DE3810270C2

DE3810270C2 - Vorrichtung zum Steuern der Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE3810270C2
Application number: DE3810270A
Authority: DE
Inventors: Minoru Tamura; Shinji Katayose; Terukiyo Murakami; Hisashi Izumi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2008-03-26
Also published as: US4879657A; JPH086611B2; JPS63239326A; DE3810270A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (JP 59-190440 A).

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung zur elektronischen Steuerung des Öffnungswinkels der Drosselklappe einer Brennkraftmaschine entsprechend Betriebsvariablen, die entweder über ein Gaspedal oder ein automatisches Fahrzeuggeschwindigkeits- Regelsystem eingegeben werden.

Unter dem Begriff "Gaspedal" ist in diesem Zusammenhang ein beliebiges vom Fahrer zu betätigendes Bedienelement zu verstehen, das die unmittelbare kontinuierliche Steuerung der Drehzahl der Antriebsmaschine gestattet, während unter einem "Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelsystem" eine Ein richtung zu verstehen ist, die die Drehzahl der Antriebs maschine anhand voreingestellter Parameter beeinflußt, ohne daß ein ständiges Eingreifen des Fahrers erforderlich ist.

Speziell befaßt sich die Erfindung mit dem Problem, bei einer solchen Vorrichtung eine Möglichkeit zur Begrenzung des Öffnungswinkels der Drossel klappe vorzusehen, damit eine vom Fahrer nicht gewünschte Beschleunigung des Fahrzeugs zuverlässig verhindert werden kann.

Es sind verschiedene Arten elektronischer Steuersysteme zur Steuerung des Öffnungsgrades der Drosselklappe eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der Position des Gas pedals vorgeschlagen worden. Ein Beispiel eines Steuer systems der obengenannten Art wird in der japanischen Auslegeschrift (Veröffentlichung einer geprüften Patent anmeldung) Nr. 51-31 915 vom 09. September 1976 beschrie ben.

Bei dem in der obengenannten Veröffentlichung beschriebenen System sind die Drosselklappe der Brennkraftmaschine und das Gaspedal nicht mechanisch miteinander verbunden. Wenn eine Betriebsvariable (Winkelauslenkung) des Gas pedals festgestellt wird, so wird die Drosselklappe mit Hilfe einer durch einen umkehrbaren Motor gebildeten Drosselklappen-Stelleinrichtung entsprechend der abge tasteten Betriebsvariablen geöffnet oder geschlossen.

Für den Fall eines Fehlers in dem zwischen dem Gaspedal und der Drosselklappe vermittelnden Steuersystem ist ein Begrenzer vorgesehen, der mechanisch mit dem Gaspedal zusammenwirkt und den maximalen Öffnungswinkel der Drosselklappe begrenzt, so daß die Drosselklappe in jedem Fall durch Loslassen des Gaspedals fehlerfrei geschlossen werden kann und verhindert wird, daß die Drosselklappe infolge des Fehlers über den begrenzten Öffnungswinkel hinaus geöffnet wird. Ein solches ausfall geschütztes System wird in der japanischen Offenlegungs schrift 59-1 90 440 vom 29. Oktober 1984 beschrieben.

Da bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen gattungsgemäßen System der Begrenzer mechanisch mit dem Gaspedal zusammenwirkt, ist der maximale Öffnungswinkel der Drosselklappe von der Stellung des Gaspedals abhängig, und die Drossel klappe kann durch den Fahrer mit Hilfe des Gaspedals zwangsweise in die geschlossene Stellung überführt werden. Auf diese Weise ist ein sicheres Schließen der Drosselklappe gewährleistet.

Da jedoch bei diesem herkömmlichen System der maximale Öffnungswinkel der Drosselklappe allein durch die Winkel auslenkung des Gaspedals zwingend vorgegeben ist, läßt sich ein Fahrzeug mit dem bisher vorgeschlagenen elektro nischen Steuersystem nicht mit einem automatischen Fahr zeuggeschwindigkeits-Regelsystem ausrüsten, das die Fahr geschwindigkeit ohne Betätigung des Gaspedals auf einen gewünschten Wert hält. Somit ist das ausfallgeschützte elektronische Steuersystem nur schwer mit einem automa tischen Geschwindigkeitsregelsystem kombinierbar.

