DE4030901A1 - Vorrichtung zum steuern der antriebsleistung eines fahrzeug-antriebsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der An­ triebsleistung eines Fahrzeug-Antriebsmotors mit einer zwi­ schen dem die Motorleistung bestimmenden Stellglied, z. B. ei­ ner Drosselklappe, und dem Bedienelement des Motors, z. B. dem Fahrpedal, zwischengeschalteten mechanischen Übertragungsein­ richtung, in welcher ein einen Anschlag aufweisendes, von ei­ ner Regeleinrichtung zum Verstellen des Stellgliedes bewegba­ res Stellelement gegenüber einem einen Gegenanschlag aufwei­ senden Mitnehmer der Übertragungseinrichtung aus einer ungere­ gelten Position mit gegenseitig anliegenden Anschlägen entge­ gen der Wirkung einer oder mehrerer Federn in Regelpositionen mit im Abstand von einander angeordneten Anschlägen bewegbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 36 08 751 bekannt.

Mit der mechanischen Übertragungseinrichtung gekoppelte Re­ geleinrichtungen werden dazu verwendet, dem Stellglied eine von seiner durch das Bedienelement vorgegebenen Stellung ab­ weichende Stellung zu gehen, um z. B. einen Antriebsschlupf zu vermeiden, oder progressive Pedalkennlinien zu fahren, oder Schaltvorgänge in automatischen Getrieben zu beeinflussen. Da­ bei wird das, von der Regeleinrichtung bewegte Stellelement entgegen der Wirkung der Federn in einer Regelposition gehal­ ten, aus der es von den Federn bei Ausfall der Regeleinrich­ tung, z. B. bei Ausfall der Elektrik, urplötzlich in seine un­ geregelte Position bewegt wird, was zu, für den Fahrer völlig unerwarteten und unvorhersehbaren Fahrzeugreaktionen führen kann. Beim Ausfall der Regeleinrichtung während einer Ge­ schwindigkeitskonstantregelung, kehrt das Stellglied urplötz­ lich in seine Leerlaufstellung zurück, was einem ruckartigen Gaswegnehmen entspricht. Fällt die Regeleinrichtung aus, wäh­ rend der Fahrer mit dem Bedienelement Halbgas einsteuert und die Regeleinrichtung aufgrund einer progressiven Pedalkennli­ nie das Stellglied fast auf Leerlauf hält, so beschleunigt das Fahrzeug urplötzlich und für den Fahrer völlig überra­ schend.

Aufgabe der Erfindung ist es bei einer Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art einen sicheren Betrieb auch bei Ausfall der Regeleinrichtung zu gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine zumin­ dest zeitweise wirksame, die Relativbewegung des Stellelemen­ tes gegenüber dem Mitnehmer verzögernde und/oder arretierende Kupplung vor. Durch diese Ausbildung wird die Reaktion der Vorrichtung auf den Ausfall der Regeleinrichtung zeitlich ver­ zögert oder ganz unterbunden. Die Kupplung kann so ausgebil­ det werden, daß sich das Stellelement aus einer extremen Re­ gelstellung bis in eine leistungsmäßig noch unbedenkliche Po­ sition bewegen kann, in der es dann gegenüber dem Mitnehmer arretiert wird. Weiters kann die Kupplung so ausgebildet sein, daß das Stellelement und damit das Stellglied in jeder aktuellen Stellung festgehalten wird, sodaß es bei Ausfall der Elektrik in seiner Position bleibt und von dort der Bewe­ gung des Bedienelementes folgt. Dabei bleibt die Relativstel­ lung des Stellelementes zum Mitnehmer erhalten z. B. bis das Stellelement gegen einen Leerlaufanschlag stößt, um dann un­ terstützt von einer auf den Mitnehmer als Rückstellfeder wir­ kenden Feder entgegen der Wirkung der Kupplung bis zum An­ schlagen am Mitnehmer bewegt zu werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht bei einer Vorrich­ tung mit zumindest einer Stellelement und Mitnehmer verbinden­ den Koppelfeder vor, daß die Kupplung parallel zur Koppelfe­ der angeordnet ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Kupp­ lung unmittelbar zwischen Mitnehmer und Stellelement angeord­ net ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Kupp­ lung als eine, der Relativbewegung zwischen Mitnehmer und Stellelement entgegenwirkende Reibungskupplung mit einer Reib­ fläche und einem mit dieser zusammenwirkenden Reibelement aus­ gebildet ist, welches gegenüber dem Mitnehmer zwischen einer Anfangsstellung, die der ungeregelten Position mit gegensei­ tig anliegenden Anschlägen zugeordnet ist, und einer Endstel­ lung, die der Regelposition mit maximalem Abstand der Anschlä­ ge zugeordnet ist, bewegbar ist. Diese Ausbildung ergibt ei­ nen besonders einfachen Aufbau. Die Reibungskupplung kann ein­ fach eine Feder sein die über einen Kamm läuft.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Reib­ fläche in Richtung von der Anfangsstellung zur Endstellung des Reibelementes gesehen vor der Endstellung endet. Bei die­ ser Ausbildung ist die Reibungskupplung im Bereich der maxima­ len Verlagerung des Stellelementes gegenüber dem Mitnehmer un­ wirksam.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Reib­ fläche in Richtung von der Anfangsstellung zur Endstellung des Reibelementes gesehen erst nach der Anfangsstellung an­ fängt. Bei dieser Ausbildung wird der Einsatz der Reibungs­ kupplung auf den Bereich größerer Regelwege beschränkt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine linearisierte Darstellung einer ersten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 ähnlich Fig. 1 eine zweite Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das als Fahrpedal ausgebildete Bedienelement 1 eines nicht darge­ stellten Fahrzeugantriebsmotors über einen mit einer Rück­ stellfeder 2 versehenen Seilzug 3 mit einem Mitnehmer 4 ver­ bunden, der mittels einer Koppelfeder 5 mit einem Stellele­ ment 6 gekoppelt ist, das seinerseits direkt mit dem nur sym­ bolisch dargestellten Stellglied 7, z. B. einer Drosselklappe, mechanisch verbunden ist.

