DE19526803A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Leistung eines Drehkolbenmotors - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Leistung eines DrehkolbenmotorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Regelung der Leistung eines
Drehkolbenmotors unter Verwendung einer elektronischen
Regeleinheit.
In der DE 31 28 309 ist eine Drehkolbenbrenn
kraftmaschine beschrieben. Grundsätzlich sind diese
Maschinen so aufgebaut, daß durch eine exzentrische
Anordnung eines Drehkolbens innerhalb eines Gehäuses
ein sichelförmiger Raum entsteht, der durch sogenannte
Schieber entsprechend ihrer Zahl in Arbeitsräume
geteilt wird. Bei der Drehung des Drehkolbens wird Luft
angesaugt, verdichtet und nach Einspritzen von
Kraftstoff in das verdichtete Volumen erfolgt die
Zündung. Die expandierenden Gase leisten dann die nach
Abzug der Verluste nutzbare Arbeit. Der dabei erzielte
Nutzungsgrad hängt ebenso wie die Höhe des
Schadstoffausstoßes von den verschiedenen konstruktiven
Details der Maschine ab.
Bei der hier beschriebenen Maschine erfolgt die
Energieübertragung dadurch, daß im Motorgehäuse über
dem Verbrennungsraum eine hohlzylindrische Aussparung
vorgesehen ist, die im gleichbleibenden Abstand zur
Antriebswelle verläuft und mit den Auslaßschlitzen im
Verbrennungsraum verbunden ist. An einer mit der
Antriebswelle fest verbundenen Turbinenradscheibe ist
ein Schaufelrad mit mehreren Druckschaufeln befestigt,
die Drehbewegungen ausführen können. Die vom
Verbrennungsraum mit großer Geschwindigkeit
ausgestoßenen Verbrennungsgase werden direkt auf die
Druckschaufeln geführt und versetzen diese in drehende
Bewegungen. Die Hauptmenge der Energie wird jedoch über
die Schieber und den Drehkolben auf die Antriebswelle
übertragen. Im Stirngehäuse des Drehkolbenmotors ist
ein Druckgebläse vorgesehen, das durch die
Antriebswelle getrieben wird. Der durch das
Druckgebläse erzeugte Druck dient insbesondere einer
restlosen und schnellen Entfernung der Abgase.
Die Beeinflussung der hydraulischen Anpressung der
Gemisch zuführenden Schieber zur Kolbenumlaufbahn
ermöglicht die Schaffung zweier Leistungsstufen,
wodurch ein Brennstoff sparendes Fahrverhalten
ermöglicht wird. Eine Anpassung der Leistung des Motors
an die Fahrbedingungen durch sensorische Erfassung und
elektronischer Verarbeitung von Soll- und Ist-Werten
ist jedoch nicht möglich.
Ein Kraftfahrzeug unterliegt den unterschiedlichsten
Fahrwiderständen. Abhängig davon sollte die notwendige
Antriebskraft an den Antriebsrädern (Soll-Wert) immer
den jeweiligen Bedingungen angepaßt werden. Dies ist
aber nur durch Anpassung der Triebwerksleistung (Ist-
Wert) möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine
Vorrichtung und ein Verfahren anzubieten, mit deren
Hilfe es möglich ist, die unterschiedlichen und ständig
sich ändernden Soll-Werte der Antriebsräder
elektronisch zu erfassen, einer elektronischen
Regelungseinheit zuzuführen und durch elektronisch
regelbare Funktionen den Drehkolbenmotor so zu regeln,
daß seine Leistung immer so groß ist, wie der
geforderte Soll-Wert der Antriebskraft der
Antriebsräder.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer flexiblen
Wellenverbindung, die zwischen der Triebwerkswelle und
der Getriebewelle angeordnet ist, deren
unterschiedliche Belastung bzw. Antriebskraft
sensorisch erfaßt werden und über eine elektronische
Regeleinheit durch die Regelung der Motorleistung
optimiert werden.
Erfindungsgemäß besteht die flexible Wellenverbindung
aus zwei anliegenden Scheiben, die jeweils mit der
Triebwerkswelle und der Getriebewelle fest verbunden
sind. Jede Scheibe weist klauenartige Ausbildungen auf,
die auf die jeweils andere Scheibe übergreifen.
Zwischen den klauenartigen Übergreifungen besteht ein
Spiel, das mittels eines Sensorsystems bestimmbar ist
und über eine elektronische Regeleinheit als Maß für
die Differenzen der Soll-Werte der Antriebskraft der
Räder und der Leistung des Motors benutzt wird und über
die elektronische Regeleinheit der Optimierung der
Motorleistung dient. Die Leistungsoptimierung des
Triebwerkes erfolgt dann durch eine
Gemischmengenregelung oder über eine Beeinflussung des
Kraftstoff-Luft-Verhältnisses.
