DK148559B - Automatisk hastighedsstyreanlaeg - Google Patents

Description

1Λ8559 i

Den foreliggende opfindelse angår et automatisk køretøj shastighedsstyreanlæg omfattende kredsløb, der er indrettet til i afhængighed af ønsket og virkelig køretøjshastighed at frembringe et styresignal afhængigt af en even-5 tuel hastighedsfejl mellem den ønskede og den virkelige ha stighed, et element, hvis bevægelse indstiller effekten af køretøjets motor, et førerbetjeneligt motoreffektstyreorgan, en forbindelse, som forbinder det førerbetjente styreorgan med det nævnte element, således at bevægelse af det førerlo betjente motoreffektstyreorgan bevirker tilsvarende bevægelse af det nævnte element via den nævnte forbindelse for således at sætte føreren i stand til at indstille motorens effekt, og en styreanordning, som indgår i den nævnte forbindelse, og som er indrettet til at variere sin effektive 15 længde i afhængighed af det nævnte styresignal, idet denne længdevariation bevirker tilsvarende bevægelse af det nævnte element for at indstille motoreffekten i afhængighed af styresignalet.

Der kendes køretøjshastighedsstyreanlæg, hvor køre-2o tøjets fører vælger en ønsket hastighed, og anlægget frembringer et fejlsignal afhængigt af den eventuelle forskel mellem den virkelige og den ønskede hastighed af køretøjet.

Dette fejlsignal styrer automatisk motorens effekt for således at søge at reducere hastighedsforskellen til nul.

25 Et eksempel på et sådant kendt anlæg er vist i USA

patentskrift nr. 3.963.091. I dette kendte anlæg er førerens gaspedal forbundet således, at den indstiller dieselbrændselspumpen for køretøjets motor (for således at indstille dens effekt) over et mekanisk ledsystem. Herved kan 3o føreren indstille motoreffekten på den normale måde. Det mekaniske ledsystem mellem fodpedalen og dieselbrændselspumpen indbefatter en sammentrykkelig fjederbelastet dødgangsanordning. Denne er indrettet således, at nedtrykning af fodpedalen, som udøver en trækvirkning på forbindelses-35 systemet til dieselbrændselspumpen, udøver en sammentrykningskraft på fjederen. Fjederen er imidlertid tilstrækkeligt stærk til at overføre trækvirkningen til brændselspumpen . Systemet indbefatter også en hydraulisk styreventil, 2 - 148559 som er elektrisk styret for sålédes at frembringe ét variabelt udgangstryk afhængigt af den eventuelle hastighedsfejl mellem den virkelige hastighed og den ønskede hastighed for køretøjet. Dette udgangstryk føres til et stempel-cylinder-5 arrangement, som er forbundet med dieselbrændselspumpen over en anden mekanisk forbindelse (en kabelforbindelse)1 Hvis førerens^fodpedal er sluppet helt, kan det hydrauliske stempel-cylinderarrangement ikke påvirke dieselbrændselspumpen, fordi den holdes i sin minimumseffektindstil-lo ling af fodpedalen. For at muliggøre at stempel-cylinder-enheden styrer dieselbrændselspumpen, nedtrykker føreren fodpedalen fuldstændigt,- dvs. han nedtrykker den til fuld-effektstillingen..Den hydrauliske stempel-cylinderenhed kan nu ;styre dieselbrændselspumpen ved at virke imod den sam-15 mentrykkelige fjederbelastede dødgangsforbindelse mellem førerens fodpedal og brændselspumpen (ved sammentrykning af fjederen i dødgangsforbindelsen) og ved at sætte denne ud af funktion, og styrer således"motoreffekten ved den ønskede værdi.

2o Dette kendte arrangement er unødigt kompliceret, for di det medfører to forskellige typer af forbindelsessystem, sortier forbundet med dieselbrændselspumpen, for det første er der den mekaniske forbindelse mellem, førerens fodpedal, og brændselspumpen indbefatter den relativt komplicerede 25 fjederbelastede dødgangsanordning; og for det andet er der det hydrauliske arrangement.

