DE3344665C2

DE3344665C2 - Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3344665C2
Application number: DE3344665A
Authority: DE
Inventors: Francis Didier Dunon-Bluteau; Michel Robert Gault; Charles Henri Jourdain
Original assignee: JAEGER LEVALLOIS PERRET SA
Current assignee: JAEGER LEVALLOIS PERRET SA
Priority date: 1982-12-09
Filing date: 1983-12-09
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2003-12-10
Also published as: DE3344665A1; IT1170257B; PT77792B; ES8406752A1; GB2133184B; FR2537742A1; IT8324045A0; GB2133184A; PT77792A; ES528240A0; GB8332383D0; FR2537742B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die EP 0 034 226 A1 offenbart eine dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechende Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung für Kraftfahrzeuge oder ähnliche bewegte Systeme, bei der die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs mittels eines Geschwindigkeitssensors erfaßt wird, der ein Impulssignal liefert, dessen Frequenz proportional zur erfaßten Geschwindigkeit ist. Mittels eines Sollwertgebers läßt sich vom Fahrzeugführer eine Maximalgeschwindigkeit einstellen. Wenn diese erreicht wird, erzeugt ein Komparator ein Grenzwertsignal, durch das eine Leistungsdrosselungseinrichtung derart angesteuert wird, daß ein weiteres Ansteigen der Fahrgeschwindigkeit verhindert wird. Der Fahrer kann daher zuverlässig daran gehindert werden, z. B. polizeilich vorgegebene Geschwindigkeitsbegrenzungen zu überschreiten.

In der DE 28 36 342 A1 ist eine weitere Geschwindigkeits- Begrenzungseinrichtung beschrieben, bei der als Geschwindigkeitssensor ein mit dem Tacho gekoppelter Geber vorgesehen ist, der über einen nicht näher erläuterten Regler einen Stellmotor ansteuert, der den Betätigungsweg des Gaspedals begrenzt, so daß eine vorgebbare Geschwindigkeit nicht überschritten werden kann.

Ein Nachteil dieser beiden bekannten Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtungen liegt darin, daß im Falle des Versagens eines Bauteils, insbesondere des Geschwindigkeitssensors, keine korrekte Geschwindigkeitsbegrenzung mehr gewährleistet ist. Der Fahrer kann daher im Vertrauen auf die Begrenzungsfunktion u. U. seine Geschwindigkeit deutlich überhöhen, was zu gefährlichen Situationen oder zumindest zu Verkehrsverstößen führen kann.

In der DE 25 44 454 B2 ist noch ein Geschwindigkeits-Regelungssystem beschrieben, bei dem im Gegensatz zu den gattungsgemäßen Systemen nicht bei einer bestimmten Geschwindigkeit ein weiteres Beschleunigen verhindert wird, sondern bei dem das Fahrzeug auf einer konstanten Geschwindigkeit gehalten werden soll. Der Regelvorgang wird dann unterbrochen, wenn das Signal des Geschwindigkeitssensors eine feststehende Grenze unterschreitet oder die Regelabweichung zu groß wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Geschwindigkeits- Begrenzungseinrichtung zu schaffen, bei der eine Überschreitung der gewählten Geschwindigkeit zuverlässig vermeidbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Durch die angegebenen Merkmale wird erreicht, daß ein eventuelles Versagen des Geschwindigkeitssensors dazu führt, daß anstelle des vorgewählten Grenzwerts automatisch ein anderer, vorzugsweise relativ kleiner Grenzwert gewählt wird. Die Zuverlässigkeit der Begrenzungseinrichtung hinsichtlich einer ungewollten Geschwindigkeitsüberschreitung ist hierdurch deutlich erhöht. Ferner wird der Fahrer durch das zwangsweise Herabsetzen der Geschwindigkeit auf den zweiten, niedrigen Grenzwert auf das Versagen eines Teils der Anlage aufmerksam gemacht, so daß insofern zusätzlich eine kostengünstige Funktionskontrolle erzielt wird, die zugleich einen Hinweis auf eine notwendige Reparatur beinhaltet. Weiterhin ist sichergestellt, daß die vorgenannten Maßnahmen infolge der Überwachung des Impulssignals nicht dazu führen, daß sich das Fahrzeug nicht in Bewegung setzen läßt. Daher wird die erhöhte Funktionssicherheit der Be grenzungseinrichtung ohne nachteilige Nebeneffekte erreicht. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich insgesamt mit wenig Schaltungsaufwand realisieren.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in Form eines Blockschaltbildes dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Im Blockschaltbild sind die erfindungsgemäßen Merkmale gestrichelt eingerahmt; der übrige Teil der Darstellung dient zur Erläuterung der üblichen Ausführung eines Geschwindigkeitsreglers und zeigt, wie die erfindungsgemäße Anordnung hierin integriert ist.

