DE2839478A1 - Einrichtung zum regeln der fahrgeschwindigkeit eines kraftfahrzeugs - Google Patents
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Description
VDO 6 FRANKFURT/MAIN 90
ADOLF SCHINDLING AG GRÄFSTRASSE 103
Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines
Kraftfahrzeuges
Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der
Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem von
dem Fahrzeugführer betätigbaren Gaspedal und mit Mitteln zum Übertragen dessen Bewegung auf ein die Füllung eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, beeinflussendes Element, insbesondere auf eine Einspritz-
Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem von
dem Fahrzeugführer betätigbaren Gaspedal und mit Mitteln zum Übertragen dessen Bewegung auf ein die Füllung eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, beeinflussendes Element, insbesondere auf eine Einspritz-
pumpe, die einen elektrischen Regler umfassen, dessen
Sollwerteingang mit dem Ausgangssignal eines ersten, mit
dem Gaspedal gekuppelten elektrischen Stellungsgebers und dessen Istwerteingang mit dem Ausgang eines elektrischen
Stellungsgebers beaufschlagt ist, der mit einem Stellorgan des die Füllung beeinflussenden Elements gekuppelt ist.
In Kraftfahrzeugen, in denen die Verbrennungsmaschine verhältnismässig
weich aufgehängt ist, kann diese Aufhängung in Verbindung mit einer Elastizität der Kardanwelle dazu
führen, dass bei Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer ruckartige Schwingungen durch wechselnde Beschleunigungsvorgänge auftreten. Die durch die Bewegung des Gaspedals
auftretende und durch das Pendeln des Verbrennungsmotors verstärkte Beschleunigungsänderung wirkt sich über den
Fahrer, der durch die Bewegung des Fahrzeugs angestossen
wird, als unwillkürliche Betätigung des Gaspedals aus. Durch
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den geschlossenen Wirkungskreis: Gaspedal - Verbrennungsmotor
- Kraftfahrzeug - Fahrzeugführer - Gaspedal schaukelt sich das Fahrzeug unter dem Antriebseinfluss
auf. Mit dieser Erscheinung ist insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Dieselnotoren zu rechnen, da Dieselmotoren
regelmässig weicher aufgehängt sind als Benzinmotoren.
Um dieses unerwünschte Aufschaukeln möglichst zu vermei- .
den, ist es bereits bekannt, mechanische Mittel zur Übertragung der Bewegung des Gaspedals auf die Einspritzpumpe
durch mechanische Dämpfungsglieder so zu gestalten, dass Bewegungen des Gaspedals nicht direkt formschlüssig auf
die Einspritzpumpe übertragen werden. Um aber das Kraftfahrzeug andererseits auf Wunsch möglichst verzögerungsfrei
beschleunigen zu können, muss bei den Dämpfungsgliedem ein Kompromiss zwischen formschlüssiger Übertragung
der Gaspedalbewegung und einer Unterdrückung des unerwünschten Aufschaukeins gefunden werden. Dieser Kompromiss
gelingt nur unvollkommen und erfordert ausserdem aufwendige und deswegen teure Dämpfungsglieder.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter der Vermeidung der Nachteile der bekannten mechanischen
Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs eine solche Einrichtung so weiterzubilden,
dass einerseits das die Füllung des Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, beeinflussende Element,
insbesondere eine Einspritzpumpe, durch willkürliche Bewegungen des Gaspedals möglichst direkt ansprechen/ dass
aber andererseits ein Aufschaukeln des Kraftfahrzeugs unter Antriebseinfluss durch unwillkürliche Betätigung das Gaspedals
möglichst weitgehend unterdrückt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit
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einem vom Fahrzeugführer betätigbaren Gaspedal mit Mitteln zum Übertragen dessen Bewegung auf ein die Füllung
eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, beeinflussendes Element, insbesondere auf eine Einspritzpumpe,
die einen elektrischen Regler umfassen, dessen Sollwerteingang mit dem Ausgangssignal eines ersten, mit dem
Gaspedal gekuppelten elektrischen Stellungsgebers und dessen Istwerteingang mit dem Ausgangssignal eines elektrischen
Stellungsgebers beaufschlagt ist, der mit einem Stellorgan des die Füllung beeinflussenden Elements gekuppelt
ist, ausgegangen.