Et andet motorbrændselsstyreforbindelsessystem til ' et motorkøretøj er kendt fra DE-OS 28 36 342. Forbindel- sessystemet forbinder her førerens gaspédal med karburator-3o spjældet. Forbindelsen indbefatter en første del, der er forbundet med gaspedalen, og en anden del, der er forbundet med spjældet, og disse dele er forskydelige i forhold til hinanden. Hver del har imidlertid en respektiv stiv holder, som strækker sig der ud fra, og disse holdere bliver holdt 35 stramt sammen ved hjælp af et kabel styret af en servomotor. De to relativt forskydelige dele er derfor normalt låst stift sammen, og gaspedalens bevægelse bliver direkte overført til karburatorventilen. Hvis køretøjet imidlertid 148559 3 nærmer sig en grænsehastighed, tillader servomotoren kablet at bevæge sig under indvirkning af en fjeder, så at holderne bevæges fra hinanden, og de to relativt bevægelige dele af forbindelsessystemet bevæger sig i forhold til 5 hinanden, således at karburatorventilen vender tilbage til sin lukkestilling.

Dette kendte arrangement er kun vist i relation til et hastighedsbegrænsningssystem og ikke til et køretøjshastighedsstyresystem. Det indebærer endvidere en helt melo kanisk forbindelse mellem førerens gaspedal og karburatorventilen.

Til mange anvendelser, navnlig til svære køretøjer, er det almindeligt at anvende trykluftforbindelsessystemer mellem førerens fodpedal og karburatoren eller dieselind-15 sprøjtningspumpen. Sådanne forbindelsessystemer har en række fordele frem for mekaniske forbindelsessystemer, idet de er lettere at installere, når der er store afstande mellem pedalen og brændselsreguleringsorganet.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at til-2o vejebringe et pneumatisk forbindelsesarrangement, som er simpelt og ligetil, og som indgår i og danner en del af et hastighedsfølsomt system til automatisk styring af hastigheden af et vejkøretøj.

Ifølge opfindelsen opnås dette ved et automatisk 25 hastighedsstyreanlæg af den indledningsvis angivne art, som er ejendommeligt ved, at styreanordningen omfatter en enhed af en stempelpart og en cylinderpart, hvoraf den ene er mekanisk forbundet med det nævnte element, så at relativ bevægelse af stempelparten og cylinderparten indstiller ef-3o fekten af køretøjets motor, at det indre af cylinderen er forbundet med en kilde for positivt eller negativt lufttryk via et trykindstillende ventilarrangement, som er indrettet til at reagere på styresignalet, og at det førerbetjente motoreffektstyreorgan er forbundet med stempel-cy-35 linderenheden for at bevirke tilsvarende bevægelse af den nævnte ene part af denne, således at bevægelse af det førerbetjente styreorgan til minimumseffektindstillingen tilsvarende bevæger den nævnte ene part af stempel-cylinderenheden, så at det trykindstillende ventilarrangement er ude af 4 143559 stand til i afhængighed af et eventuelt styresignal at forøge motoreffekten fra dens minimum, og bevægelse af det førerbetjente styreorgan til maksimumseffektindstil-.lingen tillader det trykindstillende ventilarrangement at 5 styre effekten af motoren i afhængighed af det nævnte styresignal.

Et elektrisk anlæg til automatisk styring af et vejkøretøj til at køre ved en indstillet hastighed, der kan vælges af føreren, og som udgør en udførelsesform for lo opfindelsen, skal herefter forklares som et eksempel under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et blokdiagram over anlægget, fig. 2 bølgeformer, som forekommer i anlægget, . fig. 3 en form for pneumatisk og mekanisk ledsystem, 15 ved hjælp af hvilket anlægget kan styre moto- _rens effekt i køretøjet, og ' - fig. 4 en anden form for ledsystem igen af pneuma tisk eller mekanisk form.

