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Eine
Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der
US-A-5 713 428 bekannt.
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln
und Begrenzen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs.
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Die
automatische Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, beispielsweise
eines Kraftfahrzeugs oder eines Lastwagens, auf einen einstellbaren
Geschwindigkeits-Sollwert ist bekannt.
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Man
kennt solche Vorrichtungen sind in Form der sogenannten „Tempomate", das sind Vorrichtungen
zur Geschwindigkeitsregelung, wobei die „Tempomat"- oder Geschwindigkeitsregelungs-Funktion darin
besteht, eine reale Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die in einem
gegebenen Moment erreicht wird, mittels einer Geschwindigkeitsregelung
beizubehalten. Hierzu betätigt
der Fahrer, wenn die gewünschte
Geschwindigkeit erreicht ist, den Steuerhebel des Systems zur Geschwindigkeitsregelung
und aktiviert so die effektive Regelung der Geschwindigkeit, indem
er den momentanen Geschwindigkeitswert als Sollwert festlegt. Die
Sollgeschwindigkeit lässt
sich auch unabhängig
von der gefahrenen Geschwindigkeit insbesondere über die Regelungsknöpfe „+" und „–" am Steuerhebel festlegen,
mit denen die Sollgeschwindigkeit erhöht oder verringert werden kann.
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Es
ist auch bekannt, die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zu begrenzen,
sodass jedes Überschreiten
einer Sollgeschwindigkeit untersagt wird. Dies soll insbesondere
das Einhalten der Straßenverkehrsordnung
erleichtern, die bestimmte Geschwindigkeitsbegrenzungen vorschreibt.
Die Vorrichtungen zum Begrenzen der Geschwindigkeit besitzen keine
Wirkung, solange die Geschwindigkeit des Fahrzeugs un ter der Sollgeschwindigkeit
bleibt, sie greifen nur dann ein, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs
die Sollgeschwindigkeit überschreitet.
Dieses Eingreifen besteht darin, entweder den Betriebspunkt des
Motors zu verändern
oder Ventile am Einlass- oder Auslass-Kreis des Motors zu aktivieren
oder aber die Bremsen des Fahrzeugs zu betätigen, wenn sich die Wirkung
auf den Motor als unzureichend erweist.
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Herkömmlicherweise
sind für
die beiden Funktionen des Regelns und Begrenzens der Geschwindigkeit
unterschiedliche Module zuständig,
die getrennt gesteuert werden und getrennt voneinander auf das Fahrzeug
wirken.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
vorzuschlagen, bei denen die Funktionen des Regelns und Begrenzens
miteinander verbunden sind.
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Die
Erfindung betrifft also ein Verfahren zum Regeln der Geschwindigkeit
eines Fahrzeugs, das Mittel zum Regeln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs
auf einen einstellbaren Regelungs-Sollwert und Mittel zum Begrenzen
der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen einstellbaren Begrenzungs-Sollwert
verwendet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Regelungsmittel betätigt werden
müssen,
bevor die Begrenzungsmittel betätigt
werden können.
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Nach
einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Verfahrens löst das Aussetzen
der Funktion der Regelung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch
geeignete Mittel die Aktivierung der Funktion der Begrenzung der
Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus.
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Nach
einem anderen Merkmal löst
die Wiederaufnahme der Funktion der Regelung der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs durch geeignete Mittel die Deaktivierung der Funktion
der Begrenzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus.
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Nach
einem anderen Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht der
Begrenzungs-Sollwert bei Aktivierung der Begrenzungsmittel dem von
den Regelungsmitteln verwendeten Regelungs-Sollwert.
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Nach
einem anderen Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Aktivierung
der Regelungs- und Aktivierungsmittel von einem einzigen Aktivierungsorgan
gesteuert, das in einer ersten Position die Regelungs- und Begrenzungsmittel
aktiviert und in einer zweiten Position die Regelungs- und Begrenzungsmittel
abschaltet, wobei das Aktivierungsorgan in seiner ersten Position
die Regelungsmittel aktiviert.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Einsetzen des genannten
Verfahrens.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Regeln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs umfasst Mittel zum
Regeln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen einstellbaren
Regelungs-Sollwert, Mittel zum Begrenzen der Geschwindigkeit des
Fahrzeugs auf einen einstellbaren Begrenzungs-Sollwert und Aktivierungsmittel,
die in einer ersten Position die Regelungs- und Begrenzungsmittel
aktivieren und in einer zweiten Position die Regelungs- und Begrenzungsmittel
abschalten. Die Vorrichtung umfasst Schaltmittel zum selektiven
Aktivieren der Regelungs- und Begrenzungsmittel.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Regeln der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs mit Aufhebungsmitteln zusammenwirken, die das Aussetzen
der Regelung und/oder die Wiederaufnahme der Regelung nach ihrem
Aussetzen ermöglichen,
und dadurch, dass die Schaltmittel mit den Aufhebungsmitteln zusammenwirken.
