DE3608790A1 - Vorrichtung fuer kraftfahrzeuge mit vortriebs- und geschwindigkeitskonstantregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine für Kraftfahrzeuge mit Vortriebs- und Geschwindigkeitskonstantregelung vorgesehene Vorrichtung, mit einer in den Kraftübertragungsweg von einem Antriebssteuerpedal, d. h. einem Gaspedal oder einem entsprechenden Steuerhebel, zu einem Stellglied des Fahrzeug-Antriebsmotors, z. B. der Drosselklappe eines Otto-Motors, dem Stellhebel der Einspritzpumpe eines Diesel-Motors oder dergleichen, eingefügten Übertragungseinrichtung, an der eine Vortriebsregeleinrichtung angreift.

Es sind bereits Vortriebsregelungen bekannt, die bei zu hohem Antriebsschlupf in den Kraftübertragungsweg von dem Gaspedal zu dem Stellglied des Antriebsmotors, d. h. der Drosselklappe oder des Einspritzpumpen-Stellhebels, eingreifen und die Antriebsleistung des Motors reduzieren. Sobald der Kraftschluß zwischen dem Reifen und der Straße wieder ausreicht, wird darauf mit Hilfe dieser Regelung die Antriebsleistung wieder hoch geregelt. In den DE-OS 30 21 116 und DE-OS 33 37 664 sind derartige Systeme beschrieben, bei denen die Hilfsenergie, die die Drosselklappe oder den Stellhebel entgegen der auf das Gaspedal ausgeübten Betätigungskraft zurückgestellt, in Form von hydraulischer Energie aufgebracht wird. Die Verwendung von Elektromotoren zur Erzeugung der Rückstellmomente ist ebenfalls bekannt.

Es gibt auch schon Regeleinrichtungen zur Konstanthaltung der vorgewählten Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges. Hierzu kann man z. B. elektrische Stellmotoren verwenden, die anstelle des Gaspedals die Drosselklappe oder die Einspritzpumpe des Antriebsmotors verstellen.

Es bietet sich an, Fahrzeuge mit voneinander unabhängigen Systemen zur Vortriebs- und zur Geschwindigkeitskonstantregelung auszurüsten. Der hierfür erforderliche Aufwand ist hoch. Da beide Systeme sich widersprechende Befehle erzeugen können, sind Vorkehrungen zu treffen, um dadurch bedingte Störungen, ständiges Umschalten usw., zu verhindern.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine baulich einfache, mit vergleichsweise geringem Aufwand herstellbare Vorrichtung zu entwickeln, die sowohl zur Vortriebs- als auch Geschwindigkeitskonstantregelung dient. Eine Entkoppelung beider Regelarten zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile sollte gewährleistet sein.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe in einfacher, technisch fortschrittlicher Weise durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren Weiterbildung darin besteht, daß die Übertragungseinrichtung zwei drehbar gelagerte, in Pedalbetätigungsrichtung durch eine Kopplungsfeder und in Pedal-Rückstellrichtung durch gegenseitige Anschläge gekoppelte Hebel aufweist, von denen ein Hebel mit dem Pedal, der zweite Hebel mit dem Stellglied und mit der Vortriebsregeleinrichtung in Eingriff stehen, daß ein gemeinsamer Stellmotor für die Vortriebs- und für die Geschwindigkeitskonstantregelung vorgesehen ist, der über ein selbsthemmendes Getriebe, über ein schaltbares Reibradgetriebe und über Koppelglieder, d. h. Gestänge oder Seilzüge, entweder mit dem mit dem Pedal in Eingriff stehenden Hebel oder mit dem zweiten Hebel koppelbar ist, wobei der Stellmotor und/oder das Reibradgetriebe in Abhängigkeit von dem Drehverhalten der angetriebenen Räder steuerbar bzw. schaltbar sind.

