DE2732905A1

DE2732905A1 - Einrichtung zum regeln der fahrgeschwindigkeit eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE2732905A1
Application number: DE19772732905
Authority: DE
Inventors: Harald Ing Grad Collonia
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1977-07-21
Filing date: 1977-07-21
Publication date: 1979-02-01
Anticipated expiration: 1997-07-22
Also published as: AU528218B2; FR2398342B1; SE7807486L; JPS6054495B2; JPS5423830A; IT1097165B; GB2001784A; AU3811278A; DE2732905C3; US4301883A; IT7825776A0; BR7803955A; FR2398342A1; GB2001784B; DE2732905C2

Description

VDO Adolf Schindling AG " ^ 6DD0 Frankfurt/Main

GräTstraße 1D3

Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschuiindigkeit eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem vom Fahrer betätigbaren, ein elektrisches Signal abgebenden Stellglied, das mit dem Solluerteingang eines elektrischen Reglers in Verbindung steht, dessen Ausgangssignal auf eine mit dem das Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Element, insbesondere die Drosselklappe, gekuppelte Stellvorrichtung wirkt, deren jeueilige Stellposition als elektrisches Signal auf den Istuierteingang des Reglers gegeben tjird.

Bei einer Einrichtung dieser Gattung ist das Gaspedal mit einem elektrischen Stellungsgeber gekuppelt, der ein von der jeueiligen Gaspedalstellung abhängiges elektrisches Signal an den SoIlbierteingang des Reglers abgibt. Ein weiterer Stellungsgeber ist mit der Drosselklappe gekuppelt und mit dem Istuierteingang des Reglers verbunden. Auf die Drosselklappe uirkt eine Stellvorrichtung, die von dem Regler angesteuert ist. Eine derartige Einrichtung hat gegenüber den bekannten Einrichtungen, bei denen das Gaspedal und die Drosselklappe mechanisch miteinander verbunden sind, den Vorteil, daß das Gaspedal leichtgängig bewegbar und somit eine fein dosierbare, Kraftstoff sparende Betätigung möglich ist. LJird vor den Solluerteingang des Reglers ein Komparator

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geschaltet, dessen beide Eingänge mit dem Signal des Gaspedalstellungsgebers und mit einem der Motordrehzahl proportionalen Signal beaufschlagt sind, kann bei feststehender Gaspedalstellung das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit gefahren werden, wobei Belastungsänderungen des Motors, wie sie beispielsweise vom Straßenverlauf oder anderen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beeinflussenden Größen abhängen, nicht durch Änderungen der Gaspedalstellung ausgeglichen zu werden brauchen. Durch einen solchen geregelten Fahrbetrieb läßt sich, wie sich gezeigt hat, der Kraftstoffverbrauch pro llegstreckeneinheit im V/ergleich zu anderen Regelarten in gewissem Umfang vermindern. Nach wie vor ist jedoch der Kraftstoffverbrauch pro Uegstreckeneinheit von der Fahrweise des Fahrers in erheblichem Umfang abhängig, was unerwünscht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend zu verbessern, daß mit ihr eine weitergehende Senkung des Kraftstoffverbrauchs pro Uegstreckeneinheit erzielt werden kann. Insbesondere soll die Einrichtung so ausgebildet werden, daß der Einfluß der Fahrweise des Fahrers auf den Kraftstoffverbrauch in möglichst engen Grenzen bleibt. Des weiteren sollen diese Maßnahmen mit einem möglichts geringen Aufwand realisierbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit dem Istwert- oder dem Sollwerteingang des Reglers verbundener Stromkreis vorhanden ist, der ein von einem oder mehreren, mit dem Kraftstoffverbrauch in Beziehung stehenden Betriebsparametern des Kraftfahrzeugs abhängiges Signal zur Korrektur der stellgliedabhängigen Drosselklappenverstellung erzeugt.

