DE1555113A1

DE1555113A1 - Device for the automatic control of the driving speed of motor vehicles

Info

Publication number: DE1555113A1
Application number: DE19661555113
Authority: DE
Inventors: Francois Dandrel; Francois Duveau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-07-01
Filing date: 1966-07-01
Publication date: 1971-10-21

Description

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. Vorrich t ung for automatic n regulating the driving speed of Kraftfah rzeugen The invention relates to a device for automatically controlling the speed of motor vehicles, the speed can be regulated in known manner by operating the accelerator pedal in the elimination of automatic or its failure.

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.Automatic cruise control devices for automobiles are already known. It is common to put it in the transmission chain between your accelerator pedal and the throttle valve to switch on a control element, which in most cases of controlled by a tachometer generator. These devices are, however, throughout quite complicated and prone to failure.

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.It is also already a speed control device known, in which a second throttle valve is switched on in the intake pipe, which is completely independent of the usual control device, i.e. accelerator pedal transmission element throttle valve, is. However, there are difficulties in cooperation with this institution of the two control devices.

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. These disadvantages are avoided according to the invention in that a second throttle valve is provided, the adjustment of which takes place as a function of an automatic control device and of the position of the usual throttle valve . The second throttle valve is preferably arranged coaxially to the first throttle valve and its servomotor is fastened together with a reduction gear in or on a housing which is rigidly connected to the first throttle valve. It is expedient to attach the first throttle valve to a hollow shaft provided with cutouts, in which the shaft for the second throttle valve is mounted. In a particularly advantageous embodiment , a slip clutch is connected between the shaft of the second throttle valve and the reduction gear.

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. The actual control device, which in itself is not the subject of the invention, can be designed in the usual way . For example, a tachometer generator driven by the drive shaft of the motor vehicle can be used to generate an electrical voltage that is related to a comparison voltage. Any differences between the two voltages are then used to control the servomotor for the second throttle valve. This control loop is designed as a servo loop. It is of course also possible to use other automatic control devices known per se for controlling the servomotor .

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. An exemplary embodiment for the invention is shown in the accompanying drawings , namely: FIG. 1 . Schematically a motor vehicle with the parts essential to the invention , Fig. 2 is a perspective view of the arrangement of the two throttle valves, Figs. 3 and 4 are examples of the positions of the: throttle valves in the intake pipe, Fig. 5 is a plan view of the arrangement of the second throttle valve with its drive means , partially cut, Fig. 6 - a block diagram: In Fig.1 parts of a motor vehicle with the front axle 1, the rear axle 2, the differential housing 3 are shown. On the engine 4, the carburetor 6 is fastened to the intake port 7, in which the intake pipe 8 with the throttle valve arrangement 9 is located. The commonly used throttle valve is connected in a geared manner to the accelerator pedal 10 via any gear chain 11 and a belt pulley 12 arranged on a rotatably mounted housing 23. On the housing c1_es Syuchrcra-Wechselgetxiebes a tachometer generator 13 connected to the drive shaft 14 is attached, which is electrically connected to a switching device housed in a switch box 15 . A servomotor 16 with a reduction gear 17 is provided on or in the rotatably mounted housing 23. The servomotor 16 is also connected to the switching device ; The reduction gear 17 contains on the output side a gear wheel 24 which is coupled to the drive shaft 25 for the second throttle valve. By corresponds with the control box 15 suspended-switching device is a current source 21 and is arranged in the region of the steering wheel 5 switching ring 22 is connected beyond. The desired speed can be set by means of several switch buttons 20. An example of the throttle valve arrangement 9 is shown in FIG. It consists of a first throttle valve 19 which is attached to a hollow shaft 29 . A second shaft 25, preferably provided with a longitudinal slot 28 (FIG. 5), to which the two halves of a second throttle valve 18 are fastened, is mounted in the hollow shaft 29. For this purpose, the hollow shaft 29 has corresponding cutouts.

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. The two throttle valves 18 and 19 can be adjusted both together (by means of the accelerator pedal 10) and independently of one another. In the fully extended representation in Figure 3 , the position of the two throttle valves 18 and 19 in the intake pipe 8 is shown in the idle position, the two throttle valves are on top of each other. This is achieved in that the two halves 191 and 19t 'of the throttle valve 19 lie in mutually parallel planes which are offset from one another by the thickness of the throttle valve 18, while the two halves 181 and 1811 of the throttle valve 18 are in the same tremor lie. The dashed line in FIG. 3 shows the position of the two throttle valves when they are fully open. In Figure 4, the throttle valve 19 is by appropriate: actuation of the accelerator pedal in the open position, 'while the throttle valve 18 under the action of a Regelmechanismus- occupies the desired vehicle speed corresponding position. Under the action of the control device , as shown by the two double arrows, it will be moved back and forth slightly in this position. A stop, denoted by 34, limits the movement of the throttle valve 18 in the intake pipe 8. The arrow 33 represents the suction direction.

