DE3131553C2 - Verbindungseinrichtung zwischen einem Leistungssteuerglied einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und einem Betätigungsglied - Google Patents

Verbindungseinrichtung zwischen einem Leistungssteuerglied einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und einem Betätigungsglied

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Abstract

Es wird eine Verbindungseinrichtung zwischen einem Leistungssteuerglied einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und einem Betätigungsglied beschrieben, die im Bereich kleiner Betätigungen des Betätigungsgliedes das Leistungssteuerglied überhaupt nicht oder nur wenig öffnet und erst bei größeren Betätigungen das Leistungssteuerglied deutlich öffnet und dann in Vollaststellung bewegt. Eine solche Verbindungseinrichtung ermöglicht einer Regel einrichtung, welche das Leistungssteuerglied in Abhängigkeit von der Stellung des Betätigungsgliedes und wenigstens eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine in einem Bereich steuert, der zwischen der Vollaststellung und der durch die jeweilige Stellung des Betätigungsgliedes gegebenen minimalen Öffnungsstellung liegt, einen vergrößerten Arbeitsbereich.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zwischen einem Leistungssteuerglied einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und einem Betätigungsglied gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In neuerer Zeit kommt der Kraftstoffeinsparung zunehmende Bedeutung zu. Bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen ist ein Betätigungsglied, meist das Gaspedal, im allgemeinen starr mit einem Leistungssteuerglied, bei Ottomotoren im allgemeinen der Drosselklappe und bei Dieselmotoren der Regelstange, verbunden, so daß eine eindeutige Zuordnung zwischen Stellung des Betätigungsgliedes und Stellung des Leistungssteuergliedes besteht. Ein Nachteil dieser eindeutigen Zuordnung liegt darin, daß die Brennkraftmaschine mehr oder weniger häufig in ungünstigen Betriebspunkten betrieben wird, in denen sie mit einem verhältnismäßig hohen spezifischen Verbrauch arbeitet.
Zur Vermeidung dieses Nachteils ist in der DE-OS 26 105 eine gattungsgemäße Verbindungseinrichtung vorgeschlagen, bei der das Gaspedal über einen Bowdenzug mit der Drosselklappe verbunden ist und die Drosselklappe zusätzlich von einem Stellmotor betätigt wird, der von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert wird.
Die Anordnung ist dabei so, daß die Drosselklappe mit zunehmender Betätigung des Gaspedals zunehmend in Offenstellung bewegt werden kann, wobei die Stellung des Gaspedals die Mindestöffnung der Drosselklappe bestimmt. Der Stellmotor kann die Drosselklappe mit Ausnahme der Vollaststellung aus jeder öffnung heraus in eine weiter geöffnete Stellung bewegen, wobei dann der Seilzug des Bowdenzüge lose kommt Mit der bekannten Anordnung wird erreicht, daß die Brennkraftmaschine beim Beschleunigen zunächst jeweils mit der Drosselklappenstellung hochläuft, die durch das Gaspedal eingestellt ist Sobald dann eine in der elektronischen Steuereinheit gespeicherte verbrauchsgünstige Kurve im Leistungs-DrehzahliCennfeld erreicht wird, wird die Drosselklappe selbsttätig vom Stellmotor derart weiter geöffnet, daß die Brennkraftmaschine auf dieser gewählten verbrauchsgünstigen Kurve weiter hochläuft
Eine Eigenart der bekannten Einrichtung liegt darin, daß die elektronische Steuereinheit keine Möglichkeit hat, die Drosselklappe beispielsweise bei halbbetätigtem Gaspedal in ihre geschlossene oder nur ganz wenig geöffnete Stellung zu bewegen. Dadurch ist der Arbeitsbereich für die elektronische Steuereinheit begrenzt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Verbindungseinrichtung dahingehend weiterzubilden, daß trotz der vorhandenen unmittelbaren Verbindung zwischen Betätigungsglied und Leistungssteuerglied, welche die Betreibbarkeit der Brennkraftmaschine auch bei einem Defekt in der Regeleinrichtung sicherstellt, einen möglichst weiten Arbeitsbereich für die Regeleinrichtung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Kupplung zwischen dem Betätigungsglied und dem Leistungssteuerglied wird die durch die mechanische Verbindungseinrichtung festgelegte minimale öffnung des Leistungssteuergliedes entsprechend der Stellung des Betätigungsgliedes vermindert, wodurch der durch die Regeleinrichtung bestimmbare Öffnungsbereich des Leistungssteuergliedes, der zwischen der jeweiligen minimalen öffnung und der Vollaststellung liegt, vergrößert ist. Auf diese Weise ist der mögliche Arbeitsbereich der Regeleinrichtung erweitert, ohne daß die Gefahr bestünde, daß die Brennkraftmaschine bei Ausfall der Regeleinrichtung über das Betätigungsglied nicht mehr steuerbar ist. Diese Steuerbarkeit wird durch die erfindungsgemäße Kopplung lediglich etwas ungenau.
Aus dem DE-GM 19 75 528 ist die Verbindung zwischen einem Leistungssteuerglied und einem Betätigungsglied (der Drosselklappe) bekannt, wobei die Abhängigkeit zwischen den beiden Verstellungen nicht linear ist. Sinn dieser Verbindung ist es, das Fahrverhalten des Autos, sowie es subjektiv vom Fahrer erfunden wird, mit dem Betätigungswinkel des Betätigungsgliedes zu linearisieren. Eine mechanische Verbindung, die bei Ausfall der elektronischen Regelung die Funktionsfähigkeit des Fahrzeuges erhält, kann dem Stand der Technik nicht entnommen werden.
Die Ansprüche 2 und 3 sind auf vorteilhafte Ausführungsformen der Verbindungseinrichtung gerichtet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es stellt dar
F i g. 1 ein Schema des möglichen Arbeitsbereiches Jer Regeleinrichtung,
F i g. 2 eine Skizze der Ansteuerung eines Leistungssteuergliedes und
F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 2.
F i g. 1 zeigt auf der Abszisse ah Maß für die Betätigung eines Betätigungsgliedes den Winkel <x und auf der Ordinate als Maß für die Stellung eines Leistungssteuergliedes einer Brennkraftmaschine den Winkel ß. HiSiax gibt die maximale Betätigung des Betätigungsgliedes an. ßmax gibt die Vollaststellung des Leistungssteuergliedes an. Die gestrichelte Gerade zeigt die Zuordnung zwischen Stellung des Betätigungsgliedes und Stellung des Leistungssteuergliedes, wie sie herkömmlicher Weise vorhanden ist Diese Zuordnung '5 kann linear oder progressiv sein oder in sonstiger Weise an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt sein. Der Arbeitsbereich für eine Regeleinrichtung, weiche das Betätigungsglied in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und ggf. der Stellung des Betätigungsgliedes über die durch die jeweilige Stellung des Betätigungsgliedes gegebene Stellung hinaus öffnet, ist durch den doppelt schraffierten Bereich gegeben.
Die von α 1 zum Punkt cxmax/ßmax laufende Gerade gibt ein Beispiel für die erfindungsgemäß vorgesehene Kopplung zwischen Stellung des Betätigungsgliedes und Stellung des Leistungssteuergliedes an. Bis zu einer Betätigung des Betätigungsgliedes auf den Winkel cc 1 tritt überhaupt keine öffnung des Leistungssteuergli/v des an. Bei der Betätigung des Betätigungsgliedes von ex. 1 bis oLtnax wird das Leistungssteuerglied voll geöffnet Der mögliche Arbeitsbereich einer Regeleinrichtung ist um die einfach schraffierte Fläche erweitert.
F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verbindungseinrichtung, mit der sich die geschilderte Erweiterung des Arbeitsbereiches erzielen läßt Gemäß F i g. 2 ist ein bei 2 angelenktes Gaspedal 4 über einen Bowdenzug 6, dessen ortsfeste Hülse 8 nicht vollständig dargestellt ist, mit einem Hebel 10 verbunden, der mit einer Drosselklappe 12 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine drehfest verbunden ist. Dazu ist das Seil 14 des Bowdenzuges 6 durch eine am Hebel 10 angebrachte Buchse 16 verschiebbar hindurchgeführt. Das Ende des Seils 14 ist mit einem Anschlag 18 versehen, welcher den Hebel 10 gemäß F i g. 2 und 3 in Uhrzeigerrichtung dreht und dadurch die Drosselklappe 12 öffnet, wenn er in Anlage an die Buchse 16 kommt. Am Anschlag 18 greift eine Rückholfeder 20 an, weiche das Gaspedal 4 in die gezeichnete Leerlaufstellung "'" drängt.
An dem Hebel 10 greift eine Rückholfeder 22 an, welche die Drosselklappe in ihre geschlossene b.zw. Leerlaufstellung drängt.
In der dargestellten Leerlaufstellung, in der die Drosselklappe 12 voll geschlossen ist und das Gaspedal 4 nicht betätigt ist, besteht zwischen dem Anschlag 18 und der Buchse 16 ein Freigang um eine Strecke s, der etwa derjenigen Strecke entspricht, um die der Anschlag 18 bewegt wird, wenn das Gaspedal 4 um den Winkel λ 1, der etwa der Hälfte des Betätigungsbereichs des Gaspedals 4 entspricht, betätigt wird. Wenn das Gaspedal 4 von α 1 nach «.max bewegt wird, wird die Drosselklappe 12 vom Anschlag i8 in ihre vollgeöffnete Stellung bewegt
Am anderen Ende des Hebels 10 ist eine weitere Buchse 24 angebracht durch die sich verschiebbar eine Betätigungsstange 26 hindurcherstreckt, die an ihrem freien Ende mit einem Anschlag 28 versehen ist Die Betätigungsstange 26 ist mittels eines Stellmotors 30 verschiebbar, welcher von einem elektronischen Steuergerät 32 her ansteuerbar ist
Das elektronische Steuergerät 32 ist mit einem Stellwiderstand 34 verbunden, welcher die Stellung des Gaspedals 4 abtastet Weitere Eingänge 36 und 38 des Steuergerätes können beispielsweise mit einem Drehzahlfühler und einem Temperaturfühler oder einem Saugrohrdruckfühler der nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden sein. Weitere Eingänge des Steuergerätes 32 sind mit einem Vollgasschalter 40 und einem Leerlaufschalter 42 verbunden.
Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist folgende: Wenn das Gaspedal 4 um einen bestimmten Winkel ex. betätigt wird, wird die Drosselklappe 12 entsprechend Fig. 1 in die durch die Betätigung des Gaspedals 4 gegebene Öffnungsstellung bewegt. Das elektronische Steuergerät 32 steuert den Stellmotor 30 entsprechend dem in ihm gespeicherten Wert, der von den jeweiligen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine und im dargestellten Beispiel zusätzlich der Stellung des Gaspedals 4 abhängt.
Dadurch, daß die Drosselklappe 12 über das Gaspedal 4 zunächst noch nicht geöffnet wird, ist der mögliche Arbeitsbereich des elektronischen Steuergeräts 32 außerordentlich groß. Das elektronische Steuergerät 32 und seine Arbeitsweise bilden keinen Gegenstand der Erfindung. Dieses Steuergerät 32 wird daher nicht näher erläutert. Im Steuergerät 32 können beispielsweise Programme gespeichert werden, welche trotz plötzlichen Gasgebens für ein weiches und dennoch verbrauchsgünstiges Hochlaufen der Brennkraftmaschine sorgen odtr welche jeder Gaspedalstellung 4 eine bestimmte Solldrehzahl der Brennkraftmaschine oder Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs zuordnen usw.
Die gesamte Vorrichtung läßt sich auch für den Dieselmotor einsetzen, bei dem anstelle der Drosselklappe 12 das Leistungssteuerglied durch die Regelstange einer Einspritzpumpe gebildet ist. Mit der Vorrichtung kann dann beispielsweise erreicht werden, daß bei einer starken Betätigung des Gaspedals die Regelstange in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine weniger stark betätigt wird, um ein Rußen des Motors zu vermeiden.
Es versteht sich, daß die beschriebene Vorrichtung für Kraftfahrzeugmotoren, Bootsmotoren und auch stationäre Motoren einsetzbar ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verbindungseinrichtung zwischen einem Leistungssteuerglied einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und einem Betätigungsglied, welche Brennkraftmaschine eine Regeleinrichtung aufweist, die das Leistungssteuerglied ;n Abhängigkeit von der Stellung des Betätigungsgliedes und wenigstens eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine in einem Bereich steuert, der zwischen der Vollaststellung und einer durch die jeweilige Stellung des Betätigungsgliedes gegebenen minimalen öffnungssteüung litgt, und welche Verbindungseinrichtung das Leistungssteuerglied bei vollbetätigtem Betätigungsglied in Vollaststellung bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindungsrinricbtung (6,16, 18) eine Kupplung zwischen Betätigungsglied (Gaspedal 4) und Leistungssteuerglied (Drosselklappe 12) herstellt, welche einer bestimmten Änderung der Stellung des Betätigungsgliedes im Bereich kleiner Betätigungen eine kleinere Änderung der Stellung des Leistungssteuergliedes zuordnet als im Bereich größerer Betätigungen.
2. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über etwa die erste Hälfte des Betätigungsbereiches des Betätigungsgliedes (Gaspedal 4) ein Freigang zwischen dem Betätigungsglied und dem Leistungssteuerglied (Drosselklappe 12) vorhanden ist.
3. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Leistungssteuerglied (Drosselklappe 12) bewegungsübertragend gekuppeltes Bauteil (Buchse 16) ein mit dem Betätigungsglied (Gaspedal 4) bewegungsübertragend gekuppeltes Bauteil (Seil 14) verschiebbar aufnimmt, welches einen eine Bewegungsübertragung zwischen Betätigungsglied und Leistungssteuerglied hervorrufenden Anschlag (18) aufweist.
40
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