Erfindungsgemäß sind zwischen den beiden anliegenden
Scheiben elastische Elemente angeordnet, die bei
bestimmten Belastungsbedingungen die Kraftübertragung
von der Triebwerkswelle auf die Getriebewelle
übernehmen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung der Leistung
eines Drehkolbenmotors dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 Soll-Wert und Ist-Wert-Scheibe mit
Sensorsystem,
Fig. 2 Schnittdarstellung mit Soll-Wert
antriebsklaue,
Fig. 3 Schnittdarstellung mit Ist-Wertan
triebsklaue
Fig. 4 Darstellung der Motorleistung in
Abhängigkeit vom Soll-Ist-Wert-
Spreizwinkel,
Fig. 5 Ablaufschema mit Anordnung der
elektronischen Regeleinheit.
Eine Triebwerkswelle 1 ist mit der Ist-Wert-Scheibe 2
fest verbunden. Mit einer Getriebewelle 8 ist eine
Soll-Wert-Scheibe 5 fest verbunden. Beide Scheiben 2
und 5 sind am oberen Rand mit je zwei um 180°
versetzten übergreifenden Soll-Wert- und Ist-Wert-
Antriebsklauen 3 und 6 versehen, die eine Länge von 60°
aufweisen. In den Innenseiten der Ist-Wert-Scheibe 2
und der Soll-Wert-Scheibe 5 sind um 180° versetzt
Halbrundaussparungen 9 vorgesehen, in denen je eine
Spiraldruckfeder 10 so gelagert ist, daß der Druckwert
der Spiraldruckfeder 10 teils auf eine Ist-Wert-
Druckplatte 11 und auf eine Soll-Wert-Druckplatte 12
einwirkt. Das bedeutet, daß bei Triebwerksstillstand
die Soll-Wert-Scheibe 5 gegenüber der Ist-Wert-Scheibe
2 um 30° gegen die Drehrichtung gespreizt wird. Dieses
Spiel wird im folgenden als Soll-Ist-Wertspreizwinkel
18 bezeichnet und dieser Winkel kann Werte zwischen 0°
und 30° annehmen. Die Ist-Wert-Scheibe 2 und die Soll-
Wert-Scheibe 5 sind mit einer Kunststoffummantelung 13
umgeben, an deren Stirnseiten 20 ein Ist-Wert-
Magnetpunktgeber 14 und ein Soll-Wert-Magnetpunktgeber
15 zugeordnet sind. Über den Stirnseiten 20 der Ist-
Wert-Scheibe 2 und der Soll-Wert-Scheibe 5 sind im
geringen Abstand zu den zugeordneten Ist-Wert- und
Soll-Wert-Magnetpunktgebern 14 und 15 Ist-Wert-
Hallsensoren 16 und Soll-Wert-Hallsensoren 17
angeordnet. Sie sind mit einer elektronischen
Regeleinheit 21 verbunden. Der elektronisch erfaßte
Abstand zwischen einem Ist-Wert-Magnetpunktgeber 14 und
einem Soll-Wert-Magnetpunktgeber 15, ein Soll-Ist-
Wert-Spreizwinkel 18 wird als leistungsbestimmender
Regelwert genutzt. Im folgenden soll das funktionelle
Zusammenwirken der flexiblen Wellenverbindung 19 und
der elektronischen Regeleinheit 21 beispielhaft
erläutert werden.
Auf einem im fast flachen Gelände verlaufenden
Autobahnabschnitt wird ein PKW mit ca. 100 km/h bewegt
und soll auf 130 km/h beschleunigt werden. Aufgrund der
geforderten Beschleunigungskraft wird eine hohe
Antriebskraft der Antriebsräder (Soll-Wert) benötigt.