In der DE 27 14 113 A1 wird eine Einrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs beschrieben, bei der ein die Stellung des Gaspedals repräsentierendes Signal mit einem zur Motordrehzahl proportionalen Signal verglichen wird. Die Differenz dieser beiden Signale wird dem Sollwerteingang eines elektrischen Reglers zur Steuerung der Drosselklappe zugeführt, so daß bei einer bestimmten Gaspedalstellung eine entsprechende konstante Motordrehzahl und somit eine konstante Fahrgeschwindigkeit erzielt wird. Der elektrische Regler umfaßt einen Servomotor, der über eine elektromagnetische Kupplung die Drosselklappe in Abhängigkeit von dem am Sollwerteingang anliegenden Differenzsignal öffnet oder schließt. Bei Ausfall der Einrichtung wird die Kupplung zum Entkuppeln des Servomotors von der Drosselklappe ausgeschaltet, so daß eine Feder die Drosselklappe in ihre Ruhestellung zurückschwenken kann, wodurch der Motor auf seine Leerlaufdrehzahl zurückfällt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei der einerseits zuver lässig verhindert wird, daß das Fahrzeug entgegen der Absicht des Fahrers beschleunigt wird, und bei der dennoch die Möglichkeit besteht, die Geschwindigkeit ohne Betätigung des Gaspedals zu beeinflussen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Patentanspruch 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin dungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Erfindungsgemäß ist die Drosselklappe oder ein vergleichbares Stellorgan der Antriebsmaschine des Fahrzeugs in Abhängigkeit von zwei verschiedenen Betriebsvariablen steuerbar, die von zwei verschiedenen Steuereinrichtungen erzeugt werden. Die von der ersten Steuereinrichtung erzeugte Betriebsvariable ist durch die Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer gegeben, während die von der zweiten Steuereinrichtung erzeugte Betriebs variable von der Betätigung des Gaspedals unabhängig ist und beispielsweise zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen voreingestellten Wert dient. Eine Begrenzungseinrichtung zur Begrenzung des maximalen Öffnungswinkels der Drosselklappe wird in Abhängigkeit von den beiden Betriebsvariablen in eine solche Position eingestellt, daß der maximale Öffnungswinkel der Drosselklappe jeweils der größeren der beiden Betriebsvariablen entspricht.

Somit wird die Funktion des Fahrzeuggeschwindigkeits- Regelsystems durch die Begrenzungseinrichtung nicht beeinträchtigt, während andererseits bei einem Ausfall der auf die Gaspedal stellung ansprechenden Steuereinrichtung sichergestellt ist, daß der Öffnungswinkel der Drosselklappe nicht größer ist als der dem jeweiligen Betätigungsgrad des Gaspedals entsprechende Wert.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1(A) und 1(B) eine Vorrichtung zur elektronischen Steuerung der Antriebsmaschine eines Fahr zeugs entsprechend der Betäti gung eines Gaspedals, gemäß einem ersten Ausführungsbei spiel der Erfindung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm eines Steuer programms, das von einem Mikro computer der in Fig. 1(A) und 1(B) gezeigten Vorrichtung ausgeführt wird;

Fig. 3 ein weiteres von dem Mikrocom puter ausgeführtes Steuerprogramm;

Fig. 4 Kennlinien zur Veranschaulichung der Änderung des Öffnungsgrads einer Drosselklappe bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1(A) und 1(B);

Fig. 5 eine Vorrichtung zur elektroni schen Steuerung gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel der Erfindung;

Fig. 6 und 7 Alternativen zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 1(A) und 1(B) ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur elektronischen Steuerung des Betriebs der Antriebsmaschine eines Fahrzeugs entsprechend einem Bedienungssignal be schrieben.

Ein Gaspedal 10 wird in der Darstellung gemäß Fig. 1(A) im Gegenuhrzeigersinn betätigt. Ein Hebel 12 des Gas pedals 10 ist durch eine Gaspedalfeder 14 im Uhrzeiger sinn vorgespannt. Ein Ende eines Gaszuges (Kabelzug 16) ist mit dem Hebel 12 verbunden. Die Drehung des Hebels 12 im Gegenuhr zeigersinn beim Niederdrücken des Gaspedals 10 bewirkt, daß der Gaszug 16 in Richtung auf den Hebel 12 gezogen wird.

Eine Steuereinrichtung 18 zur Regelung der Fahrzeug geschwindigkeit umfaßt eine Fahrgeschwindigkeits-Regelein heit 20 zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechend einem Fahrbefehl, der beispielsweise durch einen nicht gezeigten Wählschalter erzeugt wird, und ein durch die Regeleinheit 20 gesteuertes Stellglied (Ausgabeorgan 22). Das Stellglied 22 übt einen Zug auf ein Ende eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerdrahtes (Kabelzug 24) aus, durch den die Drosselklappe 66 der Antriebsmaschine betätigt wird. Der Aufbau der Steuereinrichtung 18 wird beispielsweise in der nachveröffentlichten US-Patentschrift 48 35 696 beschrieben.

Ein Betriebsvariablen-Wählmechanismus 26 umfaßt eine drehbar gelagerte zweite Achse 28 und eine koaxial zu der zweiten Achse 28 gelagerte erste Achse 30. Die unteren Bereiche zungenförmiger "Kabeltrommeln" oder Anker 32, 34 des Wählmechanismus 26 sind auf der Achse 28 bzw. der Achse 30 befestigt.

Das freie Ende des Gaszuges 16 ist mit der rechten Ecke des oberen Bereichs des Ankers 32 verbunden, und das freie Ende des Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerdrahtes 24 ist mit dem oberen rechten Eckbereich des Ankers 34 verbun den.

