DE1918062C3 - System zur Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung des Ausgangs einer Energiequelle, mit einer Geschwindigkeitserfassungseinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals eines der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Wertes, mit einer Speichereinrichtung zur Speicherung des Wertes e.ner gewünschten Fahrgeschwindigkeit und mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleich des Wertes des Ausgangssignals von der Gesclnvindigkeitscrfassungseinrichtung mit dem Wert des in der Speichereinrichtung gespeicherten elektrischen Signals, wodurch ein Steuersignal erzeugt wird und der Unterschied zwischen den Werten verringert wird, wenn das Fahrzeug mit automatischer Regelung arbeitet.

Die Geschwindigkeitssteuerung eines Eigenantriebsfahrzeuges (im folgenden Kraftfahrzeug genannt) wird allgemein durch das Drosselventil eines Vergasers bewirkt. Ein mit einer Brennstoffiiijektionsvorrichtung ausgerüstetes Kraftfahrzeug hat keinen Vergaser, sondern ein Drosselventil im Einlaßkrümmer, womit die Geschwindigkeit des Fahrzeuges gesteuert wird. Gewöhnlich wird das Drosselventil von Hand betätigt; wenn jedoch ein Fahrzeug für längere Zeit auf einer Autobahn od. dgl. mit einer bestimmten Geschwindigkeit angetrieben wird, ist es vorteilhaft, das Drosselventil automatisch zu steuern, um die Arbeit des Fahrers zu erleichtern. In dieser Hinsicht wurde bereits eine Anzahl von automatischen Steuereinrichtungen bzw. Regeleinrichtungen vorgeschlagen, doch bei jeder von diesen sind der Geschwindigkcitseinstellvorgang und der Vorgang zum Umschalten von der Steuerung von Hand auf die automatische Steuerung lästig.

Allgemein umfaßt ein automatisches Regelsystem eine Einrichtung zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges, eine Einrichtung zur Einstellung eines der gewünschten Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Bezugswertes, eine Einrichtung zum Vergleich des erfaßten Wertes mit dem Bezugswert und eine Einrichtung zur Steuerung des Öffnungsgrades des Drosselventils entsprechend dem Vergleichsergebnis. Einrichtungen zur Steuerung des Öffnungsgrades des Drosselventils werden als Elektromotoren, Kolbentyp bzw. Diaphragmatyp klassifiziert. Der Kolbentyp und der Diaphragmatyp sind nachteilig, da eine sofortige und genaue Steuerung von hydraulischem Druck oder pneumatischem Druck vom praktischen Konstruktionsstandpunkt sehr schwierig ist. Die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung, die Bezugswerteinstelleinrichtung und die Vergleichseinrichtung lassen sich grob einem elektrischen Typ oder einem mechanischen Typ zuordnen, unter denen der elektrische Typ vom Genauigkeits-, Wartungs-, Lebensdauer- und Benutzungsstandpunkt aus vorteilhaft ist. Daher benutzen Steuersysteme dieser Art vorwiegend elektrische Einrichtungen.

Ein elektrisches Regelsystem ist so ausgelegt, daß die Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mittels eines Generators in ein elektrisches Signal mit einer der Geschwindigkeit entsprechenden Spannung um gewandelt wird und die elektrische Signalspannung mit einer der gewünschten Geschwindigkeit entsprechenden Bezugsspannung verglichen wird, die man durch einen Gleit- oder Abgreif-Potentiometertyp-Potentialteiler erhält, um ein Differenzsignal zu schaffen, und ein elektrischer Motor wird entsprechend dem Differenzsignal gesteuert, indem der Öffnungsgrad des Drosselventils verstellt wird, bis das Differenzsignal Null wird. Jedoch ist der Vorgang der Wahl einer gewünschten Geschwindigkeit mit dem Potentiometertyp-Potentialteiler so lästig für den Fahrer, daß eine Vereinfachung des Vorgangs bei

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gleicht'leihend-v bzw. verhesseik-r Regelgenauiakeii Üwerl erscheint.

Dei Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System /ur automatischen Geschwindigkeitsregelung _zu ^-!,,üfcn, mit dem die durch uinui Einsduiiischal!¹; rjiang beliebig vorgewühlir Fahrgeschwindigiceii ei '--¹. Fahrzeuges, inshestmdere eines Kraftfahrzeuge, nittels einer sehr einfachen Handbetätigung auf ein -in gewünschten Wen gehalten werden kann.

Die Aufgabe wird bei einem System der eingangs genani \n Art crfindungsgemäU daduich gdosj daß zwise!i-;i den Ausgangsuiischlüsscn eines als Geschv.ii iükeitserfassungseinriciuung dienenden Generators :n Potentialteilk.ei>, angeschUissen ist, der zwei '. :■ Jen und einen Widerstand umfaßt, die miteina¹.¹.'.;· in Reihe geschaltet sind, wobei der Verbindu:; punkt zwischen den beid-n Dioden mit der Gatte; .-..klrode eines ersten Feldeffekttransistors und auch -i!t der Speichereinrichtung über einen bei 3UH)!' --eher Steuerung geüfineiem Schalter verbund-.:, ist und wobi·; die äußeren F.lckimden der Diod-.' mit der Speichereinrichtung Liber einen normale; ise offenen Schalter verbunden sind.

Ui: besondere Ausführung des crnndimgsgemüßen :^:. lems zeichnet sich dadurch aus, JaIi der Geiuüuor mit einer drehbaren Welle verbunden ist, die s:> :: mit einer der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeug -. ntsprechenden Geschwindigkeit dreht, und dal.¹' ι.¹V durch diesen Generator erzeugte Spannung über . .nen unvollständigen Diilerenzierkreis, der aus einem Parallelkreis mit einem Kondensator und einem Widerstand besteht, einem Ausgangsanschluß zugeführt wird. Da die vom Gleichstromgenerator erzeugte Spannung dem Potentialteilkreis über den unvollständigen Differenzierkreis zugeführt wird, tritt infolge eines Wechsels der Fahrzeuggeschwindigkeit an den drei Ausgangsansclilüssen unverzüglich eine Potcniialändcrung auf, so daß eine hochempfindlich ansprechende Steuerung möglich ist. Das Vorsehen eines unvollständigen DitTerenzierkreises hat die vorteilhafte Folge, daß eine stabile Steuerung der Geschwindigkeit ohne jedes Pendeln durch Einstellen der Zeitkonstanten dieses unvollständigen Ditferenzierkreises erreicht werden kann.