Durch die von der Triebwerkswelle 1 auf die Ist-Wert-
Scheibe 2 übertragene Antriebskraft werden die gegen
die Drehrichtung wirkenden Spiraldruckfedern 10 soweit
zusammengedrückt, bis die Druckflächen der Ist-Wert-
Antriebsklaue 3 und der Soll-Wert-Antriebsklaue 6 die
Drehkraft übertragen, d. h. daß der Soll- Ist-Wert-
Spreizwinkel 18 jetzt 0° beträgt. Dieser bestehende
Abstand der beiden Magnetpunktgeber 14 und 15 wird an
die elektronische Regeleinheit 21 übermittelt. Das
Fahrzeug wird nun, über elektronische Schaltkreise
geregelt, mit voller Motorleistung (Leistungsstufe II)
beschleunigt. Ist die Soll-Geschwindigkeit von 130 km/h
erreicht, und soll konstant geregelt werden, so muß
jetzt die überschüssige Beschleunigungskraft abgebaut
werden. Das wird elektronisch so geregelt, daß sie bei
bestehender Motorendrehzahl durch die
Mischmengenregelung konstant bleibt. Die jetzt
bestehenden Motorleistungswerte werden durch die
elektronische Regeleinheit 21 mit der notwendigen
Antriebskraft der Antriebsräder (Soll-Wert) verglichen
und nach diesen ermittelten Soll-Werten der Ist-Wert
der Motorleistung elektronisch so geregelt, daß der
Ist-Wert immer nur so groß ist, wie der geforderte
Soll-Wert der Antriebskraft der Antriebsräder. Sind
Triebwerksleistung (Ist-Wert) und die notwendige
Antriebskraft der Antriebsräder (Soll-Wert) gleich
groß, so wird das Fahrzeug in einer konstanten
Fahrgeschwindigkeit bewegt. Wird das Fahrzeug schneller
als die konstante Fahrgeschwindigkeit bewegt, so
besteht ein Leistungsüberschuß. Dieser Fall tritt ein,
wenn die notwendige Antriebskraft der Antriebsräder
(Soll-Wert) geringer ist als der durch die
elektronische Regeleinheit 21 geregelte
Triebwertleistung (Ist-Wert). Jetzt wird der gegen die
Drehrichtung wirkende Druck zwischen Ist-Wert-Scheibe 2
und Soll-Wert-Scheibe 5 gelagerten zwei
Spiraldruckfedern 10 wirksam und die weniger belastete
Soll-Wert-Scheibe 5 wird gegen die Drehrichtung
gespreizt. Die bestehende Drehkraft wird jetzt mittels
der zwei Spiraldruckfedern 10 übertragen. Zwangsläufig
wird der bestehende Abstand zwischen dem Ist-Wert-
Magnetpunktgeber 14 und dem Soll-Wert-Magnetpunkgeber
15 vergrößert. Das bedeutet, für die elektronische
Regeleinheit 21, daß ein Leistungsüberschuß besteht der
so reduziert werden muß, daß die beiden
Magnetpunktgeber 14 und 15 sich parallel
gegenüberstehen. Somit wäre die Triebwerksleistung
(Ist-Wert) wieder der geforderten Antriebskraft der
Antriebsräder (Soll-Wert) angepaßt und eine konstante
Soll-Fahrgeschwindigkeit würde erzielt werden. Die
erforderliche Leistungsreduzierung soll nicht, wie beim
Otto-Motor bekannt, durch Gemischmengenregelung,
sondern durch Beeinflussung des bestehenden Kraftstoff-
Luft-Verhältnisses erzielt werden. Das bedeutet, daß
für den Fahrzeugbeschleunigungs- und den maximalen
Leistungsbereich (Soll-, Ist-Wertspreizwinkel 18 0°)
das Kraftstoff-Luft-Verhältnis 1 : 15 beträgt
(spezifischer Kraftstoffverbrauch g/kWh 0,127 - in Liter
umgerechnet l/kWh = 0,175). Ist aber eine geringere
Triebwerksleistung bei gleich großer
Fahrgeschwindigkeit gefordert, so werden nur die in den
bestehenden Kraftstoff-Luft-Verhältnis vorhandenen
leistungsbestimmenden Kraftstoffanteile reduziert,
jedoch die vorhandene Gesamtgemischmenge bleibt
konstant. Der Gemischverdichtungsgrad wird nicht
beeinträchtigt. Die im Kraftstoffgemischverhältnis
enthaltenen Kraftstoffanteile sollen bis dicht an die
Zündgrenze abgemagert werden.
Fig. 4 zeigt die mit der Erfindung erzielbaren
Vorteile. Als Grundlage dieser Darstellung wird davon
ausgegangen, daß ein Kraftzeug auf einem im flachen
Gelände verlaufenden Autobahnabschnitt mit einer
konstanten Soll-Fahrgeschwindigkeit von 130 km/h bewegt
werden soll. Abhängig von dieser Fahrgeschwindigkeit
von 130 km/h beträgt die Motorendrehzahl 4000 U/min.
Dies entspricht einer maximalen Motorleistung von 61/83
kw/PS bei Nutzung einer Leistungsstufe 2 (500 cm³)
eines Drehkolbenmotors. Der maximale
Kraftstoffverbrauch beträgt 10,6 l/h bei einem
Kraftstoff-Luft-Verhältnis von 1 : 15. Wird ein
Kraftfahrzeug auf einer als Grundlage angeführten
Fahrstrecke und konstanter Fahrgeschwindigkeit bewegt,
so sind aber die dem Fahrzeug auferlegten äußeren
Gesamtfahrwiderstände sehr unterschiedlichen Werten
ausgesetzt. So zum Beispiel der Luftwiderstand durch
Schiebe- oder Gegenwind und der Rollwiderstand durch
ansteigende oder geneigte Fahrbahn usw. oder
Witterungsbedingungen (trockene oder nasse Fahrbahn).
