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Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der
Fahrgeschwindigkeit
von Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen
Regelung der Fahrgeschwindigkeit von Kraftfahrzeugen, wobei die Geschwindigkeit
in an sich bekannter Weise durch Betätigung des Gaspedals bei Ausschaltung der Automatik
oder bei ihrem Ausfall geregelt werden kann.
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Vorrichtungen zur automatischen Geschwindigkeitsregelung für Kraftfahrzeuge
sind bereits bekannt. Es ist dabei üblich, in die Getriebekette zwischen dein Gaspedal
und der Drosselklappe ein Regelglied einzuschalten, das in den meisten Fällen von
einem Tachogenerator gesteuert wird. Diese Vorrichtungen sind allerdings .durchweg
recht kompliziert und störanfällig.
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Es ist auch bereits eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsregelung
bekannt, bei der eine zweite Drosselklappe in das Ansaugrohr eingeschaltet ist,
die völlig.unabhängig von der üblichen Regeleinrichtung, d.h. Gaspedal-Übertragungsglieder-Drosselklappe,
ist. I3ei dieser Einrichtung bestehen allerdings Schwierigkeiten im Zusammenwirken
der beiden Regeleinrichtungen.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß eine
zweite Drosselklappe vorgesehen ist, deren Ver-
Stellung in Abhängigkeit
von einer automatischen Regeleinrichtung und von der Stellung der üblichen Drosselklappe
er-folgt. Vorzugsweise igt die zweite Drosselklappe koaxial zur
ersten
Drosselklappe angeordnet und ihr Stellmotor zusammen mit einem Unt-ersetzungegetriebe
in bzw. an einem Gehäuse be-festigt, das mit der ersten Drosselklappe starr verbunden
ist.
Es ist zweckmäßig, die erste Drosselklappe an einer
mit Ausbrüchen versehenen
Hohlwelle anzubringen, in der die
Welle für die zweite Drosselklappe
gelagert ist. Bei einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
ist zwischen der
Welle der zweiten Drosselklappe und dem Untersetzungsgetriebe
eine Rutschkupplung eingeschaltet.
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Die eigentliche Regeleinrichtung, die für sich nicht Gegen-
stand
der Erfindung ist, kann in üblicher Weise ausgebildet
sein. Beispielsweise
kann ein von der Antriebswelle des
Kraftfahrzeuges angetriebener Tachogenerator
zur Erzeugung
einer elektrischen Spannung verwendet werden, die mit einer
Vergleichsspannung
in Beziehung gesetzt wird. Etwaige Diffe-
renzen der beiden Spannungen
werden dann zur Ansteuerung des
Stellmotors für die zweite Drosselklappe verwendet.
Dieser
Regelkreis ist dabei als Servokreis ausgebildet. Es ist
selbstverständlich
auch möglich, andere für sich bekannte
automatische Regeleinrichtungen
zur Ansteuerung des Stell-
motors zu verwenden.
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In den beigefügten Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel für
die Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 .
Schematisch eia Kraftfahrzeug mit den für die
Erfindung wesentlichen
Teilen,
Fig. 2 perspektivisch die Anoirdnung der beiden Drosselklappen,
Fig. 3 und 4 Beispiele fier die Stellungen der:Drosselklappen
im Ansaugrohr, Fig. 5 eine Draufsicht auf die Anordnung
der zweiten
Drosselklappe mit ihren Antriebsmitteln,,teilweise
geschnitten,
Fig. 6 -en Blockschaltbild:
In der Fig.1
sind Teile eines Kraftfahrzeuges mit der
Vorderachse 1, der
Hinterachse 2, dem Differentialgehäuse 3
dargestellt. Auf ;dem Motor 4
ist der Vergaser 6 am Ansaug-
stutzen 7 befestigt, 3n
dem sich das Ansaugrohr 8 mit der
Drosselklappen-Anordnung
9 befindet. Die allgemein übliche
Drosselklappe ist mit dem Gaspedal
10 über eine beliebige
Getriebekette 11 und eine an einem drehbar gelagerten
Ge-
häuse 23 angeordnete Riemenscheibe 12 getrieblich verbunden.
