Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Fahrgeschwindigkeits- • Einstellvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Diese EinstellvorricJitung dient in Verbindung mit einer Fahrgeschwindigkeits-Regelanlage zur Eingabe des Soll¬ wertes der Fahrgeschwindigkeit. Sie weist wenigstens zwei Schaltkontakte auf, wobei beim Schließen eines Kontaktes die Fahrgeschwindigkeit erhöht und beim Schließen des an¬ deren Kontaktes die Fahrgeschwindigkeit abgesenkt wird. Die Einstellvorrichtung kann weitere Schaltkontakte aufweisen, die beispielsweise zum Ein- bzw. Ausschalten der Fahrge¬ schwindigkeit-Regelanlage oder zum Abruf einer zuvor ge¬ speicherten Sollgeschwindigkeit verwendet werden können. Da Fahrgeschwindigkeits-Regelanlagen unterhalb einer Min¬ destgeschwindigkeit, die beispielsweise bei θ km/h liegt, aus Sicherheitsgründen selbsttätig außer Betrieb gesetzt werden, sind die Schaltkontakte der Fahrgeschwindigkeits- Einstellvorrichtung unterhalb der Mindestgeschwindigkeit frei verfügbar und zur Bedienung anderer Funktionen verwendbar.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Verwendung der Fahrgeschwindigkeits- Einstellvorrichtung unterhalb der Mindestgeschwindigkeit als Bedienelement für andere Funktionen weist den Vorteil auf, daß Eingabeelemente wie.Schalter oder Potentiometer eingespart werden. Eine Anwendung im Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor besteht in der Sollwertvorgabe der Leer¬ laufdrehzahl des Motors. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen besteht der Wunsch, neben der selbsttätigen Leerlauf¬ regelung auch dem Fahrer eine Verstellmöglichkeit der Leerlauf rehzahl zu ermöglichen. Er kann somit beispiels¬ weise das Einsetzen der Heizungswirkung nach dem Start beschleunigen oder bei Ausfall der vorhandenen mechanischen Leerlaufregelungsanlage einen Notlaufbetrieb steuern. Wei¬ terhin ist eine Verwendung der Schaltkontakte der Fahr- geschwindigkeits-Einstellvorrichtung zur elektrischen Ver¬ stellung der Rückspiegel oder des Fahrersitzes möglich, da diese Einstellungen -vorzugsweise im Stillstand des Fahrzeugs vorgenommen werden. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit stellt die Vorgabe einer Drehzahlbegrenzung des Antriebs¬ motors sowie einer Höchstgeschwindigkeit dar.

Zur Vermeidung von Fehlbedienungen ist das Vorsehen eines Totbereiches, in dem die Fahrgeschwindigkeits- Einstellvorrichtung funktionslbs ist, besonders vorteil¬ haft. Unterhalb einer ersten Schwelle der Fahrgeschwin¬ digkeit, welche der Mindestgeschwindigkeit im Regelbetrieb entspricht und oberhalb einer zweiten Schwelle der Fahr¬ geschwindigkeit werden die Kontakte des Einstellhebels von den weiteren elektrischen Einrichtungen. getrennt. Die beiden Schwellwerte sind fest eingestellt und liegen

beispielsweise bei o km/h und 20 km/h. Oberhalb der ersten Schwelle wirkt die Fahrgeschwindigkeits-Eins ellvorrichtung bestimmungsgemäß ausschließlich auf die Fahrgeschwindig¬ keits-Regelanlage. Unterhalb der zweiten Schwelle werden mit den Schaltkontakten analog oder digital arbeitende Schaltungsanordnungen gesteuert. Im einfachsten Falle wird die Ein-Aus-Funktion der Schaltkontakte unmittelbar zum Ein¬ bzw. Ausschalten elektrischer Anlagen wie beispielsweise Elektromotoren verwendet.

