DE3010396A1

DE3010396A1 - Anordnung zur geschwindigkeitsregelung von fahrzeugen

Info

Publication number: DE3010396A1
Application number: DE19803010396
Authority: DE
Inventors: Charles F Burney
Original assignee: TRAVEL ACCESSORIES Manufacturing CO Inc
Current assignee: TRAVEL ACCESSORIES Manufacturing CO Inc
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1980-10-30
Also published as: US4352403A; GB2046478A; JPS55157015A; GB2046478B

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf Regelanordnungen, insbesondere auf eine Anordnung zur Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen, beispielsweise Automobilen.

Bekannte Anordnungen zur Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen haben gewisse Grenzen und Nachteile. Beispielsweise muß bei einer häufig verwendeten Anordnung der Fahrer das Fahrzeug "von Hand" auf die zu haltende Geschwindigkeit bringen, darauf die Regelung ausschalten, worauf diese lediglich die Fahrzeuggeschwindigkeit hält, die beim Einschalten der Regelung bestand. Der Fahrer kann die Geschwindigkeit nicht im Voraus einstellen und die Regelanordnung das Fahrzeug auf die Sollgeschwindigkeit bringen lassen. Wenn die bekannten Regelanordnungen einmal eingeschaltet sind, werden sie im allgemeinen ausgeschaltet, indem die Bremsen und/oder ein getrennter, zu diesem Zweck vorgesehener Schalter betätigt werden. Ferner lassen^, sich die bekannten Regelanordnungen im allgemeinen nicht genau genug in Geschwindigkeitseinheiten eichen und sie sind im allgemeinen zwischen Fahrzeugen mit unterschiedlichen Getrieben oder anderen Antriebselementen nicht austauschbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Grenzen und Nachteile bekannter Regelanordnungen zu vermeiden. Insbesondere soll eine Regelanordnung geschaffen werden, bei der der Fahrer die zu haltende Geschwindigkeit im Voraus wählen, kann, bevor das

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Fahrzeug die Geschwindigkeit tatsächlich erreicht. Die Anordnung zur Geschwindigkeitsregelung soll durch einen einzigen, vom Fahrer zu betätigenden Schalter ein- und ausschal tbar sein. Die Anordnung soll eine zusätzliche Einrichtung zum Ausschalten oder Lösen der Anordnung zur Rückgabe der Regelung an den Fahrer aufweisen. Die Regelanordnung soll so ausgeführt sein, daß der Korrekturbetrag verringert wird, wenn sich die Faihrzeuggeschwindigkeit der SollgeschwindLgkeit nähert, so daß ein glatter und bestimmter übergang auf dio Sollgeschwindigkeit erfolgt. Die Anordnung soll eichbar sein, und zwar derart, daß sie bei beliebigen Fahrzeugen unabhängig vom Übersetzungsverhältnis oder anderen Bauteilen des Antriebs anwendbar Ist..

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen enthält eine Einrichtung zur Bereitstellung eines der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Eingangssignals,eine von Hand betätigbare Einrichtung mit einer in Geschwindigkeitseinheiten geej chten Wähleinrichtung zur Vorgabe eines der Sollgeschwindigkeit entsprechenden Bezugssignals, wobei der Fahrer die gewünschte Geschwindigkeit unabhängig von der während der Wahl bestehenden Fahrzeuggeschwindigkeit wählen kann, eine Einrichtung zur Einstellung des Bezugssignals zur Eichung der Wähleinrichtung, und eine auf das Eingangs- und das Bezugssignal ansprechende Einrichtung zur Einstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf die gewünschte Sollgeschwindigkeit. Die Anordnung läßt sich nicht einschalten, bevor das Fahrzeug einen vorbestimmten Bruchteil der Sollgeschwindigkeit erreicht hat. Nach dem Einschalten kann die Anordnung durch Betätigung der Bremsen, lösen der Kupplung oder Betätigung eines Handschalters gelöst oder aus-

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geschaltet werden. Die Betätigung der Bremsen löst zwei getrennte Arten der Ausschaltung aus, um sicherzustellen, daß die Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit unmittelbar zum Fahrer zurückgegeben wird. Bei Annäherung an die Sollgeschwindigkeit wird der Korrekturbetrag vermindert, um einen glatten aber bestimmten oder zwangsweisen Übergang auf die Sollgeschwindigkeit zu gewährleisten.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungabeispiele. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen,

Fig. 2 einem etwas schematisehen Zentralschnitt einer Ventil- und Betätigungseinrichtung zur Verwendung in der Anordnung der Fig. 1,

Fig. 3 das Schaltbild der Komparator- und Flip-Flop-Stufen im Regelabschnitt der Anordnung der Fig. 1,

Fig. 4 das Schaltbild des Impulsgenerators der Anordnung der Fig. 1,

Fig. 5 das Schaltbild des Eingangssignal-Filters der Anordnung der Fig. 1,

Fig. 6 ein Diagramm mit der Darstellung der-Beziehung zwischen Eingangssignal und Schwellenpegel der Komparatoren der Anordnung der Fig. 1 und

Fig. 7 das Schaltbild der Geschwindigkeitsregel-/ Eich—, Rückkopplungs- und Komparatorstufen der Anordnung der Fig. 1.