Som vist i fig. 1 afledes et signal, som repræsen-2o térer køretøjets hastighed, ved hjælp af en pick-up lo,-der kan være i form af en transducer, såsom en magnetisk transducer, der afføler rotationen af kardanakslen i køretøjet. Pick-up*en 1o frembringer impulser ved en frekvens, der afhænger af køretøjets vejhastighed, og disse formes 25 til en firkantbølge d et formningskredsløb 12 og anvendes til at styre en monostabil multivibrator 14, som derfor frembringer impulser med konstant bredde ved en frekvens, der afhænger af vejhastigheden. Et udglatningskredsløb 16 udglatter impulserne til en ensrettet spænding, der har en 3o værdi, som afhænger af vejhastigheden (i dette eksempel er det indrettet således, at den er omvendt afhængig af vej-hastigheden). Et filter 18 fjerner det meste af pulsationen på denne spænding for at frembringe ét udgangssignal, som føres til den første indgang på en komparator 2o og tilli-35 ge til et differentiationskredsløb 22, som føder den samme indgang på komparatoren. Virkningen af differentiationskredsløbet 22 er at forstærke signalet, som føres til komparatoren 2o fra filtret 18, når en pludselig ændring optræder i filtrets udgangssignal. Formålet hermed er at søge at stabilisere styreanlægget.

Signalet, som føres til den første indgang på kom- 5 148559 paratoren 2o betegnes nedenfor soin Vs og er omvendt afhæh-gig af køretøjets vejhastighed.

For at kunne vælge den ønskede vejhastighed for køretøjet har føreren et styreorgan 23, ved hjælp af hvilket 5 han kan indstille et indstillingskredsløb 24 (f.eks. et spændingsdelernetværk) for at frembringe et ønsket hastighedssignal Vr på en ledning 26. Signalet Vr føres til den anden indgang på komparatoren 2o. Udgangssignalet på kompa-ratoren 2o er derfor et fejlsignal Ve, hvis fortegn og lo størrelse er afhængig af fortegn og størrelse af differensen mellem den ønskede hastighed Vr og den virkelige hastighed Vs. Signalet Ve føres til en udgangsstyreenhed 3o for at indstille udgangseffekten af køretøjets motor i en retning og med en størrelse, således at køretøjets hastig-15 hed bringes på den ønskede værdi Vr.

Udgangsstyrekredsløbet 3o kan have en hvilken som helst passende form. I det betragtede eksempel omfatter det en savtakgenerator 32, der frembringer en elektrisk bølgeform med trekantet form, som skråner mellem faste grænser, 2o og som adderes til fejlsignalet Ve. Det resulterende signal Vc føres til to komparatorer 34 og 36, hvis andre indgange modtager respektive faste referenceniveauer. Den anden indgang på komparatoren 34 modtager et relativt højt fast referenceniveau Vh på en ledning 38, og den anden ind-25 gang på komparatoren 36 modtager et relativt lavt referencesignal Vi på en ledning 4o.

Fig. 2 forklarer virkemåden af komparatorerne 34 og 36 og viser den øvre og nedre faste reference Vh og VI.

Ved fig. 2A er vist signalet Vc under omstændigheder, hvor 3o køretøjets hastighed er over den ønskede værdi, og dette er derfor en situation, hvor Ve er tydeligt over sin nulværdi. Som vist er virkningen heraf, at spidserne af Vc stiger op over Vh og bringer komparatoren 34 til at frembringe en følge af udgangsimpulser, fig. 2D, ved savtak-35 frekvensen, og disse impulser driver en udgangsenhed 42, hvis drift søger at formindske køretøjsmotorens udgangseffekt. I løbet af denne tid frembringer komparatoren 36 6 148559 et kontinuerligt udgangssignal, éom holder en udgangsenhed 44 på en indstilling, hvor den ikke søger at forøge motorens effekt.

