DE2511609C3 - Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit einem elektrischen, von einem geschwindigkeitsabhängigen Signal beaufschlagten Regler, der die jeweilige Fahrgeschwindigkeit vergleicht mit einer vorgegebenen, gewünschten Fahrgeschwindigkeit vergleicht und bei einer Abweichung ein von der Größe der Abweichung abhängiges Signal an eine Steuerstufe abgibt, die einen auf ein das Verhältnis des dem Fahrzeugmotor zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches beeinflussendes Element, vorzugsweise die Drosselklappe, wirkenden pneumatischen Stellantrieb sowie zwei diesem zugeordnete, elektromagnetisch betätigbare Ventile aufweist, über die der Stellantrieb mit LJnter- bzw. Überdruck oder Normaldruck beaufschlagbar ist. js

Bei einer bekannten Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges ist ein elektrischer Regler vorhanden, der die Istgeschwindigkeil des Kraftfahrzeugs mit einer vom Fahrzeugführer voreingestellten Sollgeschwindigkeit vergleicht und bei einer Abweichung der beiden Fahrgeschwindigkeiten ein Signal an eine Steuerstufe abgibt, die einen auf die Drosselklappe wirkenden pneumatischen Stellantrieb steuert. Der Stellantrieb besteht aus einer Kammer, die an einer Seite mit einer mit der Drosselklappe gekuppelten Rollmembran verschlossen ist. Die dem Stellantrieb zugeordnete Steuerstufe umfaßt zwei in der Kammerwand lies Stellantriebes sitzende Magnetventile, die von dem elektrischen Regler angesteuert sind. Über das eine Magnetventil kann die Kammer des Stellantriebs mit der Außenluft, d. h. der das Fahrzeug umgebenden Luft, in Verbindung gebracht und über das andere Magnetventil an das Vergaseransaugrohr angeschlossen und infolgedessen mit dem dort herrschenden Unterdruck beaufschlagt werden. Liegt die Istgeschwindigkeil des Kraftfahrzeuges über der Sollgeschwindigkeit, so wird die Kammer belüftet und der Stellantrieb betätigt die Drosselklappe im Sinne einer Geschwindigkeitsverminderung. Liegt dagegen die Istgeschwindigkeit unter der Sollgeschwindigkeit, so wird das andere Magnetventi r-.-iätigt und die Kammer mit Unterdruck beaufschlagt, wodurch die Drosselklappe im Sinne einer Geschwindigkeitserhöhung verstellt wird.

Ein derartiger Aufbau der Regeleinrichtung hat erhebliche Nachteile. So muß ein elektrischer Regler mit zwei Signalausgängen i.ur Ansteuerung der beiden Magnetventile verwendet werden, was im Vergleich zu einem elektrischen Regler mit nur einem Signalausgang einen erhöhten Schaitungs- und Bauteilaufwand und somit erhöhte Herstellungskosten zur Folge hat. Hinzu kommt, daß aufgrund der Unterdruckschwankungen im Ansaugrohr die Hubänderung der Rollmembran sowohl von der Abweichung der Isi.geschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit als auch von der Höhe des jeweils herrschenden Unterdrucks abhängig ist. Um diese Abhängigkeit der Membranhubänderung vom Unterdruck zu eliminieren, ist bei der bekannten Einrichtung eine die Hubänderung ermittelnde elektrische Meßeinrichtung vorhanden, deren Ausgangssignal dem elektrischen Regler zugeführt wird, der eine entsprechende Korrektur vornimmt Durch diese für eine einwandfreie Regelung unumgänglichen Maßnahmen erhöhen sich die Herstellungskosten der Einrichtung zusätzlich.

Diese Nachteile sollen durch die Erfindung überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Regeleinrichtung zu schaffen, die einen einfachen und bauteilarmen Aufbau besitzt und möglichst billig ist. Zudem soll sie schnell und ohne Schwierigkeiten im Kraftfahrzeug installiert werden können.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs beschriebenen Regeleinrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerstufe ein elektromagnetisches System mit einer Erregerspule und einem Anker enthält, der gegen die vom Hub des Stellantriebs abhängige Kraft einer Feder aus einer Ruhelage, in der beide Ventile geschlossen sind, in Arbeitslagen, in denen jeweils eines der beiden Ventile geöffnet und das andere geschlossen ist, sprungfrei verschwenkbar ist.

