DE2756170A1 - DEVICE FOR REGULATING THE SPEED OF A MOTOR VEHICLE - Google Patents
DEVICE FOR REGULATING THE SPEED OF A MOTOR VEHICLEInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem Differenzverstärker, dem ein sich auf die Fahrgeschwindigkeit beziehendes Solluertsignal und ein Istwertsignal zugeführt ist, das Ober den Abgriff von einem mit einer Spannung beaufschlagten veränderlichen Widerstand abgenommen ist, der mit einem ein Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussendes Element, insbesondere die Drosselklappe, verstellenden Stellmotor gekuppelt ist, der vom Differenzverstärker angesteuert ist.The invention relates to a device for regulating the driving speed of a motor vehicle with a differential amplifier, which is a setpoint signal relating to the driving speed and an actual value signal is fed via the tap of a with a voltage applied variable resistor is decreased is associated with an element influencing a fuel-air mixture, in particular the throttle valve, adjusting servomotor is coupled, which is controlled by the differential amplifier.
Bekannte Einrichtungen dieser Gattung können bei entsprechender Beschaltung der Eingänge der Regeleinrichtung entweder zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit auf einen konstanten vorgegebenen lüert oder als sogenanntes elektrisches Gaspedal verwendet werden, bei dem die Stellung des Gaspedals in ein elektrisches Signal umgewandelt und mit diesem über die Regeleinrichtung die Stellung der Drosselklappe gesteuert wird, also die Übertragung der Gaspedalbewegungen auf die Drosselklappe nicht auf mechanischem sondern elektrischem Weg erfolgt.Known devices of this type can with appropriate wiring of the inputs of the control device either to control the Driving speed to a constant given or used as a so-called electric accelerator pedal, in which the position of the accelerator pedal is converted into an electrical signal and the position of the throttle valve is controlled with this via the control device, So the transmission of the accelerator pedal movements to the throttle valve is not mechanical but electrical.
Bei diesen Einrichtungen kann es geschehen, daS bei einer Beschädigung oder gar Zerstörung des veränderlichen Widerstandes und der mit diesem verbundenen Stromzuführungs- und Steuerleitungen der Stellmotor die Drosselklappe in ihre V/ollgasstellung verschwenkt, was zu gefährlichen Fahrsituationen führen kann.With these facilities it can happen that if they are damaged or even destruction of the changeable resistance and that with it connected power supply and control lines, the servomotor swivels the throttle valve into its full throttle position, which can be dangerous Driving situations.
Diese Nachteile sollen durch die Erfindung überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Einrichtung der eingangs beschriebenenThese disadvantages are intended to be overcome by the invention. It is Therefore the object of the invention, the device of the initially described
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Gattung so zu verbessern, daß sich Störungen im Rückmeldekreis der Regeleinrichtung nicht oder allenfalls nur so auf die Regeleinrichtung auswirken, daß gefährliche Fahrsituationen sicher ausgeschlossen sind.To improve the species so that there are faults in the feedback circuit the control device not or at most only so on the control device have the effect that dangerous driving situations are safely excluded.
Diese Aufgabe uiird erfindungsgemäB dadurch gelöst, daß der aus Differenzverstärker, Stellmotor und veränderlichem Widerstand bestehende Kreis so aufgebaut ist, daß am Abgriff in der Vollgasstellung des Elements niederes Potential und in der Leerlaufstellung hohes Potential vorhanden ist, und daß der Abgriff über einen Festwiderstand dem niederes Potential aufweisenden Ende des veränderlichen Widerstands verbunden ist.According to the invention, this object is achieved in that the Differential amplifier, servomotor and variable resistor existing circuit is constructed so that the tap in the full throttle position of the element low potential and high in the idle position Potential is present, and that the tap is connected to the end of the variable resistor having a low potential via a fixed resistor connected is.
