DE2100747B2 - Anordnung zur digitalen Geschwindigkeitsregelung zur Aufrechterhaltung einer gewählten konstanten Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Stabilisierungssystem, welches in wesentlichem Maß durch Temperaturänderungen, Energieversorgungs-. störungen, Alterung und Herstellungstoleranzen unbeeinflußt ist.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch Bauelemente zur Erzeugung eines ersten Digitalsignals in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit, Bauelemente zur Erzeugung eines zweiten Digitalsignals in Abhängigkeit von einer konstanten gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit, Bauelemente zum digitalen Vergleich des ersten Digitalsignals in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und des zweiten Digitalsignals in Abhängigkeit von der konstanten gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit zur Erzeugung eines digitalen Fehlersignals und Bauelemente zur Einstellung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges in Abhängigkeit von dem digitalen Fehlersignal zwecks Aufrechterhaltung der gewählten konstanten Geschwindigkeit.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung in Blockschaltbilddarstellung,

Fig. iA eine einen Bestandteil der Anordnung nach Fig. 1 bildende Ausgangslogikschaltung in Blockschaltbilddarstellung,

F i g. 2 einige Impulsdiagramme als Funktion der Zeit in Zuordnung zu einigen Baueinheiten der Anordnung nach F i g. 1,

F i g. 3 die durchschnittliche Drosselbetätigungsspannung als Funktion der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Anordnung gemäß Fig. 1.

Bei der digitalen Geschwindigkeitsregelung nach Fig. 1 wird ein digitales Geschwindigkeitssignal 10 von dem Fahrzeug an einem »Geschwindigkeitssignalanschluß« aufgenommen. Das Geschwindigkeitssignal weist die Form einer Reihe von Impulsen gemäß Fig.2 (Kurvet) auf. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges steigt, so steigt die Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit proportional. Auf diese Weise stellt das Geschwindigkeitssignal 10 die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeuges in irgendeinem Augenblick dar.

Das Geschwindigkeitssignal 10 kann auf irgendeine Weise erhalten werden, wie dies zur Erzeugung einer Reihe von Impulsen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Fahrzeuges bekannt ist. Beispielsweise kann das Geschwindigkeitssignal durch ein rotierendes Zahnrad erzeugt werden, das sich in Wirkungsverbindung mit dem Antrieb befindet und. mit einer Drehzahl proportional der Fahrzeuggeschwindigkeit rotiert, wobei Impulse in einen Detektor eingeführt werden, wenn jeder Zahnradzahn an dem Detektor vorbeiläuft. Die Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit wäre somit proportional der Fahrzeuggeschwindigkeit. Mit anderen Worten ist die Frequenz des Geschwindigkeitssignals proportional der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Ein Bezugszeitgeber 11 erzeugt eine Reihe von Impulsen gemäß F i g. 2 (Kurve B). Die Frequenz des Bezugszeitgebers 11 ist wesentlich geringer als die Frequenz des Geschwindigkeitssignals 10 gemäß F i g. 2 (Kurve A). Es liegt jedoch innerhalb des Erfindungsgedankens, einen Bezugszeitgeber mit einer wesentlich höheren Frequenz als das Geschwindigkeitssignal vorzusehen. Die Auswahl der Zeitgeberschemen kann durch seitens der digitalen Bauelemente hervorgerufene Einschränkungen bedingt sein, nicht jedoch durch die Theorie. Demgemäß ist in der folgenden Erläuterung lediglich ein Zeitgeberschema unter Verwendung einer Bezugszeitgeberfrequenz erläutert, welche niedriger als die Frequenz des Geschwindigkeitssignals 10 ist.

Um einen Eingriff in das Geschwindigkeitsstabilisierungssystem zu erhalten, stellt der Fahrer des Fahrzeuges die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen gewünschten Wert ein und drückt einen »Geschwindigkeit einstellen«-Knopf 12. Ein Druck auf den Knopf 12 löst einen Gedächtnislader 13 aus, welcher bewirkt, daß ein Gedächtniszähler 14 die Anzahl von Geschwindigkeitssignalimpulsen für eine Periode des Bezugszeitgebers zählt und speichert. Die Anzahl von Geschwindigkeitssignalimpulsen, welche in irgendeiner Bezugszeitgeberperiode gespeichert wird, ist eine binäre Digitalzahl proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeuges während dieser Bezugszeitgeberperiode. Die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit ist nachfolgend als »eingestellte Geschwindigkeit« bezeichnet.

Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise des Gedächtnisladers 13 sowie des Gedächtniszählers 14 ist nachfolgend ein Zeitgebergenerator 15 erläutert, welcher Ausgangsimpulse TO und Tl gemäß Fig. 2 (Kurve C bzw. D) erzeugt. Der Zeitgeberimpuls TO steigt auf ein gewähltes Potential beim Beginn des ersten Bezugszeitgeberimpulses an, der zum Zeitpunkt i0 gemäß Fig. 3 auftritt. Bei der Einleitung des nächsten Geschwindigkeitssignal-Zeitgeberimpulses, welcher zu einem Zeitpunkt ti gemäß Fig. 2 (Kurvet) auftritt, kehrt der Impuls TO auf Null zurück, wobei zu dieser Zeit der Zeitgeberimpuls Tl auf irgendeine gewählte Spannung ansteigt. Bei der Einleitung eines zweiten Geschwindigkeitssignal-Zeitgeberimpulses, welcher zu einem Zeitpunkt ti auf-, tritt, kehrt der Zeitgeberimpuls Tl auf Null zurück. An dem Beginn eines zweiten Bezugszeitgeberimpulses steigt der Zeitgeberimpuls T/0zu einem Zeitpunkt tu' an und fällt zu einem Zeitpunkt ti' ab. In ähnlicher Weise steigt ein Zeitgeberimpuls T^A zu einem Zeitpunkt ti' an und fällt zu einem Zeitpunkt 12' ab.