Durch ein derartiges elektromagnetisches System wird erreicht, daß ein elektrischer Regler mit einem einzigen Signalausgang verwendet werden kann. Des weiteren tritt bei einer solchen Steuerstufe keine Abhängigkeit des Stellantriebhubes vom Unterdruck auf. da sich für jeden Geschwindigkeitswert innerhalb des Geschwindigkeitsregelbereiches aufgrund eines Wegvergleichs ein Gleichgewicht einstellt, bei dem. wenn es erreicht ist, in der Steuersiufe kein oder allenfalls ein sehr kleiner Druckmittelverbrauch auftritt. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Einrichtung an einen Druckmittelspeicher, beispielsweise an einen für ein Unterdrucktürvernegelungssystem benutzten Unterdruckbehälter anschließen, die Einrichtung also unabhängig vom Unterdruck im Ansaugrohr betreiben zu können, wodurch ich der Regelbereich nahezu auf die Fahrzeughöchstgeschwindigkeit ausdehnen läßt. Dieser Vorteil kommt insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit einer Abgasentgiftungsanlage zum Tragen, da bei diesen am Ansaugrohr ein im Vergleich zu den bisher üblichen, ohne Abgasentgiftungsanlage betriebenen Kraftfahrzeugen noch geringerer Unterdruck entsteht und insofern ein Betrieb der Regeleinrichtung über einen Druckmittelspeicher nahezu unumgänglich ist, wenn nicht ein unerwünscht kleiner Geschwindigkeitsregelbereich in Kauf genommen wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß, da nur ein einziges vom elektrischen Regler ansteuerbares Element — die Erregerspule — vorhanden ist und keine die Hubänderung des Stellantriebes ermittelnde Meßeinrichtung benötigt wird, nur eine 2-adrige Leitung zwischen dem elektronischen Teil des Reglers und dem elektromagnetischen System, das im allgemeinen an einem reglerfernen Ort angeordnet ist, erforderlich ist.

Zur Erzielung einer sprungfreien Verschwenkbarkeit des Ankers ist am zweckmäßigsten das elektromagnet'!-

sehe System aus einem U-förmigen, die Erregerspule tragenden Joch und einem mit den Schenkelslirnseiien des Jochs zusammenwirkenden Anker aufgebaut und zwischen Anker und Joch eine gegen den Anker gewölbte Blattfeder vorhanden, die sich mit ihren Enden auf den Schenkelstirnseiten abstützt. Durch eine solche Blattfeder wird verhindert, daß der Anker bei Unterschreiten eines Mindestabstandes zwischen ihm und den Schenkelstirnseiten schlagartig in seine Endstellung klappt. Eine andere Ausrührungsmöglichkeit besteht darin, als elektromagnetisches System ein U-förmiges, die Erregerspule tragendes Joch und einen zwischen die Schenkel eintauchenden Anker vorzusehen und die Ruhelage des Ankers so zu wählen, daß bei erregtem Joch in etwa die in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe größte Anziehungskraft zwischen Joch und Anker auftritt. Diese Ausführungsform hat gegenüber der zuerst beschriebenen den Vorteil, daß sie einen bauteilärmeren Aufbau besitzt und der Wirkungsgrad wesentlich günstiger ist.

Für die Ventile können übliche Ausführungsformen gewählt werden, wobei im Hinblick auf eine einwandfreie Regelung und einen möglichst geringen Gesamtstromverbrauch der Regeleinrichtung Ventile vorzuziehen sind, die mit geringem Kraftaufwand betätigbar sind. Als zweckmäßig haben sich insbesondere solche Ventile erwiesen, deren Verschlußglied mit einer Druckentlastungsnut versehen ist. Von gewissem Nachteil ist hierbei allerdings, daß auch im eingeregelten Zustand ein, wenn auch geringer Druckmittelverbrauch auftritt. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann dieser Nachteil dadurch beseitigt werden, daß dem Anker ein Ruhelagebereich zugeordnet ist und die Erregerspule mit einem niederfrequenten, den Anker in Schwingungen versetzenden Strom gespeist wird. Bei einer solchen Ausführungsform werden die Verschlußglieder nicht schleichend geöffnet sondern aufgeschlagen. Die Folge ist, daß zum Betätigen der Ventile bereits verhältnismäßig geringe Kräfte ausreichen und ohne negativen Einfluß auf das einwandfreie Arbeiten der Regeleinrichtung und deren Gesamtstromverbrauch dicht schließende Ventile verwendet werden können.

Unabhängig davon, ob nun Ventile mit einer Druckentlastungsnut oder Ventile ohne eine solche, die von einem in Schwingungen versetzten Anker betätigt sind, verwendet werden, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, Ventile vorzusehen, die aus einem eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Ventilkörper und einem in etwa kugelförmigen Verschlußglied bestehen, dab an einer das Verschiüßgiied unter Vorspannung auf den Ventilkörper drückenden Blattfeder befestigt ist. Diese Ventile haben gegenüber denjenigen mit einem im Ventilkörper geführten Verschlußglied den Vorteil, daß sie zum einen wartungsfrei sind — dies insbesondere dann, wenn das Verschlußglied aus einem gummielastischen Material besteht — und zum anderen in einem breiten Temperaturbereich einwandfrei arbeiten. Letzteres ist bei den ein im Ventilkörper geführtes Verschlußglied aufweisenden Ventilen nicht der Fall. Zur genauen Einstellung der Öffnungs- und Schließpunkte der Ventile in Abhängigkeit von der Lage des Ankers greift am zweckmäßigsten an jeder Blattfeder ein am Anker befestigter und mit seinem gegen die Blattfeder ragenden Ende relativ zum Anker verstellbarer Bügel an. Mit besonderem Vorteil ist das blattfederseitige Bügelende gabelförmig ausgebildet, wobei die beiden Teile der Gabel die Blattfeder im Bereich des Verschlußgliedes berühren. Auf diese Weise ist eine sichere, schwingungsfreie Betätigung des Verschlußgliedes gewährleistet. Als zweckmäßig hat es sich ci°\tiu&Lii, zur Verstellung des Bügels gegenüber dem Anker eine in einer Gewindebohrung des Ankers sitzende und gegen den Mittelteil des Bügels wirkende Schraube vorzusehen.

