-
Stand der Technik
-
Die Erfindung geht aus von einer Regeleinrichtung nach der Gattung
des Hauptanspruchs. Es ist schon-eine solche Regeleinrichtung aus der DE-OS 2 546
529 bekannt, bei der jedoch bei Fahrgeschwindigkeitsänderungen plötzlich der neue
Sollwert vorgegeben wird. Da die Fahrgeschwindigkeit relativ träge reagiert, besteht
die Gefahr von Regelschwingungen, die zumindest einige Perioden nach Erreichen des
neuen Sollwerts andauern. Um ein solches Überschwingen zu verringern ist es aus
der DE-OS 2 537 415 bekannt, einen Regler mit PD-Verhalten einzusetzen. Bei einem
solchen PD- bzw. P-Regler wird durch unterschiedliche Belastungen und variables
Spiel in der Stellgliedanlenkung die geregelte Geschwindigkeit nach dem Setzvorgang
ungenau.
-
Wird dagegen ein I-Regler verwendet, so erzielt man einen schlechteren
Komfort.
-
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Überführung
des Istwerts auf einen davon verschiedenen Sollwert mittels einer vorgegebenen Rampe
der Fehler nach jedem Setzvorgang 0 wird sowie ein weicher Übergang erzielt werden
kann, wodurch ein guter Fahrkomfort erreichbar ist. Durch die langsame Rampe wird
der Rampenwert so lange verschoben, bis der Istwert gleich dem Sollwert ist. Dann
wird der Rampenwert als Sollwert fixiert.
-
Dadurch werden alle, den Setzvorgang beeinflussenden Dinge eliminiert.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung
möglich. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Rampe mit zwei unterschiedlichen
Steigungen,
wobei eine betragsmäßig zunächst größere Steigung in eine betragsmäßig kleinere
Steigung am Ende der Rampe übergeht. Dadurch wird ein noch weicherer Übergang auf
die neue Fahrgeschwindigkeit erzielt.
-
Eine optimale Realisierung erzielt man durch die Verwendung eines
Mikrorechners, verzugsweise eines 1-Chip-Mikrorechners. Die digitale Regeleinrichtung
ist auf diese Weise sehr einfach und preisgünstig bei kleinem Bauvolumen zu realisieren.
-
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.
1 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung eines Ausführungsbeispiels, Fig. 2 ein Diagramm
zur Erläuterung eines über die Regeleinrichtung bewirkten Beschleunigungsvorgangs
und Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des Vorgangs der Überführung der Fahrgeschwindigkeit
auf einen zuvor gespeicherten Sollwert.
-
Beschreibung der Erfindung Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels
ist eine Klemme 10, an der ein positives Potential liegt, über einen Hauptschalter
11 zur Einschaltung der Spannungsversorgung mit fünf vorzugsweise als Tastschalter
ausgebildeten Schaltvorrichtungen 12 bis 16 verbunden. Die Schalter 12 und 13 sind
als Brems- bzw. Kupplungsschalter ausgebildet und werden geschlossen, wenn die mechanisch
damit verbundene Bremse bzw. Kupplung des Kraftfahrzeuges betätigt wird. Beide Schalter
12, 13 sind an je einem Eingang eines ODER-Gatters 17 angeschlossen, dessen Ausgang
sowohl mit einem Eingang eines weiteren ODER-Gatter 18 wie auch mit
dem
Rücksetzeingang R eines Flipflops 19 verbunden ist.
-
Die Schalter 14-bis 16 sind die Befehlsschaltung für die Regeleinrichtung.
Der erste Schalter 14 ist als Wiederaufnahmeschalter geschaltet, d.h. bei seiner
Betätigung wird eine zuvor gespeicherte Soll-Fahrgeschwindigkeit wieder aufgenommen.
