DE3100645A1 - "vorrichtung und verfahren zur automatischen geschwindigkeitsangleichung bei kraftfahrzeugen" - Google Patents

"vorrichtung und verfahren zur automatischen geschwindigkeitsangleichung bei kraftfahrzeugen"

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DE3100645A1
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Description

NISSAN ο ι
!VG 0398/241 (2Γ '
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Angleichung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs an eine gewünschte bzw. vorgegebene SOLL-Geschwindigkeit.
Es gibt bereits verschiedene Systeme zur automatischen Geschwindigkeitsbeeinflussung, bei denen entweder auf mechanischem, elektrischem oder elektronischem Wege die Fahrzeuggeschwindigkeit an die SOLL-Geschwindigkeit angepaßt wird. Für das Fahren mit einer konstanten Geschwindigkeit wird die gewünschte Geschwindigkeit in das System eingegeben, und dieses wirkt im Sinne einer Reduzierung einer Differenz zwischen der IST- und der SOLL-Geschwindigkeit auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ein. Die über eine Eingabeeinrichtung durch den Fahrer eingegebene SOLL-Geschwindigkeit wird als Analogsignal gespeichert und mit einem der IST-Geschwindigkeit entsprechenden Signal verglichen. Entsprechend einer bei dem Vergleich festgestellten Differenz zwischen der SOLL- und der IST-Geschwindigkeit beeinflußt das System automatisch die Beschleunigung des Fahrzeugs. Wenn die automatische Anpassungsoperation durch eine Bremsbetätigung oder einen Kupplungs-Trennvorgang unterbrochen worden ist, kann das System durch Betätigung eines Wiederanlaufschalters wieder in Betrieb gesetzt werden.
Nach Betätigung dieses Wiederanlaufschalters beschleunigt das Fahrzeug sofort, um zur SOLL-Geschwindigkeit zurückzukehren. Das herkömmliche System hat den Mangel, daß es bei einem gestörten und nicht abschaltenden Wiederanlaufschalter das Fahrzeug nach Freigabe der Bremse oder nach Einrücken der Kupplung sofort wieder beschleunigen läßt. Wenn dieser Vorgang
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TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEIGt1IR
3100G45
N'ISSAN - WG 039 8/241 (2)
nicht mit den Absichten des Fahrers übereinstimmt, kann eine Gefahrensituation eintreten.
15
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern sowie ein Verfahren zur automatischen Geschwindigkeitsregulierung so zu gestalten, daß der erläuterte Mangel beseitigt und damit verbundene Gefahrensituationen vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist vorrichtungsseitig im Patentanspruch 1 und verfahrensseitig im Patentanspruch 10 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in jeweils nachgeordneten Unteransprüchen enthalten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatischen Geschwindigkeitsbeeinflussung und das in dieser Vorrichtung verwirklichte Verfahren haben die Besonderheit, daß
a) nach einer Unterbrechung der automatischen Geschwindigkeitsbeeinflussung die sofortige Wiederbeschleunigung des Fahrzeugs positiv verhindert wird, und
« b) die das auf dem Vergleich zwischen SOLL- und IST-Geschwindigkeit beruhende Steuersignal erzeugende Einheit gesperrt wird, wenn die die Vorrichtung nach einer Betriebsunterbrechung wieder in Betrieb setzende (vierte) Einheit gestört ist und nicht ihre ausgeschaltete Position einnehmen kann.
Zur Realisierung dieser vorteilhaften und der Sicherheit dienenden Funktionen kann die Vorrichtung eine den Abschaltzustand der (vierten) Einheit
3100G41;
TER MEER - MÜLLER · STEINMEISTE-R - LMiSSAN - ViG 0398/241(2]
'{ überwachende, insbesondere auf den Auschaltzustand
ί dieser Einheit ansprechende Einrichtung umfassen.