Der Mitnehmer 4 ist über ein Übertragungselement 8 mit einer Getriebeansteuerung verbunden. Am Mitnehmer 4 greift ferner eine Rückstellfeder 9 an, die ihn mit seinem Fortsatz 10 in Analge an einer Gehäusewand 11 zu halten trachtet. An dem zum Fortsatz 10 entgegengesetzten Ende besitzt der Mitnehmer 9 ei­ ne rechtwinkelige Abkröpfung 12 mit einem Gegenanschlag 13 für einen am Stellelement 6 ausgebildeten Anschlag 14.

Das Stellelement 6 ist mit einer an dem Anschlag 14 an­ schließenden Ausnehmung 15 zur Aufnahme der Koppelfeder 5 ver­ sehen, die einerseits an der Abkröpfung des Mitnehmers 4 und anderseits an der die Ausnehmung 15 begrenzenden Wand 16 des Stellelementes 6 angreift. Das Stellelement besitzt weiters einen seitlich abstehenden Fortsatz 17 für den Angriff eines Leerlaufanschlages, der wie dargestellt als federnder Notleer­ laufanschlag ausgebildet sein kann. Das Stellelement 6 steht ferner an seinem vom Stellglied abgewandten Ende 18 über ein Zahnprofil 19 mit einem von einem Stellantrieb einer elektro­ nischen Regeleinrichtung angetriebenen Zahnrad 20 im Ein­ griff. Dieses Zahnrad 20 wird von einem Stellmotor 21 über ein Getriebe 22 und eine elektrisch betätigbare Kupplung 23 angetrieben.

Die Stellung des Bedienelementes 1 wird über einen Sollwert­ sensor 24 und die Stellung des Stellgliedes 7 über einen Ist­ wertsensor 25 an die elektronische Regeleinrichtung weiterge­ leitet.

Zwischen dem Mitnehmer 4 und dem Stellelement 6 ist eine Kupplung 26 parallel zu der durch die Koppelfeder 5 zusammen mit dem Anschlag 14 und dem Gegenanschlag 13 gegebenen Kopp­ lung von Mitnehmer 4 und Stellelement 6 angeordnet. Diese Kupplung 26 besteht aus einer am Mitnehmer 4 angeordneten Reibfläche 27 und einem mit dem Stellelement 6 fix verbunde­ nen und elastisch gegen die Reibfläche 27 gedrückten Reibele­ ment 28.