Auf das Wesentliche beschränkt, enthält die Einrichtung zur Geschwindigkeitsbegrenzung
- einen Impulsaufnehmer 20, der als Geschwindigkeitssensor dient und dessen Ausgangsimpulsfrequenz der Geschwindigkeit des Fahrzeugs proportional ist. Dieser Aufnehmer kann mechanischer, magnetischer oder optischer Bauart sein;
- einen Impulsverstärker 1;
- einen Frequenz-Spannungs-Wandler 2, der an seinem Ausgang eine Gleichspannung liefert, deren Amplitude proportional zur Eingangsfrequenz ist;
- ein Potentiometer 4, das als Sollwertgeber dient und durch dessen Einstellung eine der gewünschten Sollgeschwindigkeit entsprechende Spannung geliefert wird. Diese Spannung kann selbstverständlich auch von einem elektronischen Speicherglied stammen, in dem eine vom Fahrer eingegebene Geschwindigkeit abgespeichert ist;
- einen Verstärker 3, der die Spannung des Potentiometers 4 und die Spannung des Wandlers 2 vergleicht und verstärkt, und
- eine Lageregelung (Leistungsbegrenzungseinrichtung 5 bis 9) in Form einer Komparator-Verstärkerstufe 5, deren Ausgangssignal einen Motor 8 ansteuert, der über eine mechanische Untersetzung den Schleifer eines linearen Potentiometers 9 mitnimmt. Schließlich ist ein ebenfalls über das Getriebesystem bewegtes Schaltglied 6 vorgesehen, das unmittelbar auf den Weg des Fahrpedals wirkt.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung funktioniert wie folgt: Die vom Impulsaufnehmer 20 abgegebenen Impulse werden durch den Verstärker 1 verstärkt und vom Frequenz-Spannungs-Wandler 2 in eine proportionale Spannung umgewandelt. Diese Spannung wird mit der am Schleifer des Potentiometers 4 abgegriffenen Spannung durch den Verstärker 3 verglichen und verstärkt, dessen Ausgang zum Eingang der Komparator-Verstärkerstufe 5 führt. Letzterer steuert den Motor 8 an, der den Schleifer des Potentiometers 9 so lange verstellt, bis die vom Verstärker 3 kommende Spannung gleich groß ist wie die Spannung am Schleifer des Potentiometers 9.

Weichen die Werte der vorbestimmten (angezeigten) Grenzgeschwindigkeit und der tatsächlichen Geschwindigkeit stark voneinander ab, befindet sich der Schleifer des Potentiometers 9 in seiner oberen Endlage, und das Schaltglied 6 greift kaum oder gar nicht zwecks Änderung des Betätigungswegs des Fahrpedals ein. Ist dagegen die Abweichung gering, werden die Beschleunigungsvorgänge über das Fahrpedal begrenzt.

Schaltet der Fahrer des nicht dargestellten Fahrzeugs in den Leerlauf, schließt sich ein Schalter 19, und ein Inverter 21 liefert über eine Trenndiode 22 eine Maximalspannung an den Eingang des vorstehend beschriebenen Reglers, wodurch dem Fahrer freie Wahl zur Beschleunigung des nicht dargestellten Antriebsmotors des Fahrzeugs gelassen wird, insbesondere auch zum zweimaligen Kuppeln beim Zwischengasgeben.

Aus der Kenntnis der Funktion eines solchen bekannten Systems heraus weiß man, daß es nicht mehr sicher ist. Insbesondere bei einem Ausfall des geschwindigkeitsabhängig arbeitenden Impulsaufnehmers oder bei einer Unterbrechung in den Übertragungskabeln der zugehörigen Verkabelung, d. h. wenn keine Impulse mehr ankommen, ist die Geschwindigkeitsbegrenzung nicht mehr sichergestellt. Nicht sehr gewissenhafte Fahrer könnten daher versucht sein, diese Verbindung absichtlich zu unterbrechen, um auf diese Weise die vorgegebene Geschwindigkeitsbegrenzung zu umgehen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht, dies zu vermeiden und mehr Sicherheit zu bieten. Die dargestellte Ausführungsform ist nur ein Beispiel für eine Art der Realisierung; sie enthält eine Vorrichtung zur Detektion des Fehlens von Impulsen oder Spannungen, die es im Betrieb ermöglicht, an die eingangs beschriebenen Lageregelung 5, 8, 9 eine Spannung Null oder eine sehr geringe Spannung anzulegen, wodurch eine nicht unwesentliche Verringerung des Betätigungswegs des Fahrpedals herbeigeführt wird.

