DE19638900A1 - Speed control esp for vehicle diesel IC engine - Google Patents

Speed control esp for vehicle diesel IC engine

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Abstract

The throttle linkage (2) between the accelerator pedal and the throttle e.g. the injector pump control for a diesel engine, includes a servo element (2) which has internal radial vanes and which is linked to a hydraulic supply via control valves. The servo can override the throttle setting i.e. reduce the throttle setting until the vehicle speed drops below the preset maximum speed setting The automatic control can be a simple maximum speed setting, or it can be modulated by the GPS system eg. for bends and road hazards. No separate throttle control is required.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Geschwindigkeitsbegrenzung und -regelung, vorzugsweise für Dieselmotoren bei Fahrzeugen, die einen Stellantrieb auf eine Einspritzpumpenwelle und ein Steuergerät mit Schnittstelle zum GPS und Wegfahrsperre aufweist.The invention relates to speed limitation and control, preferably for diesel engines in vehicles that have an actuator on a Injection pump shaft and a control unit with an interface to the GPS and Has immobilizer.

Geschwindigkeitsbegrenzer dieser Art sind an sich bekannt, daß solche Geräte als Zusatz zu bestehenden Gaspedalgestänge eingebaut werden. Nachteil dieser Geräte ist, daß man sie leicht manipulieren kann, sie haben einen aufwendigen Aufbau, weil das ganze System aus mehreren Teilen besteht, daher gibt es lange Einbauzeiten.Speed limiters of this type are known per se that such devices as Addition to existing accelerator pedal linkages. Disadvantage of this Devices is that you can easily manipulate them, they have a complex Construction because the whole system consists of several parts, so there is a long time Installation times.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Geschwindigkeitsbegrenzer bzw. Geschwindigkeitsregler zu besitzen, das weniger Teile aufweist, leicht eingebaut wird, jede Manipulation ausschließt und eine Schnittstelle zum GPS und Wegfahrsperre aufweist.The invention is therefore based on the object of a speed limiter or to have a speed controller that has fewer parts, easily is installed, excludes any manipulation and an interface to the GPS and Has immobilizer.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein Stellantrieb direkt auf der Einspritzpumpenwelle montiert wird, anstatt das ein Hebel fest montiert werden muß. Vorteilhafterweise wird der Stellantrieb so ausgeführt, daß er auch den bestehenden Einspritzpumpenhebel ersetzt.According to the invention this is achieved in that an actuator directly on the Injection pump shaft is mounted instead of a lever having to be fixed. The actuator is advantageously designed so that it also the existing Injection pump lever replaced.

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung wird der Stellantrieb über Magnetventile so gesteuert, daß er jede beliebige Lage einhalten kann. Vorteil­ hafterweise wird der Stellantrieb mit Druckluft angetrieben und mit Flüssigkeit wird die Antriebsgeschwindigkeit, sowie die Position geregelt. With the device proposed according to the invention, the actuator is over Solenoid valves controlled so that it can maintain any position. Advantage the actuator is driven with compressed air and with liquid the drive speed and the position are regulated.  

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtung, ist ein Schwenkflügel von dem Stellantrieb direkt mit der Einspritzpumpenwelle fest verbunden und dann Unabhängig in welcher Stellung sich der Stellantrieb befindet. Der Schwenkflügel kann sich in Abhängigkeit von den Signalen aus dem Steuergerät mit der Einspritzpumpenwelle zurück bewegen, obwohl der Stellantrieb seine Position vorgegeben vom Fahrer über Gaspedalgestänge beibehält.With the device proposed according to the invention, a swivel wing of the actuator is directly connected to the injection pump shaft and then Regardless of the position of the actuator. The swivel wing can change depending on the signals from the control unit Move the injection pump shaft back even though the actuator is in its position specified by the driver via the accelerator pedal linkage.

Um exakte Position von der Einspritzpumpenwelle zu erreichen, wird auf dem Stellantrieb ein Winkelsensor montiert, der ständig die Schwenkflügelposition ans Steuergerät weiterleitet. Vorteilhafterweise ist für den Stellantrieb ein gemeinsames Gehäuse vorgesehen.To reach the exact position of the injection pump shaft, the Actuator mounted an angle sensor that constantly the pivoting wing position ans Control unit forwards. Advantageously, there is a common one for the actuator Housing provided.

