DE2545294C2

DE2545294C2 - Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE2545294C2
Application number: DE2545294A
Authority: DE
Inventors: Heinz 6380 Bad Homburg Allerdist
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1975-10-09
Filing date: 1975-10-09
Publication date: 1984-07-19
Also published as: AU498824B2; US4133406A; JPS5247194A; AU1826576A; GB1520609A; DE2545294A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit einem elektrischen, von einem geschwindigkeitsabhängigen Signal beaufschlagten Regler, der die jeweilige Ist-Geschwindigkeit mit einer gewünschten, in einen Speicher eingegebenen Soll-Geschwindigkeit vergleicht und bei einer Abweichung der Ist-Geschwindigkeit von der Soll-Geschwindigkeit ein von der Größe der Abweichung abhängiges Steuersignal an eine Steuerstufe abgibt, die das Verhältnis des dem Fahrzeugmotor zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches beeinflußt, sowie einem manuell wirksam schaltbarcn Stromkreis zur Beschleunigung des Fahrzeugs auf die im Speicher gespeicherte Soll-Geschwindigkeit.

Bei den bekannten Einrichtungen des vorbeschriebenen Aufbaus, z. B. nach der DE-OS 22 03 907, ist neben einer Anzahl von Schaltern zur Steuerung der Einrichtung auch ein Schalter vorhanden, der die Möglichkeil bietet, bei seiner Betätigung die außer Betrieb gesetzte Regeleinrichtung wieder einzuschalten und gleichzeitig das Fahrzeug auf eine vor Außerbetriebsetzung der Regeleinrichtung eingespeicherte Fahrgeschwindigkeit zu beschleunigen oder abzubremsen. So kann beispielsweise nach dem Abbremsen eines mit einer geregellen Geschwindigkeit von 80 km/h fahrenden Kraftfahrzeuges auf eine Geschwindigkeit von 40 km/h die bei diesem Abbremsvorgang automatisch ausgeschaltete Regeleinrichtung lediglich durch kurzes Betätigen des besagten Schalters wieder eingeschaltet werden, wobei das Fahrzeug wieder auf die zuvor geregelte Geschwindigkeit von 80 km/h beschleunigt wird. Die Regeleinrichtung versucht hierbei das Fahrzeug in möglichst kurzer Zeit

ίο auf die gespeicherte Soll-Geschwindigkeit zu bringen, was bedeutet, daß das Fahrzeug maximal beschleunigt wird. Bei Beschleunigungsvorgängen aus niederen Geschwindigkeiten führt dies insbesondere bei leistungsstarken Fahrzeugmotoren zu einem Durchdrehen der Antriebsräder und, falls darüber hinaus ungünstige Straßenverhältnisse vorliegen, zu einem gefährlichen Ausbrechen des Fahrzeugs.

Dieser Nachteil der bekannten Einrichtungen soll durch die Erfindung überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, bei der sichergestellt ist, daß insbesondere bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs von einer relativ niederen Ist-Geschwindigkeit auf eine verhältnismäßig hohe, gespeicherte Soll-Geschwindigkeit keine kritische Fahrsitualionen hervorrufenden Beschleunigungswerte auftreten. Zudem sollen der hierfür erforderliche Aufwand möglichst gering sein und keine oder allenfalls vernachlässigbare Auswirkungen auf das Bauvolumen der Einrichtung auftreten.

ίο Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs beschriebenen Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Verminderung des Grades der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ein mit einem Differenzierglicd beschatteter Operationsverstärker vorgesehen ist, dessen einer Eingang mit dem geschwindigkeitsabhängigen Signal und dessen anderer Eingang mit einer Referenzspannung beaufschlagt ist und dessen Ausgangssignal dem von der Größe der Abweichung abhängigen Steuersignal.dieses vermindernd zug-^ührt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird das von der aus einem Differenzierglied und einem Operationsverstärker bestehenden Differenzierstufe gebildete Aiisgangssignal, dessen Betrag zu Beginn des Beschleunigungsvorganges groß und am Ende desselben Null ist, beispielsweise subtraktiv dem geschwindigkeitsabhängigen Steuersignal zugeführt. Ebenso ist es auch möglich, das invertierte Ausgangssignal additiv dem Steuersignal zuzuführen, .infolgedessen ist der sich dadurch ergebende Gesamtbetrag für das von der Abweichung der Ist-Geschwindigkeit von der Soll-Geschwindigkeit abhängige Steuersignal geringer ais es den tatsächlichen Verhältnissen entspricht. Der Steuerstufe wird also zu Beginn und während des Beschleunigungsvorganges eine geringere Abweichung der Ist-Geschwindigkeit von der Soll-Geschwindigkeit vorgetäuscht, als sie in Wirklichkeit vorhanden ist und somit das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Sinne einer Bcschleunigungsverringerung beeinflußt. Durch diese Vermischung des Grades der Beschleunigung ist sichergestellt, daß keine Beschleuni-

