DE2546529A1 - Regeleinrichtung fuer die fahrgeschwindigkeit eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Regeleinrichtung fuer die fahrgeschwindigkeit eines kraftfahrzeuges

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DE2546529A1 DE19752546529 DE2546529A DE2546529A1 DE 2546529 A1 DE2546529 A1 DE 2546529A1 DE 19752546529 DE19752546529 DE 19752546529 DE 2546529 A DE2546529 A DE 2546529A DE 2546529 A1 DE2546529 A1 DE 2546529A1
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Description

R. ?-9 1O
I6.9.I975 Kü/Sm
Anlage zur
Patentanmeldung
ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1
Regeleinrichtung für die Fahrgeschwindigkeit eines Kraft fahrzeuges
Die Erfindung bezieht sich auf die Regeleinrichtung für die Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit einem Istwertgeber, einer Speichereinrichtung für ein der gewünschten Fahrgeschwindigkeit proportionales Sollwertsignal, das aus dem Istwertsignal abgeleitet und bei Betätigung eines Schalters in die Speichereinrichtung übertragbar ist, und einem Regler zum Vergleich von Ist- und Sollwertsignal und zur Erzeugung eines von der Differenz dieser Signale abhängigen Stellsignales für ein die Fahrgeschwindigkeit beeinflussendes Stellglied.
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■ < · Κ· 2 M
Bei einer bekannten analogen Regeleinrichtung wird eine Tachogeneratorspannung in Rechteckimpulse konstanter Impulsdauer umgeformt und mittels eines RC-Gliedes ermittelt, so daß ein Gleichspannungssignal zur Verfügung steht, dessen Höhe der Fahrzeuggeschwindigkeit proportional ist. Bei Betätigung eines Schalters wird eine dieser Istwertspannung proportionale Ladung in einem Kondensator gespeichert, so daß nach Beendigung des Ladevorganges die Kondensatorspannung als Sollwertsignal zur Verfügung steht. Das Potential an dem einen Belag dieses den Sollwert speichernden Kondensators wird mittels eines Halbleiterelements mit hochohmigem Eingang abgetastet und im Regler weiterverarbeitet. Bei einem solchen System ist infolge unvermeidlicher Leckströme mit einer Minderung der Kondensatorspannung zu rechnen, was die praktischen Auswirkungen hat, daß die einmal vorgegebene Fahrgeschwindigkeit nicht über einen längeren Zeitraum konstant gehalten wird.
Bei digitalen Systemen werden die aus dem Tachogenerator abgeleiteten Rechtecksignale pro Zeiteinheit in einem Zähler aufsummiert, wobei dann der Zählerstand ein Maß. für die gewünschte Fahrgeschwindigkeit darstellt. Nachteilig bei dieser Ausführung ist, daß Storimpulse von dem Zähler miterfaßt werden und somit den Sollwert verfälschen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Regeleinrichtung der eingangs erwähnten Art eine Speichereinrichtung zu schaffen, in der ein aus dem Istwertsignal sehr exakt abgeleitetes Sollwertsignal über beliebig lange Zeit unverändert gespeichert werden kann. ■ ' ■·
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Speichereinrichtung einen Impulszähler, einen diesem nachgeschalteten Digital-Analog-Wandler zur Bildung des Sollwertsignales aus dem die Sollgeschwindigkeit repräsentierenden Zählerstand sowie einen Komparator zum Vergleich von Ist- und Sollwertsignal aufweist, wobei der Zählvorgang durch das Ausgangssignal des Komparators gestoppt wird.
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R. 2 3 \
Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung wird bei Betätigung des Schalters der Zählerstand im Zähler so lange verändert, bis die Ausgangsspannung des Digital-Analog-YJandlers mit der als Istwertsignal dienenden Gleichspannung übereinstimmt. So mit können Störimpulse nicht zu einer Verfälschung des Sollwertes führen, sondern allenfalls die Zeit bis zur Beendigung des Einspeichervorganges beeinflussen.
Aufgrund dieser Arbeitsweise ist ein Taktgenerator mit hoher Prequenzkonstanz entbehrlich. Vielmehr läßt sich jedes ohnehin bei der Regeleinrichtung verfügbare Rechtecksignal verwenden, beispielsweise auch das aus dem Tachogenerator abgeleitete Rechtecksignal. Dem Zähler wird dann ein Impulssignal zugeführt, dessen Impulsfrequenz der Fahrgeschwindigkeit proportional ist, so daß die Einspeicherzeit unabhängig von der Geschwindigkeit nahezu konstant ist.
