DE3927043A1 - Lastverstelleinrichtung - Google Patents
LastverstelleinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lastverstelleinrichtung mit einem
auf ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmenden
Stellglied einwirkbaren Steuerelement, das mit einem mit
einem Fahrpedal gekoppelten Mitnehmer zusammenwirkt und zusätzlich
mittels eines mit einer elektronischen Regeleinrichtung
zusammenwirkenden elektrischen Stellantriebes ansteuerbar
ist.
An Lastverstelleinrichtungen, beispielsweise mit Vergasern
oder Einspritzpumpen zusammenwirkende Lastverstelleinrichtungen
ist die Anforderung einer optimalen Regelung der
Brennkraftmaschine über den gesamten Lastbereich zu stellen.
Hierzu bedarf es eines komplizierten Aufbaus bzw. einer komplizierten
Steuerung der jeweiligen Lastverstelleinrichtung.
So weisen Vergaser beispielsweise neben der eigentlichen
Einrichtung zur Gemischbildung Zusatzeinrichtungen, wie Abmagerungs-,
Start-, Leerlauf-, Beschleunigungs-, Spareinrichtungen
usw. auf. Die Einrichtungen verkomplizieren den
Aufbau des Vergasers und bedingen einen erhöhten Bauteilaufwand,
indem beispielsweise zusätzliche Einspritzdüsen, Pumpen,
besondere Ausgestaltungen der Düsennadeln, separate
Luftzuführungen erforderlich sind, ganz abgesehen von den
hiermit verbundenen hohen Steuerungsanforderungen.
Von besonderer Bedeutung ist bei Lastverstelleinrichtungen
die Beherrschung des Lastzustandes des Leerlaufs, bei dem
von der Brennkraftmaschine nur eine minimale Leistung abgegeben
wird, dieser aber gerade bei Kraftfahrzeugen unter Umständen
Verbraucher gegenüberstehen, die eine große Leistung
erfordern, wie Gebläse, Heckscheibenheizung, Klimaanlage
usw. Um diesen eventuellen Leistungsanforderungen Rechnung
zu tragen, ist eine Regelung der Lastverstelleinrichtung
zwischen einer maximalen und einer minimalen Leerlaufstellung
erforderlich. Bei Ausfall der Regelung ist eine Leerlaufnotstellung
des Stellgliedes bzw. des Steuerelementes
sicherzustellen.
Im Unterschied zu der vorbeschriebenen Problemstellung finden
Lastverstelleinrichtungen der genannten Art in aller Regel
dort Verwendung, wo das Fahrpedal und das Stellglied
elektronisch miteinander verknüpft sind. Das Fahrpedal ist
mit dem Mitnehmer gekoppelt und dieser mit dem Steuerelement.
Ferner ist ein dem Mitnehmer zugeordnetes Stellwerterfassungselement
und ein mit diesem zusammenwirkendes und auf
den elektrischen Stellantrieb einwirkendes Istwerterfassungselement
vorgesehen, wobei der elektrische Stellantrieb
in Abhängigkeit von den erfaßten Werten durch die elektronische
Regeleinrichtung ansteuerbar ist. Die elektrische Verknüpfung
von Fahrpedal und Stellglied mit der dazwischengeschalteten
elektronischen Regeleinrichtung ermöglicht es,
durch das Fahrpedal und den mit diesem gekoppelten Mitnehmer
vorgegebene Sollwertpositionen in Bezug zu den durch die
Stellung des Steuerelementes und des Stellgliedes wiedergegebenen
Istwerten zu setzen und auf gegebene oder fehlende
Plausibilitätsbedingungen hin zu überprüfen, so daß bei Vorliegen
bzw. Fehlen bestimmter Plausibilitätsbedingungen die
Möglichkeit besteht, über die elektronische Regeleinrichtung
durch Ansteuerung des elektrischen Stellantriebes korrigierend
auf das Stellglied, das beispielsweise als Drosselklappe
oder Einspritzpumpe ausgebildet sein kann, einzuwirken.