Hierzu werden die Impulse des Impulsaufnehmers 20 über eine Diode 18 an die Basis eines Transistors 15 angelegt, an der ebenfalls die Ausgangsspannung des Frequenz-Spannungs-Wandlers 2 über eine Diode 17 angelegt ist. Ein Kondensator 14 wird mit einer positiven Spannung gespeist und kann über den Transistor 15 bis auf Null Volt entladen werden. Die Spannung an den Klemmen des Kondensators 14 wird durch einen nachgeschalteten Verstärker 13 verstärkt und invertiert. Über diesen Verstärker wird ein Schaltglied 10, 11 angesteuert, das wahlweise aus einem Relais, einem Optokoppler, einem Analogschalter o. ähnl. bestehen kann. In üblicher Weise ist zum besseren Verständnis ein galvanischer Schalter 10 dargestellt, der in der Praxis auf unterschiedliche Art ausgeführt sein kann; beispielsweise in Form zweier MOS-Transistoren, ohne daß hierdurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Liegen die Impulse vom Impulsaufnehmer 20 oder die Spannung des Ausgangs des Frequenz-Spannungs-Wandlers 2 oder auch beide zusammen an der Basis an, schaltet der Transistor 15 durch, und die Spannung an den Kondensatorklemmen ist Null. Die Spannung am Ausgang des inverterenden Verstärkers 13 wird maximal, wodurch das Schaltglied 11 über den Schalter 10 die Kontaktpunkte 1 und 2 kurzschließt. Der Geschwindigkeitsbegrenzer funktioniert somit normal.

Liegen dagegen am Ausgang des Verstärkers 1 keine Impulse an, liefert der Spannungs-Frequenz-Wandler 2 eine Spannung mit dem Wert Null. Der Transistor 15 kann daher nicht durchschalten, und der Kondensator 14 wird durch die positive Spannung über den Widerstand 16 aufgeladen. Der Kontakt 19 ist geöffnet, wenn im Fahrzeug ein Gang eingelegt wurde.

Hieraus ergeben sich zwei unterschiedliche Funktionsfälle.
1. Fall:

Das Fahrzeug hält. An den Klemmen des Impulsaufnehmers 20 liegen keine Impulse an. Der Gangschalthebel liegt im Totpunkt bzw. in der Leerlaufstellung und der Schalter 19 ist daher geschlossen. Hierdurch bleibt die Spannung an den Klemmen des Kondensators 14 auf Null. Die Ausgangsspannung am Verstärkers 13 hat ihren Höchstwert, und das Schaltglied 10, 11 ist zwischen den Kontaktpunkten 1 und 2 geschlossen. Unter diesen Bedingungen kann das Fahrzeug normal anfahren, sobald der Fahrer einen Gang einlegt, da sich dann der Schalter 19 öffnet und die Spannung an den Klemmen des Kondensators 14 progressiv ansteigt, wobei die Dauer des Ladens von der Zeitkonstante des RC-Glieds 16, 14 abhängt. Für den praktischen Einsatz wurde die Zeitkonstante auf 30 Sekunden festgelegt. Sobald das Fahrzeug anfährt und alle Vorgänge normal ablaufen, erscheinen am Ausgang des Verstärkers 1 die ersten Impulse, die zum Durchschalten des Transistors 15 sowie zum Entladen des Kondensators 14 führen, so daß das Schaltglied 10, 11 zwischen den Kontaktpunkten 1 und 2 geschlossen bleibt.
2. Fall:

Das Fahrzeug fährt an, am Ausgang des Verstärkers 1 erscheint jedoch kein Impuls. Der Schalter 19 ist geöffnet und der Kondensator 14 lädt sich mit einer positiven Spannung auf. Der Ausgang des Verstärkers 13 sinkt auf Null, und das Schaltglied 11 wird spannungslos. Der Schalter 10 fällt ab und schließt den Stromkreis zwischen den Kontaktpunkten 1 und 3. Je nach der Einstellung des Potentiometers 12 wird eine geringe oder eine Nullspannung am Eingang des Verstärkers 5 angelegt, wodurch das Fahrpedal in seinem Schaltweg maximal begrenzt wird und folglich der Geschwindigkeitsanstieg praktisch Null ist.

Auf diese Weise erfüllt also der Geschwindigkeitsbegrenzer seiner Aufgabe im gewünschten Sinn, wenn der Impulsaufnehmer einwandfrei funktioniert. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann jedoch die Funktion des Impulsaufnehmers überbrücken, wenn er selbst oder die zugehörigen Schaltungen ausfallen sollten.

Der als Totpunkt oder Leerlaufschalter zu bezeichnende Schalter 19, der in jedem Fall im Getriebegehäuse des Antriebsmotors des Fahrzeugs untergebracht werden muß, ist nicht immer vorhanden. Er kann durch einen einfachen, am Motor angebrachten Tachometerschalter ersetzt werden, dessen Kontakt sich schließt, wenn die Motordrehzahl unterhalb der maximal vorgegebenen Solldrehzahl des Motors im Leerlauf liegt.

Claims

1. Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit
einem ein Impulssignal erzeugenden Geschwindigkeitssensor (20), dessen Impulsfrequenz proportional zur Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist,
einem mit dem Geschwindigkeitssensor (20) verbundenen Frequenz-Spannungs-Wandler (2), der an seinem Ausgang eine Gleichspannung liefert, deren Amplitude proportional zur Impulsfrequenz des Impulssignals des Geschwindigkeitssensors (20) ist,
einem Sollwertgeber (4), der eine eine erste vorgegebene Geschwindigkeit repräsentierende Sollwertspannung erzeugt,
einem Verstärker (3), der die Sollwertspannung mit der Gleichspannung vergleicht und verstärkt und einen Ausgang aufweist, sowie mit
einer Leistungsbegrenzungseinrichtung (5 bis 9), die von dem Verstärker (3) angesteuert wird und ein weiteres Ansteigen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verhindert, wenn die Sollwertspannung und die Gleichspannung nur gering voneinander abweichen,
gekennzeichnet durch
einen Impulsdetektor (15, 17, 18), der auf das Impulssignal des Geschwindigkeitssensors (20) anspricht und beim Auftreten von Impulsen ein erstes Signal sowie beim Fehlen von Impulsen ein zweites Signal erzeugt,
einen einstellbaren Geber (12), der an einem Ausgang eine Spannung erzeugt, die eine zweite vorgegebene, gegenüber der ersten vorgegebenen Geschwindigkeit herabgesetzte Geschwindigkeit repräsentiert,
eine von dem Impulsdetektor (15, 17, 18) angesteuerte Umschalteinrichtung (10, 11), die die Leistungs begrenzungseinrichtung (5 bis 9) beim Anliegen des ersten Signals des Impulsdetektors (15, 17, 18) mit dem Ausgang des Verstärkers (3) und beim Anliegen des zweiten Signals mit dem Ausgang des Gebers (12) verbindet,
ein zwischen den Impulsdetektor (15, 17, 18) und die Umschalteinrichtung (10, 11) geschaltetes Verzögerungselement (14, 16), das die Ausgabe des zweiten Signals um eine vorbestimmte Zeitspanne verzögert, sowie durch
einen Schalter (19), der das Verzögerungselement (14, 16) in einem Leerlaufzustand des Kraftfahrzeugs derart zurückgesetzt hält, daß das zweite Signal unwirksam bleibt.

2. Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (19) auf das Einlegen der Leerlaufstellung der Gangschaltung anspricht.

3. Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (19) aus einem mit dem Motor des Kraftfahrzeugs verbundenen Tachoschalter gebildet ist, der bei einer nahe der Leerlaufstellung befindlichen Drehzahl des Motors umschaltet.

4. Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Schalters (19) ferner mit dem Eingang der Leistungsbegrenzungseinrichtung (5 bis 9) verbunden ist.

5. Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsdetektor (15, 17, 18) sowohl die am Ausgang des Geschwindigkeitssensors (20) als auch die am Ausgang des Frequenz- Spannungs-Wandlers (2) auftretenden Signale überwacht.

6. Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsdetektor (15, 17, 18) mit dem Ausgang des Geschwindigkeitssensors (20) und des Frequenz-Spannungs-Wandlers (2) über Dioden (17, 18) verbunden ist.

7. Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsdetektor (15, 17, 18) einen Transistor (15) aufweist.

8. Geschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungselement aus einem an einen Widerstand (16) angeschlossenen Kondensator (14) gebildet ist, der dem Hauptleitungspfad des Transistors (15) parallel geschaltet ist.