Um zu verhindern, daß bei einer Speisung der Erregerspule mit Stromimpulsen das gesamte mechanisehe System in Schwingungen gerät, empfiehlt es sich, die Frequenz des Stromes außerhalb des Eigenfrequenzbereiches des aus Anker, Stellantriebsfeder und Ventilrückholfedern bestehenden Systems zu wählen.
Die Speisung der Erregerspule erfolgt am zweckmäßigsten mit einer Impulsfolge, deren Tastverhältnis sich zumindest in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit ändert. An und für sich kann das elektromagnetische System auch mit einer Impulsfolge mit konstantem Tastverhältnis und mit sich in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit ändernder Amplitude betrieben werden, jedoch sind zur Erzeugung eines solchen Stromes aufwendigere Mittel und Maßnahmen erforderlich. Aus den gleichen Gründen wird man eine sich in ihrem Tastverhältnis ändernde Impulsfolge mit Impulsen konstanter Breite und nicht eine solche mit konstanter Frequenz wählen.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ändert sich das Tastverhältnis zusätzlich in Abhängigkeit von den Änderungen der elektrischen Größen des elektromagnetischen Systems und/oder der Betriebsspannung. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß beispielsweise temperatur- oder fertigungsbedingte Änderungen der Induktivität der Erregerspule oder Schwankungen der Betriebsspannung kompensiert werden können und

infolgedessen die Regeleinrichtung auch bei Änderung dieser Größen einwandfrei und exakt arbeitet.

Bei einer Einrichtung mit einem Regler, in dessen Ausgang im eingeregelten Zustand ein positives Bezugspotential auftritt, kann diese Tastverhältnisänderung mit Vorteil dadurch erreicht werden, daß ein Komparator vorgesehen ist, dessen einer Eingang mit dem Reglerausgang und dessen anderer Eingang mit einer den Mittelwert des durch die Erregerspule fließenden Stromes messenden Stufe verbunden und an dessen Ausgang ein im Erregerstromkreis liegender elektronischer Schalter angeschlossen ist, und der derart beschaltet ist, daß das Tastverhältnis seines Ausgangssignals von seinen zwei Eingangssignalen bestimmt ist. Diese Beschallung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Komparatoreingang, dem die dem Sirömrniitclwert erfassende Stufe zugeordnet ist.

galvanisch mit dem Komparatorausgang und der mit dem Regler verbundene Komparatoreingang über ein differenzierendes RC-CMed mit dem Komparatorausgang verbunden ist, der seinerseits über einen Widerstand an die Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist

Die den Strommittelwert erfassende Stufe besteht am zweckmäßigsten aus einem im Erregerstroinkreis liegenden Widerstand und einem durch dessen Spannungsabfall gesteuerten Transistor, dessen ein Gleichrichter enthaltender Ausgangskreis mit dem der Stufe zugeordneten Eingang des Komparators in Verbindung steht

Zur Erzielung eines möglichst einfachen, bauteilarmen Aufbaus empfiehlt es sich, den Anker mit einem Ausgleichsgewicht zu versehen. Auf diese Weise können ein den Anker rückstellendes Federelement und

Mittel zur Justierung der Federkraft des Elements sowie die Zeiten für die Montage des Elements und die Justierung eingespart werden. Das Ausgleichsgewicht ist am zweckmäßigsten in Form eines Dämpferflügels ausgebildet. Dadurch kann in einfacher Weise erreicht werden, daß die Eigenresonanz des aus Anker, Slellantriebsfeder und Ventilrückholfedern bestehenden Systems in einen Frequenzbereich zu liegen kommt, der es gestattet, die Frequenz des Impulsslromes im wesentlichen nach schaltungstechnischen Gesichtspunkten wählen zu können.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das elektromagnetische System an der Innenseite einer der beiden Stirnwände des Stellantriebes und die Ventile in dieser Stirnwand angeordnet. Dadurch wird ein besonders kompakter und raumsparender Aufbau der Einrichtung erzielt.

Insbesondere bei einem Druckmittelerzeuger, der eine verhältnismäßig geringe Druckmitleimenge pro Zeiteinheit liefert, kann es geschehen, daß bei häufigen Änderungen der Eingangsgrößen des Reglers eine einwandfreie Regelung nicht mehr gewährleistet ist. Um dies zu verhindern, ist am zweckmäßigsten für das unter Über- oder Unterdruck stehende Druckmittel ein Druckspeicher vorhanden, der zwischen den Stellantrieb und den Druckmittelerzeuger eingeschaltet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform geht die das elektromagnetische System tragende Trennwand auf ihrer Außenseite in eine den Druckspeicher bildende Kammer über. Dadurch wird ein besonders kompakter und raumsparender Aufbau der Einrichtung erhallen.

Aus dem gleichen Grund ist bei einer Einrichtung mit einem eine Rollmembran aufweisenden Stellglied zur Führung der mit dem das Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Element verbundenen Rollmembran ein in die als Druckspeicher dienende Kammer ragendes, endseitig verschlossenes Führungsrohr vorhanden, in der eine an der Rollmembran befestigte Führungsstange verschiebbar gelagert ist. Die Verwendung eines dem Stellantrieb zugeordneten Druckspeichers empfiehlt sich aus Sicherheitsgründen im übrigen auch dann, wenn bereits ein andere Systeme, wie beispielsweise ein Unterdruck-Türverriegelungssystem, mit Druckmittel versorgender Druckspeicher vorhanden ist.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild der Einrichtung mit der Steuerstufe und dem Stellantrieb,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die mit dem Stellantrieb eine Einheit bildende Steuerstufe der Einrichtung nach F i g. 1,

Fig.3 eine Aufsicht auf die Steuerstufe der Einrichtung nach F i g. 1 mit abgenommenem Stellantrieb und

Fig.4 einen Schnitt durch die Steuerstufe der Einrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie IV-IV in vergrößerter Darstellung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, enthält die Fahrgeschwindigkeitsregeleinrichtung einen Geschwindigkeitsgeber 1, dessen Ausgangssignal eine der Fahrgeschwindigkeit proportionale Frequenz besitzt, einen dem Geber 1 nachgeschalteten Frequenz-Spannungs-Wandler 2, dessen Ausgangssignal einmal mittelbar über eine Speichereinheit 3 für den Geschwindigkeitssollwert und zum anderen unmittelbar einem Differenzverstärker 4 zugeleitet wird, in dem der jeweilige Geschwindigkeitsistwert mit dem Geschwindigkeitssollwert verglichen wird. Im Falle einer Abweichung des Istwerts vom Sollwert erhöht oder verringert sich das Potential im Komparalorausgang, der mit einer Steuerstufe 5 verbunden ist.

Die Steuerstufe 5 enthält einen pneumatischen Stellantrieb 6, der über zwei Ventile 7 und 8 mit Unterdruck Pu bzw. mit der Außenluft Pa beaufschlagbar und mit der Drosselklappe 9 am Fahrzeugmotor gekuppelt ist. Zur Betätigung der Ventile 7 und 8 ist ein elektromagnetisches System 10 vorgesehen, das in einem Steuerstromkreis 11 liegt.

Der Steuerstromkreis 11 der Steuerstufe 5 besteht im wesentlichen aus einem Komparator 12, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Differenzverstärker 4 verbunden ist und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang einer Stufe 13 in Verbindung steht, die ein dem Mittelwert des durch das elektromagnetische System 10 fließenden Stromes proportionales Signal erzeugt. Der Ausgang des Komparators 12 steuert einen Transistor 14 oder eine Transistorkombination, der bzw. die im Spreisestromkreis des elektromagnetischen Systems 10 liegt. Der Komparator 12 ist so beschaltet, daß er Stromimpulse konstanter Breite abgibt, deren Tastverhältnis von seinen beiden Eingangssignalen — dem Signal, das der Abweichung des Geschwindigkeitsistwertes vom Sollwert proportional ist, und dem Signal, das dem Mittelwert des durch das elektromagnetische System 10 fließenden Stroms proportional ist — bestimmt ist. Zur Erfassung des durch das elektromagnetische System 10 fließenden Strommittelwertes ist ein in die Speiseleitung eingeschalteter Widerstand 15 vorgesehen. Der an diesem auftretende Spannungsabfall steuert einen Transistor 17, in dessen Ausgangskreis eine Gleichrichterdiode 16 und ein Widerstand 18 liegt. Mit dem an diesem auftretenden Spannungsabfall wird der eine Eingang des Komparators 12 angesteuert. Mit einem solchen Steuerstromkreis kann nicht nur ein den beweglichen mechanischen Teil des elektromagnetischen Systems 10 in Schwingungen versetzender Steuerstrom erzeugt, sondern auch eine tempcratur- und fertigungsbedingte Änderung im elektromagnetischen System 10 während seines Betriebs kompensiert werden.

Die Steuerung der gesamten Regeleinrichtung in der vom Fahrzeugführer aufgrund der Verkehrsverhältnisse als zweckmäßig erachteten Weise erfolgt über eine Bedienungseinheit 19, die vom Fahrzeugführer zu betätigende Schalter enthält, sowie über den Bremslichtschalter 20 und gegebenenfalls einen mit der Kupplung in Wirkverbindung stehenden Schalter 21. Wenn der Fahrzeugführer die automatische Regelung der Fahrgeschwindigkeit bei einem bestimmten Wert wünscht, betätigt er bei Erreichen des Fahrgeschwindigkeitswertes kurzzeitig einen Schalter in der Bedienungseinheit 19, wodurch die augenblicklich gefahrene Geschwindigkeit in der Speichereinheit 3 gespeichert wird. Diese gibt infolgedessen ein bestimmtes, der gespeicherten Geschwindigkeit entsprechendes Spannungssignal an den einen Eingang des Differenzverstärkers 4, der dieses mit seinem anderen Eingangssignal, das der tatsächlich gefahrenen Geschwindigkeit entspricht, vergleicht. Tritt ein Unterschied zwischen beiden Weiten auf, beispielsweise dadurch, daß das Fahrzeug an eine Steigung gelangt und seine Geschwindigkeit vermindert, so ändert sich das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 4 und infolgedessen auch der durch den elektrischen Teil des elektromagnetischen

Systems 10 fließende Strom, wodurch das Stellglied 6 betätigt wird. Die Folge ist, daß dieses mit Unterdruck beaufschlagt und die Drosselklappe 9 im Sinne einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs verschwenkt wird. Ähnliches gilt, wenn ein Unterschied zwischen dem Geschwindigkeitssollwert und dem Geschwindigkeitsistwert bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs, beispielsweise an einer Gefällstrecke, auftritt. Bei Berühren der Bremse oder der Kupplung wird die Regeleinrichtung unwirksam geschaltet. Durch Betätigung des diesbezüglichen Schalters an der Bedienungseinheit 19 kann das Fahrzeug ohne Berühren des Gaspedals oder der Bremse auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt bzw. auf eine geringere Geschwindigkeit verlangsamt werden, die dann wiederum automatisch eingehalten wird. Ebenso besteht die Möglichkeit, nach einer Außerbetriebsetzung der Regeleinrichtung durch Betätigen eines diesbezüglichen Schalters in der Bedienungseinheit 19 die Regeleinrichtung wieder einzuschalten, wobei diese das Fahrzeug auf die vor der Außerbetriebsetzung eingestellte Sollgeschwindigkeit beschleunigt oder abbremst, also eine zuvor eingestellte Sollgeschwindigkeit wieder aufzunehmen. Die Bedienung entspricht also im wesentlichen der der bekannten Einrichtung. Des weiteren sind wie bei der bekannten Einrichtung Mittel vorgesehen, die die Regeleinrichtung außer Betrieb setzen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter eine Mindestgeschwindigkeit fällt oder wenn die Fahrzeugsollgeschwindigkeit um mehr als einen bestimmten, vorgegebenen Betrag unterschritten wird. Letzteies kann beispielsweise bei Steigungen zum Tragen kommen, die in dem gewählten Gang nichs bewältigt werden können. Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung besitzt die erfindungsgemäße Regeleinrichtung Mittel, die verhindern, daß Spannungsschwankungen im Bordnetz des Fahrzeuges und temperaturbedingte Änderungen und andere Änderungen im elektrischen Kreis des elektromagnetischen Systems 10 sich auf die Regelung auswirken. Verringert sich beispielsweise aus welchen Gründen auch immer die Bordnetzspannung, so führt dies bei der bekannten Einrichtung zu einer Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs. Bei der vorliegenden Einrichtung wird hingegen die durch die Bordnetzspannungsverringerung hervorgerufene Stromverringerung im elektrischen Kreis des elektromagetischcn Systems 10 am Widerstand 15 erfaßt und über die Stufe 13 der Komparator 12 angesteuert, der daraufhin das Tastverhältnis seines Ausgangssignals in einem solchen Umfang verringert, daß die Stromänderung im elektrischen Kreis des elekinjuiagneiischen Systems iO kompensiert wird. Eine Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs findet somit nicht statt.

Die Fig.2 und 3 zeigen den Stellantrieb 6 mit den Ventilen 7 und 8, der mit dem elektromagnetischen System 10 der Steuerstufe 5 eine Baueinheit 22 bildet Die Baueinheit 22 besitzt ein erstes Gehäuseteil 23 mit einer Kammer 24 für die Erregerspule 25 des elektromagnetischen Systems 10. Die Erregerspule 25 sitzt in einem Joch 26, dessen beide Schenkel 27 und 28 jeweils mit einem Ansatz 29 bzw. 30 versehen sind, die zur Festlegung des Jochs 26 auf der Stirnseite 31 des Gehäuseteils 23 dienen. Das der Stirnseite 31 gegenüberliegende Ende des Gehäuseteils 23 ist mit einem Deckel 32 verschlossen, zwischen dem und dem Gehäuseteil 23 ein Dichtring 33 angeordnet ist. Der durch das Gehäuseteil 23 und den Deckel 32 begrenzte

Raum bildet einen Druckspeicher 34, der über einen im Deckel 32 sitzenden Anschlußstutzen 35 mit Unterdruck beaufschlagbar ist.