Im Normalbetrieb wird die Stellung des Bedienelementes 1 vom Sollwertsensor 24 erfaßt und an die elektronische Regelein­ richtung weitergegeben, die entsprechend der jeweiligen meist progressiven Pedalkennlinie eine Sollstellung des Stellglie­ des 7 errechnet und das Stellglied 7 über den elektrischen Stellmotor 21 auf diese Sollstellung einregelt. Dabei wird das Stellelement 6 vom Stellmotor 21 gegenüber dem durch die vom Fahrer vorgegebene Stellung des Bedienelementes 1 festge­ haltenen Mitnehmer 4 entgegen der Wirkung der Koppelfeder 5 verlagert, sodaß zwischen dem Anschlag 14 des Stellelementes 6 und dem Gegenanschlag 13 des Mitnehmers 4 ein der jeweili­ gen Regelposition entsprechender Abstand entsteht. Bei der in Fig. 1 dargestellten Kupplung führt diese vom Stellmotor 21 erzeugte Relativbewegung des Stellelementes 6 gegenüber dem stationär gehaltenen Mitnehmer 4 zu einer entsprechenden Rela­ tivbewegung des Reibelementes 28 auf der Reibfläche 27, sodaß der Stellmotor 21 sowohl die dadurch erzeugte Reibkraft als auch die Kraft der Koppelfeder 5 überwinden muß, um das Stell­ element 6 in seine Regelposition zu bewegen, bzw. ausgleichen muß, um das Stellelement 6 in der Regelposition zu halten. Fällt nun der Strom aus und damit auch die Antriebsverbindung des Stellmotors 21 über die Kupplung 23 zum Zahnrad 20, so wirken bei unverändert stationär gehaltenen Mitnehmer 4 nur­ mehr die Bremskraft der Reibungskupplung 26 und die Kraft der Koppelfeder 5 als äußere Kräfte auf das Stellelement 6 ein.

Ist die Kupplung 26 so ausgelegt, daß ihre Bremskraft in je­ der Regelposition stets größer als die Kraft der Koppelfeder 5 ist, so bleibt das Stellelement 5 und damit das Stellglied 7 in seiner jeweiligen Regelposition stecken und der Ausfall der Elektrik bewirkt keinerlei Fahrzeugreaktionen. Wird nach­ her die Stellung des Bedienelementes 1 verändert, so bleibt die Relativstellung von Mitnehmer 4 und Stellelement 6 solan­ ge unverändert, bis das Stellelement 8 beim Gaswegnehmen Mit seinem Fortsatz 17 gegen den Leerlaufanschlag bzw. den federn­ den Notleerlaufanschlag stößt und dann von der auf den Mitneh­ mer 4 wirkenden Rückstellfeder 9 zusammen mit der Koppelfeder 5 in seine ungeregelte Position mit aneinanderliegenden An­ schlägen 13, 14 bewegt wird. Anschließend wird von der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung jede Änderung der Position des Be­ dienelementes 1 direkt auf das Stellglied 7 übertragen, weil die durch die Koppelfeder 5 und die Kupplung 26 gegebene Kop­ pelung von Mitnehmer 4 und Stellelement 6 nicht mehr aufgeho­ ben werden kann.

Die Kupplung kann auch so ausgelegt sein, daß nur jene Be­ reiche der Relativbewegung zwischen Mitnehmer 4 und Stellele­ ment 6 erfaßt werden, die zu unerwünschten Fahrzeugreaktionen führen würden. So kann beispielsweise von der, bei Relativbe­ wegung Null beginnenden und bis zum maximalen Regelanschlag verlaufenden Regelstrecke der untere, nur geringe Regelwege betreffende Bereich ausgespart werden. Es kann auch der ober­ ste Bereich der Regelstrecke ausgespart werden, wobei dann der Fahrzeugantriebsmotor bei Ausfall der Elektrik bis zum Steckenbleiben des Stellelementes 6 nur bis in einen lei­ stungsmäßig unbedenklichen Zustand hochläuft.

Um das Stellelement nur in bestimmten Bereichen der genann­ ten Regelstrecke gegenüber dem Mitnehmer zu arretieren, kann beispielsweise die Reibfläche 27 nur in den den gewünschten Bereichen der Regelstrecke zugeordneten Bereichen vorgesehen sein, sodaß das Reibelement 28 außerhalb dieser Bereiche frei­ läuft. Alternativ dazu kann, anstatt die anderen Bereiche oh­ ne Bremseinwirkung zu belassen, in diesen anderen Bereichen eine verringerte Bremswirkung vorgesehen werden, sei es durch unterschiedlich gestaltete Reibflächen 27, sei es durch Ande­ rung der Andrückkraft des Reibelementes 28. Beispielsweise könnte die Reibfläche schräg zur Richtung der Relativbewegung von Mitnehmer 4 und Stellelement 6 angeordnet sein, sodaß die Andrückkraft des als Feder ausgebildeten Reibelementes 28 mit zunehmender Annäherung der beiden Anschläge 13,14 steigt.