Derartige Einrichtungen mit Mitteln zum elektrischen Übertragen der Bewegung des Gaspedals auf ein die Füllung eines
Verbrennungsmotors beeinflussendes Element sind zum Ersatz von Bowdenzügen oder Gasgestängen bekannt, um einen montage-
und wartungsgünstigen Aufbau der Einrichtung bei verhältnismässig kleinen Stellkräften am Gaspedal zu erreichen.
Schwingungen des Verbrennungsmotors und durch ihn angetriebenen Kraftfahrzeugs durch unwillkürliche Betätigung des
Gaspedals, die zu einem Aufschaukeln unter Antriebseinfluss
führen, werden aber dadurch nicht ohne weiteres vermieden.
Erfindungsgemäss wird die voranstehend genannte Aufgabe
dadurch gelöst, dass, ausgehend von einer Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit mit Mitteln zum elektrischen
Übertragen der Gaspedalbewegung auf ein die Füllung eines Verbrennungsmotors beeinflussendes Element der eingangs genannten
Gattung, die Merkmale vorgesehen sind, dass zur Unterdrückung unwillkürlich durch den Fahrzeugführer verursachter
Stellungsänderungen des die Füllung beeinflussenden Elements zwischen dem ersten Stellungsgeber und dem
Sollwerteingang des elektrischen Reglers eine elektrische Dämpfungsschaltungsanordnung angeordnet ist, deren Dämpfungszeitkonstante
von der von dem Stellungsgeber abgegebenen Spannungsamplitude in der Weise abhängig ist, dass bei klei-
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nen Spannungsamplituden die Zeitkonstante gross ist und
bei grossen Spannungsamplituden klein ist.
Mit einer Einrichtung mit diesen Merkmalen können sich von dem Fahrzeugführer unwillkürlich bewirkte Änderungen
der Gaspedaleinstellungen, die somit um einen Mittelwert schwingen, praktisch nicht auf eine Verstellung des die
Füllung beeinflussenden Elements auswirken, da in der elektrischen Dämpfungsschaltungsanordnung mit der in diesem
Fall wirksamen grossen Zeitkonstante eine Mittelwertbildung erfolgt. Das die Füllung beeinflussende Element
bleibt daher auf diesem Mittelwert stehen. Wenn dagegen der Fahrzeugführer absichtlich zum Beschleunigen oder
Abbremsen des Kraftfahrzeugs die Gaspedalstellung ändert und dementsprechend gegenüber den unwillkürlich erzeugten
Schwingungen grössere Gaspedalauslenkungen und damit größere Spannungsamplituden auftreten, die von dem mit dem
Gaspedal gekuppelten Stellungsgeber erzeugt werden, wird eine solche Änderung weitgehend unbeeinflusst auf das
die Füllung beeinflussende Element direkt übertragen, da in diesem Falle die Dämpfung der elektrischen Dämpfungsschaltungsanordnung
klein ist. Trotz dieser weitgehend idealen Wirkungsweise der elektrischen Mittel zur Übertragung
der Bewegung des Gaspedals auf das die Füllung des Verbrennungsmotors beeinflussende Element ist der zusätzliche
Aufwand für die elektrische Dämpfungsschaltungsanordnung, wie noch gezeigt wird, sehr klein.
In einer zweckmässigen Ausführungsform der Einrichtung ist
vorgesehen, dass die Dämpfungsschaltungsanordnung aus einer Widerstands-Kondensator-Kombination besteht, in der parallel
zu einem Ohmschen Widerstand mindestens ein spannungsabhängLger
Widerstand angeordnet ist.