Der zweite Schalter 15 ist als Verzögerungsschalter und der dritte Schalter 16 als
Beschleunigungsschalter geschaltet, d.h., während einer Betätigung eines dieser
Schalter erfolgt ein Verzögerungs- bzw. Beschleunigungsvorgang. Zusätzlich dienen
diese Schalter 15, 16 bei kurzzeitiger Betätigung der Speicherung und Beibehaltung
der augenblicklich vorliegenden Fahrgeschwindigkeit.
-
Die Schalter 14 bis 16 sind sowohl an je einem Eingang eines ODER-Gatters
20 wie auch an drei UND-Gatter 21 bis 23 angeschlossen, wo bei jedem Schalter 14
bis 16 ein UND-Gatter 21 bis- 23 zugeordnet ist. Die Ausgänge der drei UND-Gatter
21 bis 23 sind über ein ODER-Gatter 24 sowohl an den Setzeingang S des Flipflops
19, wie auch an einen weiteren Eingang des ODER-Gatters 18 angeschlossen. Der Hauptschalter
11 ist sowohl über einen Inverter 25 mit einem weiteren Eingang des ODER-Gatters
16, wie auch direkt mit einem weiteren Eingang des ODER-Gatters 18 verbunden, dessen
Ausgang an eine Klemme 26 angeschlossen ist. Diese Klemme 26 ist in nicht näher
dargestellter Weise mit den Rücksetzeingängen sämtlicher Speichervorrichtungen (z.B.
Flipflops und Zähler) mit Ausnahme des Ist- und Sollwertspeichers verbunden, die
später noch näher beschrieben werden.
-
Die Ausgänge der UND-Gatter 22, 23 sind weiterhin über ein ODER-Gatter
27 an einen Eingang eines ODER-Gatters 28 angeschlossen, dessen Ausgang an den Setzeingang
S eines Flipflops 29 und dessen zweiter Eingang an den Ausgang des UND-Gatters 21
sowie an den Setzeingang
eines weiteren Flipflops 30 angeschlossen
ist. Der Ausgang des ODER-Gatters 27 ist über ein auf die Rückflanke eines Signals
wirkendes Verzögerungsglied 31 sowie über ein dazu in Reihe geschaltetes ODER-Gatter
32 an den Rücksetzeingang R des Flipflops 29 angeschlossen. Weiterhin ist der Ausgang
des ODER-Gatters 27 über einen Inverter 33 an einen Eingang eines UND-Gatters 34
angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Flipflops 29 und dessen
dritter Eingang mit einer Klemme 35 verbunden ist, an die eine Taktfrequenz f1 angelegt
ist. Schließlich ist der Ausgang des ODER-Gatters 27 noch an einen Eingang eines
UND-Gatters 36 angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit einer eine zweite Taktfrequenz
f2 führenden Klemme 37 verbunden ist. Der Ausgang des Flipflops 30 ist an einen
Eingang eines UND-Gatters 38 angeschlossen, dessen zweiter Eingang mit einer eine
dritte Taktfrequenz f3 führenden Klemme 39 verbunden ist.
-
Die Ausgänge der UND-Gatter 34, 36, 38 sind über ein ODER-Gatter 40
mit dem Takteingang C eines als Hilfs-Sollwert-Speichereinrichtung verwendeten digitalen
Zählers 41 verbunden. Der Ausgang des ODER-Gatters 24 ist über ein z.B. als monostabile
Schaltstufe ausgebildetes Zeitglied 42 zur Erzeugung eines kurzen Setzimpulses mit
dem Setzeingang S des Zählers 41 verbunden.
-
Der Ausgang des UND-Gatters 23 ist über ein ODER-Gatter 43 an den
Zählrichtungseingang U/D (up/down) des Zählers 41 angeschlossen.
-
Die Ausgänge der UND-Gatter 22, 23 sind weiterhin über ein NOR-Gatter
44 an den Triggereingang eines weiteren Zeitglieds 45 angeschlossen, das zur Erzeugung
eines kurzen Setzsignals für eine mit dem Ausgang des Zeitglieds 45 verbundenen
digitalen Zählers 46 dient. Dieser Zähler 46 ist als Sollwert-Speicher geschaltet.