Die Anordnung enthält eine vakuumbetätigte Betätigungseinrichtung 11, die am Motor des Fahrzeugs befestigt und in her-

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kömmlicher Weise mit dem Vergasergestänge verbunden ist. Die Betätigungseinrichtung enthält eine flexible Membran 12 (Fig. 2),die in einem Gehäuse 13 mit einem Sockel 14 und einem Deckel

16 befestigt ist. Der Umfangsrand der Membran 12 ist zwischen Sockel 14 und Deckel 16 eingeklemmt, so daß sich zwischen Membran 12 und Sockel 14 eine geschlossene Kammer 17 bildet. Ein Ausgangsstößel 18 ist mit der Membran 12 verbunden; er ragt durch eine Öffnung 1') im Deckel 1G hinaus, so daß er sich mit dem Vergasergestänge verbinden läßt. Die Zufuhr des Unterdrucks in die Kammer 17 und damit die Stellung der Membran 12 und des Stößel 18 lassen sich durch elt?.ktrisch betätigbare Magnetventile 21, 22 23 steuern. Die Magnetventile 21, 22, 23 sind am Sockel 14 dos Gehäuses 13 befestigt und stehen mit der Kammer

17 direkt in Verbindung. Das Ventil 21 ist normalerweise geschlossen und mit einer geeigneten Unterdruckquelle, beispielsweise dem Ansaugstutzen des Motors verbunden. Das Ventil 22 ist normalerweise of fen und steht mit cbr Atmosphäre in Verbindung; das Ventil 23 ist normalerweise geschlossen und steht ebenfalls mit der Atmosphäre in Verbindung.

Die Magnetventile 21, 22 werden durch Treiber 26, 27 gesteuert, die vom Zündschalter des Fahrzeugs über einen Ein/Aus-Schalter 28 mit Spannung versorgt werden; die Treiber 26, 27 sind mit Schaltern 31, 32 in Reihe geschaltet. Der Schalter 28 ist ein handbetätigter Schalter, die Schalter 31, 32 sind elektronische Schalter bekannter Art. Um die Treiber 26, 27 mit Spannung zu versorgen, müssen die Schalter 28, 31 und 32 geschlossen oder eingeschaltet sein. Zwischen die Speiseseite des Schalters 32 und Masse ist eine lichtemittierende Diode 33 geschaltet, die als Signal- und Kontrollampe dient.

Der Schalter 31 ist ein öffner; er wird durch den Bremslichtschalter 36 des Fahrzeugs gesteuert. Der Schalter 36 liegt in

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Reihe mit den Bremslichtern 37 des Fahrzeugs; bei Schließen des Schalters 36 öffnet der Schalter 31, so daß die Spannungsversorgung der Treiber 26, 27 für die Ventile 21, 22 unterbrochen wird.

Der Schalter 32 wird durch ein Flip-Flop 39 gesteuert, dessen Einschalt-Eingang mit einem Komparator 41 und dessen Steuereingänge mit dem Bremslichtschalter 36, einem Kupplungsschalter 42 und einem Hauptschalter 4 3 verbunden sind. Gemäß Fig. enthält das Flip-Flop 39 einen Komparator 46, der in bistabiler Schaltung mit einem Kondensator 47 verbunden ist, der seinerseits zwischen den Ausgang und den indirekten Anschluß (-) des Komparators 46 geschaltet ist. Ein Widerstand 48 und ein Kondensator 49 sind zwischen den Ausgang des Komparators 46 und die positive Klemme (z.B. + 7,6 V) einer Spannungsquelle geschaltet. Ein Widerstand 51 und ein Kondensator 52 sind zwischen den Ausgang und den direkten Eingang (+) des Komparators 46 geschaltet, eine Diode 53 ist zwischen den direkten Eingang und Masse geschaltet. Der Ausgang des Komparators 41 ist über einen Widerstand 56 mit der positiven Klemme und über einen Widerstand 57 mit dem direkten Eingang des Komparators 46 verbunden. Der Bremslichtschalter 36 ist über einen Spannungsteiler aus Widerständen 58, 59 und einer Diode 61 mit dem direkten Eingang des Komparators 46 verbunden. Die Signale vom Kupplungsschalter 42 und vom Hauptschalter 43 sind auf den indirekten Eingang des Komparators 46 geführt. Wie im folgenden noch im einzelnen erläutert wird, wird ein der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechendes Signal dem indirekten Eingang des Komparators 41 zugeführt, während das einem Bruchteil der Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechende Bezugssignal über einen Spannungsteiler aus Widerständen 63, 64 dem direkten Eingang des Komparators 41 zugeführt wird.

Der Kupplungsschalter 42 wird nur bei Fahrzeugen mit Schaltge-

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triebe verwendet. Er ist so mit dem Kupplungspedal oder dem
Kupplungsgestänge verbunden, daß der Schalter geschlossen
ist und den Eingang des Flip-Flops auf Masse zieht, wenn die
Kupplung gelöst ist.

