DE3100628A1

DE3100628A1 - "anordnung zur geschwindigkeitsbegrenzung von kraftfahrzeugen mit einer kraftstoffeinspritzpumpe sowie magnetventil fuer diese anordnung"

Info

Publication number: DE3100628A1
Application number: DE19813100628
Authority: DE
Inventors: Roland 78190 Trappes Chevalier
Original assignee: Unic SAS
Current assignee: Unic SAS
Priority date: 1980-01-16
Filing date: 1981-01-12
Publication date: 1981-12-03
Also published as: BE887077A; GB2067244A; NL8100111A; FR2473432A1; FR2473432B1; CH642012A5; IT1143269B; IT8167040A0; GB2067244B

Description

•RODSAQ-3, den 06.01.1981-Zap/he-

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Firma
UNIC S.A.

6, rue Nicolas Copernic
F-87190 TRAPPES/Frankreich

"Anordnung zur Geschwindigkeitsbegrenzung von Kraftfahrzeugen mit einer Kraftstoff-Einspritzpumpe sowie Magnetventil für diese Anordnung. "

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Geschwindigkeitsbegrenzung von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Lastkraftwagen, deren Motor eine Kraftstoff-Einspritzpumpe mit einem Steuerhebel besitzt, der durch ein Gestänge mit einem vom Fahrer betätigten Steuerorgang verbunden ist.

Nutzfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, besitzen häufig einen Dieselmotor, der durch eine Einspritzpumpe versorgt wird, dessen Steuerhebel über ein Gestänge mit einem vom Fahrer betätigten Steuerorgan wie beispielsweise mit einem Beschleunigungspedal verbunden ist.

Dabei sind verschiedene Einrichtungen zur Geschwindigkeitsbegrenzung von Kraftfahrzeugen bekannt, die jedoch nicht die tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit des Fa firzeuys

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begrenzen, unabhängig davon, welches Übersetzungsverhältnis durch das Schaltgetriebe gewählt wurde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit der es möglich ist, die effektive Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs nach oben hin absolut sicher zu begrenzen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs beschriebenen Anordnung erfindungsgemäß dadurch, daß eine Kontrolleinrichtung mit einem Schwellenwertgeber für eine vorgebbare Geschwindigkeit vorhanden ist, durch den ein Signal einem Relais zuführbar ist, das einem Magnetventil zu Regelungszwecken aufgeschaltet ist, daß das Magnetventil in der Weise ausgebildet ist, daß durch seine Strömungswege ein Zylinder wahlweise

mit einer Druckluftquelle und, über eine kalibrierte Öffnung, mit der Atmosphäre verbindbar ist, daß in dem Zylinder ein Kolben gegen die Kraft einer Feder verschiebbar angeordnet ist, daß der Kolben eine Kolbenstange aufweist, die zum Zwecke einer Wegbegrenzung des Steuerhebels der Einspritzpumpe gegen den Steuerhebel verschiebbar ist, und daß der Steuerhebel über ein elastisches Zwischenglied mit dem vom Fahrer betätigbaren Steuerorgan verbunden ist.

Da das Signal zur Geschwindigkeitsbegrenzung unmittelbar von der Kontrolleinrichtung (Tachometer, Tachograf) ausgesandt wird, läßt sich die effektive Geschwindigkeit rl e= »j F nli »iiPU'j ·: iltiη bliähy J'J <lnvuh bc'jtrM .*t?h , wnli.hu:>

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Überzetzungsverhältnis mittels des Schaltgetriebes gewählt wurde. Da der Erfindungsgegenstand ausserdem nur die effektive Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Drehmoment an der Hinterachse (bei langer Übersetzung) und vom vorgewählten Geschwindigkeitsgrenzwert berücksichtigt, können von der Geschwindigkeitsbegrenzung verschiedene Übersetzungsverhältnisse des Schaltgetriebes erfaßt werden. In diesem Fall spielt der Erfindungsgegenstand die Rolle einerEinsparhiIfe für den Kraftstoff. Beispielsweise kann bei einem Getriebe mit 13 Gängen und einer Leistung, die für eine theoretische Geschwindkeit von 115 km/h ausreichend ist, eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf 80 km/h wie folgt durchgeführt werden :

80 km/h im 7. großen Gang bei 3.000 U/min.

8. kleinen Gang bei 2.500 U/min. 8. großen Gang bei 2.000 U/min.

