung während des Bergauffah
rens bei einem Kraftfahrzeug mit automatischem Ge
schwindigkeitsregelsystem.
Gemäß Fig. 2 ist die Regeleinheit 8 mit einer 4-3
Wahlentscheidungsvorrichtung zur Entscheidung eines
Herunterschaltens von dem vierten Gang in den dritten
Gang ausgestattet, für den Fall, daß das Fahrzeug gera
de bergauf fährt, eine Vorrichtung zur Feststellung ei
ner Stabilitätsbedingung der Fahrzeuggeschwindigkeit
basierend auf einer Beschleunigung des Fahrzeugs und
einer Abweichung zwischen einer gewünschten Fahr
zeuggeschwindigkeit und einer aktuellen Fahrzeugge
schwindigkeit und Vorrichtungen I und II zur Entschei
dung, ob das Ende des ansteigenden Wegs erreicht ist,
basierend auf der Betätigung des Drosselventilstell
glieds 4.
Die 4-3 Schaltentscheidungsvorrichtung hält an dem
4-3 Herunterschaltvorgang fest, wenn festgestellt wird,
daß die Fahrzeuggeschwindigkeit Vn stärker zurück
geht als ein vorbestimmter Wert, für den Fall, daß der
vierte Gang ausgewählt ist, so daß eine Schaltregelvor
richtung veranlaßt ist, herunterzuschalten und die Stabi
litätsbedingungsentscheidungsvorrichtung und die An
stiegsendeentscheidungsvorrichtung II mit dem 4-3
Herunterschaltsignal zu versorgen.
Die Stabilitätsbedingungsentscheidungsvorrichtung I
erhält das 4-3 Herunterschaltsignal, die Geschwindig
keitsabweichung zwischen der gewünschten Geschwin
digkeit Vo und der aktuellen Geschwindigkeit Vn, einen
Differenzwert der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit
Vn oder die Beschleunigung des Fahrzeugs. Wenn die
4-3 Schaltentscheidungsvorrichtung die Herunterschalt
operation beibehält, entscheidet die Stabilitätsbedin
gungsentscheidungsvorrichtung, ob eine Stabilitätsbe
dingung der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit Vn ba
sierend auf der Geschwindigkeitsabweichung und der
Beschleunigung des Fahrzeugs besteht. Wenn die Stabi
litätsbedingungsentscheidungsvorrichtung die Stabili
tätsbedingung feststellt, erzeugt sie ein Startsignal und
leitet dies an die Anstiegsendeentscheidungsvorrich
tung I weiter, um eine Entscheidungsprozedur zu star
ten, die überprüft, ob der ansteigende Weg beendet ist
oder nicht.
Die Anstiegsendeentscheidungsvorrichtung I erhält
das Startsignal, das Freigaberegelsignal A₁ und das An
saugregelsignal A₂ zur Entscheidung, ob das Ende des
ansteigenden Wegs erreicht ist. Wenn das Startsignal
angelegt wird, berechnet die Anstiegsendeentschei
dungsvorrichtung I einen Drosselverminderungshub, so
daß das Ende des Aufwärtsfahrens basierend auf dem
Drosselverminderungshub ermittelt wird. Die Anstiegs
endeentscheidungsvorrichtung II erhält das Freigabe
regelsignal A₁ und das Ansaugregelsignal A₂ zur Ent
scheidung des Endes des ansteigenden Wegs. Die An
stiegsendeentscheidungsvorrichtung II berechnet den
Drosselverminderungshub des Drosselventils 3 und ent
scheidet, ob das Ende des ansteigenden Wegs erreicht
ist, basierend auf der Hubverminderung. Wenn eine von
den Anstiegsendeentscheidungsvorrichtungen I oder II
das Ende des ansteigenden Weges feststellt, wird ein 3-4
Schaltsignal zur Ausführung eines Hochschaltens vom
dritten in den vierten Gang erzeugt, um die Schaltregel
vorrichtung zu veranlassen, hochzuschalten.
Wenn das Fahrzeug bergauf fährt, reduziert sich die
Fahrzeuggeschwindigkeit Vn schrittweise, während die
Drosselventilöffnung TH vergrößert wird, um die Ziel
fahrzeuggeschwindigkeit Vo zu halten bzw. zu errei
chen. Wenn die 4-3 Schaltentscheidungsvorrichtung
entscheidet, daß die 4-3 Herunterschaltbedingung aus
gegeben werden sollte, wird von dem vierten in den
dritten Gang zu einer Zeit t1 heruntergeschaltet (Punkt
a in Fig. 3).
Im Ergebnis erreicht die Fahrzeuggeschwindigkeit ei
ne im wesentlichen stabile Bedingung zum Zeitpunkt t3
(Punkt c in Fig. 3). Falls das Kraftfahrzeug über einen
langen ansteigenden Weg 1 fährt, wird die Drosselöff
nung, wenn die Drosselöffnung TH merklich um einen
Wert ΔTH reduziert ist, an einem Punkt b im wesentli
chen auf die Drosselöffnung TH zurückgeführt, die vor
handen war, unmittelbar bevor das Fahrzeug bergauf
fuhr, da der Fahrwiderstand des Fahrzeugs merklich
reduziert ist und damit die Motorbelastung infolge des
Endes des Aufwärtfahrens reduziert wird. Es ist darauf
hinzuweisen, daß das Fahrzeug zu einem Zeitpunkt t4
(Punkt b) die stabile Bedingung der Fahrzeuggeschwin
digkeit erreicht hat, nachdem während des langen Auf
wärtsweges 1 heruntergeschaltet worden war. Wenn
andererseits das Fahrzeug nur eine verhältnismäßig
kurze Bergaufstrecke S fährt, wird die Drosselventilöff
nung TH′ deutlich zu einem Zeitpunkt t2 reduziert,
wenn der Fahrwiderstand infolge des Endes der kurzen
Bergaufstrecke S merklich reduziert wird. In diesem
Fall reduziert sich die Drosselventilöffnung TH′ an ei
nem Punkt b′ (Zeitpunkt t2) in Fig. 3 auf einen Wert, der
herrschte, bevor das Fahrzeug die kurze Strecke S berg
auf fuhr. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Fahrzeug die
Zielgeschwindigkeit Vo zum Zeitpunkt t2 (Punkt b′)
nicht erreichen kann, nachdem infolge des Bergauffah
rens heruntergeschaltet worden war.