Da eine Änderung der Fahrgeschwindigkeit zu einem gewünschten Wert von einer Vorspannung in Abhängigkeit von den Größen der Sperrspannungen der Dioden des Potentialteilkreises abhängt, läßt sich eine konstant große Beschleunigung oder Verzögerung durchführen, und zwar unabhängig von der Größe der durch den Generator erzeugten Spannung.

Die Erfindung wird im Zusammenhang mit der Zeichnung im einzelnen erläutert; darin zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Systems zur automatischen Geschwindigkeitsregelung,

F:ig. 2 ein Schaltbild zur Erläuterung einer Form der elektrischen Schaltung,

Fi g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Durchlaßcharakteristik eines Feldeffekttransistors und

F ι g. 4 eine schematische Perspektivansicht der mechanischen Verbindung eines Drosselventils, eines Beschleunigungspedals und eines Elektromotors.

Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf F i g. 1 kurz erklärt werden: Ein Vergaser 1 ist mit dem Einlußkriimmer eines Verbrennungsmotors verbunden. Ein Drosselventil 2 wird während des Handsteuerbetriebes von einem Beschleunigungspedal 3 und während des automatischen Steuerbetriebes von einem Elektromotor 4 betätigt. Die Drehung des Elektromotors 4 wird durch ein Untersetzungsgetriebe 5 auf das Drosselventil 2 übertragen. Wenn daher das Fahrzeug unter Handsteuerung ist, sind

der Elektromotor 4 und das Untersetzungsgetriebe 5 durch eine übliche magnetische Kupplung 6 von dem Drosselventil 2 getrennt, weil sonst das Drosselventil 2 durch eine (nicht dargestellte) Rückholfeder nicht automatisch zurückgestellt würde, da der Eiektromotor 4 und das Untersetzungsgetriebes eine große Last für die Rückholfeder darstellen. Der Elektromotor 4 und die magnetische Kupplung 6 sverden durch eine elektrische Regeleinrichtung 7 gesteuert, die im einzelnen noch beschrieben wird. Die elekirische Regeleinrichtung erzeugt ein Signal, das normale Rotation. Rückwärtsrotation oder Anhalten des Elektromotors 4 entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bewirkt, sowie ein Signal, das Freigabe oder Eingriff der magnetischen Kupphing 6 in Abhängigkeit da\on bewirkt, ob das Fahrzeug unter Hand- oder automatischer Steuerung läuft. Selbst unter automatischer Steuc-;ng ist es wünschenswert, daß das Drosselventil 2 'iei Betätigung eines Bremspedals 8 oder eines (nicht dargestellten) Kupplungspedals in die Minimalöffnungsstellung zurückgebracht wird Zu diesem Zweck wird eine Verschiebung eines Pedalarms 9 durch einen Schalter 10 erfaßt und in Form eines elektrischen Signals der elektrischen Regeleinrichtung 7 zugeführt.

Es soll nun die elektrische Regeleinrichtung 7 unter Hinweis auf F i g. 2 beschrieben werden. Die Bezugsziffer 11 bezeichnet eine im Kraftfahrzeug montierte und eine Gleichstromquelle für die elektrische Steuereinrichtung darstellende Speicherbatterie. Die negative Elektrode der Batterie 11 ist am Fahrzeugkörper geerdet, während ihre positive Elektrode über einen Schlüsselschalter 12 und einen Grenzschalter 13 mit einem Leiter 14 verbunden ist. Der Grenzschalter 13 ist so eingerichtet, daß er geschlossen wird, wenn ein (nicht dargestelltes) Übersetzungsgetriebe in einer »Hoch«-Stellung ist. FaIN das Kraftfahrzeug nicht mit dem Übersetzungsgetriebe, sondern mit einem Drehmomentwandler ausgerüstet ist, richtet man den Grnnzschalter so ein.

daß er schließt, wenn der Wandler in eine »Antriebs«- Stellung eingestellt ist. Ein gewöhnlich offener Druckknopfschalter 15 ist zwischen den Leitern 14 und 16 angeordnet. Zwischen diesem Leiter 16 und einem Leiter 17, der am Fahrzeugkörper zu erden ist, sind der Elektromotor 4 zur Betätigung des Drosselventils 2, eine Spule 18 der magnetischen Kupplung 6 und eine Spule 20 eines Selbsthalterelais 19 angeschlossen. Der Elektromotor 4 besteht aus einem Gleiehstromreihcnmotor. Feldwicklungen 22.

23 zur elektrischen Reihenschaltung mit einem Anker 21 sind zur Normaldrehung bzw. Rückwärtsdrehung vorgesehen. Eine umkehrbare Drehcharakteristik kann leicht dadurch erhalten werden, daß man die Anordnung so trifft, daß die Polarität eines magnetischen Feldes, das beim Leiten eines Stromes durch die Feldspulen 22, 23 erzeugt wird, entgegengesetzt zu der des Ankers 21 wird. Ein äußerer Anschluß des Ankers 21 ist mit dem Leiter 17 verbunden. Ein äußerer Anschluß der Feldspule 22 ist mit der Kollektorelektiode eines PNP-Transistors 25 über einen Grenzschalter 24 verbunden, der zum Drosselventil gehört, während ein äußerer Anschluß der anderen Feldspule 23 mit der Kollektorelektrode

