DE4305737A1

DE4305737A1 - Vorrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE4305737A1
Application number: DE4305737A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schindler
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 1994-03-03

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Fahrge schwindigkeit eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es beispielsweise aus der DE 30 19 562 C2 als bekannt hervorgeht.

Dort wird ein Fahrpedal beschrieben, das die Motorleistung nicht direkt regelt, sondern in Funktion der Pedalstellung elektrische Signale erzeugt, die in einer Steuereinheit verar beitet und mittels eines Kennfeldes oder einer Kennlinie in ein Steuersignal umgesetzt werden, wobei mit dem Steuersignal die Motorleistung geregelt wird.

Bei Fahrzeugen mit großer Masse wird nach einer Fahrpedalver stellung eine sehr langsame Annäherung der Geschwindigkeit an den Gleichgewichtszustand bewirkt. Bei leistungsstarken Motoren mit entsprechend langen Übersetzungen fällt das Motormoment bei steigender Geschwindigkeit nur langsam ab. Beide Effekte sorgen für eine schleichende Geschwindigkeitserhöhung in der Nähe der menschlichen Längsbeschleunigungsreizschwelle. Der Fahrer muß um überhöhte Fahrgeschwindigkeiten zu vermeiden den Tachometer häufig kontrollieren. Diese Kontrollaufgabe beeinträchtigt das Komfortgefühl des Fahrers und lenkt vom Straßenverkehr ab.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrundegelegte Fahrpedal dahingehend zu verbessern, daß bei Fahrpedalverstel lungen der Gleichgewichtszustand rasch erreicht und der so gewünschte Fahrzustand stabil beibehalten wird, ohne daß der Fahrer ständig in die Fahrgeschwindigkeitsregelung durch Fahr- und ggf. auch Bremspedalbetätigung eingreifen muß.

Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegung des gattungsgemäßen Fahr pedales erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Das Fahrpedal dient hierbei nur noch der Erfassung eines gewünschten längsdynamischen Fahrzustandes. Dies ist entweder eine Verzögerung, eine konstante Fahrge schwindigkeit oder eine Beschleunigung. Die eigentliche Rege lung der Motorleistung wird von der Steuereinheit übernommen. Hat das Fahrzeug einmal die vom Fahrer gewünschte Fahrgeschwin digkeit erreicht, so muß er das Fahrpedal nur noch in den Be reich von Pedalstellungen überführen, in dem die Geschwindig keit konstant gehalten wird. Eine gesonderte Überwachung der Fahrgeschwindigkeit seitens des Fahrers ist dann nicht mehr notwendig, er kann sich ganz auf den Straßenverkehr konzen trieren.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei spieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 eine mögliche Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 ein Beispiel für den Kennlinienverlauf der Pedalkraft in Funktion des Stellweges des Fahrpedales und der Unterteilung in die Bereiche mit definiertem längsdynamischen Fahrzustand.

Die Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausführung einer Vorrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, mit einem erfindungsgemäßen Fahrpedal 10. Das Fahrpedal 10 ist mit Kraftspeichern 12 versehen, die das Pedal in Richtung der Leer laufstellung 13 beaufschlagen. Es ist mit einem Signalgeber 11 versehen, der ein aus dem vom Fahrer erzeugten Stellweg s des Fahrpedales 10 aus der Leerlaufstellung 13 heraus abhängiges Fahrsignal 14 erzeugt. In der Steuereinheit 20 wird unter Ver wendung des Fahrsignales 14, eines Signales für die Fahrzeugge schwindigkeit 22 und eines Signales für die Fahrzeugbeschleuni gung 23 ein Steuersignal 21 zur Steuerung der Motorleistung erzeugt. Dazu wird die Motorleistung durch die Stellung der Drosselklappe 31, durch ein Stellglied und/oder durch entspre chende Veränderung der Kraftstoffeinspritzung 28 entweder di rekt oder mittelbar über auch andere Parameter berücksichtigen de andere Steuerungen 26,27 gesteuert. Das Signal für die Fahr zeuggeschwindigkeit 22 kann dabei beispielsweise von den Ge schwindigkeitsgebern des Antiblockiersystemes übernommen werden. Die Fahrzeugbeschleunigung 23 kann zum Beispiel aus der numeri schen zeitlichen Ableitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignales 22 gewonnen werden.