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Bei einer solchen Einrichtung tüird also die vom Fahrer über das Gaspedal eingegebene Drosselklappenverstellung im Sinne einer Kraftstoffverbrauchsminderung gegebenenfalls unter Berücksichtigung der durch das V/erkehrsgeschehen erforderlichen Fahrweise korrigiert.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Stromkreis vorgesehen, der ein vom Druck im Ansaugrohr abhängiges Korrektursignal erzeugt. Uiird bei einer einen solchen Stromkreis aufweisenden Einrichtung das Gaspedal vom Fahrer betätigt, so ergibt sich durch die dadurch bedingte Drosselklappenverstellung eine Druckänderung im Ansaugrohr, die gemessen und in ein entsprechendes Signal umgewandelt uiird. Dieses Signal wird dem Stromkreis zugeführt, der ein Korrektursignal erzeugt, durch das die Drosselklappenöffnung derart begrenzt wird, daß

Drosselklappenstellung und Motordrehzahl in einer bestimmten, für den jeueiligen Betriebszustand des Motors festgelegten Beziehung zueinander stehen. Auf diese Heise wird dem Motor immer, das heißt auch während einer Beschleunigung nur die für den jeweiligen Betriebszustand erforderliche Kraftstoffmindestmenge zugeführt.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Stromkreis vorgesehen, der ein von der Motordrehzahl abhängiges Korrektursignal erzeugt. Die Funktion ist prinzipiell die gleiche, wie bei der zuvor beschriebenen Einrichtung, lediglich die Umsetzung der physikalischen Größe - Ansaugrohrdruck, Motordrehzahl - in ein elektrisches Signal ist bei dieser Ausführungsform einfacher zu bewerkstelligen. Ist darüber hinaus in dem Fahrzeug bereits eine Drehzahl-

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meBeinrichtung vorhanden, was bei einer Vielzahl von Fahrzeugen der Fall ist, so kann das für den Stromkreis benötigte drehzahlabhängige Signal von dem Geber der Drehzahlmeßeinrichtung abgenommen, auf den Einbau eines zusätzlichen Gebers also gänzlich verzichtet werden. Dies ist ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist ein Stromkreis vorhanden, der ein von der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs abhängiges Korrektursignal erzeugt. Mit einer solchen Einrichtung kann die Beschleunigung des Fahrzeugs begrenzt werden, wodurch sich ebenfalls eine Kraftstoffverbrauchsminderung im Vergleich zu den bekannten Einrichtungen erzielen läßt.

Vorteilhaft kann es auch sein, einen Stromkreis vorzusehen, der ein von der Zuladung des Kraftfahrzeugs abhängiges Korrektursignal erzeugt.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung ist ein Stromkreis vorhanden, der ein von der Kraftstoffrestmenge im Kraftstofftank abhängiges Korrektursignal erzeugt. Hierbei steuert der Stromkreis unter Hintansetzung aller anderen Detriebsparameter, wie beispielsweise der Last, der Beschleunigung, hoher Fahrgeschwindigkeit etc., den Motor derart, daß mit der vorhandenen Kraftstoffrestmenge eine möglichst große Wegstrecke zurückgelegt werden kann.

Die verschiedenen oben beschriebenen Stromkreise können, wie auch andere Stromkreise, die von der Motortemperatur, der Abgastemperatur und anderen Betriebsparametern abhängige Korrektursignale

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erzeugen, sowohl einzeln als auch in Kombination Verwendung finden, wobei jedoch mit zunehmender Anzahl der Stromkreise die Beschleunigung und die Höchstgeschwindigkeit auf derart niedere LJerte absinken können, daß die Fahreigenschaften des Fahrzeugs unter ein tolerierbares Maß sinken.

Es hat sich daher als zweckmäßig erwiesen, Schalter zum blirksam-bzu). Unuirksamschalten der einzelnen Stromkreise vorzusehen. Hierzu können manuell bedienbare Schalter, oder was besonders vorteilhaft ist, bei Erreichen bestimmter vorgegebener Betriebswerte schaltende Schalter vorgesehen werden. Ein derartiger selbsttätig arbeitender Schalter wird insbesondere zum Dirksam- bzw. Unwirksamschalten eines Stromkreises vorgesehen uerden, der ein von der Kraftstoffrestmenge im Kraftstofftank abhängiges Korrektursignal erzeugt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist jeder Stromkreis als Regelstufe ausgebildet, deren Ausgang mit dem Solluierteingang des Reglers verbunden ist und deren Solluerteingang vom Stellgliedsignal und deren Istuierteingang mit dem bzw. den Betriebsparametersignalen beaufschlagt ist. Es hat sich gezeigt, daß die Erzeugung der Korrektursignale mit einer solchen Regelstufe mit besonders geringem Aufwand möglich ist. Insbesondere lassen sich hierbei in einfacher Weise die unterschiedlichsten Betriebsparameter-Drosselklappenstellidinkel-Kennlinien erzeugen.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele enthält, näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

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Figur 2 ein für die vorliegenden Zwecke vereinfachtes Schaltbild einer Regelstufe und

Figur 3 ein für die vorliegenden Zwecke vereinfachtes Schaltbild einer anderen Regelstufe.