-
Ein Drehzahlgeber 47 dient zur Erzeugung einer drehzahlproportionalen
Frequenz und besteht aus einer, mit einem Fahrzeugrad gekuppelten drehbaren Scheibe
48, die umfangsseitig eine Vielzahl von ferromagnetischen Marken 49 aufweist. Diese
ferromagnetischen Marken werden an einem induktiven Aufnehmer 50 vorbeigeführt und
induzieren dort jeweils einen Impuls. Die Ausgangsfrequenz des Drehzahlgebers 47
wird in einem Frequenz-Zahlenwandler 51 in ein Datenwort, insbesondere eine binäre
Zahl umgewandelt und als soche einem digitalen Zähler 52 zugeführt, der als Istwert-Speichervorrichtung
geschaltet ist und laufend die anliegenden Istwerte einspeichert. Ein Frequenz-Zahlenwandler
ist z.B. aus der US-PS 3 928 797 bekannt, jedoch sind - wie auch für den Drehzahlgeber
-verschiedene bekannte Prinzipien und Ausführungsformen einsetzbar.
-
Die Zahlenausgänge des Istwert-Speicher 52 sind über eine Klemmenanordnung
53 mit Zahleneingängen folgender Bauelemente verbunden: Dem Hilfs-Sollwert-Speicher
51, dem Sollwert-Speicher 46, den Eingängen B eines ersten digitalen Komparators
54, den Eingängen B eines zweiten digitalen Komparators 55, den Eingängen B eines
dritten digitalen Komparators 56, den Eingängen A eines vierten digitalen Komparators
57, einer Subtrahierstufe 58 (vorzugsweise als Addierstufe realisiert), einem digitalen
Zähler 59 sowie einer Regelungs-Vergleichsstelle 60 (gewöhnlich als Addierstufe
realisiert). Die Zahlenausgänge der Hilfs-Sollwert-Speichereinrichtung 41 sind ebenfalls
an die Regelungs-Vergleichsstelle 60 angeschlossen, deren Ausgänge über eine Regelstufe
61 an eine weitere Regelungs-Vergleichs stelle 62 angeschlossen sind. Diese Regelstufe
61 kann in Abhängigkeit der gewünschten Regeleigenschaften P-, I- , D-, Verhalten
oder kombiniertes Verhalten aufweisen.
-
Im eingangs angegebenen Stand der Technik ist für eine
Regeleinrichtung
für die Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs ein PD-Regler eingesetzt und beschrieben.
-
Die Zahlenausgänge der Sollwert-Speichereinrichtung 46 sind mit den
Zahleneingängen folgender Bauelemente verbunden: Den Eingängen A des ersten digitalen
Komparators 54, der Substraierstufe 58, den Eingängen A eines fünften digitalen
Komparators 63, eines Festwertspeichers (ROM) 64, dessen Ausgänge an die Regelungs-Vergleichsstelle
62 angeschlossen sind. Die Zahlenausgänge des Zählers 59 sind an die Eingänge B
sowohl des vierten digitalen Komparators 57, wie auch des fünften digitalen Komparators
63 und weiterhin über einen Festwertspeicher (ROM) 65 an die Eingänge A des dritten
digitalen Komparators 56 angeschlossen. Die Ausgänge der Komparatoren 57, 63, an
denen ein Signal erzeugt wird, wenn die an den Eingängen A anliegende Zahl größer
ist als die an den Eingängen B anliegende Zahl, sind über ein UND-Gatter 66 und
ein in Reihe dazu geschaltetes ODER-Gatter 68 mit dem Setzeingang S des Zählers
59 verbunden.
