DE60305386T2 - Vorrichtung zur Steuerung der Beschleunigung - Google Patents

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Keiichi Kitazawa
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Description

  • Die vorliegende Erfindung wird in einem Gaspedalregler eines Automobils verwendet, das mit einer Verbrennungskraftmaschine ausgestattet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem mit einem Programmsteuerkreis, der in einem Kreis zum Umwandeln eines Betätigungsbetrags eines von einem Fahrer betätigten Gaspedals in ein elektrisches Signal und zum Übertragen des elektrischen Signals an einen Aktor zum Steuern einer Gaspedalöffnung eines Motors vorgesehen ist. Zwar wird der Gaspedalregler gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einem mit einem Dieselmotor ausgestatteten Fahrzeug entwickelt, er kann jedoch allgemein an einem Motor angewandt werden, der einen flüssigen Kraftstoff nutzt. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung an einer Tempomat-Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung an der Kraftstoffverbrauchsmenge und eine Verbesserung am Abgas.
  • Tempomat-Vorrichtungen werden in beliebter Weise in Automobilen verwendet. Die meisten der Tempomat-Vorrichtungen sind automatische Steuervorrichtungen, die jeweils aktiviert werden, wenn der Fahrer eines Fahrzeugs manuell einen Betätigungsschalter bedient, zum Zeitpunkt der Bedienung des Betätigungsschalters eine Fahrzeugeschwindigkeit als Zielgeschwindigkeit festlegt und automatisch die Gaspedalöffnung eines Motors des Fahrzeugs derart steuert, dass die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs kontinuierlich auf der Zielgeschwindigkeit gehalten wird. Wenn die Tempomat-Vorrichtung effektiv wirkt, kann das Fahrzeug selbst dann mit einer bestimmten gleichbleibenden Geschwindigkeit gefahren werden, wenn der Fahrer ein Gaspedal loslässt. Diese Tempomat-Vorrichtung wird weithin beim Fahren langer Strecken oder anderem Fahren mit einer bestimmten gleichbleibenden Geschwindigkeit genutzt.
  • Bei dieser herkömmlichen Tempomat-Vorrichtung kann die Tempomat-Steuerung deaktiviert werden, wenn ein Fahrer den Betätigungsschalter ausschaltet, auf ein Bremspedal tritt oder einen Getriebegang herunterschaltet. Außerdem ist die Tempomat-Vorrichtung gewöhnlich derart konstruiert, dass das Fahrzeug beschleunigt werden kann, wenn ein Fahrer in einem Zustand, in dem die Tempomat-Vorrichtung effektiv wird, plötzlich auf das Gaspedal tritt, wobei die Steuerung der Tempomat-Vorrichtung überfahren wird. Wenn der Betätigungsschalter für die Tempomat-Vorrichtung einen Schalter zur Änderung einer Fahrzeugzielgeschwindigkeit enthält, kann das Fahrzeug durch Änderung der Zielgeschwindigkeit durch den Zielgeschwindigkeitswechselschalter selbst dann beschleunigt oder verlangsamt werden, wenn der Fahrer das Gaspedal loslässt.
  • Wenn ein Fahrer die Fahrzeugzielgeschwindigkeit ändert und die Tempomat-Vorrichtung dabei effektiv wirkt, wird bei den meisten dieser herkömmlichen Tempomat-Vorrichtungen die Beschleunigungs- oder Verlangsamungssteuerung derart ausgeführt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit ungestört zu einer neuen Zielgeschwindigkeit wird. In JP2000-043611A ist ein Verfahren offenbart, bei dem in einem Fall, in dem eine Beschleunigungs- oder Verlangsamungssteuerung erfolgt, wenn ein Fahrer eine Fahrzeugzielgeschwindigkeit ändert, eine Steuerungsverstärkung zu dem Zeitpunkt der Zielgeschwindigkeitsänderung entsprechend in eine Fahrzeuggeschwindigkeit geändert wird. Die Aufgabe und die Wirkung der in JP2000-043611A offenbarten Erfindung bestehen darin, die Steuerfähigkeit eines Fahrzeugs zu verbessern. Das heißt, bei dem darin offenbarten Verfahren wird eine Rückmeldungssteuerung oder eine Vorwärtssteuerung derart angewandt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer stufenweisen Änderung einer Zielgeschwindigkeit bei einer automatischen Steuerung sich so ungestört wie möglich ohne Überfahrung oder Steuerungsverzögerung einer neuen Zielgeschwindigkeit nähert.
  • Bei der herkömmlichen Tempomat-Vorrichtung beginnt die Steuerung in der oben genannten Weise mit der manuellen Bedienung durch den Fahrer. Gemäß der von den Erfindern dieser Anmeldung vorgenommenen Untersuchung wurde festgestellt, dass es keine Tempomat-Vorrichtung gibt, bei welcher automatisch eine Fahrsteuerung beginnt, ohne dass sie der Fahrer manuell bedienen muss, wenn ein konstanter Zustand hergestellt ist. Außerdem nutzt der Fahrer die herkömmliche Tempomat-Vorrichtung, indem er grundsätzlich ein Gaspedal loslässt, wenn die Tempomat-Steuerung beginnt. Zwar gibt es ein Verfahren zum Überfahren der Steuerung nach Beginn der Steuerung, jedoch ist bisher kein Verfahren bekannt, mit dem eine Steuerfunktion zum Steuern eines Gaspedals eines Fahrzeugmotors in irgendeiner Weise gemäß dem Verschiebungsbetrag des Gaspedals geändert würde.
  • Andererseits wünschen sich die Fahrzeugbenutzer sehr stark eine Verbesserung der Kraftstoffverbrauchsmenge (der mit einer Kraftstoffmengeneinheit gefahrenen Strecke). Die Kraftstoffverbrauchsmenge ist insbesondere bei einem kommerziellen Fahrzeug wie einem Lastwagen oder Bus ein sehr wichtiger Faktor für den Benutzer bei der Wahl der Fahrzeugart. Außerdem wird zur Lösung des jüngsten Umweltverschmutzungsproblems auf Grund des Abgases eine weitere Verminderung des Schwefelgehalts im Dieselmotorkraftstoff ins Auge gefasst. Um den Schwefelgehalt im Dieselmotorkraftstoff zu vermindern, ist ein zusätzlicher Schritt zur Verfeinerung des Kraftstoffs im Ölraffinierungsverfahren erforderlich, wodurch die Kosten für den Kraftstoff ansteigen. Deshalb ist vorauszusehen, dass die Verbesserung der Kraftstoffverbrauchsmenge eines Fahrzeugs immer wichtiger wird.
  • Um die Kraftstoffverbrauchsmenge effektiv zu verbessern, befassten sich die hier auftretenden Erfinder unter verschiedenen Widerständen beim Fahren, die in einem Fahrzeug auftreten, auch mit einer plötzlichen Beschleunigung eines Fahrzeugs, durch welche der Kraftstoffverbrauch ansteigt. Das heißt, wenn der Widerstand beim Fahren in Luftwiderstand, Rollreibung der Räder, Beschleunigungswiderstand und Steigungswiderstand usw. eingeteilt wird und eine quantitative Verteilung dieser Widerstandskomponenten betrachtet wird, ist es klar, dass der Widerstand beim Fahren, der gemäß der Fahrweise gesteuert werden kann, der Beschleunigungswiderstand ist. Um den Einfluss des Beschleunigungswiderstands zu vermindern, wird bei der Festlegung einer neuen Zielgeschwindigkeit vorzugsweise eine Kraftstoffzufuhrsteuerung derart vorgenommen, dass eine praktische Geschwindigkeit eines Fahrzeugs sanft und angemessen der neuen Zielgeschwindigkeit nahekommt. Das heißt, dass die Kraftstoffzufuhrmenge, die zur Erzeugung eines Beschleunigungsmoments notwendig ist, effektiv und angemessen gesteuert werden muss.
  • Es besteht das Problem, dass diese Steuerung so, wie die Dinge heute stehen, von jedem Fahrer selbst ausgeführt werden muss. Das heißt, dass jeder Fahrer so erzogen werden muss, dass er so lange sanft auf ein Gaspedal tritt, bis eine Fahrzeugzielgeschwindigkeit erreicht ist. Das heißt, jeder Fahrer muss so erzogen werden, dass er ein Gaspedal nicht vollständig durchtritt, und dass er das Gaspedal loslässt, wenn die Zielgeschwindigkeit erreicht ist.
  • Die hier auftretenden Erfinder haben untersucht, ob sich das oben genannte Problem durch Verbesserung der herkömmlichen Tempomat-Vorrichtung lösen lässt. Das heißt, es wurde untersucht, ob es möglich ist oder nicht, die Kraftstoffzufuhrmenge derart zu steuern, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs bei einer angemessenen Beschleunigung selbst dann gesteuert wird, wenn ein Fahrer zum Beschleunigen eines Fahrzeugs ein Gaspedal schnell vollständig durchtritt, was im Gegensatz zu der herkömmlichen Steuerungsweise steht, bei welcher die dem Motor eines Fahrzeugs zugeführte Kraftstoffmenge direkt zu dem Grad des Tretens auf das Gaspedal korrespondiert. Die herkömmliche Tempomat-Vorrichtung, die derart konstruiert ist, dass die Fahrsteuerung manuell von dem Fahrer betätigt wird, wird bedeutungslos, wenn die Bedienungsperson nicht die Tempomat-Steuerung betätigt. Wenn jedoch die Steuerung der Tempomat-Vorrichtung automatisch und gleichzeitig mit dem Anlassen eines Motors eines Fahrzeugs im Parkzustand betätigt wird und die obige Steuerung zum sanften Erhöhen einer tatsächlichen Kraftstoffdurchflussmenge selbst dann erfolgt, wenn der Fahrer das Gaspedal vollständig durchtritt, kann sich eine Anlassleistung des Fahrzeugs verschlechtern.
  • In US-A-5532929 ist ein Motorregler mit einer Beschleunigungssteuervorrichtung offenbart.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des Standes der Technik gemacht, und der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kraftstoffverbrauchsmenge einzuschränken.
  • Gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung ein Berechnungsmittel für eine angestrebte Öffnung Ac des Gaspedals entsprechend einer Information über einen Verschiebungsbetrag Am eines Gaspedals und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein Mittel zum Ausgeben eines Steuersignals derart, dass sich eine Differenz Δ einer Gaspedalöffnung Δ = Am – Ac der Null nähert, mit einem Betätigungsmittel zum automatischen Auslösen einer Berechnung der angestrebten Öffnung Ac des Gaspedals, wenn ein gewöhnlicher Fahrzustand eines Fahrzeugs entsprechend einer Information einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit V erfasst wird, wobei die Vorrichtung des weiteren ein Berechnungsmittel zum Berechnen der angestrebten Öffnung Ac des Gaspedals durch Verwendung einer Geschwindigkeitsdifferenz δ zwischen einer virtuellen Zielgeschwindigkeit Vt und der Fahrzeuggeschwindigkeit δ = Vt – Vdurch sequentielles Einstellen der virtuellen Zielgeschwindigkeit Vt für jeden kleinen Änderungsbereich entsprechend der Differenz Δ der Gaspedalöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit V umfasst, und dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Eingangsinformation für das Betätigungsmittel zum Erfassen des gewöhnlichen Fahrzustands des Fahrzeugs neben der Fahrzeuggeschwindigkeit V den Verschiebungsbetrag Am, eine Kraftstoffdurchflussmenge F und eine Getriebeposition Tm umfasst.
  • Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung schaffen wir ein Steuerverfahren für eine Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung, welche in einem Weg zum Übertragen eines Ausgangssignals eines Beschleunigungssensors zum Erfassen einer Verschiebung eines Gaspedals zu einem Aktor vorgesehen ist, um eine Gaspedalöffnung eines Motors zu steuern, wobei automatisch ein Tempomat-Steuermittel mit Hilfe einer Fahrzeuggeschwindigkeit betätigt wird, wenn ein Betätigungszustand mit einer Bedingung, unter welcher eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit über einen vorgegebenen Zeitraum innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, als angestrebte, zu steuernde Fahrzeugzielgeschwindigkeit festgestellt wird, und wobei dann, wenn das Gaspedal im wesentlichen in einen Zustand verschoben wird, in welchem das Tempomat-Steuermittel betätigt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit durch sequentielles Aktualisieren der Fahrzeugzielgeschwindigkeit bei jeder kleinen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Gaspedal in einem Zustand losgelassen wird, in welchem das Tempomat-Steuermittel betätigt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr stark auf einen Zielwert vermindert wird, indem die Fahrzeugzielgeschwindigkeit entsprechend auf eine Verschiebung des Gaspedals eingestellt wird.
  • Ein erstes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung, welche in einem Weg zum Übertragen eines Ausgangssignals eines Beschleunigungssensors zum Erfassen einer Verschiebung eines Gaspedals zu einem Aktor vorgesehen ist, um eine Gaspedalöffnung zu steuern, welche ein Mittel zur automatischen Betätigung eines Tempomat-Steuermittels umfasst, wobei als Zielgeschwindigkeit eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt verwendet wird, zu dem ein Betätigungszustand festgestellt wird, der eine Verschiebung des Gaspedals innerhalb eines vorgegebenen Bereichs über einen vorgegebenen Zeitraum oder der Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines vorgegebenen Bereiches über einen vorgegebenen Zeitraum und anderes umfasst. Ein zweites Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Mittel zum Steuern der Beschleunigung zum Erhöhen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn ein Gaspedal im wesentlichen in einen Zustand verschoben wird, in welchem die Beschleunigungssteuerung mit dem Betätigungsmittel betätigt wird und dabei die Zielgeschwindigkeit bei jeder kleinen Änderung der zunehmenden Fahrzeuggeschwindigkeit sequentiell erhöht wird.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Anzahl von Vorteilen geschaffen werden. Beispielsweise kann die Beschleunigungssteuervorrichtung in der Lage sein, automatisch eine Steuerung (ein Tempomat-Steuermittel) zu betätigen, ohne dass der Fahrer eine manuelle Betätigung vornehmen muss. Die Beschleunigungssteuervorrichtung kann vielleicht verhindern können, dass die Kraftstoffzufuhr zu einem Fahrzeugmotor schnell ansteigt, und dass es an einem Fahrzeug zu einem Geschwindigkeitsstoß kommt, selbst wenn plötzlich auf ein Gaspedal getreten wird.
  • Mit der Beschleunigungssteuervorrichtung wird vermieden, das unverbranntes Gas ausgestoßen wird, selbst wenn plötzlich auf ein Gaspedal getreten wird.
  • In manchen Fällen hält die Beschleunigungssteuervorrichtung, wenn eine Änderung einer Verschiebung eines Gaspedals nach der Betätigung der Beschleunigungssteuervorrichtung klein ist, ähnlich wie bei der herkömmlichen Tempomat-Vorrichtung die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Änderung einer Verschiebung eines Gaspedals aufrecht.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Beschleunigungssteuervorrichtung geschaffen werden, die dann, wenn eine Verschiebung eines Gaspedals geringer wird, derart steuern kann, dass die Kraftstoffzufuhrmenge entsprechend der Änderung der Verschiebung des Gaspedals sofort vermindert wird.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Beschleunigungssteuervorrichtung geschaffen werden, welche die Beschleunigungsleistung eines Fahrzeugs zu einem Anfahrzeitpunkt derselben selbst dann nicht behindert, wenn die Kraftstoffzufuhrmenge begrenzt ist.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Beschleunigungssteuervorrichtung geschaffen werden, welche eine unnötige Kraftstoffzufuhr zu einem Fahrzeugmotor beschränken kann und dabei ein Gefühl der physischen Störung vermindert, welches der Fahrer als Reaktion auf die Bedienung eines Gaspedals bekommt.
  • Wenn in der oben erwähnten Weise keine wesentliche Änderung der Verschiebung des Gaspedals erfolgt (oder die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des vorgegebenen Bereichs gehalten wird), wird festgestellt, dass die Anfangsbeschleunigung des Fahrzeugs abgeschlossen ist und das Fahrzeug in einen ordnungsgemäßen Fahrzustand eintritt. Wenn dieser Zustand erfasst ist, wird automatisch die Beschleunigungssteuervorrichtung (zum Ausführen der Tempomat-Steuerung zum Ausführen der automatischen Steuerung durch Einstellen einer Fahrzeugzielgeschwindigkeit) betätigt. Die Beschleunigungssteuerung erfolgt autonom ohne einen manuellen Schaltvorgang durch einen Fahrer. Da die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Geschwindigkeit gehalten wird, bei welcher die Beschleunigungssteuerung betätigt ist, fühlt der Fahrer prinzipiell keine Betätigung der Beschleunigungssteuervorrichtung. Wenn die Beschleunigungssteuervorrichtung mit ihrer Steuerung beginnt, wird das Fahrzeug selbst dann nicht plötzlich beschleunigt, wenn das Gaspedal stark verschoben wird. Das heißt, dass die Beschleunigungssteuervorrichtung eine angemessene Beschleunigung ausführt, die einen kleinen Kraftstoffverbrauch erfordert, indem sie teilweise eine neue Fahrzeugzielgeschwindigkeit festlegt und anschließend die Zielgeschwindigkeit aktualisiert. Deshalb tritt das Fahrzeug in den Tempomat-Steuerungszustand ein, ohne dem Fahrer das Gefühl einer physikalischen Störung zu vermitteln, und deshalb wird selbst dann, wenn der Fahrer das Gaspedal plötzlich verschiebt, nicht zu viel Kraftstoff an den Motor geliefert, und das Fahrzeug wird sanft und angemessen beschleunigt. Wird diese Steuerung verwendet, wird der Kraftstoffverbrauch wesentlich eingeschränkt.
  • Um eine Verschlechterung der Anfangsbeschleunigungseigenschaften eines Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt zu vermeiden, zu dem das Fahrzeug zu fahren beginnt, wird die Steuervorrichtung nicht zum Anfahrzeitpunkt des Fahrzeugs, sondern zu einem Zeitpunkt betätigt, zu dem das Fahren des Fahrzeugs automatisch zum ordnungsgemäßen Zustand wird. Es erfolgt das automatische Schalten der Steuerung in die Tempomat-Steuerung, da dann, wenn die Steuerung von dem Fahrer betätigt werden soll, der Fall eintreten kann, dass der Fahrer die Steuervorrichtung aus irgendeinem Grund nicht betätigt, so dass die Fahrsteuerung zum Einsparen des Kraftstoffverbrauchs nicht erfolgen kann.
  • Außerdem kann die Beschleunigungssteuervorrichtung ein Verlangsamungssteuermittel umfassen, das auf das Loslassen eines Gaspedals unter der Bedingung ansprechfähig ist, dass die oben genannte Steuerung betätigt wird, um einen Zielwert der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend einer Verschiebung des Gaspedals einzustellen, um das Fahrzeug sofort zu verlangsamen. Das geschieht, weil es dann, wenn das Fahrzeug verlangsamt wird, angesichts der Fahrleistung wie auch der Einsparung des Kraftstoffverbrauchs effektiver ist, eine neue Verschiebung des Gaspedals einem angestrebten Steuerungswert einer neuen Fahrzeuggeschwindigkeit anzupassen, anstatt eine Steuerung mit einem kleinen Änderungsbereich für die Fahrzeuggeschwindigkeit vorzunehmen. In dem Zustand, in dem die oben genannte Steuerung betätigt wird, kann die Beschleunigungssteuervorrichtung unempfindlich gegenüber einer Änderung der Verschiebung des Gaspedals innerhalb eines bestimmten, zu diesem Zeitpunkt für die Verschiebung des Gaspedals festgelegten Bereiches machen. Mit einem solchen System wird das Fahren möglich, das einem solchen die herkömmliche Tempomat-Vorrichtung nutzenden entspricht.
  • Das heißt, dass bei der Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung, welche in einem Weg zum Übertragen eines Ausgangssignals eines Beschleunigungssensors zum Erfassen einer Verschiebung eines Gaspedals zu einem Aktor vorgesehen ist, um eine Gaspedalöffnung eines Motors zu steuern, die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Mittel zur automatischen Betätigung einer Tempomat-Steuerung umfasst, wobei als Zielgeschwindigkeit eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt genutzt wird, zu dem ein Betätigungszustand hergestellt ist, der eine Verschiebung des Gaspedals innerhalb eines vorgegebenen Bereiches über einen vorgegebenen Zeitraum oder der Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines vorgegebenen Bereiches über einen vorgegebenen Zeitraum umfasst. Außerdem ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Mittel zum Steuern der Beschleunigung zum Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst, wenn das Gaspedal wesentlich unter der Bedingung verschoben wird, dass die Steuerung durch die Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung betätigt wird, wobei der Zielwert der Fahrzeuggeschwindigkeit anschließend mit jeder kleinen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit aktualisiert wird. Die vorliegende Erfindung umfasst vorzugsweise ein Mittel zum Steuern der Verlangsamung zum Einstellen eines Zielwertes einer Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend einer Verschiebung des Gaspedals, wenn das Gaspedal unter der Bedingung losgelassen wird, dass die oben genannte Steuerung betätigt wird, um das Fahrzeug sofort zu verlangsamen.
  • An das Betätigungsmittel werden als Eingangsinformatione vorzugsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Verschiebung Am, eine Kraftstoffdurchflussmenge F und eine Getriebeposition Tm geliefert. Außerdem kann das Berechnungsmittel ein Erfassungsmittel für die Gaspedalöffnungsdifferenz zum Erkennen der Differenz Δ der Gaspedalöffnung, ein Berechnungsmittel für die Zielbeschleunigung zum Erhalt einer Zielbeschleunigung αt von einem Ausgang des Erfassungsmittels für die Gaspedalöffnungsdifferenz, ein Berechnungsmittel für die virtuelle Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs zum Erhalt der virtuellen Zielgeschwindigkeit Vt des Fahrzeugs aus der Zielbeschleunigung α und einer anfänglichen Fahrzeuggeschwindigkeit V0 zu einer von dem Betätigungsmittel erfassten Betätigungszeit, ein Berechnungsmittel für die Geschwindigkeitsdifferenz zum Erhalt der Geschwindigkeitsdifferenz d aus der virtuellen Fahrzeugzielgeschwindigkeit Vt und der Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein Tempomat-Steuermittel zum Berechnen der virtuell angestrebten Gaspedalöffnung Ac aus der Geschwindigkeitsdifferenz δ und der von dem Betätigungsmittel erzeugten anfänglichen Gaspedalöffnung Ao umfassen.
  • Das Betätigungsmittel kann ein Mittel zum Erzeugen der Fahrzeuganfangsgeschwindigkeit V0 und der Gaspedalöffnung A0 zu diesem Zeitpunkt als Signal zur automatischen Betätigung der Berechnungssteuerung umfassen. Das Erfassungsmittel für die Gaspedalöffnungsdifferenz kann in einem Abschnitt in der Nähe der Differenz Δ der Gaspedalöffnung eine Totzone aufweisen, in welcher die Differenz Δ Null beträgt, wobei die Differenz Δ der Gaspedalöffnung in der Totzone von dem Erfassungsmittel für die Gaspedalöffnungsdifferenz stets als Null ausgegeben wird.
  • Das Berechnungsmittel für die Zielbeschleunigung kann eine Funktion αt = (Δ, Vt) als Abbild mit der Differenz Δ zwischen der Gaspedalöffnung und der virtuellen Fahrzeugzielgeschwindigkeit Vt als Variable umfassen. Das Berechnungsmittel für die virtuelle Fahrzeugzielbeschleunigung kann ein Mittel zum Berechnen der virtuellen Fahrzeugzielbeschleunigung Vt durch eine Integration und eine Addition der Zielbeschleunigung αt, die man aus dem Berechnungsmittel für die Zielbeschleunigung erhält, jedes Mal zu der Fahrzeuganfangsgeschwindigkeit V0 umfassen. Die Geschwindigkeitsdifferenz δ wird vorzugsweise zu dem Berechnungsmittel für die Zielbeschleunigung als Eingangsinformation für dieselbe rückgemeldet. Außerdem umfasst das Berechnungsmittel für die Zielbeschleunigung (zur Vermeidung einer Zunahme der Zielbeschleunigung, wenn der Motorausgang voll ist) vorzugsweise ein Mittel zur Beschränkung einer Übertragung einer neuen Zielbeschleunigung auf einen begrenzten Wert, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz δ größer als ein vorgegebener Wert ist (wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist). Das Berechnungsmittel für die Zielbeschleunigung umfasst vorzugsweise ein Mittel zur Verhinderung einer Übertragung einer neuen Zielbeschleunigung, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz δ negativ ist. Das Berechnungsmittel für die Zielbeschleunigung umfasst vorzugsweise ein Mittel zur Verhinderung einer Übertragung einer neuen Zielbeschleunigung, wenn ein absoluter Wert der eingegebenen Geschwindigkeitsdifferenz δ größer als ein vorgegebener Wert ist (Gefälle usw.). Dadurch soll eine irrtümliche Bedienung eines Integrationskreises verhindert werden.
  • Die vorliegende Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung kann ein Mittel zum zeitweiligen Verhindern des Steuerns des Tempomat-Steuermittels, wenn die Differenz Δ der Gaspedalöffnung einen negativen Wert gegenüber einem vorgegebenen Wert auf der negativen Seite aufweist, und zum Eingeben der Information Am für die Gaspedalverschiebung (oder einer regulären Funktion derselben als) Beschleunigungseingabe für einen Motor umfassen. Der vorgegebene Wert auf der negativen Seite kann auf einen Wert eingestellt werden, der gleich einer Untergrenze der Totzone ist. Die vorliegende Vorrichtung zur Steuerung der Beschleunigung kann ein Mittel zum automatischen Betätigen des Betätigungsmittels umfassen, wenn ein absoluter Wert der Differenz der Gaspedalöffnung kleiner als ein vorgegebener Wert in dem Zustand wird, in welchem das Steuern zeitweilig verhindert ist.
  • Die Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung kann ein Mittel zum zeitweiligen Verhindern des Steuerns des Tempomat-Steuermittels in einem Zustand umfassen, in welchem ein Fahrer einen speziellen Vorgang ausführt und die Information Am über die Gaspedalverschiebung oder eine reguläre Funktion derselben als Beschleunigungseingabe für den Motor eingegeben wird. Der spezielle Vorgang kann eine Betätigung eines Richtungsanzeigers (Blinkers) und eine Verschiebung des Gaspedals umfassen, die größer als ein vorgegebener Wert ist.
  • Dadurch soll man Sicherheit erhalten, wenn ein fahrendes Fahrzeug ein anderes überholt und dabei zeitweilig die vorliegende Geschwindigkeitssteuerung sperrt, bis die Bedingung, unter welcher das Betätigungsmittel automatisch betätigt wird, wieder hergestellt ist.
  • Die vorliegende Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung umfasst vorzugsweise ein Mittel zum automatischen Betätigen des Betätigungsmittels, wenn die zeitweilige Verhinderung der Steuerung aufgehoben wird. Die Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung kann ein Mittel zum automatischen Betätigen des Betätigungsmittels umfassen, wenn sich der Fahrzustand des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Bedingung in dem Zustand befindet, in welchem das Steuern zeitweilig verhindert ist (beispielsweise wenn das Fahrzeug in einen ordnungsgemäßen Fahrzustand kommt). Die Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung lässt sich derart konstruieren, dass eine Beschleunigung oder Verlangsamung eines Fahrzeugs über das Gaspedal während der Steuerung durch das Betätigungsmittel möglich ist und, wenn das Gaspedal die Beschleunigung vollzieht, eine Steuerung während eines Beschleunigungszustands ausgeführt wird, der zu diesem Zeitpunkt entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit vorläufig eingestellt wird.
  • Das Berechnungsmittel für die Zielbeschleunigung kann ein Mittel zum Eingeben der Information Am über die Gaspedalverschiebung als Eingangsinformation und ein Mittel zum zeitweiligen Ändern des Abbilds (beispielsweise bis die Verschiebung des Gaspedals selbst leicht vermindert wird) umfassen, wenn sich ein Zustand, in welchem die Information Am über die Gaspedalverschiebung größer als ein vorgegebener Wert ist (beispielsweise größer als 90% ist), über einen Zeitraum fortsetzt, der länger als ein vorgegebener Zeitraum (beispielsweise 5 Sekunden) ist, um eine größere angestrebte Beschleunigung (beispielsweise dem Mehrfachen von αt) zu erzeugen. Zwar ist dieses Mittel bei der vorliegenden Erfindung nicht unumgänglich, verhindert jedoch effektiv, dass sich die Fahrfähigkeit verschlechtert, wenn eine Notbeschleunigung notwendig ist.
  • Das Tempomat-Steuermittel kann ein Mittel zum Eingeben der Information Am über die Gaspedalverschiebung und ein Mittel zum Eingeben der Information Am über die Gaspedalverschiebung und ein Mittel zum zeitweiligen Erhöhen einer Steuerungsverstärkung (beispielsweise um etwa das Zweifache) umfassen, wenn ein zeitdifferenzierter Wert der Information Am über die Gaspedalverschiebung einen vorbestimmten Wert (beispielsweise dAm/dt > 29%/s) auf der positiven Seite übersteigt. Zwar ist dieses Mittel bei der vorliegenden Erfindung ebenfalls nicht unumgänglich, kann jedoch für eine ähnliche Wirkung wie die oben genannte sorgen.
  • Außerdem kann die vorliegende Vorrichtung ein Mittel zur Rückstellung des Mittels zum automatischen Starten der Steuerung umfassen in einen effektiven Zustand durch Ausschalten eines Motorschlüsselschalters und anschließendes Einschalten selbst dann umfassen, wenn die Wirkung des Mittels zum automatischen Starten der Steuerung aus irgendeinem Grunde aufhört. Die vorliegende Vorrichtung kann ein Mittel zur effektiven Rückstellung des Mittels zum automatischen Starten der Steuerung in einen effektiven Zustand nach einer vorläufig festgelegten Zeit umfassen, wenn die Wirkung des Mittels zum automatischen Starten der Steuerung aus irgendeinem Grunde aufhört. Die vorliegende Vorrichtung kann ein Mittel zur effektiven Rückstellung des Mittels zum automatischen, effektiven Starten der Steuerung umfassen, selbst wenn die Wirkung des Mittels zum automatischen Starten der Steuerung aus irgendeinem Grunde aufhört, wenn der irgendeine Grund verschwindet. Der irgendeine Grund kann einen Grund umfassen, der durch eine Betätigung durch einen Fahrer verursacht wurde. Die vorliegende Erfindung kann ein Mittel zur effektiven Rückstellung des Mittels zum automatischen Starten der Steuerung durch eine Betätigung durch einen Fahrer umfassen.
  • Im folgenden werden spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft an Hand der anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 ein Blockschaltbild ist, das eine Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine Eigenschaft eines Erfassungsmittels für die Öffnung des Gaspedals zeigt;
  • 3 ein Diagramm ist, das eine Veränderung einer Zielgeschwindigkeit gemäß der Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ein Diagramm ist, das eine Veränderung einer Zielgeschwindigkeit gemäß der Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung ohne Verwendung der Steuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 ein Steuerungsablaufschema für einen Hauptteil der Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 6 ein Steuerungsablaufschema für einen Hauptteil der Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
  • 7 ein Steuerungsablaufschema für einen Hauptteil der Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • An Hand der Zeichnungen wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Zwar ist die Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung mit einem Programmsteuerkreis mit einer Halbleitervorrichtung konstruiert, die mit einer Software installiert ist, jedoch wird die Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung unter Verwendung des Blockschaltbildes beschrieben, um das quantitative Verständnis für eine Konstruktion und eine Funktionsweise derselben zu erleichtern. Eine Eingangsinformation für diese Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung umfasst eine Verschiebung Am eines Gaspedals, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V, eine Kraftstoffdurchflussmenge F und eine Kraftstoffdurchflussmenge F und eine Getriebeposition Tm. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhält man durch Mitteln eines Signals von einem Drehimpulsdetektorkreis, das auf einer Propellerwelle eines Fahrzeugs angebracht ist, für jeden kurzen Zeitraum (1 Sekunde bei dieser Ausführungsform). Die Eingangsinformation wird über Schnittstellen, die nicht gezeigt sind, in den Programmsteuerkreis geliefert. Die Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung betätigt arithmetisch eine angestrebte Öffnung Ac eines Gaspedals eines Motors des Fahrzeugs entsprechend der Eingangsinformation und gibt ein Steuersignal derart aus, dass sich eine Öffnungsdifferenz Δ des Gaspedals Δ = Am – Ac der Null nähert. Ein Ausgangssignal eines Differenzberechnungskreises 10 wird zu einem Aktor zum Regeln des Gaspedals des Motors als Steuerausgangssignal der Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung geleitet.
  • Die Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nutzt einen wohlbekannten Tempomat-Steuerkreis 6. Der Tempomat-Steuerkreis 6 ist ein so genannter PID-Steuerkreis (ein Steuerkreis zur Ausführung einer Proportionalsteuerung, einer Integrationssteuerung und einer Differenzierungssteuerung), und berechnet die angestrebte Gaspedalöffnung Ac derart, dass eine Differenz δ zwischen der eingegebenen Zielgeschwindigkeit Vt und einer derzeitigen Geschwindigkeit V δ = Vt – Vklein wird, und gibt die angestrebte Gaspedalöffnung Ac als elektrisches Signal aus.
  • Die Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Betätigungsmittel 1 zum automatischen Auslösen der Betätigungssteuerung durch Erfassen aus der Information mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dass das Fahrzeug gewöhnlich auf einer ebenen Straße fährt. Das Betätigungsmittel funktioniert durch Erfassen dessen, dass das Fahrzeug auf einer ebenen Straße fährt. Das heißt, durch vorläufiges Einstellen der Fahrzeuggeschwindigkeit auf V ± ΔV (beispielsweise 60 ± 10 km/h), der Getriebeposition auf den n-ten Gang oder höher und der Kraftstoffdurchflussmenge auf f cc/s oder kleiner als Anfangsbedingung wird die Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung mit einer Fahrzeuganfangsgeschwindigkeit V0 und einer anfänglichen Öffnung A0 des Gaspedals betätigt, die erzeugt werden, wenn die Bedingung t Sekunden lang (beispielsweise mehrere Sekunden lang) erfüllt ist. Bei dem Tempomat-Steuermittel 6 wird die anfängliche Gaspedalöffnung A0 zu einem Anfangswert der Öffnung des Gaspedals des Fahrzeugs.
  • 2 zeigt eine Funktionscharakteristik des Erfassungsmittels 2 für die Öffnungsdifferenz zur Erfassung einer Öffnungsdifferenz des Gaspedals. Das Erfassungsmittel 2 für die Öffnungsdifferenz wird in der in 1 gezeigten Weise mit der Differenz Δ zwischen der derzeitigen Öffnung Am des Gaspedals und der angestrebten Öffnung Ac eingegeben. Das ist auf einer Abszisse in 2 gezeigt. Die Differenz Δ wird von dem Erfassungsmittel für die Öffnungsdifferenz mit Hilfe einer in 2 gezeigten Funktionscharakteristik umgewandelt, und es wird eine entstandene Differenz Δt ausgegeben. Die umgewandelte Differenz Δt ist ein Wert, der einer Beschleunigungszunahme in der Einheit [km/h/s] entspricht. Das heißt, bei diesem Beispiel wird eine Totzone im Bereich von –20% + 25% mit einem Punkt eingestellt, an dem die Differenz Δ Null als Mitte beträgt und die Differenz Δ in dieser Totzone als Null angesehen wird. Gemäß dieser Funktionscharakteristik wird eine Verschiebungsänderung des Gaspedals in einem Bereich ungültig, in dem die Verschiebung des Gaspedals klein ist. Wenn die Differenz Δ größer als +25% ist, wird die umgewandelte Differenz Δt ausgegeben, die sich in der mit der durchgehenden Linie in 2 gezeigten Weise stufenweise ändert. Wenn die Differenz Δ kleiner als –20% ist, wird als die umgewandelte Differenz Δt ein Wert ausgegeben, der auf der negativen Seite sehr groß ist und in 2 – 10 beträgt.
  • Die grundlegende Funktionscharakteristik des Erfassungsmittels 2 für die Öffnungsdifferenz ist in 2 mit der durchgehenden Linie gezeigt. Die hier auftretenden Erfinder führten mit Hilfe dieser grundlegenden Funktionscharakteristik Experimente aus. Aus dem Ergebnis der Experimente stellten die hier auftretenden Erfinder fest, dass dann, wenn die Nutzlast des Fahrzeugs groß ist, ein Fall vorliegt, in dem man nicht immer eine ausreichende Beschleunigungsleistung erhalten kann. Angesichts dessen fügen die hier auftretenden Erfinder zu der grundlegenden Funktionscharakteristik eine Funktionscharakteristik hinzu, die in 2 mit einer Strichellinie gezeigt ist. Das heißt, dass bei der vorliegenden Erfindung dann, wenn die angestrebte, von dem Tempomat-Steuermittel 6 erzeugte Gaspedalöffnung Ac unter der Bedingung, dass sich das Fahrzeug mit einer großen Nutzlast an einem Hügel hinauf arbeitet, sehr groß (bei diesem Beispiel +30% oder mehr) wird, die mit der Strichellinie in 2 gezeigte Funktionscharakteristik zeitweilig an Stelle der mit der durchgehenden Linie in 2 gezeigten grundlegenden Funktionscharakteristik verwendet wird. In diesem Fall verkleinert sich der Bereich der Totzone etwas, und der Wert der umgewandelten Differenz Δt wird etwas größer eingestellt.
  • Das Berechnungsmittel 3 für die Zielbeschleunigung ist ein Abbildumwandlungskreis oder eine Zahlentabelle. Das Berechnungsmittel 3 für die Zielbeschleunigung wird mit der Information über die Differenz Δ zwischen der derzeitigen Gaspedalöffnung Am und der angestrebten Gaspedalöffnung Ac eingegeben. Genauer gesagt, es wird die umgewandelte Differenz Δt von dem Erfassungsmittel 2 für die Öffnungsdifferenz in das Berechnungsmittel 3 für die Zielbeschleunigung eingegeben. Außerdem wird die Information über die Differenz (Vt – V) zwischen der derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Zielgeschwindigkeit Vt in das Berechnungsmittel 3 für die Zielbeschleunigung eingegeben. Aus dieser Eingangsinformation wird aus der Abbildumwandlungstabelle eine Zielbeschleunigung αt ausgelesen. Die Polarität der Zielbeschleunigung αt wird entsprechend der Polarität der Differenz (Vt – V) positiv oder negativ.
  • Die Beschleunigungssteuervorrichtung umfasst außerdem ein Berechnungsmittel 4 für die virtuelle Zielgeschwindigkeit. Das Berechnungsmittel 4 für die virtuelle Zielgeschwindigkeit ist mit einem Integrationskreis zum Berechnen der Zielgeschwindigkeit Vt nach einer vorgegebenen Zeit t zum Integrieren der Zielbeschleunigung αt konstruiert. Als anfänglicher Integrationswert wird die anfängliche, von dem Betätigungsmittel 1 erzeugte Fahrzeuggeschwindigkeit V0 verwendet. Mit einem Berechnungsmittel 5 für die Geschwindigkeitsdifferenz (einem Subtraktionskreis) wird eine Differenz δ zwischen der Zielgeschwindigkeit Vt und der derzeitigen Geschwindigkeit V δ = Vt – Vberechnet und wird zu einer Eingangsinformation für das Tempomat-Steuermittel 6. Die Geschwindigkeitsdifferenz δ wird zu dem Eingang zu dem Berechnungsmittel 3 für die Zielbeschleunigung rückgemeldet.
  • In dem in dem Berechnungsmittel 3 für die Zielbeschleunigung vorgesehenen Abbildumwandlungskreis ist der Maximalwert der Zielbeschleunigung derart begrenzt, dass er auf der positiven Seite (+) nicht groß wird. Außerdem ist die ausgegebene Zielbeschleunigung αt derart begrenzt, dass ein Absolutwert der rückgemeldeten Geschwindigkeitsdifferenz δ nicht größer als der Sollwert wird. Das erfolgt durch Einstellung des Abbildes in der oben genannten Weise. Beispielsweise wird die Zielbeschleunigung als –10 < αt < +0,3 (Einheit km/h/s)eingestellt, und die Zielbeschleunigung Vt wird als V – 2 < Vt < V + 2 (Einheit km/h)eingestellt.
  • Mit dieser Konstruktion wird selbst dann ein kleiner Zielbeschleunigungswert aus dem Berechnungsmittel 3 für die Zielbeschleunigung ausgegeben, wenn die Differenz zwischen der Zielgeschwindigkeit Vt und der derzeitigen Geschwindigkeit V. Deshalb wird die entsprechend dieser Zielbeschleunigung berechnete Zielgeschwindigkeit etwas größer als die derzeitige Fahrzeuggeschwindigkeit, und somit wird die Öffnung des Gaspedals klein. Wenn die derzeitige Fahrzeuggeschwindigkeit die Zielgeschwindigkeit erreicht, die etwas größer als die derzeitige Geschwindigkeit ist, wird eine neue Zielbeschleunigung αt aus dem Berechnungsmittel 3 für die Zielbeschleunigung ausgegeben, und es erfolgt derart eine ähnliche Steuerung, dass die derzeitige Geschwindigkeit zu der neuen Zielgeschwindigkeit wird. Deshalb ist der Beschleunigungszustand selbst dann, wenn der Fahrer durch plötzliches Treten auf das Gaspedal eine plötzliche Beschleunigung versucht, auf die Ausführung einer sanften und angemessenen Beschleunigung durch die Beschleunigungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung begrenzt, so dass der unnötige Kraftstoffverbrauch eingeschränkt wird.
  • Wenn dagegen die Verschiebung des Gaspedals plötzlich losgelassen wird, während das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt, wird die Durchflussmenge des zu dem Motor geführten Kraftstoffs sofort auf einen kleinen Wert gesteuert. Das heißt, dass das Abbild des Berechnungsmittels 3 für die Zielbeschleunigung derart eingestellt wird, dass als sofortige Folge auf eine Verschiebung des Gaspedals keine wesentliche Beschränkung auf der Minusbeschleunigungsseite, d.h. der Verlangsamungsseite, vorgesehen ist. Damit die Fahrzeuggeschwindigkeit sofort der Verschiebung des Gaspedals folgen kann, lässt sich außerdem auf der Verlangsamungsseite ein Vorwärtsregelungskreis von dem Erfassungsmittel 2 für die Öffnungsdifferenz zu dem Tempomat-Steuermittel 6 vorsehen, wie er in 1 durch eine Strichellinie gezeigt ist. Mit dieser Konstruktion wird der Motorbremszustand durch Loslassen des Gaspedals hergestellt, ohne den Betrag des Kraftstoffverbrauchs zu erhöhen. Deshalb verschlechtert sich das Fahrgefühl nicht.
  • Zwar erzeugt in der obigen Beschreibung das Betätigungsmittel 1, wenn es betätigt wird, die anfängliche Fahrzeuggeschwindigkeit V0 und die anfängliche Öffnung A0, jedoch ist das Betätigungsmittel 1 vorzugsweise derart konstruiert, dass selbst nach der einmaligen Betätigung der Beschleunigungssteuervorrichtung die Werte der anfänglichen Fahrzeuggeschwindigkeit V0 und der anfänglichen Öffnung A0 jedes Mal dann aktualisiert werden, wenn die in dem Betätigungsmittel 1 eingestellten Bedingungen hergestellt sind. Mit dieser Konstruktion des Betätigungsmittels kann verhindert werden, dass das integrierte Ausgangssignal des Berechnungsmittels 4 für die virtuelle Zielgeschwindigkeit unabsichtlich abwandert.
  • Außerdem kann die Beschleunigungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Mittel zur zeitweiligen Sperrung (zum Auschalten) der Steuerung derselben durch eine Betätigung durch den Fahrer während eines Zeitraums umfassen, für den das Tempomat-Steuermittel 6 verwendet wird. Das Fahrzeug wird in dem Zeitraum, in dem die Tempomat-Steuerung erfolgt, selbst dann nicht plötzlich beschleunigt, wenn der Fahrer stark auf das Gaspedal tritt. Wenn beispielsweise ein Fahrzeug entlang einer langen Kurve fährt oder durch Wechseln einer Fahrspur ein anderes Fahrzeug überholt, kann ein Fall eintreten, in dem ein Motorausgangssignal ungenügend wird. Angesichts dieses Problems kann die Vorrichtung zum zeitweiligen Sperren der Tempomat-Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Betätigung eines Richtungsanzeigers betätigt werden. Es kann möglich werden, ein Mittel zum zeitweiligen Sperren der Steuerung des Tempomat-Steuerungsmittels 6 vorzusehen, wenn der Richtungsanzeiger nach rechts (oder links) betätigt wird und der Fahrer über einen vorgegebenen Betrag stark auf das Gaspedal tritt. Die Steuerung des Tempomat- Steuerungsmittels 6 kann aus dem gesperrten Zustand heraus automatisch wieder hergestellt werden, wenn der Sperrzustand verschwindet. Die Beschleunigungssteuervorrichtung kann derart konstruiert sein, dass die Steuerung des Tempomat-Steuerungsmittels 6 automatisch wieder hergestellt wird, wenn das Betätigungsmittel 1 in dem Zustand, in dem die Steuerung durch das zeitweise sperrende Mittel gesperrt ist, die automatische Betätigungsbedingung erfüllt. Wenn die Tempomat-Steuerung entweder durch eine von den Betätigungen durch die Bedienungsperson gesperrt wird, wird ein Motorschlüsselschalter des Fahrzeugs zumindest zeitweise ausgeschaltet. Wenn der Schlüsselschalter wieder eingeschaltet wird, wird der gesamte Ablauf der zeitweiligen Sperrung gelöscht.
  • Nunmehr werden Beispiele für ein Ergebnis von einem von verschiedenen Tests beschrieben, welche die hier auftretenden Erfinder unter Verwendung der Beschleunigungssteuervorrichtung ausführten, welche die hier auftretenden Erfinder auf experimenteller Grundlage herstellten. 3 zeigt Messwerte an der Beschleunigungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und 4 zeigt ein Vergleichsbeispiel für Messwerte, die im wesentlichen unter der gleichen Bedingung wie der in 3 gezeigten mit Hilfe einer Beschleunigungssteuervorrichtung ohne Anwendung der Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurden. In 3 und 4 zeigt die Abszisse eine Zeit an, und die Ordinate zeigt einen relativen Wert an, und diese sind versuchsweise von 0 bis 10 skaliert. Die Werte wurden praktisch gemessen, indem ein Lastwagen gefahren wurde, der eine Tonnagekapazität von 6 Tonnen aufwies und auf einer üblichen Fernverkehrsstraße eine mäßig große Last beförderte. Es wurde ein Test ausgeführt, indem der Betrag der Verschiebung des Gaspedals in einem Zeitraum von 15 Sekunden verändert wurde und das Fahrzeug dabei mit 90 km/gefahren wurde, was der Höchstbetrag der zulässigen Geschwindigkeit ist. Die praktisch gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit ist auf der rechtsseitigen Skala angezeigt.
  • Die Betätigung des Gaspedals erfolgte durch einen Fahrer in der in 3 durch eine durchgehende Linie gezeigten Weise. Bei der Beschleunigungssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Verschiebungsbetrag des Gaspedals nicht direkt zu einem Steuerbetrag für die Kraftstoffdurchflussmenge. Statt dessen wird die Steuervorrichtung gemäß der Betätigung des Gaspedals betätigt und sendet ein Steuerungsausgangssignal, das mit der Strichellinie gezeigt ist, als tatsächliche Öffnung des Gaspedals. Eine gestrichelte Kurve zeigt Messwerte der Kraftstoffdurchflussmenge (Einheit cc/s), die gemäß dieser Öffnung des Gaspedals zu dem Motor geführt wurde.
  • Man beachte aufmerksam einen Zeitraum von 40 Sekunden bis 55 Sekunden für die in der Abszisse gemäß 3 gezeigte Zeit, wobei sich das mit der Strichellinie gezeigte Steuerausgangssignal gemäß der vorliegenden Erfindung ändert, wenn der Fahrer in der durch die durchgehende Linie gezeigten Weise sehr stark auf das Gaspedal tritt. In diesem Fall wird das Steuerausgangssignal nicht sofort zu einem Extremwert. Statt dessen erfolgt die Beschleunigung in der oben genannten Weise in Stufen. Das heißt, die Öffnung des Gaspedals (das Steuerausgangssignal) wird zwar groß, wird jedoch auf den angemessenen Wert gesteuert. Deshalb wird zwar die Kraftstoffdurchflussmenge (Kettenlinie) ebenfalls groß, wird jedoch gänzlich Stück für Stück innerhalb eines kleinen Bereichs gesteuert. Wenn man den Zeitbereich von 40 Sekunden bis 55 Sekunden eingehender betrachtet, ist erkennbar, dass der Kraftstoff in einer solchen Weise zu dem Motor geführt wird, dass die Durchflussmenge desselben Stück für Stück mehrmals mit einem Zeitraum von etwa 3 Sekunden verändert wird, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit sanft zunimmt.
  • Bei dem in 4 gezeigten Vergleichsbeispiel, bei welchem die vorliegende Erfindung nicht angewandt ist und die Verschiebung des Gaspedals direkt zu der Öffnung wird, nimmt die Kraftstoffdurchflussmenge (Kettenlinie) entsprechend über eine Skala der verwendeten Messvorrichtung äußerst stark zu. Zwar steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend bis zur Zunahme der Kraftstoffdurchflussmenge an, jedoch entspricht die Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht direkt der betragsmäßigen Verschiebung des Gaspedals. Deshalb ist offenkundig, dass die durch starkes Treten auf das Gaspedal erfolgende erhöhte Kraftstoffzufuhr ohne effektiven Nutzen verbraucht wird. Vermutlich wird dieser überschüssige Kraftstoff aus als schwarzer Rauch aus dem Auspuffrohr abgeblasen, ohne effektiv verbrannt zu sein.
  • 5 bis 7 zeigen ein Steuerungsablaufschema für die Beschleunigungssteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Linien, die in 5 mit Ziffern (1) und (2) bezeichnet werden, sind in 6 zu Linien verbunden, die jeweils mit Ziffern (1) und (2) bezeichnet sind, und Linien, die in 6 mit Ziffern (3), (4), (5) und (6) bezeichnet werden, sind in 7 zu Linien verbunden, die jeweils mit Ziffern (3), (4), (5) und (6) bezeichnet sind.
  • Ein Abschnitt, der in 5 mit der Bezugsziffer 11 bezeichnet wird, ist ein Kontrollabschnitt zur automatischen Betätigung der Tempomat-Steuerung ohne jede Betätigung durch einen Fahrer. Ein Abschnitt, der in 5 mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet wird, zeigt eine Logik bezüglich einer Rückstellung von Parametern zur automatischen Betätigung der Tempomat-Steuerung. Der Logikabschnitt 12 funktioniert derart, dass er den Integrationswert gemäß einer UND-Logik und einer ODER-Logik in den Tempomat-Steuerungsmittel 6 eingibt. Ein Abschnitt, der in 6 mit der Ziffer 13 bezeichnet wird, ist ein Betätigungsabschnitt des Betätigungsmittels 3 für den angestrebten Beschleunigungsvorgang. Da das Ablaufschema an Hand der bereits erfolgten Beschreibung verständlich wird, wird auf Einzelheiten desselben verzichtet, um Wiederholungen zu vermeiden. Mit Hilfe dieses Ablaufschemas kann der Programmsteuerkreis konstruiert werden, auf welchen die Steuerungslogik gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die plötzliche Beschleunigung eines fahrenden Fahrzeugs begrenzt und der Kraftstoffverbrauch eingeschränkt werden.
  • Zwar muss die einschränkende Wirkung auf der Grundlage einer großen Anzahl aktueller Ergebnisse berechnet werden, jedoch ist gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest eine mehrprozentige Verminderung des Kraftstoffverbrauchs zu erwarten. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Vorrichtung geschaffen werden, mit welcher die Tempomat-Steuerung automatisch und ohne jede absichtliche Betätigung durch einen Fahrer betätigt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs selbst dann erhöht werden, wenn stark auf das Gaspedal eines fahrenden Fahrzeugs getreten wird, ohne die Zufuhr von Kraftstoff, der nicht verbrannt werden kann, übermäßig zu erhöhen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein zu hoher Verbrauch von Kraftstoff verhindert werden, um dadurch unverbrannte, in dem Abgas enthaltene Bestandteile zu vermindern. Bei der vorliegenden Vorrichtung wird die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer solchen Weise gesteuert, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit ähnlich wie bei der herkömmlichen Tempomat-Vorrichtung aufrechterhalten wird, wenn die Änderung des Verschiebungsbetrags des Gaspedals nach Betätigung der Tempomat-Steuerung klein ist, und die Kraftstoffzufuhr sofort auf eine kleine Menge eingesteuert wird, wenn das Gaspedal losgelassen wird. Bei der vorliegenden Vorrichtung verschlechtert sich die Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs zur Startzeit selbst dann nicht, wenn die Kraftstoffzufuhrmenge beschränkt wird. Mit der vorliegenden Vorrichtung bekommt der Fahrer kein ernstliches Störungsgefühl bei der Betätigung des Gaspedals, und eine zu große Kraftstoffzufuhr kann eingeschränkt werden.

Claims (19)

  1. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung, mit einem Berechnungsmittel für eine angestrebte Öffnung Ac des Gaspedals entsprechend einer Information über einen Verschiebungsbetrag Am eines Gaspedals und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Mittel zum Ausgeben eines Steuersignals derart, dass sich eine Differenz Δ einer Gaspedalöffnung Δ = Am – Ac der Null nähert, mit einem Betätigungsmittel (1) zum automatischen Auslösen einer Berechnung der angestrebten Öffnung Ac des Gaspedals, wenn ein gewöhnlicher Fahrzustand eines Fahrzeugs entsprechend einer Information einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit V erfasst wird, wobei die Vorrichtung des weiteren ein Berechnungsmittel (2, 3, 4, 5 und 6) zum Berechnen der angestrebten Öffnung Ac des Gaspedals durch Verwendung einer Geschwindigkeitsdifferenz δ zwischen einer virtuellen Zielgeschwindigkeit Vt und der Fahrzeuggeschwindigkeit δ = Vt – Vdurch sequentielles Einstellen der virtuellen Zielgeschwindigkeit Vt für jeden kleinen Änderungsbereich entsprechend der Differenz Δ der Gaspedalöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit V umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingangsinformation für das Betätigungsmittel (1) zum Erfassen des gewöhnlichen Fahrzustands des Fahrzeugs neben der Fahrzeuggeschwindigkeit V den Verschiebungsbetrag Am, eine Kraftstoffdurchflussmenge F und eine Getriebeposition Tm umfasst.
  2. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach Anspruch 1, wobei das Berechnungsmittel (2, 3, 4, 5, 6) ein Erfassungsmittel (2) für die Gaspedalöffnungsdifferenz zum Erkennen der Differenz Δ der Gaspedalöffnung, ein Berechnungsmittel (3) für die Zielbeschleunigung zum Erhalt einer Zielbeschleunigung αt von einem Ausgang des Erfassungsmittels (2) für die Gaspedalöffnungsdifferenz, ein Berechnungsmittel (4) für die virtuelle Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs zum Erhalt der virtuellen Zielgeschwindigkeit Vt des Fahrzeugs aus der Zielbeschleunigung α und einer anfänglichen Fahrzeuggeschwindigkeit V0 zu einer von dem Betätigungsmittel (1) erfassten Betätigungszeit, ein Berechnungsmittel (5) für die Geschwindigkeitsdifferenz zum Erhalt der Geschwindigkeitsdifferenz d aus der virtuellen Fahrzeugzielgeschwindigkeit Vt und der Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein Tempomat-Steuermittel (6) zum Berechnen der virtuell angestrebten Gaspedalöffnung Ac aus der Geschwindigkeitsdifferenz δ und der von dem Betätigungsmittel (1) erzeugten anfänglichen Gaspedalöffnung Ao umfasst.
  3. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach Anspruch 2, wobei das Betätigungsmittel (1) ein Mittel zum Erzeugen der anfänglichen Fahrzeuggeschwindigkeit Vo und der Gaspedalöffnung Ac zu diesem Zeitpunkt als Signal zum automatischen Betätigen der Berechnungssteuerung umfasst.
  4. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei das Erfassungsmittel (2) für die Gaspedalöffnungsdifferenz einen Totbereich in einem Abschnitt in der Nähe der Differenz Δ der Gaspedalöffnung aufweist, in welchem die Differenz Δ Null beträgt, wobei die Differenz Δ der Gaspedalöffnung in dem Totbereich von dem Erfassungsmittel für die Gaspedalöffnungsdifferenz als stets Null betragend ausgegeben wird.
  5. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Berechnungsmittel (3) für die Zielbeschleunigung ein Funktionsabbild αt = (Δ, Vt) mit der Differenz Δ der Gaspedalöffnung und der virtuellen Fahrzeugzielgeschwindigkeit Vt als Variable enthält.
  6. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Berechnungsmittel (4) für die virtuelle Fahrzeugzielgeschwindigkeit ein Mittel zum Berechnen der virtuellen Fahrzeugzielgeschwindigkeit Vt durch Integrieren und durch Addieren der angestrebten Beschleunigung αt, welche von dem Berechnungsmittel (3) für die Zielbeschleunigung erhalten wurde, zu der anfänglichen Fahrzeuggeschwindigkeit V0 bei jedem bestimmten Anlass umfasst.
  7. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Geschwindigkeitsdifferenz δ zu dem Berechnungsmittel (3) für die Zielbeschleunigung rückgemeldet wird.
  8. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach Anspruch 7, wobei das Berechnungsmittel (3) für die Zielbeschleunigung ein Mittel zum Beschränken einer Übertragung einer neuen Zielbeschleunigung auf einen beschränkten Wert umfasst, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz δ größer als ein vorgegebener Wert ist.
  9. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei das Berechnungsmittel (3) für die Zielbeschleunigung ein Mittel zum Verhindern einer Übertragung einer neuen Zielbeschleunigung umfasst, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz δ negativ ist.
  10. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, des weiteren mit einem Mittel zum zeitweiligen Verhindern des Steuerns des Tempomat-Steuermittels (6), wenn die Differenz Δ der Gaspedalöffnung einen negativen Wert gegenüber einem vorgegebenen Wert auf der negativen Seite aufweist, und zum Eingeben der Information Am für die Gaspedalverschiebung oder einer regulären Funktion derselben als Beschleunigungseingabe für einen Motor.
  11. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach Anspruch 10, wobei der vorgegebene Wert auf der negativen Seite auf einen Wert eingestellt wird, welcher gleich einer Untergrenze des in Anspruch 4 definierten Totbereichs ist.
  12. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, des weiteren mit einem Mittel zum automatischen Betätigen des Betätigungsmittels (1), wenn ein absoluter Wert der Differenz der Gaspedalöffnung kleiner als ein vorgegebener Wert in dem Zustand wird, in welchem das Steuern zeitweilig verhindert ist.
  13. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, des weiteren mit einem Mittel zum zeitweiligen Verhindern des Steuerns des Tempomat-Steuermittels (6) in einem Zustand, in welchem ein Fahrer einen speziellen Vorgang ausführt und die Information Am über die Gaspedalverschiebung oder eine reguläre Funktion derselben als Beschleunigungseingabe für den Motor eingegeben wird.
  14. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach Anspruch 13, wobei der spezielle Vorgang eine Betätigung eines Richtungsanzeigers und ein tieferes Treten auf das Gaspedal als bis zu einem vorgegebenen Wert umfasst.
  15. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, des weiteren mit einem Mittel zum automatischen Betätigen des Betätigungsmittels (1), wenn die zeitweilige Verhinderung der Steuerung aufgehoben wird.
  16. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, des weiteren mit einem Mittel zum automatischen Betätigen des Betätigungsmittels (1), wenn sich der Fahrzustand des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Bedingung in dem Zustand befindet, in welchem das Steuern zeitweilig verhindert ist.
  17. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung zumindest nach Anspruch 5, wobei das Berechnungsmittel (3) für die Zielbeschleunigung ein Mittel zum Eingeben der Information Am über die Gaspedalverschiebung als Eingangsinformation und ein Mittel zum zeitweiligen Ändern des Abbilds umfasst, wenn sich ein Zustand, in welchem die Information Am über die Gaspedalverschiebung größer als ein vorgegebener Wert ist, über einen Zeitraum fortsetzt, der länger als ein vorgegebener Zeitraum ist, um eine größere angestrebte Beschleunigung αt zu erzeugen.
  18. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, wobei das Tempomat-Steuermittel (6) ein Mittel zum Eingeben der Information Am über die Gaspedalverschiebung und ein Mittel zum zeitweiligen Erhöhen einer Steuerungsverstärkung umfasst, wenn ein zeitdifferenzierter Wert der Information Am über die Gaspedalverschiebung einen vorbestimmten Wert auf der positiven Seite übersteigt.
  19. Steuerverfahren für eine Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung, welche in einem Weg zum Übertragen eines Ausgangssignals eines Beschleunigungssensors zum Erfassen einer Verschiebung eines Gaspedals zu einem Aktor vorgesehen ist, um eine Gaspedalöffnung eines Motors zu steuern, wobei automatisch ein Tempomat-Steuermittel mit Hilfe einer Fahrzeuggeschwindigkeit betätigt wird, wenn ein Betätigungszustand mit einer Bedingung, unter welcher eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit über einen vorgegebenen Zeitraum innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, als angestrebte, zu steuernde Fahrzeugzielgeschwindigkeit festgestellt wird, und wobei dann, wenn das Gaspedal im wesentlichen in einem Zustand verschoben wird, in welchem das Tempomat-Steuermittel betätigt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit durch sequentielles Aktualisieren der Fahrzeugzielgeschwindigkeit bei jeder kleinen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Gaspedal in einem Zustand losgelassen wird, in welchem das Tempomat-Steuermittel betätigt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr stark auf einen Zielwert vermindert wird, indem die Fahrzeugzielgeschwindigkeit entsprechend auf eine Verschiebung des Gaspedals eingestellt wird.
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