(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御器を有する車両の車両速度の制御ないし制限する方法において、
前記車両速度に影響を与える出力設定手段を設けるステップと、
前記車両速度Ｖｉｓｔを検出するステップと、
前記車両速度Ｖｉｓｔ及び目標速度Ｖｓｏｌｌに応じて前記出力設定手段のための設定値αｓｏｌｌＲを形成するステップと、
前記制御器が、前記設定値αｓｏｌｌＲが前記出力設定手段を制御するため有効である制御範囲を定義し、
前記車両が、前記設定値αｓｏｌｌＲが前記出力設定手段をもはや作動させない制御範囲外での車両の動きを伴う少なくとも１つの運転状態で運転可能であり、
前記方法が、前記制御範囲へ再び入り込むことになる前記運転状態の終わりで前記設定値αｓｏｌｌＲに関する前記制御器のためのスタート値αｓｏｌｌＲｍａｘを形成するステップであって、前記スタート値αｓｏｌｌＲｍａｘが前記制御範囲外の前記車両速度の変化ΔＶ１に応じて発生される、前記形成するステップを更に備える、方法。
【請求項２】
制御範囲から離れているとき、前記制御器の出力信号に対する限界値が、制御範囲外にあるときに発生する速度差の関数として形成され、制御出力値がこの制限値に制限されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記制限値が前記制御器の上限であることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
制御範囲から離れたとき、その時点の制御出力値ないし目標設定値ならびに車両の実際速度が記憶されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
制御出力に対する上限が、制御範囲から離れたときの状況を示す記憶されたスタート値から出発して、制御範囲外にあるときの速度差に応じて変化されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記速度差が、制御範囲から離れたときに記憶された速度と現時点の速度との間の差または目標速度と現時点の速度との差であることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記制御器が、目標速度と実際速度との間の差に基づき、または実際速度から求められた目標加速度と実際加速度との差に基づいて作動することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの方法。
【請求項８】
ドライバによる設定値が前記制御器による設定値より小さいか、又は目標速度と実際速度との間の速度差が所定のしきい値を超えたとき、制御範囲から離れることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
車両速度を調節する設定要素が、少なくとも１つの運転状態においてはドライバの設定値の関数として調節され、制御範囲内では前記制御器の設定値の関数として調節されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
車両の車両速度の制御ないし制限装置において、
前記車両速度に影響を与える出力設定手段と、
前記車両速度Ｖｉｓｔを検出する測定手段と、
前記車両速度Ｖｉｓｔ及び目標速度Ｖｓｏｌｌに応じて設定値αｓｏｌｌＲを形成するよう構成されている制御器と、を備え、
前記制御器が、前記設定値αｓｏｌｌＲが前記出力設定手段を制御するため有効である制御範囲を定義し、
前記車両が、前記設定値αｓｏｌｌＲが前記出力設定手段をもはや作動させない制御範囲外での車両の動きを伴う少なくとも１つの運転状態で運転可能であり、