Auf der Stirnseite 31 des Gehäuseteils 23 ist der Anker 36 des elektromagnetischen Systems 10 angelenkt. Der Anker 26 besteht aus einem vierarmigen Hauptteil 37, an dessen einem Arm die zwischen die beiden Schenkel 27 und 28 eintauchende Ankerplatte 38 mittels zweier Schrauben 39 befestigt ist und an dessen ίο diesem gegenüberliegenden Arm ein als Dämpferflügel ausgebildetes Ausgleichsgewicht 40 angenietet ist. Jeder der beiden anderen einander gegenüberliegenden Arme betätigt mit seinem Ende eines der beiden Ventile 7 und 8 und besitzt an seiner Längsseite jeweils einen is abgewinkelten Lappen 41 bzw. 42. An jedem Lappen 41 bzw. 42 ist eine Blattfeder 43 bzw. 44 angenietet, deren anderes Ende an einem Winkel 45 bzw. 46 angenietet ist, der auf der Stirnseite 31 des Gehauseteils 23 angeschraubt ist. Der Anker ist infolgedessen um die Achse 47 verschwenkbar. Das Hauptteil 37 des Ankers 36 ist mit einer zentralen Öffnung 48 versehen und trägt einen im Querschnitt L-förmigen Haltering 49. der konzentrisch zur Öffnung 48 angeordnet ist und der zur zentrischen Fixierung der Stellantriebsfeder 50 dient. Das andere Ende der konisch ausgebildeten Stellantriebsfeder 50 stützt sich auf dem Boden eines Blechtopfes 51 ab, der zur Stützung der Rollmembran 52 vorgesehen ist. In der Mitte des Blechtopfes 51 ist eine Führungsstange 53 befestigt, die in ein in das Gehäuseteil 23 eingeformtes Führungsrohr 54 ragt. Auf der anderen Seite des Blechtopfes 51 befindet sich eine Halterung 55. die ebenfalls mittig am Blechtopf 51. die Rollmembran 52 am Blechtopf 51 festlegend, befestigt ist. An der Halterung 55 greift ein Zugseil 56 an. das mit der Drosselklappe 9 in Verbindung steht.

Die Rollmembran 52 ist an ihrem Rand zwischen einer Schulter 57 an einem zweiten, topfförmigen Gehäuseteil 58 der Baueinheit 22 und einem das Gegenlager bildenden rohrförmigen Einsatz 59 eingespannt. Sowohl der Einsatz 59 als auch die Stirnkante des Gehäuseteils 58 stützen sich auf der Stirnkante des Gehäuseteils 23 ab. Die Abdichtung der Übergangsstelle erfolgt mittels eines Dichtrings 60, der in einer Nut in der Stirnkante des Gehäuseteils 58 liegt. Die beiden Gehäuseteile 23 und 58 sowie der Deckel 32 sind mittels eines Blechrings 61 miteinander verbunden, der an beiden Enden umgebördelt ist und zum einen am Deckel 32 angreift und zum anderen hinter einen Außenbund 62 am Gehäuseteil 58 greift. Durch eine Öffnung im nicht dargestellten Boden des Gehäuseteils 58 ist das Zugseil 56 nach außen geführt.

Die beiden Ventile 7 und 8 sind prinzipiell gleich aufgebaut. Jedes der beiden Ventile 7 und 8 besteht aus einer Blattfeder 63 bzw. 64, die an einem Ende mittels einer Schraube 65 bzw. 66 an einem an die Stirnseite 31 des Gehäuseteils 23 angeformten Zapfen 67 befestigt ist und an ihrem anderen Ende ein Verschlußglied 68 bzw. 69 aus einem weichgummielastischen Werkstoff trägt. Das Verschlußglied 68 bzw. 69 wird durch die unter Vorspannung gehaltene Blattfeder 63 bzw. 64 gegen den in der Stirnwand 31 des Gehäuseteils 23 sitzenden Ventilkörper 70 gedrückt, wie aus Fig.4 ersichtlich ist. Der Ventilkörper 70 des Ventils 8 steht über einen Kanal 71 und einen Stutzen 72, der an das Gehäuseteil 23 angeformt ist, mit der Außenluft in Verbindung, während der nicht sichtbare Ventilkörper des Ventils 7 in den Druckspeicher 34 mündet. Jede der beiden Blattfedern 63 bzw. 64 steht über einen Bügel 73 mit

dem Hauptteil 37 des Ankers 36 in Verbindung, an dem der Bügel 73 mit seinem einen Ende mittels einer Niet 74 befestigt ist. Das andere Ende des Bügels 73 geht in eine Gabel 75 bzw. 76 über, deren beide Teile beidseitig des Verschlußgliedes 68 bzw. 69 an der Blattfeder 63 bzw. 64 anliegen. Zur Einstellung der Relativlage zwischen dem das Verschlußglied 68 bzw. 69 betätigenden Bügelende und dem Ankerhauptteil 37 ist in letzterem eine auf den nicht eingespannten Bügelteil wirkende Madenschra:ibe 77 bzw. 78 vorgesehen, die durch eine Ausnehmung 79 in bzw. 80 in der Blattfeder 63 bzw. 64 mit einem Schraubenzieher betätigbar ist.

Die Steuerstufe nach den Fig. 1 bis 4 ist im Gleichgewichtszustand dargestellt, d. h. die vom Joch 26 auf den Anker 36 ausgeübte Zugkraft ist im Gleichgewicht mit der vom Unterdruck auf die Rollmembran 52 ausgeübten Zugkraft, die über die Stellantriebsfeder 50 auf den Anker 36 wirkt. In diesem Zustand befindet sich der Anker 36, der aufgrund des durch die Erregerspule 25 fließenden Impulssstromes vibriert, in seiner Ruhelage und beide Ventile 7 und 8 sind geschlossen. Ein Druckmittelverbrauch findet nicht statt.

Erhöht sich nun die Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs, beispielsweise dadurch, daß das Fahrzeug auf ein Straßenstück mit Gefälle gelangt, so erhöht sich das Tastverhältnis der vom Komparator 12 abgegebenen Impulsfolge, was bedeutet, daß sich, da die Impulse konstante Breite besitzen, die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit und mithin der Mittelwert des durch die Leitungen 81 und 82 und die Erregerspule 25 fließenden Stromes verringert. Dies hat zur Folge, daß die vom joch 26 auf den Anker 36 ausgeübte Zugkraft geringer wird und die Ankerplatte 38 aus dem Raum zwischen den beiden Schenkeln 27 und 28 austaucht Dadurch wird das Ventil 8 geöffnet und es strömt Außenlufl in die von der Stirnseite 31 des Gehäuseteils 23, dem Gehäuseteil 58 und der Rollmembran 52 gebildete Kammer 83. Dies bewirkt, daß die vom Unterdruck auf die Rollmembran 52 ausgeübte Zugkraft geringer wird und die Rollmembran 52 nach oben wandert. Dadurch wird die Drosselklappe 9 über das Zugseil 56 im Sinne einer Geschwindigkeitsminderung verschwenkt und gleichzeitig verringert sich die von der Stellantriebsfeder 50 auf die Ankerplatte 38 wirkende Kraft. Dies hat eine Rückschwenkung der Ankerplatte 38 in Richtung auf ihre Ruhestellung zur Folge, bis der oben beschriebene Gleichgewichtszustand wieder erreicht ist.

Verringert sich nun die Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs wieder, beispielsweise weil das Fahrzeug auf ein ebenes Siraßenstück gelangt, so verringert sich das Tastverhältnis der von Komparator abgegebenen Impulsfolge wieder, was eine Erhöhung des Mittelwerts des durch die Erregerspule 25 fließenden Stromes nach sich zieht.

Die Ankerplatte 38 wird daher tiefer zwischen die beiden Jochschenkel 27 und 28 gezogen und dadurch das Ventil 7 geöffnet. Die Kammer 83 wird mit Unterdruck beaufschlagt und die Rollmembran 52 wandert nach unten. Dadurch vergrößert sich die von der Stellantriebsfeder 50 auf den Anker 36 wirkende Kraft, so daß dieser in Richtung auf seine Ruhelage verschwenkt wird. Hat er seine Ruhelage erreicht, herrscht das oben beschriebene Gleichgewicht wieder. Entsprechendes gilt, wenn durch Betätigen des diesbezüglichen Schalters in der Bedienungseinheit 19 das Fahrzeug ohne Berühren des Gaspedals oder der Bremse auf eine höhere oder geringere Geschwindigkeit gebracht werden soll. Hierbei wird durch Betätigen des entsprechenden Schalters die gespeicherte Sollgeschwindigkeit geändert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (22)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit einem elektrischen, von einem geschwindigkeitsabhängigen Signal beaufschlagten Regler, der die jeweilige Fahrgeschwindigkeit mit einer vorgegebenen gewünschten Fahrgeschwindigkeit vergleicht und bei einer Abweichung ein von der Größe der Abweichung abhängiges Signal an eine Steuerstufe abgibt, die einen auf ein das Verhältnis des dem Fahrzeugmotor zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches beeinflussendes Element, vorzugsweise die Drosselklappe, wirkenden pneumatischen Stellantrieb sowie zwei diesem zugeordnete, elektromagnetisch betätigbare Ventile aufweist, über die der Stellantrieb mit Unterbzw. Überdruck oder Normaldruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe (5) ein elektromagnetisches System (10) mit einer Erregerspule (25) und einem Anker (36) enthält, der gegen die vom Hub des Stellantriebes (6) abhängige Kraft einer Feder (50) aus einer Ruhelage, in der beide Ventile (7, 8) geschlossen sind, in Arbeiislagen, in denen jeweils eines der beiden Ventile (7,8) geöffnet und das andere geschlossen ist. 2^r> sprungfrei verschwenkbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische System (10) aus einem U-förmigen, die Erregerspule (25) tragenden Joch (26) und einem mit den Schenkel-Stirnseiten des Jochs (26) zusammenwirkenden Anker besteht und zwischen Anker und loch (26) eine gegen den Anker gewölbte Blattfeder vorhanden ist, die sich mit ihren Enden auf den Schenkelstirnseiten abstützt. J5

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische System (10) aus einem U-förmigen, die Erregerspule (25) tragenden Joch (26) und einem zwischen die Schenkel (27, 28) eintauchenden Anker (36) besteht -io und die Ruhelage des Ankers (36) so gewählt ist, daß bei erregtem Joch (26) in etwa die in Abhängigkeit von der Eintauchtiefe größte Anziehungskraft zwischen Joch (26) und Anker (36) auftritt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verschlußglied der beiden Ventile (7,8) mit einer Druckentlasiungsnut versehen ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Anker (36) ein Ruhelagebereich zugeordnet ist und die Erregerspule (25) mit einem niederfrequenten, den Anker (36) in Schwingungen versetzenden Strom gespeist ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Frequenz des Stromes außerhalb des Eigenfrequenzbereiches des aus Anker (36), Stellantriebsfeder (50) und Ventilrückholfedern

-bestehenden Systems liegt.

7. Einrichtung nacn Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom aus einer Folge von Impulsen besteht, deren Tastverhältnis sich zumindest in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit ändert.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Impulsfolge mit Impulsen konstanter Breite.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Tastverhältnis der Impulsfolge zusätzlich in Abhängigkeit von Änderungen der elektrischen Größen des elektromagnetischen Systems (10) und/oder der Betriebsspannung ändert.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 mit einem Regler, in dessen Ausgang im eingeregelten Zustand ein positives Bezugspotential auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (12) vorgesehen ist, dessen einer Eingang mit dem Regler (1, 2,3,4) und dessen anderer Eingang mit einer den Mittelwert des durch die Erregerspule (25) fließenden Stromes messenden Stufe (13) verbunden und an dessen Ausgang ein im Erregerstromkreis liegender elektronischer Schalter (14) angeschlossen ist, und der derart beschaltet ist, daß das Tastverhältnis seines Ausgangssignals von seinen zwei Eingangssignalen bestimmt isL

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (13) aus einem im Erregerstromkreis liegenden Widerstand (15) und einem durch dessen Spannungsabfall gesteuerten Transistor (17) besteht, dessen ein Gleichrichter (16) enthaltender Ausgangskreis mit dem der Stufe (13) zugeordneten Eingang des Komparators (12) in Verbindung steht.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (36) mit einem Ausgleichsgewicht (40) versehen ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgewicht (40) in Form eines Dämpferflügcls ausgebildet ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventil (7, 8) aus einem eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Venlilkörper (70) und einem in etwa kugelförmigen Verschlußglied (68, 69) besteht, das an einer das Verschlußglied (68, 69) unter Vorspannung auf den Ventilkörper (70) drückenden Blattfeder (63, 64) befestigt ist.

IC. Einrichtung nach Anspruch 14, dHurch gekennzeichnet, daß das Versch'ußglicd (68, 69) aus einem gummielastischen Werkstoff besteht.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Blattfeder (63, 64) ein am Anker (36) befestigter und mit seinem gegen die Blattfeder (63, 64) ragenden Ende relativ zum Anker (36) verstellbarer Bügel (73) angreift.

17. Einrichtung nach Anspruch 16. dadurch gekennzeichnet, daß das blattfederscitige Bügelende gabelförmig ausgebildet ist und die beiden Teile der Gabel (75, 76) die Blattfeder (63, 64) im Bereich des Verschlußgliedes (68,69) berühren.

18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17. dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung des Bügels (73) gegenüber dem Anker (36) eine in einer Gewindebohrung des Ankers (36) sitzende und gegen den Mittelteil des Bügels (73) wirkende Schraube (77,78) vorgesehen ist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

18, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische System (10) an der Innenseite einer der beiden Stirnwände (31) des Stellantriebes (6) und die Ventile (7,8) in dieser Stirnwand (31) angeordnet sind.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

19, dadurch gekennzeichnet, daß für das unter Überoder Unterdruck stehende Druckmittel ein Druckspeicher (34) vorgesehen ist, der zwischen den Stellantrieb (6) und den Druckmittelerzeuger einge-

schaltet ist.

21. Einrichtung nach Anspruch 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die das elektromagnetische System (10) tragende Stirnwand \31) auf ihrer Außenseite in eine den Druckspeicher bildende Kammer (34) übergeht.

22. Einrichtung nach Anspruch 21 mit einem eine Rollmembran aufweisenden Stellglied, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der mit dem das Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Element (9) verbundenen Rollmembran (52) ein in die als Druckspeicher dienende Kammer (34) ragendes, endseitig verschlossenes Führungsrohr (54) vorhanden ist, in der eine an der Rollmembran (52) befestigte Führungsstange (53) verschiebbar gelagert ist.

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