Die Vorrichtung zur Bestimmung der Stabilitätsbe
dingung erkennt die Stabilitätsbedingung, wenn das
Fahrzeug die stabile Bedingung der Fahrzeuggeschwin
digkeit an Punkt c erreicht hat. Die Anstiegsendeent
scheidungsvorrichtung I erkennt das Ende des langen
ansteigenden Wegs 1, wenn die deutliche Hubverminde
rung ΔTH der Drosselventilöffnung TH an Punkt b
festgestellt wird. Andererseits erkennt die Anstiegsen
deentscheidungsvorrichtung II das Ende der kurzen An
stiegsstrecke S, wenn die deutliche Hubverminderung Δ
TH′ am Punkt b′ festgestellt wird. Zum Zeitpunkt t3
wird hochgeschaltet, wenn die Stabilitätsbedingung
nach einer deutlichen Verminderung ΔTH′ festgestellt
wird.
Es wird deutlich, daß der Punkt c zwischen den Punk
ten b′ und b angeordnet ist. Der lange ansteigende Weg
1 kann definiert werden als ein Anstieg, der eine derarti
ge Länge aufweist, daß die Zielfahrzeuggeschwindigkeit
Vo oder die Stabilitätsbedingung im wesentlichen durch
die automatische Geschwindigkeitsregelung erreicht
werden kann, nachdem während des Aufwärtsfahrens
heruntergeschaltet worden war.
In den Fig. 4 und 5 sind Flußdiagramme der Regelung
gezeigt, in welcher die Regeleinheit 8 in der automati
schen Geschwindigkeitsregeleinrichtung entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung angewandt wird. Die Fig. 6A, 6B, 6C und 6D
zeigen Unterbrechungsroutinen, die jeweils zur Unter
brechung einer Hauptroutine, wie sie in Fig. 4 darge
stellt ist, ausgeführt werden. Die Fig. 6E zeigt ein Zeit
diagramm mit dem Unterbrechungszeitablauf der Un
terbrechungsroutinen der Fig. 6A, 6B, 6C und 6D. In
Fig. 4 überprüft die Regeleinheit 8 das ROM und RAM
im Speicher auf ihre Funktionsweise (Schritte S1 und
S2), initialisiert Öffnungspositionen der Regelventile 6a,
6b, 6c und 7 (Schritt S3). überprüft das Hardwaresystem
(Schritt S4), initialisiert das System (Schritt S5) und liest
verschiedene Signale ein (Schritt S6).
Die Regeleinheit 8 entscheidet, ob die Bedingungen
zum Ausführen der automatischen Geschwindigkeitsre
gelung erfüllt sind oder nicht (Schritt S7). Wenn bei
spielsweise der Hauptschalter 16 eingeschaltet ist, wenn
eine Schaltposition in D (Fahrt) Stellung und wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 40 km pro Stunde
ist, erkennt die Regeleinheit 8, daß die Bedingungen für
die automatische Geschwindigkeitsregelung (ASC) er
füllt sind. Wenn eine der zuvor aufgeführten Bedingun
gen nicht erfüllt ist, erkennt die Regeleinheit 8, daß die
automatische Geschwindigkeitsregelung nicht einge
schaltet werden sollte. Wenn trotz des Umstands, daß
alle zuvor genannten Bedingungen erfüllt sind, ge
bremst wird, erkennt die Regeleinheit 8, daß die auto
matische Geschwindigkeitsregelungsbedingung nicht
mehr erfüllt ist.
Wenn die ASC-Bedingungen als erfüllt erkannt wer
den, führt die Regeleinheit 8 die automatische Ge
schwindigkeitsregelung durch und schaltet in einen Re
gelmodus, wie beispielsweise einen Fahrzeuggeschwin
digkeitsrückkopplungsregelmodus, einen Beschleuni
gungsmodus oder dergleichen je nach Stellung des
Wahlschalters 17, des Wiederaufnahmeschalters 18, des
Leerlaufschalters 19, des Gaspedals 10 und der Bremse
und bestimmt die gewünschte Drosselöffnung To
(Schritt S9).
Wenn andererseits die Regeleinheit 8 erkennt, daß die
Bedingungen für die automatische Geschwindigkeitsre
gelung in der Entscheidung des Schritts S7 nicht erfüllt
sind, führt die Regeleinheit 8 eine übliche Drosselventil
regelung durch, in welcher die Zieldrosselöffnung Co
basierend auf den Grad des Niedertretens des Gaspe
dals 10 (Schritt S10) festgelegt wird. Die Regeleinheit 8
erzeugt ein Drosselventilregelsignal A, oder das Freig
aberegelsignal A₁ und das Ansaugregelsignal A₂ infolge
der gewünschten Drosselöffnung To, welche in den
Schritten S9 oder S10 (Schritte S11a oder S11b) festge
legt wurde, um die gewünschte Ventilöffnung To zur
Verfügung zu stellen. Die Regeleinheit veranlaßt die
Schaltregelvorrichtung, ein Schaltregelsignal B und ein
Schließregelsignal C zu erzeugen, um dabei die Schalt
regelung (Schritte 12a und 12b) in den Fällen zu erhal
ten, in welchen die automatische Geschwindigkeitsrege
lung durchgeführt wird, in welcher die herkömmliche
Drosselregelung erfolgt.
