DE2658698A1

DE2658698A1 - Steuereinrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2658698A1
Application number: DE19762658698
Authority: DE
Inventors: Norbert Funk; Siegfried Pueschel
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1976-12-23
Filing date: 1976-12-23
Publication date: 1978-06-29
Also published as: FR2375456A1; GB1587238A; US4164120A

Description

"Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine"

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, die durch ein elektrisches Signal gesteuert wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise eines Hubladers (Gabelstaplers). Die Erfindung bezieht sich somit auch auf die Steuereinrichtung für die Geschwindigkeitsregelung des Kraftfahrzeuges, vorzugsweise eines Hubladers.

Bei solchen Fahrgeschwindigkeitsregelungen von Fahrzeugen soll das elektrische Signal abhängig von der Lage eines Fahrpedales gegeben werden. Es ist bereits vorgeschlagen worden_f zu diesem Zweck ein mit dem Fahrpedal verbundenes Potentiometer zu verwenden, welches ein elektrisches Spannungssignal an das Regel-

-2-

809826/0327

A 585

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

organ der Brennkraftmaschine gibt. Solche Äordnung hat den Nachteil, daß derartige elektrische Potentiometer in Bezug auf Stoßempfindlichkeit und sonstige Empfindlichkeit gegen mechanische Einflüsse und Verschleiß sehr empfindlich sind. In dem Bereich eines Fahrzeuges, in dem Pedalbewegungen übertragen werden_sollen jedoch nur möglichst robuste Organe angeordnet sein. Darüber hinaus haben solche Potentiometer den Nachteil, daß die Abhängigkeit der Signalgröße von der Stellgröße des willkürlich betätigbaren Betätigungsorganes nur sehr schwer verändert werden kann bzw. zur Veränderung zusätzliche Einflußorgane erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Geberorgan für das elektrische Signal zu schaffen, das sehr robust und unempfindlich ist und das mit einfachen Mitteln erlaubt, die Abhängigkeit der Größe des elektrischen Signales vom Betätigungsweg des willkürlich betätigbaren Signales zu verändern.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen MerSmale gelöst.

Hierbei ist zu bemerken, daß bereits eine Steuereinrichtung für die Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges mit elektrischem Antrieb bekannt ist, bei der durch ein willkürlich betätigbares

309826/0327

A 585

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

Betätigungsorgan eine Vorrichtung betätigt wird, die einen Strom veränderlicher Stärke bzw. eine Spannung veränderlicher Höhe • steuert, wobei diese Vorrichtung aus einer Lichtquelle und einem den Lichtstrom in einen elektrischen Strom umsetzenden Organ sowie aus einer mit dem willkürlich betätigbaren Hebel verbundenen, in den Lichtstrom zwischen der Lichtquelle und dem Organ einschiebbaren Blende besteht (Patentanmeldung P 2h ~$Κ 167.Ι). Diese bekannte elektrische Steuervorrichtung hat sich in der Praxis sehr gut bewährt, ist aber nur bekannt in Zusammenhang mit einem elektrischen Fahrzeugantrieb. Das heißt, bisher ist diese elektri« sehe Steuerung nur für ein elektrisches Antriebssystem bekannt. Auch hier besteht allerdinge der Grundgedanke darin, die mechanischen Teile, die mit dem Fahrpedal verbunden sind.und auf die entsprechende Stoßkräfte ausgeübt werden können, vollkommen von dem empfindlichen elektrischen Teilen zu trennen. Jedoch ist die Verknüpfung nur mit einem elektrischen Fahrantrieb gegeben.

Die Erfindung besteht also zu einem wesentlichen Teil in der Übertragung einer solchen Steuereinrichtung von einem elektrischen Antrieb auf einen Antrieb mit Brennkraftmaschine, das heißt }iin der Anwendung des ansich bekannten Gebers für die Steuerung einer Brennkraftmaschine. Durch die Verwendung des berührungslos verschleißfrei arbeitenden Gebers wird die Steuerung der Brennkraftmaschine

-4-

809826/0327

A 585

LINDE AKTSENQESELLSCHAFT

betriebssicherer. Darüber hinaus ermöglicht die Steuerung gemäß der Erfindung, gut eine Anpassung der Steuerfunktion, das heißt der Größe des elektrischen Signales an den Pedalweg. Eine solche Anpassung ist vor allen Dingen wesentlich bei Antriebsaggregaten., insbesondere für Fahrzeuges vorzugsweise für Hublader, bei denen die Brennkraftmaschine ein hydrostatisches Getriebe treibt und von dem willkürlich betätigbaren Betätigungsorgan bei einem Fahrzeug, also vorzugsweise von dem Fahrpedal aus₍ nicht nur die Brennkraftmaschine sondern auch das hydrostatische Getriebe verstellt werden soll. Dabei ergeben sich zwei Leistungsbereiche, wobei im ersten Leistungsbereich das Getriebe mit zunehmender Verstellung auf höhere Abtrlebsdrehzahi mehr Leistung aufnimmt während im anschließenden Bereich die Brennkraftmaschine jeweils ihre volle Leistung abgeben soll, weil das hydrostatische Getriebe die volle Leistung aufnimmt. Dabei kann die Pedalsteuerung derart ausgestaltet sein, daß der Pedalweg das Getriebe über die Neutrallage hinaus in die andere^ Abtriebsdrehsinnrichtung, das heißt bei einem Fahrantrieb in die andere Fahrrichtung umsteuert. Die Steuerung der Brennkraft- " maschine muß dann aber ausgehend von der Neutrallage des Getriebes in beiden Richtungen gleich sein. Das kann in sehr einfacher Weise erreicht werden, indem die in den Lichtstrom eintauchende Blende entsprechend ausgestaltet wird.

-5-

809826/03*7

A 585

LINDE AKTfENGESELLSCHAFT

Für Antriebsaggregate, insbesondere von Hubladern, kann es zweckmäßig sein, wenn außer durch das Fahrpedal die Drehzahl der Brennkraftmaschine durch ein zweites Betätigungsorgan willkürlich erhöht werden kann., beispielsweise dann, wenn die Hubeinrichtung des Hubladers auf Heben mit großer Hubgeschwindigkeit eingestellt werden kann.- Für diesen Zweck kann es vorteilhaft sein, daß durch ein zweites Betätigungsorgan die

Lage der Blende gegenüber dem ersten Betätigungsorgan veränderist

bar oder eine zweite Blsnde abhängig von einem zweiten Betätigungsorgan in den Lioiifcström eingetaucht werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

In Figur 1 ist ein Sehaltschema zu der Steuerung einer Brennkraftmaschine .

Figur 2 zeigt im Schnitt einen Geber für ein elektrisches Signal gemäß der Erfindung.

Figur 5 zeigt die zu erzielenden Steuerkurven.

Das Fahrpedal 1 1st über den Hebel 2 mit dem Sollwertgeber j5 verbunden, der über die elektrische Leitung 4 ein Sollwertsignal

A 585

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

in Form einer elektrischen Spannung an den elektronischen Regler 5 gibt, der über die Leitung 6 die Energiezufuhr zu der Brennkraftmaschine 7 regelt. Durch die Leitung 8 wird ein drehzahlabhängiges Signal an den Regler 5 gegeben. Ist die Brennkraftmaschine eine nach dem Ottoprinzip arbeitende, mit Treibgas betriebene Kolbenbrennkraftmaschine, kann beispielsweise das durch die Leitung β gegebene Signal auf den Verstellmagneten der Drosselklappe einwirken, durch die der Treigasstrom freigegeben wird, und kann durch die Leitung 8 ein Signal gegeben werden, welches die Anzahl der Zündungen in einem bestimmten Zylinder der Brennkraftmaschine 7 angibt. In dem Regler 5 wird das durch die Leitung 8 gegebene Istwertsignal mit dem durch die Leitung 4 gegebenen Sollwertsignal verglichen und aufgrund des Vergleiches in die Leitung 6 ein Signal gegeben, welches bewirkt, daß sich die tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmascliine 7 so weit wie technisch möglich dem Sollwert nähert.

Der Block 9 ^a^s einem kalt vergießbaren Kunstharz wird mit seiner Basisfläche 10 auf eine Grundplatte für die elektrische Steuerung geklebt. In den Block 9 ist als Lichtquelle eine Lumineszenzdiode (LED) 11 eingegossen, die über die beiden Anschlüsse 12 und 1J5 an die Spannung einer Batterie gelegt ist. Der gleiche Block 9 kann

wahlweise für die Steuerung eines Elektrofahrzeuges oder einer Brennkraftmaschine benutzt werden.

809826/0327

A 585

LINOH AKTIENGESELLSCHAFT

ιο

Auf der anderen Seite des Blockes 9 ist in diesen ein Fotowiderstand 14 eingegossen, der an die beiden elektrischen Leitungen 15 und 16 angeschlossen ist. Zwischen der Lumineszenzdiode 11 und dem Fotowiderstand 14 ist eine durchgehende Bohrung 17 vorgesehen, so daJ3 der von der Lumineszenzdiode 11 ausgehende Lichtstrom durch die Bohrung 17 auf den Fotowiderstand 14 fallen kann. Weiterhin ist in dem Block 9 ein Schlitz l8 vorgesehen, in den eine Blende 19 willkürlich eingeschoben werden kann. Je nach der Tiefe, mit der die Blende 19 in den Schlitz l8 eingeschoben ist_r schirmt die Blende mit ihrem vorderen Bereich einen Teil des Lichtstromes ab, der von der Lumineszenzdiode 11 ausgeht.

In dem Diagramm Figur 3 ist auf der Aiszisse der Betätigungsweg j des willkürlich betätigbaren Organes, das heißt des Fahrpedales aufgezeichnet (Pfeil 20). Auf der Ordinate ist einerseits die Steuerspannung , das heißt die Größe des durch die Leitung 4 fließenden Sollwertsignales (Pfeil 22) und andererseits die Drehzahl der Brennkraftmaschine J₃ das heißt die Größe des dursh die Leitung 8 fließenden Signales (Pfeil 23) aufgetragen.

Die Kurve 24 zeigt die Abhängigkeit der Steuerspannung von dem Pedalweg und die Kurve 25 zeigt die Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine 7 von dem Pedalweg.

Patentansprüche;

-8-809826/0327

Claims

Patentansprüche:

'"Λ

1.) Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise die Kolbenbrennkraftmaschine eines Fahrzeuges₍insbesondere eines Hubladers mit einem die Brennkraftmaschinendrehz#ahl abhängig von einem elektrischen Signal steuernden Regelorgan und mit einem Geber für das elektrische Signal, der mittels eines Betätigungsorganes willkürlich einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber aus einer Lichtquelle (11)₍ einem deren (11) Lichtstrom in ein elektrisches Signal umwandelnden Organ (14) und einer in den Raum zwischen Lichtquelle (11) und dem den Lichtstrom in ein elektrisches Signal umwandelnden Organ (l4) eintauchbaren, mit dem Betätigungsorgan (l) verbundenen Blende (19) besteht.

2.) Steuereinrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Lumineszenzdiode (LED) ist.

5») Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Lichtstrom in ein elektrisches Signal umwandelnde Organ ein Fotowiderstand ist.

Steuereinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lumineszenzdiode (11) und der Foto-

809826/0377

ORIGINAL INSPECTED

^A 585 LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

widerstand (14) in einem gemeinsamen Block (9) vorzugsweise aus einem Kunststoff derart eingebaut sind, daß eine freie Sichtverbindung (17) zwischen diesen beiden Teilen (11 und 14) gegeben ist und daß in diesem Block (9) ein Schlitz @8) derart angeordnet ist, daß die ge^nnte Sichtverbindung quer durch diesen Schlitz (18) verläuft, in den die Blende (19) eintauchbar ist.

5·) Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Blende gegenüber dem Betätigungsorgan willkürlich einstellbar ist.

6.) Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei je mit einem willkürlich betätigbaren Steuerorgan verbundene Blenden in den Lichtstrom eintauchbar sind.

7·) Anwendung einer Steuereinrichtung vorzugsweise für die Fahrgeschwindigkeitsregelung eines Fahrzeuges mit einem willkürlich betätigbaren Betätigungsorgan (l), einer Lichtquelle (11), einem den Lichtstrom der Lichtquelle (11) in ein elektrisches Signal umwandelnden Organ (l4) und einer in den Lichtstrom eintauchbaren, mit dem Betätigungsorgan (l) verbundenen Blende (19) nach Patent 2 4j?4 1β7 (Patentanmeldung P 24 34 I67.I) als Geber für das elektrische Signal für die Steuerung des Regelorganes einer Brennkraftmaschine (7)·

•6/0327

^A 585 LSNDEAKTIENGESELLSCHAFT

8.) Anwendung nach Anspruch J₅, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine (7) eine mit Treibgas betriebene Kolbenbrennkraftmaschine ist und daß das elektrische Signal (in der Leitung 6) dem Verstellmagneten der Drosselklappe des Mischers an der Treibgasleitung zugeführt wird.

9.) Anwendung nach Anspruch 7 für einen Fahrzeugantrieb ₃ dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug mit einem hydrostatischen Getriebe versehen ist.