EP0250873B1 - Vorrichtung zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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EP0250873B1
EP0250873B1 EP87107711A EP87107711A EP0250873B1 EP 0250873 B1 EP0250873 B1 EP 0250873B1 EP 87107711 A EP87107711 A EP 87107711A EP 87107711 A EP87107711 A EP 87107711A EP 0250873 B1 EP0250873 B1 EP 0250873B1
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EP
European Patent Office
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motor vehicle
vehicle engine
engine
lwe
load
Prior art date
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EP87107711A
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English (en)
French (fr)
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EP0250873A3 (en
EP0250873A2 (de
Inventor
Heinrich Berglar
Rolf Küpper
Winfried Menge
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Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella KGaA Huek and Co
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • F02D41/107—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration and deceleration

Definitions

  • the invention relates to a device for adjusting the driving speed of a motor vehicle with a setpoint generator, which is coupled to an accelerator pedal, and with an adjusting device which can be controlled by the setpoint generator and which influences an element which influences the ratio of the fuel-air mixture supplied to the motor vehicle engine.
  • an engine throttle valve acts, with a load change device being arranged between the setpoint generator and the adjustment device, by means of which the element can be adjusted in two stages and in stages delayed by a delay in the event of a setpoint change which corresponds to a load change of the motor vehicle engine from overrun to train operation and the second stage corresponds to the position of the element at the final setpoint.
  • the motor vehicle engines are usually now elastically mounted in the body.
  • this elastic mounting of the motor vehicle engine in the body enables the relative movement of the motor vehicle engine with respect to the motor vehicle body, which is particularly stimulated by a load change of the motor vehicle engine from overrun to train operation or vice versa.
  • Such a device for adjusting the driving speed of a motor vehicle is known from JP-A-60 178940, in which in the event of a change in the setpoint of the setpoint generator by changing the position of the accelerator pedal in the direction from overrun mode to train mode, in particular also when changing the load from overrun mode to train mode a device is effective, which is arranged between the setpoint device and the adjusting device. In the event of such a change in the setpoint, this device adjusts the element in two stages and in the stages delayed by a delay time. In this device, the second stage corresponds to the position of the element at the new final setpoint.
  • this generic device has the particular disadvantage that the cause of the jerking, namely in particular when the motor vehicle is accelerating or decelerating strongly, the relative movement of the motor vehicle engine relative to the motor vehicle body is not eliminated. That is, e.g. If the element influencing the fuel-air mixture of the engine is actuated in the sense of an acceleration of the motor vehicle engine, and the motor vehicle engine changes its operating state from overrun to train operation, the motor vehicle engine is thereby set into a relative movement to the body even when using the known device.
  • the motor vehicle engine moves beyond the equilibrium position of the motor vehicle engine, which occurs after the setpoint value change and the acceleration process and corresponds to the respective throttle valve end position, and then swings into this equilibrium position in a damped oscillation around the equilibrium position.
  • the known device can only prevent the rocking of this vibration and thus the vibration of the body.
  • the occurrence of the damped vibration and thus the loss of comfort cannot be prevented.
  • the overshoot of the motor vehicle engine beyond the equilibrium position leads to the motor vehicle engine striking body parts and thereby damaging the engine and / or body parts.
  • the elastic mounting of the engine in the body can also be damaged by such strong vibrations.
  • the known device has the further disadvantage that it is only effective when there is a change in the setpoint in the direction from overrun to train operation of the motor vehicle. This device is ineffective when there is a change in the setpoint in the direction from the train operation to the overrun operation of the motor vehicle, in which the above-mentioned jerking can also occur.
  • the known device has the disadvantage that the gradual and delayed adjustment of the element described there should be effective with every setpoint change in the direction from overrun to train operation, which in particular with slight setpoint changes that do not correspond to a load change of the motor vehicle engine delayed adjustment of the element and thus lead to a slower reaction of the motor vehicle engine and the motor vehicle, which leads to a loss of driving dynamics.
  • a device for adjusting the driving speed of a motor vehicle is known from DE-OS 32 09 463, in which measures are also taken to prevent the motor vehicle from jerking when the load on the motor vehicle engine changes.
  • the fuel-air mixture of the motor vehicle engine is influenced in the connecting line between the setpoint generator and the send element switched an electrical filter, which is to suppress the forwarding of setpoint changes in the range of the jerk frequency. This is to prevent the vehicle body from rocking due to periodic actuation of the accelerator pedal when jerking occurs.
  • the known device does not take into account the mechanical properties of the respective motor vehicle engine, coupled with the respective motor vehicle body. An adaptation to mechanical engine / body characteristics is not possible.
  • the invention has for its object to improve the generic device in such a way that the jerking of the motor vehicle when changing the load of the motor vehicle engine is causally reduced both when changing from pushing operation to pulling operation and when changing from pulling operation to pushing operation.
  • the load change device is also effective in the event of a load change from train operation to overrun operation of the motor vehicle engine, and in that the first stage is selected such that the maximum deflection of the motor vehicle engine that occurs has the value that after adjustment of the element in the second stage as static deflection.
  • a change in the setpoint is an actuation of the accelerator pedal such that a new setpoint, the end setpoint, is set, starting from an initial setpoint.
  • This setpoint change is detected by the load change device and the element influencing the fuel-air mixture supplied to the motor vehicle engine is adjusted accordingly. If the change in setpoint corresponds to a change in position of the element in which there is no load change of the motor vehicle engine, the element is immediately adjusted to the new end position when the change in setpoint occurs. However, if the change in the setpoint corresponds to a change in position of the element in which a load change of the motor vehicle engine occurs, the element is adjusted in stages and in the stages with a delay, the end position of the element being reached with the adjustment in the last position.
  • the change in position of the element corresponds to a load change of the motor vehicle engine if the initial position of the element corresponds to the pulling operation of the internal combustion engine and the end position of the element to be reached corresponds to the overrun operation of the internal combustion engine or vice versa.
  • the load change device is also effective in the event of a load change from train operation to overrun operation of the motor vehicle engine, as a result of which the jerking of the motor vehicle, which also occurs with this type of load change, is effectively avoided.
  • the first stage of the adjustment of the element is selected such that the maximum deflection of the motor vehicle engine that occurs has the value which is established as a static deflection after the element has been adjusted to the second stage.
  • the device according to the invention has the particular advantage that with the occurrence of a change in the setpoint value, which corresponds to a load change of the motor vehicle engine, the element is not immediately adjusted to the new end position, as in the prior art, but that the element is adjusted in stages.
  • the deflection of the motor vehicle engine relative to the motor vehicle body is significantly less than in the prior art, and the vibration of the motor vehicle engine relative to the motor vehicle body is at least substantially reduced in amplitude.
  • the solution according to the invention has the further advantage that the vibration of the motor vehicle engine also decays significantly faster than in the prior art. Overall, the jerking of the motor vehicle engine during load changes can thus be considerably reduced with the device according to the invention, and no loss of comfort when accelerating or decelerating the motor vehicle has to be accepted when using the device according to the invention.
