DK148002B - Koeretoejshastighedsstyresystem - Google Patents

Description

U8002

Den foreliggende opfindelse angår et køretøjshastighedsstyresystem omfattende et styrearrangement, som er indrettet til at sammenligne et elektrisk indgangssignal, der repræsenterer den virkelige hastighed af køretøjet, 5 med et indstilleligt referencesignal, der repræsenterer en ønsket hastighed af køretøjet for således at frembringe et styresignal i afhængighed af forskellen mellem de to sammenlignede signaler, styreorganer, der er indrettet til i afhængighed af dette styresignal at søge at ændre lo hastigheden af motoren for således at reducere den nævnte forskel til nul, og deaktiveringsorganer, som er indrettet til at gøre styreorganerne ude af stand til at påvirke hastigheden af motoren, når en forudbestemt hastighedsgrænseværdi nås. Ved hjælp af et sådant styresystem kan et køre-15 tøj, såsom et vejkøretøj, styres for at køre ved eller i nærheden af en forudbestemt hastighed.

Der kendes systemer til automatisk styring af et motorvejskøretøj, således at det kører ved en forudbestemt hastighed, som er indstillet af føreren. Når den ønskede 2o vejhastighed først er blevet valgt og indstillet af føreren, bevirker systemet automatisk, at køretøjet holdes på denne vejhastighed, forudsat naturligvis at hastigheden ligger indenfor, hvad køretøjet er i stand til under hensyn til vejens stigning og lignende faktorer.

25 Det er også kendt i sådanne systemer at tilveje bringe midler til afføling af forskellige driftsparametre for køretøjet for således automatisk at sætte hastighedsstyresystemet ud af funktion, når en eller flere af disse parametre ændrer sig på en sådan måde, at det indikerer, 3o at det ikke længere er sikkert eller formålstjenligt at holde køretøjet automatisk styret af hastighedsstyresystemet. Det er eksempelvis kendt at deaktivere et hastighedsstyresystem, når føreren påvirker køretøjets bremser, idet denne deaktivering udføres f.eks. ved overvågning af et 35 elektrisk signal afhængigt af tilstandene i køretøjets bremselampekredsløb.

Sådanne egenskaber er kendt f.eks. fra beskrivelsen til dansk patentansøgning nr. 2791/77. Denne beskri- 148002 2 velse omhandler anvendelsen af eh afbryder, som påvirkes’, når transmissionen (automatisk eller manuelt) kobler motoren fra køretøjets drivhjul, idet påvirkning af denne transmissionsafbryder deaktiverer køretøjshastighedsstyre-5 systemet. I den nævnte patentansøgning bliver der som et elektrisk indgangssignal, der repræsenterer den virkelige køretøjshastighed, anvendt et signal, som afledes fra en transducer, som permanent afføler omdrejningshastigheden af køretøjets drivhjul, og der er endvidere beskrevet lo kredsløb, som deaktiverer køretøjshastighedsstyresystemet, når vejhastigheden falder under en fastsat relativt lav vejhastighedsgrænseværdi (f.eks. 30 km/h).