Vorteilhafterweise ist der gleiche Stellantrieb, ohne Hebel für ein elektronisches Gaspedal.The same actuator is advantageous, without a lever for an electronic one Accelerator.

Vorteilhafterweise ist die Verbindung vom Stellantrieb zum GPS, sowie zum Steuergerät die Wegfahrsperre.Advantageously, the connection from the actuator to the GPS and Immobilizer control unit.

Fig. 1 ein Prinzipschema der Geschwindigkeitsbegrenzer in Leerlaufstellung. Fig. 1 shows a schematic diagram of the speed limiter in the idle position.

Fig. 2 ein Prinzipschema der Geschwindigkeitsbegrenzer in Vollaststellung. Fig. 2 is a schematic diagram of the speed limiter in full load.

Der Geschwindigkeitsbegrenzer besteht im wesentlichen aus dem Gaspedalgestänge, Stellantrieb 2, Verbindungsleitungen 3, elektronischer Regler 4 und Einspritzpumpe 5.The speed limiter essentially consists of the accelerator pedal linkage, actuator 2 , connecting lines 3 , electronic controller 4 and injection pump 5 .

Der Stellantrieb 2 wird direkt auf der Einspritzpumpenwelle 6, statt bestehenden Hebel montiert. Auf Fig. 1 wird der Leerlauf dargestellt, d. h. der Situation, wenn sich das Kraftfahrzeug nicht bewegt und der Hebel von dem Stellantrieb 7 in der linken Position befindet. The actuator 2 is mounted directly on the injection pump shaft 6 instead of an existing lever. In Fig. 1 the open circuit is presented, that is the situation when the motor vehicle is not moving and the lever of the actuator 7 in the left position.

Auf dem Fig. 2 ist die Position von dem Stellantrieb 2 in der Vollaststellung dargestellt, d. h. der Fahrzeuglenker tritt voll auf das Gaspedal und das Gasgestänge 1 und der Stellantrieb 2 befindet sich in der rechten Position. In Abhängigkeit von den Signalen, welcher von den elektronischen Regler 4 kommen, kann die Einspritzpumpenwelle 6 jede Position zwischen Leerlauf- und Vollast­ stellung einnehmen, unabhängig in welcher Stellung sich der Stellantrieb 2 befindet. Auf dem Fig. 3 ist das Prinzipschema von dem Stellantrieb 2 dargestellt. In einem Gehäuse 8 befindet sich der Schwenkflügel 9, sowie zwei Kammern L und F (L = Luft; F = Flüssigkeit). Der Schwenkflügel 9 besitzt eine Welle 10, der direkt mit der Einspritzpumpenwelle 6 fest verbunden ist. Auf dem Gehäuse 8 befindet sich der Hebel 7, der fest mit dem Gasgestänge 1 verbunden ist. Der Schwenkflügel 9, von dem Stellantrieb 2 wird über Magnetventile 11 und 12 gesteuert und die Geschwindigkeit wird vom Schwenkflügel 9 über das Drosselventil 13 geregelt. Eine feste Position vom Schwenkflügel 9 wird mit dem Magnetventil 14 erreicht. Die Schwenkflügelposition wird ständig von dem Winkelsensor 15 ermittelt und an dem Steuerregler 4 zur weiteren Auswertung weitergeleitet.On the Fig. 2, the position shown by the actuator 2 in the full-load position, that is, the vehicle operator enters fully on the accelerator pedal and the throttle linkage 1 and the actuator 2 is in the right position. Depending on the signals coming from the electronic controller 4 , the injection pump shaft 6 can take any position between the idle and full load position, regardless of the position of the actuator 2 . The basic diagram of the actuator 2 is shown in FIG. 3. The swivel wing 9 and two chambers L and F (L = air; F = liquid) are located in a housing 8 . The swivel wing 9 has a shaft 10 which is directly connected to the injection pump shaft 6 . The lever 7 is located on the housing 8 and is firmly connected to the gas linkage 1 . The swivel wing 9 is controlled by the actuator 2 via solenoid valves 11 and 12 and the speed is regulated by the swivel wing 9 via the throttle valve 13 . A fixed position of the swivel wing 9 is achieved with the solenoid valve 14 . The swivel wing position is continuously determined by the angle sensor 15 and passed on to the control controller 4 for further evaluation.

