DE4122083A1

DE4122083A1 - Safety system esp. for utility vehicle and omnibus - gives warning of engine overspeed with reaction on transmission control making allowance for load and gradient

Info

Publication number: DE4122083A1
Application number: DE4122083A
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl Ing Dr Eckert; Kurt Dipl Ing Dr Neuffer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1991-07-04
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2011-07-05
Also published as: DE4122083C2; JPH05203050A

Abstract

A microprocessor (1) operates on measurements of engine speed (n), accelerator pedal position (3), gradient (NS) and vehicle load (BZ) in conjunction with brake pedal operation (BS) and the max. speed (nG) permissible in each gear. Vehicle-specific data are stored in a memory (S) for comparison with the measurements, and an optical warning (2) is given (A) when the speed limit is attained. If the risk persists beyond a given time limit, an increase (B) enables the driver to introduce engine braking. ADVANTAGE - Vehicle is decelerated by changing-down in good time before predetermined engine speed limit is exceeded.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem für Fahrzeuge gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.The invention relates to a security system for vehicles according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 28 52 195 ist eine Getriebesteuerung für ein selbsttätig schaltendes Getriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, die in Abhängigkeit von Betriebskenndaten die Schaltpunkte des Getriebes auswählt. Derartige Getriebe steuerungen können einem Speicher getriebespezifische und motorspezifische Daten entnehmen, die beispielsweise eine maximal zulässige Motordrehzahl angeben, bei der noch eine Rückschaltung in den nächst niedrigeren Gang zulässig ist. Derartige Drehzahlgrenzen sind für die unterschiedlichen Schaltstufen bzw. Gänge zugeordnet, so daß bei Überschrei ten einer solchen Drehzahlgrenze eine Rückschaltsperre ak tiviert werden kann, um eine Motorbeschädigung durch Über drehen des Motors zu verhindern. Bei Gefällefahrten kann dies den Nachteil haben, daß bei starker Beladung und starkem Gefälle nach Überschreiten der Drehzahlgrenze das Fahrzeug nicht mehr mit Hilfe erhöhter Motorbremswirkung abgebremst werden kann, wenn durch Betätigung der Bremsen eine erforderliche Verzögerung des Fahrzeugs nicht mehr möglich ist. In einer solchen Gefahrensituation könnte ei ne Verzögerung des Fahrzeugs dann noch möglich sein, wenn trotz Überschreiten der Drehzahlgrenze eine Rückschaltung vorgenommen werden könnte, wobei eine Motorbeschädigung dann als kleiners Übel in Kauf genommen werden würde. Pro blematisch ist jedoch dabei, daß nur in einer entsprechen den Gefahrensituation eine solche Rückschaltung zulässig sein dürfte, da sonst durch versehentliches Rückschalten bei zu hoher Drehzahl unnötige Motorbeschädigungen auftre ten würden.From DE-PS 28 52 195 a transmission control for a automatically switching transmission of a motor vehicle known, which, depending on operating characteristics Selects gear shift points. Such gears Controls can be geared to a memory and take engine-specific data, for example a Specify the maximum permissible engine speed at which another Shifting down to the next lower gear is permitted. Such speed limits are for the different Shift levels or gears assigned so that when exceeded a downshift lock ak can be tiviert to an engine damage by over to prevent rotation of the motor. When driving downhill this has the disadvantage that with a heavy load and steep gradient after exceeding the speed limit Vehicle no longer with the help of increased engine braking can be braked if the brakes are applied a necessary deceleration of the vehicle no longer is possible. In such a dangerous situation, egg ne deceleration of the vehicle may still be possible if a downshift despite exceeding the speed limit could be made, with engine damage would then be accepted as a lesser evil. Per is blemish, however, that only correspond to one such a downshift is permissible in the hazardous situation should be, otherwise by accidental switching back if the speed is too high, unnecessary engine damage occurs would.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem für Fahrzeuge mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat gegenüber dem Stand der Technik, bei dem ein Überschreiten der Rückschalt- Drehzahlgrenzen nicht angekündigt wird, den Vorteil, daß vor Überschreiten der vorgegebenen Drehzahlgrenzen eine Verzögerung des Fahrzeugs durch rechtzeitiges Zurückschal ten erreicht wird. Im Normalbetrieb bleibt auch beim Er findungsgegenstand die Rückschaltsperre wirksam, so daß eine versehentliche Überdrehung des Motors sicher vermie den wird. Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem warnt den Fahrer bei einer Gefällefahrt und bei entsprechend starker Beladung bereits vor Erreichen der Drehzahlgrenze, damit dieser die erforderliche Rückschaltung vornehmen kann. Das Warnsignal wird auch dann ausgelöst, wenn bei einer Gefäl lefahrt die Bremse betätigt wird und eine starke Verzöge rung festgestellt wird. Dabei kann das Mindestgefälle, bei dem eine solche Fahrerwarnung ausgelöst wird, vom Bela dungszustand und von der Fahrgeschwindigkeit abhängen, d. h. daß bei geringem Beladungszustand ein höheres Min destgefälle den Gefällegrenzwert darstellt, als bei star ker Fahrzeugbeladung. In entsprechender Weise kann die Fahrgeschwindigkeit und auch die Verzögerung bei getrete ner Bremse zur Bestimmung des jeweils aktuellen Mindest- Gefälles herangezogen werden. Auch weitere Parameter kön nen zur Bestimmung des Grenzbereichs herangezogen werden, bei dessen Erreichung eine Fahrerwarnung durch ein opti sches oder akustisches Warnsignal erfolgt. The security system for vehicles according to the invention has the features of claim 1 compared to the state of the Technology in which the downshift is exceeded Speed limits are not announced, the advantage that before exceeding the specified speed limits Deceleration of the vehicle by timely switching back ten is reached. In normal operation it stays with the Er subject matter the downshift lock effective, so that Avoid accidentally over-revving the engine that will. The security system according to the invention warns the Driver on a downhill run and with a correspondingly strong one Loading before the speed limit is reached this can make the necessary downshift. The Warning signal is also triggered if there is a gradient the brake is applied and a strong delay tion is determined. The minimum gradient can be at such a driver warning is triggered by the Bela condition and depend on the driving speed, d. H. that with a low loading condition a higher min least gradient represents the gradient limit value than for star ker vehicle loading. In a corresponding manner, the Driving speed and also the deceleration when stepped on ner brake to determine the current minimum Slopes are used. Other parameters can also can be used to determine the limit range, when it is reached, a driver warning by an opti or acoustic warning signal.

Wird bei betätigter Bremse keine ausreichende Bremswirkung oder kein Bremsdruck festgestellt, so kann auch in diesem Fall das Warnsignal als Rückschaltaufforderung ausgelöst werden. Dem Fahrer wird dadurch die Möglichkeit gegeben, vor Erreichen der Drehzahlgrenze sein Fahrzeug mit der Mo torbremse durch Rückschalten noch zu verzögern.If the brake is not activated, there is insufficient braking effect or if no brake pressure is detected, this can also occur If the warning signal is triggered as a downshift request will. This gives the driver the opportunity before reaching the speed limit, his vehicle with the Mon to delay the gate brake by switching back.

Ein Heraufsetzen der an sich für die Rückschaltung vorgese henen Drehzahlgrenze kann unter bestimmten Voraussetzungen zweckmäßig sein, nämlich dann, wenn trotz Fahrerwarnung nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit immer noch die Bremse betätigt wird. Der Fahrer hat dann zu entscheiden, ob er eine Rückschaltung vornimmt, trotz der Gefahr, da durch den Motor zu überdrehen. Bei einem selbsttätig schaltenden Getriebe (Automatikgetriebe) kann gegebenen falls auch eine Rückschaltung durch das Sicherheitssystem ausgelöst werden, wenn eine solche Gefahrensituation vorliegt.An increase in the inherent for the downshift The speed limit can under certain conditions be useful, namely when despite driver warning after a predetermined delay time still the Brake is actuated. The driver then has to decide whether he makes a downshift, despite the danger, there to over rev the engine. With one automatically switching gear (automatic transmission) can be given if also a downshift by the security system triggered when such a hazardous situation is present.