Der Gedächtnislader 13 empfängt Geschwindigkeitssignalimpulse, Bezugszeitgeberimpulse und TO-Zeitgeberimpulse. Wenn der »Geschwindigkeit einstellen«-Knopf 12 gedrückt wird, so wird der Gedächtnislader 13 in Betrieb gesetzt, um den Suchvorgang für den "Beginn der nächsten Bezugszeitgeberperiode durchzuführen. Gemäß F i g. 2 (Kurve B) sei angenommen, daß der »Geschwindigkeit einstellen«- Knopf 12 zu einem Zeitpunkt "ts gedrückt wird. Die nächste Bezugszeitgeberperiode beginnt somit zum Zeitpunkt tQ. Zu diesem Zeitpunkt stellt ein Γ0-Zeitgeberimpuls den Gedächtniszähler 14 über die Rückstelleitung auf Null zurück, und das Geschwindigkeitssignal 10 wird durch den Gedächtnislader über die Gedächtniszeitgeberleitung zu dem Gedächtniszähler 14 geführt. Der Gedächtniszähler 14 ist ein digitaler Aufwärtszähler, welcher durch das Geschwindigkeitssignal 10 zeitgesteuert wird, das über eine Bezugszeitgeberperiode aufwärts zählt. Zum Zeitpunkt i0' hört der Gedächtniszähler 14 mit der ; Zählung auf, und der Gedächtnislader 13 vollendet seine Funktion, bis der »Geschwindigkeit einstellen«- Knopf 12 gedrückt wird, um einen neuen Geschwindigkeitswert in dem Gedächtniszähler 14 einzuspeisen.

7 . 8

Da der Gedächtniszähler 14 die Anzahl von Ge- Γ0 und die Digitalzahl auf, welche proportional der

schwindigkeitssignalimpulsen in einer bekannten Differenz der Geschwindigkeit zwischen der einge-

Zeitperiode zählt, d. h. eine Bezugszeitgeberperiode, stellten Geschwindigkeit sowie der tatsächlichen

ist die darin gespeicherte Digitalzahl proportional der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, wobei diese Zahl in dem

eingestellten Geschwindigkeit des Fahrzeuges wäh- 5 Geschwindigkeitszähler 17 verbleibt. Die Ausgangs-

rend dieser Bezugszeitgeberperiode, die unmittelbar größe der zweiten UND-Stufe 18 wird einem Steuer-

dem Drücken des »Geschwindigkeit einstellen«- zähler 19 zugeführt, welcher ein digitaler Abwärts-

Knopfes 12 folgt. zähler ist. Zu Zeitpunkten tO, tO'...tO" setzt der

Eine erste UND-Stufe 16 empfängt Zeitgeberim- Zeitgeberimpuls TO die zweite UND-Stufe 18 in Be-

pulse Tl und die Digitalzahl, welche der in dem Ge- io trieb, um die Digitalzahl proportional der Geschwin-

dächtniszähler 14 gespeicherten eingestellten Ge- digkeitsdifferenz zwischen der eingestellten Geschwin-

schwindigkeit entspricht. Die Ausgangsgröße der digkeit sowie der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindig-

ersten UND-Stufe 16 wird einem Geschwindigkeits- keit, die in dem Geschwindigkeitszähler 17 verbleibt,

zähler 17 zugeführt. Zu Zeitpunkten ti, ti',... ti" zu dem Steuerzähler 19 zu tasten, setzt der Zeitgeberimpuls Tl die erste UND-Stufe 16 15 Das Geschwindigkeitssignal 10 wird um irgendeine

in Betrieb, um die Digitalzahl, welche der in dem ganze Zahl durch einen binären Teiler 20 geteilt. Die

Gedächtniszähler 14 gespeicherten eingestellten Ge- Ausgangsgröße des binären Teilers 20 wird verwen-

schwindigkeit entspricht, zu dem Geschwindigkeits- det, um den Steuerzähler 19 zeitlich zu steuern. Die