-
Der Ausgang des ODER-Gatters 20 ist. über ein Zeitglied 67 ebenfalls
mit einem Eingang des ODER-Gatters 68 des Zählers 59 verbunden.
-
An die Zahleneingänge A des zweiten digitalen Komparators 55 ist über
eine Klemmenanordnung 69, vorzugsweise durch feste Verdrahtung, ein Zahlenwert angelegt,
der die Schwelle für eine minimale Fahrgeschwindigkeit Vmin vorgibt, unterhalb derer
eine Abschaltung der Regeleinrichtung erfolgt.
-
Die Ausgänge der digitalen Komparatoren 55, 56, an denen ein Ausgangssignal
erzeugt wird, wenn der an den Eingängen A anliegende Zahlenwert kleiner ist als
der an den Eingängen B anliegende Zahlenwert, sind über ein NOR-Gatter 70 an einen
weiteren Eingang des ODER-Gatters 70 angeschlossen.
-
Weiterhin ist dieser Ausgang des zweiten digitalen Komparators
55
mit je einem weiteren Eingang der UND-Gatter 21 bis 23 verbunden.
-
Ein Ausgang des ersten digitalen Komparators 54, an dem ein Ausgangssignal
erzeugt wird, wenn der an den Eingängen A anliegende Zahlenwert größer ist als der
an den Eingängen B anliegende Zahlenwert, ist mit einem weiteren Eingang des ODER-Gatters
43 verbunden. Ein zweiter Ausgang dieses Komparators 54, an dem ein Ausgangssignal
erzeugt wird, wenn die Eingangs zahlenwerte gleich groß sind, ist an einen weiteren
Eingang des ODER-Gatters 32 angeschlossen. Die Zahlenausgänge der Subtraierstufe
58 sind an Zahleneingänge A eines sechsten digitalen Komparators 71 angeschlossen.
-
Über eine Klemmenanordnung 72 ist vorzugsweise durch feste Verdrahtung
an die Zahleneingänge B des Komparators 71 ein Zahlenwert angelegt, der proportional
einer Geschwindigkeitsdifferenz ist, die den Knickpunkt der Rampensteigung beim
Wiederaufnahmevorgang vorgibt. Der Ausgang des sechsten digitalen Komparators 71,
an dem ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die eingangs anliegenden Zahlenwerte
gleich groß sind, ist an den Rücksetzeingang R des Flipflops 30 angeschlossen.
-
Die Zahlenausgänge der zweiten Regelungs-Vergleichsstelle 62 sind
mit Zahleneingängen A eines siebten digitalen Komparators 73 sowie mit Zahleneingängen
B eines achten digitalen Komparators 74 verbunden. Über eine Klemme 75 ist vorzugsweise
durch feste Verdrahtung an die Zahleneingänge B des Komparators 73 ein Zahlenwert
angelegt, der einer maximalen Stellgröße Smax entspricht, die nicht überschritten
werden soll. Über eine Klemme 76 ist vorzugsweise durch feste Verdrahtung den Zahleneingängen
A des Komparators 74 ein Zahlenwert zugeführt, der einer minimalen Stellgröße Smin
entspricht, die nicht unterschritten werden soll. Die Ausgänge der Komparatoren
73, 74, an denen ein Ausgangssignal erzeugt
wird, wenn der an den
Zahleneingängen A anliegende Zahlenwert größer ist als der an den Zahleneingängen
B anliegende Zahlenwert, sind über ein NOR-Gatter 77 an einen weiteren Eingang des
UND-Gatters 36 angeschlossen.
-
Weiterhin sind die Zahlenausgänge der zweiten Regelungs-Vergleichsstelle
62 einem Stellregelkreis 78 zugeführt, das einen Stellantrieb 79 aufweist, der z.B.
als Stellmotor oder Stellmagnet ausgebildet sein kann. Durch diesen Stellantrieb
79 ist ein die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs beeinflussendes Element 80 bewegbar,
das in Fig. 1 als Drosselklappe in einem Saugrohr 81 der Brennkraftmaschine ausgebildet
ist. Andere, die Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs beeinflussende Elemente sind
z.B. der Zündzeitpunkt, bzw. die Zündung überhaupt, oder bei einem Einspritzmotor
die Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe oder der Schaltzeitpunkt der Einspritzventile.