Erfindungsgemäß wird also mit Hilfe eines gemeinsamen Stellmotors, der je nach Schaltstellung des zugehörigen Reibradgetriebes mit dem pedalseitigen Hebel oder mit dem Entkopplungshebel der Kraft-Übertragungseinrichtung in Eingriff steht, entweder der Vortrieb geregelt oder die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant gehalten. Dabei ist sichergestellt, daß sich während der Vortriebsregelung eine Erhöhung der Pedalkraft nicht auf die Stellung der Drosselklappe bzw. des Stellhebels auswirkt, wogegen eine Reduzierung der auf das Gaspedal ausgeübten Kraft in jeder Regelphase auf das Stellglied übertragen wird. Außerdem ist sichergestellt, daß während der Geschwindigkeitskonstantregelung jederzeit durch Erhöhung der Pedalkraft das Fahrzeug beschleunigt werden kann.

Das Reibradgetriebe der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich auf sehr einfache Weise mit Hilfe einfacher Elektromagnete mit der Vortriebs- oder mit der Geschwindigkeitsregelung in Eingriff bringen oder in eine Leerlaufschaltposition bringen.

Einige besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung hervor.

Diese Abbildung zeigt in schematischer, vereinfachter und teils symbolischer Darstellung die wesentlichen Bauteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Vortriebs- und Geschwindigkeitskonstantregelung.

Zwischen einem Antriebssteuerpedal 1, üblicherweise ein Gaspedal, und dem Stellglied eines Kraftfahrzeugs- Antriebsmotors, z. B. einer Drosselklappe 2, befindet sich eine Pedalkraft-Übertragungseinrichtung. Diese besteht im vorliegenden Fall im wesentlichen aus den beiden Zugstangen oder Seilzügen, 3, 4 und aus zwei drehbar gelagerten Hebeln 5, 6. Der Hebel 5 ist über die Stange oder den Seilzug 3 direkt mit dem Gaspedal 1 verbunden, während der sogenannte Entkopplungshebel 6 über das Seil oder die Stange 4 mit der Drosselklappe 2 im Eingriff steht.

Bei Betätigung des Pedals 1 wird eine Zugkraft in Richtung der Pfeile 7, 7′ auf die Drosselklappe 2 übertragen. Bei Entlastung des Pedales 1 wird die Drosselklappe 2 durch eine Rückstellfeder 8 in die dargestellte Ruhelage, die Schließlage, zurückgedreht. An dem Gaspedal 1 greift ebenfalls eine Rückstellfeder 9 an.

Die beiden Hebel 5, 6 sind in Pedal-Betätigungsrichtung, die durch die Pfeile 7, 7′ symbolisiert ist, durch eine Koppelfeder 10, hier eine Schenkelfeder, verspannt, während in Gegenrichtung zwei gegenseitige Anschläge 11, 12 Rückstellkräfte übertragen.

Ein Elektromotor, dessen Drehrichtung umkehrbar ist, dient der bei der Vortriebsregelung VR als auch bei der Geschwindigkeitskonstantregelung GR als Stellmotor 13. Am einfachsten ist ein solcher Stellmotor 13 durch einen Gleichstrom-Motor zu realisieren, dessen Drehrichtung durch Umpolung der Versorgungsspannung umgekehrt werden kann. An der Abtriebswelle des Stellmotors 13 sitzt ein selbsthemmendes Getriebe 14, das in dem dargestellten Beispiel eine Schneckenwelle 15 besitzt, die ein Zahnrad 16 antreibt. Mit Hilfe eines schaltbaren Reibradgetriebes 17 wird die Drehbewegung des Zahnrades 16 über ein durch Zugmagnete 18, 19 verschwenkbares Koppelrad 20 entweder auf ein Reibrad 21 oder ein zweites Reibrad 22 übertragen. Die Verbindung der Reibräder 21 und 22 zu dem Entkoppelungshebel 6 der Übertragungseinrichtung bzw. zu dem pedalseitigen Hebel 5 übernimmt jeweils ein Gestänge 23, 24 bzw. 25, 26. Die beiden Arme, 23, 24 bzw. 25, 26 der Gestänge sind jeweils derart miteinander in Eingriff, daß sie nur Zugkräfte übertragen können. Entkopplungsfedern 27, 28 stellen die dargestellte gegenseitige Lage der Arme 23, 24 bzw. 25, 26 nach einer Belastung des Gestänges in Gegenrichtung, d. h. auf Druck, wieder her.

Der Stellmotor 13 und die Schaltmagnete 18, 19 des Reibradgetriebes 17 werden durch elektrische Signale gesteuert, die in einem elektronischen Regler 29 (29′, 29′′) erzeugt und über Signalleitungen 30, 31 übertragen werden. Dieser Regler 29 enthält festverdrahtete oder programmgesteuerte elektronische Schaltkreise VR, GR, mit denen sich die erforderlichen Vortriebs- und Geschwindigkeits-Regelsignale aus dem Drehverhalten der angetriebenen Räder ableiten lassen. Hierzu werden dem Regler über die Signaleingänge S₁, S₂, die durch Pfeile symbolisiert sind, elektrische Signale zugeführt, die die Informationen über das Raddrehverhalten enthalten. Beispielsweise können solche Signale mit induktiven Radsensoren bekannter Bauart gewonnen werden. Über weitere Signaleingänge S₃, S₄ können z. B. Schalter oder Schalteinrichtungen angeschlossen werden, über die die Vortriebsregelung VR oder die Geschwindigkeitsregelung GR aktiviert werden.

Die elektronischen Schaltkreise für die Vortriebs- und für die Geschwindigkeitskonstantregelung VR und GR können getrennt sein oder, wie hier durch Strichelung der Trennungslinie zwischen der Vortriebs- und der Geschwindigkeitskonstantregelung 29′, 29′′ angedeutet ist, durch eine gemeinsame Schaltungsanordnung realisiert werden.

Die beschriebene Ausführungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Solange weder Vortriebs- noch Geschwindigkeits(konstant)- Regelung in Betrieb sind, wird jede Bewegung des Gaspedals 1 gegen die Kraft der Rückstellfedern 8 und 9 direkt auf die Drosselklappe 2 übertragen. Die beiden Hebel 5, 6 bleiben auf Anschlag. Der Kraftübertragungsweg in Betätigungs- und Rückstelleinrichtung ist über die Entkopplungsfeder 10 geschlossen.

Wird nun durch die Radsensoren, die an den Eingängen S₁, S₂ des Reglers 29 angeschlossen sind, Antriebsschlupf signalisiert, tritt der Regler 29 in Funktion. Der Elektromagnet 18 zieht das Schalt-Reibrad bzw. das Koppelrad 20 an, so daß nun der Stellmotor 13 über das selbsthemmende Schneckengetriebe 14, über das Reibradgetriebe 17 und über das Gestänge 23, 24 mit dem Entkopplungshebel 6 in Eingriff gelangt. Eine Drehung des Reibrades 21 im Uhrzeigersinn - bezogen auf die beigefügte Abbildung - wirkt sich als Zugkraft auf den Arm 24 des Gestänges aus und führt über den Hebel 6 sowie den Seilzug 4 zu einer Zurückstellung der Drosselklappe 2 und damit zur Reduzierung der Antriebsleistung des Fahrzeugmotors. Durch die Verdrehung des Hebels 6 gehen die Anschläge 11, 12 auf Distanz. Der Fahrer verspürt wegen der erhöhten Belastung der Entkopplungsfeder 10 eine geringe Erhöhung der Pedal-Rückstellkraft. Tritt der Fahrer kräftiger auf das Gaspedal 1, wird lediglich die Entkopplungsfeder 10 stärker belastet; die Position der durch die Vortriebsregelung VR zurückgestellten Drosselklappe 2 wird dadurch nicht verändert. Ein Freigeben des Gaspedals 1 bzw. ein Reduzieren der Pedalkraft wird dagegen, sobald die gegenseitigen Anschläge 11, 12 wieder in Kontakt sind, auf die Drosselklappe 2 übertragen, weil der Arm 24 des Gestänges 23, 24, der die den Vortrieb regelnde Stellkraft des Stellmotors 13 überträgt, nur auf Zug belastbar ist. In Gegenrichtung wird der Arm 23 gegen den geringen Widerstand der Entkopplungs- bzw. Rückstellfeder 27 durch die angedeutete Bohrung im Arm 23 des Gestänges 24 hindurchgeschoben.

