DE102006036427A1 - Einrichtung und Verfahren zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung einer Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung einer Brennkraftmaschine, umfassend eine fahrerbetätigbare Eingabeeinrichtung zur fahrerseitigen Eingabe eines Leistungswunsches, eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Stellung der Eingabeeinrichtung und Generierung eines entsprechenden Ausgangssignals, eine Stelleinrichtung zur Verstellung der Leistungssteuerungseinrichtung unter Berücksichtigung des Ausgangssignals der Sensoreinrichtung, wobei die Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Stelleinrichtung vom Signal der Eingabeeinrichtung abweichend betätigbar ist und die Stelleinrichtung mit der Leistungssteuerungseinrichtung mittels einer ein Eingangs- und ein Ausgangsteil aufweisenden Kupplung verbunden ist, deren Eingangsteil der Stelleinrichtung und deren Ausgangsteil der Leistungssteuerungseinrichtung zugeordnet ist sowie Verfahren zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung einer Brennkraftmaschine umfassend eine fahrerbetätigbare Eingabeeinrichtung zur fahrerseitigen Eingabe eines Leistungswunsches, eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Stellung der Eingabeeinrichtung und Generierung eines entsprechenden Ausgangssignals und eine Stelleinrichtung zur Verstellung der Leistungssteuerungseinrichtung unter Berücksichtung des Ausgangssignals der Sensoreinrichtung, wobei die Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Stelleinrichtung vom Signal der Eingabeeinrichtung abweichend betätigbar ist sowie ein Verfahren zur Betätigung einer derartigen Leistungssteuerungseinrichtung.
- Die
DE 198 25 283 A1 beschreibt eine Motorleistungsregelung für Kraftfahrzeuge mit einem Leistungssteuerorgan, das entkoppelt von der die Leistungsanforderung des Fahrers wiedergebenden Betätigung des Fahrpedals in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern mittels eines elektronischen Steuergeräts steuerbar ist. Bei dieser Motorleistungs regelung ist im Fehlerfall, insbesondere bei Ausfall der Verbindung zwischen einem dem Fahrpedal zugeordneten Sensor und dem Steuergerät, in einem Notfahrbetrieb die maximale Motorleistung begrenzt und dennoch eine sehr gute Fahrdynamik gewährleistet. Die Sicherheit im Fehlerfall ist bei der bekannten Motorleistungsregelung dadurch bereits wesentlich erhöht, eine noch weitere Verbesserung der Sicherheit ist jedoch möglich. - Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer eingangs genannten Einrichtung zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung einer Brennkraftmaschine die Sicherheit zu erhöhen und insbesondere eine unbeabsichtigt hohe Motorleistung aufgrund einer vom Fahrer nicht gewollten Ansteuerung des Leistungssteuerorgans zu verhindern.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass die Stelleinrichtung mit der Leistungssteuerungseinrichtung mittels einer ein Eingangs- und ein Ausgangsteil aufweisenden Kupplung verbunden ist, deren Eingangsteil der Stelleinrichtung und deren Ausgangsteil der Leistungssteuerungseinrichtung zugeordnet ist. Damit ist es möglich, die Stelleinrichtung von der Leistungssteuerungseinrichtung zu entkoppeln, so dass die Stellung der Stelleinrichtung nicht mehr für die Stellung der Leistungssteuerungseinrichtung maßgeblich ist.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kupplung eine Reibungskupplung ist, so dass eine Entkoppelung der Stelleinrichtung von der Leistungssteuerungseinrichtung abhängig vom Reibwert der Reibungskupplung bei Überschreiten einer vorgegebenen Kraft zwischen Eingangs- und Ausgangsteil der Reibungskupplung erfolgt.
- Vorzugsweise ist bei einem Abweichen des mittels der Eingabeeinrichtung fahrerseitig eingegebenen reduzierten Leistungswunsches von der mittels der Stelleinrichtung eingestellten Stellung der Leistungssteuerungseinrichtung um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder bei einer fahrerseitigen Eingabe eines reduzierten Leistungswunsches mittels der Eingabeeinrichtung mit einem einen vorgegebenen Gradienten übersteigenden Gradienten in Schließrichtung der Leistungssteuerungseinrichtung eine mechanische Verbindung zwischen Eingabeeinrichtung und Leistungssteuerungseinrichtung wirksam. Dadurch wird der mittels der Eingabeeinrichtung mechanisch fahrerseitig eingegebene Leistungswunsch der auf Sensorsignalen basierenden Stellung der Stelleinrichtung vorgezogen und so die Sicherheit erhöht.
- Zur mechanischen Verbindung der Eingabeeinrichtung mit der Leistungssteuerungseinrichtung ist zweckmäßigerweise die Eingabeeinrichtung mit dem Ausgangsteil der Kupplung verbindbar. Mittels der Kupplung kann wahlweise eine Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Eingabeeinrichtung oder der Stelleinrichtung erfolgen, wobei die die Kupplung steuernden Parameter für die Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung bestimmend sind.
- Von Vorteil ist es, wenn das Ausgangsteil der Kupplung eine mit einer der Eingabeeinrichtung zugeordneten Kontur korrespondierende Gegenkontur aufweist. Vorzugsweise ist das Ausgangsteil der Kupplung ein einer Welle zugeordnetes erstes Rotationselement mit einem Ausschnitt, der einen Winkelbereich von 60°-110°, insbesondere von ca. 80°-90°, überdeckt, mit dem ein stiftförmiger Fortsatz eines der Eingabeeinrichtung zugeordneten zweiten Rotationselements korrespondiert. Mit dieser Ausführung ist in einem Normalbetrieb eine Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Stelleinrichtung unter Berücksichtung des Ausgangssignals der Sensoreinrichtung zur Erfassung der Stellung der Eingabeeinrichtung möglich, während unter Bestimmten Voraussetzungen eine abweichende Betätigung erfolgen kann.
- Zweckmäßigerweise ist beim Öffnen der Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Stelleinrichtung die Kupplung bewegungsübertragend und beim vorrangigen Schließen der Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Eingabeeinrichtung die Kupplung nicht bewegungsübertragend.
- Der Erfindung liegt ferner die Idee zugrunde, dass bei einem Verfahren zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung einer Brennkraftmaschine bei einem Abweichen des mittels der Eingabeeinrichtung fahrerseitig eingegebenen Leistungswunsches von dem mittels der Stelleinrichtung eingestellten Position der Leistungssteuerungseinrichtung um mindestens einen vorgegebenen Betrag in Schließrichtung der mittels der Eingabeeinrichtung fahrerseitig eingegebenen Leistungswunsch zur Verstellung der Leistungssteuerungseinrichtung vorrangig herangezogen wird.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Falle einer Bevorzugung des mittels der Eingabeeinrichtung fahrerseitig eingegebenen Leistungswunsches die Stelleinrichtung von der Leistungssteuerungseinrichtung entkoppelt und die Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Eingabeeinrichtung unmittelbar betätigt.
- Weitere Vorteile ergeben sich, wenn außerdem bei einer fahrerseitigen Eingabe eines erhöhten Leistungswunsches mittels der Eingabeeinrichtung mit einem einen vorgegebenen Gradienten übersteigenden Gradienten eine Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Stelleinrichtung vom Signal der Eingabeeinrichtung abweichend mit einem begrenzten Gradienten erfolgt. Damit wird eine übermäßig schnelle Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung in Öffnungsrichtung verhindert.
- Nachfolgend ist ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert, dabei zeigen schematisch und beispielhaft
-
1 eine Einrichtung zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer zwischen einer Stelleinrichtung und der Leistungssteuerungseinrichtung angeordneten Kupplung, -
2a eine Detailansicht der Kupplung mit mechanischer Verbindung zwischen Kupplungsausgangsteil und einer Eingabeeinrichtung im Längsschnitt und -
2b eine Detailansicht der mechanischen Verbindung zwischen Kupplungsausgangsteil und einer Eingabeeinrichtung im Querschnitt. -
1 zeigt eine Einrichtung100 zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung134 einer hier nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine mit einer zwischen einer Stelleinrichtung122 und der Leistungssteuerungseinrichtung134 angeordneten Kupplung138 . - Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dient die Einrichtung
100 zur Betätigung einer Brennkraftmaschine eines Kraftrads und die Leistungssteuerungseinrichtung134 ist eine Drosselklappe, jedoch kann in einem Ausführungsbeispiel auch eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs betätigt werden und/oder die Leistungssteuerungseinrichtung134 ein Kraftstoffzumessventil oder eine Einrichtung zur Hubhöhenveränderung eines Einlassventils einer Brennkraftmaschine sein. - Zur Steigerung der Brennkraftmaschinenleistung ist die Drosselklappe in Öffnungsrichtung und zur Reduzierung der Leistung in Schließrichtung verschwenkbar. Hierzu ist die Drosselklappe drehfest mit einer Drosselklappenwelle
130 verbunden, die entweder mittels einer hier als Elektromotor ausgebildeten Stelleinrichtung122 oder manuell mittels einer hier als Gasdrehgriff ausgebildeten Eingabeeinrichtung102 verdrehbar ist. - In einem normalen Fahrbetrieb gibt der Fahrer mittels der Eingabeeinrichtung