Die Kosten für diese zum Teil digital, zum Teil analog arbeitende Speichereinrichtung sind wesentlich geringer als die Kosten des bekannten Analogspeichers, weil das dort notwendige Halbleiterelement mit hohem Eingangswiderstand sehr teuer ist. Auch die Montage und Prüfung der erfindungsgemäßen Speichereinrichtung ist vereinfacht und die Anzahl der Ausfälle bei der Fertigung ist geringer.
Im Interesse einer weiteren Kostensenkung wird der Komparator außerdem dazu ausgenutzt, die Regeleinrichtung außer Betrieb" zu setzen, wenn der( Istwert um einen bestimmten Betrag vom Sollwert abweicht'. Diese Sicherheitsfunktion ist notwendig, damit'nicht beim gerollten Abbremsen des Fahrzeuges die Regeleinrichtung wieder das Fahrzeug zu beschleunigen versuchen würde. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird deshalb die Referenzspannung des Komparators mit Beendigung des Zählvorganges verändert. Der Komparator vergleicht also während des Einspeichervorganges das Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers mit dem Istwertsignal, nach Beendigung des Speichervorganges aber mit einer Spannung, die eine geringere Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Ein Istwertgeber 10 liefert an seinem .Ausgang 11 ein Impulssignal, dessen Frequenz proportional zur Fahrgeschwindigkeit ist j und am Ausgang 12 eine Gleichspannung, deren Höhe proportional zur Fahrgeschwindigkeit ist. Diese Gleichspannung am Ausgang 12 dient als Istwert für den Regler 13, dem außerdem über die Leitung 14 ein Sollwertsignal zugeführt wird. Der Regler beinhaltet einen Operationsverstärker 15, der mit einem entsprechenden Rückkopplungsnetzwerk 16 beschaltet ist. Am Ausgang dieses Operationsverstärkers .15 steht ein Signal an, welches von der Differenz zwischen Ist- und Sollwertsignal abhängt und über die Endstufe 17 als Stellsignal für das Stellglied l8 dient. Dieses Stellglied verändert beispielsweise die Drosselklappe eines Kraftfahrzeuges 19, so daß die Geschwindigkeit dem gewünschten Wert angepaßt wird. Aufb'au und Funktionsweise des Istwertgebers, des Reglers, der Endstufe und des Stellgliedes sind bekannt und werden deshalb hier nicht näher erläutert. Einzelheiten sind beispielsweise in unserer Patentanmeldung P 25 37 415-6 beschrieben.
Die übrigen in der Zeichnung dargestellten Bausteine mit Ausnahme der Batterie 20 und des Schalters 21 sind Elemente der Speichereinrichtung 3Oj in der ein der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechender Wert sehr exakt über einen langen Zeitraum hin gespeichert werden soll. Die Speichereinrichtung weist einen Impulszähler 31 mit einen Rücksetzeingang 32, einem Zähleingang 33 und mehreren Ausgängen 34 auf, an die ein Digital-Analog-Wandler 35 angeschlossen ist. Dieser Digital-Analog-Wandler kann im einfachsten Fall durch ein Widerstandsnetzwerk realisiert werden, wobei die unmittelbar an die Aus- ■ gänge des Impulszählers angeschlossenen Widerstände Werte im Verhältnis 1:2:4 usw..aufweisen. Ani Ausgang '36 des Digital-Analog-Wandlers steht dann'eine Gleichspannung an, die proportional der im Zähler 31 gespeicherten Zahl ist.
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Dem Zähleingang wird das Impuls.signal des Istwertgeber 10 über ein durch ein NOR-Gatter realisiertes Tor 40 zugeführt. Dieses Tor wird geöffnet sobald am Steuereingang 41 ein O-Signal (L-Signal sperrt), also nahezu Bezugspotential ansteht.
Zur Speichereinrichtung 30 'gehört weiterhin ein Komparator 50 s der das über die Leitung 51 zugeführte Istwertsignal mit einem Signal vergleicht, das dem Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers proportional aber durch die Widerstände 52, 53 geteilt ist. Wenn dieses am Abgriff 54 des Spannungsteilers anstehende Signal die Höhe des Istwertsignales erreicht, schaltet der Komparator 50 um und an seinem Ausgang entsteht ein L-Signal.
