DE4030901A1 - Vorrichtung zum steuern der antriebsleistung eines fahrzeug-antriebsmotors - Google Patents
Vorrichtung zum steuern der antriebsleistung eines fahrzeug-antriebsmotorsInfo
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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.
Priority Applications (3)
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