Zur Änderung eines analogen Sollwertes mittels elektrischer Schaltkontakte eignet sich ein steuerbarer Rampengenerator. In Neutralstellung der Fahrgeschwindigkeits-Einstell- vorrichtung verharrt das Ausgangssignal des Rampengenera¬ tors auf einem gleichbleibenden Wert, bei Betätigung des einen oder des anderen Schältkontaktes fällt das Ausgangs¬ signal solange ab bzw. es steigt solange an, bis die Ein¬ stellvorrichtung wieder in Neutralstellung gebracht wird. Das Über- bzw. Unterschreiten von zulässigen Sollwerten durch zu langes Betätigen der Einstellvorrichtung verhin¬ dert eine Begrenzerschaltung. Der eingestellte Sollwert ist beispielsweise als Steuersignal oder als Führungs- grδße einer Regelschaltung verwendbar.

Mit den Schaltkontakten der Einstellvorrichtung lassen sich auf vorteilhafte Weise Digitalschaltungen ansteuern. Zur digitalen Sollwertvorgabe ist ein Aufwärts-Abwärts- zähler einsetzbar, der entsprechend angesteuert wird. Ebenso wie bei der analogen Schaltung ist auch bei der digitalen Schaltung eine Begrenzung der einstellbaren Werte zweckmäßig. Der digitale Sollwert kann unmittelbar weiterverwendet werden, beispielsweise als Führungs¬ größe eines digitalen Reglers, es ist jedoch auch eine Umsetzung in einen Analogwert mittels eines Digital-Analog- Wandlers möglich.

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In Abhängigkeit von der Anwendung kann es zweckmäßig sein, den analogen bzw. den digitalen Sollwert nach Abschalten des Fahrzeugs zu speichern, so daß er nach Wiedereinschalten zur Verfügung steht.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Verwendung der Fahrgeschwindigkeits-Einstellvorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Zeichnung

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsge¬ mäßen Verwendung einer Fahrgeschwindigkeits-Einstellvor- richtung zur Einstellung eines Sollwertes unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit mit einer Signalverarbeitungsan¬ ordnung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Figur zeigt eine Fahrgeschwindigkeits-Einstellvorrich- tung 10 mit einem, ersten und zweiten Schaltkontakt 11, 12, die ausgehend von der in der Figur gezeigten Neutralstel¬ lung gegen Masse 13 schaltbar sind. Die Einstellvorrich¬ tung besteht beispielsweise aus einem Hebel, der in Lenk¬ radnähe angebracht ist oder aus einer Drucktasteranordnung, die im Armaturenbrett eingebaut ist. Die beiden an den Schaltkontakten 11, 12 liegenden Signalleitungen 1 , 15 liegen gleichzeitig sowohl an einer ersten Schaltergruppe 16 als auch an einer zweiten Schaltergruppe 17- Die beiden von der ersten Schaltergruppe 16 wegführenden Leitungen 18, 19 führen zu einem Fahrgeschwindigkeits-Regelgerät 20. Die beiden von der zweiten Schaltergruppe 17 wegführenden Signalleitungen 21, 22 führen zu einem Rampengenerator 23. Anstelle des Rampengenerators ist auch ein Aufwärts- Abwärts-Zähler verwendbar, wenn digitale Signalverar*- beitung vorliegen soll.

Die erste Schaltergruppe 16 wird von dem Ausgang eines ersten Vergleichers 2 und die zweite Schaltergruppe 17 von dem Ausgang eines zweiten Vergleichers 25 angesteuert. Die beiden Vergleicher 2 k , 25 sind auf feste Werte der Fahrgeschwindigkeit eingestellt und erhalten ihr Eingangs¬ signal von einem Fahrgeschwindigkeitsgeber 2β, welcher auch mit dem Fahrgeschwindigkeits-Regelgerät 20 verbunden ist. Ein weiteres Signal erhält das Fahrgeschwindigkeits- Regelgerät 20 von dem Fahrpedalgeber 27. Die Ausgangs¬ leitung 28 des Reglers 20 führt zu einem Stellglied, auf welches hier nicht weiter eingegangen wird.

Der Ausgang 29 des Rampengenerators 23 bzw. des Zählers führt über einen Begrenzer 30 in eine speichernde Anordnung 31 , an deren Ausgang 32 eine Führungsgrδße zur Verfügung steht, die auf den einen Eingang 33 eines Summierers 3^ ührt. Der andere Eingang 35 des Summierers 3 erhält eine Regelgröße von einem Regelgrößengeber 36.