Ved fig. 2B er vist signalet Vc, når køretøjets ha-5 stighed er under den ønskede værdi, og dette er en situation, hvor Ve er tydeligt under nulværdien. Dalene af Vc falder derfor under referencen VI,og komparatoren 36 frembringer udgangsimpulser, som driver udgangsenheden 44 og bringer den til at forøge motorens effekt. Komparatoren 34 lo frembringer ikke noget udgangssignal, og udgangsenheden 42 holdes derfor på en indstilling, hvor den ikke søger at formindske motorens effekt.

Ved fig. 2C antages køretøjets hastighed at være på den korrekte værdi, og signalet Vc ligger helt mellem de 15 øvre og nedre referencer Vh og VI. Komparatoren 34 frembringer derfor ikke noget udgangssignal, og komparatoren 36 frembringer det kontinuerlige udgangssignal nævnt ovenfor, og motorens effekt holdes konstant.

Når der er en hastighedsfejl, vil arbejde-hvilefor-2o holdet, ved hvilket den pågældende udgangsenhed 42 eller 44 (afhængigt af om køretøjets hastighed er over eller under den ønskede hastighed) drives, afhænge af størrelsen af hastighedsfejlen.

Udgangsenhederne 42 og 44 kan styre motorens ef-25 fekt på en hvilken som helst passende måde, såsom ved at styre motorens gasspjæld eller indsprøjtningspumpetand-stang, når der er tale om en dieselmotor,ved hjælp af et egnet elektrisk, mekanisk eller pneumatisk eller andet ledsystem.

3o To mulige arrangementer er vist som eksempel i fig. 3 og 4, idet de hver primært er bestemt til anvendelse sammen med en dieselmotor og således styrer udgangseffekten ved indstilling af stillingen af indsprøjtningspumpens tandstang.

35 I systemet vist i fig. 3 styres positionen af ind sprøjtningspumpens tandstang 6o ved hjælp af en pneumatisk stempel- og cylinderenhed 62. over et ledsystem 64. Tryk- 148559 7 ' luft til at drive stempel- og cylinderenheden 62 tilfø- ~ res fra et reservoir 66, der kan fødes af en motordrevet pumpe. Trykket føres til cylinderen i enheden 62 over en ventilenhed 68 og en variabel trykventil 7o, der betjenes 5 af førerens normale gaspedal 72.

Ventilenheden 68 har en normalt åben solenoidebe-tjent indgangsventil 74 og en normalt lukket solenoidebe-tjent udstrømningsventil 76. Solenoiden i indgangsventilen 74 energiforsynes styret af udgangsenheden 44 (fig. 1), lo og solenoiden i udstrømningsventilen 76 energiforsynes styret af udgangsenheden 42.

Når det automatiske hastighedsstyreanlæg ikke er i drift, holdes solenoiderne i ventilerne 74 og 76 deakti-veret, og indgangsventilen 74 holdes derfor fuldt åben, og 15 udstrømningsventilen 76 holdes fuldt lukket. Under disse forhold bliver trykket i cylinderen i enheden 62 derfor styret alene af stillingen af førerens pedal 72, og han alene styrer derfor motorens effekt og således køretøjets hastighed.

2o Når føreren ønsker at bringe det automatiske hastig heds styreanlæg i funktion, indstiller han den ønskede hastighed ved hjælp af styreorganet 23 (fig. 1) for således at indstille værdien af signalet Vr passende. Samtidig nedtrykker han fuldstændigt sin pedal 72 (fig. 3). Da peda-25 len 72 bliver fuldt nedtrykket, er trykket i enheden 62 nu styret af tilstandene af ventilerne 74 og 76.