Die Regeleinheit führt in der Folge die rückgekoppel
te Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit durch, in
welcher die Regeleinheit 8 eine Drosselöffnung Tv er
rechnet, um die gewünschte Geschwindigkeit Vo basie
rend auf der Abweichung zwischen der aktuellen Fahr
zeuggeschwindigkeit Vn und der gewünschten Ge
schwindigkeit Vo zu erzielen und den Betrag der aktuel
len Fahrzeuggeschwindigkeit Vn und dergleichen unter
Verwendung von PI-PD Komponenten so zu ändern,
daß die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit Vn derart ge
regelt ist, daß sie gegen die gewünschte Fahrzeugge
schwindigkeit Vo konvergiert. Wenn während der rück
gekoppelten Regelung gebremst wird, wird die Rege
lung beendet und die übliche Drosselventilregelung
wird wieder gestartet.
Bei der üblichen Drosselventilregelung wird eine
Gaspedalöffnung oder ein Gaspedalhub α aufgenom
men. Ein Schaltregelverlauf wird entsprechend eines ge
wählten Schaltmodus, wie beispielsweise einem ökono
mischen Fahrmodus, einem normalen Fahrmodus oder
einem leistungsbetonten Fahrmodus, ausgewählt. Die
Grunddrosselventilöffnung wird basierend auf der Gas
pedalöffnung bestimmt und ein Gangverhältnis wird un
ter Berücksichtigung des Schaltregelverlaufs (der
Schaltregelkarte) ausgewählt. Die Grunddrosselventil
öffnung α wird in verschiedener Art und Weise kom
pensiert, um die gewünschte Drosselventilöffnung To zu
bestimmen, so z. B. mittels einer Kompensation basie
rend auf einer Gaspedalhubgeschwindigkeitsänderung,
einer Kompensation basierend auf der Fahrzeugge
schwindigkeit, einer Kompensation basierend auf der
Motorkühltemperatur oder dergleichen.
Wenn die Gaspedalöffnung α um mehr als einen vor
herbestimmten Wert sein α₀, beispielsweise 5% wäh
rend der automatischen Geschwindigkeitsregelung, an
steigt, beendigt die Regeleinheit 8 die automatische Ge
schwindigkeitsregelung und schaltet in einen Beschleu
nigungsmodus. In dem Beschleunigungsmodus berech
net die Regeleinheit 8 die gewünschte Drosselventilöff
nung entsprechend der gewünschten Fahrzeugge
schwindigkeit Vo in der rückgekoppelten Regelung und
die Ausgangsdrosselventilöffnung entsprechend der
Gaspedalöffnung α, um eine neue gewünschte Drossel
ventilöffnung To, basierend auf der Summe der beiden
gewünschten Drosselventilöffnungen zu bestimmen.
Gemäß Fig. 4 vergleicht die Regeleinheit 8 die Ab
weichung zwischen der aktuellen Fahrzeuggeschwin
digkeit Vn und der gewünschten Fahrzeuggeschwindig
keit Vo mit einem vorher festgelegten Wert Vu, um zu
entscheiden, ob das Fahrzeug bergauf fährt (Schritt
S13). Während dieses Schritts liest die Regeleinheit 8
den Referenzabweichungswert Vu ab, der experimen
tell vorherbestimmt und gespeichert ist. Die Regelein
heit 8 entscheidet, ob die Abweichung zwischen der
aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit Vn und der ge
wünschten Fahrzeuggeschwindigkeit Vo größer ist als
der Referenzabweichungswert Vu (in Schritt S13).
Wenn die Entscheidung NEIN lautet oder wenn die
aktuelle Abweichung zwischen der aktuellen Fahrzeug
geschwindigkeit Vn und der gewünschten Fahrzeugge
schwindigkeit Vo nicht größer ist als der Vergleichsab
weichungswert Vu, entscheidet die Regeleinheit 8 des
weiteren, ob das Fahrzeug im dritten Gang fährt oder
nicht. Wenn das Fahrzeug im vierten Gang fährt, oder
wenn ein 4-3 Flag 0 ist, fährt die Regeleinheit 8 mit der
automatischen Geschwindigkeitsregelung fort, wobei
sie die unterbrechende Ausübung der Unterbrechungs
routinen (Schritte S14 und S15) erlaubt. Wenn anderer
seits in Schritt S13 JA entschieden wird oder wenn die
aktuelle Abweichung größer als der Vergleichswert Vu
ist, wird vom vierten Gang in den dritten Gang herun
tergeschaltet (Schritt S16) und das 4.3 Flag wird auf 1
gesetzt (Schritt S17).
In der Folge entscheidet die Regeleinheit, ob die aktu
elle Fahrzeuggeschwindigkeit Vn in stabiler Bedingung
ist oder nicht oder ob das Stabilitätsbedingungsflag 0 ist
oder nicht. Wenn das Stabilitätsbedingungsflag nicht
gleich 1 ist oder wenn die Stabilitätsbedingung nicht
erreicht ist, setzt die Regeleinheit 8 einen Hochschalt
grenzwert C auf einen ersten Grenzwert C1 (Schritt
S18-S20) und läßt die Unterbrechung mittels der Un
terbrechungsroutinen zu (Schritt S22). Wenn anderer
seits das Stabilitätsbedingungsflag den Wert 1 aufweist
oder wenn sich das Fahrzeug in stabiler Bedingung be
findet, wird der Hochschaltgrenzwert C auf C2 gesetzt
(Schritte S18 und S21) und die Regeleinheit 8 erlaubt die
Unterbrechung mittels der Unterbrechungsroutinen
1-4 (Schritt 22).
