DE3001662A1

DE3001662A1 - Elektrische vorrangschaltung fuer ein geschwindigkeitsregelsystem

Info

Publication number: DE3001662A1
Application number: DE19803001662
Authority: DE
Inventors: John Noddings
Original assignee: Associated Engineering Ltd
Current assignee: Associated Engineering Ltd
Priority date: 1979-01-23
Filing date: 1980-01-18
Publication date: 1980-07-24
Also published as: GB2041604A; GB2041604B; IT8009324A0; SE8000493L; JPS5598627A; US4312419A; BE881303A; NL8000329A; FR2447287A1; FR2447287B1; SE444150B; IE800124L; IE49884B1; IT8009324A1; IT1153755B; ZA80391B; DK26480A; LU82104A1

Description

Beschreibung

zum Patentgesuch der Firma ASSOCIATED ENGINEERING LIMITED, Ince House, 60 Kenilworth Road, Leamington Spa, Warwickshire, England

betreffend

"Elektrische Vorrangschaltung für ein Geschwindigkeitsregelsystem"

Die Erfindung bezieht sich auf Regelsysteme und auf eine elektrische Vorrangschaltung für ein solches Regelsystem. Unter dem Begriff "Vorrangschal tung" ("override arrangement") soll verstanden werden, daß die Vorrangschaltung im Betrieb dominant ist, d.h. die Regelbefehle des Regelsystems außer Wirkung setzt.

Insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, bezieht sich die Erfindung auf ein Geschwindigkeitsregelsystem für Landfahrzeuge, mittels dem der Fahrer eine Einstellung derart vornehmen kann, daß das Fahrzeug mit einer Sollgeschwindigkeit fährt, die dann automatisch durch das Regelsystem aufrechterhalten wird innerhalb der Grenzwerte, die durch die zur Verfügung stehende Leistung unter Berücksichtigung der Straßenbedingungen gegeben sind. Bei einem solchen Regelsystem ist es bekannt, eine Vorranganordnung vorzusehen, mittels der erreicht werden soll, daß das Regelsystem automatisch außer Betrieb genommen wird, wenn der Fahrer die Fahrzeugbremsen betätigt. Es ist natürlich wichtig, daß eine solche Vorranganordnung auch wirksam ist. Bei einer bekannten Ausführungsform der Vorrangschaltung ist ein elektrischer Schalter in Serie mit einer elektrischen Spule vorgesehen, wobei der Schalter durch die Vorranganordnung in dem Sinne betätigt wird, daß die Spule von einem elektrischen Versorgungsnetz abgeschaltet wird,und die so erfolgende Entregung der Spule setzt das Regelsystem außer Betrieb. Ein Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin,

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daß sie dann unwirksam ist, wenn der Schalter fest sitzt oder aus anderen Gründen nicht öffnet, wenn die Fahrzeugbremsen betätigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Vorrangschaltung für das Außerbetriebsetzen eines Regelsystems zu schaffen, die von dem oben erwähnten Nachteil frei ist.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Patentanspruch 1. Demgemäß ist eine elektrische Vorrangschaltung mit dem Geschwindigkeitsregelsystem eines Landfahrzeuges kombiniert, wobei ein Betätigungsorgan - das Stellglied des Regelsystems - von einem elektronischen Schaltkreis gesteuert wird. Das Fahrzeug weist Bremsleuchten auf, die erregt werden, wenn der Fahrer die Bremse betätigt. Das Regelsystem weist Abschalteinrichtungen auf, um. im Normalbetrieb das Regelsystem außer Betrieb zu setzen, wenn die Bremse vom Fahrer betätigt wird. Die Vorrangschaltung umfaßt nun eine Einrichtung, die elektrisch direkt auf das Stellglied einwirkt, wenn der Fahrer bremst, womit das Geschwindigkeitsregelsystem abgeschaltet wird, selbst dann, wenn dessen eigene Abschaltautomatik versagen sollte.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein elektropneumatisches Stellglied vorgesehen, mittels dem die von der Antriebsmaschine des Fahrzeugs erzeugte Leistung geregelt wird. Das Stellglied umfaßt ein erstes Steuerventil, das die Verbindung des Stellglieds mit einer Unterdruckquelle steuert, derart, daß ein Beaufschlagen des Stellglieds mit unterdruck zu einer Erhöhung der Maschinenleistung durch das Stellglied führt- Ferner ist ein normalerweise geschlossenes Entlastungsventil vorgesehen, das beim Öffnen das Stellglied mit Atmosphärendruck beaufschlagt, so daß das Steuerventil seine Steuerfunktion verliert und das Stellglied mit der Tendenz,die Maschinenleistung auf einen Minimalpegel abzusenken, betätigt wird. Eine elektrisch erregbare Spule ist so angeordnet, daß sie das Entlastungsventil im Normalfalle geschlossen hält, wenn sie erregt wird und das Entlastungsventil bei Entregung öffnet. Ein Regler ermittelt die Differenz zwischen der Soll- und der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs und beaufschlagt das Steuerventil derart, daß der Unterdruck das Stellglied im Sinne einer Nachstellung der Maschinenleistung zum Minimalhalten der Differenz und damit zur Aufrechterhaltung der Sollgeschwindigkeit beeinflußt. Es sind