Der Hauptschalter 43 ist ein als Schließer ausgeführter Druckknopf schalter, der sowohl zum Einschalten als auch zum Ausschalten der Anordnung dient. Der Hauptschalter 4 3 ist mit
einem Impulsgenerator 66 verbunden, der bei Schließen des
Schalters einen negativen Impuls liefert. Eine Klemme des
Schalters 43 ist mit Masse (Fig. 4), die andere mit der einen
Seite eines Kondensators 67 im Impulsgenerator 66 verbunden.
Zwischen die beiden Seiten dos Kondensators 67 und die positive Klemme der Sparmurigsquelle sind Widerstände 68, 69 geschaltet; ein Widerstand 71 ist zwischen die Ausgangsseite des Kondensators 67 und Meisse geschaltet. Bei geöffnetem Schalter 43
wird die Ausgangsseite des Kondenscitors 67 gegenüber der Schaltersicite negativ aufgeladen. Wird die Schalterseite auf Masse
gelegt, so wird dem Flip-Flop 3 9 ein negativer Impuls zugeführt .

Es sei erwähnt, daß die Anordnung durch Niederdrücken des Hauptschalters 43 eingeschaltet werden kann, nachdem daß Fahrzeug
die durch das dem Komparator 41 zugeführte Bezugssignal eingestellte Schwellengeschwindigkeit erreicht hat. Danach kann die Anordnung in dreierlei Weise ausgeschaltet werden: (1) durch
nochmaliges Niederdrücken des Hauptschalters 43, (2) durch
Betätigung der Bremsen oder (3) durch Lösen der Kupplung. Bei
jeder dieser drei Betätigungsweisen wird der Zustand des Flip-Flops 39 geändert, der Schalter 32 geöffnet und die Spannungszufuhr zu den Treibern 26, 27 für die Magnetventile 21, 22
unterbrochen. Die Anordnung kann ferner durch den Zündschalter oder den Ein/Aus-Schalter 28 ausgeschaltet werden.

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Das Magnetventil 23 wird direkt durch den Bremslichtschalter 36 gesteuert. Das Magnetventil 23 ist elektrisch den Bremslichtern des Fahrzeugs parallel geschaltet und wird bei jeder Bremsbetätigung ebenfalls betätigt. Bei Betätigung macht das Magnetventil 23 die Magnetventile 21, 22 wirkungslos und bringt den Unterdruck in der Betätigungseinrichtung 11 unabhängig vom Zustand der anderen Ventile auf Atmosphärendruck. Diese Redundanz bildet eine Sicherheitsmaßnahme, die gewährleistet, daß die volle Steuerung des Fahrzeugs auf den Fahrer zurückkehrt, wenn die Bremsen betätigt werden.

Eine Einrichtung zur Erzeugung eines der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Signals enthält einen Tachogenerator 73 mit zwei (nicht gezeigten) Magneten, die auf der Antriebswelle des Fahrzeugs befestigt sind, sowie eine (nicht gezeigte) Aufnahnespiilu in der Nähe der Magnete. In der Spule werden je Umdrehung der Antriebswelle zwei Impulse erzeugt; dieses pulsierende Signal wird dem Eingang c i.nes Frequenz/Spannungs-Wandlers 74 zugeführt. Der Frequenz/Spannungs-Wandler 74 erzeugt eine Ausgangs-Gleichspannung, deren Pegel der Frequenz der Eingangsimpulse entspricht, der eine geringe Wechselspannung mit der doppelten Frequenz der Eingangsimpulse überlagert ist. Wie im folgenden noch erläutert wird, dient diese überlagerte Wechselspannung zur Änderung des Arbeitszyklus/ mit dem die Ventile 21, 22 betätigt werden, um einan allmählichen Übergang auf die Sollgeschwindigkeit zu erreichen.

Der Ausgang des Frequenz/Spannungs-Wandlers 74 ist mit dem indirekten Eingang des Komparators 41 und mit dem Eingang eines Filters 76 verbunden. Der Filter 76 enthält gemäß Fig. 5 Widerstände 77, 78, die zwischen der Eingangs- und der Ausgangskleitme in Reihe geschaltet sind, wobei ein Kondensator zwischen den Verbindungspunkt der Widerstände 77, 78 und Masse geschaltet ist.

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Ein Kondensator 81 ist zwischen der Eingangs- und der Ausgangsklemme parallel zu den Widerständen 77, 78 geschaltet. Ein Widerstand 82 ist zwischen Eingangsklemme und Masse geschaltet, ein Kondensator 83 zwischen die Ausgangsklemme und Masse. Der Kondensator 79 dient dazu, einen Teil der hochfrequenten über- -^ lagerten Wechselspannung des Eingangssignals zu unterdrücken, während der Kondensator 81 einen Teil der höheren Frequenzen durchlaßt;. Das Signal am Ausgancj dos Filters 76 hat einen Gleichspannungspegel, der der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, mit einer überlagerten Dreiecks-Wechselspannung mit einer Amplitude zwischen etwa 3 bis 8 mV. Dieser mit V bezeichnete S igna.l verlauf ist in Fig. 6 gezeigt.