Die Grenzwerte C1 und C2 entsprechen den Vermin
derungshüben des ΔTH′ und ΔTH gemäß Fig. 3. Der
Wert C1 ist größer als der Wert C2. Die Werte C1 und
C2 sind derart eingestellt, daß sie nicht zu einem
Schwingungsverhalten in der Regelung führen.
Gemäß Fig. 5 setzt die Regeleinheit 8 das Stabilitäts
bedingungsflag auf den Wert 1, wenn die Regeleinheit 8
erkennt, daß das Fahrzeug die Stabilitätsbedingung er
füllt, wenn die Abweichung größer ist als ein Wert X
und die Beschleunigung des Fahrzeugs nicht größer ist
als ein Wert Y. Wenn entweder die Abweichung in der
Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als der Wert X
oder die Beschleunigung des Fahrzeugs größer ist als
der Wert Y, schaltet die Regeleinheit 8 nicht auf die
Stabilitätsbedingung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vn
und setzt nicht das Stabilitätsbedingungsflag auf den
Wert 1.
Gemäß Fig. 6E unterbrechen die Unterbrechungs
routinen 1-2 die Hauptroutine bei der EIN-Zeitsteue
rung 1 und der AUS-Zeitsteuerung 2 der Impulssignale
des Ansaugregelsignals A₁ (als Ansaugimpuls bezeich
net) für das Ansaugregelventil 48 des Drosselventilstell
glieds 4. Die Unterbrechungsroutinen 3 und 4 unterbre
chen die Hauptroutine bei einer EIN-Zeitsteuerung 3
und einer AUS-Zeitsteuerung 4 eines Impulssignals des
Freigaberegelsignals A₂ (als Freigabeimpuls bezeich
net) für das Freigaberegelventil 47 des Drosselventil
stellglieds 4.
Wenn das Ansaugeimpulssignal eingeschaltet wird
(Zeitsteuerung 1), wird die Unterbrechungsroutine
ausgeführt, um einen Zählwert eines freien Fahrens in
einem Speicher M1 zu speichern (Schritt S31). Wenn der
Ansaugimpuls in die AUS-Bedingung geschaltet wird
(Zeitsteuerung 2), wird die Unterbrechungsroutine 2
ausgeführt, so daß der Zählwert des freien Fahrens in
einem Speicher M2 gespeichert wird (Schritt S41). Der
Zählwert im Speicher M1 wird von dem Zählwert im
Speicher M2 abgezogen, um im Speicher M5 gespei
chert zu werden (Schritt S42). Darüber hinaus wird der
Zählwert des Speichers M5 zu einem Zählwert in einem
Speicher M7 addiert (Schritt S43). Wenn der Speicher
M7 in diesem Fall initialisiert ist, wird der Zählwert in
Speicher M5 in Speicher M7 gespeichert. Der Zähler
wert in Speicher M7 erreicht eine vorher bestimmte
obere Grenze U. Der Zählerwert wird bei der vorher
festgelegten oberen Grenze U gehalten (Schritte S44
und S45).
Wenn der Freigabeimpuls in die EIN-Bedingung ge
schaltet wird (Zeitsteuerung 3), wird die Unterbre
chungsroutine 3 durchgeführt und der Zählwert des frei
en Fahrens wird im Speicher M3 gespeichert (Schritt
S51). Wenn der Freigabeimpuls in die AUS-Bedingung
geschaltet wird (Zeiteinstellung 4), wird die Unterbre
chungsroutine 4 ausgeführt und der Zählerwert des frei
en Fahrens wird im Speicher M4 gespeichert (Schritt
S61). Der Zählerwert des Speichers M3 wird von dem
Zählerwert im Speicher M4 abgezogen und der resultie
rende Wert wird im Speicher M6 gespeichert (Schritt
S62). Der Zählerwert des Speichers M6 wird multipli
ziert mit dem Koeffizienten R. Der resultierende Wert
wird in Speicher M6 gespeichert. Der Wert im Speicher
M6 wird von dem Zählerwert im Speicher M7 abgezo
gen. Der resultierende Wert wird in dem Speicher M7
gespeichert (Schritte S63 und S64). Der Koeffizient R
wird eingeführt, um die Differenz der Drosselventilöff
nung entsprechend der Impulse zwischen den Ansaug
impulsen und den Freigabeimpulsen in der Art und Wei
se zu kompensieren, daß der Zählerwert im Speicher
M6 entsprechend der EIN-Zeit des Freigabeimpulses
exakt von dem Zählerwert im Speicher M7 entspre
chend der EIN-Zeit des Ansaugimpulses subtrahiert
werden kann.
Der Zählerwert im Speicher M7 entspricht daher ei
ner Differenz zwischen der EIN-Zeit der Ansaugimpul
se und der kompensierten EIN-Bedingung des Freiga
beimpulses. Der Zählerwert im Speicher M7, der einen
negativen Wert hat, wird als EIN-Bedingung des Freiga
beimpulses entsprechend der Hubverminderung ΔTH
vergrößert oder ΔTH′ des Drosselventils 3 wird wäh
rend der EIN-Zeit des Ansaugimpulses entsprechend
der Zunahme des Hubs des Drosselventils 3 vergrößert.