Die Regelabweichung am Ausgang 37 des Summierers 3^ gelangt in einen Regler 38, an dessen Ausgang 39 eine Stellgröße zur Verfügung steht. Gegebenenfalls ist der Ausgang 39 des Reglers 38 mit dem Fahrgeschwindigkeits- Regelgerät 20 verbunden.

Die Anordnung gemäß der Figur funktioniert folgender¬ maßen: Der Fahrgeschwindigkeits-Einstellhebel 10 legt, ausgehend von der gezeigten Neutralstellung, entweder den ersten Kontakt 11 oder den zweiten Kontakt 12 an Masse 13. Die zu den beiden Kontakten 11, 12 führenden Signallei¬ tungen 1 k, 15 liegen gleichzeitig sowohl an der ersten als auch an der zweiten Schaltgruppe 16, 17« Die erste Schaltergruppe 16 verbindet gleichzeitig die Signal¬ leitung 1 mit der Signalleitung 18 und die Signallei¬ tung 15 mit der Signalleitung 19 oder unterbricht gleich- - zeitig beide Verbindungen.

Die erste Schaltergruppe 16 wird von dem ersten Vergleicher 2 k angesteuert. Er ist auf einen festen Fahrgeschwindig¬ keitswert eingestellt, unterhalb dem die beiden Schalter der ersten Schaltergruppe 16 geöffnet und oberhalb dem • die Schalter geschlossen sind. Diese Schwelle liegt bei¬ spielsweise bei kO km/h. Liegt die Fahrgeschwindigkeit über dieser Schwelle, dann wird mit dem Fahrgeschwindig¬ keits-Einstellhebel 10 das Fahrgeschwindigkeits-Regelge- rät 20 bestimmungsgemäß angesteuert.

Eine Verbindung des ersten Schaltkontaktes 11 mit der Masse 13 führt beispielsweise zu einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit und eine Verbindung des zweiten Schalt¬ kontaktes 12 mit der Masse 13 zu einer Absenkung der Fahr¬ geschwindigkeit. Das Fahrgeschwindigkeits-Regelgerät 20 erhält zur Durchführung dieser Aufgabe den aktuellen Wert der Fahrgeschwindigkeit von dem Fahrgeschwindigkeitgeber 26. Dieses Signal wird ebenfalls dem ersten Vergleicher 2k zugeführt.

Das Fahrgeschwindigkeits-Regelgerät 20 erhält wenigstens noch ein weiteres Eingangssignal, welches von dem Fahr¬ pedalgeber 27 abgegeben wird. Unterhalb des ersten Schwell¬ wertes der Fahrgeschwindigkeit, wenn die beiden Schalter der ersten Schaltergruppe geöffnet sind, hat der Fahr¬ pedalgeber 27 allein Wirkung auf das Fahrgeschwindig- keits-Regelgerät 20. Oberhalb dieser ersten Schwelle hat der Fahrpedalgeber 27 nur dann einen Einfluß auf das Regelgerät 20, wenn sich der Einstellhebel 10 in der gezeigten Neutralstellung befindet.

Die zweite Schaltergruppe 17 wird von einem zweiten Vergleicher 25 angesteuert. Unterhalb einer zweiten Schwelle der Fahrgeschwindigkeit, die beispielsweise bei 20 Km/h liegt, sind die beiden Schalter der zweiten , Schaltergruppe 17 geschlossen, so daß die beiden Signal¬ leitungen 1 k , 21 und 15, 22 jeweils miteinander verbun¬ den sind.

Die beiden Leitungen 21 22 sind Steuerleitungen des Rampen¬ generators 23. Er liefert an seinem Ausgang 29 ein an¬ steigendes Signal, wenn der Einstellhebel 10 beispielsweise den ersten Schaltkontakt 11 an Masse 13 legt und ein ab¬ fallendes Signal, wenn er den zweiten Schaltkontakt 12 an Masse legt. Befindet sich der Einstellhebel 10 in der ge¬ zeigten Neutralstellung, dann ändert sich das Ausgangs¬ signal 29 nicht. Es ändert sich ebenfalls nicht, wenn die durch den zweiten Vergleicher 25 vorgegebene zweite Schwelle der Fahrgeschwindigkeit überschritten wird und infolgedessen die beiden Schalter der zweiten Schaltergruppe 17 geöffnet sind. Das analoge Ausgangssignal 29 entspricht beispiels¬ weise dem Sollwert einer zu steuernden oder zu regelnden Funktion.