zähler 17 zu tasten. Ausgangsgröße des Steuerzählers 19 wird einer drit-

Der Geschwindigkeitszähler 17 ist ein digitaler Ab- 20 ten UND-Stufe 21 zugeführt,. welche eine Impulswärtszähler, welcher durch das Geschwindigkeits- ausgangsgröße erzeugt, die als »Steuerzahler leer« signal 10 zeitgesteuert ist. Der Geschwindigkeits- bezeichnet wird und gemäß F i g. 2 (Kurve j^ zum zähler 17 zählt somit die vorangehend in dem Ge- Zeitpunkt 13 auftritt, wenn immer der Steuerzähler dächtniszähler für eine Bezugszeitgeberperiode ge- 19 durch Null herunterzählt. Da der Steuerzähler 19 speicherte Digitalzahl herunter. Wenn die äugen- 25 die Digitalzahl proportional der Geschwindigkeits- , blickliche Fahrzeuggeschwindigkeit gleich der einge- differenz zwischen der eingestellten Geschwindigkeit stellten Geschwindigkeit ist, zählt der Geschwindig- sowie der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit herkeitszähler 17 an dem Ende einer Bezugszeitgeber- unterzählt, ist die Zeitdauer von t0, wenn der Steuerperiode auf Null herunter, weil die Anzahl der durch zähler 19 seine Zählung beginnt, bis zum Zeitpunkt den Geschwindigkeitszähler 17 während einer Be- 30 i3, wenn der Steuerzähler 19 leer ist, in gleicher zugszeitgeberperiode gezählten Geschwindigkeitsim- Weise proportional dieser Geschwindigkeitsdifferenz, pulse gleich der Anzahl der durch den Gedächtnis- Demgemäß wird das »Steuerzähler leer«-Signal in zähler 14 während der gleichen Bezugszeitgeber- Verbindung mit der Ausgangslogikschaltung 22 verperiode gezählten Geschwindigkeitsimpulse ist. wendet, um eine Geschwindigkeitssteigerung zu beWenn die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahr- 35 fehlen. = G

zeuges größer als die eingestellte Geschwindigkeit ist, Die Ausgangslogikschaltung 22 steuert die Geso zählt der Geschwindigkeitszähler 17 durch Null schwindigkeit des Fahrzeuges in nachfolgender Weise, herunter, bevor das Ende einer Bezugszeitgeberperi- Die Ausgangslokigschaltung 22 nimmt Zeitg'eberode auftritt, weil die Anzahl von Geschwindigkeits- impulse TO und Tl von einem ZeitgeVergenerator 15, impulsen, welche durch den Geschwindigkeitszähler 40 das »Übertragungs«-Signal von dem Übertragungs-17 während einer Bezugszeitgeberperiode gezählt generator 17 ct. sowie das »Steuerzähler Ieer«-Signal wurden, größer als die Anzahl von Geschwindigkeits- von der dritten UND-Stufe 21 auf. Die Ausgangsimpulsen ist, welche durch den Gedächtniszähler 14 größe der Logikschaltung 22 wird durch einen-Auswährend einer gleichen Bezugsperiode, gezählt wur- gangsverstärker 23 verstärkt, ,welcher wiederum ein den. Wenn immer der Geschwindigkeitszähler 17 45 Drosselbetätigungsglied 24 antreibt. Das Drosseldurch Null nach unten zählt, gibt ein Übertragungs- betätigungsglied 24 stellt direkt die Geschwindigkeit detektor 17 a einen »Übertragungs«-Impuls als Aus- des Fahrzeuges ein. ' ' \ gangsgröße ab. Der Ubertragungsdetektor 17 a kann Der Betrieb der Ausgangslogikschaltung wird nacheine UND-Stufe sein, welche mehrere Nullen an dem folgend in Verbindung mit F i g. 1 *(K-öw$ A}- erläur Ausgang des Geschwindigkeitszählers 17 anzeigt. 50 tert. Ein Übertragungs-Flip-Flop 27 wird beim Emp-Der »Übertragungs«-Impuls Fig. 2 (Kurve E) fang eines »Übertragungs«-Impulses seitens, des wird durch eine Ausgangslogikschaltung 22 ausge- Ubertragungsgenerators.l7a immer dann eingestellt, -wertet, um eine Geschwindigkeitsabnahme zu befeh- wenn der Geschwindigkeitszähler 17 durch Null her-, len. Der Betrieb der Ausgangslogikschaltung ist nach- unterzählt. Der Ubertragungs-Flip-Flop 27 · wird folgend näher erläutert. 55 beim Empfang eines T 1-Impulses zurückgestellt. Ein Wenn die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahr- TO-Impuls sowie die Ausgangsgröße des Übertraf zeuges geringer als die eingestellte Geschwindigkeit gungs-Flip-Flops, 27 werden auf eine erste NAND-ist, zählt der Geschwindigkeitszähler 17 weniger. Ge- Stufe 28 gegeben. Die Ausgangsgröße einer NAND-schwindigkeitsimpulse während einer Bezugszeitgeber- Stufe entspricht lediglich dann einer logischen Null,-periode, als der Gedächtniszähler 14 während einer 60 wenn logische Einsen an beiden Eingangsanschlüssen gleichen Bezugsperiode zählt. Auf diese Weise bleibt erscheinen. Die Ausgangsgröße der ersten NAND-eine bestimmte Digitalzahl in dem Geschwindigkeits- Stufe 28 sowie der TOrlmpulsleitung werden dem zähler 17 an dem Ende der Bezugszeitgeberperiode Eingang einer ersten l#?efeB-Stufe 29 zugeführt. Die gespeichert. Diese verbleibende Digitalzahl ist pro- Ausgangsgröße der ersten UND-Stufe 29. stellt einen portional der Geschwindigkeitsdifferenz -zwischen der 65 Ausgangs-Flip-Flop 30 ein. Die »Steuerzähler leer«- eingestellten Geschwindigkeit und der tatsächlichen Impulsleitung wird durch einen Inverter .31, einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Signalumkehr unterworfen» Die Ausgangsgröße des Eine zweite UND-Stufe 18 nimmt Zeitgeberimpulse Inverters 31, welche dem invertierten »Steuerzähler

