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EP0462407A1 - Elektrischer Gasfernregler eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Elektrischer Gasfernregler eines Kraftfahrzeuges Download PDF

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Publication number
EP0462407A1
EP0462407A1 EP91108191A EP91108191A EP0462407A1 EP 0462407 A1 EP0462407 A1 EP 0462407A1 EP 91108191 A EP91108191 A EP 91108191A EP 91108191 A EP91108191 A EP 91108191A EP 0462407 A1 EP0462407 A1 EP 0462407A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
input
accelerator pedal
position signal
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP91108191A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
R bert Dipl.-Ing. Rácz
Sándor Dr. Dipl.-Ing. Simonyi
Lászlo Dipl.-Ing. Töröcsik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Csepel Autogyar
Original Assignee
Csepel Autogyar
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Csepel Autogyar filed Critical Csepel Autogyar
Publication of EP0462407A1 publication Critical patent/EP0462407A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type

Definitions

  • the invention relates to such an electric gas remote control, with which the accelerator pedal in motor vehicles can be connected to the speed-influencing device of the internal combustion engine.
  • the accelerator pedal is generally connected to the internal combustion engine device influencing the rotational speed (i.e. in the case of Otto engines with the throttle valve or with the control lever of the injection pump, in the case of diesel engines with the control lever of the injection pump) via rigid mechanical elements, a so-called gas linkage.
  • the connection via a Bowden cable is known, but this is mainly used for motorcycles; this has not spread to motor vehicles.
  • the formation of the mechanical connection in certain motor vehicles e.g. In the case of buses with a rear engine or articulated buses, which is extremely cumbersome and therefore brings with it many potential for errors, no other solution (specifically) has offered itself for this task. Pinching the throttle linkage in such motor vehicles is a fairly common mistake.
  • the invention thus relates to an electric remote gas controller of a motor vehicle for connecting the accelerator pedal to the device influencing the speed of the internal combustion engine, the accelerator pedal on the accelerator pedal having an electric accelerator position signal transmitter and the control lever of the device influencing the speed being connected to an electric motor via an actuating mechanism the accelerator position signal generator is connected to the input of a control unit, and the electric motor is connected to the output of the control unit, and the gas remote control is characterized in that the electric motor is a servo motor, in each case one pole of the servo motor with an output of a comparator unit arranged in the control unit in signal transmission connection stands, the accelerator pedal position signal generator and a control lever signal generator arranged on the control lever, each with an input of a difference image arranged in the control unit are in signal transmission connection, a further input of the differential image unit is in each case with an input of the comparator units in signal transmission connection, finally a further input of the comparator units each with an input of one Setpoint generator unit is in signal transmission connection, and this setpoint generator unit has
  • a temperature signal transmitter is inserted into the cooling system of the engine, which is in signal transmission connection with the differential generator unit via a further input of the control unit and via a summing connection together with the accelerator position signal transmitter.
  • an accelerator pedal basic position signal transmitter is arranged on the accelerator pedal and is actuated via an input of the control unit with a switch inserted in the signal transmission chain of the temperature signal transmitter.
  • the third preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that an accelerator pedal basic position signal generator is arranged on the accelerator pedal and a regulator lever basic position signal generator is arranged on the control lever, these basic position signal generators being in signal transmission connection via an input of the control unit to the engine shutdown unit, and the engine shutdown unit is in control connection via an output of the control unit with the EP valve which actuates the known engine shut-off working cylinder.
  • the accelerator pedal basic position signal generator and the accelerator pedal position signal generator are designed as a single signal generator device.
  • a target computer which is designed in a known manner and controls the gear stage shifting, is connected to a further input of the control unit, and the accelerator position signal transmitter and the differential circuit unit are in signal transmission connection with the target computer.
  • the illustrated and actually implemented embodiment of the device according to the invention was designed for a bus provided with an automatic mechanical synchronous gear and driven by a diesel engine.
  • the device 2 influencing the speed of the engine 1 shown in FIG. 1 is an injection pump.
  • the control lever 3 of the device 2 influencing the speed is connected to an electric motor 4 via the actuating mechanism 5.
  • the electric motor 4 is designed as a servo motor.
  • the actuating mechanism 5 is a gear transmission and a threaded spindle connected to it, which engages in a non-rotatable screw nut attached to the control lever 3.
  • the two poles of the electric motor 4 are each connected to an output 23 and 24 of the control unit.
  • a regulator lever basic position signal transmitter 6 and a regulator lever position signal generator 7 are connected to the regulator lever 3.
  • the control lever basic position signal transmitter 6 is a sensor with a normal Hall element, while the control lever position signal transmitter 7 is a sensor with an analog Hall element.
  • the regulator lever basic position signal generator 6 is connected via a line 24 to the input 22 of the control unit 17 and the regulator lever position signal generator 7 is connected to its input 21.
  • the accelerator pedal 8 is also provided with an accelerator pedal basic position signal generator 9 and an accelerator pedal position signal generator 10.
  • the accelerator pedal basic signal generator 9, which is also a sensor with a normal Hall element, is via a line 27 to the input 19 of the control unit 17, and the accelerator pedal signal generator 10, which is a sensor with an analog Hall element, is via a line 26 connected to the input 18 of the control unit 17.
  • a temperature signal transmitter 12 is connected to a further input 20 of the control unit 17 via a line 32.
  • the temperature signal generator 12 is designed as a thermistor, which is arranged in the cooling system of the engine 1.
  • the electromagnet of the EP valve 14 is connected on the one hand via a line 33 to the output 25 of the control unit 17, and on the other hand is connected via a line 35 to the positive pole of the accumulator 15.
  • the normal cut-off switch 16 is arranged in line 35.
  • control unit 17 via its inputs 57 and 58 - which are not shown in FIG. 1 - connected to the target computer 46.
  • the target computer 46 controls the automatic gear shifting.
  • control unit 17 consists of the adaptation stages 35, 36 and 41, the differentiation unit 37, the setpoint signal generator unit 38, the comparator units 39 and 40, the engine shutdown unit 43, the power amplifier 44, the voltage-frequency converter unit 45 and the integrator unit 47.
  • the accelerator position signal generator 10 is connected to the input 55 of the adaptation stage 35 via a switch 42, the input 54 of the adaptation stage 41, and at the input 48 of the adaptation stage 35, the input 48 of the voltage-frequency converter unit 45 is switched.
  • the adaptation stage 41 has an input 20 which corresponds to the input 20 of the control unit 17 and to which the temperature signal generator 12 is connected.
  • the input 21 of the adaptation stage 36 forms the input 21 of the control unit 17, which is connected to the regulator lever position signal generator 7, while the input 41 of the adaptation stage 36 is connected to the input 49 of the difference-forming unit.
  • the voltage-frequency converter unit 45 has an input 58 which corresponds to the input 58 of the control unit 17 and is connected to the target computer 46.
  • the other input 57 of the control unit 17 occupied by the target computer 46 corresponds to the input 57 of the integrator unit 47, while the other input 50 of the Integrator unit 47 is connected to the input 50 of the aforementioned differentiation unit 37.
  • the target computer 46 naturally has numerous other inputs, because, as already mentioned, with its further units not belonging to this invention and therefore not shown, it fulfills all control tasks associated with gear shifting.
  • the differentiating unit 37 has an input 51 which is connected on the one hand to the input 51 of the comparator unit 39 and on the other hand to the input 51 of the comparator unit 40.
  • the inputs 52 and 53 of a setpoint signal generator unit 38 are connected to the input 52 of the comparator unit 39 and to the input 53 of the comparator unit 40, while the output 23 of the comparator unit 39 via the output 23 of the control unit 17 and the output 24 of the comparator unit 40 via the Output 24 of the control unit 17 are connected to the opposite poles of the electric motor 4.
  • the input 19 of the engine shutdown unit 43 corresponds to the input 19 of the control unit 17 and is in connection with the accelerator pedal basic position signal transmitter, while the input 22 of the engine shutdown unit 43 is connected to the regulator lever basic position signal transmitter 6 via the input 22 of the control unit 17.
  • Another input 56 of the engine shutdown unit 43 is connected to the input 56 of the power amplifier 44, the output 25 of which, however, is connected via the output 25 of the control unit 17 to the one pole of the electromagnet of the EP valve 14.