Hvis køretøjets hastighed er for lav, bliver udgangsenheden 44 betjent af komparatoren 36. Hvis køretøjets hastighed er tilstrækkeligt under det ønskede niveau, vil 3o udgangsenheden 44 kontinuerligt holde solenoideventilen 74 deaktiveret, og ventilen vil holdes fuldt åben. Under disse forhold vil komparatoren 34 ikke frembringe noget udgangssignal, og udgangsenheden 42 vil derfor holde solenoiden i udstrømningsventilen 76 deaktiveret. Fuldt tryk 35 vil derfor blive ført til enheden 62,og motorens effekt vil være på et maksimum for således at bringe køretøjet op mod den ønskede hastighed.

8 148559 Når køretøjet nærmer sig den ønskede hastighed, vil middelværdien af signalet Vc (fig. 1 og 2) begynde at stige, og komparatoren begynder nu at frembringe et pulserende udgangssignal. Disse impulser vil have et voksende 5 arbejde-hvileforhold, når hastigheden stiger, og solenoi- den i indgangsventilen 74 vil derfor blive energiforsynet med et voksende arbejde-hvileforhold. Tilførslen af luft til stempel-cylinderenheden 62 vil derfor blive gradvist afbrudt. Dette vil ikke i sig selv ændre motorens effekt, lo fordi lufttrykket, som tidligere blev ført til enheden 62, vil blive opretholdt (da udstrømningsventilen 76 stadig er lukket). Når hastigheden fortsætter med at vokse, stiger spidserne af Vc imidlertid nu op over referenceværdien Vh (fig. 2A), og komparatoren 34 frembringer nu et pul-15 serende udgangssignal, som energiforsyner ventilen 76 for at forbinde enheden 62 til udstrømning, og dette resulterer derfor i en formindskelse af motorens effekt for at søge at holde køretøjet på den ønskede hastighed.

Hvis køretøjets hastighed er for høj og et godt 2o stykke'over den ønskede Vr, vil komparatoren 36 frembringe sit kontinuerlige udgangssignal, og udgangsenheden 44 vil derfor holde solenoiden i indgangsventilen 74 (fig.

3) kontinuerligt energiforsynet og derfor lukket. Dette vil standse luft, som træder ind i stempel- cylinderenhe-25 den 62. Samtidig vil komparatoren 34 frembringe et udgangssignal, som vil bringe udgangsenheden 42 til at åbne udstrømningsventilen 76 (enten kontinuerligt eller på pulserende måde afhængigt af størrelsen af fejlen). Luften i enheden 62 vil derfor lække bort, og motoreffekten vil 3o reduceres. Når køretøjets hastighed·falder, vil komparatoren 34 lukke udstrømningsventilen 76 proportionalt længere, og komparatoren 36 vil begynde at frembringe et pulserende udgangssignal, som vil tillade luft at begynde at strømme ind i stempel- cylinderenheden 62 gennem indgangs-35 ventilen 74.

På denne måde styrer udgangsenheden 3o (fig. 1) derfor ventilenheden 68 (fig. 3) på en sådan måde, at den 9 148559 Søger at holde køretøjet på den ønskede hastighed.

Funktionen af anlægget kræver, at føreren holder pedalen 72 fuldt nedtrykket. Hvis han slipper pedalen, kan ventilenheden 68 ikke længere styre trykket i stempel-5 cylinderenheden 62, og hastighedsstyreanlægget bliver derfor effektivt sat ud af funktion, og motorens effekt reduceres til et minimum.

Fig. 4 viser en modificeret form af anlægget i fig.

3, og dele i fig. 4, som svarer til dele i fig. 3, er forlo synet med tilsvarende henvisningsbetegnelser.