Das Sicherheitssystem läßt sich als Unterfunktion einer elektronischen Getriebesteuerung realisieren, da wesentli che Berechnungen hierzu ohnehin in derartigen Getriebe steuerungen ablaufen. Die Steuerung des Sicherheitssystems verarbeitet die von der Motorsteuerung und der Getriebe steuerung gelieferten Daten bezüglich Drehzahl und Schalt stufe (Gang) sowie Daten über die Stellung des Fußfahrge bers (Gaspedal) oder über die gewünschte Gasmenge, die vom Regelweggeber einer Diesel-Kraftstoffpumpe abgeleitet werden. Über den Bremsschalter wird die Betätigung der Bremse erkannt, während das Vorhandensein eines Mindestge fälles mittels eines Neigungssensors gemessen werden kann. Eine kostengünstigere Möglichkeit besteht darin, das Ge fälle aus der Stellung des Fußfahrgebers bzw. des Regel weggebers und der aktuellen Beschleunigung näherungsweise zu berechnen. Wird beispielsweise über den Fußfahrgeber eine geringe Kraftstoffzufuhr vorgegeben und aber gleich zeitig eine Geschwindigkeitszunahme (Beschleunigung) festgestellt, so kann daraus auf das Vorhandensein eines entsprechenden Gefälles geschlossen werden.The security system can be used as a subfunction Realize electronic transmission control as essential che calculations for this anyway in such transmissions controls run. The control of the security system processes the from the engine control and the transmission control data supplied regarding speed and switching level (gear) and data on the position of the pedestrian bers (accelerator pedal) or the desired amount of gas from the Control path encoder derived from a diesel fuel pump will. The brake switch is used to actuate the Brake detected while the presence of a minimum Ge cases can be measured using an inclination sensor. A cheaper option is to use the Ge falls from the position of the pedestrian or the rule approximate and the current acceleration to calculate. For example, via the pedals a low fuel supply is specified and the same an increase in speed (acceleration) determined, it may indicate the presence of a appropriate slope to be closed.

drawing

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on a in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Sicherheitssystems für Nutzfahrzeuge und Busse, Fig. 1 is a block diagram of a security system for commercial vehicles and buses,

Fig. 2 den grundsätzlichen Programmablauf im Sicherheits system gemäß Fig. 1 und Fig. 2 shows the basic program flow in the security system of FIG. 1 and

Fig. 3 den Funktionsablauf im Sicherheitssystem gemäß Fig. 1. Fig. 3 shows the function flow in the safety system of FIG. 1.

Description of the embodiment

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild umfaßt eine Steuerung 1, eine Motorsteuerung MS, eine Getriebesteue rung GS, einen Fußfahrgeber FFG, einen Neigungssensor NS, einen Bremsschalter BS, einen Beladungszustandsgeber BZ, einen Speicher S und eine Fahrer-Warnvorrichtung 2.The block diagram shown in Fig. 1 includes a controller 1 , an engine control MS, a transmission control GS, a pedestrian FFG, a tilt sensor NS, a brake switch BS, a load condition sensor BZ, a memory S and a driver warning device 2nd

Die Steuerung 1 ist vorzugsweise als ein Teil der Getrie besteuerung GS ausgebildet. Der Übersichtlichkeit wegen ist jedoch hier die Steuerung 1 als separater Mikroprozes sor MP dargestellt.The controller 1 is preferably designed as part of the transmission control GS. For the sake of clarity, however, the controller 1 is shown here as a separate microprocessor MP.