So kann beispielsweise ein Eingriff durch die elektronische
Regeleinrichtung zur Vermeidung von Radschlupf beim Anfahren
infolge zu hoher Leistungsvorgabe durch das Gaspedal vorgesehen
sein. Andere automatische Eingriffe in die Lastverstelleinrichtung
sind beispielsweise denkbar bei automatischen
Schaltvorgängen eines Getriebes, einer Geschwindigkeitsbegrenzungsregelung
oder bei der zuvor erörterten Leerlaufregelung
der Brennkraftmaschine.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lastverstelleinrichtung
der genannten Art zu schaffen, die bei einer
baulich einfachen Gestaltung eine sichere und exakte Regelung
der Brennkraftmaschine über den gesamten Leerlaufbereich
gestattet.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß der Stellweg des Mitnehmers
in Leerlaufrichtung durch einen Leerlaufanschlag begrenzt
ist und bei Anlage des Mitnehmers am Leerlaufanschlag
das Steuerelement in seinem Leerlaufregelbereich relativ zum
Mitnehmer mittels des Stellantriebs bewegbar ist, wobei das
Steuerelement ein erstes mit dem Mitnehmer zusammenwirkendes
Steuerelementteil aufweist, an dem eine dies in Richtung minimaler
Leerlaufstellung über den gesamten Leerlaufregelbereich
vorspannende Leerlauffeder angreift, sowie ein zweites
mittels des Stellantriebes ansteuerbares Steuerelementteil
aufweist, an dem eine dieses in Richtung maximaler Leerlaufstellung
in eine Leerlaufnotstellung vorspannende Notlauffeder
sowie eine dieses Steuerelementteil in Richtung minimaler
Leerlaufstellung über den gesamten Leerlaufregelbereich
vorspannende Hilfsfeder angreift, wobei ferner das erste
Steuerelementteil auf der der maximalen Leerlaufstellung zugeordneten
Seite des zweiten Steuerelementteils in dessen
Stellweg ragt und innerhalb des zweiten Steuerelementteils
eine Übersetzung der stellantriebsseitigen Bewegung stattfindet.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Lastverstelleinrichtung
erfolgt eine Regelung im gesamten Leerlaufregelbereich
ausschließlich mittels eines einzigen Stellgliedes,
so daß es keiner zusätzlichen Einrichtungen zur Gemischbildung
im Leerlaufregelbereich bedarf. Das das Stellglied
bewegende Steuerelement ist im Leerlaufregelbereich
mittels des elektrischen Stellantriebes unabhängig vom Mitnehmer
bewegbar, während es außerhalb des Leerlaufregelbereiches
mit dem Mitnehmer gekoppelt ist und dieser das Steuerelement
und damit das Stellglied bewegen kann. Von besonderer
Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die Ausbildung
des Steuerelementes mit den beiden Steuerelementteilen, wobei
das erste Steuerelementteil, das unmittelbar mit dem
Stellglied zusammenwirkt, einerseits die Verbindung zum Mitnehmer,
andererseits über das zweite Steuerelementteil die
Verbindung zum elektrischen Stellantrieb darstellt. In diesem
Zusammenhang dient die Leerlauffeder der Rückstellung
des ersten Steuerelementteiles und in einer erhöhten Leerlaufstellung
des zweiten Steuerelementteils wegen der Stellwegüberlagerung
der beiden Steuerelementteile auch der Rückstellung
des zweiten Steuerelementteiles, während die Notlauffeder
in entgegengesetzter Wirkrichtung ausschließlich
mit dem zweiten Steuerelementteil zusammenwirkt. Durch die
Unterteilung des Steuerelementes in das erste und das zweite
Steuerelementteil ist gewährleistet, daß die Bewegung des
Mitnehmers im Teillast-/Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine
unabhängig von den dem elektrischen Stellantrieb zugeordneten
Elementen erfolgen kann und dies ausschließlich entgegen
der Wirkrichtung der einen Feder in Form der Leerlauffeder.
Gemäß einem besonderen Merkmal der erfindungsgemäßen
Lösung ist schließlich vorgesehen, daß die Hilfsfeder das
zweite Steuerelementteil in Richtung minimaler Leerlaufstellung
über den gesamten Leerlaufregelbereich vorspannt
und innerhalb des zweiten Steuerelementteiles eine Übersetzung
der stellantriebsseitigen Bewegung stattfindet. Insbesondere
bei einer Ausbildung des Stellgliedes als Drosselklappe
ist es nämlich zur Regelung des Leerlaufs der Brennkraftmaschine
nur erforderlich, die Drosselklappe innerhalb
eines geringen Schwenkbereiches, der in aller Regel unter
10 Winkelgraden liegt, zu verschwenken. Derartig geringe
Schwenkbereiche lassen sich aber mittels elektrischer Stellantriebe,
insbesondere wenn diese als Elektromotore vergleichsweise
kleiner Bauart ausgebildet sein sollen, nicht
oder nur bei großem Regelungsaufwand erzielen. Durch die Erfindung
wird es möglich, elektrische Stellantriebe geringen
Ausgangsdrehmomentes zu verwenden, deren sich über einen relativ
großen Schwenk- bzw. Drehbereich erstreckende Ausgangsbewegung
in eine Bewegung der Drosselklappe in dem genannten
geringen Schwenkbereich überführt wird. Die Hilfsfeder
unterstützt dabei die Rückstellung der Drosselklappe.