W) gungswerte auftreten, die zu kritischen Fahrsituationen führen können. Da das beschleunigungsabhängige Steuersignal bei Erreichen der Soll-Geschwindigkeit Null wird — bei konstanter Fahrgeschwindigkeit ist ja die Beschleunigung gleich Null —, ist im übrigen auch gehl wahrleisiet. dt'ß das Fahrzeug die gespeicherte Soll-Geschwindigkeit tatsächlich erreicht. Ein besonderer Vorleil der Erfindung besteht darin, daß eine gemäß der IjTmdung aufgcbiuile Baugruppe äußerst wenig Plat/

beansprucht, billig ist und ohne Schwierigkeiten nachträglich in bereits installierte Einrichtungen eingebaut werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Referenzspannung aus einem zeitlich konstanten und einem mit wachsendem zeitlichen Abstand vom Einschahzeitpunkt des Stromkreises sich erhöhenden Anteil. Diese Maßnahme Lnngtden Vorteil mit sich, daß die Verminderung des Grades der Beschleunigung nicht während des gesamten Beschieunigungsvorganges voll wirksam ist, sondern nur zu Beginn des Beschleunigiingsvorganges und danach die Verminderung des Grades der Beschleunigung sukzessive zurückgenommen wird.

Zur Erzeugung des sich zeitlich ändernden Anteils der Referenzspannung ist zweckmäßigerweise dem anderen, mit der Referenzspannung beaufschlagten Eingang des Operationsverstärkers ein einen Kondensator enthaltendes Zeitglied vorgeschaltet, das zusammen mit dem manuell wirksam schaltbaren Stromkreis mit positivem Potential beaufschlagt ist.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die e-.η Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert.

Die Fahrgeschwindigkeitsregeleinrichtung umfaßt einen Geschwindigkeitsgeber 1, dessen Ausgangssignal eine der Fahrgeschwindigkeit proportionale Frequenz besitzt, einen dem Geber 1 nachgeschalteten Frequenz-Spannungs-Wandler 2, dessen Ausgangssignal einmal mittelbar über eine Speichereinheit 3 für den Geschwindigkeits-Soliwert und zum anderen unmittelbar einem Differenzverstärker 4 zugeleitet wird, in dem der jeweilige Geschwindigkeits-Istwert mit dem Geschwindigkeits-Soll v/ert verglichen wird. Im Falle einer Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert erhöht oder verringert sich das Potential im Komparatorausgang, der mit einer Steuerstufe 5 verbunden ist. Die Steuerstufe 5 enthält einen pneumatischen Stellantrieb 6, der mit der Drosselklappe 7 am Fahrzeugmotor gekoppelt ist.

Der Ausgang des Frequenz-Spannungs-Wandlcrs 2 steht des weitei in über eine Differenzierstufe 8 mit dem Eingang der Steuerstufe 5 in Verbindung. In der Differenzierstufe ist ein Operationsverstärker 9 vorgesehen, der mit einem Differenzierglied 10 beschältet ist. Zum zeitabhängigen Verändern des durch die beiden Widerstände 11 und 12 gegebenen Arbeitspunktes des Operationsverstärkers 9 ist ein Zeitglied 13 vorhanden, dus einen Kondensator 14 enthält und über den Widerstand 15 und eine Diode 16 mit dem Operationsverstärker in Verbindung steht. Über einen Arbeitskoniakt 17, der durch ein in der Steuerstufe 5 befindliches, nicht dargestelltes Relais geschlossen wird, wenn der Gcschwindigkeitswiederaurnahmeschalter in der Bedienungseinheit 18 betätigt ist, ist das Zeitglied 13 an Betriebsspannungspotential anlegbar. Eine Betätigung des geschlossenen Kontaktes 17 im Sinne einer Öffnung erfolgt durch Ausschalten der Regeleinrichtung, was sowohl manuell als auch durch Berühren der Bremse oder Kupplung möglich ist. Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung hinsichtlich der Verminderung des Grades der Beschleunigung sei davon ausgegangen, daß die gesamte Einrichtung abgeschaltet ist und das Fahrzeug sich mit einer ungeregelten Geschwindigkeit bewege, die etwas oberhalb der für die Regeleinrichtung vorgesehenen Mindestgeschwindigkeit liegt. Die Mindestgeschwindigkeit beträgt im allgemeinen 30 km/ h. Die im Speicher 3 gespeicherte Soll-Geschwindigkeit betrage 120 km/h.

Wird nun in der Bedienungseinheit 18 der Gcschwindigkeitswiederaufnahmeschalter. kurzzeitig betätigt, so wird zum einen die gesamte Regeleinrichtung eingeschaltet und gleichzeitig der Kontakt 17 selbsthaltend geschlossen.