Stellregelkreise mit Stellantrieben sind aus dem eingangs angegebenen Stand der
Technik bekannt und auch in digitaler Form durch die DE-OS 2 746 545 vorgeschlagen
worden. Ein Sperreingang für den Stellregelkreis, bzw. den Stellantrieb, ist mit
dem Ausgang des Flipflops 19 verbunden.
-
Die drei verwendeten und an die Klemmen 35, 37, 39 angelegten Takt
frequenzen f1 bis f3 können vorzugsweise durch einen nicht näher dargestellten Taktfrequenzgenerator
erzeugt werden, wobei unterschiedliche Frequenzen durch Frequenzteilung erzeugt
werden. Die vier verwendeten Taktfrequenzen brauchen nicht in jedem Fall verschieden
zu sein mit Ausnahme der beiden Frequenzen zur Erzeugung der unterschiedlichen Rampensteigungen.
-
Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels
soll im folgenden anhand der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Diagramme erläutert
werden. Zunächst sei davon ausgegangen, daß sich das Fahrzeug mit einer bestimmten
Geschwindigkeit
bewegt und der Hauptschalter 11 geschlossen ist. Das Fahrzeug soll nun mittels der
Regeleinrichtung beschleunigt werden. Dazu wird der Beschleunigungsschalter 16 betätigt,
wodurch das Flipflop 29 gesetzt wird. Gleichzeitig wird über das ODER-Gatter 24
das Flipflop 19 gesetzt, wodurch die Sperrung des Stellregelkreises 78, bzw. des
Stellantriebs 79 aufgehoben wird. Gleichzeitig erfolgt über das ODER-Gatter 18 und
die Klemme 26 - wie bereits beschrieben - eine Initialisierung der Speichereinrichtung.
-
Durch den kurzen Impuls des Zeitglieds 42 wird der Zähler 41 mit dem
Speicherinhalt des Istwert-Speichers 52 geladen.
-
Während (ab dem Zeitpunkt tl) durch Betätigung des Schalters 16 das
Signal U16 vorliegt ist das UND-Gatter 34 durch das Signal am Ausgang des Inverters
33 gesperrt. Das UND-Gatter 36 ist durch dieses Signal U16 jedoch geöffnet und die
Taktfrqequenz f2 kann zum Takteingang C des Zählers 41 gelangen und zählt ab dem,
dem Istwert entsprechenden Zahlenwert aufwärts, da durch das Signal U16 am Ausgang
des ODER-Gatters 63 ein 1-Signal anliegt, das den Aufwärts-Zählvorgang bewirkt.
An der Regelungs-Vergleichsstelle 60 wirkt sich dieses Aufwertszählen als Veränderung
des Soll-Werts aus, was sich wiederum an der Regelungs-Vergleichsstelle 62 als scheinbare
Verkleinerung des Istwerts bemerkbar macht.
-
Die sich daraus ergebende Stellgröße bewirkt über den Stellregelkreis
78 und die Brennkraftmaschine eine Vergrößerung der Leistung und somit des tatsächlichen
Istwerts, also eine Vergrößerung des Zahlenwerts im Istwert-Speicher 52.
-
Diese Vergrößerung dauert solange an, bis der Schalter 16 wieder geöffnet
wird, bzw. der als Taste ausgebildete Schalter 16 zum Zeitpunkt t2 losgelassen wird.