Der Ausgang des Filters 76 ist an die direkten Eingänge von Komparatoren 86, 87 angeschloasen,deren Ausgänge mit den Eingängen der Treiber 26, 27 zur Steuerung der Ventile 21, 22 verbunden sind.

Die Anordnung enthält fernereinen Geschwindigkeitsregler 91 und eine Eichstufe 92, die zur Bestimmung der Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug unter der Regelung durch die Anordnung läuft, den Komparatoren 86, 87 Bezugssignale zuführen. Der Geschwindigkeitsregler 91 erlaubt es dem Fahrer, die Geschwindigkeit zu wählen; die Eichstufe 92 erlaubt eine Eichung der Anordnung zur Verwendung bei einer großen Vielfalt von Fahrzeugen.

Gemäß Fig. 7 enthält der Geschwindigkeitsregler 91 ein in Geschwindigkeitseinheiten geeichtes Wählrad 93, das mit dem Schleifer eines Potentiometers 94 gekuppelt ist. Der Geschwindigkeitsregler 91 und der Hauptschalter 43 sind im Fahrzeug an einer für den Fahrer bequem erreichbaren Stelle befestigt, vorzugsweise auf einem Arm der Lenksäule des Fahrzeugs. Falls er

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wünscht, läßt sich der Steuerarm mit dem in den meisten Fahrzeugen vorhandenen Blinkerhebel kombinieren. Das Potetiometer 94 weist einen Rastmechanismus auf, durch den die Steuerwelle in einer vorbestimmten Position stillgesetzt wird; in der bevorzugten Ausführungsform entspricht diese Stellung der je-' weils in einem Lande zulässigen Höchstgeschwindigkeit.

Die EichstuEe. 92 enthält einen Spannungsteiler mit festen WItU-¹I:übänden 96, 97 und einem Potentiometer 98, die zwischen dem positiven Anschluß und Masse in Reihe geschaltet sind. Die Spannungsquelle ist vorzugsweise reguliert, beispielsweise mittels einer Zc.nerdiodan-Schaltung, die auf den vom Ausgang des Schalters Jl erhaltenen Strom einwirkt. Der Ausgang oder Schlei Cor de:; h'ichpotentiometers 98 ist mit einem zweiten Spannung; teil er verbunden, der Widerstände 101, 102 den Geschwind ii.fküitii-Steilwiderstand 94 und einen zusätzlichen Widerstand 103 enthält, die zwischen dem Schleifer des Potentiometers 98 und Masse in Reihe geschaltet sind, wobei den Widerständen 101, 102 eine Diode 104 parallelgeschaltet ist. Der Widerstand 103 bestimmt die minimale Geschwindigkeit, die die Anordnung aufrecht erhält, die Diode 104 liefert einen konstantm Spannungsabfall in Durchlaßrichtung von 0,6V, und zwar unabhängig von der Einstellung des Potentiometers 98 und vom Widerstand 94. Die Diode 104 erzeugt ferner einen konstanten Spannungsabfall am Widerstand 102; in der bevorzugten Ausführungsform sind die Werte der Widerstände 101, 102 so bemessen, daß die Spannung V1 an unteren Ende des Widerstandes 102 um etwa 12 mV kleiner ist als die Spannung V2 am Verbindungspunkt der Widerstände 101, 102. Die Spannungen V1, V2 werden den indirekten Eingängen (-) der Komparatoren 86, 87 zugeführt und dienen als Bezugsspannungen für die Komparatoren. Die Spannung V2 wird weiter dem Komparator 41 über den Spannungsteiler aus den Widerständen 63, 64 als Bezugssignal zugeführt. In der bevor-

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zugten Ausführungsform sind die Werte dieser Widerstände so bemessen, daß dieses Bezugssignal etwa der Hälfte der Geschwindigkeit entspricht, auf die der Geschwindigkeitsregler eingestellt ist.

Eine Rückkopplungsregelung oder -einstellung 106 ist zur Regulierung der Empfindlichkeit oder des von der Anordnung gelieferten Korrekturwertes mit den Komparatoren 86, 87 verbunden. Diese Rückkopplungssheuerung 106 enthält ein Potentiometer 107, dessen Schleifer mit dem Ausgangsstößel 18 der Betätigungseinrichtung 11 gekuppelt ist. Gemäß Fig. 2 enthält das Potentiometer 107 ein Widerstandselement 108, das stationär am Deckel 16 befestigt ir.t; der Schleifer 109 ist auf dem Ausgangsstößel 18 so befestigt, daß er auf dem Widerstandselement 108 aufliegt. Das Potentiometer 107 IsL mit einem festen Widerstand zwischen der positiven KLeinme dor iJpannungsquelle und Masse zu einem Spannuncfsteiler in Reihe geschaltet; der Verbindungspunkt dor Widerstände 107, 111 ist mit den direkten Eingängen (+) der Komparatoren 86, 87 verbunden. Das Rückkopplungssignal wird also dem Eingangssignal V vom Filter 76 überlagert und wirkt Änderungen des Eingangssignals entgegen. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Werte der Widerstände 107, 111 so gewählt, daß die Rückkopplungsregelung wirksam wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit um einen bestimmten Betrag, beispielsweise etwa 15 km/h von der Sollgeschwindigkeit unterscheidet.