.•ines anderen PNP-Transistors 27 über einen anderen 52, dessen Kollektorelektrodc mit den Emitterelcklircnzscluiltcr 26 verbunden ist. der zum Drossel- troden der PNP-'Transistoren 49, 50, dessen Emitter- Lei ventil gehört. Wenn der Öffniingsgrad des Drossel- elektrode über einen Widerstand 53 mit dem Leiter Ko ventils 2 durch Normaldrehung des Elektromotors 4 36 und dessen Basiselektrode über einen Widerstand ges steigt, werden die Grenzschalter 24 und 26 so einge- 5 54 mit dem Leiter 36 und über einen Widerstand 55 GIt stellt, daß der erstere beim Maximalöffnimgsgrad des mit Erde verbunden sind. Die Basiselektrode des Ko Drosselventils 2 und der letztere beim Minimal- Transistors 49 ist über einen Widerstand 56 mit dem sat öffniingsgrad desselben geöflnct werden. Die Erfassungsanschltiß 47 verbunden, der mit der Ab- dci Emitterelektroden der Transistoren 25 und 27 sind laufelektrode des ersten Feldeffekttransistors 39 ver- E/u mit dem Leiter 16 verbunden. Die Basiselektrode des io blinden ist, und seine Kollcktordektrode ist über eil Transistors 25 ist mit der Kollektorclektrode eines eine Diode 57 und Widerstände 58, 59, die in der Ai NPN-Transistors 29 über einen Widerstand 28 ver- erwähnten Reihenfolge in Reihe geschaltet sind, mit ge blinden, während die Basiselektrode des anderen dem Leiter 17 verbunden. Die Basiselektrode des ko Transistors 27 mit der Kollektorclektrode eines anderen Transistors 50 ist über einen Widerstand 60 na NPN-Transistors 31 über einen Widerstand 30 ver- 15 mit dem Erfassungsanschluß 4K verbunden, der mit A blinden ist, und die Emitterelektroden beider der Ablaufclcktrodc des zweiten Feldeffekttransistors ar Transistoren sind mit dem leiter 17 verbunden. 40 verbunden ist. und seine Kollektorelektrodc ist Zwischen der Spule 20 des Selbsthalterdais 19 und mit dem Leiter 17 über eine Diode 61 und Wider- st dem Leiter 17 ist ein Kontakt 32 des Schalters 10 stände 62,63 verbunden, die in der erwähnten ni eingesetzt, der bei Betätigung des Bremspedals 8 oder ao Reihenfolge in Reihe geschaltet sind. Die Bezugs- b¹ des (nicht dargestellten) Kupplungspedals zu öffnen ziffern 64 und 65 bezeichnen PNP-Transistorcn. Die rr ist. und ein normalerweise offener Selbsthaltekontakt Emitterelektrode des Transistors 64 ist mit der F 33 des Relais ist elektrisch parallel zu dem genannten Kollektorclektrode des Transistors 49 und seine is Druckknopfschalter 15 angeschlossen. Noch ein Basiselektrode ist mit dem Zwischenpunkt zwischen ζ Schalter des Relais 19 soll später beschrieben werden. 25 den Widerständen 62 und 63 verbunden. Die Kollck- r Die Bezugsziffer 34 bezeichnet einen Konstant- torelektrode des Transistors 64 ist mit der Basis- c¹ spannungskrcis. Die Kollektorelektrode eines NPN- dektrode des !'ransistors 31 und über einen Wider- ;i Transistors 35, der als Steuerorgan verwendet wird, stand 66 mit dem Leiter 17 verbunden. Die c ist mit dem Leiter 16 und seine Emitterelektrode ist Emitterelektrode des anderen Transistors 65 ist mit \ mit einem Leiter 36 verbunden, und zwischen der 30 der Kollektorelektrodc des Transistors 50 und seine ι Kollektorelektrode und der Basiselektrode des Basiselektrode ist mit dem Zwischenpunkt zwischen Transistors 35 ist ein Widerstand 37 angeschlossen. den Widerständen 58 und 59 verbunden. Die Weiter ist die Basiselektrode des Transistors 35 über Kollcktorelcktrode des Trtmsistors 65 ist mit der eine Zenerdiode 38 mit dem Leiter 17 verbunden. Basiselektrode des Transistors 29 und über einen Die Bezugsziffern 39 und 40 bezeichnen einen 35 Widerstand 67 mit dem Leiter 17 verbunden. Diese ersten bzw. einen zweiten Feldeffekttransistor. Die Transistoren stellen eine Vcrglcichscinrichtung dar. Ablaufelektrode des ersten Feldeffekttransistors 39 Die Bezugsziffer 68 bezeichnet einen Gleichsl.romist über einen Widerstand 41 mit dem Leiter 36 ver- generator, der zur Erzeugung einer der Fahrgeschwinbunden. und seine Quellenelektrode ist über einen digkeit des Kraftfahrzeuges bei Erfassung der Fahrwiderstand 42 mit dem Leiter 17 verbunden. Eine 40 geschwindigkeit entsprechenden Spannung geeignet erste Steuerelektrode mit einem Höchsteingangs- ist. Der Gleichstromgenerator 68 wird z.B. vom impedanzverhalten ist mit einem ersten Eingangs- Übersetzungsgetriebe angetrieben, und sein poj.itiver anschluß43 verbunden, und eine zweite Steuer- Aiisgangsanschluß 69 ist mit dem Leiter 70 vcrbutieleklrode ist mit der Seite des Widerstandes 42 den, der so angeschlossen ist, daß sein Po'.cntial \ erblinden. die entgegengesetzt zur Quellen- 45 etwas höher als das des Leiters 17 wird, das ein in elektrodenseitc liegt. Die Ablaufelektrode des zweiten der Verglcichseinrichtung verwendetes Ikzugs-Feldeffekttransistors 40 ist über einen Widerstand 44 potential ist. Dies kann praktisch erreicht werden, mit dem Leiter 36 verbunden, und seine Quellen- indem man den Leiter 70 mit dem Zwischeiipun¹'. elektrode ist über einen Widerstand 45 mit dem zwischen einem Widerstand 71 und einer Mehrzahl Leiter 17 verbunden. Eine erste Steuerelektrode mit 50 von Dioacn 72 verbindet, die in der erwähnten einem Höchsteingangsimpedanzverhalten ist mit Reihenfolge zwischen dem Leiter 14 und dem Leiter einem zweiten Eingangsanschluß 46 verbunden, und 17 angeschlossen sind. Dadurch kann das Potential eine zweite Steuerelektrode ist mit der Seite des des Leiters 70 bezüglich des Potentials des Leiters 17 Widerstandes 45 verbunden, die entgegengesetzt zur um einen der Sperrspannung der Dioden 72 gleichen Quellenelektrodenseite liegt. Die Widerstände 42, 45 55 Betrag angehoben werden. Der negative Anschluß 73 sind vorzugsweise variabel im Hinblick auf die Tat- des Gleichstromgenerators 68 ist mit dem Leiter 70 sache. daß sie zur Vergleichmäßigung der Durchlaß- über einen unvollständigen Differenzierkreis 74 und charakteristik und des Tcmpcratunerhaltens der einen Potcntialteilkreis 75 verbunden, die in Serie Fddeffekttransistoren 39. 40 dienen. Die Feideffekt- geschaltet sind. Der Potenlialteilkreis 75 umfaßt einen transistoren 39. 40 und die Widerstände 41. 44 bilden 60 Widerstand 76, einen ersten Ausgangsanschluß 77, eine Brückenerfassungsschaltung zwischen den eine Diode 78. einen zweiten Ausgangsanschluß 79, Leitern 17 und 36. und Erfassungsanschlüsse 47, 48 eine Diode 80 und einen dritten Ausgangsanschluß sind von den Ablaufelektroden der Feldeffekt- 81, die zueinander in Reihe geschaltet und mit dem transistoren 39,40 herausgeführt. Die Bezugsziffern Leiter 70 verbunden sind. Der unvollständige 49. 50 bezeichnen PNP-Transistoren, deren Emitter- 65 Differenzierkreis 74 umfaßt einen Widerstand 82 und elektroden miteinander und über einen Konstantstrom- einen Kondensator 83, die zueinander parallel und kreis 51 mit dem Leiter 36 verbunden sind. Der zwischen dem dritten Ausgangsanschluß 81 und dem Konstantstromkreis 51 umfaßt einen PNP-Transistor negativen Ausgangsanschluß 73 angeschlossen sind.

