DE2754439C2

DE2754439C2 - Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE2754439C2
Application number: DE19772754439
Authority: DE
Inventors: Harald 6240 Königstein Collonia; Arnold 6465 Bieber Mann
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1977-12-07
Filing date: 1977-12-07
Publication date: 1986-01-30
Also published as: DE2754439A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Regler, einem vom Fahrer betätigbaren, ein elektrisches Signal abgebenden Stellglied, das mit dem Sollwerteingang des Reglers verbunden ist, einer mit dem das Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Element, insbesondere der Drosselklappe, gekuppelte Stellvorrichtung, deren jeweilige Stellposition als elektrisches Signal auf den Istwerteingang des Reglers gegeben wird, und Mitteln zum Beeinflussen des Regelverhaltens in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe des Motors.

Es ist bereits eine Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit dieser Gattung bekannt (JP-OS 138 235), bei der die Mittel zum Beeinflussen des Regelverhaltens aus einem in das Kühlwasser eintauchenden Temperaturschalter sowie einem zusätzlichen Rückkopplungswiderstand an einem Operationsverstärker bestehen. Während der Kaltstartphase ist der Temperaturschalter geöffnet, so daß ein großer Rückkopplungswiderstand an der Operationsverstärker wirksam ist, der demzufolge einen hohen Verstärkungsfaktor erzeugt Sobald die Kühlwassertemperatur genügend warm ist, schließt der Temperaturschalter und schaltet einen zweiten Rückkopplungswiderstand parallel zu dem ersten, wodurch der Gesamtrückkopplungswiderstand und damit der Verstärkungsfaktor verkleinert wird. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß das gesamte Regelverhalten des Reglers verändert wird, d.h., während der Kaltphase wird der gesamte Bewegungsweg des Gaspedals in einen reduzierten Schwenkwinkelbereich der Drosselklappe transformiert, so daß bei Schließen des Temperaturschalters dem gerade anstehenden Gaspedalwinkel plötzlich ein anderer Schwenkwinkel der Drosselklappe zugeordnet wird, was zu gefährlichen Fahrsituationen führen kann.

Bei einer bekannten Geschwindigkeitskonstanthalteeinrichtung für Kraftfahrzeuge (US-PS 37 77 841) sind Maßnahmen vorgesehen, um diese nur dann wirksam schalten zu können, wenn beispielsweise die Türen geschlossen, der Fahrersitz besetzt oder eine Mindestgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorhanden ist. Ist die Geschwindigkeitskonstanthalteeinrichtung wirksam geschaltet und fällt eine der für das Wirksamschalten notwendigen Voraussetzungen im nachhinein weg, d. h, wird beispielsweise eine Tür während der Fahrt geöffnet, so wird die Geschwindigkeitskonstanthalteeinrichtung unwirksam geschaltet und das Fahrzeug kann nun nur mehr durch Betätigen des Gaspedals bewegt werden. Eine Beeinflussung des Regelverhaltens der Einrichtung tritt hier also nicht ein, vielmehr wird lediglich die Geschwindigkeitskonstanthalteeinrichtung in Abhängigkeit vom Vorliegen bestimmter Voraussetzungen an- oder abgeschaltet.

Bei einer anderen bekannten Regeleinrichtung (US-PS 38 86 915) ist das Gaspedal mechanisch mit der Drosselklappe verbunden, die andererseits von einer Stellvorrichtung verstellbar ist, die von einer elektrischen Regelstufe angesteuert ist Diese verarbeitet die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung und motorspezifische Daten, die in einem Nachbildungsnetzwerk festgelegt sind. Die elektrische Regelstufe greift ein, wenn Geschwindigkeitsänderungen durch den Fahrer mittels des Gaspedals durchgeführt werden, also während eines Übergangszeitraums von einer Geschwindigkeit zu einer anderen. Hierdurch soll die Fahrtüchtigkeit (driveability) des Fahrzeugs verbessert werden.

Es ist des weiteren eine Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs bekannt (US-PS 36 48 808), bei der das ein elektrisches Signal an den Regler abgebende Gaspedal vom Regler abgeschaltet werden kann und stattdessen an diesen andere Referenzspannungen aufgeschaltet werden. Diese Referenzspannungen können beispielsweise einer bestimmten Motordrehzahl entsprechen, so daß das Auftreten einer Drehzahlüberhöhung verhindert wird. Bei dieser Einrichtung treten die grundsätzlich gleichen Probleme auf wie bei der eingangs erläuterten Einrichtung.

Schließlich ist ein automatisches Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge bekannt (DE-OS 23 37 010), bei der die verschiedensten physikalischen Größen, die das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs beeinflussen, in einen Regelkreis eingegeben werden, der den Antriebsmotor des Fahrzeugs entsprechend steuert. Eine derartige Einrichtung ist äußerst aufwendig und wegen der vielen zu

verarbeitenden Größen nicht mehr im Kraftfahrzeug einsetzbar.

Es ist schließlich bekannt, Schadstoffsensoren in Verbrennurigssystemen von Kraftfahrzeugen vorzusehen, um eine Abweichung von einer optimalen, schadstoffarmen Verbrennung anzeigen zu können. Von Nachteil ist hierbei, daß derartige Informationen über bedenkliche oder gar für einen Katalysator gefährliche Abweichungen des Betriebszustandes des Verbrennungssystems vom Fahrer zu spät oder überhaupt nicht erkannt werden. Des weiteren hat sich gezeigt, daß die Systeme, die das Inbetriebsetzen des Fahrzeugs oder Motors unter gewissen Bedingungen verhindern sollen, häufig durch Überbrücken unwirksam geschaltet werden, um auf diese Weise das Fahrzeug bzw. den Motor trotz nicht erfüllter Bedingungen in Betrieb setzen zu können.

Diese Nachteile sollen durch die Erfindung überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs beschriebener Gattung so auszubilden, daß einerseits bei Auftreten unzulässiger Schadstoffmengen oder Schadstoffen eine Reaktion des Systems im Sinne einer Verminderung oder Eliminierung der Schadstoffe auftritt, andererseits aber eine ruckartige Verminderung der Fahrgeschwindigkeit und eine daraus resultierende gefährliche Fahrsituation vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Istwert- oder der Sollwerteingang des Reglers von einem Stromkreis angesteuert ist, durch den das Eingangspotential in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines im Auspuffsystem befindlichen Schadstoffsensors im Sinne einer Verringerung der maximalen Drosselklappenverschwenkung veränderbar ist, und daß Mittel zur Erzeugung eines akustischen und/oder optischen Warnsignals vor einer Verringerung des Drosselklappenschwenkwinkels vorhanden sind.

Bei einer solchen Einrichtung wird die vom Fahrer über das Gaspedal eingegebene Drosselklappenstellung durch die zu überwachende Größe — Schadstoff — beeinflußt. Es erfolgt eine automatische Beeinflussung der vom Fahrer aufgrund des Verkehrsgeschehens und des Straßenverlaufs gewählten Fahrzeuggeschwindigkeit durch die zu überwachende Größe. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß Abweichungen des Betriebszustandes vom Normalfall sofort erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, die, da sie nicht über den Fahrer und damit subjektiv erfolgen, optimal sind. Eine Ausschaltung des Uberwachungssystems, wie es bei den bekannten Einrichtungen durch Überbrücken des Zündstromkreises am Zündschloß vorgenommen werden kann, ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht möglich bzw. so erschwert, daß dies nur mit einem erheblichen Zeitaufwand und bei Kenntnis der gesamten Verschaltung des Reglers durchführbar ist. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie nur mit einem geringen Mehraufwand an Bauteilen kostengünstig realisiert werden kann.

Ist also das Auspuffsystem oder ein in diesem eventuell befindlicher Katalysator schadhaft bzw. verbraucht oder führt eine Vergaserfehleinstellung zu einem erhöhten Schadstoffausstoß, so kann das von dem Stromkreis abgegebene Signal den Regler derart ansteuern, daß eine Betätigung der Drosselklappe nur in Bereichen möglich ist, bei denen der Schadstoffausstoß einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Durch diese Ansteuerung des Reglers, die zu einer Verringerung der maximalen Drosselklappenverschwenkung führt, nicht aber zu einer Änderung der Kennlinie insgesamt, werden ruckartige Veränderungen der Fahrgeschwindigkeit vermieden. Durch die Erzeugung eines akustischen und/oder optischen Warnsignals vor einer Verringerung des Drosselklappenschwenkwinkels wird einer Fehlreaktion des Fahrers entgegengewirkt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform enthält der Stromkreis einen Differenzverstärker, dessen Ausgang mit dem Sollwerteingang des Reglers verbunden ist und

ίο dessen einer Eingang mit einer Referenzspannung und dessen anderer Eingang mit dem Schadstoffsensor in Wirkverbindung steht.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, einen Schalter zum Wirksam- bzw. Unwirksamschalten des Stromkreises vorzusehen. Durch diese Maßnahme hat der Fahrer die Möglichkeit, sein Fahrzeug durch Unwirksamschalten des die Verschwenkung der Drosselklappe in ihre Leerlaufstellung verursachenden Stromkreises wieder soweit betriebsfähig zu machen, daß er das Fahrzeug aus einer Gefahrenzone fahren kann. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist zum Wirksam- bzw. Unwirksamschalten der Stromkreise mit Vorteil ein Schalter vorgesehen, der durch vollständiges Verschwenken des Stellgliedes betätigbax ist. Eine Alternative hierzu besteht gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung darin, daß der Schalter durch einen Schaltstromkreis substituiert ist, der die Änderungsgeschwindigkeit des vom Stellglied abgegebenen Signals erfaßt und bei Überschreiten einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit einen Schaltvorgang ausführt. Im erstgenannten Fall erfolgt das Wirksam- bzw. Unwirksamschalten des bzw. der Stromkreise durch vollständiges Niedertreten des Gaspedals, im anderen Fall durch rasches Niedertreten des Gaspedals.

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

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung und
F i g. 2 ein vereinfachtes Schaltbild eines Stromkreises.

Die Einrichtung umfaßt einen elektrischen Regler 1, der im wesentlichen aus einem Vergleicher 2, einem diesem nachgeschalteten Verstärker 3 und einer Stellvorrichtung 4 besteht, die aus einem elektrischen Servomotor 5, einem Stellorgan 6 und einer dazwischengeschalteten elektromagnetischen Kupplung 7 aufgebaut ist. Der Regler 1 enthält des weiteren einen Stellungsgeber 8, der mit dem Stellorgan 6 verbunden ist und eine der jeweiligen Position des Stellungsgebers 8 proportionale Spannung an den einen Eingang des Vergleichers 2 abgibt. Am anderen Eingang des Vergleichers 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 Vergleicherausgang 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 eines Stromkreises 11 verbunden, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des Vergleichers 2 in Verbindung steht. An den Istwerteingang des als Regelstufe ausgebildeten Stromkreises 11 ist ein Geber 12 angeschlossen, der einer zu überwachenden Größe, hier dem Schadstoffausstoß des Motors, zugeordnet ist und ein von diesem abhängiges Spannungssignal abgibt.

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In vorliegendem Fall ist der Geber 12 ein Schadstoffsensor, der, wie aus F i g. 2 ersichtlich, an den einen Eingang eines Differenzverstärkers 13 angeschlossen ist. Der andere Eingang des Differenzverstärkers ist mit einer Referenzspannung beaufschlagt, während sein Ausgang über einen Schalter 14 mit der Leitung 15 in Verbindung steht, die den Stellungsgeber mit dem einen

Eingang des Vergleichers 2 verbindet. Ist der Schad- y

Stoffausstoß in Ordnung, so erfolgt keine Beeinflussung :|j

des vom Sollwertgeber an den Vergleicher 2 abgegebe- io |;i

nen Signals. Im anderen Falle jedoch, das heißt, wenn |s

der Schadstoffausstoß über einen bestimmten vorgege- |-

benen Wert ansteigt, wird das Potential am Soüwertein- "

gang des Reglers durch den Differenzverstärker 13 ver- ;

ringen, und zwar derart, daß die Drosselklappe 16 nur noch in einem nach oben begrenzten Drehzahlbereich verschwenkbar ist. Der Schalter 14 ist normalerweise geschlossen und kann manuell betätigt, das heißt, geöffnet werden, falls der Schadstoffausstcß so stark angestiegen ist, daß durch Betätigen des Stellungsgebers 9 keine höhere Drehzahl als die Leerlaufdrehzahl erreichbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 25

30

35

40

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50

55

60 '-

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Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Regler, einem vom Fahrer betätigbaren, ein elektrisches Signal abgebenden Stellglied, das mit dem SoJlwerteingang des Reglers verbunden ist, einer mit dem das Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Element, insbesondere der Drosselklappe, gekuppelte Stellvorrichtung, deren jeweilige Stellposition als elektrisches Signal auf den Istwerteingang des Reglers gegeben wird, und Mitteln zum Beeinflussen des Regelverhaltens in Abhängigkeit von einer physikalischen Größe des Motors, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert- oder der Sollwerteingang des Reglers von einem Stromkreis angesteuert ist, durch den das Eingangspotential in Abhängigkeit vom Ausgangssignal eines im Auspuffsystem befindlichen Schadstoffsensors im Sinne einer Verringerung der maximalen Drosselklappenverschwenkung veränderbar ist, und daß Mittel zur Erzeugung eines akustischen und/oder optischen Warnsignals vor einer Verringerung des Drosselklappenschwenkwinkels vorhanden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis einen Differenzverstärker enthält, dessen Ausgang mit dem Sollwerteingang des Reglers verbunden ist und dessen einer Eingang mit einer Referenzspannung und dessen anderer Eingang mit dem Schadstoffsensor in Wirkverbindung steht

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wirksam- bzw. Unwirksamschalten des Stromkreises ein Schalter vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter vorgesehen ist, der durch vollständiges Verschwenken des Stellgliedes (9, 10) betätigbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter durch einen Schaltstromkreis subtituiert ist, der die Änderungsgeschwindigkeit des vom Stellglied abgegebenen Signals erfaßt und bei Überschreiten einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit einen Schaltvorgang ausführt.