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Schaltxingskomponenten "vorgesehen, mittels denen eine Seite der Spule an einen Pol der elektrischen Stromversorgung angeschlossen sind, und zwar über einen elektrischen Unterbrecherschalter, der die Spule entregt, wenn er geöffnet wird. Elektrische Leuchten sind mit einer Seite an den erwähnten Pol der Stromversorgung über einen weiteren elektrischen Schalter angeschlossen, der dann geschlossen wird, wenn die Bremsen des Fahrzeugs betätigt werden, während die andere Seite der Leuchten an den anderen Pol der Stromversorgung angeschlossen sind. Auf das Schliessen des Bremsschalters ansprechende Onterbrechereinrichtungen öffnen den ünterbrecherschalter. Schließlich sind Schaltungskomponenten vorgesehen, über die die andere Seite der Spule an den Verbindungspunkt zwischen dem Bremsschalter und den Bremsleuchten angeschlossen sind, so daß die Erregung der Spule über die Lampen erfolgt und das Schließen des Bremsschalters im wesentlichen gleiche elektrische Potentiale an beide Seiten der Spule in dem Fall anlegt, daß der Ünterbrecherschalter nicht öffnet, so daß auch dann die Spule bei einem solchen versagen des normalen Systems entregt wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das teilweise nur in Blockform wiedergegebene Schaltungsdiagramm eines Fahrzeuggeschwindigkeitsregelsystems.

Wie in der Zeichnung dargestellt, umfaßt das System ein elektropneumatisches Betätigungsorgan 5 mit einem mechanischen Gestänge 6, das an ein Geschwindigkeitsstellelement (z.B. die Drosselklappe) der Fahrzeugantriebsmaschine angekoppelt ist. Das Betätigungsorgan umfaßt einen Balg 8, dessen Inneres an eine Unterdruckquelle (nicht dargestellt) über eine Rohrleitung 10 sowie ein elektromechanisch steuerbares Ventxl 12 anschließbar ist. Das Ventil 12 wird von einerjsolenoidspule 14 gesteuert, die ausserdem ein Ventil 15 steuert, mit dem ein zur Atmosphäre öffnendes Ventil 15 geöffnet und geschlossen werden kann. Wenn die Spule 14 elektrisch erregt wird, so öffnet das Ventil 12 und das Ventil 15 schließt, so daß der Innenraum des Balgs 8 an die Unterdruckquelle angeschlossen ist und der Balg 8 demgemäß kontrahiert, womit das Gestänge 6 unter Zug gesetzt wird und die Drosselklappe öffnet, um so eine Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu bewirken. Wenn umgekehrt die Spule 14 entregt wird, so

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wird der Balg 8 von der Oiterdruckquelle abgekoppelt und Luft kann durch die vom Ventil 15 gesteuerte Öffnung eindringen.

Das Betätigungsorgan 5 weist ferner ein Entlastungsventil 16 auf/ das von einer Solenoidspule 18 gesteuert wird. Spule 18 wird normalerweise elektrisch erregt und hält das Entlastungsventil 16 geschlossen. Wenn jedoch die Spule 18 entregt wird, so öffnet das Ventil 16 und verbindet das Innere des Balgs 8 mit der Atmosphäre, so daß der Balg 8 expandiert unter Schließen der Maschinendrosselklappe.