leer«-Impuls entspricht, und die Ausgangsgröße der sehen Null entsprechende Ausgangsgröße der NAND-ersten NAND-Stufe 28 werden einer zweiten NAND- Stufe 28 stellt sicher, daß die NAND-Stufe 32 eine Stufe 32 zugeführt. Die Ausgangsgröße der zweiten logische Eins zur Rückstellung des Ausgangs-Flip-NAND-Stufe 32 stellt den Ausgangs-Flip-Flop 30 Flops 30 erzeugt. Der Tl-Impuls stellt stets den zurück. Die Ausgangsgröße des Ausgangs-Flip-Flops 5 Ubertragung-Flip-Flop 27 zurück, um zu erreichen, 30 wird einem Ausgangsverstärker 23 über eine daß ein ΓΟ-Impuls den Ausgangs-Flip-Flop 30 einzweite UND-Stufe 33 zugeführt. stellt, sofern nicht ein anderer »Ubertragungs«-Im-Das System kann mittels eines Trenn-Flip-Flops 34 puls wiederum den Übertragungs-Flip-Flop 27 einab- oder eingeschaltet werden. Ein Ausgangs-Flip- stellt.

Flop 30 wird so getastet, daß das Drosselbetätigungs- io JSs_-sei erneut erwähnt, daß^e JLän^g£ der Zek^von^ glied durch eine zweite UND-Stufe 33 angetrieben i0 bis ti^m^pvhon^^^Geschmnaigkeiis^SEh^ wird. Die zweite UND-Stufe 33 wird durch die Aus- JwiScfiM^ gangsgröße des Trenn-Flip-Flops 34 eingeschaltet tatslcjüidieiiT'''Gejidi^

oder abgeschaltet. Wenn der Trenn-Flip-Flop einge- TDffi^imr'Rechleckwene mit einer" impülsbreite prostellt ist, stellt die logische Eins die UND-Stufe 33 15 portional der'Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der ein. Auf diese Weise ist die Ausgangsgröße des Flip- eingestellten Geschwindigkeit sowie der tatsächlichen Flops 30 in der Lage, das Drosselbetätigungsglied 24 Fahrzeuggeschwindigkeit zu erzeugen, wird der anzutreiben. Wenn der Trenn-Flip-Flop zurück- »Steuerzähler leer«-Impuls verwendet, um den Ausgestellt ist, so schaltet die Ausgangsgröße entspre- gangs-Flip-Flop 30 zurückzustellen. Unter der Anchend einer logischen Null die UND-Stufe 33 ab, um 20 nähme, daß ein T0-Impuls den Ausgangs-Flip-Flop die Ausgangsgröße des Flip-Flops 30 von dem Dros- 30 eingestellt hat und kein »Ubertragungs«-Impuls selbetätigungsglied 24 abzuschalten. Ein Abschalt- vorliegt, so ist die Ausgangsgröße der NAND-Stufe impuls zur Rückstellung des Flip-Flops 34 kann er- 28 eine, logische Eins. Somit ist eine zu der NAND-zeugt werden, indem die Bremsen des Fahrzeuges Stufe 32 verlaufende Eingangsgröße eine logische betätigt werden oder indem das Getriebe auf eine 25 Eins. Ein »Steuerzähler leer«-Impuls, welcher durch Neutralstellung eingestellt wird. Um das System ein- den Inverter 31 invertiert wird, erzeugt eine augenzuschalten, wird ein »Geschwindigkeit wiederaufneh- blickliche logische Null an dem anderen Eingang der men«-Knopf 25 gedrückt, um einen Impuls zur Ein- NAND-Stufe 32. Der »Steuerzähler leer«-Impuls verstellung des Flip-Flops 34 sowie zur Einschaltung läuft demgemäß durch die NAND-Stufe 32, um den der zweiten UND-Stufe 33 nebst Tastung der Aus- 30 Ausgangs-Flip-Flop 30 zurückzustellen und die WeI-gangsgröße des Flip-Flops 30 zu dem Drosselbetäti- lenform gemäß F i g. 2 (Kurve G) zu erzeugen, gungsglied 24 zu erzeugen. Die Ausgangsgröße der Ausgangslogikschältüng 22

Die Erzeugung des Drosselbetätigungssignals wird jsj^jliiherjdn^

in Verbindung mit F i g. 1 (Kurve A), 2 erläutert. mit einer impulsbreite proportional_d,ej..D_iffexenz..der. Wenn kein »Übertragungs«-Impuls zum Zeitpunkt i0 35 Geschwindigkeit^zwischen der_emgestejlten^ejchwin-^ vorliegt, befindet sich der Übertragungs-Flip-Flop 27 digkeit sowie der tatsächlichen Geschwindigkeit des im Rückstellzustand, wobei eine logische Null zu Fahrzeuges,, solange die eingestellte Geschwindigkeit einem Eingang der ersten NAND-Stufe 28 abgegeben größer als die tatsächliche .Fahrzeuggeschwindigkeit wird. Die erste NAND-Stufe 28 gibt somit als Aus- ist. Wenn die tatsächliche, Fahrzeuggeschwindigkeit gangsgröße eine logische Eins ab, um die erste UND- 40 größer als die eingestellte Geschwindigkeit ist, so liegt Stufe 29 einzustellen. Ein ΓΟ-Impuls, welcher zum ein konstantes »Übertragungs«-Signal vor, das ein Zeitpunkt f0 auftritt, verläuft durch die eingestellte Drosselbetätigungssignal entsprechend dem Wert erste UND-Stufe 29 zwecks Einstellung des Aus- Null bedingt.