Damit wird eine unerwartete Fahrzeugbeschleunigung
ρ bei einer Störung oder Beschädigung der die Vor-
S 5 richtung normalerweise wieder in Betrieb setzenden i
Einheit wirksam verhindert.
Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Geschwindigkeitsbeeinflussung,
Fig. 2 eine Tabelle zur Funktion einer Kombination aus Wiederanlaufschalter und Detektor in der Vorrichtung von Fig. 1 und
Fig. 3 ein zeitabhängiges Diagramm zur Funktion des Wiederanlaufschalters und Detektors.
Das in Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Geschwindigkeitsbeeinflussung . in Kraftfahrzeugen ist in eine Steuerschaltung 20 und eine die Steuerschaltung mit elektrischer Energie versorgende Stromversorgungsschaltung 10 unterteilt. Die Stromversorgungsschaltung 10 besteht aus einer Fahrzeugbatterie 102, einem Zündschalter 104, einem Hauptschalter 106, einem Bremsschalter 108, einem Kupplungsschalter 110, einem Vorgabeschalter 112 zum Eingeben einer gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Relaisschaltung 114, die dafür sorgt, daß die Stromzufuhr zur Steuerschaltung 20 erhalten bleibt, einer die Relaisschaltung 114 mit Einschaltung der Strcrr.versorungs-
TER MEER -MÜLLER · STEINMEJS7 ER "" WG O 398/24 1 (2)
schaltung 10 in Betrieb setzende Aktivierschaltung 116 und aus einem Wiederanlaufschalter 118.
Der vorzugsweise als normalerweise offene Drucktaste, die nur für die Dauer einer manuellen Betätigung Kontakt gibt, ausgebildete Wiederanlaufschalter 118 wird eingeschaltet, um die automatische Geschwindigkeitsbeeinflussung des Fahrzeugs nach einer Unterbrechung der Steueroperation der Vorrichtung wiederherzustellen.
Durch eine Betätigung eines nicht dargestellten Bremspedals und/oder eine Betätigung eines Kupplungspedals wird jeweils der Bremsschalter 108 oder Kupplungsschalter 110 betätigt und trennt die Stromversorgungs- schaltung 10 ab. Die Schalter 108 und 110 liegen mit der Batterie 102, dem Zündschalter 104 und Hauptschalter 106 in Reihe geschaltet. Außerdem liegen der Bremsschalter 108 und Kupplungsschalter 110 in Reihe vor einem andere elektrische Geräte mit Strom versorgenden Stromverteiler 120.
Die angegebene Reihenschaltung der Schalter sowie der Aufbau der Stromversorgungsschaltung 10 sind keine wesentlichen Merkmale der Erfindung und können geändert werden, falls zweckmäßig.
Die Steuerschaltung 2 0 umfaßt einen Geschwindigkeits- j
sensor 202, eine Begrenzerschaltung 204, einen Frequenz/ j
Spannungs-Umsetzer (F/V) 206, eine Speicherschaltung 208, !
einen Differenzverstärker 210 und einen Leistungsverstärker 212. Der Geschwindigkeitssensor 202 ermittelt in bekannter Weise die Fahrzeuggeschwindigkeit, z.B.
über einen elektromagnetischen Aufnehmer auf der Achs- j
welle, und erzeugt ein Impulssignal mit einer der :
Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Frequenz, welches t \
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310QG41"
NISSAN - WG 0398/241(2)
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über die Begrenzerschaltung 20 4 in den Frequenz/ Spannungs-Umsetzer 206 eingegeben wird, damit dieser ein der Frequenz des eingegebenen Impulssignals entsprechendes Analogsignal V_, erzeugt.