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Nach
einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung aktivieren
die Aufhebungsmittel die Regelungs- und die Begrenzungsmittel wahlweise.
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Nach
einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung aktivieren
die Aktivierungsmittel in ihrer ersten Position die Regelungsmittel.
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Nach
einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwenden die
Regelungs- und die Begrenzungsmittel den gleichen einstellbaren
Sollwert für
die Geschwindigkeit.
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Nach
einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst sie
einen einzigen Betätigungshebel
zum Steuern der Funktionsweise der Regelungs- und der Begrenzungsmittel.
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Nach
einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst sie
Mittel zum Anzeigen des Aktivierungszustands der Begrenzungs- und
Regelungsmittel, wobei diese Mittel ein Piktogramm aufweisen, das
ein Element darstellt, welches eine Geschwindigkeitsskala symbolisiert, sowie
Elemente, die Winkelbereiche um die Skala herum symbolisieren, wobei
die Elemente wahlweise je nach Aktivierungszustand der Begrenzungs-
und Regelungsmittel mit einem spezifischen Licht beleuchtet sein
können.
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Die
Erfindung wird leichter verständlich
und weitere Aufgaben, Merkmale, Details und Vorzüge der Erfindung gehen besser
aus der folgenden Beschreibung hervor, die auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug nimmt, welche nur als Beispiel dienen und eine Ausführungsart
der Erfindung veranschaulichen.
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1 ist
eine schematische Teilansicht eines Steuerhebels für eine erfindungsgemäße Begrenzungs-
und Regelungsvorrichtung.
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2 zeigt
verschiedene Zustände
eines Piktogramms einer Anzeige für eine erfindungsgemäße Begrenzungs-
und Regelungsvorrichtung.
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3 ist
ein Blockdiagramm und beschreibt die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Bei
der dargestellten Vorrichtung handelt es sich um eine einzige Vorrichtung,
die die Funktionen der Begrenzung und Regelung der Geschwindigkeit eines
Kraftfahrzeugs übernimmt.
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In 1 ist
zu erkennen, dass die Vorrichtung einen Bedienungshebel 1 von
der Art einer Steuerung unter dem Lenkrad aufweist, der vom Fahrer
bedient wird. Dieser Hebel 1 umfasst im Wesentlichen vier
Knöpfe.
Der Schalter 14 vom Typ Start/Stopp dient zum Aktivieren
oder Deaktivieren der Funktion der Regelung der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs. Der Knopf 12 ermöglicht es, die Sollgeschwindigkeit
der Vorrichtung um vorher festgelegte Schritte, beispielsweise um
5 km/h oder 10 km/h, zu erhöhen.
Mit dem Knopf 15 lässt
sich die Sollgeschwindigkeit der Vorrichtung um vorher festgelegte Schritte
wie beispielsweise 5 km/h oder 10 km/h verringern. Bei Drücken des
Knopfes 13 lässt
sich die Regelung, wenn sie aktiv ist, momentan deaktivieren oder
wiederaufnehmen, wenn sie deaktiviert war (entweder durch den Knopf 13 oder
wenn der Fahrer das Bremspedal oder die Kupplung bei einem mechanischen
Schaltgetriebe betätigt
hat usw.).
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Der
Hebel 1 ist mit einer nicht dargestellten HMI-Anzeige (Human
Machine Interface) auf dem Instrumentenbrett des Fahrzeugs verbunden,
die den Fahrer über
die mithilfe des Hebels 1 eingegebenen Daten informiert.
Diese HMI kann der HMI für
die Anzeige der Daten des Bordcomputers des Fahrzeugs entsprechen.
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Die
Informationen über
die Regelungs-/Begrenzungsvorrichtung sind hauptsächlich die
folgenden: aktiver oder nicht aktiver Zustand der Vorrichtung (wahlweise),
Wert der Sollgeschwindigkeit, Modus „Regelung" oder „Begrenzung".
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Herkömmlicherweise
ist der Hebel 1 mit mindestens einem Rechner verbunden,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Einwirken auf das Motordrehmoment,
das Getriebe oder das Bremssystem abhängig von den vom Benutzer über den
Hebel 1 eingegebenen Werte zu regeln oder zu begrenzen.
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Beispielsweise
ist der von der erfindungsgemäßen Regelungs-/Begrenzungsvorrichtung
verwendete Rechner der Einspritzrechner, der Daten mit dem ABS-Rechner,
dem Getrieberechner und dem Instrumentenbrett-Rechner austauscht.