Falls gewünscht können Koppelfeder 5 und Kupplung 26 auch so aufeinander abgestimmt sein, daß die Relativbewegung zwischen Mitnehmer 4 und Stellelement 6 zwar nicht völlig unterbunden wird, aber stark verlangsamt wird, sodaß der Fahrer ohne Pa­ nik auf die entsprechenden Fahrzeugreaktionen seinerseits rea­ gieren kann.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung, bei der die Federkraftkopplung zwischen Mitnehmer und Stellelement 6 nicht, wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durch eine Mitnehmer 4 und Stellelement 6 unmittelbar verbin­ dende Koppelfeder 5 erfolgt, sondern durch eine zwischen Stellelement 6 und einer Gehäusewand 11′ angeordnete Zugfeder 5′. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Kupplung 26′ so ausgebildet, daß sie von der dargestellten Endposition des am Mitnehmer 4 angebrachten Reibelementes 28′ ausgehend erst nach einer Relativbewegung vorgegebener Größe wirksam wird, bis das Reibelement 28′ die am Stellelement 6 vorgesehe­ ne Reibfläche 27′ erreicht hat.

Anstelle der beschriebenen, in beiden Bewegungsrichtungen wirksamen Kupplungen 26, 26′ können selbstverständlich auch Reibungskupplungen verwendet werden, deren Bremswirkung in Richtung der Zueinanderbewegung der beiden Anschläge 13, 14 groß und in Richtung der Auseinanderbewegung der beiden An­ schläge 13, 14 klein oder Null ist.

Die Erfindung wurde zwar anhand von Reibungskupplungen be­ schrieben, ist aber keineswegs auf solche Kupplungen be­ schränkt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Steuern der Antriebsleistung eines Fahr­ zeug-Antriebsmotors mit einer zwischen dem die Motorleistung bestimmenden Stellglied, z. B. einer Drosselklappe, und dem Be­ dienelement des Motors, z. B. dem Fahrpedal, zwischengeschalte­ ten mechanischen Übertragungseinrichtung, in welcher ein ei­ nen Anschlag aufweisendes, von einer Regeleinrichtung zum Ver­ stellen des Stellgliedes bewegbares Stellelement gegenüber ei­ nem einen Gegenanschlag aufweisenden Mitnehmer der Übertra­ gungseinrichtung aus einer ungeregelten Position mit gegensei­ tig anliegenden Anschlägen entgegen der Wirkung einer oder mehrerer Federn in Regelpositionen mit im Abstand von einan­ der angeordneten Anschlägen bewegbar ist, gekennzeichnet durch eine zumindest zeitweise wirksame, die Relativbewegung des Stellelementes (6) gegenüber dem Mitnehmer (4) verzögern­ de und/oder arretierende Kupplung (26, 26′).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit zumindest einer Stellele­ ment und Mitnehmer verbindenden Koppelfeder, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplung (28) parallel zur Koppelfeder (5) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kupplung (26, 26′) unmittelbar zwischen Mitnehmer (4) und Stellelement (6) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kupplung als eine, der Relativbewegung zwischen Mitnehmer (4) und Stellelement (6) entgegenwirkende Reibungskupplung (26, 26′) mit einer Reibfläche (27, 27′) und einem mit dieser zusammenwirkenden Reibelement (28, 28′) ausge­ bildet ist, welches gegenüber der Reibfläche (27, 27′) durch die Relativbewegung des Stellelementes (6) gegenüber dem Mit­ nehmer (4) zwischen einer Anfangsstellung, die der ungeregel­ ten Position mit gegenseitig anliegenden Anschlägen (13, 14) zugeordnet ist, und einer Endstellung, die der Regelposition mit maximalem Abstand der Anschläge (13, 14) zugeordnet ist, bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche (27′) in Richtung von der Anfangsstellung zur Endstellung des Reibelementes (28′) gesehen vor der Endstel­ lung endet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche in Richtung von der Anfangsstellung zur End­ stellung des Reibelementes gesehen erst nach der Anfangsstel­ lung anfängt.