Die Einrichtung umfaßt einen elektrischen Regler 1, der im wesentlichen aus einem V/ergleicher 2, einem diesem nachgeschalteten Verstärker 3 und einer Stellvorrichtung U besteht, die aus einem elektrischen Servomotor 5, einem Stellorgan 6 und einer dazuiischengeschalteten elektromagnetischen Kupplung 7 aufgebaut ist. Der Regler 1 enthält des weiteren einen Stellungsgeber 8, der mit dem Stellorgan G verbunden ist und eine der jeueiligen Position des Stellungsgebers B proportionale Spannung an den einen Eingang des V/ergleichers 2 abgibt. Am anderen Eingang des V/ergleichers 2, der beispielsweise aus einer Reihenschaltung zweier Widerstände aufgebaut sein kann, die an ihren freien Enden mit den zu vergleichenden Signalen beaufschlagt sind und deren miteinander verbundene Enden den V/ergleicherausgang bilden, liegt normalerweise der Stellungsgeber 9, der als veränderlicher Widerstand ausgebildet und mit dem Gaspedal 10 des Kraftfahrzeugs gekuppelt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist er jedoch mit dem Sollwerteingang einer Regelstufe 11 verbunden, deren Ausgang mit dem anderen Eingang des V/ergleichers 2 in V/erbindung steht. An den Istwerteingang des Reglers 11 ist ein Geber 12 angeschlossen, der einem Betriebsparameter zugeordnet ist und ein von diesem abhängiges Spannungssignal abgibt.

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Bei einer Regelstufe, die ein von der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs abhängiges Korrektursignal abgibt - eine solche Regelstufe ist in Figur 2 dargestellt -, kann der Geber 12 ein Tachogenerator sein, der ein von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängiges Spannungssignal abgibt. Dieses uird dann in einer Differenzierstufe 13 differenziert, so daß am Ausgang der Differenzierstufe 13 ein von der jeweiligen Beschleunigung abhängiges Spannungssignal zur Verfugung steht. Mit diesem wird dann der positive Eingang eines Differenzverstärkers 1t» beaufschlagt, dessen Ausgang einerseits mit dem Sollwerteingang des Reglers 1 verbunden ist und andererseits über einen Widerstand 15 auf den negativen Eingang des Operationsverstärkers 1*» rückgekuppelt ist. Der negative Eingang des Operationsverstärkers 1** ist des weiteren an einen Spannungsteiler 16 angeschlossen. Der Salluierteingang des Reglers 1 ist des weiteren mit dem Stellungsgeber 9 verbunden.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung sei davon ausgegangen, daß sich das Gaspedal 10 in seiner Ruhestellung befindet und der Motor mit seiner Leerlaufdrehzahl umläuft. Die Drosselklappe 17 befindet sich dann in ihrer Leerlaufstellung und der Vergleicher 2 ist an seinen beiden Eingängen mit Signalen beaufschlagt, die dem herrschenden Gleichgewicht entsprechen. Uird nun das Gaspedal 10 durch den Fahrer um einen bestimmten Winkel verschwenkt, so gibt der Stellungsgeber 9 ein höheres Spannungssignal an den Vergleicher 2, der den Servomotor 5 ansteuert. Dieser verschwenkt über das Stellorgan 6 die Drosselklappe 15 im Sinne einer Drehzahlerhöhung.

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Die PDsitionaänderung des Stellorgans 6 hat eine Änderung des Ausgangssignals des Stellungsgebers 8 zur Folge, wodurch die Spannung am anderen Eingang des Vergleichers 2 anwächst.