Auf dem Bild 4 ist der Stellantrieb 2 auf dem Einspritzpumpengehäuse 5 fest montiert und die Schwenkflügelwelle 6 fest verbunden. Für die Funktion als elektronisches Gaspedal wird der Stellantriebshebel 7 nicht benötigt. Durch Betätigung von dem Gaspedal 16, wird diese Position vom Gaspedalsensor 17 erfaßt und weiterhin zum Steuergerät 18 geleitet. Das ankommende Signal wird in dem Steuergerät 18 verarbeitet, daß es mit ausgehenden Signalen, Stellantriebsflügel 9 mit Magnetventilen 11, 12 und 14 so steuert, daß immer die Position erreicht wird, die die Stellung vom Gaspedal 16 entspricht. Der Stellantrieb 2 besitzt nur je eine Schnittstelle für den Strom 19, sowie für die Druckluftleitungen 20. In Figure 4, the actuator 2 is permanently mounted on the injection pump housing 5 and the swivel vane shaft 6 is firmly connected. The actuator lever 7 is not required for the function as an electronic accelerator pedal. By actuating the accelerator pedal 16 , this position is detected by the accelerator pedal sensor 17 and continues to be directed to the control unit 18 . The incoming signal is processed in the control unit 18 so that it controls with outgoing signals, actuator wing 9 with solenoid valves 11 , 12 and 14 so that the position corresponding to the position of the accelerator pedal 16 is always reached. The actuator 2 has only one interface each for the current 19 and for the compressed air lines 20 .

Über Eingangssignale E₁, E₂, E₃, . . . auf dem Steuergerät 18 kommen Signale vom GPS, Wegfahrsperre oder NOT/AUS um den Stellantrieb 2 in die Grundstellung zu bringen, bzw. So zu verriegeln, das weitere Fahrt unmöglich gemacht wird. In den elektronischen Regler 4 und dem Steuergerät 18 befindet sich eine GPS-Steuerkarte, die die genaue Position vom Fahrzeug ermittelt. Gleichzeitig wird das Fahrzeug mit dem Stammhaus verbunden, so daß man zu jeder Zeit, die genaue Fahrzeugposition ermitteln kann. Wenn das Fahrzeug eine bestimmte Zone verlassen will, kann man direkt von der Fahrzeugzentrale an das Stammhaus ein Signal geben, um den Stellantrieb 2 in Grundstellung zu schalten.Via input signals E₁, E₂, E₃,. . . on the control unit 18 there are signals from the GPS, immobilizer or EMERGENCY / OFF to bring the actuator 2 into the basic position or to lock it in such a way that further travel is made impossible. In the electronic controller 4 and the control unit 18 there is a GPS control card that determines the exact position of the vehicle. At the same time, the vehicle is connected to the parent company, so that the exact vehicle position can be determined at any time. If the vehicle wants to leave a certain zone, you can send a signal directly from the vehicle control center to the main building in order to switch the actuator 2 to the basic position.

Bei der Wegfahrsperre wird mit dem Ausgangssignal E₂, statt mit einem Magnetventil für Kraftstoffunterbrechung direkt zum Stellantrieb 2 gesteuert, so daß er in die Grundlage fährt. Bei NOT/AUS-Signal E₃, wird genauso verfahren, wie bei der GPS und die Wegfahrsperre wird aktiviert.When the immobilizer is controlled with the output signal E₂ instead of a solenoid valve for fuel cut directly to the actuator 2 , so that it drives into the base. With EMERGENCY / OFF signal E₃, the procedure is the same as for the GPS and the immobilizer is activated.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Geschwindikgeits­ begrenzer und -reglereinrichtung ist wie folgt:
Der Stellantrieb 2 wird in die Gasgestänge so eingebaut, daß man über das bestehende Gaspedal die Kraftstoffzufuhr von der Einspritzpumpe zum Einspritzdüsen in den Motor regelt. Bei normaler Fahrt, d. h. wenn der Fahrzeuglenker das Gaspedal betätigt und das Fahrzeug sich bewegt, die Auslenkung von dem Stellantrieb ist direktproportional der Gaspedalstellung des Fahrzeugs (Fig. 2). Wenn vom Fahrzeuglenker der Druck auf das Gaspedal nachläßt, bewegt sich der Stellantrieb 2 wieder nach links (Fig. 1). Wenn sich der Stellmotor 2 in der Position Vollast befindet und die eingestellte Fahrzeug­ geschwindigkeit überschritten ist, tritt der Stellenantrieb 2 (Fig. 3) in Aktion.The mode of operation of the speed limiter and regulator device proposed according to the invention is as follows:
The actuator 2 is installed in the gas linkage so that the fuel supply from the injection pump to the injection nozzles in the engine is controlled via the existing accelerator pedal. During normal driving, ie when the driver operates the accelerator pedal and the vehicle moves, the deflection from the actuator is directly proportional to the accelerator pedal position of the vehicle ( FIG. 2). When the driver's pressure on the accelerator pedal decreases, the actuator 2 moves again to the left ( Fig. 1). When the servomotor 2 is in the full load position and the set vehicle speed is exceeded, the actuator 2 ( FIG. 3) comes into action.

Für den Fall, daß sich der Stellantrieb 2, mit den Hebel 7 in Vollaststellung befindet und die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit überschritten ist, werden die Magnetventile 11, 12 und 14 in Grundstellung geschaltet und der Schwenkflügel 9 des Stellantriebs 2 bewegt sich in der Kammer F nach links. In the event that the actuator 2 , with the lever 7 is in full load position and the set vehicle speed is exceeded, the solenoid valves 11 , 12 and 14 are switched to the basic position and the swivel wing 9 of the actuator 2 moves to the left in the chamber F. .

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit wieder abfällt, werden gleichzeitig die Magnetventile 12 und 14 bestromt, so daß in der Kammer L, Ausgleich entsteht und in der Kammer F der Flüssigkeitsdurchfluß unterbrochen wird. Der erreichte Zustand bleibt so lange erhalten, bis irgendwelche Veränderungen nicht stattfindet, wie z. B. der Fahrzeuglenker tritt nicht mehr auf das Gaspedal 16, dann schalten sich die Magnetventile 11, 12 und 14 in die Grundstellung, d. h. der Schwenkflügel 9 nimmt die Grundstellung ein, wie in Fig. 3 dargestellt.When the vehicle speed drops below the set vehicle speed again, the solenoid valves 12 and 14 are energized at the same time, so that compensation occurs in the chamber L and the liquid flow is interrupted in the chamber F. The state reached remains until any changes do not take place, such as. B. the vehicle driver no longer steps on the accelerator pedal 16 , then the solenoid valves 11 , 12 and 14 switch to the basic position, ie the swivel wing 9 assumes the basic position, as shown in FIG. 3.

In dem Fall, daß man den Antrieb manipulieren möchte - Stromzufuhr wird unterbrochen - der Stellantrieb 2 wird mit dem Gaspedal 16 und dem Gasgestänge 1 nach rechts bewegt, bewegt sich der Schwenkflügel 9 automatisch nach links in Grundstellung-Leerlaufstellung.In the event that you want to manipulate the drive - power supply is interrupted - the actuator 2 is moved to the right with the accelerator pedal 16 and the throttle linkage 1 , the swivel wing 9 automatically moves to the left in the basic position-idle position.

Der ganze Vorgang wiederholt sich, wenn Signale E₁, E₂ oder E₃ auf den elektronischen Regler 4, oder dem Steuergerät 18 kommen.The whole process is repeated when signals E₁, E₂ or E₃ come on the electronic controller 4 , or the control unit 18 .

Bei dem Versuch den Stellantrieb 2 mit der Druckluftversorgung und Unterbrechung der Schwenkflügel zu manipulieren, kommt die eingebaute Feder in die Einspritzpumpe wieder in die Leerlaufstellung.When attempting to manipulate the actuator 2 with the compressed air supply and interrupting the swivel blades, the built-in spring in the injection pump returns to the idle position.

