DE3608790C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine für Kraftfahrzeuge
mit Vortriebs- und Geschwindigkeitskonstantregelung
vorgesehene Vorrichtung, mit einer in den Kraftübertragungsweg
von einem Antriebssteuerpedal, d. h. einem
Gaspedal oder einem entsprechenden Steuerhebel, zu einem
Stellglied des Fahrzeug-Antriebsmotors, z. B. der Drosselklappe
eines Otto-Motors, dem Stellhebel der Einspritzpumpe
eines Diesel-Motors oder dergleichen, eingefügten
Übertragungseinrichtung, an der eine Vortriebsregeleinrichtung
angreift.
Es sind bereits Vortriebsregelungen bekannt, die bei zu
hohem Antriebsschlupf in den Kraftübertragungsweg von dem
Gaspedal zu dem Stellglied des Antriebsmotors, d. h. der
Drosselklappe oder des Einspritzpumpen-Stellhebels, eingreifen
und die Antriebsleistung des Motors reduzieren.
Sobald der Kraftschluß zwischen dem Reifen und der Straße
wieder ausreicht, wird darauf mit Hilfe dieser Regelung
die Antriebsleistung wieder hoch geregelt. In den DE
30 21 116 A1 und DE 33 37 664 A1 sind derartige Systeme beschrieben,
bei denen die Hilfsenergie, die die Drosselklappe
oder den Stellhebel entgegen der auf das Gaspedal
ausgeübten Betätigungskraft zurückgestellt, in Form von
hydraulischer Energie aufgebracht wird. Die Verwendung
von Elektromotoren zur Erzeugung der Rückstellmomente ist
ebenfalls bekannt.
Es gibt auch schon Regeleinrichtungen zur Konstanthaltung
der vorgewählten Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges.
Hierzu kann man z. B. elektrische Stellmotoren verwenden,
die anstelle des Gaspedals die Drosselklappe oder die
Einspritzpumpe des Antriebsmotors verstellen.
Es bietet sich an, Fahrzeuge mit voneinander unabhängigen
Systemen zur Vortriebs- und zur Geschwindigkeitskonstantregelung
auszurüsten. Der hierfür erforderliche Aufwand
ist hoch. Da beide Systeme sich widersprechende Befehle
erzeugen können, sind Vorkehrungen zu treffen, um dadurch
bedingte Störungen, ständiges Umschalten usw., zu ver
hindern.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine
baulich einfache, mit vergleichsweise geringem Aufwand
herstellbare Vorrichtung zu entwickeln, die sowohl zur
Vortriebs- als auch Geschwindigkeitskonstantregelung
dient. Eine Entkoppelung beider Regelarten zur Vermeidung
der vorgenannten Nachteile sollte gewährleistet sein.
Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe in einfacher,
technisch fortschrittlicher Weise durch eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren
Weiterbildung darin besteht, daß die Übertragungseinrichtung
zwei drehbar gelagerte, in Pedalbetätigungsrichtung
durch eine Kopplungsfeder und in Pedal-Rückstellrichtung
durch gegenseitige Anschläge gekoppelte
Hebel aufweist, von denen ein Hebel mit dem Pedal, der
zweite Hebel mit dem Stellglied und mit der
Vortriebsregeleinrichtung in Eingriff stehen, daß ein
gemeinsamer Stellmotor für die Vortriebs- und für die
Geschwindigkeitskonstantregelung vorgesehen ist, der über
ein selbsthemmendes Getriebe, über ein schaltbares Reibradgetriebe
und über Koppelglieder, d. h. Gestänge oder
Seilzüge, entweder mit dem mit dem Pedal in Eingriff
stehenden Hebel oder mit dem zweiten Hebel koppelbar ist,
wobei der Stellmotor und/oder das Reibradgetriebe in Abhängigkeit
von dem Drehverhalten der angetriebenen Räder
steuerbar bzw. schaltbar sind.
Erfindungsgemäß wird also mit Hilfe eines gemeinsamen
Stellmotors, der je nach Schaltstellung des zugehörigen
Reibradgetriebes mit dem pedalseitigen Hebel oder mit dem
Entkopplungshebel der Kraft-Übertragungseinrichtung in
Eingriff steht, entweder der Vortrieb geregelt oder die
Fahrzeuggeschwindigkeit konstant gehalten. Dabei ist
sichergestellt, daß sich während der Vortriebsregelung
eine Erhöhung der Pedalkraft nicht auf die Stellung der
Drosselklappe bzw. des Stellhebels auswirkt, wogegen eine
Reduzierung der auf das Gaspedal ausgeübten Kraft in
jeder Regelphase auf das Stellglied übertragen wird.
Außerdem ist sichergestellt, daß während der Geschwindigkeitskonstantregelung
jederzeit durch Erhöhung der Pedalkraft
das Fahrzeug beschleunigt werden kann.
Das Reibradgetriebe der erfindungsgemäßen Vorrichtung
läßt sich auf sehr einfache Weise mit Hilfe einfacher
Elektromagnete mit der Vortriebs- oder mit der Geschwindigkeitsregelung
in Eingriff bringen oder in eine
Leerlaufschaltposition bringen.
Einige besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der
Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung
hervor.
Diese Abbildung zeigt in schematischer, vereinfachter und
teils symbolischer Darstellung die wesentlichen Bauteile
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Vortriebs- und
Geschwindigkeitskonstantregelung.
Zwischen einem Antriebssteuerpedal 1, üblicherweise ein
Gaspedal, und dem Stellglied eines Kraftfahrzeugs-
Antriebsmotors, z. B. einer Drosselklappe 2, befindet sich
eine Pedalkraft-Übertragungseinrichtung. Diese besteht im
vorliegenden Fall im wesentlichen aus den beiden Zugstangen
oder Seilzügen 3, 4 und aus zwei drehbar gelagerten
Hebeln 5, 6. Der Hebel 5 ist über die Stange oder
den Seilzug 3 direkt mit dem Gaspedal 1 verbunden,
während der sogenannte Entkopplungshebel 6 über das Seil
oder die Stange 4 mit der Drosselklappe 2 im Eingriff
steht.
Bei Betätigung des Pedals 1 wird eine Zugkraft in
Richtung der Pfeile 7, 7′ auf die Drosselklappe 2 übertragen.
Bei Entlastung des Pedales 1 wird die Drosselklappe
2 durch eine Rückstellfeder 8 in die dargestellte
Ruhelage, die Schließlage, zurückgedreht. An dem Gaspedal
1 greift ebenfalls eine Rückstellfeder 9 an.
Die beiden Hebel 5, 6 sind in Pedal-Betätigungsrichtung,
die durch die Pfeile 7, 7′ symbolisiert ist, durch eine
Koppelfeder 10, hier eine Schenkelfeder, verspannt,
während in Gegenrichtung zwei gegenseitige Anschläge
11, 12 Rückstellkräfte übertragen.
Ein Elektromotor, dessen Drehrichtung umkehrbar ist,
dient der bei der Vortriebsregelung VR als auch bei der
Geschwindigkeitskonstantregelung GR als Stellmotor 13. Am
einfachsten ist ein solcher Stellmotor 13 durch einen
Gleichstrom-Motor zu realisieren, dessen Drehrichtung
durch Umpolung der Versorgungsspannung umgekehrt werden
kann. An der Abtriebswelle des Stellmotors 13 sitzt ein
selbsthemmendes Getriebe 14, das in dem dargestellten
Beispiel eine Schneckenwelle 15 besitzt, die ein Zahnrad
16 antreibt. Mit Hilfe eines schaltbaren Reibradgetriebes
17 wird die Drehbewegung des Zahnrades 16 über ein durch
Zugmagnete 18, 19 verschwenkbares Koppelrad 20 entweder
auf ein Reibrad 21 oder ein zweites Reibrad 22 übertragen.
Die Verbindung der Reibräder 21 und 22 zu dem
Entkoppelungshebel 6 der Übertragungseinrichtung bzw. zu
dem pedalseitigen Hebel 5 übernimmt jeweils ein Gestänge
23, 24 bzw. 25, 26. Die beiden Arme 23, 24 bzw. 25, 26 der
Gestänge sind jeweils derart miteinander in Eingriff, daß
sie nur Zugkräfte übertragen können. Entkopplungsfedern
27, 28 stellen die dargestellte gegenseitige Lage der Arme
23, 24 bzw. 25, 26 nach einer Belastung des Gestänges in
Gegenrichtung, d. h. auf Druck, wieder her.
Der Stellmotor 13 und die Schaltmagnete 18, 19 des Reibradgetriebes
17 werden durch elektrische Signale gesteuert,
die in einem elektronischen Regler 29 (29′, 29′′)
erzeugt und über Signalleitungen 30, 31 übertragen werden.
Dieser Regler 29 enthält festverdrahtete oder programmgesteuerte
elektronische Schaltkreise VR, GR, mit denen sich
die erforderlichen Vortriebs- und Geschwindigkeits-Regelsignale
aus dem Drehverhalten der angetriebenen Räder
ableiten lassen. Hierzu werden dem Regler über die
Signaleingänge S₁, S₂, die durch Pfeile symbolisiert
sind, elektrische Signale zugeführt, die die
Informationen über das Raddrehverhalten enthalten. Beispielsweise
können solche Signale mit induktiven Radsensoren
bekannter Bauart gewonnen werden. Über weitere
Signaleingänge S₃, S₄ können z. B. Schalter oder
Schalteinrichtungen angeschlossen werden, über die die
Vortriebsregelung VR oder die Geschwindigkeitsregelung GR
aktiviert werden.
Die elektronischen Schaltkreise für die Vortriebs- und
für die Geschwindigkeitskonstantregelung VR und GR können
getrennt sein oder, wie hier durch Strichelung der
Trennungslinie zwischen der Vortriebs- und der Geschwindigkeitskonstantregelung
29′, 29′′ angedeutet ist,
durch eine gemeinsame Schaltungsanordnung realisiert
werden.
Die beschriebene Ausführungsart der erfindungsgemäßen
Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Solange weder Vortriebs- noch Geschwindigkeits(konstant)-
Regelung in Betrieb sind, wird jede Bewegung des
Gaspedals 1 gegen die Kraft der Rückstellfedern 8 und 9
direkt auf die Drosselklappe 2 übertragen. Die beiden
Hebel 5, 6 bleiben auf Anschlag. Der Kraftübertragungsweg
in Betätigungs- und Rückstellrichtung ist über die
Entkopplungsfeder 10 geschlossen.
Wird nun durch die Radsensoren, die an den Eingängen
S₁, S₂ des Reglers 29 angeschlossen sind, Antriebsschlupf
signalisiert, tritt der Regler 29 in Funktion.
Der Elektromagnet 18 zieht das Schalt-Reibrad bzw. das
Koppelrad 20 an, so daß nun der Stellmotor 13 über das
selbsthemmende Schneckengetriebe 14, über das Reibradgetriebe
17 und über das Gestänge 23, 24 mit dem Entkopplungshebel
6 in Eingriff gelangt. Eine Drehung des
Reibrades 21 im Uhrzeigersinn - bezogen auf die beigefügte
Abbildung - wirkt sich als Zugkraft auf den Arm 24
des Gestänges aus und führt über den Hebel 6 sowie den
Seilzug 4 zu einer Zurückstellung der Drosselklappe 2 und
damit zur Reduzierung der Antriebsleistung des Fahrzeugmotors.
Durch die Verdrehung des Hebels 6 gehen die Anschläge
11, 12 auf Distanz. Der Fahrer verspürt wegen der
erhöhten Belastung der Entkopplungsfeder 10 eine geringe
Erhöhung der Pedal-Rückstellkraft. Tritt der Fahrer
kräftiger auf das Gaspedal 1, wird lediglich die Entkopplungsfeder
10 stärker belastet; die Position der
durch die Vortriebsregelung VR zurückgestellten Drosselklappe
2 wird dadurch nicht verändert. Ein Freigeben des
Gaspedals 1 bzw. ein Reduzieren der Pedalkraft wird
dagegen, sobald die gegenseitigen Anschläge 11, 12 wieder
in Kontakt sind, auf die Drosselklappe 2 übertragen, weil
der Arm 24 des Gestänges 23, 24, der die den Vortrieb
regelnde Stellkraft des Stellmotors 13 überträgt, nur auf
Zug belastbar ist. In Gegenrichtung wird der Arm 23 gegen
den geringen Widerstand der Entkopplungs- bzw. Rückstellfeder
27 durch die angedeutete Bohrung im Arm 23 des
Gestänges 24 hindurchgeschoben.
Das Einschalten der Geschwindigkeitskonstantregelung GR
über den Schaltkreis 29′′, des Reglers 29 führt zum Ansprechen
des Zugmagneten 19 und dadurch zur Kopplung des
Stellmotores 13 über das Schneckengetriebe 14 und das
schaltbare Reibradgetriebe 17 sowie über das Gestänge
25, 26 mit dem pedalseitigen Hebel 5. Auch in diesem Fall
wird über das Gestänge 25, 26 nur Zug übertragen, wodurch
erreicht wird, daß auch während des Betriebs der Geschwindigkeitskonstantregelung
GR der Fahrer jederzeit
mit dem Gaspedal 1 die Drosselklappe 2 in Richtung zu
höherer Motorleistung verstellen kann. Die Gaspedalbetätigung
besitzt also Vorrang gegenüber der Geschwindigkeitskonstantregelung,
damit der Fahrer beim Überholen
oder in Notsituationen das Fahrzeug über die eingestellte
konstante Geschwindigkeit hinaus beschleunigen kann.
Claims (8)
1. Vorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Vortriebs- und
Geschwindigkeitskonstantregelung, mit einer in den
Kraftübertragungsweg von einem Antriebssteuerpedal,
d. h. einem Gaspedal oder einem entsprechenden
Steuerhebel, zu einem Stellglied des Fahrzeug-Antriebsmotors,
z. B. der Drosselklappe eines Otto-
Motors, dem Stellhebel der Einspritzpumpe eines
Diesel-Motors oder dergleichen, eingefügten Übertragungseinrichtung,
an der eine Vortriebsregeleinrichtung
angreift, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übertragungseinrichtung zwei drehbar
gelagerte, in Pedalbetätigungsrichtung durch eine
Kopplungsfeder (10) und in Pedal-Rückstellrichtung
durch gegenseitige Anschläge (11, 12) gekoppelte
Hebel (5, 6) aufweist, von denen ein Hebel (5) mit
dem Pedal (1), der zweite Hebel (6) mit dem Stellglied
(2) und mit der Vortriebsregeleinrichtung in
Eingriff stehen, daß ein gemeinsamer Stellmotor (13)
für die Vortriebs- und für die Geschwindigkeitskonstantregelung
vorgesehen ist, der über ein
selbsthemmendes Getriebe (14), über ein schaltbares
Reibradgetriebe (17) und über Koppelglieder
(23, 24; 25, 26) d. h. Gestänge oder Seilzüge, entweder
mit dem mit dem Pedal (1) in Eingriff stehenden
Hebel (5) oder mit dem zweiten Hebel (6) koppelbar
ist, wobei der Stellmotor (13) und/oder das Reibradgetriebe
(17) in Abhängigkeit von dem Drehverhalten
der angetriebenen Räder steuerbar bzw. schaltbar
sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das selbsthemmende Getriebe
(14) als Schneckengetriebe ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Reibradgetriebe
(27) mit Hilfe von Elektromagneten (18, 19) schaltbar
ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Reibradgetriebe
(17) in eine Leerlaufstellung schaltbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden
Hebel (5, 6) der Übertragungseinrichtung jeweils über
ein Gestänge (23, 24; 25,26), das je nach Anordnung
entweder nur Druck oder nur Zug überträgt und eine
gegenläufige Verdrehung der Hebel (5, 6) zuläßt, mit
dem Reibradgetriebe (17) verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß im Kraftübertragungsweg der das
Reibradgetriebe (17) mit den Hebeln (5, 6) verbindenden
Koppelglieder (23, 24; 25, 26) Entkopplungsfedern
(27, 28) eingefügt sind, die bei gegenläufiger Verdrehung
der Hebel (5, 6) eine Rückstellkraft erzeugen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stellmotor
(13) und das Reibradgetriebe (17) durch
elektronische Signale, die durch elektronische,
festverdrahtete oder programmgesteuerte Schaltkreise
(VR; GR) aus dem Drehverhalten der angetriebenen
Räder ableitbar sind, steuerbar bzw. schaltbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß handbetätigte
Schalter zur Anschaltung des Reibradgetriebes (17)
an die Vortriebsregelung (VR) oder an die Geschwindigkeitskonstantregelung
(GR) vorhanden sind.
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