Die Speicherschaltung 20 8 übernimmt das Analogsignal aus dem Umsetzer 206 und wird durch ein Befehlssignal des mit dem Speicher verbundenen Vorgabeschalters so gesetzt, daß der Analogsignalwert, welcher der vorgegebenen SOLL-Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, gehalten wird. Die Speicherschaltung 20 8 erzeugt ein Setzsignal V0^-, mit einem dem genaltenen Signalwert entsprechenden Wert. Das Umsetzer-Analogsignal· VR geht außerdem, in den Differenzverstärker 210, wo es mit dem Signalwert des Setzsignals Vc_ verglichen wird. Die dem Unterschied zwischen der IST-Geschwindigkeit und der vorgegebenen SOLL-Geschwindigkait des Fahrzeugs entsprechende Signaldifferenz wird von dem Differenzverstärker 210 verstärkt und als Steuersignal an eine Servosteuerung 30 abgegeben, damit diese den Unterschied zwischen der IST- und der SOLL-Geschwindigkeit auf Null reduziert.
Die Servosteuerung 30 umfaßt ein Servoventil 302, ein ' Stellventil· 30 4, ein Unterdruckstellglied 306 und ein Beschieunigergestänge 308. Aufgrund des von der Steuerschaltung 20 kommenden Steuersignals erzeugt das Servoventil 302 einen dem Steuersignalwert entsprechenden Unterdruck, auf den das Stellventil 304 anspricht und über das Unterdruckstellglied 306 so auf das Beschieunigergestänge 30 8 einwirkt, daß der Unterschied zwischen der IST- und der SOLL-Geschwindigkeit auf Null reduziert wird. Normalerweise ist das Beschleunigergestänge 308 mechanisch mit einer Steuereinheit verbunden, welche den Luftdurchsatz eines nicht darge-
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TER MEER ■ MÖLLER ■ STE.NMEISTER ' - NlSf^ - WG -Q 3 93/24 1 (2 ) j
- 11 -
stellten Vergasers oder dergleichen reguliert.
Zwischen dem Differenzverstärker 210 und dem Leistungsverstärker 212 befindet sich in Fig. 1 ein ähnlich wie ein NAND-Glied funktionierender Detektor 214, der nur dann ein Signal mit hoch liegendem Pegel an einen Anschluß 216 abgibt, wenn der Ausgang des Differenzverstärkers 210 hoch und der Ausgang des Wiederanlaufschalters 118 tief liegt.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung im Betrieb beschrieben. Bei Eingabe der gewünschten SOLL-Fahrzeuggeschwindigkeit wird der Setzschalter 112 eingeschaltet, damit die Speicherschaltung 208 den Wert des Analogsignals VR festhält, welcher der durch den Geschwindigkeitssensor 202 ermittelten IST-Geschwindigkeit des Fahrzeugs enspricht. Daraufhin gibt die Speicherschaltung 208 eine konstante Spannung als
Setzsignal V_„m an den Differenzverstärker 210 ab, bJil
welcher die Spannung dieses Setzsignals mit der Spannung des der IST-Geschwindigkeit entsprechenden Signals Vn
SS.
vergleicht und ein der Differenz zwischen den beiden Spannungen entsprechendes Steuersignal erzeugt, durch das die Fahrzeuggeschwindigkeit so verändert wird, daß die Differenz zwischen der vorgegebenen SOLL-Geschwindigkeit und der IST-Geschwindigkeit auf Null zurückgeht. So wird die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch an die vorgegebene SOLL-Geschwindigkeit angepaßt.
Dieser Betriebsablauf dauert so lange, bis entweder durch Betätigung der Bremse der Bremsschalter 108 oder durch Kupplungsbetätigung der Kupplungsschalter 110 ausgeschaltet und damit die Steuerschaltung 20 von der Stromzufuhr aus der Stromversorgungsschaltung 10 abge-
TER MEER -MÖLLER .STBNMEIST^ *™*™ " WG 0398/241 (2)
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schnitten wird. In diesem Fall ist der Betrieb der Vorrichtung wirksam unterbrochen.