  • the input 19 of the control unit 17 is connected to the input 19 of the switch 42, this input 19 being the signal input actuating the switch 42.
  • control unit 17 The illustrated division of the control unit 17 into sub-units - as can also be seen from their name - is also functionally useful; the mode of operation of the control unit 17 can thereby be better understood.
  • the subunits cannot be recognized in the control unit designed with more complicated microelectronic elements, since one element can carry out the same operation of several subunits.
  • the control unit 17 was made up of an operational amplifier IC1 (LM 124) having three functional units IC1 / 1 - IC1 / 3, an operational amplifier IC2 (LM 124) having four functional units IC2 / 1 - IC2 / 4, and a two functional units IC3 / 1 - IC3 / 2 having operational amplifier IC3 (LM 124), a two function unit IC4 / 1 - IC4 / 2 having comparator IC4 (L 165), a PLL circuit IC5 (4046), a two function unit IC6 / 1 - IC6 / 2 having a negator IC6 (4049), an AND circuit IC7 (4081), a thyristor T1 (TIP 122), a diode D1 (4148), further resistors R1 - R34, capacitors C1 - C4 and potentiometers P1 - P6, whereby the internationally known names (MOTOROLA,
  • the active component of the adaptation stage 35 shown in FIG. 3 is the functional unit IC1 / 1.
  • One input of the functional unit IC1 / 1 is on the one hand via a resistor R3 to the input 18 of the adaptation stage 35, on the other hand connected to ground potential via a resistor R4, and thirdly connected to the input 55 of the adaptation stage 35 via a resistor R6.
  • the other input of the functional unit IC1 / 1 is connected on the one hand via a resistor R1 to a potentiometer P1 connected between the supply voltage and the ground potential, and on the other hand via a resistor R2 to a potentiometer P2 connected between the output of the functional unit IC1 / 1 and a resistor R5, the resistor R5, on the other hand, is connected to ground potential.
  • the output of the functional unit IC1 / 1 is simultaneously connected to the output 48 of the adaptation stage 35.
  • the active component of the adaptation stage 41 shown in FIG. 4 is the functional unit IC1 / 3.
  • One input of the functional unit IC1 / 3 is connected on the one hand to the input 20 of the adaptation stage 41 via a resistor R15, further to the supply voltage via a resistor R12 connected in series with the resistor R15, and on the other hand to ground potential via a resistor R16.
  • the other input of the functional unit IC1 / 3 is connected on the one hand via a resistor R13 to a potentiometer P5 connected between the supply voltage and ground potential, on the other hand via a resistor R14 to the output of the functional unit IC1 / 3 and this output is connected to the input 54 of the adaptation stage 41 connected.
  • the active component of the adaptation stage 36 shown in FIG. 5 is the functional unit IC1 / 2.
  • One input of the functional unit IC1 / 2 is connected on the one hand via a resistor R9 to the input 21 of the adaptation stage 36, and on the other hand via a resistor R10 to ground potential.
  • the other input of the functional unit IC1 / 2 is connected on the one hand via a resistor R7 to a potentiometer P3 connected between the supply voltage and the ground potential, and on the other hand via a resistor R8 to a potentiometer P4 connected between the output of the functional unit IC1 / 2 and a resistor R11, the resistor R11, on the other hand, is connected to ground potential.
  • the output of the functional unit IC1 / 2 simultaneously forms the input 49 of the adaptation stage 36.
  • the active component of the integrator unit 47 shown in FIG. 6 is the functional unit IC3 / 2, one input of which is connected directly to ground potential and the other input of which is connected to the input 59 of the integrator unit 47 via a resistor 29.
  • the output of the functional unit IC3 / 2 is directly connected to the input 50 of the integrator unit 47.
  • the output of the functional unit IC3 / 2 and the input connected to the resistor 29 are bridged with a parallel connection of a capacitor C3 and a resistor R30.
  • the setpoint signal generator unit shown in FIG. 7 can be divided into two sub-units, namely a triangle signal generator unit 38a and a level-shifting unit 38b. Since the setpoint signal generator unit 38 is uniform in terms of the circuit structure, it should also be explained in a uniform manner.
  • the input 52 of the setpoint signal generator unit 38 is formed by the output of the function unit IC2 / 4.
  • One input of the functional unit IC2 / 4 is connected directly to the ground potential, the other input of the same is on the one hand via a resistor 24 to the output of the functional unit IC2 / 4, and on the other hand via the resistors R23, R22, R21 connected in series with one between the Supply voltage and the earth potential switched potentiometer P6 is connected.
  • the input 53 of the setpoint signal generator unit 38 is formed by the output of the functional unit IC2 / 3, which is connected to the common point of the resistors R22 and R23.
  • One input of the functional unit IC2 / 3 is at ground potential, the other input of the same on the one hand via a resistor R20 to the output of a functional unit IC2 / 2, on the other hand connected to the common point of resistors R21 and R22.
  • One input of the functional unit IC2 / 2 is directly connected to ground potential, the other input of the same on the one hand via a resistor R19 to the output of a functional unit IC2 / 1, and on the other hand via a capacitor C1 to the output of the functional unit IC2 / 2.
  • One input of the functional unit IC2 / 1 is directly connected to ground potential, the other input of the same on the one hand via a resistor R18 at its output, and on the other hand via a resistor R17 to the output of the functional unit IC2 / 2.
  • FIG. 8 shows the engine shutdown unit 43 and the power amplifier 44 connected to it.
  • the input 19 of the engine shutdown unit 43 is connected to one input of an AND circuit IC7, and the input 22 thereof is connected to the other input of the AND via a functional unit IC6 / 1.
  • Circuit IC7 connected.
  • the output of the AND circuit IC7 forms the input 56 of the engine shutdown unit 43 through a functional unit IC6 / 2 and through a parallel connection of a diode D1 and a resistor R33.
  • the input 56 is also connected to ground potential via a capacitor C4. It can be seen that the resistor R33, the diode D1 and the capacitor C4 form a delay circuit 43a.
  • the input 56 of the power amplifier 44 is connected via a resistor R34 to the base of a thyristor T1.
  • the collector of the thyristor T1 forms the output of the power amplifier 44, while the emitter of the thyrister T1 is connected directly to ground potential.
  • the input 48 and the input 58 of the voltage-frequency converter unit 45 shown in FIG. 9 are formed by the connection points VCOIN and VCOUT of a PLL circuit IC5.
  • the connection points CX are such that they are connected to one another via a capacitor C2, the connection points R1 and R2, which are connected to ground potential via the resistors R31 and R32, and finally the INH connection point is used, which is directly connected to ground potential.
  • the active component of the difference-forming unit 37 is the functional unit IC3 / 1 shown in FIG. 10, one input of which is connected on the one hand to the input 49 of the difference-forming unit 37 via a resistor R28, and on the other hand to the output of the functional unit IC3 / 1 via a resistor R27. which in turn is connected to the input 51 of the difference-forming unit 37.
  • the other input of the functional unit IC3 / 1 is connected on the one hand via a resistor 25 to the input 50 of the difference-forming unit 37, and on the other hand via a resistor R26 to the ground potential.
  • the comparator units 39 and 40 have not been shown separately, since each consists of the functional unit IC4 / 1 or IC4 / 2.
  • Each input of the function unit IC4 / 1 forms an input 52 or 51 of the comparator unit 39
  • the output of the function unit IC4 / 1 forms the output 23 of the comparator unit 39
  • an input of the function unit IC4 / 2 forms an input 51 or 53 of the comparator unit and the output of the functional unit IC4 / 2 forms the output 24 of the comparator unit 40.
  • the electronic gas remote control works as follows: After the driver has started the engine 1, it runs at idle. At this time, the accelerator pedal 8 is still in the basic position, the accelerator pedal basic position signal generator 9 gives a signal, but the accelerator pedal position signal generator 10 gives no signal.
  • the temperature signal generator 12 continuously emits a signal corresponding to the temperature of the cooling system 11, which signal reaches the adaptation stage 41 via the input 20.
  • the Adaptation stage 41 outputs to input 54 a signal which is inversely proportional to the temperature.
  • the signal of the accelerator pedal basic position signal generator 9 is passed via input 19 to switch 42, which, as a result of this signal, switches the signal from input 54 of adaptation stage 41 to input 55 of adaptation stage 35.
  • the adaptation stage 35 is also a summing connection at the same time, and so the signal arriving at the input 55 of the adaptation stage 35 is added to the signal arriving at the input 18.
  • Such a signal appears at the input 48 of the adaptation stage 35, which is higher at a lower cooling water temperature and lower at a higher cooling water temperature. Accordingly, although the accelerator pedal 8 is in the basic position, and consequently there is no signal at the input 18, the engine 1 receives an increased amount of fuel when idling in the cold state.
  • the signal from the accelerator position signal generator 10 appears at the input 18, while the signal at the input 19 disappears.
  • a signal proportional to the position of the accelerator pedal then appears at the input 48 of the adaptation stage 35.
  • This signal passes through the voltage-frequency converter unit 45, the target computer 46 and the integrator unit 47 to the input 50 of the difference-forming unit 37.
  • the target computer 46 changes the signal coming from the input 58 of the control unit 17, this change is only made when the accelerator has to be regulated differently from the actual position of the accelerator pedal, for example in the case of an automatic gear change. If the target computer 46 does not have to intervene, then a signal appears at the input 57 of the control unit 17 which is the same as the signal which was present at the input 58.
  • the signal from the control lever position signal generator 7 passes through the adaptation stage 36 to the input 49 of the difference generator unit 37.
  • the difference generator unit 37 forms a correct difference between the signal coming from the accelerator position signal generator 10 and the signal coming from the control lever position signal generator 7, and the difference signal comes from the input 51 of the difference generator unit 37 to the inputs 51 of the comparator units 39 and 40.
  • the setpoint signal generator unit 38 forms a symmetrical triangle signal in its triangle signal generator unit 38a, which on the one hand is increased by the level-shifting unit 38b and sent via the inputs 52 to the comparator unit 39, on the other hand it is reduced and sent via the inputs 53 to the comparator unit 40.
  • the driver depresses the accelerator pedal 8 slowly, a small positive difference signal is produced, which is smaller than the positive triangular signal present at the input 52 of the comparator unit 39, so that a square-wave signal is produced at the output 23 of the comparator unit 39, the frequency of which corresponds to the frequency of the Triangle signal matches and the pulse clock ratio depends on the size of the difference signal.
  • the positive difference signal does not start signal formation in the comparator unit 40.
  • the electric motor 4 adjusts the regulator lever 3 on the basis of the square-wave signal produced at the output 23 of the comparator unit 39 in a direction corresponding to the position of the accelerator pedal or by an amount corresponding to the position of the accelerator pedal.
  • the signal that controls the electric motor 4 is similar to the output 24 of the comparator unit 40.
  • the following operating mode fulfills a safety function.
  • control units can also be formed. Of course, these perform fewer tasks.
  • the simplest embodiment, the block diagram of which can be seen in FIG. 11, is only suitable for gas remote control in the narrowest sense. This can be applied well to buses with a rear engine.
  • the control unit 17 consists of the adaptation stages 35 and 36, the setpoint signal generator unit 38 and the comparator units 39 and 40.
  • the operation of the control unit 17 can be well understood without any particular explanation from the arrangement and due to the designation of the inputs of the subunits corresponding to the above.
  • a difference in the signal chain can only be seen in the path of the signal leaving the adaptation stage 35, since here the signal arising at the input 48 arrives directly at the input 50 of the difference-forming unit 37.
  • the block diagram shown in FIG. 12 also shows without explanation that the basic variant for the protection of the cold motor is supplemented by the adaptation stage 41 receiving and transmitting the signal of the temperature signal transmitter 12 and the switch 42 allowing the signal transmission can.
  • the block diagram shown in FIG. 13 does not need any explanation of how the basic variant can be provided with an intervention function that is necessary because of a faulty control by installing the engine shut-off device 43 and the power amplifier 44.
  • the block diagram shown in FIG. 14 represents the possibility that the basic variant can even be assembled with a target computer which also fulfills other tasks and which does not necessarily control the gear change, but rather can be the target computer of the control preventing the wheel from slipping or of the control keeping the speed can.
  • control unit can also be formed with corresponding electronic components in which there is no need for a separate basic position signal transmitter because the control unit can evaluate the signal sent in the basic position by the position signal transmitter as a basic position signal.

Landscapes

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Abstract

Elektrischer Gasfernregler eines Kraftfahrzeugs zum Verbinden des Gaspedals (8) mit der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung (2) des Verbrennungsmotors (1), wobei der Gasfernregler an dem Gaspedal (8) einen elektrischen Gaspedalstellungssignalgeber (10) aufweist, und der Reglerhebel (3) der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung (2) über einen Betätigungsmechanismus (5) mit einem Elektromotor (4) verbunden ist und der Gaspedalstellungssignalgeber (10) an den Eingang (18) einer Steuereinheit (17),und der Elektromotor (4) an den Ausgang (23, 24) der Steuereinheit (17) angeschlossen sind. Der Elektromotor (4) ist ein Servomotor, jeweils ein Pol des Servomotors steht mit einem Ausgang (23, 24) jeweils einer in der Steuereinheit (17) angeordneten Komparatoreinheit (39, 40) in Signalübertragungsverbindung, der Gaspedalstellungssignalgeber (10) und ein an dem Reglerhebel (3) angeordneter Reglerhebelsignalgeber (7) stehen mit jeweils einem Eingang (50, 49) einer in der Steuereinheit (17) angeordneten Differenzbildnereinheit (37) in Signalübertragungsverbindung, ein weiterer Eingang (51) der Differenzbildnereinheit (37) steht mit jeweils einem Eingang (51, 51) der Komparatoreinheiten (39, 40) in Signalübertragungsverbindung, jeweils ein weiterer Eingang (52, 53) der Komparatoreinheitenen (39, 40) steht mit jeweils einem Eingang (52, 53) einer Sollwertbildnereinheit (38) in Signalübertragungsverbindung, und diese Sollwertbildnereinheit (38) weist eine Dreieckssignalbildnereinheit (38a) und eine pegelverschiebende Einheit (38b) auf. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen solchen elektrischen Gasfernregler, mit dem bei Kraftfahrzeugen das Gaspedal mit der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung des Verbrennungsmotors verbunden werden kann.
  • Bei Kraftfahrzeugen ist das Gaspedal mit der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung des Verbrennungsmotors (d.i. bei Ottomotoren mit der Drosselklappe oder mit dem Reglerhebel der Einspritzpumpe, bei Dieselmotoren mit dem Reglerhebel der Einspritzpumpe) im allgemeinen über steife mechanische Elemente, einem sogenannten Gasgestänge verbunden. Die Verbindung über einen Bowdenzug ist zwar bekannt, jedoch wird dies überwiegend bei Motorrädern angewendet; bei Kraftwagen hat sich dies nicht verbreitet. Obwohl die Ausbildung der mechanischen Verbindung bei bestimmten Kraftfahrzeugen, z.B. bei Autobussen mit Heckmotor oder Gelenkautobussen, außerordentlich umständlich ist und eben deshalb viele Fehlermöglichkeiten mitsichbringt, hat sich (gezielt) für diese Aufgabe keine andere Lösung angeboten. Das Einklemmen des Gasgestänges bei derartigen Kraftfahrzeugen stellt einen ziemlich häufigen Fehler dar.
  • Obwohl es zur Zeit schon solche Lösungen gibt, bei denen zwischen dem Gaspedal und der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung keine mechanische Verbindung vorhanden ist, besteht das oben erwähnte Problem. Bei einem bedeutenden Anteil der mit automatischem Getriebe versehenen Kraftfahrzeuge wird die Motordrehzahl während der Dauer des Stufenschaltens von der Stufenschaltungssteuerungseinheit auf einen solchen Pegel geregelt, der nach dem Stufenschalten nötig ist. Damit die Steuerungseinheit dies vornehmen kann, muß sie in die Verbindung zwischen dem Gaspedal und der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung eingreifen. Es gibt solche Lösungen, bei denen dies eine Ergänzung der mechanischen Verbindung bildet, aber es gibt auch einige rein elektrische Lösungen.