Abhängig von diesen zeitweiligen und sehr
unterschiedlich belastenden Widerstandswerten, die dem
Kraftfahrzeug im Fahrzeugnutzungsbereich auferlegt
werden, muß auch die notwendige Antriebskraft an den
Antriebsrädern den jeweils bestehenden
Widerstandswerten angepaßt werden. Dies kann aber nur
durch Beeinflussung der vorhandenen Motorleistung
ermöglicht werden. Die erzielbaren Vorteile des
Zusammenwirkens der flexiblen Wellenverbindung 19 und
der elektronischen Regeleinheit 21 werden in der
dargestellten, in sechs Feldern unterteilten
Motorleistungs- und Kraftstoffverbrauchstabelle, ganz
andeutig erkennbar. Durch die dargestellte
elektronische Kraftstoffeinspritzmengenregelung und die
zugeordneten zwei Leistungsstufen I und II werden
abhängig vom Soll-Wert der Antriebskraft der
Antriebsräder sehr unterschiedliche Motorleistungs- und
Kraftstoffverbrauchswerte erzielt, wie aus der Fig. 4
ersichtlich ist. So werden bei einer konstanten
Motorendrehzahl von 4000 U/min die Motorleistung von
maximal 61/83 kw/PS auf minimal 14/19 kw/PS und der
Kraftstoffverbrauch vom maximal 10,6 auf minimal 2k, 45
Liter verringert. Wird davon ausgegangen, daß bei den
in der Berechnungstabelle unterteilten sechs Feldern
und den ermittelten unterschiedlichen Motorleistungs-
und Kraftstoffverbrauchswerten im Fahrverlauf der
angeführten 130 km langen Fahrstrecke jedes einzelne
Feld 10 min genutzt wird, so ergeben sich folgende
Mittelwerte:
- - Motorleistung 31-42,6 kw/PS
- - Kraftstoffverbrauch 5,42 l
Daraus errechnet sich sich ein Kraftstoffverbrauch von
4,17 l/100 km.
Fig. 5 zeigt schematisch das Zusammenwirken der
elektronischen Regeleinheit 21 mit der flexiblen
Wellenverbindung 19 und den sonstigen, für die
Bedienung des Kraftfahrzeuges notwendigen
Funktionselementen. Im Cockpit des Fahrzeuges sollte
beispielsweise eine leicht zugängliche Tastatur mit
sechs Tastschaltern angebracht werden, mit deren Hilfe
die einzelnen Funktionen der elektrischen Regeleinheit
21 beeinflußt werden können. Ferner ist es
erforderlich, daß im Blickfeld zur Fahrbahn eine in
fünf Felder unterteilte digitale Anzeige vorgesehen
ist. Bei jedem Stillstand der Antriebsräder wird der
Motor des Fahrzeuges über die elektronische
Regeleinheit 21 abgeschaltet. Das bedeutet, daß bei
jedem Ampel- oder Staustopp kein Leerlauf besteht. Ein
erwünschter Leerlauf (z. B. Einparken) kann durch
Drücken einer Leerlauftaste L erzielt werden. Dieser
wird aber bei einer bestimmten Geschwindigkeit durch
die elektronische Regeleinheit 21 gelöst. Bei
Betätigung eines Kupplungspedales 37 wird gleichzeitig
durch einen Starterkontaktschalter 38 ein elektrischer
Startmotor eingeschaltet. Der Motor wird geräuschlos
gestartet. Selbstverständlich kann der Motor auch durch
Drücken einer Startertaste S gestartet werden. Soll ein
Kraftfahrzeug vom Stand aus beschleunigt werden, wird
durch die dazu erforderliche Beschleunigungskraft eine
hohe Motorleistung gefordert. Diese wird durch Nutzung
der einzelnen Getriebegangstufen als Antriebskraft der
Antriebsräder übertragen. Dabei ist ein rechtzeitiger
Gangwechsel von großer Wichtigkeit, weil hohe
Motorendrehzahlen einen völlig sinnlosen
Energieverbrauch und eine zusätzliche Umweltbelastung
mit sich bringen. Nachdem der Motor über einen
Starterkontaktschalter 38 mit einem elektrischen
Startmotor 39 gestartet ist, wird der erste Gang nach
Betätigung eines Kupplungspedales 37 eingelegt. Durch
Betätigung des Gaspedales 22 wird gleichzeitig der
damit verbundene Soll-Wert-Magnetpunktgeber 15
beeinflußt und der jeweilige Soll-Wert an die
elektronische Regeleinheit 21 übermittelt. Nach diesen
übermittelten Soll-Werten wird die geforderte