Zu der Speichereinrichtung gehört weiterhin 'eine Steuerstufe •60, die eine aus den NOR-Gattern 61 und 62 realisierte bistabile Kippstufe aufweist. Die beiden Eingänge dieser Kippstufe sind mit 63 und 64.bezeichnet, der Ausgang 65 ist an den Steuereingang 4l des Tors 40 angeschlossen und der Ausgang 66 ist über eine Schalterdiode 67 und einen Widerstand
68 mit dem Abgriff 54 des Spannungsteilers verbunden. Den Eingängen der Steuerstufe 60 wird einmal über den Kondensator
69 das Ausgangssignal des Komparators und zum anderen über den Kondensator 70 ein durch den Schalter 21 ausgelöstes Signal zugeführt.
Die Speichereinrichtung funktioniert in der beschriebenen Regeleinrichtung wie folgt:
Im Ruhezustand liegt am Ausgang 65 der Steuerstufe 60 ein L-Signal, so daß das Tor 40 gesperrt ist. Damit können keine Impulse des Istwertgebers 10 in den Zähler 31 übernommen. ' werden. Die beiden Eingänge 63 und 64 der Steuer.stufe liegen nahezu auf Bezugspotential.
■ - β -
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R. 2 3 1 ο'
Wird nun der Schalter 21 geschlossen und danach wieder geöffnet, springt die Spannung am Eingang 64 der Steuerstufe 60 auf einen positiven Wert. Dieser Spannungssprung steht auch am Rücksetzeingang 32 des Impulszählers 31 an, so daß dieser auf einen bestimmten Zählerstand, vorzugsweise den Zählerstand Null zurückgesetzt wird. Außerdem wird durch diesen Spannungssprung die Steuerstufe 60 in die andere stabile Lage gekippt, so daß am Ausgang .65 die Spannung auf nahezu Bezugspotential fällt. Das Tor 40 wird damit geöffnet und die Impulse des Istwertgebers 11 in dem Impulszähler 31 aufsummiert. Dadurch steigt am Ausgang 36 des Digital-Analog-Wandlers die Spannung treppenförmig an und erreicht schließlich einen solchen Wert, daß am Abgriff 54 des Spannungsteilers aus den Widerständen 52 und 53 eine Spannung ansteht, die der vom Istwertgeber gelieferten, geschwindigkeit sproportionalen Gleichspannung entspricht. In diesem Moment schaltet der Komparator 50 um und triggert über den Kondensator 69 die bistabile Kippstufe 60. Am Ausgang 65 springt die Spannung wieder auf annähernd positive Betriebsspannung und .das Tor 40 wird damit gesperrt. Auf diese Weise wird also in dem Impulszähler eine Zahl gespeichert, die nach Umwandlung mittels des Digital-Analog-Wandlers genau proportional zum je- ' weiligen Istwert ist. Es ist leicht einzusehen, daß Störungen, seien es nun zusätzliche Störimpulse oder Impulsunterdrückungen, "allenfalls die Einspeicherzeit, nicht aber die Genauigkeit der Speicherung beeinflussen, weil der Zählerstand im Zähler 31 fortlaufend so lange erhöht wird, bis ein die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit repräsentierender Wert als Sollwert gespeichert ist.
Durch die Linie 80 zwischen dem Ausgang des Komparators 50 und der Endstufe 17 soll angedeutet sein, daß die Endstufe oder auch die' gesamte Regeleinrichtung abgeschaltet wird, wenn am Ausgang des Komparators über einen kurzen Zeitraum ein L-Signal ansteht. Damit soll auf schaltungstechnisch einfache Weise sichergestellt werden, daß beim willkürlichen Bremsen
_ 7 —
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der Regler abgeschaltet wird, spätestens wenn die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit um einen bestimmten Betrag unter dem voreingestellten Sollwert liegt. Zur Wirkungsweise wird auf folgendes hingewiesen:
Am Abgriff 54 steht eine Referenzspannung des Komparators 50 an, deren Wert abhängt von der Ausgangsspannung des Digital-Analog-Wandlers und dem Verhältnis der Widerstände 52 und 53. Dieser Abgriff 54 ist aber über den Widerstand 68 und die Diode 67 mit dem Ausgang der Steuerstufe 66 elektrisch leitend verbunden. Die Diode 67 ist dabei so geschaltet, daß sie leitet, sobald der Ausgang 66 der Steuerstufe auf Bezugspotential springt. Dann liegt der Widerstand 68 parallel zum Widerstand 53 und die Referenzspannung am Abgriff 54 wird verkleinert. Wenn dagegen am Ausgang 66 der Steuerstufe nahezu positives Potential anliegt, ist die Diode 67' gesperrt, so daß das Teilerverhältnis zwischen den Widerständen 52 und .53 nicht beeinflußt wird.