Im folgenden werden Arbeitsweise und Benutzung der Regelanordnung näher beschrieben. Es sei angenommen, daß die Anordnung in ein Automobil mit Schaltgetriebe eingebaut ist, und daß das Eichpotentiometer 98 so eingestellt wurde, daß die Anordnung derart auf das übersetzungsverhältnis des Fahrzeugs abgestimmt ist, daß die einzustellende Geschwindigkeit der auf dem

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Wählrad 93 angezeigten Geschwindigkeit entspricht. In der bevorzugten Ausführungsform wird die Eicheinstellung bei der zulässigen oder gewünschten Höchstgeschwindigkeit ausgeführt, wobei sich das Geschwindigkeits-Stellpotentiometer 94 in der Rastsbellung befindet. Es sei weiter angenommen, daß der Ein/Aus-Schalter 28 geschlossen, die Anordnung jedoch noch nicht eingeschaltet, das heißt der Schalter 32 noch offen ist. BeL offenem Schalter 32 sind die Treiber 26, 27 spannungslos, das Ventil 21 ist geschlossen und blockiert die Zufuhr des Unterdrucks zur Betätigungseinrichtung 11. Das Ventil 22 ist of fein und verbindet die Betat Lcjungskaimmer 17 mit Atmosphäre, so dciß sich die Membran und der Ausgangsstößel frei mit dem Vergasercjestärige bewegen lassen. Solange das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Hälfte der Geschwindigkeit fährt, auf die das Wählrad 93 eingestellt ist, kann die Anordnung nicht eingeschaltet werden, weil das Flip-Flop 39 durch den Komparator: 41 in dem Zustand gehalten wird, in dem es ein niedriges Ausgangsfsignal abgibt.

Hat die Fahrzeuggeschwindigkeit wenigstens die Hälfte der durch das Wählrad 93 eingestellten Geschwindigkeit erreicht, kann die Anordnung durch Niederdrücken des Hauptschalters 43 eingeschaltet werden. Durch das Schließen des Schalters 43 wird der Impulsgenerator 66 getriggert, der dem indirekten Eingang (-) des Flip-Flops 39 einen negativen Impuls zuführt, so daß dieses in seinen hohen Ausgangszustand umschaltet. Hierdurch wird der Schalter 32 geschlossen, der die Treiber 26, mit Spannung versorgt. Wird die Anordnung eingeschaltet, während das Fahrzeug mit einer beträchtlich niedrigeren als der Soll-Geschwindigkeit fährt, liegt das Eingangssignal V unterhalb der Schwellenspannungen V1, V2 der Komparatoren 86, 87, so daß die Ventile 21, 22 dauernd erregt werden. Somit öffnet das normalerweise geschlossene Ventil 21, das normalerweise offene Ent-

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lüftungsventil 22 schließt und der Betätigungseinrichtung 11 wird Unterdruck zugeführt. Die Membran 12 und der Ausgangsstößel 18 der Betätigungseinrichtung 11 werden nach innen gezogen, die Drosselklappe wird geöffnet und die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Erreicht die Fahrzeuggeschwindigkeit einen Wart, der innerhalb etwa 15 km/h der Sollgeschwindigkeit liegt, so vermLndert die Rückkopplungsregelung 106 den von der Anordnung bereitgestellten Korrekturbetrag, indem den direktein Eingängen ( + ) der Komparatoren.86, 87 eine abnehmende Spannung zugeführt wird. Erreicht die Fahrzeuggeschwindigkeit einen Wert von innerhalb etwa 5 km/h der eingestellten Geschwindigkeit, so beginnt die Oberwelle der Eingangsspannung V"_T um die Schwellenspannung Vl den Komparators 86 zu schwingen. Das Ventil 21 beginnt dann intermittierend zu öffnen, wobei der Arbeitszyklus-; bei weiter steigendem Pegel des Eingangssignals abnimmt. Erhöht sich das Eingangssignal auf einen Wert, bei dem es während des gesamten Schwingvorganges oberhalb des Schwellenpegels V1 bleibt, so bleibt das Ventil 21 geschlossen. Solange das Eingangssignal zwischen den Schwellenspannungen V1 und V2 bleibt (Fig. 6) bleiben die Ventile 21, 22 beide geschlossen und der Betätigungsstößel 18 bleibt in einer festen Stellung, so daß das Fahrzeug mit der Sollgeschwindigkeit fährt.