Et problem, som kan forekomme ved det i den ovennævnte patentansøgning beskrevne system, er imidlertid, 15 at det ikke vil forhindre køretøjshastighedsstyresystemet i at forsøge at styre motorhastigheden ved en for høj eller ved en for lav værdi i tilfælde af funktionssvigt af den ovennævnte transmissionsafbryder. Hvis føreren således f.eks. udkobler transmissionen, og transmissionsafbry-2o deren ikke fungerer, vil køretøjshastighedsstyresystemet i den ovennævnte patentansøgning fortsætte med at søge at holde køretøjshastigheden på den ønskede værdi. Da transmissionen er udkoblet, vil køretøjshastigheden falde, forudsat at køretøjet ikke kører ned ad bakke, og køretøjs-25 hastighedsstyresystemet vil derfor søge at klare sagen ved at forøge motorhastigheden mere og mere, indtil den måske bliver så høj, at den forårsager beskadigelse af motoren og risiko for fare for køretøjet og andre vejfarende, hvis føreren skulle genindkoble transmissionen. Hvis 3o køretøjet under sådanne omstændigheder kører ned ad bakke og derfor begynder at accelerere, vil køretøjshastighedsstyresystemet ligeledes søge at klare sagen ved at reducere motorhastigheden mere og mere, så at den kommer fuldstændigt ud af proportion med køretøjets hastighed, 35 hvilket igen eventuelt forårsager beskadigelse eller fare, hvis transmissionen skulle blive genindkoblet. Det vil forstås, at tilvejebringelsen i den omhandlede patentansøgning af arrangementet til at sætte køretøjshastighedsstyre- 148002 3 systemet ud af funktion ved den fastsatte lave vejhastighed ikke ville forhindre faren for de beskrevne omstændigheder.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at af-5 hjælpe den angivne ulempe, og ifølge opfindelsen opnås dette ved et styresystem af den indledningsvis angivne art, som er ejendommeligt ved, at den forudbestemte hastighedsgrænseværdi er en motorhastighedsgrænseværdi, og at deaktiveringsorganerne sammenligner et elektrisk indgangssiglo nal, som afhænger af den virkelige hastighed af motoren, hvad enten køretøjstransmissionen er i indgreb eller ikke, med et grænseværdisignal, som repræsenterer den forudbestemte motorhastighedsgrænseværdi,og gøres virksomme, når den virkelige hastighed af motoren når den forudbestemte 15 motorhastighedsgrænseværdi og uafhængigt af den virkelige køretøjshastighed.

Det vil derfor forstås, at signalet, som repræsenterer den virkelige hastighed af motoren, hvad enten køretøj stransmissionen er indkoblet eller ikke, ikke er et 2o signal, som afledes efter stedet, hvor transmissionens ind-og udkobling sker, men før dette. Signalet, som repræsenterer den virkelige køretøjshastighed, kan afledes efter eller før dette sted.

Et køretøjshastighedsstyresystem ifølge opfindelsen 25 skal nu beskrives ved hjælp af et eksempel under henvisning til tegningen, der viser et kredsløbsdiagram delvis i blokform over systemet.

Figuren viser motoren lo i motorkøretøjet, som driver kardanakslen 12 over en gearkasse eller transmission 3o 14, idet motorens hastighed reguleres ved hjælp af et spjældreguleringsorgan 15. Reguleringsorganet 15 vil normalt udgøre en del af motorens karburator og er indrettet til at være indstilleligt ved hjælp af førerens gaspedal på sædvanlig måde. Endvidere er det imidlertid forbundet således, 35 at det er indstilleligt ved hjælp af en spjældaktuator 16.

Det vil forstås, at med hensyn til systemets anvendelse til et dieselmotordrevet køretøj skal spjældreguleringsorganet 15 erstattes af det ækvivalente motoreffektre- 4 148002 guleringsorgan.

Hastigheden af køretøjets motor afføles ved hjælp af en ledning 17, som i dette eksempel er forbundet over motorens knikser 18, over hvilken motorens tændspole 19 5 forsynes af køretøjets elektriske anlæg. På denne måde optræder der et pulserende elektrisk signal på ledningen 17, hvis frekvens er afhængig af motorens hastighed. Det vil forstås, at forskellige andre organer kan anvendes til frembringelse af et elektrisk signal afhængigt af motorens halo stighed.

Det hastighedsafhængige signal på ledningen 17 føres derpå til en frekvens-spændingsomsætter 22, som frembringer en udgangsspænding Vs på en ledning 21, der er afhængig af motorens hastighed. I denne udførelsesform antages det, at 15 signalet Vs er omvendt proportionalt med motorens hastighed.

Kredsløbet 22 kan antage en hvilken som helst egnet form. Det kan f.eks. omfatte en begrænsende forstærker til omdannelse af impulssignalet på ledningen 17 til en firkantbølge med konstant amplitude, fulgt af et udglatnings-2o kredsløb.