前記装置が、前記制御範囲へ再び入り込むことになる前記運転状態の終わりで前記設定値αｓｏｌｌＲに関する前記制御器のためのスタート値αｓｏｌｌＲｍａｘを形成する形成手段であって、前記スタート値αｓｏｌｌＲｍａｘが前記制御範囲外の前記車両速度の変化ΔＶ１に応じて発生される、前記形成手段を更に備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両速度の制御ないし制限方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような方法ないしこのような装置はドイツ特許公開第２９２４３９１号から既知である。それでは、自動車の走行速度を制限するための装置が既知である。この装置の場合、自動車の駆動ユニットの出力設定要素が、一方でドライバの加速ペダル操作を介して、他方で実際速度と制限速度との間の差に基づいて作動する制限制御器により調節される。この場合、出力設定要素の調節は、制限速度に到達していないかぎり加速ペダル位置の関数として行われる。ドライバが、制限速度を超えるように加速ペダルを操作した場合、出力設定要素は制限制御器により制限速度を維持する方向に制御される。この運転状態においてドライバが加速ペダルから足を放した場合、出力設定要素の調節が加速ペダル位置の関数として行われるので、出力設定要素は閉じられることになる。このとき、既知の従来技術においては、速度制御器は作動をそのまま続けている。目標速度と実際速度との間の調節すべき制御差のために、制御器の出力信号はきわめて大きくなり、すなわち出力信号は出力を上昇させる方向に出力設定要素を操作するであろう。この運転状態においてドライバが再び加速ペダルを作動し、これにより速度が限界速度を再び超えた場合、このときの速度制御器のスタート値がきわめて高いので、大きいオーバースイングが発生するであろう。このような好ましくない状況を回避するための制御技術上の既知の方法は、制御範囲から離れたときに発生している最終制御値が保持されることである。このとき、保持されたこの制御値は、制御範囲に再び入り込んだときにスタート値として使用される。この結果、たとえば坂道の走行中に続いて加速ペダルを作動したとき、制御器のスタート値が低すぎるので、目標速度に再び到達するまできわめて長時間を要することになる。
【０００３】
国際特許出願第Ａ９５／１５８６８号から、目標速度と実際速度との間の差に基づいて車両の目標加速度が決定され、この目標加速度が制御器により車両の実際加速度を考慮しながら制御される走行速度制限器が既知である。この機器の場合、目標速度に到達したときに目標加速度は０となる。このような制御概念においても同様に、加速ペダルを放したとき、ドライバは出力を低下する方向に出力設定要素を操作することになるので、同様な問題が発生する。
【０００４】
加速ペダルを操作することによりドライバによって遮断されかつ加速ペダルを放したときに再び自動的に投入される速度制御器においても、同様な問題が発生する（たとえばドイツ特許公開第４０３８４３２号参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、車両の走行速度の制御ないし制限において、制御器の制御範囲に再び入り込むときの移行特性を改善する手段を提供することが本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明による車両速度の制御ないし制限方法は、制御器により車両速度が所定速度に制御ないし制限され、少なくとも１つの運転状態においては制御器の制御範囲から離れ、この運転状態の後にこの制御範囲に再び入り込むことが可能であり、前記制御器が、その制御範囲に再び入り込むときに、その以前に存在する少なくとも１つの運転状態の間における速度過程を考慮したスタート値からスタートすることを特徴とする。
【０００７】
上記課題を達成するため、本発明による車両速度の制御ないし制限をする装置は、車両速度を所定速度に制御ないし制限する制御器を有し、少なくとも１つの運転状態においては制御器の制御範囲から離れ、この運転状態の終了後にこの制御範囲に再び入り込むことが可能であり、前記制御器が、その制御範囲に再び入り込むときに、その以前に存在する、制御範囲から離れた後の少なくとも１つの運転状態の間における速度過程を考慮したスタート値からスタートすることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施形態により詳細に説明する。
【０００９】
