DE3447764C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffsteuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits in der US-PS 43 67 805 offenbart. Diese Vorrichtung dient zur Steuerung der Geschwin­ digkeit eines Fahrzeugs, wobei der Geschwindigkeitssteuerbe­ reich durch einen Anschlaghebel begrenzt ist, dessen Stellung durch einen Stellmotor über eine Welle und eine Feder ver­ änderbar ist. Die Kopplung über die Feder hat dabei den Zweck, im Bedarfsfall einen zusätzlichen Beschleunigungsbereich über die Sollgeschwindigkeitsstellung hinaus verfügbar zu machen.

Nicht angesprochen wird in dieser Druckschrift ein wesentli­ ches Problem, nämlich in geeigneter Weise für das Schalten eines Getriebes eine Drehzahlangleichung von Motorkurbelwelle und Getriebeeingangswelle zu schaffen, die für verschiedene Gänge in unterschiedlichen Drehzahlgrößen erfolgt. Diese Drehzahlangleichung ist erforderlich, um bei Trennung einer Kupplung das Auftreten eines Stoßes zu vermeiden. Beispiels­ weise geschieht dies dadurch, daß die Kupplung allmählich getrennt wird, bis das sich auf die Räder fortpflanzende Antriebsmoment verschwindet.

Um das Motordrehmoment auf den Kupplungseingriffsgrad für die einzelnen Gangwechselvorgänge abzustimmen, ist aus der US-PS 41 94 608 bereits eine elektronische Steuerung bekannt, bei der eine von der Motordrehzahl abhängige festgelegte Schrittzahlsteuerung eines Schrittmotors zur Kupplungsbetäti­ gung herangezogen wird.

Als Problem hat sich in der Praxis bei derartigen schrittzahl­ abhängigen Steuerungen jedoch herausgestellt, daß im Bereich der Zuordnung Drehzahl/Schrittzahl keine gleichbleibende Wirkungsweise vorliegt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß in dem Antriebshebel nachgeordneten mechanischen Teilen ferti­ gungs- und montagebedingte Toleranzen auftreten, die aufgrund des daraus resultierenden Spiels eine exakte Steuerung durch eine vorgegebene elektronisch-mechanische Betätigungseinrich­ tung beeinträchtigen. Diese Beeinträchtigungen können dazu führen, daß beim Gangwechsel Verbrennungskraftmaschinen abge­ würgt werden oder schnell hochlaufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoff­ steuervorrichtung der eingangs genannten Gattung derart wei­ terzubilden, daß für eine gleichmäßige Gangwechselsteuerung stets eine sichere und gleichbleibende Zuordnung zwischen Motordrehzahl und wirksamer Antriebselementbetätigung erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeord­ neten Patentansprüchen zu entnehmen.

In vorteilhafter Weise weist die Kraftstoffsteuervorrichtung eine Betätigungseinrichtung für das Antriebselement auf, die eine Einrichtung zur Erzeugung eines Kraftstoffsteuersignals besitzt, und dieses Kraftstoffsteuersignal auf das Antriebs­ element derart überträgt, daß Unterschiede bzw. Abweichungen bei den Eigenschaften von Kraftstoffeinspritzpumpen oder Antriebseinrichtungen eines Vergasers wirkungsvoll ausgestal­ tet werden. Die Steuerung des Antriebselements erfolgt dabei mittels einer Steuereinrichtung, die für alle Kraftstoffein­ spritzpumpen oder Antriebseinrichtungen von Vergasern iden­ tisch ausgebildet ist und in günstiger Weise einen festgeleg­ ten Steuerbereich einer voreinstellbaren Signalgröße bis zur optimalen Gangwechseldrehzahl vorgibt. Das Antriebselement wird in diesem festgelegten Steuerbereich erst ab einer von der Ausgangsstellung der Steuereinrichtung unterschiedlichen Steuerung bis zum definierten Endbereich beaufschlagt. Die Ausgangsstellung des Antriebselements hängt dabei von der Leerlaufeinstellung der Kraftstoffeinspritzpumpe bzw. des Vergasers ab und wird wie üblich eingestellt. Die gewünschte Solldrehzahl zum Gangwechsel wird dann am Ende des durch die Bewegung der Steuereinrichtung bestimmten Betätigungsweges stets sicher und gleichbleibend festgelegt.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm, das die Funktion der Steuervor­ richtung gemäß der Erfindung veranschaulicht; und

Fig. 3 ein Diagramm, das die verbesserten Kennlinien zwischen dem Verstellen des Gaspedals und dem Gaspedal­ sensor bzw. dem Schrittmotor darstellt.

In Fig. 1 ist ein Steuerhebel 13 drehbar durch eine Welle 9 gehalten. Ebenfalls gehalten wird ein Antriebshebel 5. Ein Verbindungsglied 12 ist über einen Bolzen 15 mit dem Steuer­ hebel 13 verbunden. Das Verbindungsglied 12 ist mit einem (nicht dargestellten) Arm verbunden, der an der Hauptwelle eines Schrittmotors 21 befestigt ist. An dem Ende des Steuerhebels 13 ist als Mitnehmer eine Zunge 13a vorge­ sehen, die sich im rechten Winkel zur Zeichenebene er­ streckt. Diese Zunge 13a stößt gegen den Rand des An­ triebshebels 5. Der Antriebshebel 5 wird von einer (nicht dargestellten) Feder im Gegenuhrzeigersinn um die Welle 9 beaufschlagt und schlägt an einer Einstellschraube 8 an. Die Einstellschraube 8 wird von einem Grundrahmen 6 gehalten und bestimmt die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraft­ maschine bzw. des Motors.

Andererseits wird von dem Grundrahmen 6 eine Justierschrau­ be 14 gehalten, an die der Steuerhebel 13 anschlägt. Nach­ dem der Steuerhebel 13 durch den Schrittmotor 21 um eine vor­ gegebene Zahl von Schritten aus der Stellung gedreht worden ist, in der er an der Justierschraube 14 anliegt, wird der Hebel 5 gedreht. Auf diese Weise wird die Stellung des An­ triebshebels 5, in der die Motordrehzahl 1500 U/min er­ reicht, eingestellt.

Der Schrittmotor 21 wird durch ein Ausgangssignal aus einem Micro-Computer 22 gesteuert, der Eingangssignale aus einem Beschleunigungs- bzw. Gaspedalsensor 24 empfängt, welcher die Bewegung eines Gaspedals 25 abfühlt.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der dargestellten Er­ findung erläutert. Die extreme Drehstellung des Antriebs­ hebels 5 im Gegenuhrzeigersinn, d. h., die Leerlaufdrehzahl der Maschine, wird durch die Leerlaufeinstellschraube 8 eingestellt. Demzufolge wird, wie in Fig. 2 dargestellt, die Leerlaufdrehzahl der Maschine bei dem Betriebswinkel 0° des Antriebshebels 5 erreicht, der an der Einstellschraube 8 anliegt.

Wenn demgegenüber der Steuerhebel 13 im Uhrzeigersinn um die Welle 9 gedreht wird, wird der Antriebshebel 5 durch die Zunge 13a mitgenommen, und im Uhrzeigersinn in Kraftstoff- Zunahmerichtung geschwenkt. Die Justierschraube 14 ist der­ art eingestellt, daß sie eine unbestimmte Winkelstellung des Steuer­ hebels 13 bezüglich des Antriebshebels 5 festlegt, aus der der Steuerhebel 13 bewegt wird, bis der Betätigungswinkel α die vorbestimmte Zahl von Schritten zur Anlage an dem Antriebshebel 5 mit Maschinendrehzahl 1500 U/min erreicht.

Wie durch eine gestrichelte Linie 41 und eine Linie 42 in Fig. 2 dargestellt, kann die Leerlaufdrehzahl auf irgend­ eine gewünschte Stufe eingestellt werden, selbst wenn eine Abweichung bei dem Hub einer Kraftstoff-Steuerstange der Kraftstoffeinspritzpumpe oder bei den Betriebskennlinien der Betätigungswinkel der Drosselklappe vorliegen.

Wenn ferner die vorbestimmte Zahl von Schritten dem Schritt­ motor 21 zugeführt werden, wird der Antriebshebel 5 von dem Steuerhebel 13 angetrieben, und die Maschinendrehzahl wird durch den Betätigungswinkel des Antriebshebels 5 unabhängig eingestellt. Demzufolge kann gleichmäßig das Ausgangs­ drehmoment des Motors gesteuert werden, das den Betrieb der Kupplungs­ vorrichtung bei einem automatischen Gangwechselgetriebe be­ einflußt, und dies schafft eine Gangwechselsteuerwirkung, die der eines geübten Fahrers gleich oder überlegen ist.

Außerdem kann die dargestellte Erfindung weithin nicht nur bei Verbrennungskraftmaschinen mit einem automatischen Gang­ wechselgetriebe angewendet werden, sondern auch bei dem ent­ fernt angeordneten Antriebsmechanismus, bei dem das Kraft­ stoff-Steuerelement und das Gaspedal nicht durch eine me­ chanische Übertragungseinrichtung, sondern durch eine elek­ tronische Einrichtung im Eingriff sind.

Wenn in diesem Fall die Verstellung (Spiel) von der Betätigung des Gaspedals 25 aus der Leerlaufdrehzahl auf den am häufigsten gebrauchten Drehzahlbereich zu groß ist, wie in Fig. 3 gezeigt, können die Betätigungswinkel des Antriebshebels 5, die im wesentlichen proportional zu der Betätigung des Gaspedals 25 sind, durch Vorsehen einer Verbindungseinrichtung mit einem Modulator erhalten werden, der elektrische Signale einer Kenn­ linie, wie in Fig. 3 dargestellt, an den Micro-Computer 22 liefert, oder indem ein derartiges Programm in dem Micro- Computer 22 erstellt wird, daß die Kennlinie der Zahl der an den Schrittmotor 21 in Abhängigkeit von der Betätigung des Gaspedals 25 gegebenen Schritte eine deutliche vergrößerte Veränderung zwischen der Leerlaufdrehzahl und den am häufigsten gebrauchten Drehzahlbereichen aufweist.

Bei der dargestellten Erfindung wird, wie zuvor erwähnt, der Antriebshebel 5 zum Antrieb des Kraftstoff-Steuerelements mittels des Steuerhebels 13 angetrieben, der seinerseits durch den Schrittmotor 21 angetrieben wird, wobei die Ab­ weichung der Motordrehzahl im Verhältnis zu der Zahl der von dem Schrittmotor 21 gelieferten Schritte nicht nur eliminiert ist, sondern wobei auch die Leerlaufdrehzahl- Stellung des Antriebshebels 5 durch die Einstellschraube 8 unabhängig eingestellt wird. Auf diese Weise wird eine optimale Leerlaufdrehzahl leicht erreicht, und durch den Schrittmotor 21 wird bei der Steuerbetätigung des Kraft­ stoff-Steuerelements kein Nachteil verursacht, selbst wenn eine künstliche Änderung der Leerlaufdrehzahl vorgenommen wird.

Insbesondere, wenn die Leerlaufdrehzahl zufällig entsprechend den Änderungen der Kennlinien eingestellt ist, die während des anfänglichen Laufens der Maschine leicht auftreten können, wird eine hervorragende Wirkung erzielt, bei der die Steuer­ funktion des Kraftstoff-Steuerantriebshebels 5, der von dem Schritt­ motor 21 angetrieben wird, nicht beeinträchtigt wird.

Claims (6)

1. Kraftstoffsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraft­ maschine, bestehend aus einem Antriebselement, das in einer Richtung zur Erhöhung und in entgegengesetzter Richtung zur Verringerung der Kraftstoffzufuhr zu der Maschine bewegbar ist, und aus einer Betätigungseinrichtung für das Antriebselement, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine ein Kraftstoffsteuer­ signal erzeugende Einrichtung (22) und eine an das An­ triebselement (5) angreifende Steuereinrichtung (12, 13, 13a, 21) aufweist, welche ab einer voreinstellbaren (Justierschraube 14) Signalgröße das Antriebselement (5) abhängig von der Größe des Kraftstoffsteuersignals steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorspanneinrichtung für das Antriebselement (5) in die Leerlaufstellung und durch eine Leerlaufeinstelleinrich­ tung (8) für das Antriebselement (5).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung einen bewegbaren Mitnehmer (13a) für das Antriebselement (5) zu dessen Bewegungs­ erzeugung aus der Leerlaufstellung besitzt, wobei die Steuereinrichtung vor Angriff des Mitnehmers (13a) an das Antriebselement (5) ein Spiel aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (5) schwenkbar montiert ist, und daß die Leerlaufeinstelleinrichtung (8) eine Einstellschraube zur Anlage an das Antriebselement (5) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (13a) als Zunge an dem Steuerhebel (13) ausgebildet ist, und daß die Ausgangsstellung des Steu­ erhebels (13) mittels einer anliegenden Justierschraube (14) einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Schrittmotor (21) aufweist, der mit dem Steuerhebel (13) zu dessen Verschwenken gekoppelt ist.