Der /weite Ausgangsanschluß 79 ist mit dem Leiter 70 über einen Widerstand 84 und einen Kondensator 85 verbunden, und eine der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs entsprechende Gleichspannung tritt an den Anschlüssen des Kondensators 85 auf. Hin Anschluß des Kondensators n5. der vom Leiter 70 abgewandt ist, ist mit dem ersten Eingangsanschluß 43 bzw. dem zweiten Hingangsanschluß 46 der Vergleichscinrichlung mit einem normalerweise geschlossenen, zwischen dem Anschluß und dem ersten Eingangsanschluß 43 eingefügten Relaiskontakt 86 verbunden. Dieser Rclaiskontakt 86 ist geöffnet, wenn die Spule 20 des genannton Selbsthplterelais 19 gespeist wird. Der erste Ausgangsanschluß 77 und der dritte Ausgangsanschluß 81 sind mit dem ersten Eingangsanschluß 43 über einen Widerstand 87 und einen Druckknopfschalter 88 bzw. über einen Widerstand 89 und einen normalerweise offenen Druckknopfschalter 90 verbunden. Die Druckknopfschalter 88, 90 sind zusammen mit dem genannten Druckknopfschalter 15 am Fahrersitz vorgesehen. Der Druckknopfschalter 88 ist zur Verzögerung und der Druckknopfschalter 90 zur Beschleunigung bestimmt. Eine Speichereinrichrung besteht aus einem Kondensator 91, der zwischen dem ersten Eingangsanschluß 43 und dem Leiter 70 angeschlossen ist. Um ein Signal über eine ausgedehnte Zeitdauer gespeichert zu erhalten, muß der verwendete Kondensator 91 von der Art sein, die einen Minimalreststrom ermöglicht.

Nun soll der Betrieb des Systems zur Geschwindigkeitsregelung gemäß dem erläuterten Schaltbild erklärt werden.

Zunächst wird, wenn das Kraftfahrzeug unter Handsteuerung betrieben wird, der Öffnungsgrad des Drosselventils 2 durch das Beschleunigungspedal 3 gesteuert. Dabei schließt, auch wenn der Schlüssel-■jhalter 12 und der Grcnzschaitcr 13 geschlossen • nid, der Selbsthaltekontakt 33 nicht, falls nicht der Druckknopfschalter 15 geschlossen ist. Daher fließt kein Strom durch den Leiter 16, und die Spule 18 bleibt ungespeist, wodurch es ermöglicht wird, daß das Drosselventil 2 platt arbeitet, ohne daß es dem ninfluß des Elektromotors 4 und des Untersetzungsgetriebes 5 ausgesetzt wird. Da jedoch der Gleichstromgenerator 68 angetrieben wird, liegt eine durch den Gleichstromgenerator erzeugte und der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs entsprechende Spannung vom zweiten Ausgangsanschluß 79 im Potentialteilkreis 75 über den Widerstand 84 am ersten Eingangsanschluß 43 und am zweiten Eingangsanschluß 46 in der Vergleichseinrichtung an. Die am ersten Eingangsanschluß 43 anliegende Spannung lädt den Kondensator 91 auf.

Wenn der Fahrer die Fahrgeschwindigkeit automatisch aufrechtzuerhalten wünscht, ist es nur erforderlich, den Druckknopfschalter 15, der am Fahrerplatz vorgesehen ist, vorübergehend zu schließen. Beim Schließen des Druckknopfschalters 15 wird die Spule 20 des Selbsthalterelais 19 gespeist und schließt den Selbsthaltekontakt 33. Der Druckknopfschalter 15 muß nur für so lange geschlossen gehalten werden, bis der Selbsthaltekontakt 33 in Schließsiellung gebracht ist. Wenn der Druckknopfschalter 15 geschlossen ist, wird der Leiter 16 mit der Batterie 11 verbunden, so daß die Spule 18 der magnetischen Kupplung 6 gespeist wird und der Elektromotor 4 funktionsmäßig mit dem Drosselventil 2 verbunden wird. Zur gleichen Zeit wird die Spule 20 des Relais 19 gespeist, so daß sich der Kontakt 86 öffnet. Dabei wird die im Kondensator 91 gesammelte Spannung in der Form eines elektrischen, der vom Fahrer gewünschten Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Signals gespeichert. Nachdem das Drosselventil 2 mit dem Elektromotor 4 verbunden ist, kehrt es durch die Rückholfeder nicht in die Ausgangsstellung zurück, selbst wenn das Bcschlcunigungspedal 3 freigegeben wird, sondern wird auf Grund der Reibungswidcrstände des Untersetzungsgetriebes 5 und des Elektromotors 4 in seiner Stellung gehalten.

Wenn die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges unter solchen Bedingungen nicht geändert wird, arbeitet das Regelungssystem folgendermaßen:

Die Größe der an der ersten Steuerelektrode des ersten Feldeffektransistors 39 anliegenden Spannung und die der an der ersten Steuerelektrode des zweiten Feldeffektransistors 40 anliegenden Spannung in der

ao Vergleichseinrichtung sind gleich. Daher sind unter der Annahme, daß die Feldeffekttransistoren 39, 40 die gleiche Durchlaßcharaktcristik haben, die Spannungen an den Ablaufclektroden der entsprechenden Transistoren gleich, und es läßt sich an den

*5 Erfassungsanschlüssen 47, 48 keine Potcntialdifferenz erhalten. Wenn die Potentiale an den F.rfassungsanschlüssen 47,48 gleich sind, werden auch die Potentiale an den Basiselektroden gleich, da die Emitterelektroden der Transistoren 49, 50 mit dem gemeinsamen Konstantstromkreis 51 verbunden sind, und daher sind die Leitfähigkeiten zwischen den entsprechenden Emitterelektroden und Kollektorelektro'k'n gleich, so daß Ströme gleicher Größe von den Kollektorelektroden der entsprechenden Transistören fließen. Ein Spannungsabfall dieses Stroms an den äußeren Anschlüssen der Diode 57 und des Widerstandes 58 liegt zwischen der Emitterelektrode und der Basiselektrode des Transistors 65 an. während ein Spannungsabfall an den äußeren Anschmissen der Diode 61 und des Widerstandes 62 an der Emitterelektrode und der Basiselektrode des Transistors 64 auftritt. Wenn dabei die Werte des begrenzten Stromes des Konstantstromkreises 51 und der Widerstände 58, 59 so eingerichtet sind, daß die Größe des genannten Spannungsabfalls, der unter solchen Bedingungen auftritt, daß die Leitfähigkeiten zwischen der Emitterelektrode und der Kollektorelektrode der entsprechenden Transistoren 49, 50 gleich sind und der Strom vom Konstantstromkreis 51 gleichmäßig auf beide Transistoren 49, 50 in der beschriebenen Weise verteilt wird, kleiner als ein Wert ist, mit dem die Transistoren 64,65 gespeist werden, fließt kein Strom durch die Kollektorelek troden der Transistoren 64, 65 unter der genannter Bedingung, d. h. der Bedingung, bei welcher di< Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges nicht veränder wird. Daher werden die Transistoren 25, 27 jeweil in einem nicht gespeisten Zustand gehalten, und dem entsprechend bleibt der Elektromotor 4 außer Betriet Wenn der Zustand, in welchem die Transistoren 6*ä 65 ungespeist und der Elektromotor 4 außer Betrie gehalten werden, als Nichtansprechzone bezeichn« wird, läßt sich die Breite der Nichtansprechzor durch Variieren der Werte der Widerstände 58, 6 justieren. Mit anderen Worten ist die Totzone eir Zone, in der die Transistoren 64,65 ungespei bleiben, selbst wenn die Kollektorströme der Trans stören 49,50 variieren, wodurch die Breite d

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ZoneneinriehUing vergrößert wird, so daß der Offnungsgrad des Drosselventils 2 nicht korrigiert wird, auch wenn die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges in einem gewissen Ausmaße schwankt. Das bedeutet, daß der Bereich zulässiger Abweichung der Fahrgeschwindigkeit ausgeweitet wird, und der Grund dafür ergibt sich aus der folgenden Beschreibung:

Wenn nun da* Kraftfahrzeug zu einer Steigung gelangt und seine Fahrgeschwindigkeit nachläßt, arbeitet das Regelungssystem folgendermaßen:

Die durch den Gleichstromgenerator 68 erzeugte Spannung fällt proportional dem Rückgang der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ab. Das Potential am zweiten Ausgnngsansehluß 79 im Fotcntialteilkrcis ist bezüglich des Leiters 70 negativ, doch beim Abfall der Fahrgeschwindigkeit fällt das negative Potential ebenfalls ab, und das am zwei'.en Eingangsanschluß

46 in der Vergleichseinrichtung liegende negative Potential fällt ebenfalls ab. Infolgedessen geht das an der ersten Steuerelektrode des zweiten Feldeffekttransistors 40 liegende negative Potential zurück, woraus sich ein Abfall der Innenimpedanz zwischen der Ablaufelektrode und der Quellenelektrode und ein Anstieg der Leitfähigkeit ergeben. So fließt ein stärkerer Strom in der Ablaufelektrndc. Das Potential am Erfassungsanschluß 48 wird kleiner, so daß die an der Emitterelektrode und der Basiselektrode des Transistors 50 anliegende Spannung wächst, wobei die Innenimpedanz zwischen der Emitterelektrode und der Kollektorelcktrodc des Transistors 50 geringer wird. Andererseits ist die an der ersten Steuerelektrode des ersten Feldeffekttransistors 39 anliegende Spannung im Kondensator 91 zu speichern, und da sich die Innenimpedanz zwischen der Ablaufelektrode und der Quellenelektrode nicht ändert, bleibt das Potential am Erfassungsanschluß