gangs-Flip-Flops 30. Eine zweite NAND-Stufe 32 Das Drosselbetätigungsglied 24 stellt direkt die

stellt sicher, daß der Ausgangs-Flip-Flop 30 nicht 45 Drossel und damit die Geschwindigkeit des Fahrzeuzufällig durch Erzeugung einer logischen Null als ges ein. Das Drosselbetätigungsglied 24 kann eine Ausgangsgröße zurückgestellt wird. Die Eingänge zu elektro-pneumatische Einrichtung sein, welche auf der NAND-Stufe 32 sind eine logische Eins von der ein impulsbreitenmoduliertes Signal anspricht. Typi-NAND-Stufe 28 und die Ausgangsgröße des Inver- scherweise überläuft das Betätigungsglied 24 die norters 31. Der Inverter 31 invertiert das Signal der 50 male Drosselsteuerung des Fahrzeuges, wenn das »Steuerzähler leer«-Leitung zur Erzeugung einer Geschwindigkeitsstabilisierungssystem eingeschaltet logischen Eins, solange kein »Steuerzähler leer«- ist. Der Fahrer würde normalerweise an der Drossel Impuls vorliegt. demgemäß den Wert Null einstellen; wenn daher

Ein »Übertragungs«-Impuls von dem Ausgang des keine Eingangsgröße an dem Betätigungsglied 24 Übertragungsdetektors 17 α verhindert die Einstellung 55 vorliegt, so wird auf das Fahrzeug die Drosseleinsteldes Ausgangs-Flip-Flops 30 und stellt sicher, daß lung Null übertragen. Wenn die Impulsbreite der dieser rückgestellt wird. Der »Übertragungs«-Impuls Eingangsspannung zu dem Betätigungsglied 24 zustellt einen Übertragungs-Flip-Flop 27 ein, während nimmt, so steigt die Durchschnittsspannung proporein ri-Impuls eine Rückstellung bewirkt. Bei Ein- tional. Wenn die Durchschnittseingangsspannung Stellung gibt der Übertragungs-Flip-Flop 27 eine 60 steigt, so steigt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges Ausgangsgröße als logische Eins an einen Eingang gemäß Fig. 3.

der NAND-Stufe 28 ab. Ein T0-Impuls, welcher auf Wenn gemäß Fig. 3 die Geschwindigkeit des

den anderen Eingang der NAND-Stufe 28 gegeben Fahrzeuges gleich der eingestellten Geschwindigkeit wird, erzeugt eine logische Null an dem Ausgang der »X« ist, so liegt kein »Übertragungs«-Impuls , von NAND-Stufe 28. Die Ausgangsgröße entsprechend 65 dem Ubertragungsgenerator 17 a oder ein »Steuerzähder logischen Null an der NAND-Stufe 28 schaltet ler leer«-Impuls von der dritten UND-Stufe 21 vor. die UND-Stufe 29 ab, so daß der TO-Impuls den Das Drosselbetätigungsglied-Signal ist flach, wobei Ausgangs-Flip-Flop 30 einstellen kann. Die der logi- sich eine dem Wert Null entsprechende Drosselbetäti-

gungsspannung ergibt. Bei Geschwindigkeiten oberhalb der eingestellten Geschwindigkeit »X« wird ein »Übertragungs«-Impuls durch den Ubertragungsgenerator 17 α erzeugt, wobei eine den Durchschnittswert Null aufweisende Drosselbetätigungsspannung sichergestellt wird.

Eine Drosselbetätigungsspannung entsprechend dem Wert Null erzeugt eine Null-Drosseleinstellung, die zu einer Verlangsamung des Fahrzeuges führt, bis dieses die eingestellte Geschwindigkeit erreicht.

Bei Geschwindigkeiten unterhalb der eingestellten Geschwindigkeit »X« steigt die durchschnittliche Drosselbetätigungsspannung linear, bis sie einen Maximalwert erreicht. Der Maximalwert tritt auf, wenn eine kontinuierliche Ausgangsgröße von dem Ausgang der Logikschaltung 22 vorliegt, weil der Geschwindigkeitszähler 17 eine binäre Digitalzahl übertragen hat, die proportional der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, um den Zähler 19 zu steuern, wobei das Signal so groß ist, daß der Steuerzähler 19 innerhalb einer Bezugszeitgeberperiode nicht auf Null herunterzählen kann.

Der Maximalwert der durchschnittlichen Drosselbetätigungsspannung ist der Maximalwert der Ausgangsgröße des Verstärkers 23. .Durch Justierung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 23 kann die maximale durchschnittliche Drosselbetätigungsspannung angehoben oder abgesenkt werden.