Aus der Gegenüberstellung ergabt sich, daß bei der gleichen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs der Motor eine um tausend U/min, verringerte Drehzahl haben kann, woraus sich ein verringerter Kraftstoffverbrauch ergibt.

Die Anordnung ist während der Fahrt auch durch eine noch so große Kraft auf das Beschleunigungspedal durch den Fahrer nicht unwirksam zu machen. Für den Fall, daß die Einwirkung des Beschleunigungspedals auf den Steuerhebel der Einspritzpumpe durch den Eingriff des Kolbens des Geschwindigkeitsbegrenzers begrenzt ist, ist das

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elastische Zwischenglied zusammengedrückt, und der Steuerhebel der Einspritzpumpe verharrt in einer Stellung begrenzter Geschwindigkeit, weil das Beschleunigungspedal, welches der Kolbenstange entgegenwirkt nur das elastische Zwischenglied zusammendrücken kann, ohne auf den Steuerhebel der Einspritzpumpe einzuwirken.

Eine weitere Eigenschaft des Erfindungsgegenstandes besteht aufgrund seiner geringen Abmessungen darin, daß er in allen denkbaren Fällen eingesetzt werden kann. Der Erfindungsgegenstand macht keinerlei Veränderungen am Gestänge des Beschleunigungspedals erforderlich, weil der Kolben des Geschwindigkeitsbegrenzers unmittelbar im Bereich des Steuerhebels der Einspritzpumpe auf diesen einwirkt. Dadurch können sämtliche ursprünglichen Konstruktionsmerkmale des Kraftfahrzeugs beibehalten werden.

Wenn andererseits eine Bewegung im Bereich des Gestänges des Beschleunigungspedals zur Ausführung kommt, bleibt die genaue Einstellung des Geschwindigkeitsbegrenzers erhalten, weil dieser von einer Betätigung des Beschleunigungspedals unabhängig ist.

Da der Erfindungsgegenstand äußerst einfach im Aufbau ist, ergibt sich daraus eine große Zuverlässigkeit. Ein sanfter Betriebsablauf wird mit Hilfe von Düsen erhalten, die eine Regelung überflüssig machen. Die einzige Feineinstellung erfolgt im Bereich der Kolbenstange des Kolbens des Geschwindigkeitsbegrenzers und ermöglicht es, die Motordrehzahl in Abhängigkeit vom gewählten Geschwindigkeitsgrenzwert mehr oder weniger zu begrenzen.

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Weitere Eigenschaften und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Figuren 1 und 2 nachfolgend näher erläutert.

Es zeigen :

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung

u η d

Fig. 2 eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß

Fig. 1 .

In Fig. 1 ist eine Kontrolleinrichtung 1 dargestellt, die normalerweise als Tachometer oder Tachograf für die Überwachung der Fahrtgeschwindigkeit im Kraftfahrzeug angeordnet ist. Diese Kontrolleinrichtung besitzt einen Schwellenwertgeber in Form eines Kontaktes, der ein Signal auslöst, sobald ein vorgewählter Geschwindigkeitsgrenzwert erreicht wird. Ein Anschluß 2 ist einerseits mit einem Stromkreis für den Kontakt der Kontrolleinrichtung und andererseits über eine Leitung 5 mit einer Wicklung eines Elektromagneten 3 eines Relais 4 verbunden. Die Wicklung des Relais 4 wird über die Klemmen B und C versorgt, die mittels der Leitung 5 mit dem Anschluß 2 und mittels einer Leitung 7 mit Masse 6 verbunden sind. Das Relais 4 besitzt einen beweglichen Kontakt 8, der durch einen Stift 9 des Elektromagneten betätigt wird und wahlweise mit festen Kontakten 10 und 11 in Berührung gebracht werden kann. Der Kontakt 10 ist mittels einer

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Leitung 12 mit einer der Klemmen 13a einer Wicklung 13 verbunden, die Teil eines Elektromagneten 14 eines Magnetventils 15 ist. Der andere Kontakt 11 führt zu einer Klemme E, die keinen Anschluß aufweist. Der bewegliche Kontakt 8 ist weiterhin über eine Leitung 16 mit einer Klemme einer Stromquelle 17 verbunden, während eine weitere Klemme 13b der Wicklung 13 des Magnetventils an Masse 6 gelegt ist.