47 unverändert. Daher wächst der durch die Emitterelektrode des Transistors 50 fließende Strom. Da jedoch die Emitterelektrode des Transistors 50 mit dem Konstantstromkreis 51 verbunden ist, verursacht der angewachsene Teil der Spannung, daß der durch die Emitterelektrode des Transistors 49 auf der anderen Seite fließende Strom zurückgeht. Infolgedessen wachsen das Potential der Kollektorelektrode des Transistors 50 und das Potential an den Widerständen 62,63, wenn der Kollektorstrom des Transistors wächst, während das Potential der Kollektorelektrode des anderen Transistors 49 und das Potential an den Widerständen 58, 59 geringer werden. Als Ergebnis wird die an der Emitterelektrode und der Basiselektrode des Transistors 65 anliegende Spannung in Vorwärtsrichtung groß, wobei die Emitterelektrode mit der Kollektorelektrode leitend verbunden ist, jedoch das Potential an der Emitterelektrode und der Basiselektrode des anderen Transistors 64 wird in entgegengesetzter Richtung groß, wodurch der nichtleitende Zustand zwischen der Emitterelektrode und der Kollektorelektrode beibehalten, wird. Bei Speisung des Transistors 65 fließt sein Ko'.lektorslrom durch die Basiselektrode des Transistors 29, wobei die Emitterelektrode mit der Kollektorelek'rode leitend verbunden ist, und dadurch wird der Transistor 25 gespeist, so daß ein Stromfluß durch die Feldspule 22 und den Anker 21 des Elektromotors 4 ermöglicht wird. Dabei wird der Elektromotor 4 in normaler Richtung angetrieben, und die Motorrotation wird über das Untersetzungsgetriebe 5 und die magnetische Kupplung 6 auf das Drosselventil 2 übertragen, so daß es in Öffnungsrichtung gedreht wird. So steigt die Motorleistung und gleicht die Geschwindigkeitsverminderung aus. Wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs die ursprüngliche Höhe erreicht hat, werden die Potentiale an den Erfassungsanschlüssen 47, 48 der Vergleichseinrichtung gleich, so daß der Elektromotor 4 zu drehen aufhört und das Drosselventil 2 in seiner öffnungsstellung stehenbleibt.

Wenn das Fahrzeug abwärts fälnt und die Fahrgeschwindigkeit steigt, arbeitet das Regelungssystem folgendermaßen:

Die in diesem Fall durch den Gleichstromgenerator 68 erzeugte Spannung wächst proportional zum Anstieg der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, and dementsprechend wird das negative Potential 'Jer ersten Steuerelektrode des zweiten Feldeffekttransistors 40 groß. Daraufhin wird der der Ablaufelektrode ao des Transistors 40 zugeführte Strom verringert, und das Potential am Erfassung.sanschluß 48 steigl. Danach arbeitet das Regelsystem genau umgekehrt wie bei einem Korrekturvorgang gegen fallende Geschwindigkeit, wodurch der Elektromotor 4 in umgekehrter Richtung angetrieben und der öffnung^ grad des Drosselventils 2 verringert werden.

In jedem Falle wird die Stromzufuhr zum Kickt π ι motor 4 mittels des Grenzschalters 24 oder 26 unier brachen, wenn die Öffnung des Drosselventils 2 eine:. Maximal- oder Minimalgrad erreicht hat, da ein Drehung des Drosselventils 2 über einen vorbestimii; ten Bereich hinaus zu einem Bruch mechanisch · Teile führt.

Wenn es erwünscht ist, eine gewählte F»li> geschwindigkeit auf einen neuen Wert zu ämkr· während das Kraftfahrzeug unter der Regel·!! arbeitet, wird das Regelungssystem in folgender VVo betrieben: Zunächst soll der Betrieb des Regclunj -systems zur Änderung der Fahrgeschwindigkeit mi;· einem anfangs gewählten Wert auf ewien höher: : Wert erläutert werden.

Eine Beschleunigung wird während einer Zeitdan vorgenommen, wenn der Hauptschalter 90 ;>; . Fahrersitz vom Fahrer geschlossen wird. Das heu·.; wem der Druckknopfschalter90 geschlossen wir ^: liegt eine negative Spannung, die höher als die ·:■· zweiten Ausgangsanschluß 79 des Potentialteilkreis, ist, vom dritten Ausgangsanschluß 81 über el Widerstand 89 und den Druckknopfschalter 90 ;ü · ersten Eingangsanschluß 43 der Vergleichseinrichtv;· und dem Speicherkondensator 91 an. Daher schaff: die Potontialdifferenz am zweiten Ausgangsanschi ui¹ 79 und am dritten Ausgangsanschluß 81 einer Unterschied zwischen den Leitfähigkeifen der Feld effekttransistoren 39 und 40 mit dem Ergebnis, daf eine Potentialdifferenz zwischen den Erfassungs anschlüssen 47 und 48 auftritt. Ein solcher Unter schied wird durch die Tatsache hervorgerufen, daf: als Ergebnis des Anwachsens des negativen Potentials das der ersten Steuerelektrode des ersten Feldeffekt transistors 39 zugeführt wird, der der Ablaufelektnxk zugeführte Strom abfällt und das Poteniial de; Erfassungsanschlusses 47 ansteigt. Daher verringer sich die Leitfähigkeit des Transistors 49, während du Leitfähigkeit des Transistors 50 relativ wächst. D; dies die gleiche Erscheinung ist, wie sie vofhc erwähnt wurde, die auftritt, wenn die Fahrgeschwin digkeit verringert wird, wird der Elektromotor 4 ir

normaler Richtung angetrieben, und dadurch vergrößert sich die Öffnung des Drosselventils 2, so daß das Kraftfahrzeug beschleunigt wird. Wenn der Druckknopfschalter 90 geschlossen wird, ist die negative, am ersten Eingangsanschluß 43 anliegende Spannung stets größer als die am zweiten F.inpangsiinschluß 46 liegende Spannung, und zwar unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Daher wird das Fahrzeug während der Zeitdauer, wenn der Druckknopfschalter 90 geschlossen ist, beschleunigt. Der Druckknopfschalter 90 wird zur Öffnung freigegeben. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine neue «ι·- wünschte Höhe erreicht hat, und eine der Fahrgeschwindigkeit zu dieser Zeit entsprechende Spannung wird im Kondensator 91 gespeichert. Danach wird die neue Fahrgeschwindigkeit in der vor'uoschriebenen Weise beibehalten.