Bei einem Ausfall des Rückmeldekreises, sei es durch Bruch oder Kurzschluß der mit dem veränderlichen Widerstand verbundenen Leitungen, sei es durch Bruch des Schleifers, Unterbrechung oder Kurzschluß der liiiderstandsbahn oder Beschädigung oder Zerstörung anderer Teile des veränderlichen Widerstands, sinkt aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen das an den Differenzverstärker gegebene Rückmeldesignal auf ein durch den Festwiderstand gegebenes niederes Potential ab, das einer Vollgas-Drosselklappenstellung entspricht. Der Differenzverstärker wird daher an seinen Eingängen mit einer entsprechenden Regelabweichung beaufschlagt und betätigt den Stellmotor so, daß dieser die Drosselklappe in ihre Leerlaufstellung verschwenkt. Gefährliche Fahrsituationen infolge einer willkürlichen Drosselklappenverstellung oder gar einer Verstellung der Drosselklappe in ihre Vollgasstellung, wie dies bei den bekannten Einrichtungen der Fall ist, sind damit sicher unterbunden. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Maßnahmen nur einen äußerst geringen zusätzlichen Aufwand - im allgemeinen lediglich einen einzigen zusätzlichen Widerstand - erfordern. Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß bei einer Unterbrechung der Masseleitung des veränderlichen Widerstands - dies ist einer der am häufigsten auftretenden Fehler - der Rückmeldekreis funktionsfähig bleibt. Der veränderliche Widerstand arbeitet dann als Widerstandsgeber.In the event of a failure of the feedback circuit, be it due to a break or a short circuit of the lines connected to the variable resistance, be it due to a break in the wiper, interruption or short circuit of the resistance path or damage or destruction of other parts of the variable resistor, the decreases due to the measures according to the invention feedback signal given to the differential amplifier to a through the Fixed resistance from given low potential, that of a full throttle throttle position is equivalent to. The differential amplifier is therefore subjected to a corresponding control deviation at its inputs and actuates the servomotor so that it pivots the throttle valve into its idle position. Dangerous driving situations as a result an arbitrary throttle valve adjustment or even an adjustment of the throttle valve in its full throttle position, as is the case with the known facilities is the case, are thus safely prevented. A particular advantage of the invention is that the measures require very little additional effort - generally just a single additional resistor. Another A particular advantage of the solution according to the invention is that at an interruption in the ground line of the variable resistor - this is one of the most common errors - the feedback circuit remains functional. The variable resistance then works as a resistance transmitter.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsfarm der Erfindung ist der Abgriff über einen Widerstand mit dem vom Sollwertsignal beaufschlagten Eingang des Oifferenzverstärkers verbunden und der andere Eingang an einen an Betriebsspannung liegenden Spannungsteiler angeschlossen. Auf diese Ueise iuird erreicht, daß die Regelung auf einen festen Bezugspunkt hin erfolgt und der Regelvorgang mithin rascher abläuft uiie bei den bekannten Reglern. Die Folge ist, daß bei einem Ausfall des Ruckmeldekreises eine besonders rasche Verschwenkung der Drosselklappe sichergestellt ist. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, den Spannungsteiler so zu wählen, daß der andere Eingang des Differenzverstärkers mit der halben Betriebsspannung beaufschlagt ist.According to an advantageous embodiment of the invention is the Tap connected via a resistor to the input of the differential amplifier acted upon by the setpoint signal and the other input connected to a voltage divider connected to the operating voltage. In this way it is achieved that the Regulation takes place towards a fixed reference point and the regulating process therefore runs more quickly with the known regulators. The result is that if the feedback circuit fails, a particularly rapid pivoting of the throttle valve is ensured is. It has proven to be useful to choose the voltage divider so that the other input of the differential amplifier with the half the operating voltage is applied.
Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, den liiert des Festwiderstandes ungefähr gleich dem Gesamtwiderstandswert des veränderlichen Widerstandes zu wählen. Zwar sollte an sich der Festwiderstand möglichst groß gewählt werden, um den negativen Einfluß desselben auf die Linearität der Spannung-üJeg-Kennlinie des veränderlichen Widerstandes klein zu halten. Da aber der Widerstand andererseits wesentlich kleiner als der Innenwiderstand des Differenzverstärkers sein muß, da andernfalls die Regelabueichung bei Ausfall des Ruckmeldekreises zu gering wird, stellt die angegebene Dimensionierung einen vorteilhaften Weg dar.It has proven to be useful to link the fixed resistance to be chosen approximately equal to the total resistance value of the variable resistor. It is true that the fixed resistance should as far as possible be chosen large in order to reduce the negative influence of the same on the linearity of the voltage-üJeg characteristic of the variable resistance to keep it small. But since the resistance on the other hand must be much smaller than the internal resistance of the differential amplifier, there otherwise the control calibration applies if the feedback circuit fails becomes small, the specified dimensioning represents an advantageous way.
Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die zwei Ausführungsbeispiele enthält, näher erläutert.The invention is based on the drawing, the two exemplary embodiments contains, explained in more detail.