102 einen Leistungswunsch ein, indem er den Gasdrehgriff entsprechend verdreht. Mit dem Gasdrehgriff ist drehfest eine erste Seilscheibe104 verbunden, die über einen Seilzug106 eine zweite Seilscheibe108 betätigt. Die zweite Seilscheibe108 ist mit einer Welle110 drehfest verbunden, so dass bei einer Betätigung des Gasdrehgriffs die Welle110 verdreht wird. Die Verdrehung oder die Drehstellung der Welle110 ist mittels eines Sensors112 detektierbar, der mit einer Leitung114 signalleitend mit einer Steuereinrichtung118 verbunden ist. Mittels eines weiteren Sensors128 ist die Verdrehung oder die Drehstellung der Drosselklappenwelle130 detektierbar, der mit einer Leitung126 signalleitend mit der Steuereinrichtung118 verbunden ist. Basierend auf den Signalen der Sensoren112 ,128 und gegebenenfalls weiterer Signale und/oder gespeicherter Informationen gibt die Steuereinrichtung118 über eine Leitung120 ein dem Leistungswunsch des Fahrers entsprechendes Steuersignal an die Stelleinrichtung122 aus, die – vorliegend mittels eines Getriebes124 mit einem Eingangsteil der Kupplung138 verbunden – mit der Drosselklappenwelle130 in Drehantriebsverbindung steht. Sowohl die Welle110 als auch die Drosselklappenwelle130 sind mittels sich gehäuseseitig abstützenden Federn116 ,132 in Drosselklappenschließrichtung beaufschlagt. - Eine Detailansicht der Kupplung
138 mit mechanischer Verbindung zwischen Kupplungsausgangsteil244 und der Eingabeeinrichtung102 ist im Längsschnitt in2a und im Querschnitt in2b dargestellt. Zusätzlich oder alternativ ist damit neben einer Betätigung mittels der Stelleinrichtung122 eine manuelle Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung134 mittels der Eingabeeinrichtung102 möglich. - Die Vorliegende Anordnung stellt eine Sicherheitseinrichtung dar, welche bei einem Abweichen des mittels der Eingabeeinrichtung
102 (Gasdrehgriff) fahrerseitig eingegebenen reduzierten Leistungswunsches von der mittels der Stelleinrichtung122 (Elektromotor) eingestellten Stellung der Leistungssteuerungseinrichtung134 (Drosselklappe) um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder bei einer fahrerseitigen Eingabe eines reduzierten Leistungswunsches mittels der Eingabeeinrichtung102 mit einem einen vorgegebenen Gradienten übersteigenden Gradienten eine bevorzugte Berücksichtigung des mittels der Eingabeeinrichtung102 (Gasdrehgriff) fahrerseitig eingegebenen reduzierten Leistungswunsches gewährleistet. - Die zweite Seilscheibe
108 und das Eingangsteil244 der Kupplung138 sind in axialer Richtung benachbart jeweils um zumindest annähernd fluchtende Achsen drehbar angeordnet. Die zweite Seilscheibe108 weist einen stiftförmigen Fortsatz246 auf, der in einen Ausschnitt248 des Kupplungsausgangsteils244 eingreift. Indem bei einem normalen Fahrbetrieb der stiftförmige Fortsatz246 ohne Anlage an einer der den Ausschnitt248 begrenzenden Seiten positioniert ist, kann eine Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung134 mittels der Stelleinrichtung122 erfolgen. Hierzu ist die Stelleinrichtung122 mittel- oder unmittelbar mit dem Eingangsteil242 der Kupplung138 verbunden. Vorliegend ist das letzte Element des zwischen Stelleinrichtung122 und Leistungssteuerungseinrichtung134 angeordneten Getriebes, das Zahnrad240 , drehfest mit dem Eingangsteil242 der Kupplung138 verbunden. - Bei einem Abweichen des mittels der Eingabeeinrichtung
102 (Gasdrehgriff) fahrerseitig eingegebenen reduzierten Leistungswunsches von der mittels der Stelleinrichtung122 (Elektromotor) eingestellten Stellung der Leistungssteuerungseinrichtung134 (Drosselklappe) um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder bei einer fahrerseitigen Eingabe eines reduzierten Leistungswunsches mittels der Eingabeeinrichtung102 mit einem einen vorgegebenen Gradienten übersteigenden Gradienten kommt der stiftförmige Fortsatz246 an einer der den Ausschnitt248 begrenzenden Seiten zur Anlage, so dass die Eingabeeinrichtung102 unmittelbar und formschlüssig kraftübertragend mit dem Ausgangsteil244 der Kupplung138 verbunden wird. - Indem diese formschlüssig übertragene Kraft die Reibkraft zwischen Eingangs-
242 und Ausgangsteil244 der Kupplung138 , die auch abhängig ist von und einstellbar ist mittels einer Druckfeder136 ,236 , übersteigt, rutscht die Kupplung138 durch, wobei eine Differenzbewegung zwischen Eingangs-242 und Ausgangsteil244 der Kupplung138 erfolgt und die Leistungssteuerungseinrichtung134 so nach Maßgabe der Stelleinrichtung122 betätigt wird.