Selbst wenn der Druckknopfschalter 90 bei einer gewünschten Geschwindigkeit geöffnet wird, kommt es manchmal vor, daß das Fahrzeug nicht mit der gewünschten Geschwindigkeit fährt. Der Grund datiir ist, daß, da die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechend der Differenz zwischen dem Beschleunigungsdrehmoment des Motors und dem Bcschleunigungswiderstand (Trägheit des Fahrzeugs) schwankt und sich die am Kondensator 91 auftretende Spannung gemäß der durch den Widerstand 89 und den Kondensator 91 bestimmten Zeitkonstante ändert, die am Kondensator 91 in dem Augenblick, wenn das Fahrzeug eine neue gewünschte Fahrgeschwindigkeit erreicht, auftretende Spannung etwa nicht gleich dem Wert entsprechend der neuon gewünschten Fahrgeschwindigkeit ist. Wenn dabei der Druckknopfschalter 90 geöffnet wird, entspricht die Fahrzeuggeschwindigkeit der am Kondensator 91 liegenden Spannung. Andererseits wird, selbst wenn die Spannung am Kondensator 91 gleich der der entsprechenden Fahrgeschwindigkeit ist, das Fahrzeug, da das Drosselventil beim Anfangsöffnungsgrad gestoppt wird, weiter beschleunigt, bis die Regelung des Systems zu arbeiten beginnt. Diese Zeitdauer, während der die Regelung nicht arbeiten kann, heißt Totzone.

Nun soll der Betrieb des Regelungssystems zur Änderung der Fahrgeschwindigkeit von einem Anfangseinstellwert auf einen niedrigeren Wert erläutert werden. Dabei wird eine Verzögerung durch Schließen des Druckknopfschalters 88 vorgenommen. Und zwar wird, wenn der Druckknopfschalter 88 geschlossen wird, der erste Eingangsanschluß 43 mit einem kleineren negativen Potential vom ersten Ausgangsanschluß 77 des Potentialteilkreises 75 gespeist. Daher wird die Leitfähigkeit zwischen der Ablaufelektrode und der Quellenelektrode des ersten Feldeffekttransistors 39 erhöht, und die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs wird durch das Regelungssystem verringert, welches umgekehrt bezüglich der zur Beschleunigung des Fahrzeugs beschriebenen Art arbeitet.

Da eine solche Änderung der Fahrgeschwindigkeit zu einem neuen gewünschten Wert von einer Vorspannung in Abhängigkeit von den Größen der Sperrspannungen der Dioden 78, 80 abhängt, die im Potentialteijkreis 75 angeschlossen sind, läßt sich die Beschleunigung oder Verzögerung mit konstanter Geschwindigkeit durchführen, und zwar unabhängig von der Größe der durch den Gleichstromgenerator 68 erzeugten Spannung.

Fs ist außerdem festzustellen, daß, da die vom Gleichstromgenerator erzeugte Spannung dem Potentialtcilkreis 75 über den unvollständigen Differenzierkreis 74 zugeführt wird, infolge eines Wechsels der Fahrzeuggeschwindigkeit an den Ausgangsanschlüssen 77, 79 und 81 unverzüglich eine Potentialänderung aurtritt und daher eine hochempfindlich ansprechende Steuerung möglich ist. Eine stabile Regelung der Geschwindigkeit ohne jedes Pendeln läßt sich durch Einstellung der Zeitkon;.tante lies unvollständigen Differenzierkreises 74, der Breite tier Totzone des Verglcichskreises und der Rotationsgeschwindigkeit des durch den Motor angetriebenen Drosselventils entsprechend der Ansprechcharakteristik des Fahrzeugs einstellen.

Wie schon festgestellt, ist es wünschenswert, daß die Durchlaßeigenschaften des ersten Feldeffekttransistors 39 und des zweiten Feldeffekttransistors 40, die als Vergleichseinrichtung verwendet werden, einander gleich sind, doch ist es praktisch schwierig, Feldeffekttransistoren gleicher Durchlaßeigenschaften zu finden. Um die Durchlaßeigenschaflen beider Feldeffekttransistoren so gleichartig wie möglich zu machen, wird erfindungsgemäß ein Widerstand in Reihe mit der Quellenelektrode jedes Feldeffekttransistors geschaltet, und die von der Quellenelektrode abgewandte Seite des Widerstandes wird mit der zweiten Steuerelektrode verbunden, so daß die Durchlaßeigenschaften eines Feldeffekttransistors relativ zu denen eines anderen Feldeffekttransistors justiert werden. Solche Einrichtungen zur Justierung der Durchlaßeigenschaften sind mich zur Korrektur der Temperatureigensehaften sehr wirksam.

Weiter wird die Durchlaßcharakteristik d'.s Feldeffekttransistors vorzugsweise in einem Bereich verwendet, in dem das Potential der ersten Steuerelektrode bezüglich des Potentials der Quellenelektrode wegen der Linearität negativ ist, wie F i g. 3 zeigt. Es wird daher die elektrische Signalspannung entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in negativer Polarität verwendet. Da indessen die Durchlaßcharakteristik auch in einem Teilbereich eines Bereichs verwendet werden k;i,:n. in dem da« Potential der ersten Steuerelektrode positiv bezüglich des Potentials der Quellenelektrode ist, wird da« Potential des Leiters 70 höher als das des Leiters Π gemacht, um den Bereich der steuerbaren Geschwindigkeit zu erweitern.