  • Solche Lösungen sind aus den Patentschriften US-4.474.155, US-4.389.910 und US-4.493.228 bekannt. Bei diesen wird die elektrische Verbindung derart ausgebildet, daß am Gaspedal ein ein Signalgeber vorhanden ist, der ein zu dem Verstellweg des Gaspedals proportionales Signal liefert und der an die Steuereinheit des automatischen Getribes angeschlossen ist, wobei der Regelhebel oder die Welle der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung über eine Kupplung mit einem Schrittmotor verbunden ist, der das erforderliche Signal von der Steuereinheit erhält. Zwar wird es in den Beschreibungen nicht explizit ausgeführt, jedoch ist es offenbar, daß der Schrittmotor im allgemeinen der Bewegung des Gaspedals außer in dem Fall folgt, daß die Steuereinheit wegen der Lösung einer speziellen Teilaufgabe dem Schrittmotor eine andere Weisung gibt. Solch eine Teilaufgabe kann jedoch nicht nur die beim Stufenschalten erforderliche Drehzahlregelung sein, sondern z.B. auch eine geschwindigkeitshaltende Steuerfunktion.
  • Da die Gasfernregelungsfunktion normalerweise mit einer rechnerischen Drehzahlregelung kombiniert ist, können diese Vorrichtungen nicht als einfache Gasferngebervorrichtungen in Betracht gezogen werden. Nach erforderlichen Vereinfachungen wären es noch immer ihre Nachteile, daß die die Drehzahl beeinflussende Vorrichtung von einem Schrittmotor bewegt wird, der einerseits teuer ist und darüberhinaus nur eine stufenartige Regelung verwirklichen kann. Die Intervalle der Stufen können Zwischenschalten eines Übertragungswerks zwar verringert werden, was aber die Vorrichtung noch komplizierter und teuerer macht.
  • Deshalb ist es das Ziel unserer Erfindung, einen solchen Gasfernregler zu schaffen, der die elektrische Verbindung zwischen dem Gaspedal und der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung in einfachster Weise zustandebringt, nicht mit einem Schrittmotor arbeitet und in einfacher Weise in im wesentlichen alle Fahrzeugkonstruktionen ggf. auch nachträglich eingebaut werden kann. Darüberhinaus war unser Ziel auch, daß der Gasfernregler mit ungeändertem prinzipiellen Aufbau und sogar in ungeänderter Werksausführungsform an die Getriebesteuerungsautomatik anschließbar ist. Wir haben erkannt, daß es bei der einfachen Gasregelung nicht auf das genau proportionierte Verdrehen des Regelhebels ankommt, sondern lediglich darauf, daß dieser der Bewegung des Gaspedals genau folgt. Dies kann unserer Erkenntnis nach auch mit einem einfachen Servomotor verwirklicht werden, wenn zu dessen Betätigung eine kontinuierliche und impulsartige Steuerung angewendet wird und das Verstellen des Regelhebels stetig kontrolliert wird. Wir haben weiterhin erkannt, daß derartige Vorrichtungen außerdem mithilfe von entsprechenden Anpassungseinheiten für das Anschließen an den das Getriebe steuernden Zielkomputer für einige die Betriebssicherheit erhöhende Aufgaben ebenfalls unmittelbar geeignet sind.
  • Die Erfindung betrifft also einen elektrischen Gasfernregler eines Kraftfahrzeugs zum Verbinden des Gaspedals mit der die Drehzahl des Verbrennungsmotors beeinflussenden Vorrichtung, wobei der Gasfernregler an dem Gaspedal einen elektrischen Gaspedalstellungssignalgeber aufweist und der Reglerhebel der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung über einen Betätigungsmechanismus mit einem Elektromotor verbunden ist, weiterhin der Gaspedalstellungssignalgeber an den Eingang einer Steuereinheit, und der Elektromotor an den Ausgang der Steuereinheit angeschlossen sind, und der Gasfernregler dadurch gekennzeichnet ist, daß der Elektromotor ein Servomotor ist, jeweils ein Pol des Servomotors mit einem Ausgang jeweils einer in der Steuereinheit angeordneten Komparatoreinheit in Signalübertragungsverbindung steht, der Gaspedalstellungssignalgeber und ein an dem Reglerhebel angeordneter Reglerhebelsignalgeber mit jeweils einem Eingang einer in der Steuereinheit angeordneten Differenzbildereinheit in Signalübertragungsverbindung stehen, ein weiterer Eingang der Differenzbildereinheit mit jeweils einem Eingang der Komparatoreinheiten in Signalübertragungsverbindung steht, schließlich jeweils ein weiterer Eingang der Komparatoreinheiten mit jeweils einem Eingang einer Sollwertbildnereinheit in Signalübertragungsverbindung steht, und diese Sollwertbildnereinheit eine Dreieckssignalbildnereinheit und eine pegelverschiebende Einheit aufweist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gasfernreglervorrichtung ist in das Kühlsystem des Motors ein Temperatursignalgeber eingefügt, der über einen weiteren Eingang der Steuereinheit und über eine Summierverbindung zusammen mit dem Gaspedalstellungssignalgeber mit der Differenzbildnereinheit in Signalübertragungsverbindung steht.
  • Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist an dem Gaspedal ein Gaspedal-Grundstellungssignalgeber angeordnet, der über einen Eingang der Steuereinheit mit einem in die Signalübertragungskette des Temperatursignalgebers eingefügten Schalter in Betätigungsverbindung steht.
  • Die dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gaspedal ein Gaspedal-Grundstellungssignalgeber, und an dem Reglerhebel ein Reglerhebel-Grundstellungssignalgeber angeordnet sind, wobei diese Grundstellungssignalgeber über jeweils einen Eingang der Steuereinheit mit der Motorabstelleinheit in Signalübertragungsverbindung stehen, und die Motorabstelleinheit über einen Ausgang der Steuereinheit mit dem den an sich bekannten Motorabstell-Arbeitszylinder betätigenden EP-Ventil in Steuerverbindung steht.
  • Bei der vierten bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind der Gaspedal-Grundstellungssignalgeber und der Gaspedalstellungssignalgeber, bzw. ggf. der Reglerhebel-Grundstellungssignalgeber und der Reglerhebelstellungssignalgeber als eine einheitliche Signalgebervorrichtung ausgebildet.
  • Schließlich ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemaßen Vorrichtung ein in bekannter Weise ausgebildeter, das Getriebe-Stufenschalten steuernder Zielcomputer jeweils an einen weiteren Eingang der Steuereinheit angeschlossen, und der Gaspedalstellungssignalgeber und die Differezbidereinheit stehen mit dem Zielcomputer in Signalübertragungsverbindung.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und dessen Varianten mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • Figur 1 den Einbauplan des erfindungsgemäßen elektrischen Gasfernreglers,
    • Figur 2 dessen Blockschema
    • Figuren 3 bis 10 die Schaltungsskizzen der Teileinheiten der Steuereinheit,
    • Figuren 11 bis 14 die Blockschemen der Varianten des Gasferngebers.
  • Die dargestellte und tatsächlich verwirklichte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde für einen mit einem automatischen mechanischen Synchrongetriebe versehenen, von einem Diesel-Motor angetriebenen Autobus ausgebildet. Dementsprechend ist die die Drehzahl beeinflussende Vorrichtung 2 des in Figur 1 dargestellten Motors 1 eine Einspritzpumpe. Der Reglerhebel 3 der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung 2 ist über den Betätigungsmechanismus 5 mit einem Elektromotor 4 verbunden. Der Elektromotor 4 ist als Servomotor ausgebildet. Der Betätigungsmechanismus 5 ist ein Zahnradgetriebe und eine mit diesem verbundene Gewindespindel, die in eine an dem Reglerhebel 3 befestigte drehfeste Schraubmutter eingreift. Die beiden Pole des Elektromotors 4 sind an jeweils einen Ausgang 23 und 24 der Steuereinheit angeschlossen.
  • Mit dem Reglerhebel 3 sind ein Reglerhebel-Grundstellungssignalgeber 6 und ein Reglerhebelstellungssignalgeber 7 verbunden. Der Reglerhebel-Grundstellungssignalgeber 6 ist ein Fühler mit normalem Hall-Element, während der Reglerhebelstellungssignalgeber 7 ein Fühler mit analogem Hall-Element ist. Der Reglerhebel-Grundstellungssignalgeber 6 ist über eine Leitung 24 an den Eingang 22 der Steuereinheit 17 und der Reglerhebelstellungssignalgeber 7 ist an deren Eingang 21 angeschlossen.