Claims (10)
- Einrichtung (
100 ) zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) einer Brennkraftmaschine umfassend – eine fahrerbetätigbare Eingabeeinrichtung (102 ) zur fahrerseitigen Eingabe eines Leistungswunsches, – eine Sensoreinrichtung (112 ) zur Erfassung der Stellung der Eingabeeinrichtung (102 ) und Generierung eines entsprechenden Ausgangssignals, – eine Stelleinrichtung (122 ) zur Verstellung der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) unter Berücksichtung des Ausgangssignals der Sensoreinrichtung (112 ), wobei die Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) mittels der Stelleinrichtung (122 ) vom Signal der Eingabeeinrichtung (102 ) abweichend betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (122 ) mit der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) mittels einer ein Eingangs- und ein Ausgangsteil (242 ,244 ) aufweisenden Kupplung (138 ) verbunden ist, deren Eingangsteil (242 ) der Stelleinrichtung (122 ) und deren Ausgangsteil (244 ) der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) zugeordnet ist. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (
138 ) eine Reibungskupplung ist. - Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-2, gekennzeichnet durch eine – bei einem Abweichen des mittels der Eingabeeinrichtung (
102 ) fahrerseitig eingegebenen reduzierten Leistungswunsches von der mittels der Stelleinrichtung (122 ) eingestellten Stellung der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder – bei einer fahrerseitigen Eingabe eines reduzierten Leistungswunsches mittels der Eingabeeinrichtung (102 ) mit einem einen vorgegebenen Gradienten übersteigenden Gradienten in Schließrichtung der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) wirksame mechanische Verbindung zwischen Eingabeeinrichtung (102 ) und Leistungssteuerungseinrichtung (134 ). - Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zur mechanischen Verbindung der Eingabeeinrichtung (
102 ) mit der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) die Eingabeeinrichtung (102 ) mit dem Ausgangsteil (244 ) der Kupplung (138 ) verbindbar ist. - Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsteil (
244 ) der Kupplung (138 ) eine mit einer der Eingabeeinrichtung (102 ) zugeordneten Kontur korrespondierende Gegenkontur aufweist. - Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsteil (
244 ) der Kupplung (138 ) ein einer Welle (130 ,230 ) zugeordnetes erstes Rotationselement (244 ) ist mit einem Ausschnitt (248 ), der einen Winkelbereich von 60°-110°, insbesondere von ca. 80°-90°, überdeckt, mit dem ein stiftförmiger Fortsatz (246 ) eines der Eingabeeinrichtung (102 ) zugeordneten zweiten Rotationselements (108 ) korrespondiert. - Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Öffnen der Leistungssteuerungseinrichtung (
102 ) mittels der Stelleinrichtung (122 ) die Kupplung (138 ,242 ,244 ) bewegungsübertragend und beim vorrangigen Schließen der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) mittels der Eingabeeinrichtung (102 ) die Kupplung (138 ,242 ,244 ) nicht bewegungsübertragend ist. - Verfahren zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung (
134 ) einer Brennkraftmaschine umfassend – eine fahrerbetätigbare Eingabeeinrichtung (102 ) zur fahrerseitigen Eingabe eines Leistungswunsches, – eine Sensoreinrichtung (112 ) zur Erfassung der Stellung der Eingabeeinrichtung (102 ) und Generierung eines entsprechenden Ausgangssignals, – eine Stelleinrichtung (122 ) zur Verstellung der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) unter Berücksichtung des Ausgangssignals der Sensoreinrichtung (112 ), wobei die Stelleinrichtung (122 ) die Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) vom Signal der Eingabeeinrichtung (102 ) abweichend betätigen kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Abweichen des mittels der Eingabeeinrichtung (102 ) fahrerseitig eingegebenen Leistungswunsches von dem mittels der Stelleinrichtung (122 ) eingestellten Position der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) um mindestens einen vorgegebenen Betrag in Schließrichtung der mittels der Eingabeeinrichtung (102 ) fahrerseitig eingegebenen Leistungswunsch zur Verstellung der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) vorrangig herangezogen wird. - Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Bevorzugung des mittels der Eingabeeinrichtung (
102 ) fahrerseitig eingegebenen Leistungswunsches die Stelleinrichtung (122 ) von der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) entkoppelt und die Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) mittels der Eingabeeinrichtung (102 ) unmittelbar betätigt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 8-9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer fahrerseitigen Eingabe eines erhöhten Leistungswunsches mittels der Eingabeeinrichtung (
102 ) mit einem einen vorgegebenen Gradienten übersteigenden Gradienten eine Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung (134 ) mittels der Stelleinrichtung (122 ) vom Signal der Eingabeeinrichtung (102 ) abweichend mit einem begrenzten Gradienten erfolgt.
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