Bei der Ausführung für das elektronische Gaspedal (Fig. 4), wird der gleiche Stellantrieb verwendet nur ohne Hebel 7. Wenn Fahrzeuglenker auf das Gaspedal 16 tritt, wird durch schwenken der Gaspedalsensor aktiviert und dadurch die Gaspedalstellung an das Steuergerät 18 weitergeleitet. Von dem Steuergerät 18 wird ein Steuersignal zum Stellantrieb 2 über die Schnittstelle 19 zugeführt. Bei der elektronischen Gaspedalausführung, dem Gehäuse 8, von Stellantrieb 2 ist mit einem Einspritzpumpengehäuse 5 und der Schwenkflügelwelle 10 fest mit der Einspritzpumpenwelle 6 verbunden. In Abhängigkeit von der Gaspedalstellung 16, nimmt auch der Schwenkflügel 9 entsprechende Position ein und dadurch auch die Einspritzpumpenwelle 6. Die Eingangssignale E₁, E₂ und E₃ auf dem Steuergerät 18 haben die gleiche Funktion wie bei dem elektronischen Regler.In the version for the electronic accelerator pedal ( Fig. 4), the same actuator is used only without lever 7 . When the vehicle operator steps on the accelerator pedal 16 , the accelerator pedal sensor is activated by pivoting and the accelerator pedal position is thereby forwarded to the control unit 18 . A control signal is fed from the control unit 18 to the actuator 2 via the interface 19 . In the case of the electronic accelerator pedal version, the housing 8 , of the actuator 2 , an injection pump housing 5 and the swivel vane shaft 10 are fixedly connected to the injection pump shaft 6 . Depending on the accelerator pedal position 16 , the swivel wing 9 also assumes the corresponding position and thereby also the injection pump shaft 6 . The input signals E₁, E₂ and E₃ on the control unit 18 have the same function as in the electronic controller.

Claims (9)