Da die Ist-Geschwindigkeit gemäß dem Vorstehenden relativ gering ist und eine hohe Soll-Geschwindigkeit vorliegt, ist das am Ausgang des Differenzversiärkers 4 im Zeitpunkt der Betätigung des Geschwindigkeitswiederaufnahmeschaliers erscheinende Steuersignal entsprechend hoch. Die Folge ist. daß das durch Differenzieren des geschwindigkeitsproportionalen Ausgangssignals des Frequenz-Spannungs-Wandlers erzeugte Beschleunigungssignal ebenfalls hoch ist und mithin, da das Ausgangssignal am Differenzverstärker um das Beschleunigungssignal gemindert wird, der Sieuersiufe 5 als Gesamtbetrag ein Steuersignal zur Verfugung gestellt wird, das dieser einen wesentlich kleineren Unterschied zwischen Ist- und Soll-Geschwindigkeit vortäuscht. Das Fahrzeug beschleunigt somit langsamer als bei der bekannten Einrichtung. Die Verminderung des Ausgangssignals am Diftci-enzverstärker auf den Gesamtbetrag des Steuersignals erfolgt hierbei dadurch, daß das Beschleunigungssignal invertiert und dieses additiv dem Ausgangssignal des Differenzvcrstärkers zugeführt wird.

In dem Ausführungsbeispiel ist zusätzlich das bereits erwähnte Zeitglied 13 vorgesehen, so daß, nachdem beim Betätigen des Geschwindigkeitswiederaufnahmeschalters auch der Arbeitskontakt 17 geschlossen wur-

jo de, sich der Kondensator 14 über den Widerstand 19 auflädt und nach Erreichen einer Schwellenspannung sich das Potential im Punkt 20 und damit am nicht invertierenden Nonnaleingang bzw. Eingang für die Referenzspannung des Operationsverstärkers 9 erhöht. Dies

J5 hat eine Verschiebung des Arbeitspunktes des Operationsverstärkers 9 in eine solche Richtung zur Folge, daß sich sein invertiertes Ausgangssignal bei gleichem der Ist-Geschwindigkeit entsprechenden Signal am invertierendem Eingang vermindert. Das als Gesamtbetrag der Steuerstufe 5 zugeführte Steuersignal bzw. der entsprechende Beschleunigungswert wird infolgedessen erhöht, was der sich ohne Zeitglied ergebenden Verminderung des Grades der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges wieder entgegenwirkt. Dieser sich mit wachsen-

4ϊ dem zeitlichen Abstand vom Einschaltzeitpunkt des manuell wirksam schaltbaren Stromkreises sich erhöhende Anteil der Referenzspannung und damit die Verminderung des invertierten Ausgangssignals des Operationsverstärkers 9 wird solange fortgesetzt, bis die Maximal-

5u beschleunigung des Fahrzeuges erreicht ist.

Während des Fahrens mit geregelter Geschwindigkeit ist das Aiisgangssignal des Operationsverstärkers gleich NmH — bei Fahren mit konstanter Geschwindigkeit tritt bekanntlich keine Beschleunigung auf.

Sobald die Bremse oder die Kupplung berührt wird oder die Regeleinrichtung auf andere Weise ausgeschaltet wird, öffnet der Arbeitskontakt 17 wieder und der Kondensator 14 entlädt sich rasch über den niederohmigen Widerstand 21.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit einem elektrischen, von einem geschwindigkeitsabhängigen Signal beaufschlagten Regler, der die jeweilige Ist-Geschwindigkeit mit einer gewünschten, in einen Speicher eingegebenen Soll-Geschwindigkeit vergleicht und bei einer Abweichung der Ist-Geschwindigkeit von der Soll-Geschwindigkeit ein von der Größe der Abweichung abhängiges Steuersignal an eine Steuerstufc abgibt, die das Verhältnis des dem Fahrzeugmotor zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches beeinflußt, sowie einem manuell wirksam schaltbaren Stromkreis zur Beschleunigung des Fahrzeuges auf die im Speicher gespeicherte Soll-Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung des Grades der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges eintrat einem Differenzierglied (10) beschalteter Operationsverstärker (9) vorgesehen ist, dessen einer Eingang mit dem geschwindigkeitsabhängigen Signal und dessen anderer Eingang mit einer Referenzspannung beaufschlagt ist und dessen Ausgangssignal dem von der Größe der Abweichung abhängigen Steuersignal, dieses vermindernd zugeführt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung aus einem zeitlich konstanten und einem mit wachsendem zeitlichen Abstan:' vom Einschaltzeitpunkt des Stromkreises sich erhöhenden Anteil besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des =ich zeitlich ändernden Anteils der Referenzspannung dem anderen, mit der Referenzspannung beaufschlagten Eingang des Operationsverstärkers (9), ein einen Kondensator (14) enthaltendes Zeitglicd (13) vorgeschaltet ist. das zusammen mit dem manuell wirksam schaltbaren Stromkreis mit positivem Potential beaufschlagbar ist.