Beginnt darauf die Fahrzeuggeschwindigkeit unter die Sollgeschwindigkeit abzusinken, so beginnt das Eingangssignal V unter den Schwellenpegel V1 zu schwingen, so daß das Ventil 21 der Betätigungseinrichtung 11 wiederum Unterdruck zuführt und das Fahrzeug auf die Sollgeschwindigkeit beschleunigt wird. Steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit über die Sollgeschwindigkeit hinaus, so beginnt das Eingangssignal über d~n oberen Schwellenpegel V2 zu schwingen, wodurch das Ventil 22 geöffnet, ein Teil

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des Unterdrucks entlüftet und die Fahrzeuggeschwindigkeit vermindert wird. Solange sich das Fahrzeug mit der Sollgeschwindigkeit bewegt, bleibt das Eingangssignal zwischen den Schwellenpegeln V1, V2 und die Ventile 21 , 22 bleiben geschlossen.

Die Gcschwindigkeits-Rege!anordnung bleibt eingeschaltet, bis der Fahrer die. Bremsen betätigt, die Kupplung löst oder den Hauptschalter 43 nochmals niederdrückt. Durch diese Vorgänge wird das Flip-Flop 3 9 in seinen niedrigen Ausgangszustand geschaltet, der Schalter 32 geöffnet und die Spannungszufuhr zum Ventil unterbrochen. Hierbei kehrt das Ventil 21 in seinen geschlossenen Zustand zurück, das Ventil 22 öffnet, die Betätigungseinrichtung 11 wird zur Atmosphäre entlüftet und die Verbindung dor Regelanordnung mit dom Vergdisergestänge gelöst.

Bei Betätigung der Bremsen wird ferner der Schalter 31 geöffnet und der Strom zum Schalter 32 unterbrochen. Somit wird die Anordnung bei Betätigung der Bremsen auch dann gelöst oder ausgeschaltet, wenn der Schaler 32 aus irgend einem Grunde nicht öffnet.

Bei Betätigung der Bremsen wird auch das normalerweise geschlossene Ventil 23 geöffnet und der Unterdruck von der Betätigungseinrichtung 11 zur Atmosphäre entlüftet. Damit ist die Anordnung ausgeschaltet und der Fahrer übernimmt wieder die Geschwindigkeitssteuerung des Fahrzeugs, unabhängig vom Zustand der Ventile 21, 22 zu dieser Zeit.

Die Anordnung kann auch durch öffnen des Ein/Aus-Schalters 28 oder durch Abbremsen des Motors mit Hilfe der Bremsen, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb den durch den Komparator 41 eingestellten Schwellenwert sinkt. Die letzter Vorgehensweise

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kann als Sicherheitsmaßnahme in dem unwahrscheinlichen Fall angewandt werden, daß ein Fehler auftritt, durch den ein Funktionieren der anderen Ausschaltarten der Anordnung verhindert wird.

Die Licht.emittierende Diode 33 dient als Pilot- und Testlampe für die Anordnung. Sie wird bei Schließen des Ein/Aus-Schalters erregt, solange dieser und der Schalter 31 geschlossen bleiben. Werden die Bremsen betätigt und der Schalter 31 geöffnet, so erlischt das Licht. Durch Beobachtung der Lichtemittierenden Diode 33 und Betätigung der Bremsen kann der Fahrer dLe ordnungsgemäße Funktion der Anordnung überprüfen. Leuchtet das Licht auf, bevor die Bremsen betätigt werden, so bedeutet dies, daß die Anordnung über dem Schalter 31 mit Spannung versorgt v/ird. Erlischt das Licht, wenn die Bremsen betätigt worden, so weist der Fahrer, daß der Bremslichtschalter 36 und der Schalter 31 baido ordnungsgemäß arbeiten. Erlischt das Licht nicht, so bedeutet dies, daß entweder der Schalter 36 oder der Schalter 31 nicht richtig arbeitet und daß die Regelanordnung nicht eingeschaltet werden sollte, bis die Fehltunktion behoben ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat eine Anzahl wichtiger Merkmale und Vorteile. Der Fahrer kann die gewünschte Geschwindigkeit vorauswählen und die Anordnung stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit auf diesen Wert ein. Die Anordnung kann auf das Übersetzungsverhältnis beliebiger Fahrzeuge geeicht werden und läßt sich sowohl in alte als auch neue Fahrzeuge einbauen. Wegen der verschiedenen Arten der Ausschaltmöglichkeit und der Redundanz im Falle des Bremsens ist die Anordnung sicher; sie läßt sich nicht zufällig einschalten, da sie nicht einschaltbar ist, ehe die Fahrzeuggeschwindigkeit wenigstens die Hälfte

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des gewünschten Wertes erreicht hat. Die Verminderung des Tastverhältnisses und des Korrekturwertes, wenn das Fahrzeug die Sollgeschwindigkeit erreicht, gewährleisten einen glatten, jedoch sicheren Übergang auf die Sollgeschwindigkeit.

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Claims

PATENTANWÄLTE:.

