DE4037248A1

DE4037248A1 - Fahrgeschwindigkeits-regelvorrichtung fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4037248A1
Application number: DE4037248A
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr Ing Boeckem; Gerhard Dipl Ing Eschrich; Kurt Dr Ing Neuffer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-11-23
Filing date: 1990-11-23
Publication date: 1992-05-27
Also published as: US5201381A; JPH04300735A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Fahrgeschwindigkeits-Regel vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, das mit einem Antriebs motor und einem durch eine elektronische Getriebesteuer vorrichtung gesteuerten Getriebe versehen ist, nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Derartige Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtungen sind heutzutage vor allem in Kraftfahrzeugen der gehobenen Klasse weit verbreitet und dienen dazu, den Fahrer vor allem auf Langstrecken zu entlasten. Hierzu kann dieser eine gewünschte Fahrgeschwindigkeit vorwählen, und die Fahrgeschwindigkeits- Regelvorrichtung regelt entsprechend dieser Vorgabe über ein Stellglied die Fahrgeschwindigkeit. Hierzu greift das Stellglied auf das Fahrpedal, die Drosselklappe, die Kraft stoffeinspritzung od. dgl. ein.

Es können nun Betriebszustände auftreten, z. B. der Schiebe betrieb beim Hinabfahren einer Steigung, bei denen das Stellglied infolge der schiebenden Masse bis zum Null- Anschlag zurückgeregelt wird, also z. B. bis zu einer Stel lung, in der die Drosselklappe geschlossen ist. Dennoch kann der Fall eintreten, insbesondere bei steileren Strecken, daß das Fahrzeug infolge seiner Masse weiterhin beschleunigt und die eingestellte Fahrgeschwindigkeit überschreitet. Bei automatischen Getrieben kann darüber hinaus noch der unerwünschte Effekt eintreten, daß das Getriebe infolge einer erreichten hohen Drehzahl in den nächsthöheren Gang hochschaltet, was zu einer weiteren Erhöhung der Fahrgeschwin digkeit infolge des Wegfalls eines Getriebebremsmoments führt. Der Fahrer ist dadurch gezwungen, auf die Bremse zu treten oder auf andere Weise einzugreifen, was oft zu einer Ausschaltung der Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung führt. Diese beschriebenen Folgen sind lästig und beein trächtigen den Komfort der Fahrgeschwindigkeitsregelung.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die eingestellte Fahrgeschwindigkeit auch im Schiebebetrieb auf abwärtsgeneigten Straßen automatisch eingehalten wird, ohne daß der Fahrer eingreifen muß. Hier durch wird der Komfort und nicht zuletzt die Sicherheit erheblich erhöht. Dies wirkt sich insbesondere auch dann günstig aus, wenn das Fahrzeug stark beladen ist oder einen Anhänger aufweist. Durch den Eingriff in die Steuerung des Getriebes kann durch Rückschalten in kleinere Gänge stufenweise die Motorbremswirkung erhöht werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Fahrgeschwindigkeits-Regel vorrichtung möglich.

Als Randbedingungen für den Eingriff in die Steuerung des Getriebes dienen vor allem eine über dem Sollwert liegende Fahrgeschwindigkeit in Verbindung mit einer Stellung des das Motormoment und die Drehzahl verändernden Stellglieds in der Null-Position (Nullast). Dabei gibt es als Eingriff in die Steuerung des Getriebes prinzipiell zwei Möglich keiten, nämlich wenigstens eine Rückschaltung in einen kleine ren Getriebegang vorzunehmen und/oder das Schließen einer Wandlerkupplung auszulösen. Durch geeignete Auswahl dieser Möglichkeiten kann die Erhöhung des Motorbremsmoments stufen weise und damit sanft vorgenommen werden.

Besonders vorteilhaft erweisen sich Mittel zur Vorausberech nung der Fahrzeugverzögerung beim Schließen der Wandler kupplung und/oder bei der Rückschaltung. Hierdurch ist es möglich, diejenige Maßnahme auszuwählen, die zur Ver ringerung der Fahrgeschwindigkeit gerade ausreichend ist. Auch dies trägt zur Erhöhung des Komforts bei.

Eine weitere Maßnahme zum ruckfreien Eingriff in das Getriebe besteht darin, daß wenigstens bei einer über einem vorgeb baren Wert liegenden berechneten Fahrzeugverzögerung ein die Drehzahl vorübergehend erhöhender, einen Fahrzeugruck vermeidender Eingriff auf das Stellglied bei einem Eingriff in die Steuerung des Getriebes auslösbar ist. Durch diesen Eingriff auf das Stellglied wird die Drehzahl so angepaßt, daß beispielsweise ein ruckfreies Rückschalten möglich wird.