Das UND-Gatter 36 sperrt die Taktfquenz f 2 und die kleinere Taktfrequenz f1 kann
nunmehr über das UND-Gatter 34 an den Takteingang C des Zählers 41 gelangen, gleichzeitig
erfolgt durch das Signal am Ausgang des UND-Gatters 23 über das ODER-Gatter 43 eine
Umkehr der Zählrichtung, die durch das Ausgangssignal
des Vergleichers
54 festgelegt wird. Schließlich wird zum Zeitpunkt t2 durch die Rückflanke des Signals
U16 über das NOR-Gatter 44 das Zeitglied 45 getriggert, dessen kurzer Auysgangsimpuls
eim Setzen des Solwert-Speichers 46 mit dem augenblicklich vorliegenden Istwert
bewirkt. An der Regelungs-Vergleichsstelle 62 liegt nun ein Sollwert vor, der mit
Hilfe des gespeicherten Werts im Sollwert-Speicher 46 aufgrund der Arbeitskennlinie
der Regeleinrichtung durch den Festwertspeicher 64 gebildet wird. Dabei bilden die
im Sollwert-Speicher 46 niedergelegten Zahlenwerte die Adressen für den Festwertspeicher
64. Infolge der nicht vermeidbaren Trägheit eines Regelsystems überschreitet der
Istwert nach dem Zeitpunkt t2 um einen kleinen Betrag den Sollwert. Die Rückführung
wird durch die abfallende Rampe infolge der Taktfrequenz fl unterstützt. Ist der
gespeicherte Sollwert zum Zeitpunkt t3 gleich dem gespeicherten Istwert, so wird
am Ausgang "A=B" des Komparators 54 ein Rücksetzsignal für das Flipflop 29 erzeugt,
durch das der Zählvorgang im Zähler 41 beendet wird.
-
Wenn sich das Fahrzeug mit der eingestellten Fahrgeschwindigkeit bewegt
und nun z.B. infolge einer Gefahrensituation die Bremse oder die Kupplung des Fahrzeugs
betätigt wird, so wird dadurch einer der beiden Schalter 12, 13 betätigt, was sowohl
über die Klemme 26 zu eine Initialisierung der Speichervorrichtungen, wie auch zu
einem Rücksetzen des Flipflops 19 führt. Durch dieses wird der Stellregelkreis 78,
bzw. der Stellantrieb 79 auf die Leerlaufstellung rückgeführt und das Fahrzeug wird
nicht mehr durch die Regeleinrichtung beeinflußt. Wird nun der Wiederaufnahmeschalter
drei Flipflops 19, 29, 30 gesetzt, wodurch einmal die Sperrung des Stellantriebs
79 aufgehoben wird und gleichzeitig die Takt frequenzen f1 und f3 dem Takteingang
C des Zählers 111 zugeführt werden. Diese Vorgänge sind in Fig. 3 dargestellt und
beginnen zum Zeitpunkt t4. Der Zähler 41 wird auf den zu diesem zeitpunkt vorliegenden
Wert des Istwert
-Speichers 52 gesetzt. Da der an den Eingängen
A des Komparators 54 anliegende Sollwert zu diesem Zeitpunkt größer ist als der
an den Eingängen B anliegende Istwert wird am Ausgang "A> B" ein Signal erzeugt,
das über das ODER-Gatter 43 ein Aufwärts zählen im Zähler 41 bewirkt. Dieser Aufwertszählgang
dauert solange, bis der Differenzbetrag von Sollwert und Istwert, der am Ausgang
der Subtrahierstufe 58 vorliegt, den Wert # v erreicht hat, der z.B. drei Stundenkilometer
betragen kann. Ist diese Gleichheit erreicht, so wird durch den Ausgang des Komparators
71 das Flipflop 30 rückgesetzt, wodurch das UND-Gatter 38 gesperrt wird. Ab diesem
Zeitpunkt t5 erfolgt ein Weiterzählen im Zähler 41 nur durch die Frequenz f1, wodurch
sich eine flachere Rampensteigung ergibt. Diese flachere Rampensteigung führt den
Istwert langsam an den Sollwert heran, wobei der Arbeitspunktabgleich durchgeführt
wird. Erreicht der Istwert den Sollwert zum Zeitpunkt t6, so erfolgt wie zuvor beschrieben
ein Rücksetzen des Flipflops 29 durch den Ausgang "A=B" des Komparators 54. Der
Zählvorgang im Zähler 41 ist beendet.