Eine elektrische Zuleitung zu den Spulen 14 und 18 führt von der positiven Seite des elektrischen Fahrzeugnetzes über eine Leitung 22, einen Hauptschalter 24 und einen Blockierschalter 26, dessen Abgangsseite mit jeweils einem Anschluß jeder der Spulen 14 bzw. 18 verbunden ist. Der andere Anschluß der Spule 14 liegt an der elektrischen Masse 28 des Fahrzeugnetzes über einen Steuerschalter 30 und eine Leitung 32. Der andere Anschluß der Spule 18 ist über eine Leitung 34 mit einer Leitung 36 verbunden, bei der es sich um diejenige Leitung handelt, die einen Bremspedalschalter 38 mit den Bremsleuchten 40 des Fahrzeugs 40 verbindet, also den an der Fahrzeugrückseite angebrachten Leuchten, die bei Niederdrücken des Bremspedals aufleuchten müssen.

Der Schalter 30 wird über einen weiteren Schalter 42 von einem Regler 44 gesteuert, an dessen Eingangsleitung 48 das Fahrzeuggeschwindigkeits-Istsiglal liegt, während an seiner zweiten Eingangsleitung 50 ein die Fahrzeugsollgeschwindigkeit repräsentierendes Signal liegt.Der Regler 44 wird nicht im einzelnen erläutert, sondern kann in üblicher Weise so ausgebildet sein, daß er ein Fehlersignal erzeugt, abhängig von der gegebenenfalls vorliegenden Differenz zwischen Ist- und Sollgeschwindigkeit unter Erzeugung eines Ausgangssignals an Schalter 42, mit dem der Schalter 30 eing- bzw. ausgeschaltet wird, derart, daß das Steuerventil 12 seinerseits den Balg 8 steuert und damit die Maschinendrosselklappe derart, daß das Fahrzeug bei der gewünschten Sollgeschwindigkeit gehalten wird. Der Regler 44 kann beispielsweise die in GB-PS 1 386 961 beschriebene Ausführung aufweisen, doch kann man auch andere Ausführungsformen verwenden.

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Die Schalter 26 und 42 werden von Bistabilschaltkreis 52 gesteuert. Der Schaltkreis 52 ist so angeschlossen, daß er in den Setzzustand durch ein Signal geschalter wird, das auf Leitung 54 von einer vom Fahrer betätigbaren Kontrolleinrichtung erhält, die dem Fahrer ermöglicht, die Geschwindigkeitsregelung in Betrieb zu nehmen. Wenn der Schaltkreis 52 im Setzzustand ist, schließt er die Schalter 26 und 42 über die Leitungen 56 bzw. 58.

Der Schaltkreis 52 ist ferner an die Leitung 36 über Leitung 60 angeschlossen. Wenn der Bremsschalter 38 geschlossen ist (d.h., wenn der Fahrer die Fahrzeugbremse betätigt), wird demgemäß die Leitung 60 unter Spannung gesetzt und schaltet den Schaltkreis 52 in den Rücksetzzustand, womit er die beiden Schalter 26 und 42 ausschaltet.

Beim Betrieb des Systems unter der Annahme, daß der Hauptschalter 24 geschlossen ist, bringt der Fahrer das Regelsystem zur Wirkung durch Betätigen des Kontrollschalters, mit dem. die Leitung 54 unter Spannung gesetzt wird und das System damit eingeschaltet wird, indem der Schaltkreis 52 in den Setzzustand gebracht wird. Daraufhin werden die Schalter 26 und 42 vom Schaltkreis 52 geschlossen. Das Fahrzeug xvird nun von dem Regler in der oben erläuterten Weise geregelt.

Wenn der Fahrer durch Niederdrücken des Bremspedals das Fahrzeug abbremst, schließt der Schalter 38 und schließt damit den Stromkreis zu den Bremsleuchten 40. Zusätzlich schaltet die sich ergebende Stromzufuhr zum Schaltkreis 52 auf Leitung 60 den Schaltkreis 52 in den Rücksetzzustand, womit die Schalter 26 und 42 geöffnet werden. Dies hat die Wirkung, den Regler 44 an weiterer Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu hindern. Ferner wird dadurch das Ventil 12 geschlossen, womit die Unterdruckquelle vom Innern des Balgs 8 abgetrennt wird, ferner wird das Ventil 15 geöffnet und es wird die Spule 18 entregt, um damit das Entlastungsventil 16 zu öffnen. Demgemäß wird das Innere des Balgs 8 mit der Atmosphäre verbunden, sowohl über die offene Öffnung, gesteuert von Ventil 15 als auch über Entlastungsventil 16 und der Balg 8 expandiert schnell (unter der Wirkung einer nicht dargestellten Rückstellfeder), um so den Drosselklappe der Fahrzeugmaschine zu schließen.