Bei nur geringer notwendiger Fahrzeugverzögerung wird nur eine die Wandlerkupplung schließende Steuerung ausgelöst. Liegen dagegen die den Eingriff in die Steuerung des Getrie bes auslösenden vorgebbaren Randbedingungen bei bereits geschlossener Wandlerkupplung vor, so wird eine Rückschaltung über eine entsprechende Steuerung ausgelöst.

Zur schnellen Anpassung der Fahrgeschwindigkeit an den vorgegebenen Sollwert erweist sich eine im wesentlichen gleichzeitig die Wandlerkupplung schließende und eine Rück schaltung auslösende Steuerung als vorteilhaft, die ausge löst wird, wenn es sich zeigt, daß die vorausberechnete Fahrzeugverzögerung auf Grund des Schließens lediglich der offenen Wandlerkupplung zu gering ist.

Um Rückschaltvorgänge auf Grund einer sich noch nicht einge stellten Fahrgeschwindigkeit nach einem Getriebeeingriff zu verhindern, ist zweckmäßigerweise eine nach erfolgtem Getriebeeingriff einen die Prüfung einer weiteren Notwendig keit eines Getriebeeingriffs verzögernde Zeitsteuerung vorgesehen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Eingriffs einer Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung auf eine Brennkraftmaschine und ein automatisches Getriebe,

Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Vorgänge bei einer Getrieberückschaltung und

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungs weise der Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der Ausgang eines Fahrgeschwindigkeitsreglers 10 auf ein Stellglied 11 ein, das seinerseits wieder auf ein Stell organ 12 zur Einstellung des Motormoments einer Brennkraft maschine 13 eingreift. Das Stellglied 11 kann beispielsweise ein Stellmotor sein, während das Stellorgan 12 das Fahrpedal, die Drosselklappe, das Kraftstoff-Einspritzsystem od. dgl. sein kann. Bei diesem Fahrgeschwindigkeitsregler 10 kann es sich um einen bekannten Regler handeln, der in bekannter Weise auf eine Brennkraftmaschine einwirkt. Ein Eingriff auf das Stellorgan 12 erfolgt dabei immer dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit F als Istwert vom vorgebbaren Fahr geschwindigkeits-Sollwert Fw abweicht.

Eine elektronische Getriebesteuervorrichtung 14 erhält von der Brennkraftmaschine 13 als Information die Motor drehzahl Nm oder die Stellung α des Stellorgans 12, z. B. den Drosselklappenwinkel. Weiterhin wird von einem automa tischen Getriebe 15 die Antriebsdrehzahl Na des angetriebenen Fahrzeugs zugeführt. Die elektronische Getriebesteuervor richtung 14 wirkt in an sich bekannter Weise über Schalt ventile 16 und eine den hydraulischen Wandler im automati schen Getriebe überbrückende Wandlerkupplung 17 auf das automatische Getriebe 15 ein. Die Wandlerkupplung 17 kann bei manchen automatischen Getrieben auch entfallen.

Der Eingriff des Fahrgeschwindigkeitsreglers 10 auf die elektronische Getriebesteuervorrichtung 14 erfolgt über eine Steuerleitung 18, auf die ein Steuersignal S vom Fahr geschwindigkeitsregler 10 aus gegeben wird, wenn die Fahr geschwindigkeit F den Sollwert Sw übersteigt. Über eine weitere Steuerleitung 19 kann von der elektronischen Getriebe steuervorrichtung 14 aus ein Steuersignal α₁ zur Aufsteuerung des Stellorgans 12 dem Fahrgeschwindigkeitsregler 10 zuge führt werden.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Fahrgeschwindig keits-Regelvorrichtung wird im folgenden anhand des in Fig. 2 dargestellten Signaldiagramms und anhand des in Fig. 3 dargestellten Flußdiagramms erläutert.

Der Steuerablauf beginnt nach einer Start- und Initialisie rungsphase mit dem Ablaufstart 20. Danach wird in einem Schritt 21 von der elektronischen Getriebesteuervorrichtung 14 abgefragt, ob ein Steuersignal S an der Steuerleitung 18 anliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird diese Frage in einer Schleife ständig wiederholt. Im anderen Falle wird in einem Schritt 22 abgefragt, ob sich das Stellorgan 12 in seiner Null-Position befindet, also ob z. B. ein Drossel klappenwinkel α = 0° vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt eine Rückführung zum Ablaufstart 20, da in diesem Falle zur Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit zunächst noch das Stellorgan 12 und damit das Motormoment zurückge stellt bzw. das Bremsmoment erhöht werden kann. Im anderen Falle erfolgt ein Übergang im Steuerablauf zum Schritt 23.

Im Schritt 23 erfolgt eine Abfrage, ob die Wandlerkupplung 17 geschlossen ist. Wenn dies nicht der Fall ist, so wird in einem Rechenschritt 24 das Differenzmoment ΔMM₁ berechnet, das bei einer Zuschaltung der Wandlerkupplung 17 als Brems moment zu erwarten ist. Diese Berechnung erfolgt anhand der augenblicklichen Fahrgeschwindigkeit, Motordrehzahl sowie des Motor-Momentenkennfelds und des Wandlerkennfelds. Unmittelbar danach wird dann im Schritt 25 abgefragt, ob das berechnete Differenzmoment ΔMM₁ größer als ein vorge gebener Wert A ist. Trifft dies zu, ist also nach Schließen der Wandlerkupplung 17 ein ausreichendes Bremsmoment zu erwarten, so wird im Schritt 26 die Wandlerkupplung geschlos sen. Danach erfolgt eine Verweilzeit t durch den Schritt 27. Danach wird im Schritt 28 abgefragt, ob ein Schaltvorgang derzeit noch im Gange ist. Dieser wird dann in einer Schleife abgewartet, und danach erfolgt eine Rückkehr zum Ablaufstart 20.

Wird im Schritt 23 festgestellt, daß die Wandlerkupplung 17 bereits geschlossen ist, so werden die Schritte 24 und 25 übersprungen und das Differenzmoment ΔMM₁ auf den Wert Null gesetzt, da von der Wandlerkupplung in diesem Falle kein Beitrag für ein Bremsmoment mehr erwartet werden kann.

Liegt das berechnete Differenzmoment ΔMM₁ unterhalb dem Wert A, ist also keine ausreichende Wirkung auf das Brems moment durch Schließen der Wandlerkupplung 17 zu erwarten, oder ist diese bereits geschlossen, so daß das zu erwartende Differenzmoment ΔMM₁ zu Null wird, so erfolgt ein Übergang zum Schritt 30.

Im Schritt 30 wird abgefragt, ob überhaupt noch eine Rück schaltung möglich ist, ob also beispielsweise das Getriebe bereits auf den kleinsten Gang geschaltet ist. Ist eine derartige Rückschaltung nicht mehr möglich, so erfolgt eine Rückführung zum Ablaufstart 20. Anderenfalls wird ein Differenzmoment ΔMM₂ im Rechenschritt 31 auf Grund gleicher oder ähnlicher Parameter berechnet, das sich bei der Rückschaltung des automatischen Getriebes 15 in den nächstniederen Gang ergibt. Das zu erwartende gesamte Brems moment ΔMM wird dann als Summe von ΔMM₁ und ΔMM₂ berechnet.

Im darauffolgenden Schritt 32 wird dann geprüft, ob das zu erwartende Gesamtbremsmoment ΔMM größer als ein vorge gebener Schwellwert B ist. Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt 33 eine Rückschaltung RS des Getriebes 15 in den nächstniederen Gang durch Ansteuerung der ent sprechenden Schaltventile 16 bewirkt und bei noch offener Wandlerkupplung 17 diese geschlossen. Danach erfolgt ein Übergang zum Schritt 27 und den darauffolgenden, bereits beschriebenen Schritt.

Liegt das berechnete Bremsmoment ΔMM oberhalb des Schwellwerts B, ist also eine größere Bremsverzögerung zu erwarten, so wird zunächst ebenfalls im Schritt 34 eine Rückschaltung bewirkt und die Wandlerkupplung WK geschlossen, dann erfolgt jedoch der Übergang zum Schritt 27 über den Schritt 35.

Im Schritt 35 erfolgt eine Momentenerhöhungs-Anforderung seitens der elektronischen Getriebesteuervorrichtung 14 an den Fahrgeschwindigkeitsregler 10 über die Leitung 19. Das entsprechende Signal α₁ wirkt auf das Stellglied 11 und das Stellorgan 12 im Sinne eines kleineren Bremsmoments der Brennkraftmaschine 13 ein. Diese Momentenänderung wird ausgenützt, um das zusätzliche Synchronisationsmoment der Brennkraftmaschine nicht über den Antriebsstrang aufbringen zu müssen. Ein zu starkes Bremsmoment wäre nachteilig für den Fahrkomfort. Ist zum Zeitpunkt t₁ der Schaltvorgang beendet bzw. der Synchronpunkt erreicht, so wird α₁ wieder auf Null zurückgeregelt (siehe Fig. 2). Während des Vorliegens des Signals α₁ wird die Motordrehzahl Nm sanft auf die Synchrondrehzahl hochgeführt. Als Folge hiervon sind für das Bremsmoment B keine merkbaren Sprünge zu erwarten, die sich auf den Fahrkomfort ungünstig auswirken könnten. Die Berechnung des Signals α₁ zur Momentenänderung erfolgt wiederum anhand der eingangs genannten Parameter und Kenn felder. Aus Sicherheitsgründen akzeptiert der Fahrgeschwindig keitsregler 10 ein Signal α₁ nur dann, wenn der Fahrgeschwin digkeitsregler gleichzeitig seinerseits das Signal S an die elektronische Getriebesteuervorrichtung 14 sendet.

Bekannte elektronische Getriebesteuervorrichtungen 14 ent halten gewöhnlich einen Mikrorechner zur Steuerung der Schaltfunktionen und -zeitabläufe. Der in Fig. 3 dargestellte Ablauf kann ohne weiteres dem Steuerablauf für die Grund funktionen hinzugefügt werden, so daß der hardwaremäßige Aufwand in der Praxis kaum größer wird.

Das Signal S auf der Leitung 18 kann ein einfaches Schalt signal sein, es kann sich selbstverständlich auch um ein analoges, pulsbreitenmoduliertes oder serielles Signal han deln. Das Signal α₁ auf der Leitung 19 kann als ein analoges, pulsbreitenmoduliertes oder serielles Signal ausgebildet sein.

Der beschriebene Steuerablauf kann selbstverständlich auch in einem separaten Steuergerät oder im Fahrgeschwindigkeits regler realisiert sein.

Die Erfindung ist nicht auf einen eine Rückschaltung be wirkenden Getriebeeingriff im Schiebebetrieb beschränkt, vielmehr kann der Fahrgeschwindigkeitsregler auch auf andere Weise in den Ablauf der Getriebesteuerung eingreifen, um unter speziellen Bedingungen den Fahrkomfort zu erhöhen. So kann beispielsweise bei bestimmten Anforderungen des Fahrgeschwindigkeitsreglers ein Eingriff in die Getriebe steuerung erfolgen und beispielsweise eine Umschaltung auf ein anderes Kennfeld bewirkt werden. Beispielsweise kann bei einer starken Erhöhung des Fahrgeschwindigkeits- Sollwerts eine Rückschaltung im Getriebe ausgelöst werden, um den neuen Sollwert schneller zu erreichen.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Anwendung für Brennkraftmaschinen beschränkt, sondern ist auch auf andere Antriebsmotoren, z. B. Elektromotoren, anwendbar, wenn diese über ein automatisches Getriebe ein Kraftfahrzeug antreiben.

Claims

1. Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung für ein Kraftfahr zeug, das mit einem Antriebsmotor und einem durch eine elektronische Getriebesteuervorrichtung gesteuerten Getriebe versehen ist, mit einem elektronischen Fahrgeschwindigkeits regler und einem auf den Antriebsmotor einwirkenden und in Abhängigkeit der Regelabweichung dessen Motormoment verändernden Stellglied, dadurch gekennzeichnet, daß weitere, bei vorgebbaren Randbedingungen auslösbare, auf die Fahr geschwindigkeit durch Eingriff in die Steuerung des Getriebes (15) einwirkende Steuermittel vorgesehen sind.

2. Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine über dem Sollwert (Sw) liegende Fahrgeschwindigkeit (F) in Verbindung mit einer Stellung des das Motormoment verändernden Stellglieds (11) in der Null-Position (Nullast) als vorgebbare Randbedingungen vorgesehen sind.

3. Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingriff in die Steuerung des Getriebes (15) wenigstens eine Rückschaltung in einen kleineren Getriebegang und/oder das Schließen einer Wandlerkupplung (17) auslösbar sind.

4. Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Vorausberechnung der Fahrzeugverzögerung (ΔMM₁ bzw. ΔMM₂ bzw. ΔMM) beim Schließen der Wandlerkupplung (17) und/oder bei der Rück schaltung vorgesehen sind.

5. Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens bei einer über einem vorgebbaren Wert (B) liegenden berechneten Fahrzeugverzöge rung (ΔMM) ein das Motormoment vorübergehend erhöhender, einen Fahrzeugruck vermeidender Eingriff auf das Stellglied (11) bei einem Eingriff in die Steuerung des Getriebes (15) auslösbar ist.

6. Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei geringer notwendiger Fahrzeugverzögerung nur die Wandler kupplung (17) schließende Steuerung vorgesehen ist.

7. Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei geschlossener Wandlerkupplung (17) wenigstens eine Rück schaltung auslösende Steuerung vorgesehen ist.

8. Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei Schließen lediglich der offenen Wandlerkupplung zu geringer vorausberechneter Fahrzeugverzögerung (ΔMM₁) im wesentlichen gleichzeitig die Wandlerkupplung (17) schließende und eine Rückschaltung auslösende Steuerung vorgesehen ist.

9. Fahrgeschwindigkeits-Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine nach erfolgtem Getriebeeingriff eine die Prüfung eines weiteren notwendigen Getriebeeingriffs verzögernde Zeitsteuerung (27) vorgesehen ist.