Der Verstärkungsfaktor des Geschwindigkeits-Stabilisierungssystems entspricht der Steigung A YIA X des Schaubildes der durchschnittlichen Drosselbetätigungsspannung als Funktion der Geschwindigkeit (F i g. 3). Die Steigung kann durch Änderung des Teilers des Binärzählers 20 justiert werden. Wenn der Teiler groß ist, wird der Steuerzähler 19 mit geringerer Geschwindigkeit zeitgesteuert. Auf diese Weise wird der Steuerzähler 19 in einer längeren Zeitperiode für eine gegebene Differenz zwischen der eingestellten Geschwindigkeit sowie der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit entleert. Da der Steuerzähler 18 länger zur Entleerung braucht, wird die Impulsbreite der Ausgangsgröße der Logikschaltung 22 gesteigert, und die durchschnittliche Drosselbetätigungsspannung nimmt zu. Demgemäß wird die Steigung der Kurve gemäß F i g. 3 größer, und der Verstärkungsfaktor des Systems steigt. Wenn in ähnlicher Weise der Teiler der binären Teilerbaueinheit 20 abnimmt, zählt der Steuerzähler 19 schneller herunter und wird in einer kürzeren Zeitperiode für eine gegebene Differenz zwischen der eingestellten Geschwindigkeit sowie der tatsächlichen Geschwindigkeit entleert; die durchschnittliche Drosselbetätigungsspannung wird geringer, wobei auf diese Weise der Verstärkungsfaktor des Systems abnimmt.

Wenn eine höhere eingestellte Geschwindigkeit, beispielsweise »X'«, gewählt wird, so ist der Verstärkungsfaktor des Systems

ΔΥΊΔΧ' = ΔΥΙΔΧ,

weil gemäß den obigen Erläuterungen die durchsj^nitfficheJDrg^

der absoluten Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der eingestellten Geschwindigkeit sjMie-dgxJats^chlighgn Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und nicht proportional zu einer proportionalen Geschwindigkeitsdifferenz.

Daraus ergibt sich, daß beim Abfall der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit unter die eingestellte Geschwindigkeit die durchschnittliche Drosselbetätigungsspannung steigt, bis eine' maximale Spannung erreicht ist. Somit wird für tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeiten wesentlich unterhäTb~~3iF~eingestellten Geschwindigkeit die Fahrzeuggeschwindigkeit schnell auf den Wert der eingestellten Geschwindigkeit gebracht. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges sich der eingestellten Geschwindigkeit nähert, nimmt die durchschnittliche Drosselbetätigungsspannung bei der eingestellten Geschwindigkeit auf Null ab, um eine ruckartige Bewegung zu verhindern. Bei Geschwindigkeiten oberhalb der eingestellten Geschwindigkeit bleibt die durchschnittliche Drosselbetätigungsspannung auf dem Wert Null, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unter die eingestellte Geschwindigkeit fällt.

Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges über die eingestellte Geschwindigkeit steigt, nimmt die Drosselbetätigungsspannung auf den Wert Null ab, bis die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu der eingestellten Geschwindigkeit zurückkehrt, wie dies oben beschrieben wurde. Es liegt innerhalb des Erfindungsgedankens, Mittel zur Betätigung der Fahrzeugbremsen vorzusehen, um dieses zu verlangsamen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit wesentlich über die eingestellte Geschwindigkeit steigt.