Zur Wiederaufnahme des normalen Nachsteuer-Betriebsablaufs wird der Wiederanlaufschalter 118 eingeschaltet, damit dieser über die Aktivierschaltung 116 die Relaisschaltung 114 in Betrieb setzt. Sobald der Wiederanlaufschalter 118 in seine normale ausgeschaltete Position zurückkehrt, erhält die Steuerschaltung 20 Strom über die Relaisschaltung 114. Mit Einschaltung des Wiederanlauf schalters 118 erhält der Detektor 214 einen hoch liegenden Signalausgang, und bei Rückkehr in die normale Ausschaltposition des Schalters 118 erhält der Detektor 214 einen tief liegenden Signalausgang. Wie zuvor erwähnt, erhält der Detektor 214.auch den Ausgang des Differenzverstärkers 210. Der Detektor 214 arbeitet, wie in Fig. dargestellt, wie eine NAND-Schaltung. Daher hat sein Ausgang nur dann einen hoch liegenden Pegel H, wenn der Ausgang des Differenzverstärkers hoch und der Ausgang des Wiederanlaufschalters tief liegt.
Die Servosteuerung 30 wird durch das Steuersignal aus der Steuerschaltung 20 aktiviert. Nach Rückkehr des Wiederanlaufschalters 118 in seine normale Ausschalt-, position erzeugt das Servoventil 302 einen dem Wert des Steuersignals entsprechenden Unterdruck, der das Stellventil 30 4 ansteuert und zur einer entsprechenden Verstellung des Beschleunigungsgastänges 308 über das Stellglied 306 führt. Das bedeutet, das Fahrzeug beschleunigt, bis es die vorgegebene SOLL-Geschwindigkeit erreicht hat.
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L.e^rsei te

Claims (11)

  1. PATENTANWÄLTE
    TER M E ER-MÜLL E R-S TE I N M Ei S TE R
    Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives beforo the European Patent Oifico Mandataires agrees pres l'Oifice europeen des brevets
    Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl-Ing. H. Steinmeister
    SSiiMÜIIer S.e.enva.,7.
    D-8000 MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1
    WG 0398/241(2) 12. Januar 1981
    Mü/Gd t/hm
    NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. No.2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi,Kanagawa-ken, JAPAN
    Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Geschwindigkeitsangleichung bei Kraftfahrzeugen
    Priorität: 14. Januar 1980 - Japan - Ser.No. 55-2140
    PATENTANSPRÜCHE
    Iy Vorrichtung zur automatischen Angleichung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs an einen vorgegebbaren Geschwindigkeitswert,
    gekennzeichnet durch
    - eine erste Einheit (20) zum Einstellen eines gewünschten Geschwindigkeitswertes und zur Erzeugung eines Steuersignals, welches einer durch Vergleich
    NISSAN WG
    bAN ο ι η η ρ /
    0398/241 (2V U Ub
    TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
    gewonnenen Differenz zwischen der eingestellten oder SOLL-Geschwindigkeit und der tatsächlichen oder IST-Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht,
    - eine zweite Einheit (212) zur Einwirkung auf ein Beschleunigungselement (308) des Fahrzeugs im Sinne der Reduzierung der Differenz zwischen der SOLL- und der IST-Geschwindigkeit auf Null,
    - eine dritte Einheit (108; 110) zum Unterbrechen des Betriebes der Vorrichtung zur automatischen Geschwindigkeitsbeeinflussung,
    - eine vierte Einheit (118), mit der die automatische Vorrichtung nach einer Betriebsunterbrechung wieder in Betrieb setzbar ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder an die SOLL-Geschwindigkeit angeglichen wird,
    - eine fünfte Einheit (214), die im Betriebsfall der vierten Einheit den übergang der automatischen Vorrichtung in deren normalen Betriebszustand verhindert.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Einheit (212) in Abhängigkeit von einer Fahrzeugverzögerung den Betrieb der automatischen Vorrichtung unterbricht.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einheit ein auf die Betätigung der Bremse ansprechender Bremsschalter (108) ist, der beim Anlegen der Bremse den Betrieb der automatischen Vorrichtung durch Abgabe eines Signals unterbricht.
    V.'G 0398/241 (2)
    TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einheit ein auf das Trennen der Kupplung des Fahrzeugs ansprechender Kupplungspositionsschalter (110) ist, der beim Trennen der Kupplung ein den Betrieb der automatischen Vorrichtung unterbrechendes Signal erzeugt.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Einheit einen als NAND-Glied arbeitenden Detektor (214) enthält, der Signale von der ersten und vierten Einheit aufnimmt und nur im Fall eines hoch liegenden Signals (H) von der ersten Einheit und eines tief liegenden Signals (L) aus der vierten Einheit aktivierbar ist (Fig. 2).
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    - ein Geschwindigkeitssensor (202) die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt und ein der ermittelten Geschwindigkeit entsprechendes IST-Geschwindigkeitssignal abgibt,
    - eine Vorgabeeinheit (112) ein der vorgegebenen SOLL-Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechendes Bezugssignal abgibt,
    - die erste Einheit einen Steuersignalgenerator (210) enthält, welcher das IST-Geschwindigkeitssignal mit dem Bezugssignal vergleicht und das auf einer zwischen diesen beiden Signalen ermittelten Differenz basierende Steuersignal erzeugt und
    -=■ die fünfte Einheit (214) mit der vierten Einheit verbunden bzw. in dieser enthalten ist, im Betriebsfall der vierten Einheit die Aufnahme der normalen
    TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER
    NISSAN
    WG 0398/241(2)
    -A-
    Steuerfunktion seitens der automatischen Vorrichtung verhindert und so durch den Betrieb der vierten Einheit die zweite Einheit (212) in bezug auf die Angleichung der Fahrzeuggeschwindigkeit an die vorgegebene SOLL-Geschwindigkeit verzögert wird.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Einheit einen von der Vorgabeeinheit (112) gespeisten Speicher (208) umfaßt, welcher den der vorgegebenen SOLL-Geschwindigkeit entsprechenden Signalwert festhält und einen diesem Vorgabesignalwert entsprechenden Konstantwert des Bezugssignals erzeugt.
  8. 8. Verfahren zur automatischen Angleichung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs an eine gewünschte Vorgabegeschwindigkeit in Verbindung mit einer eine Steuereinheit enthaltenden Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Vorrichtung gegen Fehler, die nach einer Betriebsunterbrechung durch die erneute Freischaltung der automatischen Geschwindigkeitskontrolle induziert sind, dadurch fehlersicher gemacht wird, daß
    - die Unterbrechung der Geschwindigkeitsanpassung kurzzeitig inhibiert und
    - die Geschwindigkeitsanpassung wieder wirksam geschaltet wird, sobald das betreffende, die automatische Geschwindigkeitskontrolle wieder auslösende Signal vorliegt.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß eine nach Art einer NAND-Schaltung wirkende Funktion das Steuersignal und das Signal von der Wiederinbetriebsetzungseinheit aufnimmt und das Steuersignal auf die Steuereinheit
    ITISSAN ° ! O O 6 4
    RG 0398/241(2)
    TER MEER · MÜLLER · STEINMEI&T f-J-ϊ
    überträgt, wenn das Steuersignal einen hohen und das Signal der Wiederinbetriebsetzungseinheit einen niedrigen Signalpegel haben.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederinbetriebsetzungseinheit einen normalerweise offenen Schalter umfaßt, bei dessen geöffneter Stellung das System betriebsfähig ist.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Schalter in der Steuereinheit enthalten ist und daß durch einen tief liegenden Ausgang der Wiederinbetriebsetzungseinheit und eines hoch liegenden Ausgangs der Steuereinheit die Wiederinbetriebsetzungseinheit und die NAND-Funktion in Betrieb gesetzt werden.
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