  • the device according to the invention can be constructed simply and inexpensively and can be adapted simply and effectively to different motor vehicle engines coupled with different motor vehicle bodies by the choice of the amplitude of the stages and by changing the delay times.
  • an accelerator pedal (F) is mechanically coupled to a setpoint generator (S), which determines the rotational position of the accelerator pedal (F) relative to the force vehicle, on which the accelerator pedal is rotatably attached, converted into a proportional electrical variable.
  • the electrical output variable of the setpoint generator is fed to a load change device (LWE) which, depending on the output signal of the setpoint generator (S), in turn generates an output signal which is fed to an adjusting device (V).
  • the throttle valve (DK) is adjusted as the element influencing the ratio of the fuel-air mixture supplied to the motor vehicle engine (not shown in FIG. 1).
  • the respective position of the throttle valve (DK) is detected by a feedback device (R) which generates an output signal which is fed to the load changing device (LWE).
  • the setpoint generator (S) advantageously generates an electrical resistance value as an output signal, which is proportional to the position of the accelerator pedal (F).
  • the adjusting device (V) can be a simple electric motor which is mechanically coupled to the throttle valve (DK) and whose rotational position can be changed by changing the motor current supplied to the motor.
  • the adjustment device (V) can also be a pneumatic servomotor which is mechanically coupled to the throttle valve (DK) and whose position can be changed by changing the application of overpressure or underpressure.
  • the adjusting device (V) can also be an electrical adjusting device which additionally has the function of known speed controllers.
  • the feedback device (R) can be an electrical potentiometer that is mechanically coupled to the throttle valve (DK) and changes its resistance value depending on the position of the throttle valve (DK). This resistance value can then be queried and evaluated by the load change device (LWE).
  • the load change device (LWE) is advantageously designed as part of a microcomputer, consisting of a microprocessor, non-volatile memories, random access memories and input and output modules, in order to change the load change function performed by the load change device (LWE), e.g. due to changes to the motor vehicle engine, simply having to change the program stored in the non-volatile memory of the microcomputer for processing the load change function.
  • FIG. 2 shows the procedural steps of the load change function that takes place in the load change device (LWE) of the device according to the invention according to FIG. 1.
  • This load change function is stored as a microcomputer program in the non-volatile memory of the microcomputer of the load change device (LWE) and is continuously processed by the microcomputer as a loop. That is, if the setpoint is passed on to the adjusting device according to FIG. 2, the microcomputer starts anew with the query whether the load change function is already effective.
  • a query is made as to whether the load change function is already effective. If the load change function is not yet effective, you are asked whether an accelerator pedal movement towards full throttle has been determined.
  • An accelerator pedal movement in the direction of full throttle means that the motor vehicle driver presses the accelerator pedal (F) harder to accelerate the motor vehicle.
  • the setpoint generator (S) coupled to the accelerator pedal (F) generates a corresponding electrical output signal which is fed to the load changing device (LWE).
  • the corresponding amplitude of the first stage in which the throttle valve (DK) of the motor vehicle engine is to be adjusted and the value for the delay time in which the throttle valve (DK) is to be held in the first stage loaded from a memory of the microcomputer.
  • the amplitude of the first stage is dependent on the strength of the pedal movement in the direction of full throttle, that is to say on the size of the change in the setpoint.
  • the amplitude of the first stage can also be selected as a function of the engine speed before the accelerator pedal is actuated and / or the driving speed and / or the engine temperature.
  • the duration of the delay time can also be selected depending on the size of the setpoint change, the engine speed, the driving speed and / or the engine temperature.
  • the setpoint value supplied by the load change device (LWE) to the adjusting device (V) is kept at the amplitude of the first stage and a counter for counting down the specified delay time started. If the accelerator pedal movement when moving in the direction of full throttle is smaller than the predefined load change threshold, then the setpoint delivered by the setpoint generator (S) to the load changeover device (LWE) becomes direct without holding the setpoint in a first stage and without a delay time by the load changeover device to the adjusting device (V) passed on.
  • the load change threshold mentioned in FIG. 2 is a value which can be determined in various ways by the load change device (LWE).
  • the position of the motor vehicle engine can be measured by a position meter relative to the motor vehicle body, for example by arranging a linear potentiometer between the motor vehicle engine and the motor vehicle body, the grinder of which is fastened, for example, to the engine block of the motor vehicle engine and the housing of which is fastened to the motor vehicle body.
  • the position of the position potentiometer is then dependent on the position of the motor vehicle engine relative to the motor vehicle body and enables a statement to be made as to whether the motor vehicle engine is in overrun or train operation.
  • the load change device can determine the load change threshold mentioned in FIG. 2, whereby further parameters such as the speed of the motor vehicle engine, the driving speed or the engine temperature can be taken into account.
  • This load change threshold is then comparable with the value and the direction of the change in the setpoint of the setpoint generator (S); either by means of a comparator or by means of a corresponding comparison operation which is designed as part of the microcomputer program stored in the microcomputer.
  • This idling characteristic of the motor vehicle engine is a function which, depending on the speed of the motor vehicle engine, indicates the associated throttle valve position when the motor vehicle engine is unloaded. If the throttle valve position at a given engine speed is greater than the throttle valve position value of the engine idling characteristic corresponding to the engine speed, the motor vehicle engine is in the traction mode. If the respective measured value of the engine throttle valve position is smaller than the value of the throttle valve position of the engine idling characteristic of the unloaded engine, the motor vehicle engine is in overrun mode. After the setpoint difference has been determined, as already explained in the previous paragraph, the setpoint change can be compared with the load change threshold, the load change threshold corresponding to the throttle valve position at a given engine speed of the unloaded motor vehicle engine.
  • the value of the load change thresholds according to FIG. 2 can also be selected depending on other sizes.
  • the load change threshold can also be selected depending on the engine temperature, e.g. to to avoid extreme accelerations when the motor vehicle engine is cold and thus to reduce wear on the motor vehicle engine when it is warming up.
  • the load change function continues to query whether the accelerator pedal movement and thus the setpoint change is less than a predetermined load change threshold, the load change threshold of this query being the same value as an accelerator pedal movement in the direction of full throttle.
  • the value of the load change threshold can also be selected depending on the direction of the accelerator pedal movement and thus on the signs of the setpoint change.
  • the setpoint for the adjusting device is set to the first stage again and held there and the counter is started to count down the delay time. If, when the accelerator pedal position changes in the direction of idling of the motor vehicle engine, there has been no change in the setpoint value which corresponds to a load change of the motor vehicle engine, the setpoint value which corresponds to the new accelerator pedal position is passed on to the adjusting device without intermediate stages and without delay.
  • the load change device starts again with the processing of the microcomputer program on which the load change function is based.
  • the question of whether the load change function is already effective is now answered with yes.