Nach dem Rampengenerator 23 ist zweckmäßigerweise ein Begrenzer 30 vorgesehen. Er begrenzt den oberen bzw. den unteren oder sowohl den oberen als auch den unteren Betrag des Sollwertes auf zulässige Werte. Ist der Be¬ grenzer 30 nicht vorgesehen, dann findet zwangsläufig eine Begrenzung des Sollwertes durch den Rampengenerator 23 statt, der im Begrenzungsfall eine Funktion von dessen Ausgangsbeschaltung und der verfügbaren Versorgungsspan¬ nung ist. Erreicht der Sollwert durch Verbinden bei¬ spielsweise des ersten Schaltkontaktes 11 mit Masse 13 einen Grenzwert, so hat eine darüber hinaus andauernde Verbindung keinen Einfluß mehr auf den Sollwert. Eine Änderung kann in diesem Fall nur durch Verbinden des zwei¬ ten Schaltkontaktes 12 mit Masse 13 erfolgen. Liegt das Ausgangssignal 29 des Rampengenerators 23 weit außer¬ halb der durch den Begrenzer vorgegebenen Werte, dann tritt die gegenläufige Änderung des Sollwertes .nach dem Begrenzer 30 mit einer gewissen Verzögerung auf, die vom Betrag der Überschreitung des Grenzwertes am Ausgang 29 des Rampengenerators 23 abhängt.

Der Einstellhebel 10 wirkt nicht mehr auf den Rampengene¬ rator 23, wenn das vom Fahrgeschwindigkeitsgeber 26 abge¬ gebene Signal oberhalb der durch den zweiten Vergleicher 25 gegebene Schwelle der Fahrgeschwindigkeit liegt und " somit die beiden Schalter der zweiten Schaltergruppe 17 geöffnet . sind.

Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, den zuletzt eingestellten Sollwert vor dem Abschalten des Fahrzeugs abzuspeichern, so daß er nach Wiedereinschaltung sofort zur Verfügung steht. Hierzu ist die speichernde Anordnung 31 vorgesehen, die beispielsweise als Sample und Hold- Schaltung ausgeführt ist.

Das am Ausgang 32 der speichernden Anordnung 31 anstehende Signal kann zu Steuerungszwecken verwendet werden, es kann jedoch auch als Führungsgröße eines Regelkreises, von dem hier der Summierer 3^- mit den beiden Eingängen 33, 35, der Regelgrößengeber 36 und der eigentliche Regler 38 gezeigt sind, verwendet werden. Der Regler 38 erzeugt an seinem Ausgang 39 ein Regelsignal in Abhängigkeit von der am Ausgang 37 des Summierers 3^ auftretenden Regel¬ abweichung. Ist die in der Figur gezeigte Verbindung des Reglerausgangs 39 mit dem Fahrgeschwindigkeits-Regelgerät 20 vorhanden, dann kann mit der angegebenen Anordnung die Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine eingestellt werden, wenn der Regelgrößengeber 36 die Motordrehzahl erfaßt.

Die beschriebene analoge Signalverarbeitung zwischen der zweiten Schaltergruppe 17 und dem Summierer • 3^ kann vor¬ teilhaft durch digitale Signalverarbeitung ersetzt werden. Auch hier ist wesentlich, daß der Fahrgeschwindigkeits- Einstellhebel 10 oberhalb der durch den ersten Vergleicher 2k vorgegebenen erste Schwelle der Fahrgeschwindigkeit ^■ > durch Schließen der in der ersten Schaltergruppe 16

enthaltenen beiden Schalter bestimmungsgemäß mit dem Fahrgeschwindigkeits-Regelgerät 20 zusammenarbeitet und unterhalb der durch den zweiten Vergleicher 25 vorgegebenen zweiten Schwelle der Fahrgeschwindigkeit zur Steuerung anderer Funktionen durch Schließen der in der zweiten Schaltergruppe 17 enthaltenen beiden Schalter herangezogen wird, wobei zwischen der ersten und der zweiten Schwelle der Fahrgeschwindigkeit ein Geschwindigkeitsbereich liegt, in welchem der Einstellhebel 10 durch Öffnen aller Schalter der ersten und zweiten Schaltergruppe 16, 17 funktionslos geschaltet ist. ^'