In der Folge vergleicht die Regeleinheit 8 den Zähler
wert im Speicher M7 mit dem Hochschaltgrenzwert C.
Wenn der Zählerwert im Speicher M7 nicht größer ist
als der Grenzwert C oder wenn die Hubverminderung
ΔTH oder ΔTH′ des Drosselventils 3 einen bestimmten
Wert erreicht, wird hochgeschaltet (Schritte S65 und
S66). Danach wird das 3-4 Schaltsignal für die Schalt
regelvorrichtung erzeugt.
Die Regeleinheit 8 setzt das 4-3 Flag auf den Wert 0
und initialisiert die Speicher M1 bis M7, so daß die Un
terbrechungsroutine 4 angehalten wird.
Entsprechend der dargestellten Ausführungsform
wird die Schaltregelung in der automatischen Ge
schwindigkeitsregelung basierend auf der Verminde
rung der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgeführt, der Er
mittlung der Stabilitätsbedingung der Fahrzeugge
schwindigkeit und der Verminderung des Hubes ΔTH
oder ΔTH′ des Drosselventils 3. Die Regeleinheit 8
erkennt, daß das Fahrzeug bergauf fährt, wenn die aktu
elle Fahrzeuggeschwindigkeit Vn stark gegenüber der
gewünschten Geschwindigkeit Vo reduziert ist, um her
unterzuschalten. Wenn die aktuelle Abweichung zwi
schen der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit Vn und
der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit Vo unter ei
nen vorher festgelegten Wert reduziert ist, oder wenn
die Beschleunigung dV des Fahrzeugs unter einem vor
her festgelegten Wert reduziert ist, erkennt die Regel
einheit 8, daß das Fahrzeug in die stabile Bedingung
übergeht. Wenn eine deutliche Verminderung des Hubs
ΔTH stattfindet, nachdem die Regeleinheit 8 die stabile
Bedingung erkannt hat, erkennt die Regeleinheit 8, daß
das Fahrzeug nicht mehr bergauf fährt und bewirkt ein
Hochschalten. Dadurch kann die Regeleinheit 8 genau
das Ende eines verhältnismäßig langen Bergauffahrens
erkennen, in welchem das Fahrzeug die stabile Bedin
gung der Fahrzeuggeschwindigkeit nach Durchführen
eines Herunterschaltens erreicht und wonach das Dros
selventil 3 eine deutliche Verminderung des Hubs aus
führt, so daß zur rechten Zeit hochgeschaltet werden
kann.
Andererseits schaltet die Regeleinheit 8 hoch, wenn
eine deutliche Verminderung des Hubs ΔTH′ festge
stellt wird, bevor die stabile Bedingung nach dem Her
unterschalten festgestellt ist. So kann die Regeleinheit 8
auch genau das Ende einer verhältnismäßig kurzen
Bergaufstrecke erkennen, in welcher die Bergaufstrecke
endet und die deutliche Verminderung des Hubs des
Drosselventils 3 stattfindet, bevor die automatische Ge
schwindigkeitsregelung die stabile Bedingung der Fahr
zeuggeschwindigkeit nach dem Herunterschalten er
reicht, so daß zur rechten Zeit hochgeschaltet werden
kann.
Wenn das Fahrzeug gemäß der zuvor beschriebenen
Regelung auf einer verhältnismäßig langen Bergauf
strecke fährt, wird solange nicht hochgeschaltet, bis eine
deutliche Verminderung des Hubes des Drosselventils
festgestellt wird, selbst wenn das Fahrzeug die stabile
Bedingung durch die automatische Geschwindigkeitsre
gelung erreicht hat. Dadurch kann ein Schwingungsver
halten beim Schalten verhindert werden. Wenn anderer
seits die deutliche Verminderung des Hubs des Drossel
ventils in einem Fall festgestellt wird, in welchem das
Fahrzeug auf einer verhältnismäßig kurzen Bergauf
strecke fährt, wird noch hochgeschaltet, bevor das Fahr
zeug die Stabilitätsbedingung mittels der automatischen
Geschwindigkeitsregelung erreicht, so daß entspre
chend hochgeschaltet werden kann.
Gemäß der Fig. 7A, 7B, 7C und 7D ist eine Modifika
tion bei der Entscheidung bezüglich der Stabilitätsbe
dingung in der Fahrzeuggeschwindigkeit gezeigt, die
darin besteht, daß die Fuzzy-Logik angewandt wird.
Fig. 7A zeigt eine Eingabefunktion der Fahrzeugge
schwindigkeitsabweichung ΔV = Vn-Vo. Fig. 7B
zeigt eine Eingabefunktion der Beschleunigung des
Fahrzeugs dV. Fig. 7C zeigt eine Unschärfenregel zur
Erlangung einer objektiven unscharfen Menge (F-Men
ge) basierend auf jeder der unscharfen Menge (F-Men
ge), welche im Zusammenhang mit den Funktionen der
Fig. 7A und 7B erlangt wurden. Fig. 7D zeigt eine Aus
gangsfunktion zum Erhalten eines endgültigen Ergeb
nisses basierend auf der objektiven unscharfen Menge
(F-Menge). Die Buchstabenkombinationen NB, NS, ZO,
PS und PB bezeichnen jeweils unscharfe Mengen. Die
unscharfe Menge NB bezeichnet einen Menge "Nega
tiv" und "Groß". Die unscharfe Menge NS bezeichnet
einen Datensatz "Negativ" und "Klein". Die unscharfe
Menge ZO bezeichnet einen Datensatz von um Null.
Die unscharfe Menge PS bezeichnet einen Datensatz
von "Positiv" und "Klein". Die unscharfe Menge PB be
zeichnet einen Datensatz von "Positiv" und "Groß".
Wenn in Fig. 7A die Abweichung Δ V V₁ ist, ist der
Grad der unscharfen Mengen NB und NS jeweils 0,8
und 0,6. Wenn in Fig. 7B die Beschleunigung dV des
Fahrzeugs dV₁ ist, ist der Grad der unscharfen Mengen
NB und NS jeweils 0,8 und 0,6. Daher kann die unschar
fe Menge der Fahrzeuggeschwindigkeitsabweichung Δ
V jeweils als NB (0.8) und NS (0.6) ausgedrückt werden.
Die unscharfe Menge der Beschleunigung dV des Fahr
zeugs kann genausogut jeweils als NB (0.8) und NS (0,6)
ausgedrückt werden. Die objektiven unscharfen Men
gen NB, NB, NB und NS können ermittelt werden basie
rend auf den unscharfen Mengen NB (0.8) und NS (0,6)
der Abweichung ΔV und die unscharfen Mengen NB
(0,8) und NS (0.6) der Beschleunigung dV durch die Un
schärfengesetzmäßigkeiten, wie sie in Fig. 7C durch die
Umrahmung mit der gestrichelten Linie gezeigt sind. In
dieser dargestellten Ausführungsform sind die kleineren
Werte für den Grad der unscharfen Mengen NB, NB,
NB und NS zur Verfügung gestellt. Beispielsweise ist ein
Grad von 0,6 der objektiven unscharfen Mengen zur
Verfügung gestellt basierend auf der unscharfen Menge
NB (0.8) der Abweichung ΔV und der unscharfen Men
ge NS (0.6) der Beschleunigung dV. Die objektive un
scharfe Menge kann ausgedrückt werden als NB
(NB (0.6)). was gleichbedeutend ist mit NB (0.6). Daher
können die objektiven unscharfen Mengen NB (0.8). NB
(0.6). NB (0.6) und NS (0.6) jeweils erhalten werden. Sie
sind in Fig. 7D als Ausgabefunktionen dargestellt. Die
zwei unscharfen Mengen NB (0,6). NB (0.6) sind in
Fig. 7D dupliziert. Die Spitzen der Werte des Grads der
objektiven unscharfen Mengen NB (0.8). NB (0.6), NB
(0.6) und NS (0,6) legen eine dreieckige Fläche fest, wie
sie in Fig. 7D schraffiert ist. Ein Punkt C₁ als Endwert,
der einen stabilen Zustand der Fahrzeuggeschwindig
keit darstellt, ist der Flächenschwerpunkt, welcher auf
die Abzisse in Fig. 7D projeziert ist. Der Punkt C₁ wird
verglichen mit einem vorher festgelegten Grenzwert γ
der Stabilitätsbedingung der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Da in dem dargestellten Beispiel der Punkt C₁ kleiner
ist als der Grenzwert γ, stellt die Regeleinheit 8 fest, daß
das Fahrzeug nicht die Stabilitätsbedingung erfüllt.
Die Verwendung der Unschärfentheorie (Fuzzy-Lo
gik) erleichtert es, die Entscheidungsprozedur für die
Stabilitätsbedingung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu
vereinfachen.
Ein Gleichstrommotor kann als Drosselventilstell
glied eingesetzt werden.
Im folgenden wird eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben.
Gemäß Fig. 8 beinhaltet die Regeleinheit 8 eine Her
unterschaltentscheidungsvorrichtung 50 zum Entschei
den, ob heruntergeschaltet werden soll oder nicht, eine
Stabilitätsbedingungsentscheidungsvorrichtung 51 zum
Feststellen einer Stabilitätsbedingung der Fahrzeugge
schwindigkeit basierend auf einer Beschleunigung des
Fahrzeugs und einer Abweichung zwischen einer ge
wünschten Fahrzeuggeschwindigkeit und einer aktuel
len Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Anstiegsendeermitt
lungsvorrichtung 52 zum Ermitteln des Endes des an
steigenden Wegs basierend auf der Arbeitsweise des
Drosselventilstellglieds 4, eine Gradientenänderungs
aufnahmevorrichtung 53 zum Feststellen der Gradien
tenveränderung des ansteigenden Weges, auf welchem
das Fahrzeug fährt, einer Grenzwertänderungsvorrich
tung 54 zum Ändern eines Grenzwerts für die Stabili
tätsbedingungsaufnahme und eine Grenzwertände
rungsvorrichtung 55 zum Ändern des Grenzwerts für
die Anstiegsendeaufnahme.
Die Herunterschaltentscheidungsvorrichtung 50 er
kennt, daß das Herunterschalten erfolgen sollte, wenn
die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit Vn unter einen
vorherbestimmten Wert β von der gewünschten Ge
schwindigkeit Vo aus vermindert wird (8 km/h in dieser
Ausführungsform).
Gemäß Fig. 9 fährt das Fahrzeug im dargestellten
Beispiel auf einem mit konstanten Gradienten anstei
genden Weg. Wenn das Fahrzeug zu einem Zeitpunkt t1
entlang des ansteigenden Weges fährt, wird die Fahr
zeuggeschwindigkeit Vn graduell vermindert, aber die
Drosselventilöffnung TH wird vergrößert, um die aktu
elle Fahrzeuggeschwindigkeit Vn zu steigern, um hier
durch die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit Vo zu
erreichen. In dem Fall, in welchem die Fahrzeugge
schwindigkeit Vn kontinuierlich vermindert wird, ob
wohl die Drosselöffnung vergrößert wird und die Ab
weichung Δ V = (Vo-Vn) größer ist als ein vorbe
stimmter Wert β, erzeugt die Herunterschaltentschei
dungsvorrichtung 50 ein Herunterschaltsignal e, so daß
die Herunterschaltoperation vom vierten Gang in den
dritten Gang zum Zeitpunkt t2 stattfindet. Obwohl die
Fahrzeuggeschwindigkeit Vn vermindert wird und die
Drosselöffnung TH unmittelbar nach dem Herunter
schalten vergrößert wird, fängt die Fahrzeuggeschwin
digkeit Vn damit an vergrößert zu werden und die Dros
selöffnung fängt damit an abzunehmen, um eine im we
sentlichen stabile Bedingung D zum Zeitpunkt t3 zu
erreichen.
Die stabile Bedingung D setzt sich bis zum Ende des
ansteigenden Weges fort. Wenn das Fahrzeug das Ende
des ansteigenden Weges zum Zeitpunkt t4 erreicht, wird
die Drosselöffnung TH deutlich verkleinert, so daß sie
im wesentlichen auf eine Drosselöffnung TH zurückge
führt wird, wie sie vorhanden war, unmittelbar bevor
das Fahrzeug auf dem ansteigenden Weg fuhr, da ein
Fahrwiderstand des Fahrzeugs deutlich reduziert ist.
Bei der Feststellung des Endes der ansteigenden
Strecke nimmt die Stabilitätsbedingungsentscheidungs
vorrichtung 51 die stabile Bedingung D während des
Bergauffahrens auf. Bei der stabilen Bedingung D ist die
aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit im wesentlichen an
eine gewünschte Geschwindigkeit Vo angenähert. Die
Abweichung Δ V und die Beschleunigung dV des Fahr
zeugs ist in anderen Worten im wesentlichen klein. Das
Ende des ansteigenden Wegs wird mittels der Anstiegs
endeaufnahmevorrichtung 52 im Zusammenhang mit
der stabilen Bedingung D ermittelt. Gemäß Fig. 9 ad
diert die Regeleinheit 8 einen Differenzwert (A₂-A₁)
zwischen der Ausgabezeit des Ansaugregelsignals A₂
und der Ausgabezeit des Freigaberegelsignals A₁ nach
der Zeit t2 der 4-3 Herunterschaltoperation. Das Sig
nal A₂ ist praktisch als positiver Wert aufaddiert, wenn
es erzeugt wird. Andererseits wird das Signal A₁ als
Negativwert dazuaddiert, wenn es erzeugt wird.
Die Regeleinheit S speichert die aufaddierten Diffe
renzwerte als Referenzadditionswerte, wenn die Regel
einheit 8 ein Stabilitätsbedingungsaufnahmesignal f er
hält, welches die Aufnahme der Stabilitätsbedingung
von der Stabilitätsbedingungsaufnahmevorrichtung 51
zeigt. Die Regeleinheit 8 berechnet einen Subtraktions
wert durch periodisches anschließendes Subtrahieren
eines addierten Differenzwertes von dem addierten Re
ferenzwert.
Wenn der subtrahierte Wert größer ist als ein vorher
bestimmter Grenzwert δ, erkennt die Anstiegsendeauf
nahmevorrichtung 52 das Ende des Anstiegs. Wenn die
Anstiegsendeaufnahmevorrichtung 52 das Ende des An
stiegs erkennt, erzeugt die Vorrichtung 52 das 3-4
Hochschaltsignal, um das Automatikgetriebe zu veran
lassen, vom dritten in den vierten Gang zu schalten. Es
wird deutlich, daß der addierte Differenzwert des Werts
(A₂-A₁) eigentlich der Drosselöffnung entspricht.
Gemäß Fig. 10 fährt das Fahrzeug in dem dargestell
ten Beispiel auf einem ansteigenden Weg, dessen Stei
gungsgradient sich ändert. In diesem Fall erscheint wäh
rend des Bergauffahrens im Gegensatz zu dem vorher
beschriebenen Beispiel keine stabile Bedingung. Zum
Zeitpunkt t2 wird heruntergeschaltet und die Fahrzeug
geschwindigkeit Vn erreicht im wesentlichen die ge
wünschte Geschwindigkeit Vo zum Zeitpunkt t3. Ob
wohl nach dem Zeitpunkt t3 die gewünschte Geschwin
digkeit Vo beibehalten wird, wird die Drosselöffnung
graduell reduziert, da der Steigungsgradient des anstei
genden Weges wechselt.
Gemäß Fig. 8 erhält die Gradientwechselaufnahme
vorrichtung 53 ein Herunterschaltsignal e, welches die
4-3 Herunterschaltoperation während des Bergauffah
rens zeigt, das Ansaugregelsignal A₂ und das Freigaber
egelsignal A₁. Die Regeleinheit 8 addiert die Differenz
werte (A₂-A₁) nach dem Herunterschalten auf. Die
Stabilitätsbedingungsermittlungsvorrichtung 51 ist mit
einem Grenzwert γ₀ versehen, der entscheidet, ob eine
Stabilitätsbedingung beim Bergauffahren nach dem
Herunterschalten erreicht ist oder nicht.
Die Gradientenänderungsaufnahmevorrichtung 53
erhält ein Stabilitätsbedingungsaufnahmesignal g, wel
ches die Aufnahme der Stabilitätsbedingung von der
Stabilitätsbedingungsaufnahmevorrichtung 51 zeigt. Es
sind drei Grenzwerte a, b, c (a < b < c) für die addierten
Differenzwerte vorgesehen. Die Werte a, b, c sind klei
ner als entsprechende Grenzwerte für den ansteigenden
Weg mit im wesentlichen konstanten Steigungsgradien
ten.