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Die Leitung 34 ist wichtig, weil sie eine zusätzliche Möglichkeit gibt, die Spule 18 zu entregen, wenn die Fahrzeugbremsen mittels des Bremspedals betätigt werden. Wenn nämlich der Bremspedalschalter 38 geschlossen ist, liegt der positive Pol des Fahrzeugnetzes an der Spule 18 über Leitung 34. Selbst dann also, wenn ein Fehler vorliegen sollte, der ein Öffnen des Schalters 26 verhindert, wenn die Bremsen betätigt werden (z.B. ein Fehler im bistabilen Schaltkreis 52, der dann nicht über Leitung 60 rückgesetzt würde), so würde immer noch die Spule 18 wirksam entregt, d.h. sie wird entregt selbst dann, wenn der Schalter 26 infolge eines Fehlers geschlossen bleibt, weil beide Seiten der Spule 18 an der gleichen positiven Versorgungsspannung liegen. Die zusätzliche Sicherheit, vermittelt durch Leitung 34, wäre selbst dann noch wirksam, wenn ein Fehler in dem System das öffnen des Schalters 42 bei Schließen des Bremsschalters 38 verhinderte. Die Spule 14 bliebe dann unter Spannung (unter der Annahme, daß Schalter 26 geschlossen bleibt aufgrund des Fehlers), und könnte demgemäß immer noch das Innere des Balgs 8 an die Unterdruckquelle über Ventil 12 anschließen. Unter diesen Bedingungen jedoch würde die Spule 18 entregt in der oben beschriebenen Weise (über Leitung 34) und die Verbindung zur Atmosphäre über das Entlastungsventil 16 ist so bemessen, daß die Wirkung des Unterdrucks auf den Balg 8 überwunden würde und der Balg expandierte im Sinne eines Schließens der Maschinendrosselklappe.

Die Schalter 26, 30 und 42 sind üblicherweise Transistorschalter, können jedoch auch Relais oder andere Komponenten sein.

In einer abgewandelten Ausführungsform kann die Leitung 32 (ebensowie auch die Leitung 34) an die Leitung 60 angeschlossen werden anstatt direkt an Masse 28. Dn Falle eines Fehlers, der das Öffnen der Schalter 26 und verhindert, wenn der Bremsschalter 38 schließt, wird die Spule 14 immer noch entregt, weil ihre beiden Enden auf demselben elektrischen Potential gehalten würden.

Zwar wurde die Spule 14 so dargestellt und erläutert, daß sie beide Ventile 12 und 15 betätigt, doch könnte das Ventil 15 auch weggelassen werden und durch eine kleine dauernd offene Öffnung ersetzt werden, über

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die das Innere des Balgs 8 an Atitosphäre liegt, wobei die Spule 14 dann nur das Ventil steuern würde.

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Claims

Patentansprüche

1. Elektrische Vorrangschaltung zum Äußerbetriebsetzen eines Geschwindigkeitsregelsystems für ein Landfahrzeug, mit einem Betätigungsorgan, das normalerweise von einer elektronischen Schaltkreisanordnung gesteuert wird, wobei das Fahrzeug mit Bremsleuchten ausgestattet ist, die elektrisch bei Betätigen eines Fahrzeugs erregt werden, und wobei das Regelsystem eine Entkopplungseinrichtung aufweist, mittels der im Normalbetrieb das System bei Betätigen der Bremse außer Wirkung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrangschaltung einen dann elektrisch direkt auf das Betätigungsorgan (5-18) einwirkenden Vorrangkreis (34) aufweist, wenn bei Bremsenbetätigung die Entkopplungseinrichtung (52, 26) versagt.