Som vist i fig. 4 er førerens pedal 72 nu forbundet direkte med cylinderen i stempel- cylinderenheden 62 over et mekanisk ledsystem 8o. Som foran er stemplet i enheden 62 forbundet således, at den styrer positionen af tand-15 stangen 6o over ledsystemet 64, og lufttrykket i stempel-cylinderenheden 62 kan styres af ventilenheden 68. Når det automatiske hastighedsstyreanlæg ikke er i drift, er indgangsventilen 74 fuldt åben, og udstrømningsventilen 76 er fuldt lukket som i anlægget i fig. 3. I denne situa-2o tion er der fuldt lufttryk i stempel- cylinderenheden 62, og stemplet holdes trykket helt ud. I denne tilstand er positionen af tandstangen 6o og således effekten af motoren styret alene af stillingen af pedalen 72, som bevæger stempel- cylinderenheden 62 direkte.

25 Når føreren ønsker at bringe det automatiske ha stighedsstyreanlæg i funktion, indstiller han signalet Vr (fig. 1) ved hjælp af styreorganet 23 som foran og nedtrykker pedalen 72 fuldstændigt og holder den nedtrykket.

På samme måde som beskrevet ovenfor under henvis-3o ning til fig. 3 styrer udgangsenhederne 42 og 44 i fig. 1 nu ventilerne 74 og 76, således at de indstiller trykket i stempel- cylinderenheden 62 i en retning og med en størrelse, som søger at holde køretøjet på den krævede hastighed. Som foran bevirker frigivelse af pedalen 72, at 35 dét automatiske hastighedsstyreanlæg sættes ud af funktion.

Trykkilden 66 behøver ikke at være en trykluftkil- 148559 1 o de, men kan være en anden trykkilde og kan også være en· kilde for negativt tryk (dvs. partielt vakuum) i stedet for positivt tryk.

Claims (2)

148559 Patentkrav.

1. Automatisk køretøjshastighedsstyreanlæg omfattende kredsløb (1o-24), der er indrettet til i afhængighed af ønsket og virkelig køretøjshastighed at frembringe 5 et styresignal afhængigt af en eventuel hastighedsfejl mellem den ønskede og den virkelige hastighed, et element (6o), hvis bevægelse indstiller effekten af køretøjets motor, et førerbetjeneligt motoreffektstyreorgan (72) , en forbindelse, som forbinder det førerbetjente styreorgan 1o (72) med det nævnte element (6o), således at bevægelse af det førerbetjente motoreffektstyreorgan (72) bevirker tilsvarende bevægelse af det nævnte element (6o) via den nævnte forbindelse for således at sætte føreren i stand til at indstille motorens effekt, og en styreanordning 15 (62), som indgår i den nævnte forbindelse, og som er ind rettet til at variere sin effektive længde i afhængighed af det nævnte styresignal, idet denne længdevarration bevirker tilsvarende bevægelse af det nævnte element (6o) for at indstille motoreffekten i afhængighed af styresig-2o nalet, kendetegnet ved, at styreanordningen omfatter en enhed (62) af en stempelpart og en cylinderpart, hvoraf den ene er mekanisk forbundet med det nævnte element (6o), så at relativ bevægelse af stempelparten og cylinderparten indstiller effekten af køretøjets motor, at 25 det indre af cylinderen er forbundet med en kilde (66) for positivt eller negativt lufttryk via et trykindstillende ventilarrangement (68), som er indrettet til at reagere på styresignalet, og at det førerbetjente motoreffektstyreorgan (72) er forbundet med stempel-cylinderenheden (62) 3o for at bevirke tilsvarende bevægelse af den nævnte ene part af denne, således at bevægelse af det førerbetjente styreorgan (72) til minimumseffektindstillingen tilsvarende bevæger den nævnte ene part af stempel-cylinderenheden (62), så at det trykindstillende ventilarrangement (68) er '35 ude af stand til i afhængighed af et eventuelt styresignal at forøge motoreffekten fra dens minimum, og bevægelse af det førerbetjente styreorgan (72) til maksimumseffektindstillingen tillader det trykindstillende ventilarrangement