-
Die zuvor beschriebenen Vorgänge funktionieren in entsprechender Weise
auch in umgekehrter Richtung, d.h. bei Betätigung der Wiederaufnahmetaste 14 bei
einer über der Soll-Geschwindigkeit liegenden Ist-Geschwindigkeit verlaufen die
Zählvorgänge in umgekehrter Zählrichtung, da die Bedingung "A>B" nicht mehr gegeben
ist, und über den Komparator 54 dem Zählrichtungseingang U/D des Zählers 41 ein
O-Signal zugeführt wird. Ebenso verhält es sich bei einer durch die Regeleinrichtung
bewirkten Verzögerung durch Betätigung des Verzögerungsschalters 15. Auch hier verläuft
in Umkehrung von Fig. 2 der erste Teil der Rampe mit negativer Steigung, während
der zweite, flachere Teil der Rampe eine positive Steigung aufweist, da durch das
entstehende, geringe Überschwingen des Istwerts unter den Sollwert nach Loslassen
der Taste über den Ausgang
"A > B" des Komparators 54 ein 1-Zählrichtungssignal
für die positive Zählrichtung erzeugt wird.
-
Das Zeitglied 31 verhindert das Abschalten des Anpassungsvorgangs
im Moment des Loslassens der Taste 16 bzw. 15, da in diesem Moment Gleichheit zwischen
Sollwert und Istwert besteht. Dadurch würde der Komparator 54 über das ODER-Gatter
32 das Flipflop 29 rücksetzen. Da das Fahrzeug nun beschleunigt, wird die Gleichheit
aufgehoben und der Anpassungsvorgang läuft geregelt.
-
Wird eine der Tasten 15, 16 kurzzeitig betätigt, so findet zwar gemäß
Fig. 2 ein kurzzeitiger Zählvorgang in positiver bzw. negativer Richtung im Zähler
41 statt, dieser wirkt sich jedoch kaum aus, da bei dieser geringfügigen Änderung
des Zählerstands sofort eine Nachregelung.gemäß Fig. 2 erfolgt. Praktisch wird bei
einer solchen kurzzeitgen Betätigung der augenblickliche Istwert der Fahrgeschwindigkeit
gespeichert und beibehalten.
-
Um zu verhindern, daß die Stellgröße durch.die Regeleinrichtung auf
Werte verändert wird, die durch den Stellregelkreis bzw. den Stellantrieb nicht
mehr realisiert werden können, ist durch die Komparatoren 73, 74 eine Begrenzung
der Stellgröße vorgesehen worden. Wenn entweder die an dem Komparator 73 angelegte
maximale Stellgröße Smax durch die tatsächliche Stellgröße überschritten wird oder
die an dem Komparator 75 angelegte minimale Stellgröße Smin unterschritten wird,
so erzeugt der entsprechende Komparator 73, 74 ein Ausgangssignal, durch das das
UND-Gatter 36 gesperrt wird und einen weiteren Zählvorgang im Beschleunigungsfall
und Verzögerungsfall im Zähler 41 beendet.
-
Um ein versehentliches Einschalten der Regeleinrichtung bei kleinen
Geschwindigkeiten, insbesondere beim Rangieren
des Kraftfahrzeugs,
beim Rückswertsfahren oder bei Ausfall des Drehzahlgebers zu verhindern, ist durch
den Komparator 55 eine minimale Fahrgeschwindigkeit Vmin vorgegeben, unterhalb derer
die UND-Gatter 21 bis 23 ständig gesperrt sind.