Das Magnetventil 15 besitzt eine erste Kammer 18, die über eine Leitung mit einer kalibrierten öffnung 19 mit der Atmosphäre verbunden ist. Das Magnetventil besitzt eine zweite Kammer 20, die über eine Rohrleitung 21 und eine Düse 22 mit kalibrierter Öffnung mit einem Zylinder 23 verbunden ist. Schließlich besitzt das Magnetventil eine dritte Kammer 24, die über eine Rohrleitung 25 mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden ist. Die Kammenn20 und 24 sind miteinander über eine öffnung 26 verbindbar, die durch ein Ventil 27 verschließbar ist, welches mittels einer Feder 28, die sich auf dem Boden der Kammer 24'abstützt, in Schließstellung gehalten werden kann. Eine Stange 29, die durch den Elektromagneten 24 betätigt wird, ist verschiebbar in Bohrungen 30 und 31 in Wänden des Ventilgehäuses gelagert, die die Kammern 18 und 20 begrenzen. Die Stange 29 besitzt einen axialen Kanal 32, der einerseits in das Ende der Stange mündet und andererseits mittels einer seitlichen Bohrung 32a in die Kammer 18. Bei ihrer Betätigung bewegt sich die Stange 29 durch die öffnung 26 und kommt mit dem Ventil 27 in Berührung, um dieses in eine geöffnete Stellung zu bringen.

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Der Zylinder 23 besitzt in der Nähe eines seiner Enden, welches über die Rohrleitung 21 mit dem Magnetventil 15 verbunden ist, einen Anschlag 23a, gegen den ein Kolben 23 unter der Kraft einer Feder 34 zur Anlage gebracht werden kann, die sich auf dem Boden des Zylinders abstützt. Der Kolben 33 besitzt eine Kolbenstange 35, die in einer Bohrung 36 des Zylinders 23 verschiebbar ist und deren Ende 35a gegen einen Steuerhebel 37 zur Anlage kommt, der um eine Achse 38 schwenkbar ist. Dieser Steuerhebel steuert eine Einspritzpumpe eines in der Zeichnung nicht dargestellten Motors.

Am Ende des Steuerhebels 37 ist mittels eines Gelenks

40 eine Stange 39 befestigt, die mit einem Zylinder 41 verbunden ist, in dem ein Kolben 42 gegen die Kraft eines elastischen Zwischengliedes 43 (Feder) verschiebbar gelagert ist,das sich gegen den Boden des Zylinders

41 abstützt. Der Kolben 42 ist mit einer Stange 44 verbunden, die Teil eines Gestänges 45 ist, welches seinerseits mit ainem Steuerorgan 46 (Beschleunigurujs-

pedal) verbunden ist, welches von dem Fahrer betätigt wird. Der Kompressionsweg des elastischen Zwischengliedes ist mindestens gleich der Verschiebung des Steuerorgans 46.

Die Anordnung zur Geschwindigkeitsbegrenzung hat folgende Wirkungsweise :

Sobald das Fahrzeug den vorgewählten Geschwindigkeitsgrenzwert erreicht, erscheint das Signal der Kontrolleinrichtung und schaltet die Stromversorgung der Wicklung des Elektromagneten 3 des Relais 4 über den Anschluß 2

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urid die Leitungen 5 und 7 ein. Durch die Erregung des Relais 4 wird der bewegliche Kontakt 8 mittels des Stiftes 9 des Elektromagneten 3 mit dem festen Kontakt 10 in Berührung gebracht und verursacht die Stromversorgung der Wicklung 13 über die Leitung 12 und die an Masse gelegte Klemme 13b.

Durch die Erregung des Elektromagneten 14 wirkt dieser auf die Stange 29 ein, die dadurch in Richtung des Pfeils F verschoben wird und mit ihrem unteren Ende auf das Ventil 27 auftrifft, wodurch der Kanal 32 geschlossen wird. Bei Fortsetzung der Bewegung hebt die Stange das Ventil 27 von seinem Sitz ab, so daß die öffnung 26 freigegeben wird und die aus der Rohrleitung 25 stammende Druckluft aus der Kammer 24 in die Kammer 20 gelangt. Die Druckluft strömt von der Kammer 20 über die Rohrleitung 21 und die Düse 22 zum Zylinder 23, wo sie den Kolben 33 entgegen der Kraft der Feder 34 verschiebt. Die Kolbenstange 35 wird aus dem Zylinder 23 herausgeschoben und kommt mit dem Steuerhebel 37 derEinspritzpumpe 4n Berührung, wenn dieser sich in der Stellung 37a befindet, die der Maximalleistung des Motors entspricht. Durch die Wirkung der Kolbenstange 35.wird der Steuerhebel 37 in die gestrichelt dargestellte Position 37b zurückgeschoben, die einer begrenzten Motorleistung entspricht. Die Düse 22 hat die Aufgabe, den Vorschub der Kolbenstange 35 zu verlangsamen, ohne jedoch die Rechtzeitigkeit des Eingriffs zu beeinträchtigen.