Die Motorsteuerung MS liefert insbesondere die aktuelle Drehzahl n an die Steuerung 1, während die Getriebesteue rung GS die jeweils eingelegte Schaltstufe und die zu die ser Schaltstufe gehörende Grenzdrehzahl n_G der Steuerung 1 mitteilt. Die Grenzdrehzahl n_G repräsentiert dabei die Drehzahl, bei deren Überschreitung eine Rückschaltung in den nächst niedrigeren Gang an sich nicht mehr zulässig ist, um Beschädigungen des Motors durch Überdrehen beim Rückschalten zu verhindern.The motor control MS particularly provides the current speed n to the controller 1, while the Getriebesteue tion GS respectively inserted shift stage and the belonging to the switching stage ser limit speed n _G of the controller 1 communicates. The limit speed n _G represents the speed beyond which a downshift to the next lower gear per se is no longer permissible in order to prevent damage to the engine by overturning when downshifting.

Der Fußfahrgeber FFG ist mit einem Potentiometer 3 verbunden, das ein der Stellung des Fußfahrgebers FFG pro portionales elektrisches Signal an die Steuerung 1 abgibt. Die Stellung des Fußfahrgebers FFG dient im Zusammenhang mit der aktuellen Fahrgeschwindigkeit zur Bestimmung des aktuellen Fahrbetriebs, beispielsweise zur Feststellung, ob eine Gefällefahrt und/oder eine Fahrt mit starkem Rücken wind vorliegt. Zur Bestimmung des Gefälles kann jedoch auch der Neigungssensor NS verwendet werden, der hier mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, da der Neigungssen sor NS nicht zwingend erforderlich ist.The foot pedal FFG is connected to a potentiometer 3 , which emits a proportional electrical signal to the controller 1 for the position of the foot pedal FFG. The position of the foot pedal FFG is used in connection with the current driving speed to determine the current driving mode, for example to determine whether a downhill ride and / or a trip with a strong tail wind is present. To determine the gradient, however, the inclination sensor NS can also be used, which is shown here with broken lines, since the inclination sensor NS is not absolutely necessary.

Über den Bremsschalter BS wird der Steuerung 1 mitgeteilt, ob die Fußbremse betätigt ist oder nicht.Control unit 1 is informed via brake switch BS whether the foot brake is actuated or not.

Zur Erkennung des Beladungszustandes ist der Beladungszu standssensor BZ vorgesehen, der beispielsweise aus dem Fe derweg das Gewicht der Ladung ermittelt.The load is closed to identify the load status level sensor BZ provided, for example from the Fe thus determining the weight of the load.

In dem Speicher S sind fahrzeugspezifische Daten abgelegt, wobei die Grenzdrehzahl n_G auch hier abgelegt sein kann. Das Gewicht der Ladung, ein Gefälle-Kennlinienfeld und weitere Parameter können im Speicher S abgelegt sein. Wird nun von der Steuerung 1 durch einen Vergleich mit den im Speicher S abgelegten Parametern und mit den aktuellen Be triebsdaten das Erreichen eines Gefahrenbereichs erkannt, so wird vor Erreichen der Drehzahlgrenze n_G ein Warnsignal am Ausgang A zu der optischen Fahrer-Warnvorrichtung 2 übertragen. Hält dieser Gefahrenzustand auch noch nach ei ner gewissen Verzögerungszeit an, so wird über den Ausgang B der Steuerung 1 eine Heraufsetzung der Grenzdrehzahl n_G in der Getriebesteuerung GS veranlaßt. Der Fahrer hat dann durch die Erhöhung der Grenzdrehzahl noch die Möglichkeit zurückzuschalten, um eine erforderliche Verzögerung mit tels Motorbremse zu erreichen.Vehicle-specific data are stored in the memory S, and the limit speed n _{G can} also be stored here. The weight of the load, a gradient characteristic field and other parameters can be stored in the memory S. If the control 1 now detects that a danger zone has been reached by comparing the parameters stored in the memory S and the current operating data, a warning signal at the output A is transmitted to the optical driver warning device 2 before the speed limit n _G is reached. If this state of danger persists even after a certain delay time, output B of controller 1 causes the limit speed n _{G to be increased} in the transmission controller GS. The driver then has the option of downshifting by increasing the limit speed in order to achieve a necessary deceleration by means of an engine brake.

In Fig. 2 ist die Unterteilung des Gesamt-Programmablaufs des Sicherheitssystems gezeigt. Zunächst wird das herkömm liche Programm 1 durchlaufen, welches dem Standardprogramm der Getriebesteuerung entspricht. Nach Durchlaufen dieses Standardprogramms wird das Programm 2 erreicht, welches zur Realisierung der Sicherheitsfunktion erforderlich ist. Der Funktionsablauf des Programms 2 wird anhand von Fig. 3 näher erläutert.In FIG. 2, the division is the overall program flow shown the safety system. First, the conventional program 1 is run through, which corresponds to the standard program of the transmission control. After running through this standard program, program 2 is reached, which is required to implement the safety function. The functional sequence of program 2 is explained in more detail with reference to FIG. 3.

In Fig. 3 beginnt das Programm 2 zunächst mit der Über prüfung der Grenzdrehzahl n_G. Solange die Motordrehzahl oder die Drehzahl der Abtriebswelle einen ausreichenden Abstand von der zugehörigen Grenzdrehzahl n_G hat, kehrt der Programmablauf zurück zum Programm 1.In Fig. 3, the program 2 begins by checking the limit speed n _G. As long as the engine speed or the speed of the output shaft is at a sufficient distance from the associated limit speed n _G , the program flow returns to program 1 .

Ist jedoch die Frage "Grenzdrehzahl erreicht?" zu bejahen (J), so wird im Programm 2 als nächstes abgefragt, ob eine starke Beladung vorliegt. Ist dies zu bejahen (J), so wird der nachfolgende Programmpunkt übersprungen und sofort die Abfrage "Gefälle erkannt?" ausgeführt. Liegt ein entspre chend starkes Gefälle vor (J), so erfolgt als nächstes ei ne Fahrerwarnung über ein akustisches oder optisches Warnsignal. Liegt dagegen kein gefährliches Gefälle vor (N), so kehrt das Programm zurück zum Standardprogramm 1.However, is the question "limit speed reached?" to affirm (Y), the next question in program 2 is whether there is a heavy load. If the answer is affirmative (J), the following program item is skipped and the prompt "Slope recognized?" executed. If there is a correspondingly steep gradient (J), the next driver warning is an acoustic or visual warning signal. On the other hand, if there is no dangerous gradient (N), the program returns to standard program 1 .

Eine Fahrerwarnung wird auch dann ausgelöst, wenn keine starke Beladung vorliegt (N), die Bremse getreten und eine starke Verzögerung des Fahrzeugs erkannt wird (J) und ein ausreichend starkes Gefälle vorliegt (J).A driver warning is triggered even if none heavy load (N), brake applied and one strong deceleration of the vehicle is detected (J) and on there is a sufficiently steep gradient (J).

Bei geringer Beladung wird auch dann eine Fahrerwarnung ausgelöst, wenn bei getretener Bremse keine starke Verzö gerung des Fahrzeugs auftritt (N) und die Bremsenfunktion bei Überprüfung (B?) als gestört (N) festgestellt wird. Ist dagegen in diesem Fall die Bremsenfunktion in Ordnung (J), so kehrt das Programm zurück zum Standardprogramm 1.If the load is low, a driver warning is also triggered if the vehicle does not experience a considerable deceleration when the brake is applied (N) and the brake function is determined as faulty (N) when checked (B?). If, on the other hand, the brake function is OK (J) in this case, the program returns to standard program 1 .

Um eine Anhebung der Grenzdrehzahl n_G unter bestimmten Voraussetzungen zuzulassen, sind weitere Abfragefunktionen nach erfolgter Fahrerwarnung vorgesehen. Nach einer Verzö gerungszeit wird geprüft, ob die Bremse weiterhin getreten ist. Wird dies bejaht (J), kann ein manueller Eingriff für eine Rückschaltung zugelassen (J) oder untersagt (N) werden. Im letztgenannten Fall kehrt das Programm zum Pro gramm 2 zurück und beginnt wieder mit der Prüfung, ob die Grenzdrehzahl nahezu erreicht ist.In order to permit an increase in the limit speed n _G under certain conditions, further query functions are provided after the driver warning has been given. After a delay, it is checked whether the brake is still depressed. If the answer is affirmative (Y), manual intervention for a downshift can be permitted (Y) or prohibited (N). In the latter case, the program returns to program 2 and starts again to check whether the limit speed has almost been reached.

Wird jedoch ein manueller Eingriff zugelassen (J), so wer den die Drehzahlgrenzen für die Rückschaltung (RS) um Δn angehoben. Bei einem Automatikgetriebe kann gegebenenfalls anstelle eines manuellen Eingriffs für eine Rückschaltung eine automatische Rückschaltung ausgelöst werden, sofern ein Blockieren der Räder nicht zu befürchten ist.However, if a manual intervention is permitted (J), then who the the speed limits for the downshift (RS) by Δn raised. With an automatic transmission, if necessary instead of manual intervention for a downshift an automatic downshift can be triggered, provided there is no fear of the wheels locking.

Claims

1.Safety system for vehicles, in particular for commercial vehicles and buses, with an electronic control or fully automatic gearbox to generate a warning signal before the limit speed is reached, when it is exceeded a downshift is no longer possible or is no longer possible without the risk of engine damage , in a control system the current engine speed and the selected gear stage are continuously compared with limit speeds stored in a memory, characterized in that in the range of the limit speed (n _G ) the control system ( 1 ) determines the loading condition and with a heavy load and a gradient or with a low load and activated brake (BS) and strong deceleration of the vehicle as well as an incline, the warning signal is emitted to an optical or acoustic driver warning device ( 2 ).

2. Security system according to claim 1, characterized characterized in that when the brake (BS) is actuated and missing the braking effect, the warning signal is triggered.

3. Safety system according to one of claims 1 or 2, characterized in that after a delay after the warning signal has been given, the controller ( 1 ) permits a downshift by increasing the limit speed (n _G + Δn), provided the brake is still actuated and the Limit speed (n _G ) is exceeded.

4. Security system according to claim 3, characterized in that the controller ( 1 ) triggers a downshift in an automatically shifting transmission.

5. Security system according to one of the preceding claims, characterized in that the control ( 1 ) on the input side with the engine control (MS) of the vehicle engine and the transmission control (GS), with the foot control (FFG) or the control transmitter of a diesel fuel pump or the Load signal of a petrol engine, with the brake switch (BS) and with a gradient recognizing inclination sensor (NS) is connected, whereby the engine control (MS) or the transmission control (GS) the gear currently engaged or the current gear level and the current Engine speed (s) transmitted to the controller ( 1 ).

6. Security system according to one of the preceding Claims, characterized in that from the position of the pedestrian (FFG) or regular travel giver that the each Weil corresponds to the desired acceleration, by Ver the respective with the actual acceleration Slope or a through slope and / or tailwind additional acceleration is determined.

7. Security system according to one of the preceding Claims, characterized in that by comparing the Actual acceleration based on the current engine load and the known driving resistance characteristic theoretically ge demanded target acceleration a deviation between Target and actual acceleration assigned to a downhill run becomes.