An einer der ersten Achse 30 zugewandten Stirnfläche der zweiten Achse 28 ist einstückig ein L-förmiger Arm 38 ausgebildet, der in der Darstellung gemäß Fig. 1(A) vertikal von der Achse 28 aufragt und am freien Ende parallel zu der Achse 28 in Richtung auf den Anker 34 abgewinkelt ist. An dem der Stirnfläche des anderen Ankers 32 gegenüberliegenden Ende der ersten Achse 30 ist einstückig ein weiterer Arm 40 ausgebildet, der in der Darstellung gemäß Fig. 1(A) vertikal von der Achse 30 aufragt. Ein mittlerer Abschnitt des Arms 40 steht mit einem Abschnitt des Armes 38 in Berührung und ist in der Lage, den parallel zu den Achsen 28 und 30 verlaufenden Teil des Armes 38 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 1(A) mitzunehmen.

Bei einer Betätigung des Gaspedals 10 wird die mit dem Arm 38 versehene zweite Achse 28 über den Hebel 12 des Gaspedals, den Gaszug 16 und den Anker 32 im Gegenuhrzeiger sinn in Fig. 1(A) verschwenkt. Die mit dem Arm 40 ver sehene erste Achse 30 ist im Gegenuhrzeigersinn ver schwenkbar durch den auf den Steuerdraht 24 in Richtung auf das Stellglied 22 ausgeübten Zug.

In dem Betriebsvariablen-Wählmechanismus 26 wird somit durch die beiden Arme 38 und 40 automatisch die größere von zwei Betriebsvariablen ausgewählt, die durch die Winkelauslenkung des Armes 38 infolge des durch das Gaspedal 10 über den Gaszug 16 ausgeübten Zuges und durch die Winkelauslenkung des Armes 40 infolge des durch das Stellglied 22 der Steuereinrichtung 18 ausgeübten Zuges gegeben sind. Die zweite Achse 28 und der Anker 32 werden in eine Winkelstellung geschwenkt, die der durch den Wählmechanismus 26 ausgewählten Betriebs variablen entspricht.

Die durch den Wählmechanismus 26 ausgewählte Betriebsvariable wird durch einen Fühler 42 an der zweiten Achse 28 abgetastet. Der abgetastete Wert (Betriebssignal l) der Winkel auslenkung wird gemäß Fig. 1(B) über einen A/D-Wandler 48 (Analog/Digital-Wandler) an eine Zentraleinheit (CPU) 46 eines elektronischen Steuergeräts (44) übermittelt.

Der A/D-Wandler 48 nimmt außerdem die Abtastspannung eines Drosselklappensensors 64 auf. Der Drosselklappensensor 64 tastet den Öffnungswinkel (Istsignal STEP) der Drosselklappe 66 an einer Antriebswelle 68 der Drosselklappe ab.

Die Zentraleinheit 46 führt unter Verwendung der abgetasteten Werte l und STEP die folgenden in Fig. 2 und 3 gezeigten Interrupt-Prozeduren aus.

Gemäß Fig. 2 liest die Zentraleinheit 46 in einem Schritt 300 den von dem Drosselklappensensor 64 abgetasteten Wert für den Öffnungswinkel STEP der Drosselklappe 66.

Durch die Zentraleinheit 46 wird in Schritt 314 der abgetastete Wert l für die in der oben beschriebenen Weise ausgewählte Betriebsvariable gelesen. Anschließend wird in Schritt 316 unter Zugrunde legung des Wertes l der abgetasteten Betriebsvariablen anhand der in Fig. 2 gezeigten Kennlinie 100 der Sollwert STEP* für den Öffnungswinkel der Drosselklappe 66 bestimmt und in einem Speicher MEM abgelegt.

Auf diese Weise wird in dem Schritt 316 der Sollwert STEP* für den Öffnungswinkel der Drosselklappe 66 bestimmt, und anschließend wird in Schritt 318 eine Öffnungswinkel-Abweichung Dif bestimmt, indem der tat sächliche Öffnungswinkel STEP von dem Sollwert STEP* subtrahiert wird.

Anschließend wird in Schritt 320 anhand der Abweichung Dif die Drehrichtung und der Betrag der Drehgeschwindig keit eines Stellmotors (Motor 74) für die Drosselklappe berechnet. Schließlich wird in Schritt 322 eine der drei Betriebs arten "Vorwärtsdrehung", "Rückwärtsdrehung" oder "Halten der Geschwindigkeit" des Stellmotors 74 bestimmt.

Andererseits wird durch die Zentraleinheit 46 in der in Fig. 3 gezeigten Prozedur in Schritt 400 bestimmt, ob der Stellmotor in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung gedreht oder in seiner Winkelstellung gehalten werden soll. Wenn der Stellmotor vorwärts oder rückwärts gedreht werden soll, so wird in den Schritten 402, 404 und 406 ein Steuersignal ausgegeben, das die Drehung des Stell motors in Vorwärtsrichtung mit der berechneten Drehzahl angibt. (Die in Fig. 3 veranschaulichte Prozedur wird beispielhaft erläutert in dem US-Patent 47 18 380).

Das in der oben beschriebenen Weise erhaltene Steuersignal wird von der Zentraleinheit 46 an einen Motor-Treiber 70 ausgegeben, der den Stellmotor 74 in einer Drossel klappen-Stelleinrichtung 72 betätigt. Die durch den Stellmotor 74 erzeugte Antriebskraft wird über ein Reduziergetriebe 76 auf die Drosselklappe 66 übertragen.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird die Drosselklappe 66 so gesteuert, daß sie sich auf der Grundlage der in Fig. 2 gezeigten Kennlinie 100 in Abhängigkeit von dem durch den Fühler 42 abgetasteten Wert l öffnet oder schließt.

Gemäß Fig. 1(A) und 1(B) ist an der Antriebswelle 68 der Drosselklappe 66 ein Begrenzer 78 zur Begrenzung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 66 angeordnet. Der maximale Öffnungswinkel der mit Hilfe der Stell einrichtung 72 eingestellten Drosselklappe 66 wird durch den Begrenzer 78 begrenzt.

Wie in Fig. 1(A) und 1(B) gezeigt ist, weist der Begrenzer 78 eine drehbar auf der Antriebswelle 68 der Drosselklappe 66 angeordnete Hülse 80 auf. Ein einstückig an einem Mittelabschnitt der drehbaren Hülse 80 angeordne ter und von dieser abstehender Arm 82 ist an seinem freien Ende parallel zu der Antriebswelle 68 in Richtung auf den Drosselklappensensor 64 abgewinkelt.

Ein weiterer Arm 84 geht vertikal von einem an den Drosselklappensensor 64 angrenzenden Abschnitt der Antriebswelle 68 aus und ist so angeordnet, daß er mit dem Arm 82 der drehbaren Hülse in Berührung tritt. Somit schlägt ein Mittelabschnitt des Arms 84 an dem Arm 82 an, so daß ein Öffnen der Drosselklappe 66 auf einen noch größeren Öffnungswinkel verhindert wird.

Ein unterer Bereich einer zungenförmigen "Kabeltrommel" oder eines zungenförmigen Ankers 86 ist auf der mit dem Arm 82 versehenen drehbaren Hülse 80 befestigt. Ein Drosselklappenzug (Kabelzug 88) verbindet die obere rechte Ecke des Ankers 86 mit der oberen linken Ecke des Ankers 32. Eine mechanische Antriebseinrichtung 90 für den Begrenzer 78 wird ge bildet durch den Anker 86 und den Drosselklappenzug 88. Der Arm 82 des Begrenzers 78 wird durch die Antriebs einrichtung 90 derart angetrieben, daß er sich mit der Hülse 80 in eine Winkelstellung bewegt, die der größeren der durch den Wählmechanismus 26 ausgewählten Betriebs variablen l entspricht, wobei diese Betriebsvariablen durch die Stellung des Gaspedals 10 und durch die Steuereinrichtung 18 bestimmt werden.

Die mechanisch bestimmte Winkelstellung des Arms 82 weist gemäß Fig. 4 eine lineare Kennlinie 200 auf. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, liefert die Kennlinie 200 stets größere Werte als die zuvor erwähnte Steuer kennlinie 100.

Der Begrenzer 78 wird durch eine Halteeinrichtung 92 entgegen der Antriebskraft der Drosselklappen-Stellein richtung 72 in der Winkelstellung gehalten, die der aus gewählten Betriebsvariablen (l) entspricht. Als Halteeinrichtung 92 wird eine Feder 94 verwendet.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels erläutert werden.

Bei normaler Fahrt des Fahrzeugs ohne Geschwindigkeits regelung durch die Steuereinrichtung 18 wird der mit dem Stellglied 22 verbundene Steuerdraht 24 nicht durch das Stellglied eingezogen, und der Arm 40 ist in Uhrzeigerrichtung aus dem Schwenkbereich des Arms 38 herausgeschwenkt, so daß die Winkelauslenkung des Ankers 32 in Uhrzeigerrichtung nur durch die Betätigung des Gaspedals 10 bestimmt wird. Der durch den Fühler 42 abgetastete Wert l entspricht in diesem Fall der Winkelauslenkung, d.h., dem Betätigungsgrad des Gaspedals 10.

Der Sollwert STEP* für den Öffnungswinkel der Drosselklappe 66 wird in der in Fig. 2 und 3 gezeigten Weise anhand der Kennlinie 100 bestimmt. Der Öffnungswinkel der Drosselklappe 66 wird mit Hilfe der Stelleinrichtung 72 so gesteuert, daß der tatsächliche Öffnungswinkel STEP mit dem Soll wert STEP* zusammenfällt.

Wenn die Geschwindigkeitsregelung mit Hilfe der Steuereinrichtung 18 einsetzt, so wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen eingestellten Fahrgeschwindigkeitswert gehalten, ohne daß der Fahrer hierzu das Gaspedal 10 betätigen oder lösen muß.

In diesem Fall werden die zweite Achse 28 und der Anker 32 durch das Stellglied 22 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 1(A) gedreht. Der Öffnungswinkel der Drossel klappe 66 wird durch die Drosselklappen-Stelleinrichtung 72 in einer solchen Richtung verändert, daß der tatsäch liche Öffnungswinkel STEP mit dem Sollwert STEP* in Übereinstimmung gebracht wird, der seinerseits der durch den Fühler 42 abgetasteten Betriebs variablen l entspricht.

Wenn das Fahrzeug über den während der Fahrt mit geregelter Geschwindigkeit geltenden Sollwert hinaus beschleunigt werden soll, beispielsweise um ein vorausfahrendes Fahr zeug zu überholen, so muß das Gaspedal 10 stark betätigt werden. Das Gaspedal 10 bewirkt dann eine weitere Aus lenkung des Ankers 32 in Gegenuhrzeigerrichtung.

Folglich wird der durch den Fühler 42 abgetastete Wert l durch die starke Auslenkung des Gaspedals 10 erhöht, so daß die Drosselklappe 66 geöffnet wird.

In einem Geschwindigkeitsbereich oberhalb der Sollgeschwin digkeit während der Fahrt mit geregelter Geschwindigkeit wird somit der Öffnungswinkel der Drosselklappe 66 anhand der Kennlinie 100 in Abhängigkeit von der Betätigung des Gaspedals 10 gesteuert. Auf diese Weise kann der Fahrer durch Betätigung des Gaspedals 10 die Fahrzeuggeschwindig keit beeinflussen.

Wenn während der Fahrt ein Fehler in dem elektronischen Steuergerät 44 und/oder der Drossel klappen-Stelleinrichtung 72 auftritt, beispielsweise eine Fehlfunktion des Stellmotors 74, und deshalb infolge einer Fehlfunktion des Steuergeräts 44 und/oder der Stelleinrichtung 72 eine übermäßige Öffnung der Drosselklappe 66 veranlaßt wird, so kann die Drossel klappe 66 trotz der fehlerhaft hohen Antriebskraft der Stelleinrichtung 72 nicht über einen größeren Winkel hinaus geöffnet werden, da der Arm 82 des Begrenzers 78 bereits in eine Winkelstellung eingestellt ist, die der größeren der beiden durch die Betätigung des Gaspedals 10 und das Stellglied 22 der Steuereinrichtung 18 gegebenen Betriebsvariablen l entspricht und der Arm 82 durch die Feder 94 in seiner Winkelstellung gehalten wird.

Im Fall einer Fehlfunktion wird somit der tatsächliche Öffnungswinkel STEP der Drosselklappe 66 augenblicklich von dem Wert gemäß der Kennlinie 100 in Fig. 4 auf den Wert gemäß der Kennlinie 200 geändert, so daß die Fehl funktion von dem Fahrer bemerkt wird.

Zu diesem Zeitpunkt wird das Gaspedal 10 in den unbetätig ten Zustand zurückgestellt und/oder die Fahrgeschwindig keitsregelung aufgehoben, indem der Fahrer die Bremse und/oder die Kupplung betätigt.

Die Drosselklappe 66 wird durch den Arm 82 des Begrenzers 78, der mechanisch mit dem Gaspedal 10 gekoppelt ist, zwangsweise in Schließrichtung bewegt, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird.

Anschließend wird das Gaspedal 10 in der gleichen Weise bedient wie bei einem Fahrzeug, bei dem das Gaspedal und die Drosselklappe mechanisch verbunden sind. Der Öffnungs winkel der Drosselklappe 60 wird entsprechend der Betäti gung des Gaspedals 10 durch den Fahrer nach der Kennlinie 200 in Fig. 4 gesteuert.

Da während eines solchen Notbetriebs der Arm 82 des Begren zers 78 auch durch die Steuereinrichtung 18 betätigbar ist, kann die Geschwindigkeits regelung wieder aufgenommen oder fortgesetzt werden.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung kann somit verhin dert werden, daß die Drosselklappe 66 infolge einer Fehl funktion des Steuergeräts 44 und/oder der Stelleinrich tung 72 entgegen der Absicht des Fahrers weiter geöffnet wird, da der Begrenzer 78, der den maximalen Öffnungs winkel der Drosselklappe 66 begrenzt, in eine Winkel position eingestellt wird, die der größeren der beiden Betriebsvariablen für die Steuerung der Drosselklappe entspricht. Dies ermöglicht es, zusätzlich zu dem elek tronischen Drosselklappen-Steuergerät auch eine automa tische Regelfunktion zur Regelung der Fahrzeuggeschwindig keit vorzusehen.

Das elektronische Drosselklappen-Steuergerät 44 kann auch so ausgelegt sein, daß der Öffnungsgrad der Drosselklappe 66 verringert wird, wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine übermäßig hoch ist.

Fig. 5 zeigt wesentliche Teile eines zweiten Ausführungs beispiels der Steuervorrichtung.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Drosselklappenzug 88 nicht mit dem Anker 32 verbunden.

Ein zungenförmiger Anker 150 ist auf der mit dem Fühler 42 verbundenen zweiten Achse 28 ange ordnet. Am unteren Teil des Ankers 150 ist eine drehbare Hülse 152 vorgesehen.

Die Hülse 152 ist auf der Achse 28 drehbar gehalten, und der Drosselklappenzug 88 ist mit dem linken oberen Bereich des Ankers 150 verbunden.

Ein einstückig an der Achse 28 ausgebildeter Arm 154 befindet sich in der Ansicht gemäß Fig. 5 auf der Rückseite des Ankers 150. Der Arm 154 besitzt eine L-förmige Gestalt, ragt vertikal von der Achse 28 auf und ist an seinem freien Ende parallel zu der Achse 28 in Richtung auf den Fühler 42 abgewinkelt.

Da die rechte Kante des Ankers 150 in bezug auf das abge winkelte Ende des Arms 154 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt wird, ergibt sich bei der Schwenkbewegung mit der Drehung der Achse 28 im Gegenuhrzeigersinn ein Zug auf den Drosselklappenzug 88. Die Achse 28 ist nicht direkt mit einer Eingangsachse 156 des Fühlers 42 verbunden, sondern an dem dem Fühler 42 zugewandten Ende der zweiten Achse 28 ist einstückig ein L-förmiger Arm 158 ausgebildet.

Die Eingangsachse 156 ist koaxial zu der Achse 28 angeordnet. Ein weiterer L-förmiger Arm 160, dessen freies Ende parallel zu der Achse 28 verläuft und der vertikal abgewinkelt ist und in Richtung auf den Anker 150 vorspringt, ist derart ange ordnet, daß sein Mittelabschnitt mit dem Arm 158 in Berührung tritt.

Die Eingangsachse 156 ist gemäß Fig. 5 mit Hilfe einer an einem beweglichen Teil des Fühlers 42 angreifenden Feder (Spannglied 162) im Uhrzeigersinn vorgespannt. Der parallel zu der Achse 28 verlaufende Endabschnitt des Arms 160 betätigt einen mittleren Abschnitt des von der Achse abgewinkelten Arms 158.

Die abgetasteten Werte l und STEP des Fühlers 42 und des Drosselklappensensors 64 werden einer Überwachungseinrichtung 164, die mit einem Kraft stoff-Einspritzsystem, das die der Antriebsmaschine zugeführten Kraftstoff-Einspritzmengen steuert, und einem Zündungs-Steuersystem der Antriebsmaschine in Verbindung steht, zugeführt.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu den Merkmalen des ersten Ausführungsbeispiels ein Mechanismus vorge sehen, der bewirkt, daß die ausgewählte Betriebsvariable, die das Öffnen der Drosselklappe 66 bewirkt, nur von der zweiten Achse 28 zu dem Begrenzer, jedoch nicht in Gegenrichtung übertragen wird (ein durch den Arm 150, die Hülse 152 und den Arm 162 gebildeter Schwenk-Leerlauf mechanismus), sowie ein Mechanismus, der bewirkt, daß die ausgewählte Betriebsvariable nur zu dem Fühler 42, nicht jedoch in Gegenrichtung übertragen wird (ein durch die Arme 158, 160 und die Feder 162 gebildeter Schwenk-Leerlaufmechanismus).

Wenn die Drosselklappe 66 infolge eines Fehlers, beispiels weise bei einem durch Überhitzung des Stellmotors 74 hervorgerufenen Stillstand des Stellmotors 74, bei einem bestimmten Öffnungswinkel verharrt, so kann die Achse 28 entsprechend dem Beschleunigungs befehl des Fahrers frei gedreht werden, unabhängig von dem arretierten Zustand der Drosselklappe, und die Ein gangsachse 156 des Fühlers 42 ist mit der Achse 28 verbunden. Es tritt deshalb eine große Differenz auf zwischen dem durch den Fühler 42 abgetasteten Wert l und dem durch den Drosselklappensensor 64 abgetasteten Wert STEP. In dem Fall, daß die Eingangsachse 156 des Fühlers 42 durch Blockieren ausfällt, ergibt sich die große Differenz zwischen dieser Eingangs achse 156 und der Achse 28.

Die Überwachung der oben beschriebenen Fehlfunktion des Stellmotors 74 erfolgt mit Hilfe der Überwachungseinrichtung 164. Wenn die starke Abweichung zwischen den abge tasteten Werten l und STEP festgestellt wird, so erfolgt eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr und ein Still setzen der Zündung, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird.

Fig. 6 und 7 zeigen Alternativen zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 kann sich ein am freien Ende des Drosselklappenzuges 88 angebrachtes bewegbares Element 172 frei in einer langgestreckten Öffnung 170 des Ankers 32 bewegen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 kann sich ein Innenkabel des Drosselklappenzuges 88 in seinem Mittelabschnitt ausbauchen.

Mit diesen Ausführungsbeispielen werden die gleichen Wirkungen wie bei dem oben beschriebenen zweiten Aus führungsbeispiel erreicht.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern der Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit

- einer ersten, elektromagnetischen Steuereinrichtung (16, 42, 44, 72) zur Einstellung der Drosselklappe (66) der Antriebsmaschine in Abhängigkeit einer durch die Betätigung eines Gaspedals (10) erzeugten ersten Betriebsvariablen und
- einer Begrenzungseinrichtung (26, 78), die den maximalen Einstellbereich der Drosselklappe (66) mechanisch derart begrenzt, daß ein unerwünschter Anstieg der Drehzahl bei einem Ausfall der ersten Steuereinrichtung (16, 42, 44, 72) verhindert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- eine zweite Steuereinrichtung (18) vorhanden ist, die eine von der Betätigung des Gaspedals (10) unabhängige zweite Betriebsvariable erzeugt und mit ihr auf Teile der ersten Steuereinrichtung (16, 42, 44, 72) einwirkt, und
- die Begrenzungseinrichtung (26, 78) den maximalen Einstellbereich der Drosselklappe (66) jeweils in Abhängigkeit von der größeren der beiden Betriebsvariablen festlegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung (26, 78) einen Wählmechanismus (26) zur mechanischen Auswahl der größeren der beiden Betriebsvariablen, einen Begrenzer (78) zur mechanischen Begrenzung des Einstellbereichs der Drosselklappe (66) und eine mechanische Antriebsein richtung (90) zur Verbindung des Wählmechanismus (26) mit dem Begrenzer (78) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Stellung des Gaspedals (10) ansprechende erste Steuereinrichtung (16, 42, 44, 72) ein elektronisches Steuergerät (44) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerein richtung (18) ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Regelsystem ist, das die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf einem eingestellten Wert hält.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ge kennzeichnet durch

- einen Fühler (42) zur Abtastung der größeren der beiden Betriebsvariablen und zur Ausgabe eines entsprechenden Betriebssignals (l),
- einen Drosselklappensensor (64) zur Abtastung der tatsäch lichen Einstellposition der Drosselklappe (66) und zur Ausgabe eines entsprechenden Ist-Signals (STEP),
- eine Zentraleinheit (46) zur Bestimmung eines Sollwertes (STEP*) für die Einstellposition der Drosselklappe (66) anhand des Betriebssignals (l) und eines Istsignals (STEP), und
- eine Stelleinrichtung (72) zur Betätigung der Drosselklappe (66) derart, daß die tatsächliche Einstellposition mit dem Sollwert (STEP*) in Übereinstimmung gebracht wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (42) die von der zweiten Steuereinrichtung (18) erzeugte zweite Betriebs variable abtastet, wenn die zweite Steuereinrichtung in Betrieb und das Gaspedal (10) unbetätigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (42) die erste Betriebsvariable abtastet, wenn die zweite Steuereinrichtung (18) außer Betrieb und das Gaspedal (10) betätigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung einen Wählmechanismus (26) zur Auswahl der größeren der ersten und zweiten Betriebsvariablen, einen Begrenzer (78) zur Begrenzung der maximalen Auslenkung der Drosselklappe (66), eine auf die durch die Wähleinrichtung ausge wählte Betriebsvariable ansprechende Antriebseinrichtung (90), durch die der Begrenzer (78) in eine Position beweg bar ist, in der er die Auslenkung der Drosselklappe (66) auf den von der ausgewählten Betriebsvariablen abhängigen Maximalwert begrenzt, und eine Halteeinrichtung (92) auf weist, die den Begrenzer entgegen der Kraft der Stell einrichtung (72) in seiner Position hält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Wählmechanismus (26) aufweist:

(a) einen ersten Hebel (34), der über einen ersten Kabelzug (24) mit einem Ausgabeorgan (22) der zweiten Steuerein richtung (18) verbunden und in Abhängigkeit von der zweiten Betriebsvariablen schwenkbar ist,
(b) eine entsprechend der Schwenkbewegung des ersten Hebels (34) drehbare und an einem Ende mit diesem verbundene erste Achse (30), die am anderen Ende einen starr vor springenden ersten Arm (40) aufweist,
(c) einen zweiten Hebel (32), der über einen zweiten Kabel zug (16) mit dem Gaspedal (10) verbunden und entsprechend der ersten Betriebsvariablen schwenkbar ist und
(d) eine mit dem zweiten Hebel (32) drehbare zweite Achse (28), die in ihrem Mittelabschnitt mit dem zweiten Hebel (32) verbunden ist und an einem Ende einen starr vorspringenden zweiten Arm (38) aufweist, der durch den ersten Arm (40) beaufschlagbar ist, und

daß der zweite Hebel (32) über einen dritten Kabelzug (88) mit dem Begrenzer (78) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der Fühler (42) die Drehbewegung der zweiten Achse (28) abtastet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (90) und der Begrenzer (78) aufweisen:

- eine drehbar auf einer Antriebswelle (68) der Drossel klappe (66) gehaltene Hülse (80) mit einem starr vor springenden dritten Arm (82),
- einen an der Hülse (80) befestigten, über den dritten Kabelzug (88) mit dem zweiten Hebel (32) verbundenen und entsprechend der Schwenkbewegung des zweiten Hebels (32) schwenkbaren dritten Hebel (86) und
- einen starr von der Antriebswelle (68) der Drosselklappe (66) vorspringenden vierten Arm (84), der zur Begrenzung des Öffnungswinkels der Drosselklappe (66) an dem dritten Arm (82) anschlägt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Halteeinrichtung eine Feder (94) zum Vorspannen des dritten Hebels (86) in Schließrichtung der Drosselklappe (66) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge kennzeichnet, daß die ersten und zweiten Arme (40, 38) derart relativ zueinander angeordnet sind, daß der zweite Arm (38) durch den ersten Arm (40) im Sinne einer Öffnungsbewegung der Drosselklappe (66) beaufschlag bar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zentraleinheit (46) den Sollwert (STEP*) unter Zugrundelegung einer vorgegebenen Kennlinie (100) anhand der durch den Fühler (42) abge tasteten Betriebsvariablen (l) bestimmt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, daß die Stelleinrichtung (72) einen Motor (74) und ein Reduziergetriebe (76) auf weist, und daß das elektronische Steuergerät (44) die Differenz zwischen dem Istsignal (STEP) des Stellorgans (66) und dem Sollwert (STEP*) bestimmt, die Geschwindigkeit und Drehrichtung des Motors (74) in Abhängigkeit von dieser Differenz berechnet und den Motor entsprechend dem Ergebnis dieser Berechnung antreibt.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung (26, 78) die Drosselklappe (66) derart betätigt, daß die Aus lenkung der Drosselklappe (66) auf 0 eingestellt wird, wenn die erste Steuereinrichtung (16, 42, 44, 72) eine Fehl funktion aufweist und die Drosselklappe (66) im Sinne einer Erhöhung der Maschinendrehzahl zu verstellen sucht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Wählmechanismus (26) aufweist:

(a) einen über einen ersten Kabelzug mit einem Ausgabeorgan der zweiten Steuereinrichtung verbundenen und entspre chend der zweiten Betriebsvariablen schwenkbaren ersten Hebel,
(b) eine entsprechend der Schwenkbewegung des ersten Hebels drehbare erste Achse, die an einem Ende mit dem ersten Hebel verbunden ist und am anderen Ende einen starr vorspringenden ersten Arm aufweist,
(c) einen über einen zweiten Kabelzug (16) mit dem Gaspedal (10) verbundenen und entsprechend der ersten Betriebs variablen schwenkbaren zweiten Hebel (32),
(d) eine in ihrem Mittelabschnitt mit dem zweiten Hebel (32) verbundene zweite Achse (28), die an einem Ende einen starr vorspringenden, mit dem ersten Arm in Berührung tretenden zweiten Arm, einen starr von dem Mittelabschnitt vorspringenden dritten Arm (154) und einen starr vom anderen Ende vorspringenden vierten Arm (158) aufweist,
(e) eine drehbar auf der zweiten Achse (28) gehaltene Hülse (152) und
(f) einen auf der Hülse (152) befestigten dritten Hebel (150), der über einen dritten Kabelzug (88) mit dem Begrenzer (78) verbunden und durch den dritten Arm (154) der zweiten Achse (28) derart beaufschlagbar ist, daß eine Änderung entweder der ersten oder der zweiten Betriebsvariablen im Sinne einer Vergrößerung des Öffnungswinkels der Drosselklappe (66) auf den dritten Hebel (150) übertragen wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn zeichnet, daß der Fühler (42) eine Eingangsachse (156) und ein mit einem Ende der Eingangsachse verbundenes drehbares Element aufweist, das durch ein Spannglied (162) in einer Drehrichtung vorgespannt wird, in der der dritte Hebel (150) mit dem dritten Arm (154) in Berührung ge bracht wird, und daß am anderen Ende der Eingangsachse (156) ein fünfter Arm (160) vorgesehen ist, der unter der Wirkung des Spannglieds (162) an dem vierten Arm (158) der zweiten Achse (28) anliegt, wobei der Fühler (42) jeweils nur die Betriebsvariable abtastet, die im Sinne einer Öffnung der Drosselklappe wirkt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeich net durch eine Überwachungseinrichtung (164) zur Über wachung des von dem Drosselklappensensor (64 erzeug ten Istsignals (STEP) und des von dem Fühler (42) erzeugten Betriebssignals (l), eine Entscheidungseinrichtung zur Überprüfung, ob die Differenz zwischen den ermittelten Werten des Ist-Signals und des Soll-Signals einen vorgegebenen Wert übersteigt, und eine Sperreinrichtung zur Unter brechung der Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine und/oder zum Blockieren der Zündung, wenn die Entscheidungsein richtung feststellt, daß die Differenz zwischen Soll- und Ist-Signal den vorgegebenen Wert übersteigt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Hebel (32) in seinem Mittelteil eine langgestreckte Öffnung (170) aufweist und daß der dritte Kabelzug (88) an einem Ende mit einem in die langgestreckte Öffnung (170) eingreifenden Eingriffs glied (172) versehen ist, das in Längsrichtung der Öffnung (170) frei beweglich ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der dritte Kabelzug (88) in seinem Mittelabschnitt unter Schubbeanspruchung ausbiegbar ist.