  • Another query ascertains whether there has been no change in the direction of movement of the accelerator pedal. If there has been no change in the direction of movement of the accelerator pedal, the system continues to query whether the counter's delay time has not yet expired. If the delay time of the counter has not yet expired, the counter of the delay time is decremented by another unit. If the delay time has expired, the Load change function switched off. This means that the final setpoint corresponding to the accelerator pedal end position is passed on to the adjusting device, so that the engine throttle valve is adjusted accordingly by a further second stage of the new accelerator pedal position after this functional step.
  • the load change function is also switched off for safety reasons.
  • This has the advantage that e.g. If the accelerator pedal is pressed briefly in the direction of full throttle and the accelerator pedal is relieved of load in the idling direction, even if the load change device (LWE) takes effect after the direction of movement of the accelerator pedal has changed, the engine throttle valve is no longer adjusted in the direction of acceleration and dangerous driving situations of the motor vehicle are thus reliably avoided the load change device (LWE) being ineffective if a further setpoint change occurs during the delay time.
  • LWE load changing device
  • FIG. 3 shows the change in the throttle valve position (DK) as a function of the time when a setpoint change occurs, which corresponds to a load change of the motor vehicle engine, to illustrate the function of the device according to the invention.
  • the throttle valve start position of the motor vehicle engine is designated by DKA.
  • DKE denotes the throttle valve end position of the motor vehicle engine after the throttle valve (DK) of the motor vehicle engine has been adjusted by the load changing device (LWE) in accordance with the final setpoint of the setpoint generator (S).
  • the corresponding throttle valve position (DK1) of the first stage is reached.
  • the throttle valve position of the first stage (DK1) is held by the load changing device (LWE) for about 100 milliseconds for the duration of the delay time (TV).
  • the throttle valve is then adjusted in a second stage in the direction of the throttle valve end position (DKE).
  • the throttle valve end position (DKE) then corresponds to the throttle valve position specified by the final setpoint, which is reached at time (T2).
  • the step and delayed adjustment of the throttle valve (DK) in the manner described in the event of a change in the setpoint value which corresponds to a load change of the motor vehicle engine unlike in the prior art, reliably prevents a load change of the motor vehicle engine from causing a significant overshoot of the motor vehicle engine relative to Motor vehicle body occurs due to the elastic mounting of the motor vehicle engine in the motor vehicle body.
  • This advantageous effect of the device according to the invention is due to the fact that with the adjustment of the throttle valve (DK) to the first intermediate stage, the motor vehicle engine overshoots beyond the equilibrium position of the motor vehicle engine relative to the motor vehicle body.
  • This overshoot can, however, be advantageously adjusted by choosing the appropriate amplitude of the first intermediate stage (DK1) and by choosing the duration of the delay time (TV) of the throttle valve end position (DKE) of the motor vehicle engine such that when the throttle valve (DK) is adjusted into the first stage (DK1) occurring maximum deflection of the motor vehicle engine has the value that occurs after the adjustment of the throttle valve (DK) in the second stage (DKE) as a static deflection and the delay time expires when the maximum deflection of the motor vehicle engine after adjustment to the first Level (DK1) occurs.
  • TV delay time
  • DKE throttle valve end position
  • a subjectively detectable loss of acceleration capability is essentially due to the fact that the motor vehicle operator misinterprets the jerking of the motor vehicle which is unavoidable in known devices as acceleration of the motor vehicle.
  • the device according to the invention is primarily simple and inexpensive to use, because only the load changing device (LWE) is to be switched between the setpoint device (S) and the adjusting device (V) in order to achieve the object. Additional measures for the provision and processing of additional input signals required for the function of the load changing device (LWE) are not required, or the required input signals are already available for solving other tasks.
  • An output signal corresponding to the speed of the motor vehicle engine is available in today's motor vehicle due to the frequent use of electronic ignition devices.
  • An output signal of a feedback device which may be required to determine the actual throttle valve position, is often also available in devices for adjusting the driving speed for solving other tasks.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem Sollwertgeber, der mit einem Fahrpedal gekoppelt ist, und mit einer Verstelleinrichtung, die vom Sollwertgeber steuerbar ist und die auf ein das Verhältnis des dem Kraftfahrzeugmotor zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches beeinflussendes Element, vorzugsweise eine Motordrosselklappe, wirkt, wobei zwischen dem Sollwertgeber und der Verstelleinrichtung eine Lastwechseleinrichtung angeordnet ist, durch die bei einer Sollwertänderung, die einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors vom Schubbetrieb zum Zugbetrieb entspricht, das Element in zwei Stufen und in den Stufen um eine Verzögerungszeit verzögert verstellbar ist und die zweite Stufe der Stellung des Elements beim Endsollwert entspricht.
  • Um bei Kraftfahrzeugen die Übertragung von Vibrationen des Kraftfahrzeugmotors auf die Karosserie zu verhindern, werden die Kraftfahrzeugmotoren heute üblicherweise elastisch in der Karosserie gelagert. Diese elastische Lagerung des Kraftfahrzeugmotors in der Karosserie ermöglicht jedoch die relative Bewegung des Kraftfahrzeugmotors gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie, die insbesondere durch einen Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors vom Schubbetrieb zum Zugbetrieb oder umgekehrt angeregt wird.
  • Diese Relativbewegung aufgrund eines Lastwechsels des Kraftfahrzeugmotors kann insbesondere gemeinsam mit der zusätzlichen Elastizität der Kraftübertragung vom Kraftfahrzeugmotor zu den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeugs und gemeinsam mit dem Schlupf der angetriebenen Räder gegenüber dem Untergrund zum sogenannten Ruckeln des Kraftfahrzeugs führen. Das Ruckeln des Kraftfahrzeugs, vor allem bei starken Beschleunigungen und Abbremsungen des Kraftfahrzeugs, kann große Komforteinbußen für die Fahrzeuginsassen zur Folge haben. Dieses Problem kann auch bei Kraftfahrzeugen auftreten, die mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit ausgerüstet sind.
  • Eine derartige Vorrichtung zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges ist aus der JP-A-60 178940 bekannt, bei der bei einer Sollwertänderung des Sollwertgebers durch Änderung der Stellung des Fahrpedals in Richtung vom Schubbetrieb zum Zugbetrieb, also insbesondere auch bei einem Lastwechsel vom Schubbetrieb zum Zugbetrieb eine Einrichtung wirksam ist, die zwischen Sollwertgeber und Verstelleinrichtung angeordnet ist. Diese Einrichtung verstellt das Element bei einer derartigen Sollwertänderung in zwei Stufen und in den Stufen um eine Verzögerungszeit verzögert. Die zweite Stufe entspricht bei dieser Vorrichtung der Stellung des Elements beim neuen Endsollwert. Mit diesen Maßnahmen soll das Ruckeln des Kraftfahrzeuges bei einer Sollwertänderung vermindert werden.