Wenn das Bremspedal 8 niedergedrückt wird öffnet sich der Kontakt des Schalters 10 durch eim Verschiebung des Hebels 9. Die Spule 20 wird strom los, und der Kontakt 33 öffnet sich, wodurch dei Stromfluß zum Leiter 16 unterbrochen wird. So wire die Regelung freigegeben. Gleichzeitig wird die ma gnetische Kupplung 6 freigegeben, so daß da-Drosselventil 2 unter Handsteuerung mit Verwenduni des Beschleunigungspedals 3 gebracht wird.

Es soll nun der mechanische Zusammenhang de Drosselventils, des Beschleunigungspedals und de Elektromotors unter Bezugnahme auf F i g. 4 erläuter werden:

Eine drehbare Welle 91 des Drosselventils 2 besitz einen mit einem Ende fest verbundenen Arm 92. De Arm 92 ist mittels einer Verbindungsstange 9: funktionsmäßig mit einem Arm 94 verbunden, der ai einer drehbaren Welle 93 starr befestigt ist. Die dreh bare Welle 93 besitzt einer. ~k einem Ende fest ver bundenen Arm 96. Der Arm 96 ist mittels eine

Verbindungsstange 99 mit einem Arm 98 verbunden, der fest mit einer Ausgangswclle 97 der magnetischen Kupplung 6 verbunden ist. Die Ausgangswelle 97 der magneiischen Kupplung 6 trägt eine fest darauf montierte Nockenscheibe 100. durch die die Grenzschalter 24 und 26 in den Minimal- und Maximalöffnungswinkeln des Drosselventils 2 geöffnet werden. Eine Eingangswelle 101 der magnetischen Kupplung 6 ist mit dem Elektromotor 4 über ein Untersetzungsgetriebe 5 verbunden. ία

Andererseits ist ein Arm 103 mit einer an einem Ende verankerten Rückholfeder 102 fest am anderen Endteil der drehbaren Welle 93 montiert, und ein weiterer Arm 105 ist direkt neben dem Arm 103 schwenkbar an der Welle 93 montiert, wobei der Arm 105 en.er. Vorsprung 104 zur Anlage am A.rm 103 aufweist. Weiter ist der Arm 105 über eine Verbindungsstange 106, einen Hebel 107 und noch eine Verbindungsstange 108 funktionsmäßig mit dem Beschleunigungspedal 3 verbunden.

Die Darstellung in F i g. 4 zeigt den gemäß vorstehender Erläuterung gestalteten Mechani,mus in einer Stellung, in welcher der Öffnungsgrad des Drosselventils 2 im wesentlichen minimal ist. Zur Vergrößerung der ÖTfnung des Drosselventils 2 durch as den Elektromotor 4 unter Freigabe des Besch lcumgungspedals3 wird der Elektromotor 4 m Richtung des gestrichen dargestellten Pfeils angetrieben Dabei wird das Pedal 3 stationär gehalten, da der Fest an einem Ende der Drehwelle 93 montierte Arm 103 in einer Richtung gedreht wird, daß er sich von dem Vorsprung 104 des Arms 105 entfernt

Wenn die öffnung des Drosselventils 2 nach Wunsch durch Betätigung des B.schleun.gunus-_Pedals3 vergrößert werden soll sind das Untersetzungsgetriebe 5 und der Elektromotor 4 außc. Tätigkeit, da die magnetische Kupplung 6 in einer Freigabestellung steht. Beim Niederdrucken des Beschleunigungspedals 3 in der Richtung des gestrichelten Pfeiles wird der Hebel 107 geschwenkt wobei der Arm 105 durch die Verbindungsstange 106 gedreht wird. Daher wird der Arm 103, der unter der Vorspannung der Rückholfeder 102 in Berührung mit dem Vorsprung 104 gehalten wird durch den Λ,-105 ebenfalls gedreht. So wird die Welle 93 in einer Richtung gedreht, daß sich die öffnung des Drosselventils ^vergrößert. Wenn der Druck am Bcschleuniüungspedal3 nachläßt, kehrt der Arm 103 unter Einwirkung der Rückholfeder 102 m die Ursprungsstellung zurück.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche;

1. System zur Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges mit einer Steuereinrichtung zum Steuern des Ausgangs einer Energiequelle, mit einer Geschwindigkeitserfassunj'seinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals eines der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Wertes, mit einer Speichereinrichtung zur Speicherung des Wertes einer gewünschten Fahrgeschwindigkeit und mit einer Vergleichs- *5 einrichtung zum Vergleich des Wertes des Ausgangssignals von der Gsschwindigkeitserfassungseinrichtung mit dem Wert des in der Speichereinrichtung gespeicherten elektrischen Signals, wodurch ein Steuersignal erzeugt wird und der ^2Ü Unterschied zwischen den Werten verringert wird, wenn das Fahrzeug mit automatischer Regelung arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgangsanschlüssen (70, 73) eines als Geschwindigkeitserfassungscin- ^2S richtung (68) dienenden Generators ein Potentialteilkreis (75) angeschlossen ist, der zwei Dioden (78, 80) und einen Widerstand (76) umfaßt, die miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei der Verbindungspunkt (79)" zwischen den beiden Dioden (78, 80) mit der Gattcrelcktrode eines ersten Feldeffekttransistors (4u) und auch mit der Speichereinrichtung üb tr >: ien bei automatischer Steuerung geöffnetem Schalter (86) verbunden ist und wobei die äußeren Elektroden der Dioden (78, 80) mit der Speichereinrichtung über einen normalerweise offenen Schalter (88, 90) verbunden sind.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (68) mit einer drehbaren Welle verbunden ist, die sich mit einer der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Geschwindigkeit dreht, und daß eine durch diesen Generator erzeugte Spannung über einen unvollständigen Differenzierkreis (74), der aus ⁴^ einem Parallelkreis mit einem Kondensator (83) und einem Widerstand (82) besteht, einem Ausgangsanschluß (81) zugeführt wird.