Die Rückstellkraft ist so zu bemessen, daß sie bei einem
Ausfall der elektronischen Regeleinrichtung bzw. des elektrischen
Stellantriebes das zweite Steuerelementteil entgegen
dem Reib-/Rastmoment des Stellantriebes in die Leerlaufnotstellung
überführt. Die Federkraft der Notlauffeder ist
so zu bemessen, daß sie nicht nur die Kraft der Leerlauffeder,
sondern darüber hinaus auch die der Hilfsfeder und sonstige
im System wirkende Kräfte überwinden kann, die beispielsweise
bei einer Ausbildung des Stellgliedes als aus
Sicherheitsgründen außermittig gelagerte Drosselklappe durch
die auf diese in Schließrichtung einwirkenden Unterdruckkräfte
im Saugrohr hervorgerufen sein können. Im Zusammenhang
mit der Anordnung der Hilfsfeder ist es von Vorteil,
daß diese dem zweiten Steuerelementteil zugeordnet ist und
die beiden Steuerelementteile im Teillast-/Vollastbereich
voneinander entkoppelt sind, womit in diesen Betriebszuständen
das erste Steuerelementteil mittels des Mitnehmers nicht
noch zusätzlich gegen die Kraft der Hilfsfeder bewegt werden
muß.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist
vorgesehen, daß mit dem Stellantrieb ein Übersetzungsgetriebe
verbunden ist mit einer stellantriebsseitigen Getriebeantriebswelle,
einer Getriebezwischenwelle und einer stellgliedseitigen
Getriebeabtriebswelle. Bei einer derartigen
Ausgestaltung mit einer Getriebezwischenwelle sollten die
Übersetzungen von Getriebeantriebswelle zu Getriebezwischenwelle
und Getriebezwischenwelle zu Getriebeabtriebswelle annähernd
gleich sein. Die Übersetzung von Stellantrieb zu
Stellglied sollte vorteilhaft 50 bis 200 betragen, insbesondere
70 bis 100. Die Übersetzung innerhalb eines Übersetzungsgetriebes
mit Getriebezwischenwelle bietet sich aus
Platzgründen an. Prinzipiell kann die Bewegung zwischen
elektrischem Stellantrieb und Stellglied auf beliebige Art
und Weise übersetzt werden.
Zweckmäßig ist die Notlauffeder im Bereich der Getriebeabtriebswelle
und die Hilfsfeder im Bereich der Getriebeantriebswelle
angeordnet. Die beiden Federn sind darüber hinaus
vorteilhaft als Spiralfedern ausgebildet, die die ihnen
zugeordneten Getriebewellen umschließen. Darüber hinaus ist
vorgesehen, daß die Notlauffeder gegen einen Notstellungsanschlag
vorgespannt ist oder aber im Bereich von der Leerlaufnotstellung
bis zur maximalen Leerlaufstellung einen
Freilauf aufweist.
Infolge der Übersetzung der Bewegung des elektrischen Stellantriebes
wird es als vorteilhaft angesehen, wenn ein die
Stellung des zweiten Steuerelementteils ermittelndes Bauteil,
insbesondere das Istwerterfassungselement, an der Getriebezwischenwelle
oder der Getriebsantriebswelle angreift,
somit an einer Stelle, wo die Position des Stellgliedes wegen
der Übersetzung genauer erfaßt werden kann.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen
und in der Beschreibung der Figuren dargestellt, wobei bemerkt
wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen
von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.
In den Figuren ist die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Lastverstelleinrichtung
in der Funktion der Leerlaufregelung,
dargestellt in der Notlaufposition, und
Fig. 2 einen prinzipiellen Aufbau einer solchen Lastverstelleinrichtung
mit einem Stellglied in Form einer
Drosselklappe.
In der Fig. 1 ist ein Fahrpedal 1 gezeigt, mit dem ein Hebel
2 zwischen einem Leerlaufanschlag LL und einem Vollastanschlag
VL verschiebbar ist. Der Hebel 2 vermag über einen
Gaszug 3 einen zwischen einem weiteren Leerlaufanschlag LL
und einem weiteren Vollastanschlag VL bewegbaren Mitnehmer
4 in Richtung des diesem zugeordneten Vollastanschlages VL
zu verschieben und ist mittels einer am Gaszug 3 angreifenden
Rückzugfeder 5 in Leerlaufrichtung vorgespannt. Zwei am
Mitnehmer 4 angreifende Rückstellfedern 6a und 6b spannen
diesen in Leerlaufrichtung vor, wobei die beiden Federn 6a
und 6b so ausgelegt sind, das sie redundante Auswirkungen
auf den Rückstellantrieb besitzen und jede einzelne von ihnen
in der Lage ist, die Kräfte aufzubringen, um den Mitnehmer
4, selbst bei Berücksichtigung der auf diesen einwirkenden
systemimmanenten Gegenkräfte, in dessen LL-Stellung zu
überführen. Bei nicht beaufschlagtem Gaszug 3 liegt der Mitnehmer
4 somit an dem diesem zugeordneten Leerlaufanschlag
LL an. Der Mitnehmer 4 kann gleichfalls einen Automatikzug
7 eines nicht näher dargestellten automatischen Getriebes
verschieben.
Der Mitnehmer 4 wirkt unmittelbar mit einem ersten Steuerelementteil
8a zusammen, das dem Verstellen eines als Drosselklappe
9 ausgebildeten Stellgliedes der Brennkraftmaschine
dient. Im Detail ist das dem Mitnehmer 4 zugewandte Ende des
ersten Steuerelementteils 8a mit einer Ausnehmung 10 versehen,
die ein Ansatz 11 des Mitnehmers 4 hintergreift. Zwischen
dem Steuerelementteil 8a und einem ortsfesten Punkt
29 ist eine Leerlauffeder 12a angeordnet, die das Steuerelementteil
8a in Leerlaufrichtung über den gesamten Leerlaufregelbereich
(LLmin bis LLmax) beaufschlagt. Bei einer minimalen
Leerlaufstellung des ersten Steuerelementteils 8a
liegt dieses am Ansatz 11 des Mitnehmers 4 an, ferner bei
einer Bewegung des Mitnehmers 4 über das Fahrpedal 1 außerhalb
des Leerlaufregelbereiches, d. h. im Teillast-/Vollastbetrieb,
so daß in diesem Fall das auf das Stellglied 9 einwirkende
erste Steuerelementteil 8a entsprechend der Bewegung
des Mitnehmers 4 verstellt wird.
Die erfindungsgemäße Lastverstelleinrichtung weist neben dem
ersten Steuerelementteil 8a ein zweites Steuerelementteil
8b auf, das mit einem Elektromotor 14 verbunden ist. Innerhalb
des zweiten Steuerelementteiles 8b erfolgt mittels in
ihrem Aufbau noch näher zu beschreibender Drehmomentwandler
30a und 30b eine Übersetzung der stellmotorseitigen Bewegung.
Zwischen dem Drehmomentwandler 30b und dem Elektromotor
14 greift mit einem Ende eine Hilfsfeder 31 am zweiten
Steuerelementteil 8b an, deren anderes Ende mit einem weiteren
ortsfesten Punkt 32 verbunden ist. Die Hilfsfeder 31
spannt das zweite Steuerelementteil 8b in Richtung minimaler
Leerlaufstellung über den gesamten Leerlaufregelbereich vor.
Um die beiden Steuerelementteile 8a und 8b mechanisch miteinander
Kuppeln zu können, weist das zweite Steuerelementteil
8b einen Ansatz 15 auf, wobei das erste Steuerelement
8a auf der der maximalen Leerlaufstellung zugewandten Seite
des Ansatzes 15 in dessen Stellweg und damit den Stellweg
des zweiten Steuerelementteiles 8b ragt, eine Bewegung des
zweiten Steuerelementteiles 8b in LLmax- respektive Vollastrichtung
bzw. LLmin-Richtung führt damit zur Anlage des Ansatzes
15 am ersten Steuerelementteil 8a, das dann mittels
des Elektromotors 14 entgegen der Kraft der Feder 12a in
Richtung der maximalen Leerlaufstellung bzw. entgegen der
Kraft einer Notlauffeder 20 über einen Stößel 23 gegen einen
Anschlag 22 in die LLmin-Stellung verschoben werden kann.
Wie der Darstellung der Fig. 1 zu entnehmen ist, wird der
Verstellweg des zweiten Steuerelementteils 8b und damit auch
der Verstellweg des ersten Steuerelementteiles 8a in Richtung
der maximalen Leerlaufstellung durch einen in den Weg
des zweiten Steuerelementteiles 8b bei der Position des maximalen
Leerlaufes LLmax ragenden Anschlag 16 begrenzt. Eine
Begrenzung des zweiten Steuerelementteils 8b in der Poisition
der minimalen Leerlaufstellung ist nicht erforderlich, da
entweder das erste Steuerelementteil 8a in dieser Position
am Ansatz 11 des Mitnehmers 4 anliegt oder das zweite Steuerelementteil
8b an einer stationären Hülse 21 zur Begrenzung
kommt.
Die Regelung der erfindungsgemäßen Lastverstelleinrichtung
erfolgt mittels einer elektronischen Regeleinrichtung 17.
Mit dieser wirkt eine dem zweiten Steuerelementteil 8b
zugeordnete, die jeweilige Position des ersten Steuerelementteiles
8a ermittelnde, zwischen den beiden Drehmomentwandlern
30a und 30b angeordnete Istwerterfassungseinrichtung 18 für
den Leerlaufbereich zusammen. Von der elektronischen Regeleinrichtung
17 werden darüber hinaus Signale erfaßt, die von
einem Leerlaufkontakt 19 ausgehen, der immer dann aktiviert
wird, wenn der Mitnehmer 4 an dem diesem zugeordneten Leerlaufanschlag
LL anliegt. Überdies werden externe Zustandsgrößen
betreffend die Brennkraftmaschine oder allgemein betreffend
das mit dieser ausgerüstete Kraftfahrzeug in die
Regelelektronik 17 eingegeben und von dieser abgerufen sowie
von der Regelelektronik zu dem auf das zweite Steuerelementteil
8b einwirkenden Elektromotor 14 transferiert. Die elektronische
Regeleinrichtung 17 dient somit im Zusammenwirken
der Istwerterfassungseinrichtung 18 und dem Leerlaufkontakt
19 sowie den externen Bezugsgrößen dem Zweck, eine Sicherheitslogik
betreffend die Steuerung von erstem und zweitem
Steuerelementteil 8a und 8b sowie Mitnehmer 4 aufzubauen.
Befindet sich der mit dem Fahrpedal 1 zusammenwirkende Hebel
2 in seiner Leerlaufstellung LL und damit auch der Mitnehmer
4 am Leerlaufanschlag LL, erfolgt die Kontaktierung
des Leerlaufkontaktes 19. Bei Vorliegen von Plausibilitätsbedingungen
wird über die elektronische Regeleinrichtung 17
der Elektromotor 14 aktiviert, womit das Stellglied 9, wie
von der Regelelektronik 17 gewünscht, im Leerlaufbereich
zwischen der minimalen und einer maximalen Leerlaufstellung
geregelt wird. Plausibilitätsbedingungen werden dabei unter
anderem mittels der Istwerterfassungseinrichtung 18 verifiziert,
mit der der gesamte Leerlaufregelungsbereich der
Brennkraftmaschine darstellbar ist. Sollte die elektronische
Regeleinrichtung 17 oder der Elektromotor 14 spannungslos
sein, bewirkt die in Richtung der maximalen Leerlaufstellung
vorgespannte, wegbegrenzte Notlauffeder 20 die Überführung
des zweiten Steuerelementteils 8b in die Leerlaufnotstellung
LLNot. Um derartiges bewirken zu können, muß die Kraft der
Notlauffeder 20 so groß sein, daß sie nicht nur die Kraft
der Leerlauffeder 12a, sondern darüber hinaus auch noch die
der Hilfsfeder 31 und die auf die Drosselklappe 9 in
Schließrichtung einwirkenden Unterdruckkräfte im Saugrohr
überwindet, da üblicherweise die Drosselklappe außermittig
gelagert ist, so daß ein Unterdruck die Drosselklappe immer
in Schließrichtung belastet. Bei einer Bewegung des
zweiten Steuerelementteiles 8b mittels des Elektromotors 14
in Richtung der minimalen Leerlaufstellung erfolgt umgekehrt
eine Vorspannung der Notlauffeder 20.
Für den Fall, daß nach dem Loslassen des Fahrpedals 1 sich
der Mitnehmer 4 nicht in Richtung Leerlauf verschieben lassen
sollte, ist am Fahrpedal 1 ein Kontaktschalter 24 vorgesehen,
durch den ein solcher Mißstand feststellbar ist.
Durch die Umrahmung 28 in der Fig. 1 ist verdeutlicht, daß
die von dieser umschlossenen Teile eine Baueinheit bilden.
Die zusätzliche gestrichelte Umrahmung 28a soll verdeutlichen,
daß auch der durch die Federn 6a und 6b dargestellte
Rückstellantrieb des Mitnehmers 4 Bestandteil der Baueinheit
sein kann.
Fig. 2 verdeutlicht das Zusammenwirken von Mitnehmer 4 und
den beiden Steuerelementteilen 8a und 8b, ferner den prinzipiellen
Aufbau der Drehmomentwandler 30a und 30b sowie die
Anordnung der auf die beiden Steuerelementteile 8a und 8b
einwirkenden Federn 12a, 20 und 31. Die Figur zeigt zunächst
den Mitnehmer 4, der im wesentlichen aus einer um die Y-Koordinate
schwenkbaren Lagerachse 4a, einem mit dieser fest
verbundenen Hebel 4b sowie einer beabstandet zu diesem
gleichfalls mit der Lagerachse 4a fest verbundenen Platte
4c besteht. In der in Fig. 2 gezeigten Position liegt der
Mitnehmer 4 mit seinem Hebel 4b am Leerlaufanschlag LL an.
Das der Lagerachse 4a abgewandte Ende des Hebels 4b ist mit
einem Kugelzapfen 4d zum Verbinden mit dem nicht näher dargestellten
Gaszug 3 versehen. Die Platte 4c weist im wesentlichen
die Form eines Dreiecks auf. In den der Lagerachse
4a entfernten Ecken der Platte 4c sind zwei in Y-Richtung
sich erstreckende Bolzen 4e mit dieser verbunden, die entsprechend
der Anordnung des Ansatzes 11 und der benachbarten
Verdickung des Mitnehmers 4 gemäß der Darstellung der Fig. 1
einen Freilauf für das erste Steuerelementteil 8a bilden.
Dieses weist eine in Richtung der Y-Koordinate verlaufende
Lagerachse 81 auf, die drehfest das als Drosselklappe ausgebildete
Stellglied 9 aufnimmt, wobei das dem Mitnehmer 4
zugewandte Ende der Lagerachse 81a drehfest mit einem Hebel
82a verbunden ist, der in den Raum zwischen den beiden Bolzen
4e ragt und damit in seiner Relativschwenkbewegung zum
Mitnehmer 4 begrenzt ist. Der Hebel 82a spannt in Leerlaufrichtung
des Stellgliedes 9 die Leerlauffeder 12a vor, die
im Unterschied zu der Darstellung nach Fig. 1 bei der Prinzipskizze
nach Fig. 2 an einem lagerachsfernen Lagerzapfen
4f des Mitnehmers 4 angreift. Grundsätzlich kann die Leerlauffeder
12a statt am Lagerzapfen 4f genau so an einem
ortsfesten Punkt befestigt sein. Schließlich ist das dem Hebel
82a abgewandte Ende der Lagerachse 81a mit einem Hebel
83a verbunden, der seinerseits einen sich über das Ende der
Lagerachse 81a in Richtung der Y-Koordinate erstreckenden
Bolzen 84a aufweist.
Das zweite Steuerelementteil 8b mit den in dieses integrierten
Drehmomentwandlern 30a und 30b ist im wesentlichen durch
die jeweils in Richtung der Y-Koordinate angeordnete, als
Getriebeantriebswelle 81b fungierende Motorwelle des Elektromotors
14, die Getriebezwischenwelle 82b sowie die drosselklappenseitige
Getriebeabtriebswelle 83b gebildet, ferner
durch ein mit der Getriebeantriebswelle 81b verbundenes Ritzel
84b, das mit einem mit der Getriebezwischenwelle 85b
verbundenen Rad 85b zusammenwirkt. Ein mit dieser Welle weiterhin
verbundenes Ritzel 86b wirkt mit einem mit der Getriebeabtriebswelle
83b verbundenen Rad 87b zusammen.
Schließlich weist das der Drosselklappe 9 zugewandte Ende
der Getriebeabtriebswelle 83b einen Hebel 88b auf, der auf
der der minimalen Leerlaufstellung zugeordneten Seite des
Bolzens 84a in dessen Stellglied ragt.
Die Getriebeabtriebswelle 83b umschließt die als Spiralfeder
ausgebildete Notlauffeder 20. Diese greift mit ihrem inneren
Ende an einem beabstandet zur Getriebeabtriebswelle 83b mit
dem Rad 87b verbundenen Bolzen 89b an. Das äußere Ende der
Notlauffeder 20 ist mit einem ortsfesten Punkt 33 verbunden.
Die Notlauffeder 20 spannt die Getriebeabtriebswelle 83b und
damit das zweite Steuerelementteil 8b insgesamt in Richtung
maximaler Leerlaufstellung in die Leerlaufnotstellung vor.
In dieser ist die Spiralfeder entweder entspannt, oder es
ist ein separater Anschlag vorgesehen, mit dem der Bolzen
89b bei geringfügig vorgespannter Feder in Anlage gelangt.
Die Getriebeantriebswelle 81b umschließt die gleichfalls als
Spiralfeder ausgebildete Hilfsfeder 31, die mit ihrem inneren
Ende an einem mit der Getriebeantriebswelle 81b drehfest
verbundenen Hebel 80b und mit ihrem äußeren Ende am ortsfesten
Punkt 32 angreift. Die Hilfsfeder 31 spannt die Getriebeantriebswelle
81b und damit das zweite Steuerelementteil
8b insgesamt in Richtung minimaler Leerlaufstellung über den
gesamten Leerlaufregelbereich vor.
Beim elektromotorischen Betrieb des Stellgliedes 9 werden
die Bewegungen des Elektromotors 14 über die beiden Drehmomentwandler
30a und 30b annähernd gleich übersetzt. Es ist
vorgesehen, daß die beiden Drehmomentwandler jeweils ein
Übersetzungsverhältnis 10 aufweisen, womit sich eine Gesamtübersetzung
von 100 ergibt. Unterstellt man, daß die Drosselklappe
9 zwischen den Betriebsstellungen LLmin und LLmax
in einem Winkelbereich von 8° elektromotorisch zu verstellen
ist, bedeutet dies, daß die Motorwelle und damit die Getriebeantriebswelle
81b um 800° zu verschwenken ist. Insbesondere
die Hilfsfeder 31 stellt dabei sicher, daß bei einem Defekt
der elektronischen Regeleinrichtung 17 oder des Elektromotors
14 das Reib-/Rastmoment des stromlosen Elektromotors
14 in jeder Stellung überwunden wird, so daß die Rückführung
der Drosselklappe 9 unter Zuhilfenahme der Leerlauffeder
12a gewährleistet ist. Bei der Übersetzung der Drehbewegung
der Motorwelle ist die Istwerterfassungseinrichtung
18 vorteilhaft im Bereich der Getriebezwischenwelle 82b angeordnet,
womit sich ein wesentlich verbessertes Auflösungsvermögen
der Istwerterfassungseinrichtung 18 ergibt.
Bezugszeichenliste:
1 Fahrpedal
2 Hebel
3 Gaszug
4 Mitnehmer
4a Lagerachse
4b Hebel
4c Platte
4d Kugelzapfen
4e Bolzen
4f Lagerzapfen
3 Rückzugfeder
6a Rückstellfeder
6b Rückstellfeder
7 Automatikzug
8a erstes Steuerelementteil
81a Lagerachse
82a Hebel
83a Hebel
84a Bolzen
8b zweites Steuerelementteil
80b Hebel
81b Getriebeantriebswelle
82b Getriebezwischenwelle
83b Getriebeabtriebswelle
84b Ritzel
85b Ritzel
86b Ritzel
87b Ritzel
88b Hebel
89b Bolzen
9 Stellglied
10 Ausnehmung
11 Ansatz
12a Leerlauffeder
14 Elektromotor
15 Ansatz
16 Anschlag
17 elektronische Regeleinrichtung
18 Istwerterfassungseinrichtung
19 Leerlaufkontakt
20 Notlauffeder
21 Hülse
22 Anschlag
23 Stößel
24 Pedalkontaktschalter
28 Baueinheit
28a Baueinheit
29 ortsfester Punkt
30a Drehmomentwandler
30b Drehmomentwandler
31 Hilfsfeder
32 ortsfester Punkt
33 ortsfester Punkt
2 Hebel
3 Gaszug
4 Mitnehmer
4a Lagerachse
4b Hebel
4c Platte
4d Kugelzapfen
4e Bolzen
4f Lagerzapfen
3 Rückzugfeder
6a Rückstellfeder
6b Rückstellfeder
7 Automatikzug
8a erstes Steuerelementteil
81a Lagerachse
82a Hebel
83a Hebel
84a Bolzen
8b zweites Steuerelementteil
80b Hebel
81b Getriebeantriebswelle
82b Getriebezwischenwelle
83b Getriebeabtriebswelle
84b Ritzel
85b Ritzel
86b Ritzel
87b Ritzel
88b Hebel
89b Bolzen
9 Stellglied
10 Ausnehmung
11 Ansatz
12a Leerlauffeder
14 Elektromotor
15 Ansatz
16 Anschlag
17 elektronische Regeleinrichtung
18 Istwerterfassungseinrichtung
19 Leerlaufkontakt
20 Notlauffeder
21 Hülse
22 Anschlag
23 Stößel
24 Pedalkontaktschalter
28 Baueinheit
28a Baueinheit
29 ortsfester Punkt
30a Drehmomentwandler
30b Drehmomentwandler
31 Hilfsfeder
32 ortsfester Punkt
33 ortsfester Punkt
Claims (11)
1. Lastverstelleinrichtung mit einem auf in die Leistung einer
Brennkraftmaschine bestimmenden Stellglied einwirkbaren
Steuerelement, das mit einem mit einem Fahrpedal gekoppelten
Mitnehmer zusammenwirkt unmd zusätzlich mittels eines
mit einer elektronischen Regeleinrichtung zusammenwirkenden
elektrischen Stellantriebs ansteuerbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stellweg des Mitnehmers (4)
in Leerlaufrichtung durch einen Leerlaufanschlag (LL) begrenzt
ist und bei Anlage des Mitnehmers (4) am Leerlaufanschlag
(LL) das Steuerelement (8a, 8b) in seinem Leerlaufregelbereich
relativ zum Mitnehmer (4) mittels des
Stellantriebes (14) bewegbar ist, wobei das Steuerelement
(8a, 8b) ein erstes mit dem Mitnehmer (4) zusammenwirkendes
Steuerelementteil (8a) aufweist, an dem eine
dieses in Richtung minimaler Leerlaufstellung über den
gesamten Leerlaufregelbereich vorspannende Leerlauffeder
(12a) angreift, sowie ein zweites mittels des Stellantriebes
(14) ansteuerbares Steuerelementteil (8b) aufweist,
an dem eine dieses in Richtung minimaler Leerlaufstellung in
eine Leerlaufnotstellung vorspannende Notlauffeder (20)
sowie eine dieses Steuerelementteil (8b) in Richtung minimaler
Leerlaufstellung über den gesamten Leerlaufregelbereich
vorspannende Hilfsfeder (31) angreift, wobei das
erste Steuerelementteil (8a) auf der der maximalen Leerlaufstellung
zugeordneten Seite des zweiten Steuerelementteiles
(8b) in dessen Stellung ragt und innerhalb des
zweiten Steuerelementteiles (8b) eine Übersetzung der
stellenantriebsseitigen Bewegung stattfindet.
2. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Stellantrieb (14) ein Übersetzungsgetriebe
(30a, 30b) verbunden ist, mit einer stellantriebsseitigen
Getriebeantriebswelle (81b), einer Getriebezwischenwelle
(82b) und einer stellgliedseitigen Getriebeabtriebswelle
(83b).
3. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraftübertragung zwischen den Getriebewellen
(81b, 82b, 83b) mittels Zahnrädern (84b, 85b; 86b,
87b) erfolgt.
4. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung
i = nStellantrieb : nStellglied vorteilhaft 50 bis 200,
insbesondere 70 bis 100 ist.
5. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übersetzung nGetriebeantriebswelle : nGetriebezwischenwelle
und nGetriebezwischenwelle : nGetriebeabtriebswelle
annähernd gleich sind.
6. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Notlauffeder (20) im
Bereich der Getriebeabtriebswelle (83b) angeordnet ist.
7. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfeder (31) im Bereich
der Getriebeantriebswelle (81b) angeordnet ist.
8. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Notlauffeder (20) und die Hilfsfeder
(31) als Spiralfedern ausgebildet sind, die die Getriebeabtriebswelle
(83b) bzw. die Getriebeantriebswelle
(81b) umschließen.
9. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß die Notlauffeder (20) gegen
einen Notstellungsanschlag (22) vorgespannt ist oder
im Bereich von der Leerlaufnotstellung bis zu maximalen
Leerlaufstellung einen Freilauf aufweist.
10. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Stellung des zweiten
Steuerelementteiles (8b) ermittelndes Bauteil (18)
an der Getriebezwischenwelle (82b) oder der Getriebeabtriebswelle
(83b) angreift.
11. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (9) als
Drosselklappe ausgebildet ist.
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