Das Einschalten der Geschwindigkeitskonstantregelung GR über den Schaltkreis 29′′, des Reglers 29 führt zum Ansprechen des Zugmagneten 19 und dadurch zur Kopplung des Stellmotores 13 über das Schneckengetriebe 14 und das schaltbare Reibradgetriebe 17 sowie über das Gestänge 25, 26 mit dem pedalseitigen Hebel 5. Auch in diesem Fall wird über das Gestänge 25, 26 nur Zug übertragen, wodurch erreicht wird, daß auch während des Betriebs der Geschwindigkeitskonstantregelung GR der Fahrer jederzeit mit dem Gaspedal 1 die Drosselklappe 2 in Richtung zu höherer Motorleistung verstellen kann. Die Gaspedalbetätigung besitzt also Vorrang gegenüber der Geschwindigkeitskonstantregelung, damit der Fahrer beim Überholen oder in Notsituationen das Fahrzeug über die eingestellte konstante Geschwindigkeit hinaus beschleunigen kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Vortriebs- und Geschwindigkeitskonstantregelung, mit einer in den Kraftübertragungsweg von einem Antriebssteuerpedal, d. h. einem Gaspedal oder einem entsprechenden Steuerhebel, zu einem Stellglied des Fahrzeug-Antriebsmotors, z. B. der Drosselklappe eines Otto- Motors, dem Stellhebel der Einspritzpumpe eines Diesel-Motors oder dergleichen, eingefügten Übertragungseinrichtung, an der eine Vortriebsregeleinrichtung angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung zwei drehbar gelagerte, in Pedalbetätigungsrichtung durch eine Kopplungsfeder (10) und in Pedal-Rückstellrichtung durch gegenseitige Anschläge (11, 12) gekoppelte Hebel (5, 6) aufweist, von denen ein Hebel (5) mit dem Pedal (1), der zweite Hebel (6) mit dem Stellglied (2) und mit der Vortriebsregeleinrichtung in Eingriff stehen, daß ein gemeinsamer Stellmotor (13) für die Vortriebs- und für die Geschwindigkeitskonstantregelung vorgesehen ist, der über ein selbsthemmendes Getriebe (14), über ein schaltbares Reibradgetriebe (17) und über Koppelglieder (23, 24; 25, 26) d. h. Gestänge oder Seilzüge, entweder mit dem mit dem Pedal (1) in Eingriff stehenden Hebel (5) oder mit dem zweiten Hebel (6) koppelbar ist, wobei der Stellmotor (13) und/oder das Reibradgetriebe (17) in Abhängigkeit von dem Drehverhalten der angetriebenen Räder steuerbar bzw. schaltbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das selbsthemmende Getriebe (14) als Schneckengetriebe ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibradgetriebe (27) mit Hilfe von Elektromagneten (18, 19) schaltbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibradgetriebe (17) in eine Leerlaufstellung schaltbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hebel (5, 6) der Übertragungseinrichtung jeweils über ein Gestänge (23, 24; 25,26), das je nach Anordnung entweder nur Druck oder nur Zug überträgt und eine gegenläufige Verdrehung der Hebel (5, 6) zuläßt, mit dem Reibradgetriebe (17) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftübertragungsweg der das Reibradgetriebe (17) mit den Hebeln (5, 6) verbindenden Koppelglieder (23, 24; 25, 26) Entkopplungsfedern (27, 28) eingefügt sind, die bei gegenläufiger Verdrehung der Hebel (5, 6) eine Rückstellkraft erzeugen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (13) und das Reibradgetriebe (17) durch elektronische Signale, die durch elektronische, festverdrahtete oder programmgesteuerte Schaltkreise (VR; GR) aus dem Drehverhalten der angetriebenen Räder ableitbar sind, steuerbar bzw. schaltbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß handbetätigte Schalter zur Anschaltung des Reibradgetriebes (17) an die Vortriebsregelung (VR) oder an die Geschwindigkeitskonstantregelung (GR) vorhanden sind.