Unterhalb der zweiten Fahrgeschwindigkeitsschwelle steuern die beiden Signalleitungen 21 , 22 den Aufwärts-Abwärts- Zähler, der an die Stelle des Rampengenerators 23 tritt. Solange der Einstellhebel 10 beispielsweise den ersten Schaltkontakt 11 an Masse 13 legt, findet ein Aufwärts- Zählvorgang, und solange der zweite Schaltkontakt 12 an Masse 13 geschaltet ist, ein Abwärts-Zählvorgang statt. Der Zählerstand am Ausgang 29 des Zählers 23 entspricht einem Sollwert, der in dem nachfolgenden digitalen Be¬ grenzer 30 auf einen oberen oder unteren bzw. sowohl auf einen oberen als auch einen unteren Wert begrenzt wird.

Auch hier ist eine speichernde Anordnung 31 vorgesehen für den Fall, daß der Sollwert nach Abschalten des Fahr¬ zeuges gespeichert werden soll. Als Speicherelement des digital vorliegenden Sollwertes eignet sich hier besonders ein elektrisch löschbarer _. FestwertSpeicher, der auch nach Abschalten der Versorgungsspannung seine Information behält

Einen Übergang von der digitalen zur analogen Signalver¬ arbeitung ermöglicht gegebenenfalls ein Digital-Analog-.. Wandler. Wie bereits beschrieben, kann dieses Signal zur Steuerung oder Regelung von Funktionen herangezogen werden.

Die Anordnung gestattet eine Leerlaufdrehzahlregelung einer Brennkraftmaschine, wenn die zwischen dem Regler¬ ausgang 39 und dem Fahrgeschwindigkeits-Regelgerät 20 gezeigte Verbindung vorhanden ist und der Regelgrößen¬ geber 36 die Motordrehzahl erfaßt.

Sind die digitalen Komponenenten Aufwärts-Abwärts- Zähler 23, digitaler Begrenzer 30 und speichernde Anord¬ nung 31 als Mikroprozessor-Schaltung realisiert, so werden zweckmäßigerweise der Summierer 3^ und der Regler 38 als Rechenprogramm realisiert. Die Beibehaltung der digitalen Signalverarbeitung ist insbesondere dann vor¬ teilhaft, wenn die nachfolgenden Schaltungen, hier zum Beispiel das Fahrgeschwindigkeits-Regelgerät 20, ebenfalls eine digitale Signalverarbeitung vornimmt.

Neben dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine einfachere Ausführung der Anordnung dadurch möglich, daß die beiden Signalleitungen 21 , 22 unter¬ halb der zweiten Fahrgeschwindigkeits-Schwelle unmittel¬ bar Schaltvorgänge auslösen. Einstellvorgänge, die vor¬ zugsweise im Stillstand des Fahrzeugs vorgenommen werden, sind beispielsweise die Rückspiegeleinstellung oder die Sitzverstellung. Anstelle des Rampengenerators bzw. Aufwärts-Abwärts-Zählers 23 ist dann eine Schaltstufe zur Ansteuerung von Elektromotoren vorgesehen.

Eine weitere Anwendung der er indungsgemäßen Anordnung ist das Einstellen von Grenzwerten wie beispielsweise der Höchst-Drehzahl des Fahrmotors oder das Einstellen der maximalen Fahrgeschwindigkeit. In diesem Falle wir¬ ken die beiden Signalleitungen 21 , 22 zusätzlich zu der entsprechenden Begrenzungsschaltung auch auf die elek¬ tronischen Anzeigeelemente für die Motordrehzahl bzw. der Fahrgeschwindigkeit, damit der einzustellende Wert un- ' mittelbar abgelesen werden kann.