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95Ο16Ο. D-800O MÖNCHEN 95

ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

" KARL LUDWlO SCHIFF (1984-1978)

DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FUNER

DIPL. ING. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHOBEL-HOPF

DIPL. INQ. DIETER EBBINQHAUS

DR. INQ. DIETER FINCK

TELEFON (OSQ) 48 2OB* TELEX 6-33 SSB AURO □ TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

TRAVEL ACCESSORIES 18. März 1980

MANUFACTURING CO., INC. DEA-14583

ANORDNUNG ZUR GESCHWINDIGKEITSREGELUNG VON FAHRZEUGEN

Patentanspruch e

.) Anordnung zur Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (73) zur Bereitstellung eines der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Eingangssignals, durch eine manuell betätigbare Einrichtung (93, 94) mit einer Wähleinrichtung (93) , die in Geschwindigkeitseinheiten geeicht ist, zur Vorgabe eines der Sollgeschwindigkeit entsprechenden Bezugssignals, so daß der Fahrer die Sollgeschwindigkeit unabhängig von der Ist-

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geschwindigkeit zur Wählzeit wählen kann, durch eine Einrichtung (98) zur Einstellung eines der Signale zur Eichung der Wähleinrichtung für das Fahrzeug, und durch eine auf das eingestellte Signal und das andere Signal zur Einstellung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit ansprechende Einrichtung (11).
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Sperre der Betätigung der Einrichtung zur Einstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit, bis das Fahrzeug eine vorbestimmte Geschwindigkeit gegenüber der Sollgeschwindigkeit erreicht hat.
3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine vom Fahrer betätigbare Einrichtung zur selektiven Einschaltung der Anordnung zur Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn das Fahrzeug einen vorbestimmten Bruchteil der vorbestimmten Geschwindigkeit erreicht hat.
4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bereitstellung eines Steuersignals entsprechend dem Betrag der durch die Anordnung gebildeten Geschwindigkeitseinstellung, und durch eine Einrichtung zur Kombination des Steuersignals mit einem der anderen Signale zur Verminderung des Betrags der Geschwindigkeitseinstellung, wenn die Geschwindigkeit der Fahrzeugs sich der Sollgeschwindigkeit nähert.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit eine unterdruckbetätigte Betätigungseinrichtung (11) zur Verbindung mit dem Vergasergestänge des Fahrzeugs

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enthält, sowie Ventileinrichtungen (21, 22, 23) zur Steuerung der Unterdruckbeaufschlagung der Betätigungseinrichtung, und Komparatoreinrichtungen (86, 87) zur Betätigung der Ventile entsprechend dem Bezugs- und dem Eingangssignal.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein erstes auf den Komparator ansprechendes Ventil (21) zur Unterdruckbeaufschlagung der Betätigungseinrichtung zur Bewegung der Drosselklappe in einer Richtung und ein zweites Ventil (22), daß auf den Komparator anspricht und die Betätigungseinrichtung entlüftet, so daß sich die Drosselklappe in der Gegenrichtung bewegt, und eine drittes, auf das Bremssystem ansprechendes Ventil (23) zur Entlüftung des Unterdrucks von der Betätigungseinrichtung (11) und zum Abschalten der Regelanordnung beim Abbremsen des Fahrzeugs aufweist.
7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal ein wechselndes Signal mit insgesamt dreieckigem Verlauf mit einer vorherbestimmten Amplitude und einen Gleichstrompegel ist, der der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, und daß die Komparatoreinrichtung einen ersten und einen zweiten Komparator (86, 87) enthält, deren Schwellenwerte um mehr als die Amplitude der Eingangssignalwelle unterschiedlich sind, wobei sich das alternierende Signal vollständig innerhalb des Bereichs zwischen den Schwellenspannungen befindet, wenn die Betätigungseinrichtung im Ruhezustand ist und das Fahrzeug mit der Sollgeschwindigkeit läuft, und wobei das Signal einen der Schwellenwerte kreuzt und die Betätigungseinrichtung intermittierend arbeitet, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit unterscheidet, wobei das Tastverhältnis der Betätigungseinrichtung (11) bei Annäherung

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der Fahrzeuggeschwindigkeit an die Sollgeschwindigkeit abnimmt.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die manuell betätigbare Einrichtung (93) eine Rasteinrichtung enthält/ so daß diese in einer einer vorbestimmten Geschwindigkeit entsprechenden Stellung gehalten wird.
9. Anordnung zur Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen mit Steuereinrichtungen für die Drosselklappe und die Bremse, gekennzeichnet durch eine unterdruckbetätigte Betätigungseinrichtung (11) zur Verbindung mit der Drosselklappen« teuerung des Fahrzeugs, durch ein erstes und ein zweites Ventil (21, 22), die auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechen und die Unterdruckzufuhr zur Betätigungseinrichtung steuern, so daß sich die Drosselklappe zur Erhöhung oder Verminderung der Fahrzeuggeschwindigkeit in einer ersten oder einer zweiten Richtung bewegt, und durch ein drittes Ventil (23), das auf die Bremssteuorung anspricht und den Unterdruck aus der Betätigungseinrichtung (11) entlüftet, so daß die Drosselklappe von der Steuerung der Anordnung beim Bremsen des Fahrzeugs gelöst wird.
10. Anordnung zur Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen mit einer Drosselklappen- und einer Bremssteuerung, gekennzeichnet durch eine unterdruckbetätigte Betätigungseinrichtung (11) zur Verbindung mit der Drosselklappensteuerung des Fahrzeugs, durch elektrisch betätigbare Ventileinrichtungen (21, 22) zur Steuerung der Unterdruckzufuhr zur Betätigungseinrichtung, durch eine bistabile Schaltung (39) enthaltende Einrichtungen mit einem ersten und einem