Det hastighedsafhængige signal Vs føres derpå over en afbryder 34 til en hukommelse 36 og føres også direkte til et filter 38. Hukommelsen 36 og filtret 38 frembringer respektive udgangssignaler Vm og Vf, som begge føres til 25 en fejlforstærker 42. Denne driver et drivkredsløb 46, som igen driver spjældaktuatoren 16.

Det hidtil beskrevne system fungerer på følgende måde.

Når føreren ønsker at sætte systemet i funktion for 3o at styre køretøjet, så det kører ved en bestemt hastighed, accelererer han køretøjet op til denne hastighed (eller decelererer det ned til denne hastighed) og slutter momentant afbryderen 34, når køretøjet kører ved den ønskede hastighed. Denne momentane slutning af afbryderen 34 fører 35 til hukommelsen 36 et signal, der er afhængigt af motorens hastighed, svarende til køretøjets hastighed. Dette signal bliver lagret i hukommelsen 36, når afbryderen 34 igen åbnes, og føres som signalet Vm til den ene indgang på fejl- 148002 5 forstærkeren 42. Den anden indgang på forstærkeren 42 modtager signalet Vf fra filtret 38.

Forholdet mellem signalet Vf og signalet Vs afhænger af filtrets karakteristik. I denne udførelsesform påvirkes 5 Vf af ændringshastigheden af Vs, således at det søger at ændre sig med en større værdi, når Vs ændrer sig hurtigt, end når Vs ændrer sig langsomt, og ligger derfor over Vs, når motorhastigheden ændrer sig hurtigt i begge retninger.

Så længe køretøjet forbliver på den Ønskede hastiglo hed, vil de to indgangssignaler til fejlforstærkeren 42 være ens, og spjældaktuatoren 16 vil holde spjældregulerings-organet uændret. Hvis køretøjet har tendens til at ændre hastighed fra den ønskede indstilling, vil der imidlertid være en resulterende ændring i motorens hastighed, og Vf 15 vil ændre sig. Fejlforstærkeren 42 vil frembringe et tilsvarende udgangssignal, som vil aktivere drivkredsløbet 46 i en sådan retning, at det bringer spjældaktuatoren 16 til at indstille stillingen af spjældreguleringsorganet 15, således at det søger at bringe køretøjet tilbage til den 2o ønskede hastighed.

Som vist i figuren føres signalet Vf også til den ene indgang på en komparator 5o, hvis anden indgang modtager et referencesignal Vr, der fås fra en spændingsdeler omfattende modstande 52 og 54, som er forbundet over køre-25 tøjets elektriske strømforsyning. Når komparatoren 5o de- tekterer, at Vf er blevet mindre end Vr (hvilket indikerer, at motorhastigheden er steget over det niveau, som repræsenteres ved Vr), ændrer udgangssignalet fra komparatoren 5o tilstand og aktiverer en styreenhed 56, som afbryder 3o drivkredsløbet 46 og spjældaktuatoren 16 for således at forhindre styresystemet i yderligere at udøve nogen styrefunktion på motorspjældet. Dette sikrer, at styresystemet forhindres i at frembringe en overhastighed af motoren.

Hvis føreren f.eks. af vanvare skulle sætte styresystemet 35 i funktion, medens han har koblet ud, kunne systemet åbne motorspjældet for at forøge køretøjets hastighed, hvilket ville resultere i eventuel overhastighed af motoren og beskadigelse eller fare, når føreren igen kobler til. Kompa- 6 U8002 ratoren 5o tilvejebringer også en sikkerhed i tilfælde af fejlfunktion af en eller anden del af systemet, som resulterer i overhastighed af motoren.

Styreenheden 56 kan være en del af en styrelogik, 5 som kan tilvejebringes for at sætte systemet i funktion styret af føreren (for således at styre køretøjet, så det kører ved en ønsket hastighed, eller accelerere det op eller decelerere det ned til, eller til at genoptage en ønsket hastighed), og til at sætte det ud af funktion i aflo hængighed af førerens påvirkning af f.eks. køretøjsbremsen, gaspedalen eller gearskiftemekanismen. En form for en sådan styrelogik er vist i USA patentskrift nr. 4.14o.2o2.

Spændingen Vr vil naturligvis blive indstillet til at repræsentere en køretøjshastighed over den normale march-15 hastighed af køretøjet. Da karakteristikken for filtret 38 er en sådan, at hurtige ændringer af motorens hastighed bringer signalet Vf til at have en fase, som ligger foran fasen af ændringerne i motorhastighed, kommer den beskyttende virkning, som tilvejebringes af komparatoren 5o i 2o funktion tidligere ved hurtige forøgelser i motorhastigheden.

Når det grundlæggende styresystem er således indrettet, at dets køretøjshastighedsafhængige signal Vs udledes i afhængighed af den virkelige køretøjshastighed (såsom 25 frembragt af en transducer i forbindelse med køretøjets kardanaksel) , vil komparatoren 5o ikke være forbundet, således at den modtager et indgangssignal, som direkte afledes fra Vs. I stedet for kan et yderligere signal, som afhænger af den virkelige motorhastighed, frembringes og føres (i ste-3o det for signalet Vf i figuren) til komparatoren 5o med henblik på at udkoble systemet i tilfælde af overhastighed af motoren.

Endvidere kan et lignende kredsløb også anvendes til at udkoble den automatiske styring under en forudbestemt 35 hastighed. I dette tilfælde vil referencesignalet Vr repræsentere den forudbestemte hastighed, og komparatoren 5o vil være indrettet til at aktivere styreenheden 56, når værdien af Vf svarer til den forudbestemte minimumshastighed, dvs.

148002 7 når Vf er omvendt proportional med hastigheden, når Vf stiger til en værdi lig med eller større end Vr.

På denne måde er det muligt at sikre, at hastighedsstyringen ikke utilsigtet indkobles ved f.eks. meget lave 5 hastigheder i højeste gear.

Claims (5)

148002 Patentkrav.

1. Køretøjshastighedsstyresystem omfattende et styrearrangement (21,36,38,42,46,16,15), som er indrettet til at sammenligne et elektrisk indgangssignal (Vf), der re- 5 præsenterer den virkelige hastighed af køretøjet, med et indstilleligt referencesignal (Vm), der repræsenterer en ønsket hastighed af køretøjet for således at frembringe et styresignal i afhængighed af forskellen mellem de to sammenlignede signaler, styreorganer (46,16), der er indretlo tet til i afhængighed af dette styresignal at søge at ændre hastigheden af motoren (10) for således at reducere den nævnte forskel til nul, og deaktiveringsorganer (5o, 52,54,56), som er indrettet til at gøre styreorganerne (46,16) ude af stand til at påvirke hastigheden af motoren, 15 når en forudbestemt hastighedsgrænseværdi nås, kendetegnet ved, at den forudbestemte hastighedsgrænseværdi er en motorhastighedsgrænseværdi, og at deaktiveringsorganerne (50,52,54,56) sammenligner et elektrisk indgangssignal, som afhænger af den virkelige hastighed af motoren, 2o hvad enten køretøjstransmissionen er i indgreb eller ikke, med et grænseværdisignal, som repræsenterer den forudbestemte motorhastighedsgrænseværdi,og gøres virksomme, når den virkelige hastighed af motoren når den forudbestemte motorhastighedsgrænseværdi og uafhængigt af den virkelige 25 køretøjshastighed.

2. System ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den forudbestemte motorhastighedsgrænseværdi er en Øvre grænseværdi.

3. System ifølge krav 1, kendetegnet 3o ved, at den forudbestemte motorhastighedsgrænseværdi er en nedre grænseværdi.

4. System ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at det elektriske indgangssignal (Vf), som repræsenterer køretøjets hastig- 35 hed, afledes fra det signal, som afhænger af motorens virkelige hastighed.

5. System ifølge et hvilket som helst af kravene