-
Über das NOR-Gatter 70 und das ODER-Gatter 17 wird ein ständiges Rücksetzsignal
für das Flipflop 19 gebildet, durch das der Stellantrieb 79 gesperrt ist.
-
Da beim Regeln sämtliche Vorgänge über Rampen gesteuert werden, ist
die Abweichung Sollwert minus Istwert gering und kann als Sicherheitsfunktion herangezogen
werden. Wenn die Differenz Sollwert minus Istwert einen gewissen Wert überschritten
hat, deutet dies auf eine Fehlfunktion hin, z.B. die Unterbrechung der Signalleitung
von der Bremse oder der Kupplung, deren Signal zu einem Abschalten führen müßte.
-
In diesem Fall soll der Regler automatisch abgeschaltet werden. An
dem Zähler 59 liegt ständig der Istwert an. überschreitet der Sollwert den augenblicklich
im Zähler 59 vorliegenden Istwert, so wird über den Komparator 63 und das UND-Gatter
66 ein ständiges Setzsignal für den Zähler 59 erzeugt, sofern gleichzeitig der im
Zähler 59 gespeicherte Wert kleiner als der tatsächliche Istwert ist. Diese zweite
Bedingung wird durch den Komparator 57 vorgegeben. Im Zähler 59 ist somit ständig
der Spitzenwert des Istwerts gespeichert, solange der Sollwert über dem Istwert
bleibt. Wird das Fahrzeug bei dieser Bedingung langsamer, so nimmt der Istwert ab,
der im Zähler 59 gespeicherte Wert bleibt jedoch erhalten. Im Festwertspeicher 65
ist nun eine Funktion gespeichert, die die Schwelle angibt, unterhalb der eine Hilfsabschaltung
erfolgen soll. Diese Funktion ist z.B.: Za-= 0,75 . Ze + Z10 (Za = Ausgangszahlenswert,
Ze = Eingangszahlenwert, Z10 = Zahlenwert dem eine Geschwindigkeit von 10 Stundenkilometern
entspricht). Sinkt also der Istwert auf dreiviertel seines
Werts
zuzüglich 10 Stundekilometer ab, so wechselt das 1-Signal am Ausgang des Komparators
56 auf ein O-Signal, durch das über das NOR-Gatter 70 und das ODER-Gatter 17 das
Flipflop 19 rückgesetzt wird und den Stellantrieb abschaltet. Durch die in den Festwertspeicher
eingegebene Funktion kann die Abschaltschwelle variabel als Funktion der Geschwindigkeit
vorgegeben werden.
-
Bei Öffnen des Hauptschalters 11 erfolgt über den Inverter 25 und
das ODER-Gatter 17 ebenfalls ein Rücklaufbefehl auf Leerlaufstellung für den Stellantrieb
79.
-
Die Funktionen der zuvor beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten
Regeleinrichtung können vorzugsweise durch einen Mikrorechner realisiert werden,
insbesondere einen 1-Chip-Mikrorechner, wie er im Handel erhältlich ist. Dies führt
zu einer einfachen und billigen Realisierung bei geringem Platzbedarf. Die zuvor
beschriebenen Funktionen werden einem solchen Mikrorechner in einer dem Fachmann
geläufigen Weise als Programm eingegeben.
-
Im folgenden sollen in tabellarischer Form im Handel erhältliche Bauteile
aufgeführt werden, die z.B. in der angegebenen Schaltung Verwendung finden können.
Die Bauteile sind mit ihrer Typennummer gekennzeichnet. Der in Klammern angegebene
Hersteller dient als Beispiel und muß nicht der einzige Hersteller für das jeweilige
Bauteil sein: 1-Chip-Mikrorechner 8048 bzw. 8021 (Intel) Festwertspeicher (ROM)
CDP 1833 CD (RCA) Digitaler Zähler 4029 (RCA) Digitaler Komparator MC 14585 (Motorola)