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zweiten Ausgangszustand zur Steuerung der Spannungsversorgung der Ventileinrichtungen, wobei die Ventileinrichtungen nur dann mit Spannung versorgt werden, wenn die bistabile Schaltung sich in ihrem zweiten Ausgangszustand befindet, durch einen manuell betätigbaren Druckknopfschalter (43), der zum Umschalten der Schaltung aus dem ersten in den zweiten Zustand und vom zweiten in den ersten Zustand bei aufeinander folgendem Niederdrücken des Schalters mit der bistabilen Schaltung verbunden ist, und durch eine auf die Bremsbetätigung ansprechende Einrichtung (36, 31) zum Umschalten der bistabilen Schaltung aus dem zweiten in den ersten Zustand beim Bremsen des Fahrzeugs.
11. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Sperre der Umschaltung der bistabilen Schaltung aus dem ersten in den zweiten Zustand, bis das Fahrzeug mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit läuft.
12. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug eine Kupplung und die Anordnung eine Einrichtung zur Umschaltung der bistabilen Schaltung (39) aus dem zweiten in den ersten Zustand bei Betätigung der Kupplung enthält.
13. Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein zusätzliches mit der Betätigungseinrichtung (11) verbundenes Ventil (23) , und durch eine auf die Bremsbetätigung ansprechende Einrichtung (36) zum öffnen des zusätzlichen Ventils zum Entlüften des Unterdrucks aus der Betätigungseinrichtung (11), so daß beim Bremsen des Fahrzeugs die Drosselklappe von der Regelung durch die Anordnung gelöst wird.

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14. Anordnung zur Geschwindigkeitsregelung von Fahrzeugen, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Bereitstellung eines Eingangssignals mit insgesamt dreieckiger Wellenform vorbestimmter Amplitude und einem der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Gleichstrompegel, durch eine unterdruckbetatigte Betätigungseinrichtung (11) zur Verbindung mit der Vergasersteuerung des Fahrzeugs, durch ein normalerweise geschlossenes elektrisch betätigbares Ventil (21) zur Steuerung der Vakuumzufuhr zur Betätigungseinrichtung, durch ein normalerweise offenes elekbrisch betätigbares Ventil (22) zur Entlüftung des Unterdrucks aus der Betätigungseinrichtung (11), durch eine Einrichtung mit einem ersten Komparator (86), der auf das Eingangssignal zum öffnen des normalerweise geschlossenen Ventils (21) anspricht, wenn das Eingangssignal unterhalb eines ersten Bezugspegels liegt, und durch eine Einrichtung mit einem zweiten Komparator (87), der auf das Eingangssignal zum Schließen des normalerweise offenen Ventils (22) anspricht, wenn das Eingangssignal oberhalb eines zweiten Bezugspegels liegt, wobei der zweite Bezugspegel um einen Betrag oberhalb des ersten Bezugspegels liegt, der größer ist als die Amplitude des Eingangssignals, wobei das Eingangssignal vollständig zwischen dem ersten und zweiten Bezugspegel liegt, so daß keines der Ventile betätigt wird, wenn das Fahrzeug mit der Sollgeschwindigkeit fährt, und wobei das Eingangssignal einen der Bezugspegel kreuzt, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit unterscheidet, so daß das entsprechende Ventil mit einer Impulsperiode betätigt wird, die bei Annäherung der Fahrzeuggeschwindigkeit an die Sollgeschwindigkeit abnimmt.
15. Anordnung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine manuell betätigbare Wähleinrichtung, die in Ge-

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schwindigkeitseinheiten geeicht ist, zur Zufuhr von Bezugssignalen des ersten und zweiten Pegels zu den Komparatoren, so daß der Fahrer die gewünschte Geschwindigkeit unabhängig von der bei der Wahl vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit wählen kann. . ■ -
16. Anordnung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Einstellung der Pegel der Bezugssignale zur Eichung der Anordnung auf das Fahrzeug, so daß die von der Wähleinrichtung angezeigte Geschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, wenn das Eingangssignal zwischen den Bezugspegeln liegt.
17. Anordnung nach Anspruch 14, cTekennzeichnet durch auf die Stellung der Betätigungseinrichtung (11) ansprechende Einrichtungen (107) zur Bereitstellung eines Steuersignals, das zur Verminderung des Betrags der Bewegung der Betätigungseinrichtung mit dem Eingangssignal kombiniert wird, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit der Sollgeschwindigkeit annähert.
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