2. Vorrangschaltung nach Anspruch 1, bei der das Betätigungsorgan ein Steuerelement umfaßt, das in Wirkverbindung mit einem elektrisch erregbaren Bauteil steht, welches im Betriebszustand des Regelsystems erregt ist und bei Entregung das Steuerelement zum Äußerbetriebsetzen des Regelsystems betätigt, sowie mit einem elektrischen Unterbrecherschalter, der mit einer Seite des Bauteils verbunden ist und in einem Stromkreis zum Steuern der Verbindung des Bauteils mit dem elektrischen Fahrzeugnetz liegt und für die Entregung des Bauteils bei Betätigung der Fahrzeugbremse angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrangschaltung einen Anschlußkreis (38, 34) umfaßt, die im Ansprechen auf die Bremsbetätigung an die andere Seite des Bauteils (18) ein elektrisches Potential legt, das im wesentlichen gleich dem ist, das vom Fahrzeugnetz (20, 28) über den Unterbrecherschalter (26) an die eine Seite des Bauteils angelegt ist, so daß auch bei Versagen des Unterbrecherschalters (26) das Bauteil (18) entregt ist.

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3. Vorrangschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Bauteil (18) eine Spule zum Erzeugen einer auf das Steuerelement (16) wirkenden mechanischen Kraft ist»

4. Vorrangschaltung nach Anspruch 2 oder 3, bei der ein bei Bremsenbetätigung mitbetätigter Bremsschalter vorgesehen ist, der in Reihe mit den Bremsleuchten an das Fahrzeugnetz angeschlossen ist und parallel zu dem Oiterbrecherschalter und dem elektrisch erregbaren Bauteil liegt, wobei die genannte eine Seite des Bauteils über den Uhterbrecherschalter mit der anderen Seite des Bremsschalters verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkreis der anderen Seite eine Verbindung (34) umfaßt, die zu dem Schaltungspunkt führt, der den Bremsschalter (38) und die Bremsleuchten (40) miteinander verbindet.

5. Vorrangschaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen bistabilen Schaltkreis (52) zur Steuerung des Uhterbrecherschalters (26), derart, daß der bistabile Schaltkreis in einen ersten Schaltzustand bringbar ist, wenn das Regelsystem arbeiten soll, wobei der Uhterbrecherschalter (26) geschlossen wird und das elektrisch erregbare Bauteil (18) an das Fahrzeugnetz legt, während der bistabile Schaltkreis an den Bremsschalter (38) angeschlossen ist,um bei Erregung der Bremsleuchten (40) durch den Bremsschalter (38) in den anderen Schaltzustand gekippt zu werden, in welchem der uhterbrecherschalter (26) umgeschaltet wird und damit das elektrisch erregbare Bauteil (18) von dem Fahrzeugnetz abklenmt.

6. Vorrangschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Betätigungsorgan (5-18) ein elektro-pneumatisches Stellglied (5) für die Steuerung der Fahrzeugantriebsleistung und damit dessen Geschwindigkeit umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied elektrisch betätigbares Entlastungsventil (16) aufweist, mittels dem das Stellglied gegen Atmosphäre belüftbar ist, um im Ansprechen auf die Vorrangschaltung die Antriebsleistungssteuerung zu unterbrechen.

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7'. Vorrangschaltung nach Anspruch 4 und 6, bei der das Stellglied ein Steuerventil umfaßt zum Steuern des Anschlusses des Stellglieds an eine ünterdruckquelle sowie eine elektrische Spule umfaßt, die bei Erregung das Steuerventil öffnet und durch Einwirkenlassen des Uhterdrucks auf das Stellglied die Antriebsleistung erhöht, und mit einem Regler, der in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen IST- und SOÜi-Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Erregung der Spule im Sinne einer Verminderung der Differenz steuert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite der Spule (14) parallel zu dem elektrisch erregbaren Bauteil (18) an den Unterbrecherschalter (26) angeschlossen ist und daß die andere Seite der Spule (14) reglergesteuert an den nicht mit dem Unterbrecherschalter (26) verbundenen Pol (28) des Fahrzeugnetzes (20, 28) gelegt ist.

8. Vorrangschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seite der Spule (14) an den Unterbrecherschalter (26) parallel zu dem elektrisch erregbaren Bauteil (18) angeschlossen ist und ihre andere Seite an den Schaltungspunkt gelegt ist, der den Bremsschalter (38) mit den Bremsleuchten (40) verbindet.

Ü3Ü030/08/.9

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