Bei dieser Schaltungsanordnung besteht die Widerstands-Kondensator-Kombination
bei kleinen Spannungsamplituden, bei denen der spannungsabhängige Widerstand sehr hochohmig ist,
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praktisch nur aus dem Ohmschen Widerstand und aus dem Kondensator. Die Dämpfungszeitkonstante ist in diesem
Fall gross. Bei grossen Spannungsamplituden hingegen schliesst der spannungsabhängige Widerstand den Ohmschen
Widerstand annähernd kurz, so dass die Dämpfungszeitkonstante entsprechend klein wird.
In besonders wenig aufwendiger Weise hat die Einrichtung das Merkmal, dass als spannungsabhängiger Widerstand eine
Antiparallelschaltung zweier Halbleiterdioden vorgesehen
ist. Jede Halbleiterdiode hat bei kleinen anliegenden Spannungen und bei Belastung durch eine Sperrspannung
einen verhSltnismässig grossen Widerstand, der bei grösseren
Spannungen in Durchlassrichtung auf ein Minimum zurückgeht. Durch die Antiparallel schaltung wird eine nur von dem
Betrag der Spannungsamplitude, nicht aber von der Richtung abhängige Widerstandsänderung erzielt.
Die Einrichtung mit den Dämpfungsmassnahmen zum Verhindern eines Aufschaukeins des Kraftfahrzeugs durch Antriebseinfluss
kann weiter dahingehend ausgestaltet werden, dass zwischen der Dampfungsschaltungsanordnung und dem Regler
ein Vergleicher angeordnet ist, dessen einer Eingang über die Dampfungsschaltungsanordnung mit dem ersten Stellungsgeber
in Verbindung steht und dessen anderer Eingang mit einer der Motordrehzahl proportionalen Spannung beaufschlagt
wird.
Bei einer derartigen Einrichtung wird der Motor auf eine konstante Motordrehzahl geregelt, wobei die Motordrehzahl
von der Gaspedalstellung vorgegeben wird. Dadurch haben Belastungsänderungen des Motors, die beispielsweise bei
Steigungen oder Gefällen auftreten, keinen Einfluss auf die Fahrgeschwindigkeit, die vielmehr mit einer solchen
Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der Fahrgeschwindigkeit konstant eingehalten wird.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer auf konstante Drehzahl regelnden Einrichtung mit Dämpfungsschaltungsanordnung
und
Fig. 2 ein detaillierteres Schaltbild der elektrischen. Dämpfungsschaltungsanordnung.
Die Einrichtung nach Fig. 1 umfasst einen elektrischen Regler 1, der im wesentlichen aus einem Vergleicher 2,
einem diesem nachgeschalteten Verstärker 3 und einer Stellvorrichtung 4 besteht. Die Stellvorrichtung umfasst
einen elektrischen Servomotor 5, ein Stellorgan 6 und eine zwischen diesen beiden Elementen angeordnete elektromagnetische
Kupplung 7. Ferner weist der Regler 1 einen mit dem Stellorgan 6 verbundenen Stellungsgeber 8 auf,
der eine der jeweiligen Position des Stellungsgebers 8 proportionale Spannung an einen Istwerteingang 2a des
Vergleichers 2 abgibt. Der zweite Eingang, ein Sollwerte eingang 2b, des Vergleichers steht mit einem als veränderlicher
Widerstand ausgebildeten Stellungsgeber 9 in Verbindung, der mit dem Gaspedal 10 des Kraftfahrzeugs gekuppelt
ist. - Der Vergleicher 2 besteht aus der Reihenschaltung zweier Widerstände, die an ihren freien Enden
mit den vergleichenden Signalen beaufschlagt werden. Die miteinander verbundenen Enden der Widerstände bilden den
Vergleicherausgang.