Wenn das Fahrzeug auf einem ansteigenden Weg mit
sich änderndem Steigungsgradienten fährt, ist der ad
dierte Differenzwert auf den Wert a vermindert, ohne
die Stabilitätsbedingung D zu erzeugen. In diesem Fall
ist der Grenzwert γ zu einem Wert γa von dem Wert γ₀
geändert (γa < γ₀). Wenn der addierte Differenzwert
weiter reduziert wird auf einen Wert b, ohne daß die
stabile Bedingung D erzeugt wird, ist des weiteren ein
Grenzwert γb gesetzt (γb < γa). Wenn der addierte Dif
ferenzwert weiter reduziert wird, ohne die stabile Be
dingung D zu erreichen, wird wiederum ein anderer
Grenzwert γc zur Feststellung der stabilen Bedingung
gesetzt (γc < γb).
Entsprechend der dargestellten Ausführungsform, ist
die Regeleinheit 8 mit der Grenzwertveränderungsvor
richtung 55 ausgestattet, um den Grenzwert δ zum Fest
stellen des Endes des ansteigenden Weges zu ändern.
Die Grenzwertänderungsvorrichtung 55 vermindert
den Grenzwert δ zum Feststellen des Endes des anstei
genden Weges in dem Maß, wie auch der Grenzwert γ
zum Feststellen der Stabilitätsbedingung reduziert wird.
Dies geschieht, weil die Drosselöffnung zu einer Zeit
reduziert wird, wenn die Stabilitätsbedingung ermittelt
wird sowie weil der Grenzwert γ zur Ermittlung der
Stabilitätsbedingung reduziert wird und weil die Ver
minderung des Hubs Δ TH der Drosselöffnung am Ende
des ansteigenden Weges ebenfalls reduziert wird. Da
durch kann das Ende des ansteigenden Weges exakt
unabhängig von dessen Steigungsgradienten festgestellt
werden.
Die Unschärfentheorie (Fuzzy-Logik) kann in geeig
neter Weise zur Entscheidung der Stabilitätsbedingung
von dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel genau
so wie in dem zuvor beschriebenen Beispiel angewandt
werden.
Gemäß Fig. 11 wird der resultierende Wert C₁ durch
dieselbe Prozedur erreicht, wie gemäß der zuvor ge
schilderten Ausführungsform, wobei ein stabiler Wert
der Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf der Abwei
chung ΔV und der Beschleunigung dV des Fahrzeugs
jeweils mit den Grenzwerten γ₀, γa, γb und γc verglichen
wird, um zu entscheiden, ob eine stabile Bedingung D
erfüllt ist oder nicht.
Claims (5)
1. Automatische Geschwindigkeitsregeleinrichtung für ein Kraft
fahrzeug mit automatischem Getriebe (5), welche Steuersigna
le (A1, A2) für ein Motorstellglied (4, 3) erzeugt, die das
Motorstellglied (4, 3) in Abhängigkeit einer Differenz aus
einer SOLL-Geschwindigkeit (Vo) des Kraftfahrzeugs und einer
IST-Geschwindigkeit (Vn) des Kraftfahrzeugs regelnd beein
flussen, welche weiterhin Steuersignale (B, C) für das auto
matische Getriebe (5) erzeugt, um automatische Gangwechsel
während des Betriebes der Geschwindigkeitsregeleinrichtung
durchzuführen, wobei Einrichtungen (8) zur Ermittlung von
Steigungen des Fahrweges aus Fahr- und Fahrzeugparametern (Δ
V, dV, A1, A2) vorgesehen sind und die Signale dieser Ein
richtungen (8) die Steuersignale (B, C) für das automatische
Getriebe (5) im Sinne eines nichtpendelnden und komfortablen
Schaltverhaltens beeinflussen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtungen (8) zur Ermittlung von Steigungen des
Fahrweges zum einen einen stabilen Fahrzustand aus der
Beschleunigung (dV) des Fahrzeugs und einer Abweichung
zwischen der SOLL- (Vo) und der IST-Geschwindigkeit (Vn) des
Kraftfahrzeugs ermitteln, zum anderen der Beginn einer
Steigung aus dem Absinken der IST-Geschwindigkeit (Vn) des
Fahrzeugs und einem gleichzeitigen Leistungszunahmesignal
(A2) am Motorstellglied und das Ende einer Steigung aus
einem Leistungsabnahmesignal (A1) am Motorstellglied bei
gleichzeitig stabilem Fahrzustand ermitteln und die entspre
chenden Signale (B, C) für die Freigabe oder die Verhinde
rung von Gangschaltvorgängen des automatischen Getriebes (5)
bereitstellen.
2. Automatische Geschwindigkeitsregeleinrich
tung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der stabile Fahrzustand des Kraftfahrzeugs mit
Hilfe der Fuzzy-Logik (Unschärfentheorie) be
stimmt wird.
3. Automatische Geschwindigkeitsregeleinrichtung
nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sie zusätzlich eine Einrichtung (53) zum Erfas
sen der Änderungen des Steigungsgradienten auf
weist, die entsprechend der Änderung des Stei
gungsgradienten des Fahrweges die Geschwindig
keitsregelung beeinflußt.
4. Automatische Geschwindigkeitsregeleinrichtung
nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie
eine Vorrichtung zur Erfassung des Anstiegendes
aufweist.
5. Automatische Geschwindigkeitsregeleinrichtung
nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung zur Ermittlung des Anstiegendes das
Ende des ansteigenden Weges basierend auf einer
Öffnung der Drossel (3) abgeleiteten Größe be
stimmt.
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US (1) | US5148721A (de) |
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