DE2814384C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung und Bereitstellung eines Unterdrucks in Fahrzeug-Hilfskraftsystemen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung.

Aus der DE-OS 24 06 182 ist eine derartige Einrichtung bekannt, bei der ein Unterdruckspeicher vorgesehen ist, der über ein Rückschlagventil an die Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors angeschlossen ist. In der Ansaug­ leitung ist eine Drosselklappe angeordnet, die auf einer Welle befestigt ist, die einerseits mit einem mit dem im Unterdruckspeicher herrschenden Druck beaufschlagbaren druckgesteuerten Bauteil und andererseits mit einem Kabelzug zusammenwirkt, der mit dem Gaspedal des mit dem Verbrennungsmotor ausgerüsteten Fahrzeuges verbunden ist. Außerdem ist an der Welle ein zweiter Kabelzug be­ festigt, der eine den Verbrennungsmotor mit Brennstoff versorgende Einspritzpumpe betätigt.

Weniger vorteilhaft ist bei der bekannten Einrichtung anzusehen, daß eine Drosselung des Motors bei bestimmten Betriebszuständen erfolgen kann, wie beispielsweise beim Leerlauf oder Beschleunigen, bei denen sie sich besonders nachteilig auswirkt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen besonders geeigneten Zeitpunkt zur Erzeugung des Unterdrucks zu bestimmen, der beim "Schieben" des Fahrzeuges, d. h. wenn dessen kinetische Energie größer ist als das Drehmoment des Motors, bzw. beim raschen Gaswegnehmen gegeben ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung erfindungsgemäße durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine besonders geeignete Anordnung zur Erfassung der Gashebel-Rückstellgeschwindigkeit besteht darin, daß die zweiten Mittel einen flüssigkeitsgefüllten Zylinder, eine darin angeordnete Feder und einen Kolben umfassen, wobei der Kolben mit dem Gashebel mechanisch unelastisch ver­ bunden und von der Feder in Richtung auf den Gashebel beaufschlagt ist und weiterhin ein Drosselventil und ein Rückschlagventil, welches das Durchströmen der Flüssigkeit bei Vorwärtsbewegungen des Gaspedals ge­ stattet, aufweist.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungs­ gegenstandes ist vorgesehen, daß die ersten und zweiten Mittel elektrische Signale abgeben und daß ein elektro­ magnetisch betätigtes Drosselklappen-Stellglied vorge­ sehen ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungs­ gemäßen Einrichtung zur Steuerung des Unter­ druckes in einem Bremskraftverstärker mit einer Anordnung zur Erfassung der Gashebel- Rückstellgeschwindigkeit,

Fig. 2 einen Ausschnitt des Kolbens in der Anordnung zur Erfassung der Gashebel-Rückstellgeschwin­ digkeit und

Fig. 3 eine Einrichtung gemäß Fig. 1, bei der jedoch die Signale von einem elektronischen Rechner erfaßt werden und der Rechner das Drossel- Stellglied in Abhängigkeit der Signale steuert.

In Fig. 1 ist ein Rohr 1 eines Motor-Ansaugsystems mit einer Drosselklappe 2 versehen, die schwenkbar gelagert ist und sich in ihrer ersten Stellung koaxial zu dem Rohr 1 befindet und in ihrer zweiten Stellung gegen An­ schläge 3, 3* im Rohr 1 anliegt. Zwischen der Drossel­ klappe 2 und einem Motor (in der Zeichnung nicht dar­ gestellt) ist in dem Rohr 1 ein Anschluß 4 für eine Saug­ luftleitung 5 vorgesehen, deren anderes Ende an einem Anschluß 6 eines Bremskraftverstärkers 7 befestigt ist. Die Saugluftleitung 5 ist außerdem mit einem Membran­ schalter 8 verbunden. Der Membranschalter 8 umfaßt ein Unterdruckgehäuse 9 mit einer Membran 10, die von einer Feder 11 beaufschlagt ist, und ein Schaltergehäuse 12 mit einem elektrischen Schließkontakt 13, der mittels eines Stiftes 14 von der Membran 10 betätigt wird.

An einer Spritzwand 15 ist eine Pedalhalterung 16 eines Gashebels 17 befestigt. Mit dem Gashebel 17 wird in be­ kannter Weise ein Seilzug 18 betätigt. Der Gashebel 17 wirkt außerdem auf eine Einrichtung 19, die zur Erfassung der Gashebel-Rückstellgeschwindigkeit und zur Abgabe eines elektrischen Signals, sofern die Gashebel-Rückstellge­ schwindigkeit einen bestimmten Wert erreicht, geeignet ist. Die Einrichtung 19 umfaßt einen flüssigkeitsgefüll­ ten Zylinder 20 mit einer Druckfeder 21 und einem Kolben 22. Der Zylinder 20 weist an einer dem Gashebel 17 zu­ gewandten Stirnseite eine Bohrung auf, durch die eine an dem Kolben 22 und am Gashebel 17 befestigte Stange 23 geführt und gegen den Zylinder 20 abgedichtet ist. Die Feder 21 ist in dem Zylinder 20 auf der dem Gashebel 17 abgewandten Seite des Kolbens 22 angeordnet. Ein ver­ größerter Ausschnitt des Kolbens 22 ist in Fig. 2 dar­ gestellt. An der dem Gashebel 17 abgewandten Seite des Zylinders 20 ist eine Stange 24 befestigt, die in einer Bohrung einer Wand 25 geführt und mit zwei Anschlägen 26 und 27 versehen ist. Der Anschlag 27 betätigt über einen Stift 28 einen elektrischen Schließkontakt 29.

Ein Pol einer Stromquelle 30 ist durch eine Leitung 31 an den Schließkontakt 29 geschaltet und die andere Seite des Schließkontaktes 29 ist durch eine Leitung 32 mit dem Schließkontakt 13 verbunden. An der anderen Seite des Schließkontaktes 13 ist eine Leitung 33 angeschlos­ sen, die an eine Spule eines elektromagnetischen Stell­ gliedes 34, welches mittels eines Stiftes 35 auf die Drosselklappe 2 wirkt, gelegt ist. Das andere Spulen­ ende ist über eine Leitung 36 mit dem zweiten Pol der Stromquelle 30 verbunden.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt des Kolbens 22 dargestellt. Der Kolben 22 ist mit einer Öffnung 37 versehen, die von einer Stirnseite zur anderen reicht und in ihrem Mittelteil als Drosselventil 38 ausgebildet ist. Eine achsparallele Bohrung 39 reicht ebenfalls über die ge­ samte Breite des Kolbens 22. Auf der Stirnseite des Kol­ bens 22, an der die Stange 23 angreift, ist ein die Bohrung 39 bedeckendes Federblatt 40 angeordnet, welches an einem Ende derart befestigt ist, daß ein Schließen oder Öffnen der Bohrung 39 in Abhängigkeit von der Rich­ tung des Flüssigkeitsstromes in der Bohrung 39 erfolgt.

Die Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung wird wie folgt beschrieben:

Bei Betrieb des Motors wird im Rohr 1 des Motor-Ansaug­ systems ein Unterdruck erzeugt, wobei die Größe des Unterdruckes von der Motordrehzahl und der Stellung einer nicht dargestellten Vergaserdrosselklappe ab­ hängig ist. Weil das Rohr 1 über die Saugluftleitung 5 mit dem Bremskraftverstärker 7 verbunden ist, herrscht im Bremskraftverstärker 7 stehts derselbe Unterdruck wie im Rohr 1. An der Saugluftleitung 5 ist außerdem der Membranschalter 8 angeschlossen, in dessen Unter­ druckgehäuse 9 derselbe Unterdruck herrscht wie im Rohr 1. Dadurch wird die Membran 10 gegen die Spann­ kraft der Feder 11 gehalten und der über den Stift 14 mit der Membran 10 verbundene Schließkontakt 13 ist ge­ öffnet. Beim Niedertreten des Gaspedals wird der Kol­ ben 22, der über die Stange 23 mit dem Gashebel 17 ver­ bunden ist, gegen die Feder 21 im Zylinder 20 bewegt. Da der mit einer Flüssigkeit gefüllte Zylinder 20 über die Stange 24 und den Anschlag 27 an der Wand 25 abge­ stützt ist und sich gegen diese nicht verschieben kann, entsteht auf der Seite des Kolbens 22, auf der die Feder 21 angeordnet ist, ein Überdruck, der jedoch schnell abgebaut wird, weil die Flüssigkeit zum großen Teil durch die Bohrung 39 strömt und das Federblatt 40 von der Bohrung 39 abhebt. Ein kleiner Teil der Flüssig­ keit fließt durch die mit dem Drosselventil 38 versehene Öffnung 37.

Wird der Fuß vom Gaspedal genommen, so bewegt sich der Gashebel 17 zurück in seine Ausgangslage. Dieser Bewe­ gung folgen den Stange 23 und der Kolben 22, die unela­ stisch mit dem Gashebel 17 verbunden sind. Dabei wird die Flüssigkeit in dem Raum des Zylinders 20, der dem Gas­ hebel 17 zugewandt ist, komprimiert. Da die Bohrung 39 von dem Federblatt 40 verschlossen ist, kann der Druck­ ausgleich nur durch die Öffnung 37 mit dem Drosselven­ til 38 erfolgen. Von der Größe des Drosselventils 38 ist es abhängig, in welcher Zeit der Druckausgleich erfolgt; das Drosselventil 38 bestimmt daher den Schwell­ wert für die Erfassung der Gashebel-Rückstellgeschwindig­ keit. Es ist deshalb je nach Größe der Drosselbohrung 38, Stärke der Feder 21 und Lage des Kolbens 22 im Zylin­ der 20 eine Zeit lang der Druck in der einen Kammer des Zylinders 20 größer als die Kraft der Feder 21, was zur Folge hat, daß der gesamte Zylinder 20 und die Stange 24 in Richtung auf den Gashebel 17 bewegt werden. Der Weg des Zylinders wird durch den Anschlag 26 begrenzt. Auf­ grund der Verschiebung des Zylinders 20 bzw. der Stange 24 betätigt der Anschlag 27 über den Stift 28 den Schließkontakt 29 und verbindet dadurch die Leitungen 31 und 32.

Sofern zu dem Zeitpunkt, in dem der Gashebel 17 zurück­ gestellt und somit der Kontakt 29 geschlossen wird, der Unterdruck im Bremskraftverstärker 7 einen bestimmten Minimalwert nicht erreicht, so wird die Membran 10 im Membranschalter 8 von der Feder 11 in eine Stellung ge­ bracht, in welcher der Schließkontakt 13 die Leitungen 32 und 33 verbindet. Die Spule des elektromagnetischen Stellgliedes 34 wird nun vom Strom durchflossen, wodurch der Stift 35 bewegt und die Drosselklappe 2 durch An­ legen an die Anschläge 3, 3* das Rohr 1 schließt. Da jetzt das Rohr 1 verschlossen ist, wird durch die Saug­ wirkung des Motors im Rohr 1 und im Bremskraftverstärker 7 in Bruchteilen von Zehntelsekunden ein großer Unterdruck er­ zeugt. Sobald der Unterdruck den Schaltpunkt des Membran­ schalters 8 erreicht, unterbricht der Schließkontakt 13 den Stromkreis, was zur Folge hat, daß die Drossel­ klappe 2 wieder geöffnet wird. Da sich dieser Vorgang in Bruchteilen von Zehntelsekunden vollzieht, öffnet der Schließkontakt 13 früher als der Schließkontakt 29.

In Fig. 2 ist ein Rohr 1 eines Motor-Ansaugsystems mit einer Drosselklappe 2 versehen, die schwenkbar gelagert ist und sich in ihrer ersten Stellung koaxial zu dem Rohr 1 befindet und in ihrer zweiten Stellung gegen Anschläge 3, 3* im Rohr 1 anliegt. Zwischen der Drossel­ klappe 2 und einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Motor ist in dem Rohr 1 ein Anschluß 4 für eine Saug­ luftleitung 5 vorgesehen, deren anderes Ende an einem Anschluß 6 eines Bremkraftverstärkers 7 befestigt ist. Die Drosselklappe 2 wird von einem elektromagnetischen Stellglied 34 mittels eines Stiftes 35 bewegt. Das elek­ tromagnetische Stellglied 34 ist durch Leitungen 41 und 42 mit einer elektronischen Steuereinheit 43 verbunden, die einen Analog- oder Digitalrechner umfassen kann. Die Steuereinheit 43, die an eine Stromquelle 30 ge­ schaltet ist, weist eine Anzahl von Anschlüssen auf, an die mehrere Sensoren, welche ein vom Meßwert abhängiges elektrisches Signal abgeben, angeschlossen werden kön­ nen. Ein mit "P" bezeichneter erster Sensor 44 mißt den in der Saugluftleitung 5 herrschenden Unterdruck, ein zwei­ ter Sensor 45 dient zum Messen der Gashebel-Rückstell­ geschwindigkeit. Außerdem sind weitere Sensoren 46, 47 und 48 vorhanden, die weitere motor- und fahrzeugspezi­ fische Daten erfassen und dementsprechende Signale an die Steuereinheit 43 geben. Als Meßgrößen sind beispiels­ weise die folgenden geeignet: Motordrehzahl, Motorbe­ schleunigung, Motorverzögerung, Fahrzeuggeschwindig­ keit, Gashebelstellung, Bremshebelstellung usw.

Die Funktionsweise der Einrichtung gemäß Fig. 3 wird wie folgt beschrieben:

Der Sensor 44 mißt den in der Saugluftleitung 5 bzw. im Brems­ kraftverstärker 7 herrschenden Unterdruck und gibt ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 43. Die Sen­ soren 45, 46, 47 und 48 messen die Größen, zu deren Er­ fassung sie eingesetzt sind, und geben ebenfalls den Meßwerten entspechende Signale an die Steuereinheit 43. Die Steuereinheit ermittelt aus sämtlichen anliegenden Signalen den jeweils günstigen Zeitraum zur Unterdrucker­ zeugung. Sind die Bedingungen für eine Unterdruckerzeugung ohne Beeinträchtigung für den Motorlauf oder den Fahr­ betrieb gegeben, so wird von der Steuereinheit 43 das elektromagnetische Stellglied 34 betätigt und die Dros­ selklappe 2 schließt durch Anlegen an die Anschläge 3, 3* das Rohr 1. Da nun das Rohr 1 verschlossen ist, wird durch die Saugwirkung des Motors im Rohr 1 und im Brems­ kraftverstärker 7 in Bruchteilen von Zehntelsekunden ein großer Unterdruck erzeugt. Es genügt also, wenn die Bedingungen für das Schließen der Drosselklappe 2 kurzzeitig ge­ geben sind.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Erzeugung und Bereitstellung eines Unterdrucks in Fahrzeug-Hilfskraftsystemen, insbe­ sondere Bremskraftverstärkern, bei denen die Druck­ differenz zwischen dem Unterdruck und atmosphä­ rischem Druck genutzt wird, mit mindestens einer von einem Stellglied betätigten Drosselklappe, die im Ansaugsystem eines Verbrennungsmotors angeordnet ist, einer Saugluftleitung, von der ein Ende am Hilfskraftsystem und das andere Ende am Ansaugsystem zwischen der Drosselklappe und dem Motor ange­ schlossen ist, mit einem ersten Mittel zur Messung des Unterdruckes und zur Abgabe eines Signals bei Erreichen mindestens eines Grenzwertes und zweiten Mitteln zur Erfassung mindestens eines weiteren Be­ triebszustandes des Motors und/oder Fahrzeugs und zur Abgabe eines von diesem Betriebszustand ab­ hängigen Signals, wobei die Steuerung der Drossel­ klappe in Abhängigkeit der Signale der ersten und zweiten Mittel erfolgt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweiten Mittel die Gashebel-Rückstellgeschwindigkeit erfassen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweiten Mittel einen flüssigkeitsgefüllten Zylinder (20), eine darin angeordnete Feder (21) und einen Kolben (22) um­ fassen, wobei der Kolben (22) mit dem Gashebel (17) mechanisch unelastisch verbunden und von der Feder (21) in Richtung auf den Gashebel (17) beaufschlagt ist und weiterhin ein Drosselventil (38) und ein Rückschlagventil (39, 40), welches das Durchströmen der Flüssigkeit bei Vorwärtsbewegungen des Gaspedals (17) gestattet, aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ersten und zweiten Mittel elektrische Signale abgeben und daß ein elektromagnetisch betätigtes Drosselklappen- Stellglied (34) vorgesehen ist.