Gleichzeitig erfolgt durch die Drehzahländerung des Motors auch eine Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Dies hat ein Anwachsen des Ausgangssignals an der Differenzierstufe 13 zur Folge. Bleibt die Amplitude des Ausgangssignals der Differenzierstufe 13 unter einem bestimmten vorgegebenen Wert, so erfolgt keine Korrektur des Ausgangssignals des Stellungsgebers 9. Im anderen Falle jedoch, das heißt, bei einer zu großen Beschleunigung, wird das Potential am Solluerteingang des Reglers durch den Differenzverstärker 1*t verringert, und zwar um einen solchen Betrag, daß die Drosselklappe 17 in eine Stellung verschwenkt wird, die dem gerade herrschenden Beschleunigungswert entspricht. Bei unveränderter Stellung des Stellungsgebers 9 beschleunigt das Fahrzeug mit einer durch die Regelstufe 11 begrenzten Beschleunigung bis der Regler 1 sich in seinem Gleichgewichtszustand befindet.

Bei der in Figur 3 dargestellten Regelstufe 11' wird ein von der Motordrehzahl abhängiges Korrektursignal erzeugt. Die Regelstufe besitzt im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Regelstufe 11 jedoch fehlt die Differenzierstufe 13 und der Differenzverstärker Ίί» wird unmittelbar von einem Drehzahlgeber 16 angesteuert. Steigt bei dieser Einrichtung das Potential auf der Leitung 19 aufgrund einer Betätigung des Gaspedals über einen der jeweiligen Hotardrehzahl zugeordneten Idert an, so wird durch den Differenzverstärker das Potential auf den diesem Drehzahlwert zugeordneten

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LJert vermindert. Dies bedeutet, daß beispielsweise bei einem ■

Beschleunigungsvorgang die Drosselklappe 17 sich nur jeweils j

so weit öffnet, wie dies für die jeweils herrschende Drehzahl gerade erforderlich ist, das Fahrzeug also mit geringstmög- '·

Iiehern Kraftstoffverbrauch optimal beschleunigt.

Zum Wirksam- bzw. Unwirksamschalten der Regelstufe 11 bzw. 11· kann jeweils ein Schalter 2G bzw. 21 vorgesehen werden, j

wobei der Schalter 20 in der Regelstufe 11 so ausgebildet ist, daß er bei Überschreiten eines bestimmten Beschleunigungswertes die Regelstufe 11 wirksam schaltet. Zu diesem Zweck wird der Schalter 2D über einen an den Ausgang der Differenzierstufe 13 angeschlossenen Schwellwertschalter 22 angesteuert. Der in der Regelstufe 11¹ befindliche Schalter 21 ist manuell betätigbar.

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Claims

Patentansprüche

Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem vom Fahrer betätigbaren, ein elektrisches Signal abgebenden Stellglied, das mit dem Solliuerteingang eines elektrischen Reglers in Verbindung steht, dessen Ausgangssignal auf eine mit dem das Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Element, insbesondere die Drosselklappe, gekuppelte Stellvorrichtung uirkt, deren jeueilige Stellposition als elektrisches Signal auf den Istuerteingang des Reglers gegeben uiird, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Istuiert-oder dem Solluerteingang des Reglers (1) verbundener Stromkreis (11, 11') vorhanden ist, der ein von einem oder mehreren mit dem Kraftstoffverbrauch in Beziehung stehenden Betriebsparametern (8) abhängiges Signal zur Korrektur der stellgliedabhängigen Drosselklappenverstellung erzeugt.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis als Regelstufe (11, 11¹) ausgebildet ist, deren Ausgang mit dem Solluerteingang des Reglers (1) verbunden ist und deren Solluerteingang vom Stellgliedsignal und deren Istuerteingang mit dem bzu. den Betriebsparametersignalen beaufschlagt ist.

Einrichtung nach Anspruch 1 Dder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis (11,11') ein vom Druck im Ansaugrohr abhängiges Korrektursignal erzeugt.

Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis (11, 11') ein von der l-'iotordrehzahl abhängiges Korrektursignal erzeugt.

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5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis (11, 11') ein von der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs abhängiges Karrektursignal erzeugt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis (11, 11¹) ein von der Zuladung des Kraftfahrzeugs abhängiges Korrektursignal erzeugt.

Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis (11, 11¹) ein von der Kraftstoffrestmenge im Kraftstofftank abhängiges Korrektursignal erzeugt.

B. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Schalter (2D, 21) zum Wirksam- bzui. Unuirksamschalten der Stromkreise (11, 11') vorgesehen sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß manuell betätigbare Schalter (21) vorgesehen sind.

1G. Einrichtung nach Anspruch B, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen bestimmter vorgegebener Betriebsuerte Schalter (20) vorgesehen sind.

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