Da der Ausgang 66 komplementär zum Ausgang 65 umgeschaltet wird, wird die Referenzspannung unmittelbar mit Beendigung des Zählvorganges herabgesetzt. Das am Ausgang des Komparators bei Beendigung des Zählvorganges anstehende L-Signal, welches die Steuerstufe 60 dynamisch triggert, verschwindet also sofort wieder, weil die Referenzspannung am Abgriff 54 erniedrigt wird. Dieser Vorgang läuft so schnell ab, daß die Endstufe no'ch nicht abgeschaltet hat. Am Ausgang des Komparators 50 erscheint nun erst wieder ein L-Signal, wenn die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit bzw. die Spannung an der Leitung 51 unter die aufgrund des umgeschalteten Spannungsteilers niedrigere Spannung am Abgriff 54 abfällt. Wesentlich ist dabei, daß trotz dieser Umschaltung des Spannungsteilers die im Zähler 31 gespeicherte Zahl, welche die Sollgeschwindigkeit repräsentiert, nicht verändert wird, bis über den Handschalter 21 ein neuer Speichervorgang ausgelöst wird.
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Claims (6)

  1. · R. 20 1 Q
    Ansprüche
    l.yRegeleinrichtung für die Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit einem Istwertgeber, einer Speichereinrichtung für ein der gewünschten Fahrgeschwindigkeit proportionales
    Sollwertsignal, das aus dem Istwertsignal abgeleitet und bei Betätigung eines Sehalters in die Speichereinrichtung übertragbar ist, und einem Regler zum Vergleich von Ist- und
    Sollwertsignal und zur Erzeugung eines von der Differenz
    dieser Signale abhängigen Stellsignales für ein die Fahrgeschwindigkeit beeinflussendes Stellglied, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (30) einen Impulszähler (3I)5 einen diesem nachgeschalteten Digital-Analog-Wandler (35) zur Bildung des Sollwertsignales aus dem die
    Sollgeschwindigkeit repräsentierenden Zählerstand sowie einen "Komparator (50) zum Vergleich von Soll- und Istwertsignal
    aufweist, wobei der Zählvorgang durch das Ausgangssignal des Komparators (50) gestoppt wird.
  2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein bei Betätigung des Schalters ausgelostes Triggersignal der Impulszähler (31) gesetzt und der Zählvorgang gestartet wird.
    - 9 " 709816/0169
    Κ· 20 1 ΰ
  3. 3· Regeleinrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Impulszähler (31) ein Impulssignal zugeführt wird, dessen Impulsfrequenz der Fahrgeschwindigkeit proportional ist.
  4. 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, bei der der Istwertgeber einen Tachogenerator aufweist, aus dessen Ausgangssignal ein Impulssignal mit der Fahrgeschwindigkeit proportionaler Frequenz abgeleitet wird, aus der durch Mittelwertbildung das Istwertsignal entsteht, dadurch gekennnzeichnet, daß das aus dem Ausgangssignal des Tachogenerators abgeleitete Impulssignal dem Impulszähler (31)■zugeführt wird.
  5. 5. Regeleinrichtung nach wenigstens einem der verhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerstufe (60) mit einer bistabilen Kippstufe mit zwei dynamischen Eingängen (63, 64), denen ein vom Schalter (21) ausgelöstes Triggersignal bzw. das Ausgangs signal des !Comparators (50) zugeführt werden, und einem ersten Ausgang (65), der an den Steuereingang (4l) eines Tores (40) angeschlossen ist, das vor den Zähleingang (33) des Impulszählers (31·) geschaltet ist.
  6. 6. Regeleinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung des Komparators (50) mit Beendigung des Zählvorganges veränderbar ist.
    - 10 -
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    - >er- κ. 2: ι ο"
    7, Regelexnrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung durch einen umschaltbaren Spannungsteiler (52, 53, 68, 67) festgelegt ist.
    709816/0169
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