  • Das Gaspedal 8 ist ebenfalls mit einem Gaspedal-Grundstellungssignalgeber 9 und einem Gaspedalstellungssignalgeber 10 versehen. Der Gaspedal-Grundstellungssignalgeber 9, der ebenfalls ein Fühler mit normalem Hall-Element ist, ist über eine Leitung 27 an den Eingang 19 der Steuereinheit 17, und der Gaspedalstellungssignalgeber 10, der ein Fühler mit analogem Hall-Element ist, ist über eine Leitung 26 an den Eingang 18 der Steuereinheit 17 angeschlossen.
  • An einen weiteren Eingang 20 der Steuereinheit 17 ist über eine Leitung 32 ein Temperatursignalgeber 12 angeschlossen. Der Temperatursignalgeber 12 ist als Thermistor ausgebildet, der in dem Kühlsystem des Motors 1 angeordnet ist.
  • Der in an sich bekannter Weise angeordnete Motorabstell-Arbeitszylinder 13 ist über die Rohrleitung 34 an das Druckluftsystem des Autobusses angeschlossen. In der Rohrleitung 34 ist ein EP-Ventil 14 mit zwei Stellungen und drei Wegen angeordnet. Der Elektromagnet des EP-Ventils 14 ist einerseits über eine Leitung 33 mit dem Ausgang 25 der Steuereinheit 17 verbunden, andererseits über eine Leitung 35 an den positiven Pol des Akkumulators 15 angeschlossen. In der Leitung 35 ist der normale Abstellschalter 16 angeordnet.
  • Schließlich ist die Steuereinheit 17 über ihre Eingänge 57 und 58 - die in Figur 1 nicht gezeigt sind - mit dem Zielcomputer 46 verbunden. Der Zielcomputer 46 steuert das automatische Stufenschalten des Getriebes.
  • Um den inneren Aufbau der Steuereinheit 17 besser verstehen zu können, wird diese entsprechend des in Figur 2 dargestellten Blockschemas in Teileinheiten aufgeteilt. Dementsprechend besteht die Steuereinheit 17 aus den Anpassungsstufen 35, 36 und 41, der Differenziereinheit 37, der Sollwertsignalbildnereinheit 38, den Komparatoreinheiten 39 und 40, der Motorabstelleinheit 43, dem Leistungsverstärker 44, der Spannung-Frequenz-Umwandlereinheit 45 und der Integratoreinheit 47.
  • An den Eingang 18 der Anpassungsstufe 35, der im wesentlichen dem Eingang 18 der Steuereinheit 17 entspricht, wird der Gaspedalstellungssignalgeber 10, an den Eingang 55 der Anpassungsstufe 35 wird über einen Schalter 42 der Eingang 54 der Anpassungsstufe 41, und an den Eingang 48 der Anpassungsstufe 35 wird der Eingang 48 der Spannung-Frequenz-Umwandlereinheit 45 geschaltet.
  • Die Anpassungsstufe 41 weist außer dem schon genannten Eingang 54 einen Eingang 20 auf, der dem Eingang 20 der Steuereinheit 17 entspricht und an den der Temperatursignalgeber 12 angeschlossen ist.
  • Der Eingang 21 der Anpassungsstufe 36 bildet den Eingang 21 der Steuereinheit 17, der mit dem Reglerhebelstellungssignalgeber 7 verbunden ist, während der Eingang 41 der Anpassungsstufe 36 mit dem Eingang 49 der Differenzbildnereinheit verbunden ist.
  • Die Spannung-Frequenz-Umwandlereinheit 45 weist außer dem Eingang 48 einen Eingang 58 auf, der dem Eingang 58 der Steuereinheit 17 entspricht und an den Zielcomputer 46 angeschlossen ist. Der durch den Zielcomputer 46 besetzte andere Eingang 57 der Steuereinheit 17 entspricht dem Eingang 57 der Intergratoreinheit 47, während der andere Eingang 50 der Integratoreinheit 47 an den Eingang 50 der vorher erwähnten Differenziereinheit 37 angeschlossen ist. Hier soll noch bemerkt werden, daß der Zielcomputer 46 selbstverständlich zahlreiche weitere Eingänge aufweist, denn, wie schon erwähnt, erfüllt er mit seinen nicht zu dieser Erfindung gehörenden und deshalb nicht dargestellten weiteren Einheiten alle mit dem Gangschalten zusammenhängenden Steuerungsaufgaben.
  • Die Differenziereinheit 37 weist außer den Eingängen 50 und 49 einen Eingang 51 auf, der einerseits an den Eingang 51 der Komparatoreinheit 39 und andererseits an den Eingang 51 der Komparatoreinheit 40 angeschlossen ist. An den Eingang 52 der Komparatoreinheit 39 und an den Eingang 53 der Komparatoreinheit 40 sind die Eingänge 52 bzw. 53 einer Sollwertsignalbildnereinheit 38 angeschlossen, während der Ausgang 23 der Komparatoreinheit 39 über den Ausgang 23 der Steuereinheit 17 und der Ausgang 24 der Komparatoreinheit 40 über den Ausgang 24 der Steuereinheit 17 an den gegensätzlichen Polen des Elektromotors 4 angeschlossen sind.
  • Der Eingang 19 der Motorabstelleinheit 43 entspricht dem Eingang 19 der Steuereinheit 17 und und ist in Verbindung mit dem Gaspedal-Grundstellungssignalgeber, während der Eingang 22 der Motorabstelleinheit 43 über den Eingang 22 der Steuereinheit 17 mit dem Reglerhebel-Grundstellungssignalgeber 6 in Verbindung steht. Ein weiterer Eingang 56 der Motorabstelleinheit 43 ist an den Eingang 56 des Leistungsverstärkers 44 angeschlossen, dessen Ausgang 25 aber über den Ausgang 25 der Steuereinheit 17 an den einen Pol des Elektromagneten des EP-Ventils 14 angeschlossen ist.
  • Der Eingang 19 der Steuereinheit 17 ist mit dem Eingang 19 des Schalters 42 verbunden, wobei dieser Eingang 19 der den Schalter 42 betätigende Signaleingang ist.
  • Das dargestellte Aufteilen der Steuereinheit 17 in Teileinheiten - wie es aus deren Benennung ebenfalls hervorgeht - ist auch funktionsmäßig sinnvoll; die Betriebsweise der Steuereinheit 17 kann hierdurch besser verstanden werden. Tatsächlich können jedoch die Teileinheiten in der mit komplizierteren mikroelektronischen Elementen ausgebildeten Steuereinheit nicht erkannt werden, denn jeweils ein Element kann denselben Arbeitsvorgang mehrerer Teileinheiten durchführen.
  • Die Teileinheiten werden mit Hilfe der Figuren 3 bis 10 näher erläutert. Zum Verständnis muß diejenige vorher genannte Tatsache berücksichtigt werden, daß der Aufbau auch mehrere solcher mikroelektronischen Elemente aufweist, wobei in einem Gehäuse mehrere identische (Funktions)Einheiten angeordnet sind. Dementsprechend können identische (Funktions)Einheiten eines mikroelektronischen Elements in mehreren von uns eigenmächtig aufgeteilten Teileinheiten vorhanden sein.
  • Bei der Ausbildung der Schaltungen wurde die Steuereinheit 17 aus einem drei Funktionseinheiten IC1/1 - IC1/3 aufweisenden Operationsverstärker IC1 (LM 124), einem vier Funktionseinheiten IC2/1 - IC2/4 aufweisenden Operationsverstärker IC2 (LM 124), einem zwei Funktionseinheiten IC3/1 - IC3/2 aufweisenden Operationsverstärker IC3 (LM 124), einem zwei Funktionseinheiten IC4/1 - IC4/2 aufweisenden Komparator IC4 (L 165), einem PLL-Schaltkreis IC5 (4046), einem zwei Funktionseinheiten IC6/1 - IC6/2 aufweisenden Negator IC6 (4049), einer UND-Schaltung IC7 (4081), einem Thyristor T1 (TIP 122), einer Diode D1 (4148), weiterhin Widerständen R1 - R34, Kondensatoren C1 - C4 und Potentiometern P1 - P6 ausgebildet, wobei die auch international bekannten Bezeichnungen (MOTOROLA, LINEAR AND INTERFACE INTEGRATED CIRCUITS, FAIRCHILD CMOS DATA) verwendet sind.