  • Diese gattungsgemäße Vorrichtung hat jedoch insbesondere den Nachteil, daß die Ursache des Ruckeins, nämlich insbesondere beim starken Beschleunigen oder Verzögern des Kraftfahrzeugs die Relativbewegung des Kraftfahrzeugmotors gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie nicht beseitigt wird. Das heißt, wird z.B. das das Kraftstoff-Luft-Gemisch des Motors beeinflussende Element im Sinne einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugmotors betätigt, und ändert der Kraftfahrzeugmotor dabei seinen Betriebszustand vom Schubbetrieb zum Zugbetrieb, so wird dadurch der Kraftfahrzeugmotor auch bei Anwendung der vorbekannten Vorrichtung in eine Relativbewegung zur Karosserie versetzt. Dabei bewegt sich der Kraftfahrzeugmotor aufgrund seiner Masse über die nach der Sollwertänderung und dem Beschleunigungsvorgang sich einstellende und der jeweiligen Drosselklappenendstellung entsprechende Gleichgewichtslage des Kraftfahrzeugmotors relativ zur Kraftfahrzeugkarosserie hinaus und schwingt danach in einer gedämpften Schwingung um die Gleichgewichtslage in diese Gleichgewichtslage ein. Durch die vorbekannte Vorrichtung kann im günstigen Falle nur das Aufschaukeln dieser Schwingung und damit das Schwingen der Karosserie verhindert werden. Es kann jedoch nicht das Auftreten der gedämpften Schwingung und damit die Komforteinbuße verhindert werden. Insbesondere ist es bei der gattungsgemäßen Vorrichtung möglich, daß das Überschwingen des Kraftfahrzeugmotors über die Gleichgewichtslage hinweg zum Aufschlagen des Kraftfahrzeugmotors auf Karosserieteile führt und dadurch der Motor und/oder Karosserieteile beschädigt werden. Auch die elastische Lagerung des Motors in der Karosserie kann durch derartig starke Schwingung beschädigt werden.
  • Die vorbekannte Vorrichtung hat den weiteren Nachteil, daß sie nur bei einer Sollwertänderung in Richtung vom Schubbetrieb zum Zugbetrieb des Kraftfahrzeuges wirksam ist. Bei einer Sollwertänderung in Richtung vom Zugbetrieb zum Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges, bei der ebenfalls das vorbeschriebene Ruckeln auftreten kann, ist diese Vorrichtung unwirksam. Schließlich weist die vorbekannte Vorrichtung den Nachteil auf, daß die dort beschriebene stufenweise und in den Stufen verzögerte Verstellung des Elements bei jeder Sollwertänderung in Richtung vom Schubbetrieb zum Zugbetrieb wirksam sein soll, was insbesondere bei geringfügigen Sollwertänderungen, die keinem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors entsprechen, zu einer verzögerten Verstellung des Elements und damit zu einer verlangsamten Reaktion des Kraftfahrzeugmotors und des Kraftfahrzeugs führen kann, was zu einem Verlust an Fahrdynamik führt.
  • Eine Vorrichtung zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs ist aus der DE-OS 32 09 463 bekannt, bei der auch Maßnahmen getroffen sind, das Ruckeln des Kraftfahrzeugs beim Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors zu verhindern. Dazu ist in die Verbindungsleitung zwischen Sollwertgeber und dem das Kraftstoff-Luft-Gemisch des Kraftfahrzeugmotors beeinflussenden Element ein elektrisches Filter geschaltet, das die Weiterleitung von Sollwertänderungen im Bereich der Ruckelfrequenz unterdrücken soll. Damit soll vermieden werden, daß beim Auftreten des Ruckelns sich die Fahrzeugkarosserie durch periodische Betätigung des Fahrpedals aufschaukelt.
  • Die vorbekannte Vorrichtung läßt zusätzlich zu den vorgenannten Nachteilen die mechanischen Eigenschaften des jeweiligen Kraftfahrzeugmotors, gekoppelt mit der jeweiligen Kraftfahrzeugkarosserie, unberücksichtigt. Eine Anpassung an mechanische Motor/Karosserie-Eigenarten ist nicht möglich.
  • Die Erfindung hat die Aufgabe, die gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß das Ruckeln des Kraftfahrzeugs beim Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors sowohl beim Wechsel vom Schubbetrieb zum Zugbetrieb als auch beim Wechsel vom Zugbetrieb zum Schubbetrieb ursächlich vermindert wird.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Lastwechseleinrichtung auch bei einem Lastwechsel vom Zugbetrieb zum Schubbetrieb des Kraftfahrzeugmotors wirksam ist und daß die erste Stufe so gewählt ist, daß die dabei auftretende maximale Auslenkung des Kraftfahrzeugmotors den Wert aufweist, der sich nach Verstellung des Elements in die zweite Stufe als statische Auslenkung einstellt.
  • Dabei ist eine Sollwertänderung eine derartige Betätigung des Fahrpedals, daß sich, ausgehend von einem Anfangssollwert, ein neuer Sollwert, der Endsollwert, einstellt. Diese Sollwertänderung wird von der Lastwechseleinrichtung erfaßt und das dem Kraftfahrzeugmotor zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussende Element entsprechend verstellt. Entspricht die Sollwertänderung einer Stellungsänderung des Elements, bei der kein Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors auftritt, so wird das Element mit dem Auftreten der Sollwertänderung sofort auf die neue Endstellung verstellt. Entspricht jedoch die Sollwertänderung einer Stellungsänderung des Elements, bei der ein Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors auftritt, so wird das Element in Stufen und in den Stufen verzögert verstellt, wobei die Endstellung des Elements mit der Verstellung in der letzten Stellung erreicht wird. Die Stellungsänderung des Elements entspricht dann einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors, wenn die Anfangsstellung des Elements dem Zugbetrieb der Brennkraftmaschine entspricht und die zu erreichende Endstellung des Elements dem Schubbetrieb der Brennkraftmaschine entspricht oder umgekehrt.
  • Weiterhin ist die erfindungsgemäße Lastwechseleinrichtung auch bei einem Lastwechsel vom Zugbetrieb zum Schubbetrieb des Kraftfahrzeugmotors wirksam, wodurch das auch bei dieser Art von Lastwechseln auftretende Ruckeln des Kraftfahrzeugs wirkungsvoll vermieden wird. Erfindungsgemäß ist die erste Stufe der Verstellung des Elements so gewählt, daß die dabei auftretende maximale Auslenkung des Kraftfahrzeugmotors den Wert aufweist, der sich nach Verstellung des Elements in die zweite Stufe als statische Auslenkung einstellt. Mit diesen erfindungsgemäßen Maßnahmen wird das Ruckeln des Kraftfahrzeuges ursächlich vermieden, da nunmehr ein Überschwingen des Kraftfahrzeugmotors in seiner Lagerung gegenüber dem Kraftfahrzeug durch die erfindungsgemäße Wahl der ersten Stufe nicht mehr auftritt. Das heißt, es findet kein Überschwingen des Kraftfahrzeugmotors gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie statt, so daß der eingangs beschriebene Schwingungsvorgang, der zum Ruckeln des Kraftfahrzeuges führt, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht auftreten kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat insbesondere den Vorteil, daß mit dem Auftreten einer Sollwertänderung, die einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors entspricht, das Element nicht wie beim Vorbekannten sofort der Änderung entsprechend auf die neue Endstellung hin verstellt wird, sondern daß das Element in Stufen verstellt wird. Dadurch ist die Auslenkung des Kraftfahrzeugmotors relativ zur Kraftfahrzeugkarosserie wesentlich geringer als beim Vorbekannten, und die Schwingung des Kraftfahrzeugmotors relativ zur Kraftfahrzeugkarosserie ist zumindest wesentlich in ihrer Amplitude verringert.