Dabei wird in einem ersten Bereich BI von Fahrpedalstellungen in der Steuereinheit 20 ein Steuersignal 21 erzeugt, das eine Verringerung der Fahrgeschwindigkeit bewirkt. Vorzugsweise ent spricht die dabei erzeugte Verzögerung einer Verzögerung, wie sie bei herkömmlichen Fahrzeugen mit handgeschaltetem Getriebe durch die Bremswirkung des Motors auftritt, wenn über das Fahr pedal 10 die Motorleistung verringert wird.

In einem zweiten Bereich BII von Fahrpedalstellwegen wird die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant gehalten. Dieser zweite Be reich BII von Fahrpedalstellungen entspricht Stellwegen s, bei denen die zur Erzeugung des Stellweges s notwendige Stellkraft F der Auflagekraft F_A des das Fahrpedal 10 betätigenden Körper teiles 41 des Fahrers entspricht. Dieser Bereich ist relativ begrenzt, da beispielsweise bei fußbetätigten Fahrpedalen 10 durch die Einstellung von Sitzentfernung und Sitzhöhe auch bei Personen unterschiedlicher Größe und Körpergewicht, die auf das Fahrpedal 10 einwirkenden Auflagekräfte F_A nur in engen Grenzen variieren.

In einem dritten Bereich BIII von Fahrpedalstellwegen wird eine im Rahmen der Motorleistung konstante Beschleunigung erzeugt, wobei die Größe der Beschleunigung von dem Stellweg s des Fahr pedales 10 abhängig und vorzugsweise direkt proportional zum Stellweg s ist. Es wird also nicht mehr eine bestimmte Motor leistung gesteuert, sondern die Motorleistung wird so gesteuert, daß eine gewünschte Beschleunigung erzeugt wird. Die erzeugbare Beschleunigung ist dabei natürlich absolut durch die zur Ver fügung stehende Motorleistung begrenzt.

Bei Fahrzeugen mit automatisch geschaltetem Getriebe ist es insbesondere zur besseren Steuerung einer Beschleunigung oder Verzögerung, aber auch zur Auswahl eines verbrauchsgünstigen Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit vorteilhaft, in der Steu ereinheit 20 ein das die Antriebsgetriebeübersetzung steuerndes Signal 21′ zu erzeugen. Damit können entsprechende Schaltvor gänge im Antriebsgetriebe 29 veranlaßt werden. Die gewünschte Fahrzustandsänderung wird somit besser umgesetzt. Bei Fahrzeu gen mit elektronisch gesteuertem Getriebe 29 ist die Berück sichtigung dieses Signales in der Getriebesteuerung 25 einfach. Bei hydraulisch gesteuerten Getrieben 29 kann es notwendig sein, Stellglieder anzuordnen, die eine Betätigung eines Kick-down- Schalters oder eine Betätigung des Getriebewählhebels zum Ver ändern der Schaltstufe ersetzten und somit Schaltvorgänge des Getriebes 29 zu provozieren.

In einer weiteren Ausgestaltung ist es in einfacher Weise mög lich, eine Fahrgeschwindigkeitsautomatik in die Steuereinheit 20 zu integrieren, die es bei längeren Fahrstrecken mit kon stanter Geschwindigkeit dem Fahrer ermöglichen, den Fuß vom Fahrpedal 10 zu nehmen. Dazu wird lediglich ein Bedienelement 36 im Griffbereich des Fahrers angeordnet, das aus einem Ruhe zustand 38 in einen Wirkzustand 37 überführt werden kann. Im Wirkzustand 37 wird der Steuereinheit 20 ein Signal zuführt, das dem zweiten Bereich BII von Fahrpedalstellungen entspricht, wobei die vom Fahrpedal 10 kommenden Signale von der Steuerein heit 20 solange nicht beachtet oder unterdrückt werden, bis sich das Fahrpedal 10 in einer Stellung des dritten Bereiches BIII befindet oder die Fahrzeugbremse betätigt wird. Zumindest bei einer Betätigung der Fahrzeugbremse findet eine Überführung des Betätigungselementes in die Ruhestellung statt.

In der Fig. 2 ist in einem Diagramm ein möglicher Verlauf der Stellkraft F in Funktion des Stellweges s des Fahrpedals 10 dargestellt. Auch die Unterteilung in die den drei Fahrzuzu standsbereichen entsprechende Stellwegbereiche ist dargestellt. In dem ersten Bereich BI, dem Verzögerungsbereich, erfolgt un mittelbar an die Leerlaufstellung 13 anschließend, zuerst eine sprunghafte, anschließend eine allmähliche, vorzugsweise pro portionale Erhöhung der notwendigen Stellkraft F.

In dem zweiten Bereich BII erfolgt eine sprunghafte, starke Erhöhung der Stellkraft F bei geringem Stellweg s, um nur in einem kurzen, scharf definierten Bereich der Stellwege s die Geschwindigkeit konstant zu halten. Dabei ist es wichtig, daß dieser Bereich für den Fahrer deutlich fühlbar ist und er an dererseits keine großen Kräfte aufbringen muß, um das Fahrpedal 10 in diesem Bereich zu halten.

In dem dritten Bereich BIII ist eine lineare Beziehung zwischen Stellweg s und Stellkraft F gegeben. Je stärker das Pedal vom Fahrer betätigt wird, desto größer wird auch die erzeugte Fahr zeugbeschleunigung.

Claims

1. Vorrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraft fahrzeugs, insbesondere mit Automatikgetriebe, mit einem Fahr pedal, das mit einem Signalgeber versehen ist, wobei der Sig nalgeber ein von dem gegen die Wirkung von Kraftspeichern vom Fahrer erzeugten Stellweg aus der Leerlaufstellung des Fahrpe dales abhängiges Fahrsignal erzeugt, mit einer Steuereinheit, die unter Verwendung des Fahrsignales ein Steuersignal zur Steuerung der Motorleistung erzeugt und mit einer Motorsteue rung zur Beeinflussung der Motorleistung in Abhängigkeit des Steuersignales, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinheit (20) Signale für Fahrzeuggeschwindigkeit (22) und Fahrzeugbeschleunigung (23) zugeführt werden, und daß die Steuereinheit (20) ein Steuersignal (21) erzeugt, das

- in einem ersten Bereich (BI) von Fahrpedalstellwegen eine Verringerung der Fahrgeschwindigkeit bewirkt,
- in einem zweiten Bereich (BII) von Fahrpedalstellwegen eine konstante Geschwindigkeit bewirkt,
- in einem dritten Bereich (BIII) von Fahrpedalstellwegen eine im Rahmen der Motorleistung konstante Beschleunigung erzeugt, wobei die Größe der Beschleunigung von dem Stell weg (s) des Fahrpedales (10) abhängig ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem dritten Bereich (BIII) erzeugte Beschleunigung proportional zum Stellweg (s) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich (BII) von Fahrpedalstellungen Stellwegen (s) entspricht, bei denen die zur Erzeugung des Stellweges (s) notwendige Stellkraft (F) der Auflagekraft (F_A) des das Fahrpedal (10) betätigenden Körperteiles (41) des Fahrers ent spricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Stellweg (s) zu Stellkraft (F) des Fahr pedals (10) in drei den Fahrzustandsbereichen entsprechende Stellwegbereiche unterteilt ist, wobei

- in dem ersten Bereich (BI) unmittelbar an die Leerlauf stellung (13) zuerst eine sprunghafte, anschließend eine allmähliche, proportionale Erhöhung der notwendigen Stell kraft (F),
- in dem zweiten Bereich (BII) eine sprunghafte, starke Erhö hung der Stellkraft (F) bei geringem Stellweg (s) und
- in dem dritten Bereich (BIII) eine lineare Beziehung zwi schen Stellweg (s) und Stellkraft (F) gegeben ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Motorleistung über die Stellung der Drosselklappe (31) und/oder der Kraftstoffeinspritzung (28) erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinheit (20) ein das die Antriebsgetriebeüber setzung steuerndes Signal (21′) erzeugt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Bedienelement (36) im Griffbereich des Fah rers angeordnet ist, das aus einem Ruhezustand (38) in einen Wirkzustand (37) überführt werden kann und im Wirkzustand (37) der Steuereinheit (20) ein Signal zuführt, das dem zweiten Be reich (BII) von Fahrpedalstellungen entspricht, wobei die vom Fahrpedal (10) kommenden Signale von der Steuereinheit (20) solange nicht beachtet oder unterdrückt werden, bis sich das Fahrpedal (10) in einer Stellung des dritten Bereiches (BIII) befindet oder die Fahrzeugbremse betätigt wird und wobei zumin dest die Betätigung der Fahrzeugbremse eine Überführung des Betätigungselementes in Ruhestellung bewirkt.