  • Das aktive Bauteil der aus Figur 3 ersichtlichen Anpassungsstufe 35 ist die Funktionseinheit IC1/1. Der eine Eingang der Funktionseinheit IC1/1 ist einerseits über einen Widerstand R3 an den Eingang 18 der Anpassungsstufe 35, andererseits über einen Widerstand R4 an Massepotential, dritterseits über einen Widerstand R6 an den Eingang 55 der Anpassungsstufe 35 angeschlossen. Der andere Eingang der Funktionseinheit IC1/1 ist einerseits über einen Widerstand R1 an einem zwischen die Speisespannung und das Massepotential geschalteten Potentiometer P1, andererseits über einen Widerstand R2 an einem zwischen den Ausgang der Funktionseinheit IC1/1 und einen Widerstand R5 geschalteten Potentiometer P2 angeschlossen, wobei der Widerstand R5 andererseits an Massepotential angeschlossen ist. Der Ausgang der Funktionseinheit IC1/1 ist gleichzeitig mit dem Ausgang 48 der Anpassungsstufe 35 verbunden.
  • Das aktive Bauteil der aus Figur 4 ersichtlichen Anpassungsstufe 41 ist die Funktionseinheit IC1/3. Der eine Eingang der Funktionseinheit IC1/3 ist einerseits über einen Widerstand R15 an den Eingang 20 der Anpassungsstufe 41, weiterhin über einen mit dem Widerstand R15 in Reihe geschalteten Widerstand R12 an die Speisespannung, andererseits über einen Widerstand R16 an Massepotential angeschlossen. Der andere Eingang der Funktionseinheit IC1/3 ist einerseits über einen Widerstand R13 an einem zwischen die Speisespannung und Massepotential geschalteten Potentiometer P5, andererseits über einen Widerstand R14 an den Ausgang der Funktionseinheit IC1/3 angeschlossen und dieser Ausgang ist mit dem Eingang 54 der Anpassungsstufe 41 verbunden.
  • Das aktive Bauteil der aus Figur 5 ersichtlichen Anpassungsstufe 36 ist die Funktionseinheit IC1/2. Der eine Eingang der Funktionseinheit IC1/2 ist einerseits über einen Widerstand R9 an den Eingang 21 der Anpassungsstufe 36, andererseits über einen Widerstand R10 an Massepotential angeschlossen. Der andere Eingang der Funktionseinheit IC1/2 ist einerseits über einen Widerstand R7 an ein zwischen die Speisespannung und das Massepotential geschalteten Potentiometer P3, andererseits über einen Widerstand R8 an einen zwischen den Ausgang der Funktionseinheit IC1/2 und einen Widerstand R11 geschalteten Potentiometer P4 angeschlossen, wobei der Widerstand R11 andererseits an Massepotential angeschlossen ist. Der Ausgang der Funktionseinheit IC1/2 bildet gleichzeitig den Eingang 49 der Anpassungsstufe 36.
  • Das aktive Bauteil der aus Figur 6 ersichtlichen Integratoreinheit 47 ist die Funktionseinheit IC3/2, deren einer Eingang unmittelbar an Massepotential, und deren anderer Eingang über einen Widerstand 29 an den Eingang 59 der Integratoreinheit 47 angeschlossen ist. Der Ausgang der Funktionseinheit IC3/2 ist mit dem Eingang 50 der Integratoreinheit 47 unmittelbar verbunden. Der Ausgang der Funktionseinheit IC3/2 und der mit dem Widerstand 29 verbundene Eingang derselben sind mit einer Parallelschaltung eines Kondensators C3 und eines Widerstandes R30 überbrückt.
  • Die aus Figur 7 ersichtliche Sollwertsignalbildnereinheit kann in zwei Untereinheiten unterteilt werden, und zwar in eine Dreieckssignalbildnereinheit 38a und in eine pegelverschiebende Einheit 38b. Da die Sollwertsignalbildnereinheit 38 von dem Schaltungsaufbau her einheitlich ist, sollen diese auch einheitlich erläutert werden.
  • Der Eingang 52 der Sollwertsignalbildnereinheit 38 wird von dem Ausgang der Funktionseinheit IC2/4 gebildet. Der eine Eingang der Funktionseinheit IC2/4 ist unmittelbar mit dem Erdpotential verbunden, der andere Eingang derselben ist einerseits über einen Widerstand 24 mit dem Ausgang der Funktionseinheit IC2/4, andererseits über die in Reihe geschalteten Widerstände R23, R22, R21 mit einem zwischen die Speisespannung und den Erdpotential geschalteten Potentiometer P6 verbunden ist.
  • Der Eingang 53 der Sollwertsignalbildnereinheit 38 wird von dem Ausgang der Funktionseinheit IC2/3 gebildet, der mit dem gemeinsamen Punkt der Widerstände R22 und R23 verbunden ist. Der eine Eingang der Funktionseinheit IC2/3 ist an Massepotential, der andere Eingang derselben einerseits über einen Widerstand R20 an den Ausgang einer Funktionseinheit IC2/2, andererseits an den gemeinsamen Punkt der Widerstände R21 und R22 angeschlossen. Der eine Eingang der Funktionseinheit IC2/2 ist unmittelbar an Massepotential, der andere Eingang derselben einerseits über einen Widerstand R19 an den Ausgang einer Funktionseinheit IC2/1, andererseits über einen Kondensator C1 an den Ausgang der Funktionseinheit IC2/2 angeschlossen. Der eine Eingang der Funktionseinheit IC2/1 ist unmittelbar an Massepotential, der andere Eingang derselben einerseits über einen Widerstand R18 an ihrer Ausgang, andererseits über einen Widerstand R17 an den Ausgang der Funktionseinheit IC2/2 angeschlossen.
  • Figur 8 zeigt die Motorabstelleinheit 43 und den mit dieser verbundenen Leistungsverstärker 44. Der Eingang 19 der Motorabstelleinheit 43 ist an den einen Eingang einer UND-Schaltung IC7, und der Eingang 22 derselben ist über eine Funktionseinheit IC6/1 an den anderen Eingang der UND-Schaltung IC7 angeschlossen. Der Ausgang der UND-Schaltung IC7 bildet durch eine Funktionseinheit IC6/2 und durch eine Parallelschaltung einer Diode D1 und eines Widerstandes R33 den Eingang 56 der Motorabstelleinheit 43. Der Eingang 56 ist über einen Kondensator C4 auch an Massepotential angeschlossen. Es ist ersichtlich, daß der Widerstand R33, die Diode D1 und der Kondensator C4 eine Verzögerungsschaltung 43a bildet.
  • Der Eingang 56 des Leistungsverstärker 44 ist über einen Widerstand R34 an die Basis eines Thyristors T1 angeschlossen. Der Kollektor des Thyristors T1 bildet den Ausgang des Leistungsverstärkers 44, während der Emitter des Thyristers T1 unmittelbar an Massepotential angeschlossen ist. Der Eingang 48 bzw. der Eingang 58 der aus Figur 9 ersichtlichen Spannung-Frequenz-Umwandlereinheit 45 werden von den Anschlußpunkten VCOIN bzw. VCOUT einer PLL-Schaltung IC5 gebildet. Von den weiteren Anschlußpunkten der PLL-Schaltung IC5 werden noch die Anschlußpunkte CX derart, daß diese über einen Kondensator C2 miteinander verbunden sind, weiterhin die Anschlußpunkte R1 und R2, die über die Widerstände R31 bzw. R32 an Massepotential angeschlossen sind, und schließlich der Anschlußpunkt INH verwendet, der unmittelbar an Massepotential angeschlossen ist.
  • Das aktive Bauteil der Differenzbildnereinheit 37 ist die aus Figur 10 ersichtliche Funktionseinheit IC3/1, deren einer Eingang einerseits über einen Widerstand R28 mit dem Eingang 49 der Differenzbildnereinheit 37, und andererseits über einen Widerstand R27 mit dem Ausgang der Funktionseinheit IC3/1 verbunden ist, der seinerseits mit dem Eingang 51 der Differenzbildnereinheit 37 verbunden ist. Der andere Eingang der Funktionseinheit IC3/1 ist einerseits über einen Widerstand 25 mit dem Eingang 50 der Differenzbildnereinheit 37, andererseit über einen Widerstand R26 mit dem Massepotential verbunden.