Die Regeleinrichtung nach Figur 1 enthält einen Differenzverstärker 1, dessen Sollwerteingang 2 mit einem von der Stellung des Gaspedals abhängigen Signal beaufschlagt ist, und dessen Istwerteingang 3 über einen Widerstand i» mit Masse verbunden ist. Der Differenzverstärker 1 befindet sich wie auch der Widerstand 4 in einem den elektronischen Teil der Regeleinrichtung aufnehmenden Gehäuse 5, das beispielsweise im Fahrzeug-The control device according to Figure 1 contains a differential amplifier 1, whose setpoint input 2 is acted upon by a signal dependent on the position of the accelerator pedal, and its actual value input 3 via a Resistance i »is connected to ground. The differential amplifier 1, like the resistor 4, is located in an electronic part of the Control device receiving housing 5, for example in the vehicle
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inneren angeordnet ist. Der Ausgang 6 des Differenzverstärkers ist über eine elektrische Leitung 7 mit dem Stellmotor θ verbunden, dessen Delle über eine elektromagnetische Kupplung 9 mit einem die Drosselklappe 1G verstellenden Stellorgan 11 in LJirkverbindung steht. Mit diesem Stellorgan 11 ist des weiteren der Schleifer 12 eines veränderlichen Widerstandes 13 gekuppelt, der an Betriebsspannung U liegt. Der Schleifer 12 ist über die Leitung 1** an den Istuerteingang 3 des Differenzverstärkers 1 angeschlossen.inner is arranged. The output 6 of the differential amplifier is connected to the servomotor θ via an electrical line 7, its dent via an electromagnetic clutch 9 with a die Throttle valve 1G adjusting actuator 11 in LJirkverbindungen stands. With this actuator 11, the wiper 12 of a variable resistor 13 is also coupled, which is connected to the operating voltage U lies. The grinder 12 is via the line 1 ** to the Istuerteingang 3 of the differential amplifier 1 connected.
Bei einer Änderung des Signals am Solluerteingang 2 entsteht an den Eingängen des Differenzverstärkers 1 eine Regelabueichung, die dazu führt, daß der Motor S angesteuert und über die eingerückte Kupplung die Drosselklappe 10 entsprechend verschuenkt wird. Mit der Verschwenkung der Drosselklappe 10 geht eine Verschiebung des Schleifers 12 des Widerstands 13 einher. Die Folge ist, daß am Istuerteingang 3 des Differenzverstärkers ebenfalls eine Signaländerung auftritt. Der Regelvorgang ist beendet, sobald an den Eingängen des Differenzverstärkers die zu Beginn des Regelvorganges eingetretene Regelabueichung verschwunden ist.If the signal at the command input 2 changes, the Inputs of the differential amplifier 1 a control calibration, which leads to the fact that the motor S is controlled and via the engaged clutch the throttle valve 10 is pivoted accordingly. With the pivoting the throttle valve 10 is a displacement of the slider 12 of the resistor 13. The result is that the control input 3 of the differential amplifier a signal change also occurs. The control process is ended as soon as the inputs of the differential amplifier the rule calibration that occurred at the beginning of the control process has disappeared.
Der Regelkreis ist so ausgelegt, daß, uienn am Solluierteingang 2 des Differenzverstärkers 1 das Signal erscheint, das bei voll durchgetretenem Gaspedal auftritt, die Drosselklappe in ihre Uollgasstellung und der Schleifer in eine Stellung verschwenkt wird, in der er sich im an die Masse angeschlossenen Endbereich des Widerstandes 13 befindet. Liegt andererseits am Sollwerteingang des Differenzverstärkers 1 ein Signal an, das in der Ruhestellung des Gaspedals auftritt, so befindet sich die Drosselklappe 10 in ihrer Leerlaufstellung und der Schleifer 12 greift den an positives Betriebsspannungspotential angeschlossenen Endbereich des Widerstandes 13 ab.The control loop is designed so that, uienn at the target input 2 of the Differential amplifier 1 the signal appears that occurs when the accelerator pedal is fully depressed, the throttle valve in its Uollgasstellung and the grinder is pivoted into a position in which it is in The end region of the resistor 13 connected to the ground is located. On the other hand, it is present at the setpoint input of differential amplifier 1 Signal that occurs in the rest position of the accelerator pedal, so is located the throttle valve 10 is in its idle position and the grinder 12 engages the one connected to the positive operating voltage potential End of the resistor 13 from.