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. The two halves. 181 and 18t 'of the throttle valve 18 are provided with tongue-shaped flaps 30, 31, which are pushed through the slit 28 of the shaft 25 and rigidly connected to the shaft 25th For this purpose , the two halves 181 and 18t1 are designed to be complementary to one another , as shown in FIG . With the hollow shaft 29, the two halves 191 and 191t of the throttle valve 19T are laterally offset from one another , rigidly connected, for example by means of swiveling. The drive pulley 12, which is designed as part of a housing 23 , to which the servomotor 16 is attached, sits on the hollow shaft 29. The servomotor 16 is connected to the shaft 25 via the reduction gear 17 via a slip clutch 26, 27 geared ; The control circuit is shown schematically in FIG. The tachometer generator 13, which is driven by the motor vehicle itself , generates a voltage proportional to the speed, which is fed to a differential amplifier 35_. The differential amplifier 35 is also connected to a switching device 36 which supplies it with reference voltages. These comparison voltages are applied by keys 20 , which correspond to the respective desired speeds. For example, these keys 20 are designated in FIG. 6 with the speeds 60, 80, 100 and 120 (km / h) . The switching ring 22 is also connected to this switching device and switches on a comparison voltage which corresponds to a maximum speed that the vehicle cannot achieve. The output of the differential amplifier 35 is connected to a preamplifier 37 , the output of which is connected to a control circuit 38. This control loop has the task of introducing damping and correction into the entire control loop . The damped voltages obtained in the control circuit 38 are fed to the servomotor 16 with the reduction gear 17 via an output amplifier 39. The reduction gear 17 actuates the throttle valve 18, as a result of which the vehicle speed is adapted to the preselected speed. The main parts 35 to 39 are arranged together with the switch buttons 20 in or on the switch box 15.

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. The operation of the device is the following If no comparison voltage applied to the differential amplifier 35, or a comparison voltage which is not corresponding to a forward vehicle achievable speed, the vehicle speed is subject only to the usual control by the accelerator pedal, since the two throttle flap 18 and 19 lie against each other. Upon an adjustment of -the throttle valve 19 through the accelerator pedal, the throttle valve is also adjusted 18 in the same manner as their drive elements, namely der'Stellmotor ° 16 and Untersetzungsgetrebe 17, together with the drive pulley 12 and the housing can be adjusted 23rd In this case, no regulation is possible.

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.If, however, the differential amplifier 35 zageführt a comparison voltage by pressing one of the keys 20, then, is in @ differential amplifier 35 in the event that the actual vehicle speed deviates from the desired speed, a differential voltage is generated, which causes a start-up of the servomotor 16 , by continuous comparison of the actual speed with the desired speed of finally the tat neuter speed is regulated on the singe- gewiinschten value. To e: nn. To avoid rapid changes, which have an effect in continuous positive and negative accelerations of the vehicle , the correction and damping circuit 38 is switched into the overall control circuit. A regulation is of course only as far as permitted by the position of the controlled from the accelerator pedal 10 throttle valve 19, it is appropriate to bring the throttle valve 19 in the open position if you want to drive ness with automatically controlled velocity .. Requires the driving situation a rapid transition from the automatically controlled speed to the speed controlled by the driver himself, this is immediately possible by means of the switching ring 22, because this switching ring supplies the differential amplifier with a comparison voltage which corresponds to a speed above the maximum speed of the vehicle. Due to the arrangement of the switching ring on the steering wheel, the driver does not need to take his hands off the steering wheel himself.

Claims

A n a pr ü o he 1: Device for the automatic control of the driving speed of motor vehicles, characterized in that a second throttle valve (18) is provided, the adjustment of which is dependent on: an automatic rule: - device and the position of the usual throttle valve (19) takes place. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the second throttle valve (18) -arranged coaxially to the first throttle valve (19) and its servomotor (16) together with a reduction gear (17) in or on a housing (2 -3),: `is attached, which is rigidly connected to the first throttle valve (19) . 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the first throttle valve (19) is attached to a hollow shaft (29) provided with cutouts, in which the shaft (25) for the second throttle valve (18) is mounted. . Device according to claims a or 3, characterized in that a slip clutch (26, 27) is switched on between the shaft (25), the second throttle valve (18) and the reduction gear (17) , the device according to that is provided in the Geaamtregelkreis a Dämpfungskroe (38) - at least one of claims 1 to 4, characterized in that.