Der Einspritzrechner wendet die Sollwerte insbesondere durch direktes
Einwirken auf das Drosselklappengehäuse oder auf die Menge an eingespritztem
Kraftstoff an. Der ABS-Rechner liefert dem Einspritzrechner die
Information „Fahrzeuggeschwindigkeit" und die Information „Bremspedal
gedrückt". Die Information „Gaspedal
gedrückt" steht dem Einspritzrechner direkt
zur Verfügung.
Der Getrieberechner sendet die Information „eingelegter Gang" und der Instrumentenbrettrechner
zeigt den Sollwert an und beleuchtet die entsprechenden Anzeigen.
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2 zeigt
verschiedene Zustande eines Piktogramms, die es ermöglichen,
die Funktionsweise der Regelungs-/Begrenzungsvorrichtung
am Instrumentenbrett auf einfache Weise zu visualisieren. Das Piktogramm
setzt sich im dargestellten Beispiel aus vier Elementen zusammen.
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Ein
erstes Element bildet die Darstellung einer Skala 22, die
einen Geschwindigkeitszähler
oder Tachometer in Form eines abgestuften Kreises und einer Nadel
symbolisiert.
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Die
drei anderen Elemente setzen sich aus mehr oder weniger großen Winkelbereichen
um den Zähler 2 herum
zusammen. Ein zweites Element 21 in Form eines Zeigers
ist außerhalb
der Skala 22 in Verlängerung
der Nadel positioniert. Wenn dieses Element 21 beispielsweise
in Form eines grünen Lichts
aktiviert ist, zeigt es an, dass sich die Vorrichtung im Modus Regelung
befindet. Ein drittes Element 23 in Form eines Winkelbereichs
um die Skala 22 herum zwischen der Geschwindigkeit null
und dem Zeiger 21 ist unter dem Element 21 positioniert. Wenn
das Element 23 beispielsweise in Form eines grünen Lichts
aktiviert ist, zeigt es an, dass sich die Vorrichtung im Modus Begrenzung
befindet. Ein viertes Element 24 in Form eines Winkelbereichs
um die Skala 22 herum zwischen dem Zeiger 21 und
der Höchstgeschwindigkeit
ist oberhalb des Elements 21 positioniert. Wenn dieses
Element aktiviert ist (zusätzlich
zu den Elementen 23 oder 21), beispielsweise in
Form eines roten Lichts, zeigt es an, dass das Fahrzeug in Bezug
auf die Sollgeschwindigkeit zu schnell fährt.
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Nun
wird das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung genauer erläutert.
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Wenn
der Benutzer die Geschwindigkeit seines Fahrzeugs beeinflussen möchte, betätigt er
den Schalter 14 zum Aktivieren der Vorrichtung. Bei der Aktivierung
kann eine Sollgeschwindigkeit vorgegeben werden, wobei dieser Wert
ein vorbestimmter Wert, ein zuvor gewählter Sollwert oder der reale
Geschwindigkeitswert des Fahrzeugs im Moment der Aktivierung des
Knopfes 14 sein kann. Mithilfe der Steuerungen 12 und 15 stellt
der Fahrer die Sollgeschwindigkeit auf den gewünschten Wert ein. Die gewählte Sollgeschwindigkeit
wird dann an der HMI angezeigt, beispielsweise 130 km/h.
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Dann
startet der Fahrer den Modus „Regelung" der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs auf den Sollwert, indem er den Knopf 13 drückt.
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Der
Modus „Regelung" ermöglicht es,
das Fahrzeug auf der Sollgeschwindigkeit zu halten, ohne dass der
Fahrer das Gaspedal drücken
muss. Die Funktion wird durch Betätigung einer der folgenden
Steuerungen außer
Kraft gesetzt: Bremspedal, Kupplungspedal, Knopf 13 zum
Unterbrechen der Regelung oder Knopf 14 zum Abschalten.
Im zuletzt genannten Fall handelt es sich um ein definitives Abschalten,
während
die Funktion in den anderen Fällen
nur vorübergehend
außer
Kraft gesetzt ist.
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Als
Ausführungsvariante
kann die Sollgeschwindigkeit jederzeit vom Fahrer überschritten werden,
indem er das Gaspedal drückt.
Nach Loslassen des Gaspedals kehrt das System dann zur Regelung
auf die Sollgeschwindigkeit zurück.
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Bei
einer vorübergehenden
Unterbrechung der Regelung aufgrund einer Betätigung des Knopfes 13 oder
der Steuerungen des Fahrzeugs (Bremspedal, Kupplung usw.) zum Verringern
der Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird der Modus „Regelung" nicht abgeschaltet,
sondern nur ausgesetzt. Die Regelung kann dann durch Drücken des Knopfes 13 sofort
wieder aufgenommen werden, wobei als Sollwert dann der zuletzt gespeicherte
Wert dient. Erfindungsgemäß schwenkt
die Regelungs-/Begrenzungsvorrichtung bei vorübergehender Unterbrechung des Modus „Regelung" automatisch in den
Modus „Begrenzung", wobei die zuletzt
als Sollgeschwindigkeit im Modus „Regelung" verwendete Geschwindigkeit (beispielsweise
130 km/h) als nicht zu überschreitende
Höchstgeschwindigkeit
dient.
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Die
Geschwindigkeitsbegrenzung ermöglicht es
dem Fahrer, eine bestimmte Geschwindigkeit nicht zu überschreiten.
Oberhalb der Sollgeschwindigkeit wird das Gaspedal inaktiv und die
Geschwindigkeit bleibt konstant.
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Als
Ausführungsvariante
kann die gewählte Grenzgeschwindigkeit
jedoch jederzeit durch Drücken
des Gaspedals über
einen Widerstand hinaus deaktiviert werden – ein Manöver, das das System dann momentan
außer
Kraft setzt. Nach Loslassen des Gaspedals kehrt das System in den
Modus Begrenzung mit der gespeicherten Sollgeschwindigkeit zurück.
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Durch
erneutes Drücken
des Knopfs 13 wird der Modus „Regelung" wieder durch den Modus Begrenzung ersetzt
mit der letzten Sollgeschwindigkeit des Modus „Begrenzung" (beispielsweise
130 km/h) als Regelungswert.
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Im
Modus „Begrenzung" kann der Fahrer ebenso
wie im Modus „Regelung" den Wert der Sollgeschwindigkeit
jederzeit mithilfe der Knöpfe 12 und 13 verändern.
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Beim
Abschalten der Vorrichtung mit dem Schalter 14 kann die
letzte Sollgeschwindigkeit gespeichert werden, um bei der nächsten Aktivierung der
Vorrichtung 1 als erster Sollwert verwendet zu werden.
Auf diese Weise ermöglicht
es die erfindungsgemäße Vorrichtung,
den größtmöglichen
Nutzen aus der Komplementarität
der Funktionen der Regelung und der Begrenzung zu ziehen.
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Denn
die Geschwindigkeitsregelung wird oft auf der Autobahn verwendet,
wenn das Verkehrsaufkommen niedrig ist; sie sorgt für eine gleichmäßige Geschwindigkeit,
ohne dass der Fahrer die Geschwindigkeit ständig auf dem Zähler beobachten muss.
Das ist ein Gewinn an Sicherheit, denn zu hohe Geschwindigkeiten
werden vermieden und der Fahrer kann sich darauf konzentrieren,
was außerhalb
seines Fahrzeugs geschieht.
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Die
Geschwindigkeitsbegrenzung wiederum wird beispielsweise gerne auf
einer Umgehungsstraße
mit hohem Verkehrsaufkommen gewählt,
wo der Fahrer eine bestimmte Geschwindigkeit nicht überschreiten
möchte,
oder aber am Sonntag Abend um die Ballungszentren herum im Rückreiseverkehr
aus dem Wochenende.
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Die
beiden Systeme haben gemeinsam, dass eine Sollgeschwindigkeit nicht überschritten wird,
aber sie ergänzen
sich je nach Verkehrsaufkommen.
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Die
Zusammenfassung der beiden Funktionen zu einer einzigen ermöglicht eine
beträchtliche Optimierung
vor allem im Hinblick auf die Kosten, ohne dadurch die Leistung
zu beeinträchtigen.
Für beide
Funktionen wird eine einzige Sollgeschwindigkeit eingegeben (leichte
Einstellung), beide Funktionen werden gleichzeitig gestartet und
die Funktionsweise ist einfach: Nach dem Starten der Regelung fährt das
Fahrzeug ohne Einwirkung des Fahrers mit Sollgeschwindigkeit, sobald
eine Steuerung betätigt wird,
die die Geschwindigkeitsregelung deaktiviert, geht das System automatisch
zur Begrenzung auf die zuvor eingestellte Sollgeschwindigkeit über und
die Rückkehr
zur Rege lung geschieht durch Betätigung der
Steuerung am Lenkrad. Das ermöglicht
es dem Fahrer, die von ihm gewünschte
Geschwindigkeit nicht zu überschreiten.
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So
lassen sich mit dem herkömmlichen
Hebel der Regelvorrichtungen beide Funktionen steuern.
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Selbstverständlich sind
neben den oben veranschaulichten weitere Varianten und Veränderungen
der Erfindung möglich,
die dem Fachmann aus dem Vorhergehenden in den Sinn kommen.