Bei einem Ausfall des Rückmeldekreises, beispielsweise durch einen Bruch der Leitung U, sinkt das Potential im Punkt 15 auf ein niederesIf the feedback circuit fails, for example by a If the line U breaks, the potential at point 15 drops to a low level
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Potential ab, das bei intaktem Rückmeldekreis auftreten würde, uenn der Schleifer 12 sich in seiner "Vollgas'-Position befindet. Da nunmehr der Istwert stark vom Solluiert abweicht, steuert der Differenzverstärker 1 den Stellmotor B im Sinne eines SchlieBens der Drosselklappe 10 und verschwenkt diese, da keine Änderung des Signals am Istuierteingang 3 auftritt in ihre Leerlaufstellung. Entsprechendes geschieht bei einem Bruch der Leitung 16. Bei einem Bruch der Leitung 17 arbeitet der veränderliche Widerstand 13 hingegen als Widerstandsgeber, wobei der Strom Ober den Widerstand k fließt. Da sich bei einer Verstellung des Schleifers 12 das Potential im Punkt 15 entsprechend ändert, kann bei einem Bruch der Leitung die Regeleinrichtung weiterbenutzt werden.Potential that would occur with an intact feedback circuit when the slider 12 is in its "full throttle" position. Since the actual value now deviates significantly from the target value, the differential amplifier 1 controls the servomotor B in the sense of closing the throttle valve 10 and swivels it since there is no change of the signal occurs at the Istuierteingang 3 in their idle position. the same is done at a fraction of the line 16. a break in the line 17 on the other hand, the variable resistor 13 operates as a resistance-type sensor, wherein the upper current flows through the resistor k. as with an adjustment of the wiper 12 changes the potential at point 15 accordingly, the control device can continue to be used in the event of a break in the line.
Bei der Regeleinrichtung nach der Figur 2, die hinsichtlich des Differenzverstärkers 1, des Motors B, der Kupplung 9, dem Stellorgan 11, das auf die Drosselklappe 10 wirkt und dem Widerstand 13 mit dem Schleifer 12 analog zu der vorgenannten Einrichtung aufgebaut ist, ist eine modifizierte Beschaltung der Eingänge 2 und 3 des Differenzverstärkers 1 vorhanden.In the control device according to Figure 2, which with regard to the Differential amplifier 1, the motor B, the clutch 9, the actuator 11, which acts on the throttle valve 10, and the resistor 13 with the grinder 12 is constructed analogously to the aforementioned device, a modified wiring of the inputs 2 and 3 of the Differential amplifier 1 available.
Wie ersichtlich, ist der eine Eingang 2 des Differenzverstärkers 1 an einen aus zwei Widerständen 18 und 19 bestehenden Spannungsteiler angeschlossen, wobei die beiden Widerstände so gewählt sind, daß der Punkt 20 auf halbem Betriebsspannungspotential liegt. Der andere Eingang 3 des Differenzverstärkers steht einerseits über den Widerstand mit der Leitung 1*» in Verbindung und andererseits wird diesem Eingang der Sollwert über den Widerstand 22 zugeführt. Hierbei wird also die Summe aus Istwert und Sollwert mit einem festen Bezugswert verglichen. Neben dem vorne erwähnten V/orteil einer besonders kurzen Regelzeit bringt eine solche Beschaltung auch einen höheren nutzbaren Spannungshub. Dieser hat eine bessere Auflösung des vom Schleifer abgegebenen Signals und damit eine größere Regelgenauigkeit zur Folge. Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Figur 2 ist prinzipiell die gleiche wie diejenige der Einrichtung nach Figur 1.As can be seen, one input is 2 of the differential amplifier 1 to a voltage divider consisting of two resistors 18 and 19 connected, the two resistors are chosen so that the point 20 is at half the operating voltage potential. The other input 3 of the differential amplifier is on the one hand via the resistor with the line 1 * »in connection and on the other hand this input the setpoint value is supplied via the resistor 22. In this case, the sum of the actual value and the setpoint is compared with a fixed reference value. In addition to the above-mentioned advantage of a particularly short control time such a circuit also provides a higher usable voltage swing. This has a better resolution of that given by the grinder Signal and thus a greater control accuracy result. The mode of operation of the device according to FIG. 2 is fundamental the same as that of the device according to FIG. 1.
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L e e"r s e i t eL e "r s e i t e
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