図１は、車両の駆動ユニットの出力設定要素１０、特に内燃機関の絞り弁を示し、出力設定要素１０には出力ライン１２を介して操作信号が供給される。出力ライン１２は選択段１４から出ており、選択段１４には特性曲線群要素または計算要素１８からライン１６が供給される。特性曲線群要素または計算要素１８には、ドライバにより操作可能な操作要素（たとえば加速ペダル）の位置を測定するための測定装置２２からライン２０が供給される。さらに、出力段である選択段１４に、制御器２６の出力ラインであるライン２４が供給される。制御器２６には入力ライン２８を介して比較点にある比較器３０から制御偏差が供給され、一方比較器３０には、車両速度を測定するための測定装置３４からライン３２が供給されている。さらに、比較器３０にメモリ要素３８からライン３６が供給され、メモリ要素３８にはライン４０を介して、ドライバにより操作可能な、目標速度ないし制限速度を選択するための操作レバー４２の信号が供給されている。
【００１０】
このような速度制限器においては、ドライバは操作レバー４２を操作することにより維持すべき目標速度を選択し、この目標速度は比較器３０に供給される。比較器３０において、目標速度とライン３２を介して供給された実際速度との差が計算され、この差が制御器２６に供給される。好ましい実施形態においては、精度の低い定常制御特性を有するこの制御器２６（たとえばＰＤＴ１制御器）は、制御偏差の関数である、出力設定要素１０を操作するための出力信号を選択段１４に供給する。好ましい実施形態においては、この選択段１４は、供給された値から選択された値を、エンジン出力を設定するための出力設定要素１０にさらに供給する。この場合、第２の信号は、加速ペダル位置から求められライン１６を介して特性曲線群１８から供給される出力設定要素１０の設定信号を示している。好ましい実施形態においては、さらに供給すべき信号の選択は、ドライバの設定値および制御器の設定値の関数として行われる。加速ペダルの関数である設定値が制御器２６により形成された設定値を超えている場合、速度制御器２６が設定要素１０を調節し、一方ドライバの設定値が小さい場合、このドライバの設定値が設定要素１０を調節する。他の有利な実施形態においては、設定値は速度差の関数として選択される（破線ライン４４を参照）。この差が所定のしきい値より小さい場合、出力設定要素１０は制御器２６により調節される。
【００１１】
このような速度制限器においては、「従来の技術」の欄に記載のような問題点が発生する。これを回避するために、本発明により、メモリ要素４６、計算ユニット４８および制限要素５０が設けられている。この場合、メモリ要素４６には、ライン２４からライン５２が、ライン３２からライン５４が、および選択段１４（又はライン４４）からライン５６が供給される。メモリ要素４６からライン５８が計算ユニット４８に通じ、計算ユニット４８の出力ライン６０は制限要素５０に通じている。
【００１２】
速度制御の間ドライバが加速ペダルを放した場合、メモリ要素４６にライン５６を介して信号が供給され、この信号は、制御器２６が制御範囲から離れ、出力設定要素１０が加速ペダル操作に基づいて制御されることを示している。この信号は、メモリ要素４６において、制御器２６のその時点の出力信号（ライン５２を介して）および補助の実際速度（ライン５４を介して）を記憶することをスタートさせる。対応する値は計算ユニット４８に供給され、計算ユニット４８は、記憶されている実際速度とその時点の実際速度との間の速度差に基づき、または他の実施形態においては、（不変とみなされる）目標速度と実際速度との差に基づいて、制御範囲から離れた時点における制御器２６の設定値から出発して、制御器２６の設定可能な上限値を計算する。この場合、制御器２６それ自身はこの運転過程においてそのまま有効であり、すなわち、加速ペダルの操作により発生する速度低下のために、制御器２６は上昇する制御出力信号を計算する。したがって、速度制限器の範囲内で、制御器２６の上限のみが計算され、制御器２６の出力信号はこの上限に維持される。この場合、制御器２６の上限は、計算ユニット４８において、速度差の関数として、符号の方向に定数が掛算され、この場合、速度差の上昇と共に、すなわち実際速度の低下と共に上限は上昇し、ないしは逆の場合、差の低下と共に、すなわち速度の上昇と共に上限は低下する。この定数は自由に選択可能でありかつ車両質量、投入されたギヤ段および制御増幅度にも関係している。ドライバが再び加速ペダルを作動した場合、速度制御器２６が再び速度制限を行い、これにより制御器２６は、制御範囲に再び入ったとき、その時点の速度差に基づいて形成されるスタート値を用いてスタートする。
【００１３】