Sobald sich das Fahrzeug verlangsamt, verschwindet das Signal der Kontrolleinrichtung. Da die Stromversorgung des Relais 4 unterbrochen wird, wird auch die Erregung

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des Elektromagneten in der Weise aufgehoben, daß der bewegliche Kontakt 8 in seine ursprüngliche Position zurückkehrt, in der er den festen Kontakt 11 berührt, der mit der nicht angeschlossenen Klemme E verbunden ist.

Dadurch wird die Stromversorgung der Wicklung 13 des Magnetventils unterbrochen, und die Stange 29 verschiebt sich in einer dem Pfeil F entgegengesetzten Richtung, bis sie die ursprüngliche Position wieder einnimmt, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Daraus ergibt sich eine Schließbewegung des Ventils 27, durch welche die Öffnung 26 verschlossen und der Kanal 32 geöffnet wird, der die Verbindung der Kammer 20 mit der Kammer 18 herstellt. In diesem Augenblick wird der Zylinder 23 nicht mehr mit Druckluft versorgt, und die Druckluft, die sich in dem Kreislauf zwischen dem Magnetventil und dem Kolben 33 befindet, kann in die Atmosphäre durch die Öffnung 19 entweichen, die kalibriert ist, um die Rückkehr des Kolbens 23 zu verlangsamen,ohne daß jedoch die Ansprechzeit für den Antrieb des Fahrzeugs beeinträchtigt wird.

Sobald das Signal für den Geschwindigkeitsgrenzwert erneut erscheint, wiederholt sich der Funktionsablauf des Geschwindigkeitsbegrenzers. Um zu vermeiden, daß der Benutzer das elektrische System abschaltet, um ohne Geschwindigkeitsbegrenzung fahren zu können, kann eine Veränderung im Betriebsverhalten des Kolbens herbeigeführt werden, der die in Fig. 2 dargestellte Variante des Ausführungsbeispiels antreibt.

In diesem Fall ist der Kolben 33 für die Betätigung des Steuerhebels 37 dann der Wirkung der Druckluft aus -

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gesetzt, wenn sich die Vorrichtung in Ruhestellung befindet und die Kolbenstange 35 zurückgezogen ist, wie dies in Fig.2 dargestellt ist. Die Feder 34 ist hierbei in der Weise gespannt, daß sie nur in einer aktiven Phase einer Geschwindigkeitsbegrenzung auf den Kolben 23 einwirkt. Infolgedessen ist die Wicklung 13 des Magnetventils 15 anstelle mit der Klemme D mit der Klemme E des Relais 4 verbunden, damit die Wicklung ständig über die Leitung 12 unter Strom steht.

Die ständige Erregung des Elektromagneten 14 verursacht die Verschiebung der Stange~29 in Richtung des Pfeils F, so daß das Ventil 27 in geöffneter Stellung gehalten wird. Hierdurch wird der Zylinder 23 ständig über die Kammern 24 und 20 sowie über die Rohrleitung 21 mit Druckluft versorgt. Die Stromversorgung der Wicklung 13 wird unterbrochen, sobald das Schwellenwertsignal der Kontrolleinrichtung 1 erscheint und die Erregung des Elektromagneten 3 des Relais 4 verursacht. In diesem Augenblick kommt der bewegliche Kontakt 8 mit dem festen Kontakt 10 in Berührung, und die Erregung der Wicklung 13 wird unterbrochen, wodurch der Elektromagnet 14 unwirksam wird und den Rückzug der Stange 29 verursacht. Der Rückzug der Stange 29 führt· zum Verschluß der öffnung 26 durch das Ventil 27 und unterbricht die Versorgung des Zylinders 23. über den Kanal 32 in der Stange 29 entweicht die im Zylinder 23 enthaltene Druckluft durch die kalibrierte öffnung 19 in die Atmosphäre, und die Feder 34 schiebt den Kolben 33 sowie die Kolbenstange 35 zurück, die in dem bereits weiter oben beschriebenen Sinne auf den Steuerhebel 37 einwirkt und dadurch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs begrenzt.