An dem Gehäuse c1_es Syuchrcra-Wechselgetxiebes ist ein mit
der
Antriebswelle ,14 verbundener Tachogenerator 13 befestigt,
der elektrisch
mit einer,in einem Schaltkasten 15 unterge-
brachten Schalteinrichtung
verbunden ist. An bzw. in dem
drehbar gelagerten Gehäuse 23 ist ein Stellmotor
16 mit einem Untersetzungsgetriebe 17 vorgesehen. Der Stellmotor 16
ist
ebenfalls mit der Schalteinrichtung verbunden; Das Untersetzungsgetri-ebe
17 enthält auf der Abtriebsseite ein Zahnrad 24, das mit der
Antriebswelle 25 für die zweite Drossel-
klappe gekuppelt ist. Mit
der Indem Schaltkasten 15 ent-
haltenen Schalteinrichtung-Ist
darüber hinaus eine Stromquelle 21 und ein im Bereich des Lenkrades 5 angeordneter
Schaltring 22 verbunden. Mittels mehrerer Schalttasten 20 ist jeweils die gewünschte
Geschwindigkeit einstellbar. In der Fig.2 ist ein Beispiel für die Drosselklappen-Anordnung
9 dargestellt. Sie besteht aus einer ersten Drosselklappe 19, die an einer Hohlwelle
29 angebracht ist.
In der Hohlwelle 29 ist eine zweite, vorzugsweise mit einem
Längsschlitz 28 (Fig.5) versehene Welle 25 gelagert, an der die beiden Hälften einer
zweiten Drosselklappe 18 befestigt sind. Zu diesem Zweck weist die Hohlwelle 29
entsprechende Ausbrüche auf.
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Die beiden Drosselklappen 18 und 19 können sowohl gemeinsam (mittels
des Gaspedals 10) als auch unabhängig voneinander verstellt werden. In der
Voll ausgezogenen Darstellung in Fig.3 ist die Lage der beiden Drosselklappen
18 und 19 im Ansaugrohr 8 in der Leerlaufstellung dargestellt, Die beiden Drosselklappen
liegen dabei aufeinander. Das ist dadurch erreicht, daß die beiden Hälften 191 und
19t' der Drosselklappe 19 in zueinander parallelen Ebenen, die um die Stärke der
Drosselklappe 18 gegeneinander versetzt sind, liegen, während die beiden Hälften
181 und 1811 der Drossel-
klappe 18 in der gleichen Bebens liegen.
Die gestrichelte Darstellung in Fig.3 zeigt die Stellung der beiden Drossel-
klappen
in voll geöffnetem Zustand.
In der Fig.4 steht
die Drosselklappe 19 durch entsprechende: ,Betätigung des Gaspedals
in der Offenstellung, 'während die
Drosselklappe 18 unter
der Einwirkung des Regelmechanismus-
eine der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit
entsprechende Stellung einnimmt. Unter der Einwirkung der Regeleinrichtung
wird sieg wie durch die beiden Doppelpfeile dargestellt, geringfügig
in dieser Stellung hin- und herbewegt werden. Mit 34 ist ein Anschlag
bezeichnete der die Bewegeng der Drosselklappe 18 im Ansaugrohr 8
begrenzt. Der
Pfeil 33 stellt die Ansaugrichtung dar.
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Die beiden Hälften. 181 und 18t' der Drosselklappe
18
sind mit zungenförmigen Lappen 30, 31 ausgerüstet,
die
durch den Schlitz 28 der Welle 25 geschoben und dann
mit
der Welle 25 starr verbunden werden. Zu diesem Zweck sind
die beiden Hälften 181 bzw. 18t1 komplementär zueinander
ausgebildet,
wie in der Fig,5 dargestellt ist. Mit der
Hohlwelle 29 sind
die beiden Hälften 191 und 191t der
Drosselklappe 19T seitlich
gegeneinander versetzt, starr,
z.D. durch Schweiften, verbunden.
Auf der Hohlwelle 29
sitzt die Antriebsscheibe 12, die als Teil eines Gehäuses
23
ausgebildet ist, an dem der Stellmotor 16 befestigt ist.