Zusätzlich kann ein auf den Drosseldruck ansprechender Fühler vorgesehen werden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit bis zum Anhalten zu verlangsamen, falls der Fahrer plötzlich ausfallen sollte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur digitalen Geschwindigkeitsregelung zur Aufrechterhaltung einer gewählten konstanten Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges, gekennzeichnet durch Bauelemente zur Erzeugung eines ersten Digitalsignals in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit, Bauelemente zur Erzeugung eines zweiten Digitalsignals in Abhängigkeit von einer konstanten gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit, Bauelemente zum digitalen Vergleich des ersten Digitalsignals in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und des zweiten Digitalsignals in Abhängigkeit von der konstanten gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit zur Erzeugung eines digitalen Fehlersignals und Bäuele^ mente zur Einstellung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem digitalen Fehlersignal zwecks Aufrechterhaltung der gewählten konstanten Geschwindigkeit.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Digitalsignal in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit eine Reihe von Geschwindigkeitssignalimpulsen mit einer Impulsfrequenz proportional der Fahrzeuggeschwindigkeit umfaßt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement zur Erzeugung des zweiten Digitalsignals in Abhängigkeit von der konstanten gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit ferner eine digitale Gedächtnisspeicherung der konstanten gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit umfaßt.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement zur Erzeugung des zweiten Digitalsignals in Abhängigkeit von der konstanten gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit folgende Bauelemente umfaßt: Einen digitalen Bezugszeitgeber, einen ersten Digitalzähler zur Zählung der Anzahl von Geschwindigkeitssignalimpulsen in einer Zeitgeberbezugsperiode zur Erzeugung einer ersten Digitalzahl in Abhängigkeit von der gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit während einer ersten Bezugszeitgeberperiode und ein Bauelement zur Speicherung der ersten Digitalzahl in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit in dem ersten Digitalzähler.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement zum digitalen Vergleich des ersten Digitalsignals in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und des zweiten Digitalsignals in Abhängigkeit von der konstanten gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit zur Einigung eines digitalen Fehlersignals folgende Bauelemente umfaßt: Einen zweiten digitalen Abwärtszähler, welcher durch das erste Signal in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit zeitgesteuert ist, Bauelemente zur Erzeugung eines ersten Zeitgeberimpulses an dem Beginn jeder Bezugszeitgeberperiode, Bauelemente zur Erzeugung eines zweiten Zeitgeberimpulses um einen Geschwindigkeitssignalimpuls nach dem Beginn jeder Bezugszeitgeberperiode, eine erste UND-Stufe zur Tastung der ersten Digitalzahl in Abhängigkeit von der in dem ersten Digitalzähler gespeicherten Fahrzeuggeschwindigkeit bei Empfang eines zweiten Zeitgeberimpulses zu dem zweiten Digitalzähler, wobei der zweite Digitalzähler ein Abwärtszähler unter Zeitsteuerung seitens des ersten Digitalsignalimpulszuges ist, um über eine Bezugszeitgeberperiode herunterzuzählen, so daß dann, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit größer als die gewählte Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist, der zweite Zähler nach unten durch Null herunterzählt, und dann, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeuges geringer als die gewählte Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist, eine zweite Digitalzahl in dem zweiten Digitalzähler gespeichert bleibt, Bauelemente zur Erzeugung eines »Übertragungs«-Signals, wenn der zweite Digitalzähler durch Null herunterzählt, binäre Bauelemente zur Teilung des ersten Digitalsignals in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit, einen dritten Digitalzähler unter Zeitsteuerung seitens des geteilten Binärsignals in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit, eine zweite UND-Stufe zur nach Empfang eines ersten Zeitgeberimpulses erfolgenden Tastung der zweiten in dem digitalen Abwärtszähler gespeicherten Digitalzahl zu dem dritten Digitalzähler, wobei der dritte Digitalzähler ein Abwärtszähler unter Zeitsteuerung seitens des geteilten Binärsignals in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit ist, welcher während einer Bezugszeitgeberperiode herunterzählt, so daß dann, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als die gewählte Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist, der dritte Zähler durch Null herunterzählen kann, eine dritte UND-Stufe zur Erzeugung einer Ausgangsgröße, wenn immer der dritte Zähler durch Null herunterzählt, und Bauelemente zur Erzeugung eines impulsbreitenmodulierten Fehlersignals mit einer Impulsbreite proportional der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der gewählten konstanten Geschwindigkeit und einer tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit, die niedriger als die gewählte Geschwindigkeit liegt.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente zur Erzeugung des impulsbreitenmodulierten Fehlersignals folgende Bauelemente umfassen: Bauelemente zur Erzeugung einer ersten Spannung in Zeitpunkten entsprechend einem Geschwindigkeitssignalimpuls nach dem Beginn der zweiten Bezugszeitgeberperiode, Bauelemente zur Sperrung der ersten Spannung, wenn ein »Uberträgungs«- Signal erzeugt wird, und Bauelemente zur Sperrung der ersten Spannung in Abhängigkeit von einer Ausgangsgröße der dritten UND-Stufe.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente zur Erzeugung des impulsbreitenmodulierten Fehlersignals folgende Bauelemente umfassen: Einen ersten rückstellbaren digitalen Flip-Flop mit einem Ausgang, Bauelemente zur Einstellung des ersten Flip-Flop zu Zeitpunkten entsprechend einem Geschwindigkeitssignalimpuls, nach dem Beginn der zweiten Bezugszeitgeberperiode, Bauelemente zur Sperrung der Einstellung des ersten Flip-Flop, wenn ein »Übertragungs«-Signal erzeugt wird, und Bauelemente zur Rückstellung des ersten Flip-Flop in Abhängigkeit von einer Ausgangsgröße der dritten UND-Stufe.

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8. Anordnung nach Anspruch 7, gekennzeich- gewünschte Geschwindigkeit über eine lange Zeitnet durch einen ersten rückstellbaren digitalen periode aufrechtzuerhalten.

Flip-Flop, eine vierte UND-Stufe, wobei eine Die älteste automatische Geschwindigkeitsregelung ' Eingangsgröße für die vierte UND-Stufe durch war eine elementare Armaturenbrett-Drosselregelung die Ausgangsgröße des ersten digitalen Flip-Flop 5 von solcher Anordnung, daß die Drossel auf einer geliefert wird, während die andere Eingangsgröße festen Einstellung gehalten wurde. Diese Regelung zu der vierten UND-Stufe durch die Ausgangs- vermag indessen nicht, die verschiedenen Änderungröße des zweiten digitalen Flip-Flop gebildet ist, geh der Antriebszustände zu kompensieren, beispiels-Bauelemente zur Rückstellung des zweiten Flip- weise Wind, örtliche Verhältnisse und Straßenober-Flop in Abhängigkeit von einem Befehl zur Ab- io fläche. ^;

schaltung des Geschwindigkeitsstabilisierungs- Es wurden auch elektronische Kraftfahrzeug-Ge-

systems und Bauelemente zur Einstellung des schwindigkeitsregler mit zwei elektrischen Analog-

zweiten Flip-Flop zur Einschaltung des Ge- Signalen entwickelt, von denen das eine proportional

schwindigkeitsstabilisierungssystems. ^{; ;} der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit und das