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Leerseite

Claims

RODGAU-3, den 07. Januar 1981 111/66 '·

Ansprüche:

Anordnung zur Geschwindigkeitsbegrenzung von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Lastkraftwagen, deren Motor eine Kraftstoff-Einspritzpumpe mit einem Steiß-hebel besitzt, der durch ein Gestänge mit einem vom Fahrer betätigten Steuerorgan verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontrolleinrichtung (1) mit einem Schwellenwertgeber für eine vorgebbare Geschwindigkeit vorhanden ist, durch den ein Signal einem Relais (4) zuführbar ist, das einem Magnetventil (15) zu Regelungszwecken aufgeschaltet ist, daß das Magnetventil in der Weise ausgebildet ist, daß durch seine Strömungswege ein Zylinder (23) wahlweise mit einer DruekluftquelIe und, über eine kalibrierte Öffnung (19), mit der Atmosphäre verbindbar ist, daß in dem Zylinder (23) ein Kolben (33) gegen die Kraft einer Feder (34) verschiebbar angeordnet ist, daß d*er Kolben eine Kolbenstange (35) aufweist, die zum Zwecke einer Wegbegrenzung des Steuerhebels (37) der Einspritzpumpe gegen den Steuerhebel verschiebbar ist, und daß der Steuerhebel über ein elastisches Zwischenglied (43) mit dem vom Fahrer betätigbaren Steuerorgan (46) verbunden ist,

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2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (15) ein Gehäuse mit einer ersten Kammer (18), die über eine kalibrierte Öffnung (19) mit der Atmosphäre verbunden ist, mit einer zweiten Kammer (20), die mit dem Zylinder (23) für den Steuerhebel (37) der Einspritzpumpe verbunden ist, sowie mit einer dritten Kammer (24) ausgestattet ist , die mit einer Druckluftquelle verbunden ist, daß die zweite (20) und die dritte Kammer (24) durch eine Öffnung (26) miteinander verbindbar sind, die durch ein in der dritten Kammer angeordnetes Ventil (27) verschließbar ist, daß das Ventil (27) durch eine Stange (29) betätigbar ist, welche die erste (18) und die zweite Kammer (20) durchdringt, durch einen Elektromagneten (14) betätigbar ist und einen Kanal (32) aufweist, der am Ende der Stange offen ist und durch den die erste (18) und die zweite Kammer (20) miteinander verbindbar sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (23) für den Steuerhebel (37) der Einspritzpumpe an seinem mit der zweiten Kammer (20) des Magnetventils (15) verbundenen Ende einen Anschlag (23a) aufweist, gegen den ein unter der Kraft einer Feder (34) stehender Kolben (33) zur Anlage bringbar ist, dessen Kolbenstange (35) bei Beaufschlagung des Kolbens mit Druckluft gegen den Steuerhebel (37) verschiebbar ist.

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Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (23) für den Steuerhebel (37) der Einspritzpumpe ständig unter Luftdruck setzbar ist, so daß die Feder (34) durch den Kolben (33) in gespannter Stellung haltbar ist und die Kolbenstange (35^ beim Absenken des Luftdrucks mitLo!s der Feder (34) gegen den Steuerhebel (37) verschiebbar ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisches Zwischenglied (43) innerhalb des Gestänges für den Steuerhebel (37) der Einspritzpumpe ein Zylinder (41) dient, in dem ein Kolben (42) gegen die Kraft einer Feder (43) verschiebbar ist, die zwischen dem Boden des Zylinders und einer der Kolbenflächen angeordnet ist.

6. Magnetventil mit einem Ventilgehäuse für einen Geschwindigkeitsbegren/er für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen, deren Motor eine Kraftstoff-Einspritzpumpe mit einem Steuerhebel besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse eine erste Kammer (18), die über eine kalibrierte Öffnung (19) mit der Atmosphäre verbunden ist, eine zweite Kammer (20), die mit einem Anschluß für eine Steuerleitung (21) versehen ist, sowie eine dritte Kammer (24) aufweist, die mit einem Anschluß für eine Druckluftleitung (25) versehen ist; daß die zweite (20) und die dritte Kammer (24) durch eine Öffnung (26) miteinander verbindbar sind, die durch ein in der dritten Kammer angeordnetes Ventil (27) verschließbar ist,

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daß das Ventil (27) eine Betätigungsstange (29) besitzt, welche die erste (18) und die zweite Kammer (20) durchdringt, mit einem Elektromagneten (14) verbunden ist und einen Kanal (32) aufweist, der am Ende der Stange offen ist und durch den die erste (18) und die zweite Kammer (20) miteinander verbindbar sind.

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