  • Die Komparatoreinheiten 39 und 40 wurden nicht gesondert dargestellt, da jede insgesamt jeweils nur aus der Funktionseinheit IC4/1 bzw. IC4/2 besteht. Jeweils ein Eingang der Funktionseinheit IC4/1 bildet je einen Eingang 52 bzw. 51 der Komparatoreinheit 39, der Ausgang der Funktionseinheit IC4/1 bildet den Ausgang 23 der Komparatoreinheit 39, und jeweils ein Eingang der Funktionseinheit IC4/2 bildet je einen Eingang 51 bzw. 53 der Komparatoreinheit und der Ausgang der Funktionseinheit IC4/2 bildet den Ausgang 24 der Komparatoreinheit 40.
  • Der erfindungsgemäße elektronische Gasfernregler funktioniert wie folgt:
    Nachdem der Fahrer den Motor 1 angelassen hat, läuft dieser im Leerlauf. Zu dieser Zeit ist das Gaspedal 8 noch in der Grundstellung, der Gaspedal-Grundstellungssignalgeber 9 gibt ein Signal, der Gaspedalstellungssignalgeber 10 gibt aber kein Signal.
  • Der Temperatursignalgeber 12 gibt kontinuierlich ein der Temperatur des Kühlsystems 11 entsprechendes Signal, das über den Eingang 20 zu der Anpassungsstufe 41 gelangt. Die Anpassungsstufe 41 gibt an den Eingang 54 ein zu der Temperatur umgekehrt proportionales Signal aus.
  • Das Signal des Gaspedal-Grundstellungssignalgebers 9 gelangt über den Eingang 19 zu dem Schalter 42, der infolge dieses Signals das Signal des Eingangs 54 der Anpassungsstufe 41 an den Eingang 55 der Anpassungsstufe 35 schaltet. Die Anpassungsstufe 35 ist gleichzeitige auch eine Summierverbindung, und so wird das zu dem Eingang 55 der Anpassungsstufe 35 gelangende Signal zu dem zu dem Eingang 18 gelangenden Signal addiert. An dem Eingang 48 der Anpassungsstufe 35 erscheint also ein solches Signal, das bei einer niedrigeren Kühlwassertemperatur höher, bei einer höheren Kühlwassertemperatur niedriger ist. Dementsprechend ist zwar das Gaspedal 8 in Grundstellung, und demzufolge gibt es kein Signal an dem Eingang 18, jedoch bekommt der Motor 1 im Leerlauf im kalten Zustand Kraftstoff in erhöhter Menge.
  • Wenn das Gaspedal vom Fahrer niedergedrückt wird, erscheint das Signal des Gaspedalstellungssignalgebers 10 an dem Eingang 18, während das Signal an dem Eingang 19 verschwindet. Danach erscheint an dem Eingang 48 der Anpassungsstufe 35 ein zu der Stellung des Gaspedals proportionales Signal. Dieses Signal gelangt über die Spannung-Frequenz-Umwandlereinheit 45, den Zielcomputer 46 und die Integratoreinheit 47 zu dem Eingang 50 der Differenzbildnereinheit 37. Im Hinblick darauf, daß die Spannung-Frequenz-Umwandlereinheit 45 und die Integratoreinheit nur eine signalübertragungstechnische Aufgabe haben, wird hierauf bei der sachlich eingehenden Darlegung der Steuerung nicht weiter eingegangen. Zwar ändert der Zielcomputer 46 das von dem Eingang 58 der Steuereinheit 17 kommende Signal, jedoch wird dieses Ändern erst dann vorgenommen, wenn das Gasgeben von der tatsächlichen Stellung des Gaspedals abweichend geregelt werden muß, z.B. bei automatischem Gangstufenwechsel. Falls der Zielcomputer 46 nicht eingreifen muß, dann erscheint an dem Eingang 57 der Steuereinheit 17 ein Signal, das mit dem Signal gleich ist, das an dem Eingang 58 vorhanden war.
  • Das Signal des Reglerhebelstellungssignalgebers 7 gelangt über die Anpassungsstufe 36 zu dem Eingang 49 der Differenzbildnereinheit 37. Die Differenzbildnereinheit 37 bildet eine vorzeichenrichtige Differenz aus dem vom Gaspedalstellungssignalgeber 10 kommenden Signal und dem vom Reglerhebelstellungssignalgeber 7 kommenden Signal, und das Differenzsignal gelangt von dem Eingang 51 der Differenzbildnereinheit 37 zu den Eingängen 51 der Komparatoreinheiten 39 und 40.
  • Die Sollwertsignalbildnereinheit 38 bildet in ihrer Dreieckssignalbildnereinheit 38a ein symmetrisches Dreieckssignal, das von der pegelverschiebenden Einheit 38b einerseits erhöht und über die Eingänge 52 in die Komparatoreinheit 39 geschickt, andererseits verkleinert und über die Eingänge 53 in die Komparatoreinheit 40 geschickt wird.
  • Danach, falls der Fahrer das Gaspedal 8 aus dessen augenblicklichen Stellung verstellt, passiert das Folgende. Der Reglerhebel 3 folgt der Bewegung des Gaspedals 8 nicht, deshalb erscheint beim Verstellen des Gaspedals ein Differenzsignal an dem Ausgang 51 der Differenzbildnereinheit 37. Das Vorzeichen des Differenzsignals wurde so bestimmt, daß es positiv ist, falls das Gaspedal bei dessen Niederdrücken im Vergleich zu dem Reglerhebel voreilt.
  • Falls der Fahrer das Gaspedal 8 langsam niederdrückt, entsteht ein kleines positives Differenzsignal, das kleiner als das an dem Eingang 52 der Komparatoreinheit 39 vorhandene positive Dreieckssignal ist, so daß an dem Ausgang 23 der Komparatoreinheit 39 ein Rechtecksignal entsteht, dessen Frequenz mit der Frequenz des Dreieckssignals übereinstimmt und dessen Impulstaktverhältnis von der Größe des Differenzsignals abhängt. Hingegen startet das positive Differenzsignal eine Signalbildung in der Komparatoreinheit 40 nicht. Aufgrund des an dem Ausgang 23 der Komparatoreinheit 39 entstehenden Rechtecksignals verstellt der Elektromotor 4 den Reglerhebel 3 in einer der Stellung des Gaspedals entsprechenden Richtung bzw. um ein der Stellung des Gaspedals entsprechendes Maß.
  • Falls der Fahrer das Gaspedal 8 schnell niederdrückt, entsteht an dem Eingang 51 der Differenzbildnereinheit 37 ein großes positives Differenzsignal. Dieses ist größer als das an dem Eingang 52 der Komparatoreinheit 39 vorhandene Dreieckssignal, deshalb entsteht an dem Ausgang 23 der Komparatoreinheit 39 ein kontinuierliches Signal mit hohem Signalpegel, wodurch der Elektromotor sich schnell dreht und den Reglerhebel 3 schnell bewegt.
  • Beim Loslassen des Gaspedals 8 entsteht das den Elektromotor 4 steuernde Signal ähnlich an dem Ausgang 24 der Komparatoreinheit 40.
  • Die folgende Betriebsweise erfüllt eine Sicherheitsfunktion.
  • Falls der elektrische Gasfernregler fehlerfrei arbeitet, müssen das Gaspedal 8 und der Reglerhebel 3 einander mit kleiner Verzögerung folgen. Dies bedeutet, daß vor dem Gasgeben beide Bestandteile sich in der Grundstellung befinden müssen, und der Reglerhebel 3 nach dem Loslassen des Gaspedals 8 immer in die Grundstellung zurückkehren muß. Gleichzeitig mit dem Signal des Gaspedal-Grundstellungssignalgebers 9 muß das Signal des Reglerhebel-Grundstellungssignalgebers 6 erscheinen. Diese beiden Signale gelangen an dem Eingang 19 bzw. 22 der Motorabstelleinheit 43. Solange die beiden Signale gleich sind, gibt es kein Signal an dem Eingang 56 der Motorabstelleinheit 43. Im Falle irgendeines Fehlers sind die an dem Eingang 19 bzw. 22 ankommenden Signale unterschiedlich, und falls dieser Unterschied für eine längere Zeit besteht als die von der Verzögerungsschaltung 43a eingestellte Zeit beträgt, dann erscheint an dem Eingang 56 ein Signal, das über den Leistungsverstärker 44 das EP-Ventil 14, dieses aber den Motorabstell-Arbeitszylinder in Betrieb setzt.
  • Unter Verwendung der jetzt eingehend dargelegten Teileinheiten können auch einfachere Steuereinheiten gebildet werden. Diese erfüllen selbstverständlich wenigere Aufgaben.
  • Die einfachste Ausführungsform, deren Blockschema aus Figur 11 ersichtlich ist, ist nur für eine Gasfernregelung im engsten Sinne geeignet. Dies kann bei Autobussen mit Heckmotor gut angewendet werden.
  • Die Steuereinheit 17 besteht aus den Anpassungsstufen 35 und 36, der Sollwertsignalbildnereinheit 38 und den Komparatoreinheiten 39 und 40. Aus der Anordnung und aufgrund der dem Obigen entsprechenden Bezeichnung der Eingänge der Teileinheiten, kann der Betrieb der Steuereinheit 17 ohne besondere Erläuterung gut verstanden werden. Ein Unterschied in der Signalkette kann nur in dem Weg des die Anpassungsstufe 35 verlassenden Signals gesehen werden, da hier das an dem Eingang 48 entstehende Signal unmittelbar zu dem Eingang 50 der Differenzbildnereinheit 37 gelangt.
  • Hier soll erwähnt werden, daß auch für den Schutz des kalten Motors und auch für den Eingriff wegen einer fehlerhaften Steuerung zahlreiche andere Lösungen bekannt sind (die selbstverständlich nicht bei dem Gasgeben greifen).
  • Diese weiter oben Angeführten sind also unerläßliche Teillösungen im Hinblick auf die Erfindung. Die Ausführungsform nach dem Blockschema aus Figur 11 ist also eine Grundvariante der Erfindung.
  • In dieser Ausführungsform sind in der Anpassungsstufe 35 der Eingang 55 und der an diesen angeschlossene Widerstand R6 selbstverständlich entbehrlich.
  • Das aus Figur 12 ersichtliche Blockschema stellt auch ohne Erläuterung dar, daß die Grundvariante für den Schutz des kalten Motors durch die das Signal des Temperatursignalgebers 12 empfangende und weiterleitende Anpassungsstufe 41 und den die Signalübertragung erlaubenden Schalter 42 ergänzt werden kann. Ebenso braucht auch das aus Figur 13 ersichtliche Blockschema keine Erläuterung dafür, wie die Grundvariante mit einer wegen einer fehlerhaften Steuerung notwendigen Eingriffsfunktion durch den Einbau der Motorabstelleinrichtung 43 und des Leistungsverstärkers 44 versehen werden kann. Schließlich stellt das aus Figur 14 ersichtliche Blockschema die Möglichkeit dar, daß die Grundvariante sogar mit einem auch andere Aufgaben erfüllenden Zielcomputer zusammengebaut werden kann, der nicht unbedingt den Gangstufenwechsel steuert, sondern z.B. der Zielcomputer der das Raddurchrutschen verhindernden Steuerung oder der die Geschwindigkeit haltenden Steuerung sein kann.
  • Nach all diesen Erläuterungen braucht es auch keine gesonderte Beteuerung, daß irgendeine Variante aus irgendwelchen Bauelementen ausgebildet werden kann. Dies ist für den Fachmann mithilfe der beschriebenen Darlegungen eine Routineaufgabe. Es ist weiterhin offensichtlich, daß die Erfindung bei irgendeinem Verbrennungsmotor angewendet werden kann, und mit dem Servomotor irgendeines Betätigungsmechanismus verbunden werden kann.
  • Schließlich kann eingesehen werden, daß mit entsprechenden elektronischen Bauteilen auch eine solche Steuereinheit ausgebildet werden kann, bei der ein Bedarf für einen gesonderten Grundstellungssignalgeber nicht besteht, weil die Steuereinheit das in der Grundstellung gesendete Signal der Stellungssignalgeber als Grundstellungssignal bewerten kann.
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002

Claims (6)

  1. Elektrischer Gasfernregler eines Kraftfahrzeugs zum Verbinden des Gaspedals (8) mit der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung (2) des Verbrennungsmotors (1), wobei der Gasfernregler an dem Gaspedal (8) einen elektrischen Gaspedalstellungssignalgeber (10) aufweist, und der Reglerhebel (3) der die Drehzahl beeinflussenden Vorrichtung (2) über einen Betätigungsmechanismus (5) mit einem Elektromotor (4) verbunden ist, weiterhin der Gaspedalstellungssignalgeber (10) an den Eingang (18) einer Steuereinheit (17), der Elektromotor (4) an den Ausgang (23, 24) der Steuereinheit (17) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (4) ein Servomotor ist, jeweils ein Pol des Servomotors mit einem Ausgang (23, 24) jeweils einer in der Steuereinheit (17) angeordneten Komparatoreinheit (39, 40) in Signalübertragungsverbindung steht, der Gaspedalstellungssignalgeber (10) und ein an dem Reglerhebel (3) angeordneter Reglerhebelsignalgeber (7) mit jeweils einem Eingang (50, 49) einer in der Steuereinheit (17) angeordneten Differenzbildnereinheit (37) in Signalübertragungsverbindung stehen, ein weiterer Eingang (51) der Differenzbildnereinheit (37) mit jeweils einem Eingang (51, 51) der Komparatoreinheiten (39, 40) in Signalübertragungsverbindung steht, schließlich jeweils ein weiterer Eingang (52, 53) der Komparatoreinheitenen (39, 40) mit jeweils einem Eingang (52, 53) einer Sollwertbildnereinheit (38) in Signalübertragungsverbindung steht, und diese Sollwertbildnereinheit (38) eine Dreieckssignalbildnereinheit (38a) und eine pegelverschiebende Einheit (38b) aufweist.
  2. Elektrischer Gasfernregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kühlsystem (11) des Motors (1) ein Temperatursignalgeber (12) eingefügt ist, der über einen weiteren Eingang (20) der Steuereinheit (17) und über eine Summierverbindung zusammen mit dem Gaspedalstellungssignalgeber (10) mit der Differenzbildnereinheit (37) in Signalübertragungsverbindung steht.
  3. Elektrischer Gasfernregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gaspedal (8) ein Gaspedal-Grundstellungssignalgeber (9) angeordnet ist, der über einen Eingang (19) der Steuereinheit (17) mit einem in die Signalübertragungskette des Temperatursignalgebers (12) eingefügten Schalter (42) in Betätigungsverbindung steht.
  4. Elektrischer Gasfernregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gaspedal (8) ein Gaspedal-Grundstellungssignalgeber (9), und an dem Reglerhebel (3) ein Reglerhebel-Grundstellungssignalgeber (6) angeordnet sind, wobei diese Grundstellungssignalgeber über jeweils einen Eingang (19, 22) der Steuereinheit (17) mit der Motorabstelleinheit (43) in Signalübertragungsverbindung stehen, und die Motorabstelleinheit (43) über einen Ausgang (25) der Steuereinheit (17) mit dem den an sich bekannten Motorabstell-Arbeitszylinder (13) betätigenden EP-Ventil (14) in Steuerverbindung steht.
  5. Elektrischer Gasfernregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaspedal-Grundstellungssignalgeber (9) und der Gaspedalstellungssignalgeber (10), bzw. ggf. der Reglerhebel-Grundstellungssignalgeber (6) und der Reglerhebelstellungssignalgeber (7) als einheitliche Signalgebervorrichtung ausgebildet sind.
  6. Elektrischer Gasfernregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in bekannter Weise ausgebildeter, das Getriebe-Stufenschalten steuernder Zielcomputer (46) an jeweils einen weiteren Eingang (57, 58) der Steuereinheit (17) angeschlossen ist und der Gaspedalstellungssignalgeber (10), weiterhin die Differenzbildnereinheit (37) mit dem Zielcomputer (46) in Signalübertragungsverbindung stehen.
EP91108191A 1990-05-23 1991-05-21 Elektrischer Gasfernregler eines Kraftfahrzeuges Withdrawn EP0462407A1 (de)

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EP2514652A1 (de) * 2011-04-14 2012-10-24 Thomas Rastija Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs

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