1. Geschwindigkeitsbegrenzung und -regelung, vorzugsweise für Kraftmaschinen, mit einem Stellantrieb und Schnittstellen zum GPS und Wegfahrsperre, dadurch gekennzeichnet, daß Stellantrieb (2) auf Einspritzpumpenwelle (6), statt vorhandenen Hebel, montiert ist und somit mit Gaspedal (16) im Führerhaus verbunden wird und bei Überschreitung der eingestellten Geschwindigkeit, von den elektronischen Regler (4) kommende Signale steuern die Magnetventile (11, 12 und 14) so, daß nur Einspritzpumpenwelle (6) mit Schwenkflügel (9) des Antriebes (2) als Einheit seine Position ändert und gleichzeitig bei Energie­ unterbrechung der Schwenkflügel (9), die Einspritzpumpenwelle (6) in die Grundstellung bringt.1. Speed limitation and control, preferably for engines, with an actuator and interfaces to the GPS and immobilizer, characterized in that the actuator ( 2 ) on the injection pump shaft ( 6 ), instead of existing lever, is mounted and thus with accelerator pedal ( 16 ) in the cab is connected and when the set speed is exceeded, signals coming from the electronic controller ( 4 ) control the solenoid valves ( 11 , 12 and 14 ) so that only injection pump shaft ( 6 ) with swivel wing ( 9 ) of the drive ( 2 ) as a unit its position changes and at the same time when the swivel wing ( 9 ) is interrupted, brings the injection pump shaft ( 6 ) into the basic position. 2. Geschwindigkeitsbegrenzung und -regelung, vorzugsweise für Kraftmaschinen, mit einem Stellantrieb und Schnittstellen zum GPS und Wegfahrsperre, dadurch gekennzeichnet, daß ein Winkelsensor (15) mit Schwenkflügel (9) fest verbunden ist.2. Speed limitation and control, preferably for engines, with an actuator and interfaces to the GPS and immobilizer, characterized in that an angle sensor ( 15 ) with swivel wing ( 9 ) is fixedly connected. 3. Geschwindigkeitsbegrenzung und -regelung, vorzugsweise für Kraftmaschinen, mit einem Stellantrieb und Schnittstellen zum GPS und Wegfahrsperre, dadurch gekennzeichnet, daß alle Magnetventile (11, 12 und 14) Bestandteil vom Stell­ antrieb (2) sind.3. Speed limitation and control, preferably for engines, with an actuator and interfaces to the GPS and immobilizer, characterized in that all solenoid valves ( 11 , 12 and 14 ) are part of the actuator ( 2 ). 4. Geschwindigkeitsbegrenzung und -regelung, vorzugsweise für Kraftmaschinen, mit einem Stellantrieb und Schnittstellen zum GPS und Wegfahrsperre, dadurch gekennzeichnet, daß Stellantrieb (2) über elektronischen Regler (4) eine Verbindung zum GPS, Wegfahrsperre und NOT/AUS aufweist. 4. Speed limitation and control, preferably for engines, with an actuator and interfaces to the GPS and immobilizer, characterized in that the actuator ( 2 ) via electronic controller ( 4 ) has a connection to the GPS, immobilizer and EMERGENCY / OFF. 5. Geschwindigkeitsbegrenzung und -regelung, vorzugsweise für Kraftmaschinen, mit einem Stellantrieb und Schnittstellen zum GPS und Wegfahrsperre, dadurch gekennzeichnet, daß Stellantrieb (2), ausgeführt ohne Hebel (7) und fest verbunden mit Einspritzpumpe (5) und Schwenkflügelwelle (10) mit Einspritz­ pumpenwelle (6), als Antrieb für das elektronische Gaspedal dient.5. Speed limitation and control, preferably for engines, with an actuator and interfaces to the GPS and immobilizer, characterized in that actuator ( 2 ), executed without a lever ( 7 ) and firmly connected to the injection pump ( 5 ) and swivel vane shaft ( 10 ) with Injection pump shaft ( 6 ), serves as a drive for the electronic accelerator pedal. 6. Geschwindigkeitsbegrenzung und -regelung, vorzugsweise für Kraftmaschinen, mit einem Stellantrieb und Schnittstellen zum GPS und Wegfahrsperre, dadurch gekennzeichnet, daß über Gaspedal (16) gesteuerte Steuergerät (18), Magnet­ ventile (11, 12 und 14) so steuert, das Schwenkflügel (9) verbunden mit Einspritzpumpenwelle (6) immer entsprechende Position einnimmt, welche von der Gaspedalposition (16) vorgegeben wird.6. Speed limitation and control, preferably for engines, with an actuator and interfaces to the GPS and immobilizer, characterized in that via gas pedal ( 16 ) controlled control unit ( 18 ), solenoid valves ( 11 , 12 and 14 ) controls the swivel wing ( 9 ) connected to the injection pump shaft ( 6 ) always occupies the corresponding position, which is predetermined by the accelerator pedal position ( 16 ). 7. Geschwindigkeitsbegrenzung und -regelung, vorzugsweise für Kraftmaschinen, mit einem Stellantrieb und Schnittstellen zum GPS und Wegfahrsperre, dadurch gekennzeichnet, daß Stellantrieb (2) nur zwei Anschlüsse für Steuer- und Energieanschlüsse (19 und 20) aufweist.7. Speed limitation and control, preferably for engines, with an actuator and interfaces to the GPS and immobilizer, characterized in that the actuator ( 2 ) has only two connections for control and energy connections ( 19 and 20 ). 8. Geschwindigkeitsbegrenzung und -regelung, vorzugsweise für Kraftmaschinen, mit einem Stellantrieb und Schnittstellen zum GPS und Wegfahrsperre, dadurch gekennzeichnet, daß Schwenkflügel (9), des Antriebes (2), bei Steuersignalen und Energieauswahl immer Grundstellung einnimmt.8. Speed limitation and control, preferably for engines, with an actuator and interfaces to the GPS and immobilizer, characterized in that pivoting wing ( 9 ), the drive ( 2 ), control signals and energy selection always assumes the basic position. 9. Geschwindigkeitsbegrenzung und -regelung, vorzugsweise für Kraftmaschinen, mit einem Stellantrieb und Schnittstellen zum GPS und Wegfahrsperre, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile aus dem Fig. 3 in ein gemeinsames Gehäuse untergebracht sind.9. Speed limitation and control, preferably for engines, with an actuator and interfaces to the GPS and immobilizer, characterized in that all parts from FIG. 3 are housed in a common housing.
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