所定の走行速度に制御する（加速ペダルも作動して）走行速度制御器においては、走行速度制御器の出力より大きい出力を要求するドライバのペダル操作により、制御範囲から離れることができる。ここに記載の走行速度制御器においては、ドライバがペダルを再び放したときに制御範囲に再び入ることができる。この場合、速度は目標速度より上の制御範囲外にあるので、この場合には、上限の代わりに制御設定値の下限が計算される。
【００１４】
図２は本発明による方法の好ましい実施形態の流れ図を示している。所定時点においてプログラム部分がスタートした後、第１のステップ１００において、目標速度Ｖsoll、実際速度Ｖistおよび加速ペダル操作による出力設定要素１０の設定値αsollFが読み込まれる。それに続くステップ１０２において、目標速度Ｖsollと実際速度Ｖistとの差ΔＶが計算され、それに続くステップ１０４において、速度制御器２６の設定値αsollRが速度差ΔＶの関数として計算される。この場合、好ましい実施形態においては、制御器２６の出力信号が漸化式により計算される制御器が使用される。好ましい制御器２６のタイプの一例は、ＰＤＴ１制御器、積分部分が制限される比例制御器ないし遅れを有する比例微分制御器である。ステップ１０４の後ステップ１０６において、ドライバの設定値αsollFが制御器２６の設定値αsollRより小さいか否かが検査される。これが否定の場合、車両は制御範囲内にある。これに基づき、ステップ１０８において出力設定要素１０の設定値αsollを速度制御器２６の設定値αsollRに設定することにより、出力設定要素１０はたとえば制御回路の範囲内で制御器２６の設定値に基づいて調節される。これとは逆にドライバの設定値が制御器２６の設定値より小さい場合、装置は速度制御器２６の制御範囲外にある。したがって、ステップ１０６に続くステップ１１０において、速度制御器２６の制御範囲から最初に離れたか否かが検査される。これが肯定の場合、ステップ１１２により、そのときの設定値αsollR0ならびにその時点の実際速度Ｖist0ないしその時点の目標値Ｖsoll0が記憶される。ステップ１１２の後、ステップ１１０における「否定」回答の後と同様に、ステップ１１４により、出力設定要素１０の設定値αsollがドライバによる設定値αsollFにセットされ、それに続くステップ１１６において、記憶された実際値Ｖist0ないし目標値Ｖsoll0とその時点の実際速度Ｖistとの差から速度差ΔＶ1が計算される。次にそれに続くステップ１１８において、速度差ΔＶ1に基づいて制御上限αsollRmaxが計算され、ステップ１０４において決定された制御器２６の設定信号αsollRが場合によりこの最大値に制限される（ステップ１２０）。ステップ１２０ないしステップ１０８の後、プログラム部分は終了され、所定の時間経過後反復される。装置が再び速度制御器２６の制御範囲内に入った場合、ステップ１０４における制御計算において、漸化式の範囲内で、制御範囲に再び入った時点における運転状況に対応する制限値αsollRmaxから計算がスタートされる。このようにして、オーバーシュートおよびアンダーシュートが回避される。
【００１５】
この有利な作動方法を図３の時間線図が示している。ここで、図３の（ａ）には目標速度Ｖsollおよび実際速度Ｖistの時間線図が示され、図３の（ｂ）にはドライバによる設定値αsollFおよび制御器２６による設定値αsollRの時間設定が示されている。
【００１６】
まず速度制御器２６が係合していると仮定し、これにより実際速度Ｖistは目標速度Ｖsollに制限されている。時点Ｔ１において、ドライバが加速ペダルを放したとする。これは、ドライバにより与えられた設定値が制御器２６の設定値以下に低下したことを意味する。したがって、この時点以降は出力設定要素１０はドライバの設定値により制御され、この結果時点Ｔ１およびＴ２の間は車両速度は図３の（ａ）に示すように低下する。速度制御器２６の制御範囲から離れた時点Ｔ１と制御範囲に再び入った時点Ｔ２との間のこの時間範囲においては、目標速度Ｖsollと実際速度Ｖistとの間の差ないしは時点Ｔ１における実際速度と現時点の実際速度との間の差に基づき制御上限が計算される。したがって、制御範囲外においては、破線で示す曲線に対応する制御器２６の設定値は値が上昇する方向に推移する。時点Ｔ２において、ドライバがペダルを操作して、ドライバの設定値が制御器２６の設定値を超えたとする。これにより、時点Ｔ２以降は制御器２６が再び係合し、実際速度Ｖistを再び目標速度Ｖsollに制限する。本発明の方法により適切なスタート値を設定することにより、オーバーシュートおよびアンダーシュートが有効に回避される。
【００１７】
走行速度を制限するために加速度制御器を使用した場合においてもまた、同様な方法を使用することが可能である。
【００１８】
図４はこのような装置の全体ブロック回路図を示している。ここで、図１から知られる要素には同じ符号が付けられている。これらの要素については、以下では説明を省略する。
【００１９】
好ましい実施形態においては、上記の速度制御器と同様に、加速度制御器２００は精度の低い定常制御器、たとえばＰＤＴ１制御器を示している。加速度制御器２００は目標加速度と実際加速度との間の差の関数として出力設定要素１０に対する設定信号を形成する。この差は比較点にある比較器２０４からライン２０２を介して加速度制御器２００に供給される。比較器２０４には微分段２０８からライン２０６が供給され、微分段２０８にはライン３２からライン２１０が供給される。微分段２０８は、ライン２１０を介して供給される実際速度から実際加速度ｂistを形成する。比較器２０４にはメモリ要素２１４から別のライン２１２が供給され、メモリ要素２１４には結合点にある比較器３０の出力ラインであるライン２１６が供給される。メモリ要素２１４内には特性曲線が記憶され、この特性曲線は、目標速度と実際速度との間の差の関数として、別の実施形態においては実際速度だけの関数として、目標加速度ｂsollを形成する。比較器２０４は目標加速度ｂsollと実際加速度ｂistとの間の差である制御偏差を形成し、この制御偏差は加速度制御器２００により対応する設定値に変換される。この場合もまた上記の速度制御器の場合と同様に、制御範囲から離れた場合、速度差に基づいて制御器の出力値の上限が計算される。
【００２０】
この点において、ドライバによる制御から制御器による制御に切り換えられた場合およびその逆の場合、ヒステリシスが形成されることは特に有利である。これは速度制御器の場合においても利用することができる。これによれば、ドライバにより形成される設定値が制御器による設定値より小さいときには確かに制御範囲から離れることになる。しかしながら、制御器による上限の制限は、ドライバにより形成される設定値が制御器による設定値より所定の値だけ小さいときに初めてスタートされる。同様に、制御器による制御器の設定値がドライバの設定値を下回ったとき、再び制御範囲に入り込むことになる。
【００２１】
図２と同様に、加速度制御器におけるこの方法が図５に流れ図として示されている。
【００２２】
この場合も同様に、所定の時点においてプログラム部分がスタートした後、最初のステップにおいて、目標速度Ｖsoll、実際速度Ｖistおよびドライバの設定値αsollFが読み込まれ、それに続くステップ３０２において、目標加速度ｂsollが速度差ΔＶの関数として決定され、さらに実際加速度ｂistならびに加速度差Δｂが決定され、ステップ３０４において制御器２００の設定値αsollRが加速度差の関数として形成される。それに続く問い合わせステップ３０６において、制御器２００の設定値αsollRがドライバの設定値αsollFより大きいか否かが検査される。これが否定の場合、ステップ３０８により、出力設定要素１０に対する設定値αsollが制御器２００の設定値αsollRにより形成される。制御器２００の設定値がドライバの設定値より大きい場合、ステップ３０９において、出力設定要素１０に対する設定値αsollはドライバの設定値αsollFにより形成される。それに続くステップ３１０において、制御器２００の設定値αsollRがドライバの設定値αsollFより所定の値Δだけより大きいか否かが検査される。これが否定の場合、プログラム部分はステップ３０８の後と同様に終了され、所定の時間経過後反復される。制御器２００の設定値がドライバの設定値より所定の値だけより大きい場合、ステップ３１４により、この結果が、制御範囲から離れた後に最初に発生したか否かが検査される。最初の場合、ステップ３１６により、制御器２００の設定値αsollR0および実際速度Ｖist0ないし目標速度Ｖsoll0が記憶される。それに続くステップ３２０において、第１の実施形態と同様に速度差ΔＶ1が計算され、ステップ３２２において制御上限αsollRmaxが決定される。ステップ３２４において、この運転状態においてもまた、計算された制御器の設定値はこの最大値に制限され、ステップ３０８および３１０の後と同様にプログラム部分は終了される。
【００２３】
加速度制御器を用いた本発明による方法の作動方法が図６に時間線図で示されている。ここで、図６の（ａ）には実際速度Ｖistおよび目標速度Ｖsollの時間線図が示され、図６の（ｂ）には実際加速度ｂistおよび目標加速度ｂsollの時間線図が示され、図６の（ｃ）にはドライバの設定値αsollFおよび制御器の設定値αsollRの時間設定が示されている。まず、ドライバが加速ペダルをいっぱいに操作したので、速度が加速度制御器２００により制限速度に上昇される運転状態を仮定する。これは、図６の（ｂ）により、時点Ｔ１の前において実際加速度ｂistを目標加速度ｂsollに制御することにより行われる。時点Ｔ１の直前において、ドライバは加速ペダルを放し、これによりドライバの設定値が制御器２００の設定値の下に低下したとする。時点Ｔ１において、ドライバの設定値が制御器２００の設定値を所定の値だけ下回った場合、本発明による制御器２００の設定値の上限決定がスタートされる。加速ペダルはリセットされているので、時点Ｔ１およびＴ２の間の速度（加速度に相当）は低下し、これにより制御の上限は増大しつつある速度差の関数として上昇する。時点Ｔ２においてドライバが加速ペダルを再び操作し、これにより制御器２００が時点Ｔ２において制御範囲に再び入り込んだとする。車両速度は加速度制御器２００の作用のもとで上昇し、最終的に目標速度に移行する。本発明による方法により、制御器２００は、時点Ｔ２においてその制御範囲に入り込んだとき、適切なスタート値からスタートし、これがオーバーシュートおよびアンダーシュートを有効に防止している。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の方法により、速度制御器ないし速度制限器の制御範囲に再び入り込むとき、改善された移行特性が達成される。特に、使用されているそれぞれの制御器のスタート値は、オーバーシュートまたはアンダーシュートが回避されるように決定される。
【００２５】
本発明による方法は、速度制御器においてのみでなく加速度制御器においてもまた使用可能であることは特に有利である。
【００２６】
本発明の方法により、目標速度への移行が好ましくない場合に、この移行を行わせるドライバの誤操作が速度制限器において排除されることは特に有利である。制御範囲外において、制御器の上限（速度制限器の場合）ないし下限（速度制御器の場合）が計算されることは特に有利である。これにより、制御範囲から離れた後に再び制御範囲に入り込むまで、簡単かつ有効な適応過程が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】速度制限のために使用される速度制御器の第１の実施形態における、本発明による方法の全体ブロック回路図である。
【図２】第１の実施形態における、本発明による方法のコンピュータプログラムの流れ図である。
【図３】第１の実施形態における、本発明による方法の作動方法を示した時間線図であり、（ａ）は目標速度Ｖsollおよび実際速度Ｖistの時間線図、（ｂ）はドライバの設定値αsollFおよび制限器の設定値αsollRの時間線図である。
【図４】速度制限と組み合わせて加速度制御器が使用される第２の実施形態における、本発明による方法の全体ブロック回路図である。
【図５】第２の実施形態における、本発明による方法のコンピュータプログラムの流れ図である。
【図６】第２の実施形態における、本発明による方法の作動方法を示した時間線図であり、（ａ）は目標速度Ｖsollおよび実際速度Ｖistの時間線図、（ｂ）は実際加速度ｂistおよび目標加速度ｂsollの時間線図、および（ｃ）はドライバの設定値αsollFおよび制御器の設定値αsollRの時間線図である。
【符号の説明】
１０  出力設定要素
１４  選択段
１８  特性曲線群／計算要素
２２、３４  測定装置
２６  速度制御器
３０、２０４  比較器
３８、４６、２１４  メモリ要素
４２  操作レバー
４８  計算ユニット
５０  制限要素
２００  加速度制御器
２０８  微分段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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