Das Spannungssignal, das der Stellungsgeber 9 in Abhängigkeit
von der jeweiligen Stellung des Gaspedals 10 liefert, wird über eine elektrische Dämpfungsschaltungsanordnung 11,
die weiter unten näher beschrieben wird, über einen zweiten Vergleicher 12 und einen Verstärker 13 zu dem Sollwerteingang
2b geleitet. Die Einrichtung ist aber auch funktionsfähig, wenn der zweite Vergleicher 12 entfällt und der Aus-
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gang der Dämpfungsschaltungsanordnung 11 über den Verstärker
13 unmittelbar mit dem Sollwerteingang 2b in
Verbindung steht.
Wenn der zweite Vergleicher 12 vorgesehen ist, so wird sä.η zweiter Eingang mit einem motordrehzahlproportionalen
Spannungssignal beaufschlagt. Dieses Spannungssignal
wird aus einem Frequenzsignal von der Klemme 1 des Kraftfahrzeugbordnetzes über eine Störschutzstufe 14 mittels
eines Umsetzers 15 gewonnen. Damit wird eine Regeleinrichtung gebildet, die in jeder Gaspedalstellung ein Fahren
mit einer konstanten Fahrgeschwindigkeit unabhängig von Belastungsänderungen des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
Die Einrichtung nach Fig. 1 arbeitet so, dass bei einem Verschwenken des Gaspedals 10 durch den Fahrer der Stellungsgeber
9 ein geändertes Spannungssignal an die Dämpfungsschal
tungsanordnung 11 und über diese an den Vergleicher 12 abgibt. Der Vergleicher 12 steuert über den
Vergleicher 2 den Servomotor 5 an. Dieser betätigt über das Stellorgan 6 die Einspritzpumpe 16 beispielsweise
im Sinne einer Drehzahlerhöhung. Die Positionsänderung des Stellorgans 6 bewirkt eine Änderung des Ausgangssig-•
nals des Stellungsgebers 8, wodurch die Spannung am Istwerteingang
2a des Vergleichers 2 anwächst. Ausserdem erfolgt
durch die Drehzahländerung des Motors auch eine Änderung der Ausgangsspannung des Umsetzers 15 und damit
am Eingang des Vergleichers 12. Beide Vorgänge führen solange zu einer Verstellung des Stellorgans 6, bis ein
neuer Gleichgewichtszustand an dem Vergleicher 12 und an dem Vergleicher 2 hergestellt ist. Der Motor läuft dann
mit einer der Gaspedalverschwenkung entsprechenden Drehzahl. Ändert sich die Belastung des Motors bei^ielsweise
dadurch, dass das Fahrzeug an eine Steigung gelangt, so vermindert sich die Spannung am Ausgang des Umsetzers 15
aufgrund der sinkenden Drehzahl. Dies führt zu einer Ände-
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- β 10
rung des Ausgangssignals des Vergleichers 12 und über den Regler 1 zu einer Verstellung des Stellorgans und
der Einspritzpumpe 16. Dieser Vorgang läuft solange ab, bis am Ausgang des Umsetzers 15 die Spannung wieder zum
Erreichen eines Gleichgewichts an beiden Vergleichern 12 und 2 ansteigt. Somit ist das Fahrzeug bei beibehaltener
Stellung des Gaspedals auf eine konstante Geschwindigkeit geregelt.
In Fig. 2 ist die Schaltungsanordnung der DämpfungsschaltungsanOrdnung
11 zwischen der Eingangsklemme 17 und der Ausgangskiemmß 18 genauer dargestellt. Die Dämpfungsschaltungsanordnung
besteht aus einer ein Verzögerungsglied ergebenden Widerstands-Kondensator-Kombination 19, 20.
Dem Widerstand 19, der als Ohmscher Widerstand ausgebildet ist, ist eine Antiparallelschaltung zweier Halbleiterdioden
21, 22 parallel geschaltet.
Die Dämpfungsschaltungsanordnung wirkt in der Weise, dass bei der voranstehend im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen
willkürlichen Betätigung des Gaspedals 10, bei der verhältnismässig
grosse Spannungsamplituden an der Eingangsklemme 17 auftreten, die Halbleiterdioden 21, 22 den 0hmschen
Widerstand 19 praktisch kurzschliessen, so dass die Zeitkonstante der Dämpfungsschaltungsanordnung klein ist.
Die voranstehend beschriebenen Vorgänge laufen daher praktisch verzögerungsfrei ab.
Wenn jedoch der Fahrer in unbeabsichtigter Weise durch Stösse auf das Kraftfahrzeug, die durch die weiche Aufhängung
des Dieselmotors und durch Elastizitäten der Kardanwelle bedingt sind, das Gaspedal zunächst um einen verhältnismässig
kleinen Betrag auslenkt, so dass der Stellungsgeber 9 nur entsprechend kleine Spannungsamplituden abgibt,
so sind die Halbleiterdioden 21, 22 der Dämpfungsschaltungsanordnung
in ihrem hochohmigen Kennlinienbereich.Zusammen.
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-STAK
mit dem Ohmschen Widerstand 19 ergeben diese hochohmigen Diodenwiderstände eine grosse Zeitkonstante der Widerstands-Kondensator-Kombination.
An der Eingangsklemme 17 auftretende kleine Spannungsschwingungsamplituden werden
daher unterdrückt, so dass nur ein Mittelwert dieser Spannung von der Ausgangskiemme 18 zur weiteren Verarbeitung
in dem Regler abgenommen werden kann. Dadurch wird ein unerwünschtes Aufschwingen des Kraftfahrzeugs durch
AntriebseinflUsse sicher vermieden.
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- AO. -
Leerseite
Claims (4)
- PatentansprücheEinrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem vom Fahrzeugführer betätigbaren Gaspedal und mit Mitteln zum Übertragen dessen Bewegung auf ein die Füllung eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors beeinflussendes Element, insbesondere auf eine Einspritzpumpe, die einen elektrischen Regler umfassen, dessen Sollwerteingang mit dem Ausgangssignal eines ersten, mit dem Gaspedal gekuppelten elektrischen Stellungsgebers und dessen Istwerteingang mit dem Ausgangssignal eines zweiten elektrischen Stellungsgebers beaufschlagt ist, der mit einem Stellorgan des die Füllung beeinflussenden Elements gekuppelt ist,dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterdrückung unwillkürlich durch den Fahrzeugführer verursachter Stellungsänderungen des die Füllung beeinflussenden Elements (Einspritzpumpe 16) zwischen dem ersten Stellungsgeber (9) und dem Sollwerteingang (2b) des elektrischen Reglers (1) eine elektrische Dämpfungsschaltungsanordnung (11) angeordnet ist, deren Dämpfungszeitkonstante von der von dem Stellungsgeber (9) abgegebenen Spannungsamplitude in der Weise abhängig ist, dass bei kleinen Spannungsamplituden die Zeitkonstante gross ist und bei grossen Spannungsamplituden klein ist.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.dass die Dämpfungsschaltungsanordnung aus einer Widerstands-Kondensator-Kombination (19# 20) besteht, in der parallel zu dem Ohmschen Widerstand (19) mindestens ein spannungsabhängiger Widerstand angeordnet ist.030012/0402' '■'"■'"' ORIGINAL INSPECTED
- 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als spannungsabhängiger Widerstand eine Antiparallelschal tung zweier Halbleiterdioden (21, 22) vorgesehen ist.
- 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dämpfungsschal tungsanordnung (11) und dem Regler (1) ein Vergleicher (12) angeordnet ist, dessen einer Eingang über die Dämpfungsschaltungsanordnung (11) mit dem ersten Stellungsgeber (9) in Verbindung steht und dessen anderer Eingang mit einer motordrehzahlproportionalen Spannung beaufschlagt wird.030012/0402
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OI | Miscellaneous see part 1 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |