DE69907445T2 - Verfahren und vorrichtung für fahrtregler - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHER EINSATZBEREICH
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Fahrtregelung gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1. Die Erfindung ist im besonderen für die Verwendung in den Ausführungen von Personenfahrzeugen bestimmt, die mit einer Fahrtregelung ausgerüstet sind. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Fahrtregelung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
  • STAND DER TECHNIK
  • In Bezug auf Kraftfahrzeuge, besonders Personenwagen, Regelungssysteme für Dauergeschwindigkeit (auch Vorrichtung für Fahrtregelung genannt) für automatische Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit in Bezug zu einem voreingestellten Wert. Gemäß der bekannten Technik würde eine Fahrtregelung normalerweise als eine Funktion einer rechnergestützten Regelungseinheit in dem in Frage kommenden Fahrzeug integriert sein. Eine Einstelleinheit, mit welcher der Fahrer einen Soll-Wert der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend eingeben kann, würde an die Regelungseinheit angeschlossen sein. Die Regelungseinheit ist so ausgebildet, dass sie den Betrieb des Fahrzeugmotors in Abhängigkeit von dem momentan eingestellten Soll-Wert regelt, so dass das Fahrzeug die dem Soll-Wert entsprechende Geschwindigkeit einnimmt. Diese Regelung wird in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern des Fahrzeugs durchgeführt, wie zum Beispiel von der momentanen Motorbelastung.
  • Die Regelung auf den eingestellten Soll-Wert hin wird für gewöhnlich durch Vergleich eines dem Soll-Wert entsprechenden Signals mit einem Ist-Wert ausgeführt, das heißt: mit einem momentanen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei der letztere Wert durch einen vorhandenen Geschwindigkeitsmesser im Fahrzeug bestimmt werden kann. Abhängig von der Differenz, welche im Augenblick der Messung zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert existiert, kann die Kraftstoff-Drosselklappe des Fahrzeugs in eine bestimmte Winkelposition eingestellt werden. Diese Winkelposition entspricht ihrerseits einer dem Motor zugeführten bestimmten Luftmenge, und somit einem bestimmten Abtriebsdrehmoment des Motors. Auf diese Weise kann der gewünschte Soll-Wert bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht werden. In einer solchen bereits vorbekannten Ausführung kann die Drosselklappe mechanisch eingestellt werden, oder sie kann alternativ eine elektrisch geregelte Drosselklappe sein (auch "E Drosselklappe" genannt). Im letzteren Fall wird der Winkel der Drosselklappe mittels eines Servomotors eingestellt, welcher an die Regelungseinheit angeschlossen und mit der Drosselklappe gekuppelt ist.
  • Gemäß der bekannten Technik kann die Fahrtregelung mittels eines Regelungsverfahrens durchgeführt werden, welches einen sogenannten P-Regler verwendet, das heißt, es basiert auf proportionaler Regelung. Diese Art von Regler multipliziert in der Regelungseinheit die Differenz zwischen dem vorhandenen Ist-Wert und dem Soll-Wert mit einem vorbestimmten Verstärkungsfaktor. Dieses ergibt einen Ausgangswert, welcher anschließend von der Regelungseinheit zur Einstellung der Drosselklappe benutzt wird.
  • Das oben besprochene P-Regelverfahren kann vorteilhafterweise durch einen Integrierfaktor ergänzt werden, was bedeutet, dass man einen PI-Regler erhält. Hierbei wird ein Ausgangswert in der Regelungseinheit errechnet, welcher aus der Summe eines proportionalen Anteils (ein "P-Anteil") und eines integrierten Anteils (ein "I-Anteil") besteht, wobei der letztere Anteil auf einer Integration der Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Soll-Wert über der Zeit beruht. Dieser gesamte Ausgangswert wird dann zur Einstellung des Winkels der Drosselklappe auf einen gewünschten Wert verwendet.
  • Wenn in einem Fahrzeug eine Fahrtregelung verwendet wird, kann manchmal eine Fahrsituation auftreten, die einen Drehmomentanstieg des Motors erfordert, und welcher seinerseits einem erhöhten Luftbedarf für den Motor entspricht. Eine solche Situation könnte zum Beispiel auftreten, wenn das Fahrzeug nach Fahren auf ebener Fläche bei mäßiger Belastung und konstanter Geschwindigkeit eine starke Steigungsstrecke erreicht. Mit einer Fahrtregelung, die auf den vorbekannten PI-Reglern basiert, wird in einer solchen Situation der proportionale Anteil wie auch der integrierte Anteil in diesem Stadium nacheinander ansteigen, da der momentane Ist-Wert unter den Soll-Wert sinkt, wenn das Fahrzeug eine solche Steigung erreicht. Ein Anstieg des proportionalen und des integrierten Anteils wird natürlich auch zu einem Anstieg der Summe dieser beiden Steuerfaktoren führen. Gemäß der bekannten Technik entspricht ein Anstieg dieser Summe einer Vergrößerung des Winkels der Drosselklappe. Dieses hat ein sukzessives Öffnen der Drosselklappe zur Folge, bis dass das Fahrzeug den eingestellten Soll-Wert wieder erreicht. In diesem Zusammenhang ist jedoch zu erwähnen, dass es bei den heutigen Fahrzeugen üblicherweise eine Beziehung zwischen dem eingestellten Winkel der Drosselklappe und der zugeführten Luftmenge gibt, welche es mit sich bringt, dass nach einer Vergrößerung des Winkels der Drosselklappe auf einen bestimmten Wert (zum Beispiel im Zusammenhang mit der oben beschriebenen Situation) jede weitere Vergrößerung dieses Winkels keinen weiteren wesentlichen Anstieg der dem Motor zugeführten Luftmenge ergibt. Das bedeutet auch, dass ein vergrößerter Winkel keinen wesentlichen Anstieg des Motordrehmoments ergibt. bewirkt die oben genannte Beziehung, Wenn der integrierte Anteil (und folglich auch der Winkel der Drosselklappe) sich von einem Zustand sehr großer Winkel der Drosselklappe verringert, bewirkt die oben genannte Beziehung in umgekehrter Weise, dass es anfänglich keine wesentliche Verringerung der Luftmenge und somit ebenfalls keine wesentliche Verringerung des Motordrehmoments gibt.
  • Die oben beschriebene Situation kann dann zu folgendem Problem führen: Wenn das Fahrzeug nach dem Fahren mit einem hohen Drehmoment in eine Situation kommt, in welcher ein relativ kleines Drehmoment benötigt wird, was dem entsprechen würde, dass das Fahrzeug nach der Bergauffahrt den Gipfel der Erhebung erreicht hat und dabei dann der Winkel der Drosselklappe sehr groß sein würde. In diesem Zustand würde es auch ein hohes Ausgangsdrehmoment des Motors geben, welches bewirkt, dass das Fahrzeug beschleunigt. Dieses wird durch die Regelungseinheit registriert, weil der Ist-Wert dann den Soll-Wert überschreitet, und wird dann wieder zu einer Verringerung des integrierten Anteils wie auch zu einer des proportionalen Anteils des durch den PI-Regler errechneten Wertes führen. Dadurch wird auch bewirkt, dass sich der Winkel der Drosselklappe verringert. Entsprechend dem oben Gesagten wird diese Verringerung jedoch nur eine sehr kleine Verringerung der zugeführten Luftmenge (und somit des Drehmomentes) zur Auswirkung haben, da der integrierte Anteil zuvor einen sehr hohen Wert einnehmen konnte. Als eine Auswirkung der bestehenden Beziehung zwischen dem eingestellten Winkel der Drosselklappe und der dem Motor zugeführten Luftmenge wird somit das Ausgangsdrehmoment des Motors gewöhnlich für einen relativ langen Zeitabschnitt konstant bleiben, während der integrierte Anteil abnimmt. Daraus ergibt sich, dass das Fahrzeug beschleunigt, nachdem es den Gipfel erreicht hat, was natürlich ein Nachteil ist.
  • Entsprechend der bekannten Technik kann das oben beschriebene Problem teilweise dadurch gelöst werden, indem die Regelungseinheit so ausgelegt wird, dass der integrierte Anteil auf einen maximal zugelassenen Wert beschränkt wird. Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 5 ist bekannt aus US-A-S 479 349.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren für eine Fahrtregelung zu schaffen, durch welche der oben beschriebene Nachteil bezüglich unerwünschter Beschleunigung beseitigt wird. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, dessen Eigenschaften im angefügten Anspruch 1 offenbart werden. Die Aufgabe wird ebenfalls durch eine Vorrichtung gelöst, deren Eigenschaften im angefügten Anspruch 5 offenbart werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die Fahrtregelung eines Kraftfahrzeuges vorgesehen und umfasst: Bestimmung eines Soll-Wertes, der eine gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs angibt, Bestimmung eines Ist-Wertes, der die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs angibt, wiederholte Berechnung eines integrierten Steuerfaktors, abhängig von dem momentanen Unterschied zwischen dem Ist-Wert und dem Zielwert, und Erzeugen eines Ausgangssignals von einer Regelungseinheit, abhängig von der Größe des Steuerfaktors, wobei das Ausgangssignal zur Regelung des Fahrzeugmotors auf ein entsprechendes Ausgangsdrehmoment verwendet wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Begrenzung des integrierten Steuerfaktors auf einen maximalen Wert eingeschlossen wird, der abhängig von der momentanen Drehzahl des Motors gewählt wird.
  • Vorzugsweise wird die Erfindung so verwendet, dass das Ausgangssignal zur Einstellung eines zugehörigen Winkels einer Kraftstoff-Drosselklappe eines Motors verwendet wird. Dadurch, dass der Maximalwert des integrierten Steuerfaktors abhängig von der Geschwindigkeit gemacht wird, wird ein wesentlicher Vorteil erlangt, indem man immer eine schnelle und wirksame Verringerung des Motordrehmoments während jeder Verringerung des Winkels der Drosselklappe erhält.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen offenbart.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden weiter mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform und auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
  • 1 schematisch eine Anordnung darstellt, bei welcher die vorliegende Erfindung verwendet werden kann; und
  • 2 ein Schaubild mit einer Vielzahl von Kurven darstellt, welche die Beziehung zwischen der zugeführten Luftmenge und der Einstellung des Winkels der Drosselklappe für eine Verbrennungsmaschine darlegt, bei welcher die Erfindung zum Einsatz kommt.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM:
  • 1 stellt schematisch eine Anordnung dar, bei welcher die vorliegende Erfindung verwendet werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, beispielsweise ein Personenwagen, und umfasst eine zentrale Regelungseinheit 1, welche vorzugsweise auf einem Computer basiert und eine in dem Fahrzeug vorhandene Rechnereinheit zur Regelung beziehungsweise Steuerung verschiedener Fahrzeugfunktionen beinhaltet, wie zum Beispiel Regelung der Kraftstoffzufuhr zu einer Verbrennungsmaschine 2. Gemäß der Ausführungsform ist die Verbrennungsmaschine 2 ein üblicher Vergasermotor.
  • Der Motor 2 ist in 1 in einer vereinfachten Darstellung gezeigt und wird in bekannter Weise mit einströmender Luft über einen Lufteinlass 3 versorgt. Der Motor 2 ist weiterhin mit einer Anzahl von Zylindern 4 und mit einer zugehörigen Anzahl von Einspritzvorrichtungen 5 zur Kraftstoffversorgung ausgerüstet. Jede Einspritzvorrichtung 5 für Kraftstoff ist an der Regelungseinheit 1 mittels einer elektrischen Verbindung 6 angeschlossen.
  • Die Funktion der Regelungseinheit 1 erfolgt in bekannter Weise zur Regelung der Kraftstoffversorgung zu jeder Einspritzeinheit 5 mit Kraftstoff aus einem (nicht gezeigten) Kraftstofftank, so dass in jedem Augenblick ein geeignetes Kraftstoff-/Luftgemisch dem Motor 2 zugeführt und in ihr verarbeitet wird. Die Regelung des Motors 2 wird in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern durchgeführt, welche die Betriebszustände des Motors 2 und des in Frage kommenden Fahrzeugs charakterisieren. Zum Beispiel kann die Motorregelung abhängig von der momentanen Betätigung der Drosselklappe, der Motordrehzahl, der in den Motor eingespritzten Luftmenge und der Sauerstoffkonzentration des Abgases ausgeführt werden. Diese Art von Motorregelung ist als solche bekannt und wird hier nicht im Detail beschrieben.
  • Die Abgase des Motors 2 werden von jedem Zylinder 4 mittels eines Abgaskrümmers 7 in ein Abgasrohr 8 geleitet, welches an den Abgaskrümmer 7 angeschlossen ist. Weiter strömungsabwärts längst des Abgasrohrs 8 können auch weitere (nicht gezeigte) Komponenten angeordnet sein, beispielsweise, ein Abgaskatalysator, eine Lambdasonde und ein Schalldämpfer.
  • Die Regelungseinheit 1 hat die Funktion für die Bereitstellung einer Fahrtregelung für das in Frage kommende Fahrzeug. Diese Fahrtregelung ist eine Funktion, welche als solche bereits bekannt ist und gemäß der Ausführungsform so gestaltet ist, dass der Fahrzeugführer mit Hilfe einer Bedienungsvorrichtung 9 einen zu einer Geschwindigkeit vtar gehörigen Wert eingeben kann, mit welcher das Fahrzeug gefahren werden soll. Die Bedienungsvorrichtung 9 umfasst einen vorzugsweise in der Nähe der Lenksäule oder des Armaturenbrettes (nicht dargestellt) angeordneten Steuerschalter, der an der Regelungseinheit 1 über eine elektrische Verbindung 10 angeschlossen ist.
  • Ein Geschwindigkeitsmesser 11 ist ebenfalls an der Regelungseinheit 1 über eine weitere elektrische Verbindung 12 angeschlossen, wobei dieser der Regelungseinheit 1 ein Signal der momentanen Geschwindigkeit vact des Fahrzeugs übergibt. Außerdem gibt es einen Drehzahlsensor 13, der an der Regelungseinheit 1 über eine weitere elektrische Verbindung 14 angeschlossen ist, wobei dieser der Regelungseinheit 1 ein Signal der momentanen Drehzahl n des Motors 2 übergibt.
  • Gemäß der Ausführung ist die Regelungseinheit 1 für Fahrtregelung mit einem sogenannten PI-Regler versehen, welcher als solcher ein bekanntes Regelungsverfahren verkörpert, durch welches ein Ausgangswert S in regelmäßigen Zeitabständen errechnet wird Dieser Wert S wird als die Summe eines proportionalen Anteils Pp und eines integrierten Anteils Ip berechnet. In Übereinstimmung mit dem, was weiter unten näher beschrieben wird, erzeugt dieser Gesamtwert S ein Ausgangssignal von der Regelungseinheit 1, welches zur Einstellung einer Kraftstoff-Drosselklappe 15 verwendet wird, die in dem Lufteinlass 3 des Motors 2 angeordnet ist. Die Drosselklappe 15 wird vorzugsweise elektrisch betrieben und ist zu diesem Zweck mit einem regelbaren Servomotor 16 verbunden, mit dessen Hilfe die Drosselklappe 15 in eine bestimmte gewünschte Winkelposition α gestellt werden kann, um dem Motor 2 eine geeignete Luftmenge in Abhängigkeit von den momentanen Betriebszuständen zuzuführen. Der Servomotor ist somit an der Regelungseinheit 1 über eine weitere elektrische Verbindung 17 angeschlossen. Zur Regelung der Drosselklappe 15 umfasst das System auch einen Positionssensor (nicht dargestellt) zur Ermittlung der Stellung des Gaspedals des Fahrzeugs.
  • Die Regelungseinheit 1 hat die Funktion, bei periodisch wiederkehrenden Gegebenheiten den proportionalen Anteil Pp wie den integrierten Anteil Ip zu berechnen. Der proportionale Anteil Pp ist bei jeder gegebenen Berechnung proportional zu dem Unterschied beziehungsweise zu der Differenz zwischen dem momentanen Ist-Wert vact und dem eingestellten Soll-Wert vtar das heißt: Pp = Pgain(vtar – vact) wobei Pgai n ein vorbestimmter Verstärkungsfaktor ist. Weiterhin wird ein momentaner Wert des integrierten Anteils Ip (n) durch eine wiederholte Berechnung ermittelt, die auf einem vorherigen Wert des integrierten Anteils Ip (n–1) basiert, zu welchem ein zu der Differenz zwischen dem momentanen Ist-Wert vact und dem eingestellten Soll-Wert vtar Proportionaler Zuwachs hinzuaddiert wird, zum Beispiel Ip (n) = Ip (n–1) + Igain(Vtar – vact) wobei Igain ein vorbestimmter Verstärkungsfaktor ist. Der momentane Wert des integrierten Anteils Ip (n) wird in vorherbestimmten periodischen Intervallen berechnet, vorzugsweise innerhalb von einer oder zwei Millisekunden. Bei jedem Berechnungsvorgang wird ein Gesamtwert S gemäß folgendem Zusammenhang festgestellt: S = Pp + Ip (n) wobei der Gesamtwert S somit einem Signal entspricht, welches seinerseits zur Einstellung der Drosselklappe 15 auf einen bestimmten Winkel α zur Anwendung kommt. Dieses Signal ist ein Ausgang von der Regelungseinheit 1 an den Servomotor 16 der Drosselklappe 15 (s. 1).
  • Die Funktion der Erfindung wird nun mit Bezug auf 2 noch näher beschrieben. Diese Figur zeigt ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen dem eingestellten Winkel α der Drosselklappe und der dem Motor zugeführten Luftmenge Q darstellt. Eine bestimmte Luftmenge entspricht ihrerseits wieder einem bestimmten Ausgangsdrehmoment des Motors. Das Schaubild zeigt drei unterschiedliche Kurven, die jeweils drei unterschiedlichen Drehzahlen n1 , n2 und n3 des Motors 2 entsprechen, wobei gilt: n2 > n1, n3 > n1, und n3 > n2 .
  • Aus dem Schaubild kann man ersehen, dass für eine gegebene Motordrehzahl n eine vordefinierte Beziehung zwischen dem Winkel α der Drosselklappe und der Luftmenge Q besteht. Weiterhin kann man aus dem Schaubild ersehen, dass je größer die Motordrehzahl n wird, desto größer wird der Unterschied in der Luftmenge Q zwischen einem Betriebszustand mit relativ kleinem Winkel α der Drosselklappe und einem Betriebszustand mit relativ großem Winkel α der Drosselklappe. Der letztere Betriebszustand ist dann dadurch gekennzeichnet, dass eine weiter Vergrößerung des Winkels α der Drosselklappe keine wesentliche zusätzliche Luftmenge Q mehr ergibt.
  • Wenn das betreffende Fahrzeug sich in einem Zustand befindet, in welchem die Fahrtregelung eingeschaltet ist, wird die Regelungseinheit 1 somit in sich periodisch wiederholenden Schritten (n, n + 1, n + 2, ...) den Ausgangswert S gemäß dem berechnen, was oben beschrieben wurde.
  • Bei kontinuierlichem Fahren des Fahrzeugs mit einer bestimmten Drehzahl n1 und einer eingestellten gewünschten Geschwindigkeit vtar wird die Regelungseinheit 1 den Winkel α der Drosselklappe auf einen solchen Wert einstellen, damit die gewünschte Geschwindigkeit vtar erreicht wird. Dieser Zustand entspricht dem in 2 mit A bezeichneten Punkt. Somit ist die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs in diesem Zustand gleich dem eingestellten Soll-Wert, das heißt: vact = vtar Wenn das Fahrzeug in eine Fahrsituation kommt, welche ein größeres Drehmoment vom Motor erforderlich macht, beispielsweise wenn das Fahrzeug eine Steigung erreicht und den eingestellten Soll-Wert vtar der Geschwindigkeit beibehält, wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anfänglich ein wenig abnehmen. Daraus folgt, dass der proportionale Anteil Pp so wie der integrierte Anteil Ip beginnen zuzunehmen, wodurch sie zu einem zunehmenden Gesamtwert S beitragen. Dieses führt zu einem vergrößerten Winkel α der Drosselklappe, was einer erhöhten Zufuhr an Luftmenge Q zum Motor entspricht. Auf diese Weise wird ein notwendiger Anstieg des Drehmoments ermöglicht, durch welchen der eingestellte Soll-Wert vtar wieder eingenommen wird. Dieser Zustand entspricht dem in 2 mit B bezeichneten Punkt.
  • Je mehr Zeit das Fahrzeug benötigt, um den Soll-Wert vtar zu erreichen, je weiter oben wird der Punkt B auf der Kunde der momentanen Drehzahl n1 liegen. Aus diesem Grund und gegenüber dem Hintergrund der Beziehung zwischen dem eingestellten Winkel α der Drosselklappe und der dem Motor zugeführten Luftmenge Q, ist es ein Grundprinzip der vorliegenden Erfindung, dass der integrierte Anteil Ip (n) auf einen Maximalwert beschränkt wird, welcher von der Geschwindigkeit abhängig ist, das heißt, ein Maximalwert, welcher für jede Motordrehzahl (alternativ Drehzahlbereich) vorherbestimmt ist. In dem besprochenen Beispiel entspricht dieses dem, dass der integrierte Anteil Ip (n) während des Regelungsablaufes nicht höher als bis zu einem maximalen Wert ansteigen kann, welcher dem Winkel der Drosselklappe entspricht, der so groß ist, dass jede weitere Vergrößerung desselben keine weitere wesentliche Erhöhung der Luftmenge Q erbringt. Dieser maximale Wert kann dem Punkt C in der 2 entsprechen.
  • Da der proportionale Anteil Pp nicht weiter als bis zu einem Wert ansteigt, welcher der Differenz zwischen dem eingestellten Soll-Wert vtar und der momentanen Geschwindigkeit vact (vergleiche oben) entspricht, wird dieser Anteil vernachlässigbar sein für den Fall, dass der integrierte Anteil Ip auf einen sehr großen Wert angestiegen ist. Erfindungsgemäß gibt es somit im Prinzip keine Notwendigkeit, den proportionalen Anteil Pp zu begrenzen.
  • Wenn dieser maximale Wert gemäß der Erfindung nicht ausgewählt und benutzt wird (das heißt: wenn die Fahrtregelung gemäß dem Stand der Technik geregelt wird), würde der integrierte Anteil während der oben erläuterten Situation ständig weiter auf einen sehr großen Wert angestiegen sein, wenn das Fahrzeug versucht, den Soll-Wert vtar zu erreichen. Dieses würde zu der Problematik führen, die schon in der Einleitung erläutert wurde, wobei dann der integrierte Anteil ein Wert einnehmen würde, der einem großen Winkel der Drosselklappe entspricht (das heißt: ein Punkt am äußeren rechten Ende einer jeden Kurve gemäß 2). Wenn das Fahrzeug anschließend einen Zustand einnimmt, welcher nur ein niedriges Drehmoment erfordert, würde eine Beschleunigung auftreten, da der integrierte Anteil dann während einer relativ langen Zeitspanne (entsprechend einer Verringerung des Winkels der Drosselklappe über einen langen Zeitraum) abnehmen muss, bevor eine wesentliche Verringerung der Luftmenge und folglich des Drehmoments eintreten würde.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung, ist eine Grenze für den Wert festgelegt, den der integrierte Anteil während des Betriebs mit einer bestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit einnehmen darf. Zu diesem Zweck ist die Regelungseinheit 1 im voraus mit einer gespeicherten Information ausgerüstet, welche für eine Anzahl von verschiedenen Geschwindigkeiten oder Geschwindigkeitsbereichen eine entsprechende Anzahl von maximalen Werten für den integrierten Anteil im voraus festlegt. Auf diese Weise ist ein bestimmter maximaler Wert mit einer bestimmten entsprechenden Umdrehungsgeschwindigkeit oder einem Geschwindigkeitsbereich verknüpft.
  • Mit Bezug auf 2 wird ersichtlich, dass die maximalen Werte, welche für den integrierten Anteil zugelassen sind, für jede Drehzahl n1 , n2 , n3 ausgewählt werden, um bestimmten Winkeln der Drosselklappe zu entsprechen. Weiterhin werden diese maximalen Werte so ausgewählt, dass sie nicht in Bereichen liegen, in welchen jede weitere Vergrößerung des Winkels der Drosselklappe nicht zu einer wesentlich weiteren Erhöhung der dem Motor zugeführten Luftmenge führen. Neben dem oben erwähnten Punkt C, welcher einer ersten Drehzahl n1 entspricht, entsprechen diese maximalen Werte einerseits dem Punkt C', der für eine zweite Drehzahl n2 gültig ist, und andererseits dem Punkt C'', der für eine dritte Drehzahl n3 gültig ist. Da nicht zugelassen wird, dass der integrierte Anteil über das anwachsen kann, was diesen Punkten C, C', C'' entspricht, wird eine Verringerung des Winkels α der Drosselklappe erzielt, wenn der integrierte Anteil reduziert wird, und es wird eine zugehörige wesentliche Verringerung der zugeführten Luftmenge Q erreicht, wenn dies notwendig ist.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die oben angeführte Fahrsituation mit einem vergrößerten Drehmoment dazu führen, dass der integrierte Anteil nicht über seinen zugelassenen maximalen von der Geschwindigkeit abhängigen Wert ansteigt. Wenn anschließend ein niedrigeres Drehmoment erforderlich wird, welches zum Beispiel dem entspricht, dass das Fahrzeug den Gipfel der Steigung erreicht hat, wird ein bestimmter Winkel der Drosselklappe und eine bestimmte Luftmenge vorhanden sein. Ein großes Ausgangsdrehmoment des Motors wird dann vorherrschen, welches das Fahrzeug veranlasst zu beschleunigen. Diese Geschwindigkeitszunahme wird von der Regelungseinheit erkannt und wird eine Verringerung des integrierten Anteils bewirken. Da der integrierte Anteil während des vorangegangenen Ablaufes auf seinen maximalen Wert begrenzt war, wird eine Verringerung des Winkels der Drosselklappe sehr schnell erreicht, so dass eine schnelle Abnahme der Luftmenge (und damit des Motordrehmoments) ebenfalls erfolgt. Für die Drehzahl n1 kann dieses so beschrieben werden, dass man vom Punkt C zum Punkt B gelangt. Auf diese Weise wird das Problem eliminiert, welches beim Stand der Technik auftritt und die Ursache einer lang währenden Beschleunigung nach Erreichen des Gipfels der Steigung bedeutet.
  • Die Werte, welche den maximalen Werten für den integrierten Anteil entsprechen, werden vorzugsweise als eine Tabelle in einem Speicher der Regelungseinheit 1 gespeichert. In Abhängigkeit von der momentanen vorherrschenden Umdrehungsgeschwindigkeit kann die Regelungseinheit 1 einen geeigneten maximalen Wert für den integrierten Anteil verwenden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb des Rahmens der beigefügten Patentansprüche variieren. Zum Beispiel kann die Anzahl der Zylinder, die Ausführung der Kraftstoffeinspritzung usw. des Motors verschieden sein. Weiterhin kann die Kraftstoff-Drosselklappe sowohl elektrisch als auch mechanisch gesteuert werden.
  • Als Alternative zum Gebrauch eines Geschwindigkeitsmessers zur Erzeugung eines Signals der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit vact kann dieser Wert indirekt bestimmt werden, indem die Drehzahl n in Kombination mit einem Signal gemessen wird, welches die momentane benutzte Getriebeübersetzung repräsentiert. Ein alternatives Verfahren zur indirekten Bereitstellung eines Wertes, der die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert, ist, falls verfügbar, die Verwendung eines Signals eines ABS-Systems, wobei das Signal über einen elektrischen Anschluss zur Verfügung steht. Ebenfalls kann die Motordrehzahl indirekt bestimmt werden, ohne einen Geschwindigkeitsgeber zu verwenden.
  • Außer bei diesen Anwendungen, bei welchen der Fahrer einen gewünschten Soll-Wert selbst einstellt, kann die Erfindung auch in den Fällen verwendet werden, in denen die Regelungseinheit mit Informationen über eine maximal erlaubte Fahrzeuggeschwindigkeit ausgestattet ist.
  • Die jeweiligen oben angeführten Verstärkungsfaktoren Pgain und Igain können konstant oder alternativ veränderlich und beispielsweise abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit sein.
  • Schließlich kann die Erfindung auch für weitere Type von Regelungen zum Einsatz kommen, beispielsweise für PID-Regler.

Claims (6)

  1. Verfahren für die Fahrtregelung eines Kraftfahrzeugs, mit: Bestimmen eines Soll-Wertes (Vtar ), der eine gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs angibt, Bestimmen eines Ist-Wertes (Vact ), der die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs angibt, wiederholtes Berechnen eines integrierten Steuerfaktors (IP (n)), abhängig von dem momentanen Unterschied zwischen dem Ist-Wert (Vact ) und dem Zielwert (Vtar ), und Erzeugen eines Ausgangssignals (α) von einer Regelungseinheit (1), abhängig von der Größe des Steuerfaktors (IP (n)), wobei das Ausgangssignal (α) zur Regelung des Fahrzeugmotors (2) auf ein entsprechendes Ausgangsdrehmoment verwendet wird, gekennzeichnet weiterhin durch: eine Begrenzung des integrierten Steuerfaktors (IP (n)) auf einen maximalen Wert, der abhängig von der momentanen Drehzahl (n) des Motors (2) gewählt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (α) zur Einstellung eines zugehörigen Winkels einer Kraftstoff-Drosselklappe (15) des Motors (2) verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Wert für jede Geschwindigkeit (n) auf einen solchen Pegel gewählt wird, daß eine erhebliche Abnahme des Drehmoments des Motors (2) erreicht wird, wenn das Ausgangssignal (α) verringert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal(α)abhängig von einem berechneten Wert (S) bestimmt wird, der aus der Summe eines proportionalen Kontrollfaktors (Pp) und des integrierten Steuerfaktors (IP (n)) besteht.
  5. Vorrichtung zur Fahrtreglung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Einrichtung (9) zur Bestimmung eines Soll-Wertes (Vtar ), der eine gewünschte Geschwindigkeit des Fahrzeugs angibt, eine Einrichtung (11) zur Bestimmung eines Ist-Wertes (Vact ), der die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs angibt, und mit einer Regelungseinheit (1), die zur wiederholten Berechnung eines integrierten Steuerfaktors (IP (n)) in Abhängigkeit von dem momentanen Unterschied zwischen dem Ist-Wert (Vact ) und dem Soll-Wert (Vtar ), wobei die Regelungseinheit zur Erzeugung eines Ausgangssignals (α) abhängig von der Größe des Steuerfaktors (IP (n)) zur Regelung des Fahrzeugmotors (2) auf ein entsprechendes Ausgangsdrehmoment vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungseinheit (1) eine gespeicherte Information enthält, die abhängig von der momentanen Drehzahl (n) des Motors (2) einem Maximalwert zur Begrenzung des integrierten Faktors (IP (n)) entspricht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelungseinheit(1) mit einer Kraftstoff-Drosselklappe (15) des Motors (2) verbunden und zur Einstellung in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal (α) vorgesehen ist.
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