Der
Stellmotor 16 ist, über das Untersetzungsgetriebe 17
mit der
Welle 25 über eine Rutschkupplung 26, 27 getrieblieh verbunden;
In
der Fig.6 ist der Regelkreis schematisch dargestellt. Der vom Kraftfahrzeug
selbst angetriebene Tachogenerator 13
erzeugt eine der Geschwindigkeit
proportionale Spannung,
die einem Differentialverstärker
35_zugeführt wird. Der
Differentialverstärker 35 steht außerdem mit
einer Schalteinrichtung 36 in Verbindung, die ihm Vergleichsspannungen
zuführt. Diese Vergleichsspannungen werden durch Tasten 20
aufgeschaltet,
die den jeweils gewünschten Geschwindigkeiten entsprechen. Beispielsweise
sind diese Tasten 20 in der
Fig.6 mit den Geschwindigkeiten 60, 80,
100 und 120 (km/h) bezeichnet. An diese Schalteinrichtung
ist ferner der Schalt-
ring 22 angeschlossen, der eine Verglelchsspannung
aufschal-
tet, die einer vom Fahrzeug nicht erreichbaren Höchstgeschwindigkeit
entspricht. Der Ausgang des Differentialver-
stärkers 35 ist mit einem
Vorverstärker 37 verbunden, dessen
Ausgang an einem Regelkreis 38 liegt.
Dieser Regelkreis hat
die Aufgabe, eine Dämpfung und Korrektion
in den gesamten Regelkreis einzuführen. Die im Regelkreis 38 gewonnenen
ge-
dämpften Spannungen werden über einen Ausgangsverstärker 39
dem
Stellmotor 16 mit dem Untersetzungsgetriebe 17 zugeführt. Das
Untersetzungsgetriebe 17 betätigt Drosselklappe 18. wo-
durch die Fahrzeuggeschwindigkeit
der vorgewählten Geschwindigkeit angepaßt wird. Die Hauteile 35
bis 39 sind zusammen
mit den Schalttasten 20 in bzw. an dem Schaltkasten
15 ange-
ordnet.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgendes
Wird
keine Vergleichsspannung an dem Differentialverstärker 35 angelegt oder aber
eine Vergleichsspannung, die einer
vorn Fahrzeug nicht erreichbaren
Geschwindigkeit entspricht,
dann unterliegt die Fahrzeuggeschwindigkeit
lediglich der
üblichen Regelung durch das Gaspedal, da die beiden Drossel-
klappen-18
und 19 aneinander liegen. Bei einer Verstellung -der Drosselklappe
19 durch das Gaspedal wird die Drossel-
klappe 18 in gleicher Weise
mitverstellt, da deren Antriebs-
elemente, nämlich der'Stellmotor°16
und das Untersetzungsgetrebe 17, zusammen mit der Antriebsscheibe 12 und
dem Gehäuse 23 verstellt werden. In diesem Falle ist also keine
Regelung möglich.
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Wird dagegen durch Betätigung einer der Tasten 20 dem Differentialverstärker
35 eine Vergleichsspannung zageführt, dann wird im@Differentialverstärker
35 für den Fall, daß die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit von der
ge-
wünschten Geschwindigkeit abweicht, eine Differenz-Spannung
erzeugt,
die ein Anlaufen des Stellmotors 16 bewirkt, Durch
andauernden
Vergleich der tatsächlichen Geschwindigkeit mit
der gewünschten
Geschwindigkeit wird schließlich die tat-
sächliche Geschwindigkeit
auf den gewiinschten Wert singe-
regelt. Um e :nn. zu .schnellen Wechsel,
der sich in andauern-den positiven und negativen Beschleunigungen
des Fahrzeuges
auswirkt, zu vermeiden, ist der Korrektions-
und Dämpfungekreis 38 in den Gesamtregelkreis eingeschaltet. Eine Regelung
erfolgt selbstverständlich nur so weit, wie die Stellung der vom Gaspedal
10 gesteuerten Drosselklappe 19 zuläßt, Es ist daher zweckmäßig, die Drosselklappe
19 in die Offenstellung zu bringen, wenn man mit automatisch geregelter Geschwindig-keit
fahren will.. Erfordert die Fahrsituation einen schnel-
len Übergang
von der automatisch geregelten Geschwindigkeit in die vom Faherer selbst geregelte
Geschwindigkeit, dann ist das mittels des Schaltringes 22 sofort möglich, weil
durch
diesen Schaltring dem Differentialverstärker eine Vergleichsspannung zugeführt wird,
die einer über der Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeuges liegenden Geschwindigkeit
entspricht. Dabei braucht der Fahrer durch die Anordnung des Schaltringes-am Lenkrad
selbst die Hände von diesem .nicht wegzunehmen.