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch ge- 15 andere proportional der gewünschten Fahrzeuggekennzeichnet, daß der Befehl zur Abschaltung schwindigkeit war. Diese Analogsignale werden verwes Systems in Abhängigkeit von einem Brems- glichen, um ein Fehlersignal zu erzeugen, welches

befehl vorliegt. ' zur Einstellung der Drossel eingespeist wird, und die

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch ge- tatsächliche Fahrzeüggeschwindigkeit gleich der gekennzeichnet, daß das Bauelement zur Einstel- 20 wünschten Geschwindigkeit zu machen.

lung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges in Ab- Es wurden weitere Einrichtungen nach dem Stand hängigkeit von dem digitalen Fehlersignal die der Technik entwickelt, welche analoge Gedächtnis-Einstellung einer Drossel zur Veränderung der- systeme zur Aufzeichnung der gewünschten Fahr-Drehzahl des Motors des Fahrzeuges umfaßt. Zeuggeschwindigkeit verwenden. Ein typisches ana-

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 25 loges Gedächtnis umfaßt einen Kondensator von bis 10, gekennzeichnet durch Bauelemente zur hoher Qualität, welcher bis zu einer gewählten Span-Einstellung des ersten Flip-Flop in Abhängigkeit nung aufgeladen wird. Die Größe der in dem Konvon einem ersten Zeitgeberimpuls, densator gespeicherten Spannung ist proportional der

12. Abwandlung einer Anordnung nach An- gewünschten Geschwindigkeit. Ein Verstärker mit Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das 30 sehr hoher Eingangsimpedanz wird verwendet, um zweite Digitalsignal von einer gewünschten Ge- die vorgewählte Spannung abzulesen und mit der schwindigkeitscharakteristik der zu steuernden Spannung zu vergleichen, welche die tatsächliche •Einrichtung abhängig gemacht ist. Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt. Diese Konden-

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 satoren von hoher Qualität müssen in der Lage sein, bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem 35 ihre Ladung innerhalb eines Prozents über 5 Stunden Kraftfahrzeug die Motordrehzahl geregelt ist. zu halten. Um dies zu erreichen, müssen die Konden-

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch ge- satoren sehr aufwendig aufgebaut und hermetisch kennzeichnet, daß die Bauelemente zur Einstel- abgedichtet sein, um Leckströme zu vermeiden. Die lung der Motordrehzahl eine Drossel umfassen. hohen Kosten dieser Kondensatoren sind demgemäß

40 von wesentlichem Nachteil.

Ein anderes Beispiel eines analogen Gedächtnisses.

— : ergibt sich aus der USA.-Patentschrift 3 340 950.

Dort ist ein analoges Gedächtnis für eine Geschwin-

^; digkeitsregelung erläutert, wobei ein Ton mit einer

Die Erfindung beinhaltet ein < Digitalsystem zur 45 Frequenz proportional'der Fahrzeuggeschwindigkeit

Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit eines Kraft- . erzeugt wird. Wenn die gewünschte Geschwindigkeit

fahrzeuges auf einem bestimmten Wert, wobei eine erreicht ist, so wird der entsprechende Ton auf einer

gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit in einer digi- Magnetspur aufgezeichnet. Es sind Bauelemente vor-

talen Gedächtnisbank eingestellt wird. Die äugen- gesehen, um die Geschwindigkeit des Fahrzeuges in

blickliche tatsächliche Geschwindigkeit des Fahr- 50 Abhängigkeit von der aufgezeichneten Frequenz zu

zeuges wird durch eine digitale Ablesung bestimmt. regeln.

Die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit sowie die Analoge Gedächtnisse gemäß der oben beschrietatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeuges werden benen Art sind im Vergleich zu einem digitalen Geverglichen, um ein digitales Fehlersignal zu erzeugen, dächtnis aufwendig. Jedoch würde die Verwendung welches zur Regelung der Drosseleinstellung des 55 eines digitalen Gedächtnisses in einem analogen Sy-Fahrzeuges dient, so daß die tatsächliche Geschwin- stem Digital/Analog-Wandler erfordern, welche die digkeit des Fahrzeuges gleich der gewünschten Ge- dem digitalen Gedächtnis eigene Wirtschaftlichkeit schwindigkeit ist. ^: beseitigen. Es wäre demgemäß günstig, ein insgesamt

Automatische Geschwindigkeitsregler sind sehr auf digitaler Basis arbeitendes Geschwindigkeitsvorteilhaft beim Durchfahren großer Entfernungen 60 Stabilisierungssystem zu schaffen, um vollen Nutzen auf Autobahnen mit begrenztem Zugang, um einem aus der Wirtschaftlichkeit eines digitalen "Gedächt-Fahrer dabei zu helfen, eine gewünschte Geschwin- nisses zu ziehen/Zusätzlich macht die sich entdigkeit über eine lange Zeitperiode aufrechtzuer- wickelnde Technologie von integrierten Metalloxidhalten. Halbleiterschaltungen in großem Maßstab die digi-

Automatische Geschwindigkeitsregelungseinrich- 65 tale Lösung wirtschaftlich anziehend für Programme tungen sind in hohem Maß vorteilhaft beim Durch- mit großen Stückzahlen, beispielsweise in der Kraftfahren größerer Entfernungen auf Autobahnen mit fahrzeugproduktion. Ferner ergibt die Art von digibegrenztem Zugang, um einem Fahrer zu helfen, eine talen Elektronikelementen ein Geschwindigkeits-