Motorleistung durch die elektronische Regeleinrichtung
wie folgt geregelt:
Über einen Schrittmotor 30 wird ein Luftmengenregler 29 und elektrische Einspritzdüsen für die Frischgaskammern (A+C) und (B+D) 31 und 32 so beeinflußt, daß vier Frischgaskammern A, B, C und D eines Triebwerkes 35, das mit einem Verdichter 34 kombiniert ist, mit einem Kraftstoff-Luft-Verhältnis von 1 : 15 voll versorgt werden (Leistungsstufe II). Das Fahrzeug wird vom Stand aus kraftvoll beschleunigt. Der Kraftstoff-Ist-Wert- Spreizwinkel 18 beträgt jetzt 0°. Nachdem das Fahrzeug in Bewegung versetzt worden ist, besteht jetzt gegenüber der notwendigen Antriebskraft der Antriebsräder (Soll-Wert) ein Leistungsüberschuß der derzeitigen Ist-Wert-Motorleistung. Das hat zur Folge, daß der Soll-Ist-Wert-Spreizwinkel 18 vergrößert wird. Beträgt der von den Ist-Wert-Hall-Sensor 16 und dem Soll-Wert-Hall-Sensor 17 ermittelten Soll-Ist-Wert- Spreizwinkel 18 5°, so wird, durch die elektronische Regeleinheit 21 beeinflußt, an einer Ganganzeige 27 durch Blinksignale ein Gangwechsel gefordert. Dieser ermittelte Schaltzeitpunkt kann abhängig vom Rollwiderstand und Fahrbahnwinkel zeitlich unterschiedlich sein. Sollte dieser elektronisch ermittelte Schaltzeitpunkt nicht beachtet werden, so daß der von den Hallsensoren 16 und 17 ermittelte Soll- Ist-Wert-Spreizwinkel mehr als 10° beträgt, so wird, durch die elektronische Regeleinheit 21 wiederum beeinflußt, die elektrische Einspritzdüse für die Frischgaskammern (B+D) 32 ausgesetzt. Der Motor wird dann mit der Leistungsstufe I betrieben. Werden aber die Gangwechsel nach dem elektronisch ermittelten Schaltzeitpunkt in den einzelnen Gangstufen, die auf einer Ganganzeige 27 erscheinen, konkret befolgt, so wird das Fahrzeug energiesparend umweltfreundlich und kraftvoll beschleunigt, was sich vor allem im Stadtverkehr positiv auswirkt.
Über einen Schrittmotor 30 wird ein Luftmengenregler 29 und elektrische Einspritzdüsen für die Frischgaskammern (A+C) und (B+D) 31 und 32 so beeinflußt, daß vier Frischgaskammern A, B, C und D eines Triebwerkes 35, das mit einem Verdichter 34 kombiniert ist, mit einem Kraftstoff-Luft-Verhältnis von 1 : 15 voll versorgt werden (Leistungsstufe II). Das Fahrzeug wird vom Stand aus kraftvoll beschleunigt. Der Kraftstoff-Ist-Wert- Spreizwinkel 18 beträgt jetzt 0°. Nachdem das Fahrzeug in Bewegung versetzt worden ist, besteht jetzt gegenüber der notwendigen Antriebskraft der Antriebsräder (Soll-Wert) ein Leistungsüberschuß der derzeitigen Ist-Wert-Motorleistung. Das hat zur Folge, daß der Soll-Ist-Wert-Spreizwinkel 18 vergrößert wird. Beträgt der von den Ist-Wert-Hall-Sensor 16 und dem Soll-Wert-Hall-Sensor 17 ermittelten Soll-Ist-Wert- Spreizwinkel 18 5°, so wird, durch die elektronische Regeleinheit 21 beeinflußt, an einer Ganganzeige 27 durch Blinksignale ein Gangwechsel gefordert. Dieser ermittelte Schaltzeitpunkt kann abhängig vom Rollwiderstand und Fahrbahnwinkel zeitlich unterschiedlich sein. Sollte dieser elektronisch ermittelte Schaltzeitpunkt nicht beachtet werden, so daß der von den Hallsensoren 16 und 17 ermittelte Soll- Ist-Wert-Spreizwinkel mehr als 10° beträgt, so wird, durch die elektronische Regeleinheit 21 wiederum beeinflußt, die elektrische Einspritzdüse für die Frischgaskammern (B+D) 32 ausgesetzt. Der Motor wird dann mit der Leistungsstufe I betrieben. Werden aber die Gangwechsel nach dem elektronisch ermittelten Schaltzeitpunkt in den einzelnen Gangstufen, die auf einer Ganganzeige 27 erscheinen, konkret befolgt, so wird das Fahrzeug energiesparend umweltfreundlich und kraftvoll beschleunigt, was sich vor allem im Stadtverkehr positiv auswirkt.