  • Die erfindungsgemäße Lösung hat weiterhin den Vorteil, daß die Schwingung des Kraftfahrzeugmotors auch wesentlich schneller als beim Vorbekannten abklingt. Insgesamt kann also mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Ruckeln des Kraftfahrzeugmotors beim Lastwechsel erheblich vermindert werden, und bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung muß keine Komforteinbuße beim Beschleunigen oder Verlangsamen des Kraftfahrzeugs in Kauf genommen werden. Dabei kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach und kostengünstig aufgebaut und durch die Wahl der Amplitude der Stufen und durch Veränderung der Verzögerungszeiten einfach und wirkungsvoll an verschiedenen Kraftfahrzeugmotoren gekoppelt mit verschiedenen Kraftfahrzeugkarosserien angepaßt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 grobschematisch eine Vorrichtung zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs,
    • Figur 2 ein Struktogramm der Lastwechselfunktion, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach der Figur 1 abläuft und
    • Figur 3 ein Diagramm zur Verstellung der Motordrosselklappe durch die erfindungsgemäße Vorrichtung nach der Figur 1 in Abhängigkeit von der Zeit beim Auftreten eines Lastwechsels.
  • In der Figur 1 ist ein Fahrpedal (F) mit einem Sollwertgeber (S) mechanisch gekoppelt, der die Drehstellung des Fahrpedals (F) relativ zum Kraftfahrzeug, an dem das Fahrpedal drehbeweglich befestigt ist, in eine proportionale elektrische Größe umsetzt. Die elektrische Ausgangsgröße des Sollwertgebers wird einer Lastwechseleinrichtung (LWE) zugeführt, die abhängig vom Ausgangssignal des Sollwertgebers (S) ihrerseits ein Ausgangssignal erzeugt, das einer Verstelleinrichtung (V) zugeleitet wird. Abhängig vom Ausgangssignal der Lastwechseleinrichtung (LWE) wird die Drosselklappe (DK) als das das Verhältnis des in der Figur 1 nicht dargestellten Kraftfahrzeugmotors zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches beeinflussende Element verstellt. Die jeweilige Stellung der Drosselklappe (DK) wird durch eine Rückmeldeeinrichtung (R) erfaßt, die ein Ausgangssignal erzeugt, das der Lastwechseleinrichtung (LWE) zugeführt wird.
  • Der Sollwertgeber (S) erzeugt vorteilhaft als Ausgangssignal einen elektrischen Widerstandswert, der der Stellung des Fahrpedals (F) proportional ist. Bei der Verstelleinrichtung (V) kann es sich um einen einfachen Elektromotor handeln, der mit der Drosselklappe (DK) mechanisch gekoppelt ist und der durch Verändern des dem Motor zugeführten Motorstromes in seiner Drehstellung veränderbar ist. Es kann sich bei der Verstelleinrichtung (V) auch um einen pneumatischen Stellmotor handeln, der mit der Drosselklappe (DK) mechanisch gekoppelt ist und der durch Veränderung der Beaufschlagung mit Über- oder Unterdruck in seiner Stellung veränderbar ist. Es kann sich bei der Verstelleinrichtung (V) jedoch auch um eine elektrische Verstelleinrichtung handeln, die zusätzlich die Funktion bekannter Geschwindigkeitsregler aufweist. Die Rückmeldeeinrichtung (R) kann ein elektrisches Potentiometer sein, das mit der Drosselklappe (DK) mechanisch gekoppelt ist und abhängig von der Stellung der Drosselklappe (DK) seinen Widerstandswert ändert. Dieser Widerstandswert ist dann von der Lastwechseleinrichtung (LWE) abfragbar und auswertbar.
  • Die Lastwechseleinrichtung (LWE) ist vorteilhaft als Teil eines Mikrorechners, bestehend aus einem Mikroprozessor, nichtflüchtigen Speichern, Speichern mit wahlfreiem Zugriff und Ein- und Ausgabebausteinen ausgebildet, um bei einer Änderung der durch die Lastwechseleinrichtung (LWE) ausgeübten Lastwechselfunktion, z.B. aufgrund von Änderungen am Kraftfahrzeugmotor, einfach nur das im nichtflüchtigen Speicher des Mikrorechners abgelegte Programm zur Abarbeitung der Lastwechselfunktion ändern zu müssen.
  • Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach der Figur 1 wird nun anhand des Struktogramms in Figur 2 erläutert. In dem Struktogramm der Figur 2 sind die Verfahrensschritte der Lastwechselfunktion, die in der Lastwechseleinrichtung (LWE) der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach der Figur 1 abläuft, dargestellt. Diese Lastwechselfunktion ist als Mikrorechner-Programm im nichtflüchtigen Speicher des Mikrorechners der Lastwechseleinrichtung (LWE) abgelegt und wird als Schleife kontinuierlich durch den Mikrorechner abgearbeitet. Das heißt, ist der Sollwert an die Verstelleinrichtung gemäß Figur 2 weitergegeben, so beginnt der Mikrorechner von neuem mit der Abfrage, ob die Lastwechselfunktion bereits wirksam ist.
  • In einem ersten Verfahrensschritt der Lastwechselfunktion wird abgefragt, ob die Lastwechselfunktion bereits wirksam ist. Ist die Lastwechselfunktion noch nicht wirksam, so wird gefragt, ob eine Fahrpedalbewegung in Richtung Vollgas ermittelt wurde. Eine Fahrpedalbewegung in Richtung Vollgas bedeutet, daß der Kraftfahrzeugführer das Fahrpedal (F) stärker betätigt, um das Kraftfahrzeug zu beschleunigen. Der mit dem Fahrpedal (F) gekoppelte Sollwertgeber (S) erzeugt ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal, das der Lastwechseleinrichtung (LWE) zugeführt wird.
  • Hat eine Fahrpedalbewegung in Richtung Vollgas stattgefunden, so wird die entsprechende Amplitude der ersten Stufe, in die die Drosselklappe (DK) des Kraftfahrzeugmotors verstellt werden soll und der Wert für die Verzögerungszeit, in der die Drosselklappe (DK) in der ersten Stufe gehalten werden soll, aus einem Speicher des Mikrorechners geladen. Die Amplitude der ersten Stufe ist dabei von der Stärke der Pedalbewegung in Richtung Vollgas, also von der Größe der Sollwertänderung, abhängig. Man kann die Amplitude der ersten Stufe auch von der Motordrehzahl vor der Betätigung des Fahrpedals und/ oder der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Motortemperatur abhängig wählen. Die Dauer der Verzögerungszeit ist ebenfalls abhängig von der Größe der Sollwertänderung, der Motordrehzahl, der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Motortemperatur wählbar.
  • Ist die Fahrpedalbewegung und damit die zugehörige Sollwertänderung größer als eine vorgegebene Lastwechselschwelle im Falle der Fahrpedalbewegung in Richtung Vollgas, so wird der von der Lastwechseleinrichtung (LWE) an die Verstelleinrichtung (V) gelieferte Sollwert auf der Amplitude der ersten Stufe gehalten und ein Zähler zum Herunterzählen der vorgegebenen Verzögerungszeit gestartet. Ist die Fahrpedalbewegung bei Bewegung in Richtung Vollgas kleiner als die vorgegebene Lastwechselschwelle, so wird der vom Sollwertgeber (S) an die Lastwechseleinrichtung (LWE) gelieferte Sollwert direkt ohne Halten des Sollwertes in einer ersten Stufe und ohne Ablauf einer Verzögerungszeit durch die Lastwechseleinrichtung an die Verstelleinrichtung (V) weitergegeben.
  • Bei der in Figur 2 genannten Lastwechselschwelle handelt es sich um einen Wert, der durch die Lastwechseleinrichtung (LWE) auf verschiedene Art und Weise ermittelbar ist. Einerseits kann die Lage des Kraftfahrzeugmotors durch einen Lagemesser relativ zur Kraftfahrzeugkarosserie gemessen werden, indem man z.B. ein Linearpotentiometer zwischen Kraftfahrzeugmotor und Kraftfahrzeugkarosserie anordnet, dessen Schleifer z.B. am Motorblock des Kraftfahrzeugmotors befestigt ist und dessen Gehäuse an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt ist. Der Widerstand des Lagepotentiometers ist dann von der Lage des Kraftfahrzeugmotors relativ zur Kraftfahrzeugkarosserie abhängig und ermöglicht eine Aussage darüber, ob der Kraftfahrzeugmotor sich im Schubbetrieb oder Zugbetrieb befindet. Abhängig davon, ob und wie der Kraftfahrzeugmotor sich im Schubbetrieb oder Zugbetrieb befindet, ist durch die Lastwechseleinrichtung (LWE) die in Figur 2 genannte Lastwechselschwelle ermittelbar, wobei weitere parameter, wie z.B. die Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors, die Fahrgeschwindigkeit oder die Motortemperatur berücksichtigt werden können.
  • Diese Lastwechselschwelle ist dann mit dem Wert und der Richtung der Sollwertänderung des Sollwertgebers (S) vergleichbar; entweder durch einen Vergleicher oder durch eine entsprechende Vergleichsoperation, die als Teil des im Mikrorechner abgelegten Mikrorechnerprogramms ausgebildet ist.
  • Zum Ermitteln der Sollwertänderung ist es vorteilhaft, einen Anfangssollwert vor der Fahrpedalbewegung in einem zweiten Speicher des Mikrorechners der Lastwechseleinrichtung (LWE) abzulegen und den nach der Fahrpedalbewegung auftretenden neuen Sollwert des Sollwertgebers (S) zu messen. Dann kann z.B. durch einen Subtrahierer die Differenz aus dem neu anliegenden Endsollwert und dem Anfangssollwert gebildet werden und diese Differenz mit der in Figur 2 genannten Lastwechselschwelle verglichen werden.
  • Zur Gewinnung des Wertes der Lastwechselschwelle ist es jedoch auch möglich, in einem ersten Speicher des Mikrorechners der Lastwechseleinrichtung (LWE) eine Leerlaufkennlinie des Kraftfahrzeugverbrennungsmotors zu speichern. Diese Leerlaufkennlinie des Kraftfahrzeugmotors ist eine Funktion, die abhängig von der Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors die zugehörige Drosselklappenstellung bei unbelastetem Kraftfahrzeugmotor angibt. Ist die Drosselklappenstellung bei vorgegebener Motordrehzahl größer als der der Motordrehzahl entsprechende Drosselklappenstellungswert der Motorleerlaufkennlinie, so befindet sich der Kraftfahrzeugmotor im Zugbetrieb. Ist der jeweilige gemessene Wert der Motordrosselklappenstellung kleiner als der Wert der Drosselklappenstellung der Motorleerlaufkennlinie des unbelasteten Motors, so befindet sich der Kraftfahrzeugmotor im Schubbetrieb. Nachdem, wie im vorherigen Absatz bereits erläutert, die Sollwertdifferenz ermittelt wurde, kann die Sollwertänderung mit der Lastwechselschwelle verglichen werden, wobei die Lastwechselschwelle der Drosselklappenstellung bei vorgegebener Motordrehzahl des unbelasteten Kraftfahrzeugmotors entspricht.
  • Für die letzte beschriedene Art der Ermittlung der Lastwechselschwelle in Figur 2 aus der Motorleerlaufkennlinie des unbelasteten Kraftfahrzeugmotors ist es erforderlich, der Lastwechseleinrichtung (LWE) als Eingangssignal die jeweilige Motordrehzahl des Kraftfahrzeugmotors zuzuführen. Dies kann durch die bekannten Vorrichtungen und Verfahren geschehen, die sich mit der Drehzahlerfassung von Kraftfahrzeugmotoren und mit deren Auswertung befassen.
  • Der Wert der Lastwechselschwellen nach der Figur 2 ist auch von weiteren Größen abhängig wählbar. So kann man die Lastwechselschwelle auch von der Motortemperatur abhängig wählen, um z.B. bei kaltem Kraftfahrzeugmotor extreme Beschleunigungen zu vermeiden und so den Verschleiß des Kraftfahrzeugmotors beim Warmlaufen zu vermindern.
  • Wurde die Frage nach der Fahrpedalbewegung in Richtung Vollgas innerhalb der Lastwechselfunktion nach der Figur 2 mit Nein beantwortet, so wird dies durch die Lastwechselfunktion als Fahrpedalbewegung in Richtung des Leerlaufs der Brennkraftmaschine ausgewertet und wiederum die entsprechende Amplitude der ersten Stufe und der Wert der Verzögerungszeit geladen. In diesem Fall wird durch die Lastwechselfunktion weiterhin abgefragt, ob die Fahrpedalbewegung und damit die Sollwertänderung kleiner ist als eine vorgegebene Lastwechselschwelle, wobei es sich bei der Lastwechselschwelle dieser Abfrage um den gleichen Wert wie bei einer Fahrpedalbewegung in Richtung Vollgas handeln kann. Der Wert der Lastwechselschwelle kann jedoch auch von der Richtung der Fahrpedalbewegung und damit von den Vorzeichen der Sollwertänderung abhängig gewählt werden. Ist die neue pedalstellung bzw. der Endsollwert kleiner als die Lastwechselschwelle bzw. schneidet die Sollwertänderung die Lastwechselschwelle, so wird wieder der Sollwert für die Verstelleinrichtung auf die erste Stufe gestellt und dort gehalten und der Zähler zum Herunterzählen der Verzögerungszeit gestartet. Hat bei einer Änderung der Fahrpedalstellung in Richtung Leerlauf des Kraftfahrzeugmotors keine Sollwertänderung stattgefunden, die einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors entspricht, so wird der Sollwert, der der neuen Fahrpedalstellung entspricht, ohne Zwischenstufen und unverzögert an die Verstelleinrichtung weitergegeben.
  • War die Lastwechselfunktion noch nicht wirksam und hat auch keine Änderung der Fahrpedalstellung in Richtung Vollgas oder Leerlauf des Kraftfahrzeugmotors stattgefunden, so bleibt die Lastwechselfunktion unwirksam.
  • Nach dem geschilderten Verfahrensablauf beginnt die Lastwechseleinrichtung (LWE) von neuem mit der Abarbeitung des der Lastwechselfunktion zugrundeliegenden Mikrorechnerprogramms. Die Frage, ob die Lastwechselfunktion bereits wirksam ist, wird nunmehr mit Ja beantwortet. In einer weiteren Abfrage wird ermittelt, ob sich keine Änderung der Bewegungsrichtung des Fahrpedals ergeben hat. Hat sich keine Änderung der Bewegungsrichtung des Fahrpedals ergeben, so wird weiterhin abgefragt, ob die Verzögerungszeit des Zählers noch nicht abgelaufen ist. Ist die Verzögerungszeit des Zählers noch nicht abgelaufen, so wird der Zähler der Verzögerungszeit um eine weitere Einheit dekrementiert. Ist di Verzögerungszeit abgelaufen, so wird die Lastwechselfunktion ausgeschaltet. Das heißt, der der Fahrpedalendstellung entsprechende Endsollwert wird an die Verstelleinrichtung weitergegeben, so daß die Motordrosselklappe nach diesem Funktionsschritt um eine weitere zweite Stufe der neuen Fahrpedalstellung entsprechend verstellt ist.
  • Hat sich eine Änderung der Bewegungsrichtung des Fahrpedals ergeben, so wird aus Sicherheitsgründen ebenfalls die Lastwechselfunktion ausgeschaltet. Dies hat den Vorteil, daß z.B. bei kurzzeitiger Betätigung des Fahrpedals in Richtung Vollgas und folgender Entlastung des Fahrpedals in Richtung Leerlauf auch beim Wirksamwerden der Lastwechseleinrichtung (LWE) nach der Änderung der Bewegungsrichtung des Fahrpedals die Motordrosselklappe nicht weiter in Richtung Beschleunigung verstellt wird und somit gefährliche Fahrbetriebssituationen des Kraftfahrzeugs sicher vermieden werden, wobei die Lastwechseleinrichtung (LWE) unwirksam schaltbar ist, wenn während der Verzögerungszeit eine weitere Sollwertänderung auftritt.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, die Lastwechseleinrichtung (LWE) abhängig von der Betätigung der Kupplung des Kraftfahrzeugs unwirksam zu schalten, um ein Aufheulen des Kraftfahrzeugmotors zu vermeiden, wenn kurz vor der Kupplungsbetätigung eine Fahrpedalbewegung erfolgte, die einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors entsprechen würde.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, die Lastwechseleinrichtung (LWE) beim Stillstand des Kraftfahrzeugs unwirksam zu schalten, um dem Kraftfahrzeugführer z.B. beim Warten an der Ampel nicht das subjektive Gefühl des spontanen Ansprechens des Kraftfahrzeugmotors auf Fahrpedalbewegung zu nehmen.
  • In der Figur 3 ist zur Verdeutlichung der Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Änderung der Drosselklappenstellung (DK) in Abhängigkeit von der Zeit beim Auftreten einer Sollwertänderung, die einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors entspricht, dargestellt. In der Figur 3 ist mit DKA die Drosselklappenanfangsstellung des Kraftfahrzeugmotors bezeichnet. DKE bezeichnet die Drosselklappenendstellung des Kraftfahrzeugmotors nach der Verstellung der Drosselklappe (DK) des Kraftfahrzeugmotors durch die Lastwechseleinrichtung (LWE) entsprechend dem Endsollwert des Sollwertgebers (S).
  • Es sei angenommen, daß das Kraftfahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit und dementsprechend konstanter Drosselklappenanfangsstellung (DKA) bis zum Zeitpunkt (T1) betrieben wird. Zum Zeitpunkt (T1) findet eine Fahrpedalbetätigung in Richtung Vollgas statt, die einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors entspricht. Die Lastwechseleinrichtung (LWE) wird demzufolge wirksam und liefert einen Sollwert an die Verstelleinrichtung (V), der der ersten Stufe der Drosselklappenstellung (DK1) entspricht. Durch den in Figur 3 schrägen Anstieg der Drosselklappenstellung (DK) nach dem Zeitpunkt (T1) wird die endliche Verstellgeschwindigkeit angedeutet, mit der die Verstelleinrichtung (V) die Drosselklappe öffnet. Nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitraums, der im wesentlichen von den elektromechanischen Eigenschaften der Verstelleinrichtung (V) und der Drosselklappe (DK) abhängt, ist die entsprechende Drosselklappenstellung (DK1) der ersten Stufe erreicht. Die Drosselklappenstellung der ersten Stufe (DK1) wird durch die Lastwechseleinrichtung (LWE) für die Dauer der Verzögerungszeit (TV) für etwa 100 Millisekunden gehalten. Nach Ablauf der Verzögerungszeit (TV), die vorteilhaft etwa 100 Millisekunden beträgt, wird dann die Drosselklappe in einer zweiten Stufe in Richtung auf die Drosselklappenendstellung (DKE) verstellt. Die Drosselklappenendstellung (DKE) entspricht dann der durch den Endsollwert vorgegebenen Drosselklappenstellung, der zum Zeitpunkt (T2) erreicht wird. Die verzögerte Bewegung der Drosselklappe (DK) nach Ablauf der Verzögerungszeit (TV) bis zum Erreichen der Drosselklappenendstellung (DKE) zum Zeitpunkt (T2) deutet wiederum die Betätigung der Drosselklappe durch die Verstelleinrichtung (V) aufgrund der elektromechanischen Trägheit von Verstelleinrichtung (V) und Drosselklappe (DK) an.
  • Durch die in der beschriebenen Art und Weise stufige und verzögerte Verstellung der Drosselklappe (DK) beim Auftreten einer Sollwertänderung, die einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors entspricht, wird, anders als beim Vorbekannten sicher vermieden, daß ein Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors ein starkes Überschwingen des Kraftfahrzeugmotors relativ zur Kraftfahrzeugkarosserie aufgrund der elastischen Lagerung des Kraftfahrzeugmotors in der Kraftfahrzeugkarosserie erfolgt. Diese vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin begründet, daß mit der Verstellung der Drosselklappe (DK) in die erste Zwischenstufe zwar ein Überschwingen des Kraftfahrzeugmotors über die Gleichgewichtslage des Kraftfahrzeugmotors relativ zur Kraftfahrzeugkarosserie hinaus erfolgt. Dieses Überschwingen kann jedoch vorteilhaft durch Wahl der geeigneten Amplitude der ersten Zwischenstufe (DK1) und durch Wahl der Dauer der Verzögerungszeit (TV) der Drosselklappenendstellung (DKE) des Kraftfahrzeugmotors derart angepaßt werden, daß die beim Verstellen der Drosselklappe (DK) in die erste Stufe (DK1) auftretende maximale Auslenkung des Kraftfahrzeugmotors den Wert aufweist, der sich nach der Verstellung der Drosselklappe (DK) in die zweite Stufe (DKE) als statische Auslenkung einstellt und die Verzögerungszeit dann abläuft, wenn die maximale Auslenkung des Kraftfahrzeugmotors nach Verstellung in die erste Stufe (DK1) auftritt.
  • Durch diese Maßnahme ist die Schwingung des Kraftfahrzeugmotors bei einer Sollwertänderung, die einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors entspricht, verglichen mit dem Vorbekannten, wesentlich geringer und für den Kraftfahrzeugbediener kaum noch merklich.
  • Ein Verlust der Spontaneität der Beschleunigung bzw. Verzögerung des Kraftfahrzeugmotors bei einer entsprechenden Sollwertänderung ist bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht meßbar. Ein möglicherweise feststellbarer subjektiver Verlust an Beschleunigungsfähigkeit hat seinen Grund im wesentlichen darin, daß der Kraftfahrzeugbediener das bei vorbekannten Vorrichtungen unvermeidliche Ruckeln des Kraftfahrzeugs als Beschleunigung des Kraftfahrzeugs fehlinterpretiert.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vor allem deshalb einfach und kostengünstig anwendbar, weil zur Lösung der gestellten Aufgabe allein die Lastwechseleinrichtung (LWE) zwischen Sollwertgeber (S) und Verstelleinrichtung (V) zu schalten ist. Zusätzliche Maßnahmen zur Bereitstellung und Aufbereitung zusätzlicher, für die Funktion der Lastwechseleinrichtung (LWE) erforderliche Eingangssignale sind nicht erforderlich, oder die erforderlichen Eingangssignale stehen bereits zur Lösung anderer Aufgabenstellungen zur Verfügung. So ist ein Ausgangssignal, das der Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors entspricht, im heutigen Kraftfahrzeug aufgrund der häufigen Verwendung elektronischer Zündeinrichtungen verfügbar. Ein eventuell zur Ermittlung der tatsächlichen Drosselklappenstellung erforderliches Ausgangssignal einer Rückmeldeeinrichtung steht häufig bei Vorrichtungen zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit ebenfalls zur Lösung anderer Aufgabenstellungen bereit.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem Sollwertgeber (S), der mit einem Fahrpedal gekoppelt ist und mit einer Verstelleinrichtung (V), die vom Sollwertgeber steuerbar ist und die auf ein das Verhältnis des dem Kraftfahrzeugmotor zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches beeinflussendes Element (DK), vorzugsweise eine Motor-Drosselklappe, wirkt, wobei zwischen dem Sollwertgeber (S), und der Verstelleinrichtung eine Lastwechseleinrichtung (LWE) angeordnet ist, durch die bei. einer Sollwertänderung, die einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors vom Schubbetrieb zum Zugbetrieb entspricht, das Element in zwei Stufen und in den Stufen um eine Verzögerungszeit verzögert verstellbar ist und die zweite Stufe der Stellung des Elements beim Endsollwert entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwechseleinrichtung (LWE) auch bei einem Lastwechsel vom Zugbetrieb zum Schubbetrieb des Kraftfahrzeugmotors wirksam ist und daß die erste Stufe (DK1) so gewählt ist, daß die dabei auftretende maximale Auslenkung des Kraftfahrzeugmotors den Wert aufweist, der sich nach Verstellung des Elements (DK) in die zweite Stufe (DKE) als statische Auslenkung einstellt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastwechseleinrichtung (LWE) das Ausgangssignal eines Lagemessers zuführbar ist, der die Lage des Kraftfahrzeugmotors relativ zur Kraftfahrzeugkarosserie mißt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Lastwechseleinrichtung (LWE) aus dem Ausgangssignal des Lagemessers ein Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors ermittelbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagemesser ein Linearpotentiometer ist, dessen Gehäuse an der Kraftfahrzeugkarosserie bzw. am Motorblock des Kraftfahrzeugmotors befestigt ist und dessen Schleifer mit dem Motorblock des Kraftfahrzeugmotors bzw. mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwechseleinrichtung (LWE) einen Speicher für die insbesondere temperaturabhängige Leerlaufkennlinie des Kraftfahrzeugmotors aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwechseleinrichtung (LWE) einen Vergleicher zum Vergleich der Sollwertänderung mit der Leerlaufkennlinie aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwechseleinrichtung (LWE) wirksam ist, wenn die Sollwertänderung die Leerlaufkennlinie schneidet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlaufkennlinie ein Leerlaufkennfeld ist, das insbesondere von der Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors und/oder der Last des Kraftfahrzeugmotors abhängt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwechseleinrichtung (LWE) abhängig von der Kupplungsbetätigung und/oder dem Fahrzeugstillstand unwirksam schaltbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe (DK1) von der Motordrehzahl und der Motortemperatur abhängig ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit (TV) von der Motordrehzahl und der Fahrgeschwindigkeit abhängig ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwechseleinrichtung (LWE) zusätzlich bei Sollwertänderungen in der Nähe der Leerlaufkennlinie wirksam ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwechseleinrichtung (LWE) unwirksam schaltbar ist, wenn während der Verzögerungszeit (TV) eine weitere Sollwertänderung in die andere Bewegungsrichtung des Fahrpedals auftritt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der Lastwechseleinrichtung (LWE) von der Richtung des Lastwechsels abhängig ist.
15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der ersten Stufe (DK1) und die Verzögerungszeit (TV) bei einem Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors vom Schubbetrieb zum Zugbetrieb größer ist als beim Lastwechsel des Kraftfahrzeugmotors vom Zugbetrieb zum Schubbetrieb.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastwechseleinrichtung (LWE) das Ausgangssignal einer Rückmeldeeinrichtung (R) zur Rückmeldung der Drosselklappenstellung zuführbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Leerlaufkennlinie abhängig von einer gemessenen Leerlaufdrehzahl und der dazugehörigen gemessenen Drosselklappenstellung veränderbar ist.
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