Nachdem das Fahrzeug durch Nutzung der einzelnen
Gangstufen bis zum fünften Gang beschleunigt ist, aber
eine der Fahrbahn entsprechende Fahrgeschwindigkeit
erzielt werden soll, so wird wie folgt verfahren:
Das Gaspedal 22 wird soweit durchgetreten, bis auf der
im Blickfeld befindlichen digitalen Soll-Wert-
Geschwindigkeitsanzeige 24 die geforderte Soll-Wert-
Geschwindigkeit sichtbar ist. Diese geforderte Soll-
Wert-Geschwindigkeit wird durch die elektronische
Regeleinheit 21 als geforderte Motorleistung gewertet.
Das Triebwerk wird mit der Leistungsstufe II
beschleunigt. Die Ist-Wert-Geschwindigkeitsanzeige 25
zeigt die jeweilige Fahrgeschwindigkeit und die
Drehzahlanzeige 28 die Motorendrehzahl an. Die
Leistungsstufe des Drehkolbenmotors wird auf einer
Leistungsstufenanzeige 26 dargestellt. Hat das
beschleunigte Fahrzeug die auf der Soll-Wert-
Geschwindigkeitsanzeige 24 geforderte Soll-Wert-
Geschwindigkeit erreicht, d. h., daß Fahrgeschwindigkeit
und Sollgeschwindigkeit gleich groß sind, so werden
diese von der elektronischen Regeleinheit 21 erfaßt und
mit dem derzeitigen Soll-Ist-Wert-Spreizwinkel 18
verglichen. Nach diesen elektronisch ermittelten
Regelwerten wird die Motorleistung so beeinflußt, daß
die Fahrgeschwindigkeit konstant bleibend der
geforderten Soll-Wert-Geschwindigkeit entspricht.
Z.B. wird auf einem Autobahnabschnitt ein PKW im
fünften Gang mit einer Fahrgeschwindigkeit von 90 km/h
mit der Leistungsstufe I bewegt, die maximale
Motorleistung beträgt 21/29 kw/PS bei 2800 U/min Das
Fahrzeug soll auf eine konstante Fahrgeschwindigkeit
von 130 km/h beschleunigt werden. Vom Fahrer wird das
Gaspedal 22 soweit durchgetreten, bis die Soll-Wert-
Geschwindigkeitsanzeige 24 die geforderte Zahl von 130
sichtbar macht. Gleichzeitig wird an der Tastatur die
Taste K gedrückt. Der Fuß kann auf dem Gaspedal 22
ruhen. Durch diese der elektronischen Regeleinheit 21
übermittelten Regelwerte, wird das Triebwerk mit der
Leistungsstufe II beschleunigt, bis die
Fahrgeschwindigkeit auf der Ist-Wert-
Geschwindigkeitsanzeige 25 die gleiche Zahl aufweist
wie auf der Soll-Wert-Geschwindigkeitsanzeige 24. Zu
diesem Zeitpunkt beträgt die Motorleistung 61/83 kw/PS
bei 4000 U/min. Diese Motorleistung, die hauptsächlich
durch die geforderte Beschleunigungskraft erzielt worden
ist, wird elektronisch mit dem derzeitig bestehenden
Soll-Ist-Wert-Spreizwinkel 18 verglichen und nach
diesen ermittelten elektronischen Regelwerten wird die
Motorleistung so beeinflußt, daß Motorendrehzahl und
die geforderte Fahrgeschwindigkeit konstant bleiben.
Diese geforderte konstante Fahrgeschwindigkeitsregelung
wird im Fahrverlauf sehr unterschiedlichen äußeren
Gesamtfahrwiderständen ausgesetzt und abhängig von der
erforderlichen Antriebskraft der Antriebsräder (Soll-
Wert) beeinflußt. Diese unterschiedlichen
Widerstandswerte werden über den Soll-Ist-Wert-
Spreizwinkel 18 elektronisch erfaßt und als Regelwert
der Motorleistungsanpassung genutzt, wie in Fig. 4
dargestellt. Die durch Taste K erzielbare
Konstantfahrgeschwindigkeitsregelung kann durch kurzes
Antippen des Gaspedales 22 durch die elektronische
Regeleinheit 21 gelöscht werden. Diese hier
dargestellte konstante Fahrgeschwindigkeitsregelung
kann in allen Fahrbereichen sinnvoll genutzt werden.
Die Vorteile liegen vor allem darin, daß bei langen
übersichtlichen Fahrstrecken der Gasfuß ruhen kann, da
bei verordneter Höchstgeschwindigkeit kein Bußgeld zu
befürchten ist, aber die geforderte Soll-
Fahrgeschwindigkeit korrekt eingehalten wird.
Bezugszeichenliste
1 Triebwerkwelle
2 Ist-Wertscheibe
3 Ist-Wertantriebsklaue
4 Wellenzapfen
5 Soll-Wert-Scheibe
6 Soll-Wertantriebsklaue
7 Wellenlager
8 Getriebewelle
9 Halbrundaussparung
10 Spiraldruckfeder
11 Ist-Wert-Druckplatte
12 Soll-Wert-Druckplatte
13 Kunststoffummantelung
14 Ist-Wert- Magnetpunktgeber
15 Soll-Wert- Magnetpunktgeber
16 Ist-Wert-Hall-Sensor
17 Soll-Wert-Hall-Sensor
18 Soll-Ist-Wert-Spreizwinkel
19 flexible Wellenverbindung
20 Stirnseite
21 elektronische Regeleinheit
22 Gaspedal
24 Soll-Wert-Geschwindig keitsanzeige
25 Ist-Wert-Geschwindig keitsanzeige
26 Leistungsstufenanzeige
27 Ganganzeige
28 Drehzahlanzeige
29 Luftmengenregler
30 Schrittmotor
31 elektrische Einspritzdüse für Frischgaskammer A + C
32 elektrische Einspritzdüse für Frischgaskammer B + D
34 Verdichter
35 Triebwerk
37 Kupplungspedal
38 Starterkontaktschalter
39 elektrischer Startmotor
L Leerlauftaste
M Motorbremstaste
K Konstantregeltaste
S Startertaste
I Leistungsstufekonstanttaste
II Leistungsstufekonstanttaste
A, B,
C, D Frischgaskammern
2 Ist-Wertscheibe
3 Ist-Wertantriebsklaue
4 Wellenzapfen
5 Soll-Wert-Scheibe
6 Soll-Wertantriebsklaue
7 Wellenlager
8 Getriebewelle
9 Halbrundaussparung
10 Spiraldruckfeder
11 Ist-Wert-Druckplatte
12 Soll-Wert-Druckplatte
13 Kunststoffummantelung
14 Ist-Wert- Magnetpunktgeber
15 Soll-Wert- Magnetpunktgeber
16 Ist-Wert-Hall-Sensor
17 Soll-Wert-Hall-Sensor
18 Soll-Ist-Wert-Spreizwinkel
19 flexible Wellenverbindung
20 Stirnseite
21 elektronische Regeleinheit
22 Gaspedal
24 Soll-Wert-Geschwindig keitsanzeige
25 Ist-Wert-Geschwindig keitsanzeige
26 Leistungsstufenanzeige
27 Ganganzeige
28 Drehzahlanzeige
29 Luftmengenregler
30 Schrittmotor
31 elektrische Einspritzdüse für Frischgaskammer A + C
32 elektrische Einspritzdüse für Frischgaskammer B + D
34 Verdichter
35 Triebwerk
37 Kupplungspedal
38 Starterkontaktschalter
39 elektrischer Startmotor
L Leerlauftaste
M Motorbremstaste
K Konstantregeltaste
S Startertaste
I Leistungsstufekonstanttaste
II Leistungsstufekonstanttaste
A, B,
C, D Frischgaskammern
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Regelung der Leistung eines
Drehkolbenmotors mit elektronischer Regeleinheit,
gekennzeichnet dadurch,
daß zwischen einer Triebwerkswelle (1) und einer
Getriebewelle (8) eine flexible Wellenverbindung
(19) angeordnet ist, die aus zwei anliegenden
klauenartig gegenseitig übergreifenden Scheiben (2
und 5) besteht, die jeweils mit der Triebwerkswelle
(1) und der Getriebewelle (8) fest verbunden sind
und die in Drehrichtung der Wellen eine durch die
klauenartigen Übergreifungen begrenztes Spiel
aufweisen, das mittels eines Sensorsystemes
bestimmbar ist und das Sensorsystem mit einer
elektronischen Regeleinheit (21) verbunden ist und
daß zwischen den beiden anliegenden Scheiben (2 und
5) elastische Elemente zur Kraftübertragung
angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet dadurch,
daß die mit der Triebwerkswelle (1) fest verbundene
Scheibe als Ist-Wert-Scheibe (2) und die mit der
Getriebewelle (8) fest verbundene Scheibe als Soll-
Wert-Scheibe (5) ausgebildet sind, die je zwei
gegenüberliegende und die jeweils andere Scheibe
übergreifende Ist-Wert-Antriebsklaue (3) und Soll-
Wert-Antriebsklaue (6) aufweisen, wobei zwischen
den Klauen (3 und 6) ein Spiel besteht, das durch
die Anordnung elastischer Elemente zwischen der
Ist-Wert-Scheibe (2) und der Soll-Wert-Scheibe (5)
in Abhängigkeit von der geforderten und der
tatsächlichen Kraftübertragung zwischen
Triebwerkswelle (1) und Getriebewelle (8) fixierbar
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet dadurch,
daß die sowohl die Ist-Wert-Scheibe (2) als auch
die Soll-Wert-Scheibe (5) Halbrundaussparungen (9)
aufweisen, die an den Innenseiten der Ist-Wert-
Scheibe (2) und der Soll-Wert-Scheibe (5) sich
spiegelbildlich gegenüberliegend angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet dadurch,
daß in den sich gegenüberliegenden
Halbrundaussparungen (9) der Ist-Wert-Scheibe (2)
und der Soll-Wert-Scheibe (5) die elastischen
Elemente auf Ist-Wert-Druckplatten (11) und Soll-
Wert-Druckplatten (12) einwirkbar angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet dadurch,
daß die elastischen Elemente als Spiraldruckfeder
(19) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet dadurch,
daß sowohl die Ist-Wert-Scheibe (2) als auch die
Soll-Wert-Scheibe (5) eine Kunststoffummantelung
(13) aufweisen, an deren Stirnseite (20) Sensoren
angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet dadurch,
daß die an den Stirnseiten (20) der Ist-Wert-
Scheibe (2) und der Soll-Wert-Scheibe (5)
angeordneten Sensoren als Ist-Wert-Magnetpunktgeber
(14) und Soll-Wert-Magnetpunktgeber (15)
ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet dadurch,
daß im Nahbereich des Ist-Wert-Magnetpunktgebers
(14) und des Soll-Wert-Magnetpunktgebers (15)
weitere Sensoren zur Bestimmung des Abstandes
zwischen dem Ist-Wert-Magnetpunktgeber (14) und des
Soll-Weit-Magnetpunktgebers (15) angeordnet sind,
die mit der elektronischen Regeleinheit (21)
verbunden sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet dadurch,
daß die weiteren Sensoren als Ist-Wert-Hall-Sensor
(16) und Soll-Wert-Hall-Sensor (17) ausgebildet
sind.
10. Verfahren zur Regelung der Leistung eines
Drehkolbenmotors unter Verwendung einer
elektronischen Regeleinheit,
gekennzeichnet dadurch,
daß an einer flexiblen Wellenverbindung (19) gemäß
Anspruch 1 das durch unterschiedliche Belastung
während des Fahrens entstehende Spiel mittels eines
Sensorsystemes gemessen wird, die Meßwerte einer
elektronischen Regeleinrichtung (21) zugeführt und
als Ist-, und Soll-Werte verarbeitet werden und
anschließend über eine Gemischmengenregelung oder
über eine Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-
Verhältnisses eine Leistungsoptimierung des
Triebwerkes erreicht wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995126803 DE19526803A1 (de) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Leistung eines Drehkolbenmotors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995126803 DE19526803A1 (de) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Leistung eines Drehkolbenmotors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19526803A1 true DE19526803A1 (de) | 1997-01-16 |
Family
ID=7767520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995126803 Withdrawn DE19526803A1 (de) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung der Leistung eines Drehkolbenmotors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19526803A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010089030A3 (de) * | 2009-02-04 | 2011-10-20 | Helmut Porod | Rotationskolben-brennkraftmaschine |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD130169A5 (de) * | 1976-05-07 | 1978-03-08 | Clark Equipment Co | Dynamische klauenkupplung |
DE3535850A1 (de) * | 1985-10-08 | 1987-04-09 | Heinz Dr Ing Kreiskorte | Kraftfahrzeug mit regelbarer verteilung der antriebs- und bremskraefte |
-
1995
- 1995-07-14 DE DE1995126803 patent/DE19526803A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD130169A5 (de) * | 1976-05-07 | 1978-03-08 | Clark Equipment Co | Dynamische klauenkupplung |
DE3535850A1 (de) * | 1985-10-08 | 1987-04-09 | Heinz Dr Ing Kreiskorte | Kraftfahrzeug mit regelbarer verteilung der antriebs- und bremskraefte |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010089030A3 (de) * | 2009-02-04 | 2011-10-20 | Helmut Porod | Rotationskolben-brennkraftmaschine |
DE102009008205B4 (de) * | 2009-02-04 | 2012-11-08 | Helmut Porod | Rotationskolben-Brennkraftmaschine |
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |