DE4124972A1 - Lastverstelleinrichtung fuer eine antriebsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lastverstelleinrichtung für eine Antriebsmaschine, insbesondere eines Fahrzeugs, mit einem die Leistung der Antriebsmaschine bestimmenden Stellglied, das von einem von einer Regeleinrichtung ansteuerbaren Stellan­ trieb innerhalb eines normalen Stellbereiches und bei nicht aktiviertem Stellantrieb über ein mit einem Bedienelement, insbesondere einem Fahrpedal, gekoppeltes mechanisches Über­ tragungssystem verstellbar ist.

Bei bekannten, für von einer Brennkraftmaschine angetriebene Fahrzeuge bestimmten Lastverstelleinrichtungen dieser Art (siehe z. B. DE-C-39 00 437) erfolgt in einem ersten Funktions­ zustand die Übertragung der Stellposition des Fahrpedals auf die Stellposition eines auf das Stellglied in Form einer Dros­ selklappe oder Einspritzpumpe einwirkenden und von einer Rück­ stellfeder in Leerlaufstellrichtung beaufschlagten Stellele­ ments über dessen gesamten Stellbereich auf elektromechani­ schem Weg über einen von einer elektronischen Regeleinrich­ tung ansteuerbaren elektrischen Stellantrieb. In diesem er­ sten, den Normalbetrieb der Lastverstelleinrichtung darstel­ lenden Funktionszustand ist es möglich, mittels der elektroni­ schen Regeleinrichtung in die Übertragung der Stellposition des Fahrpedals auf die Stellposition des Stellelements verän­ dernd einzugreifen. Ein solcher Eingriff kann z. B. dazu die­ nen, insbesondere beim Anfahren einen Radschlupf infolge zu hoher Leistung zu vermeiden, die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu begrenzen und/oder die Fahrgeschwindigkeit auf einem bestimmten Wert zu halten. Ande­ re automatische Eingriffe in die Lastverstelleinrichtung sind z. B. erforderlich, wenn ein Getriebe automatisch schalten soll, oder wenn die Leerlaufdrehzahl auch bei unterschiedli­ chen Leistungserfordernissen im Leerlauf auf einen konstanten Wert geregelt werden soll. Bei nicht aktiviertem elektrischen Stellantrieb, z. B. infolge Ausfalls einer Systemkomponente des elektromechanischen Übertragungssystems, wird in einem zweiten Funktionszustand die Verstellung des Stellelements von dem mechanischen Übertragungssystem übernommen. Dieser zweite Funktionszustand stellt einen Notbetrieb dar. Um in diesem Funktionszustand sicherzustellen, daß bei nicht betä­ tigtem Fahrpedal unter allen denkbaren Umständen (insbesonde­ re im Winterbetrieb bei kaltem Motor) die Brennkraftmaschine in Gang gehalten wird, sorgt ein entgegen der Leerlaufstell­ richtung federbelasteter Anschlag dafür, daß das Stellelement in einer einen erhöhten Leerlauf bestimmenden Stellung gehal­ ten wird.

Nachteilig ist hiebei, daß die der Rückstellfeder des Stell­ elements entgegenwirkende und kraftmäßig stärker als diese auszulegende Feder des Anschlages im regulären Funktionszu­ stand bei der Regelung im Leerlaufbereich Probleme schafft. Soll nämlich das Stellelement durch den Stellantrieb über sei­ ne durch den federnden Anschlag bestimmte Stellung hinaus in Leerlaufstellrichtung betätigt werden, so muß der Stellan­ trieb plötzlich gegen die Feder des Anschlages arbeiten, wäh­ rend er vordem gegen die entgegengesetzt wirkende Rückstellfe­ der arbeiten mußte. Dies macht daher im Bereich der durch den Anschlag bestimmten Stellung des Stellelements sowohl eine Drehmomentumkehr als auch ein höheres Drehmoment erforder­ lich. In der Praxis hat sich auch gezeigt, daß es häufig zu Problemen mit dem Dauerhaltemoment des Elektromotors kommt, da wegen der Federkraft des Anschlages ein hoher Motorstrom erforderlich ist, die Wärmeabfuhr infolge des geringen Luft­ durchsatzes aber nur gering ist. Anderseits ist die Motor­ größe durch die Einbaubedingungen meist sehr beschränkt.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Lastverstelleinrichtun­ gen ist, daß im Normalbetrieb, insbesondere bei der Anti­ schlupf- oder Fahrgeschwindigkeitsregelung, die Verstellung des Stellgliedes über das mechanische Übertragungssystem Rück­ wirkungen auf das Fahrpedal hat.

Schließlich ist bei den bekannten Lastverstelleinrichtungen zwischen Stellantrieb und Stellelement eine aufwendige Kupp­ lung, insbesondere Magnetkupplung, erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist, diese Nachteile der bekannten Lastverstelleinrichtungen zu beheben.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Lastverstelleinrich­ tung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß bei nicht aktiviertem Stellantrieb und nicht betä­ tigtem Bedienelement das Stellglied unter der Wirkung einer Feder in einer von einem vorzugsweise einstellbaren Anschlag bestimmten Endstellung innerhalb eines außerhalb des normalen Stellbereiches liegenden weiteren Stellbereiches gehalten wird, wobei innerhalb dieses weiteren Stellbereiches die Ver­ stellung des Stellgliedes durch das mechanische Übertragungs­ system erfolgt.

Im Falle einer Lastverstelleinrichtung für eine Brennkraftma­ schine bestimmt die durch den Anschlag bestimmte Endstellung zweckmäßig einen erhöhten Leerlauf der Antriebsmaschine, der sicherstellt, daß bei nicht betätigtem Bedienelement die An­ triebsmaschine unter allen Betriebsumständen in Gang gehalten wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Lastverstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Stellglied in Form einer Drosselklappe, deren normaler Stell­ bereich sich von einer Minimalleerlaufstellung bis zu einer maximalen Offenstellung erstreckt. Hier sieht die Erfindung vor, daß der dem mechanischen Übertragungssystem zugeordnete weitere Stellbereich jenseits dieser maximalen Offenstellung der Drosselklappe liegt und sich bis zu der durch den An­ schlag bestimmten Endstellung der Drosselklappe erstreckt.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn durch Einschalten der Zündung der Stellantrieb aktiviert wird, wodurch die Drosselklappe aus der von dem Anschlag begrenzten Endstellung über die maxi­ male Offenstellung hinaus in ihren normalen Stellbereich ge­ führt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß beim Umschalten von der mittels des Stellantriebs erfolgenden Lastverstellung auf die mittels des mechanischen Übertragungssystems erfolgende Lastverstellung das Moment der Brennkraftmaschine durch kurzzeitiges Abschalten der Zündung und/oder der Kraftstoffzufuhr zurückgenommen wird. Damit wird vermieden, daß beim Überwechseln der Drosselklappe in den dem mechanischen Übertragungssystem zugeordneten weiteren Stellbe­ reich eine unerwünschte kurzzeitige Drehzahlerhöhung auf­ tritt.

Für eine Lastverstelleinrichtung, bei der sowohl die Lastver­ stellung mittels des Stellantriebs als auch die Lastverstel­ lung mittels des mechanischen Übertragungssystems über ein mit der Drosselklappenwelle verbundenes Stellelement in Form eines von der Drosselklappenwelle radial abstehenden Dros­ selklappenhebels erfolgt und der Stellantrieb ein elektri­ scher Stellantrieb ist, schlägt die Erfindung vor, daß eine nach einem mit der Drosselklappenwelle koaxialen Kreisbogen gekrümmte und mit einem Abtriebsritzel des elektrischen Stell­ antriebs in Eingriff stehende Zahnstange vorgesehen ist, die mit dem Drosselklappenhebel starr verbunden oder als bei akti­ viertem elektrischen Stellantrieb an dem Drosselklappenhebel angreifender Mitnehmer ausgebildet ist. Die Zahnstange er­ streckt sich dabei über einen Winkel, der mindestens gleich ist dem Schwenkwinkel der Drosselklappe zwischen deren Mini­ malleerlaufstellung und deren durch den Anschlag begrenzten Endstellung. Die Verstellung der Drosselklappe innerhalb des dem mechanischen Übertragungssystem zugeordneten weiteren Stellbereichs erfolgt zweckmäßig durch einen mit dem Bedien­ element gekoppelten, an dem Drosselklappenhebel angreifenden Mitnehmer. Damit wird eine äußerst einfache und mit wenigen Bauteilen realisierbare Lastverstelleinrichtung geschaffen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das mechanische Übertragungssystem eine auf der Drosselklappenwelle angeordne­ te Freilaufscheibe enthalten, die eine Relativverdrehung der Drosselklappenwelle in bezug auf die Freilaufscheibe inner­ halb eines mindestens der Summe des normalen Stellbereichs und des weiteren Stellbereichs der Drosselklappe entsprechen­ den Winkelbereichs zuläßt. Damit wird in dem den Normalbe­ trieb darstellenden ersten Funktionszustand der Lastverstel­ lungseinrichtung jede Rückwirkung der durch den Stellantrieb bewirkten Drosselklappenverstellung auf die Freilaufscheibe und damit auf das Bedienelement vermieden.

Weiters kann die Anordnung zweckmäßig so getroffen sein, daß der elektrische Stellantrieb auf eine auf der Drosselklappen­ welle gelagerte Freilaufscheibe einwirkt, die eine Relativver­ drehung der Drosselklappenwelle in bezug auf die Freilauf­ scheibe innerhalb eines dem weiteren Stellbereich der Dros­ selklappe entsprechenden Winkelbereichs zuläßt. Durch eine solche Anordnung wird erreicht, daß in dem den Notbetrieb dar­ stellenden zweiten Funktionszustand der Lastverstelleinrich­ tung der Stellantrieb entkoppelt ist und nicht bei jeder Betä­ tigung des Bedienelements mitgenommen werden muß.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen der Drosselklappe einer Lastverstelleinrichtung nach dem Stand der Technik, wobei sich die Drosselklappe in Fig. 1 in ihrer Minimalleerlaufstellung und in Fig. 2 in ihrer durch den federbelasteten Anschlag bestimmten, einen erhöhten Leer­ lauf bestimmenden Stellung befindet, Fig. 3 in schematischer Darstellung eine für ein Fahrzeug bestimmte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lastverstelleinrichtung, Fig. 4 eine Ab­ wandlung der Ausführungsform nach Fig. 3, Fig. 5 eine auf ei­ ner Drosselklappenwelle angeordnete und Teil des mechanischen Übertragungssystems bildende Freilaufscheibe in Seitenan­ sicht, Fig. 6 die Freilaufscheibe nach Fig. 5 in Vorderan­ sicht, Fig. 7 in Vorderansicht eine weitere auf der Dros­ selklappenwelle angeordnete Freilaufscheibe zur Übertragung der Bewegung des Stellantriebs auf die Drosselklappenwelle und Fig. 8 die Freilaufscheibe nach Fig. 7 im Axialschnitt.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte, das Stellglied der bekann­ ten Lastverstelleinrichtung darstellende Drosselklappe 1 ist durch eine (nicht dargestellte) Feder, die sogenannte Rück­ stellfeder, in Leerlaufstellrichtung beaufschlagt (Federkraft F1).

In einem den Normalbetrieb darstellenden ersten Funktionszu­ stand der Lastverstelleinrichtung erfolgt die Lastverstellung auf elektromechanischem Weg durch einen (nicht dargestellten) elektrischen Stellantrieb, der von einer (nicht dargestell­ ten) elektronischen Regeleinrichtung angesteuert wird, die ih­ rerseits der Stellposition eines (nicht dargestellten) Bedien­ elementes in Form eines Fahrpedals, entsprechende elektrische Signale erhält. Der Stellbereich A der Drosselklappe 1 er­ streckt sich hiebei von der in Fig. 1 in vollen Linien darge­ stellten, den Minimalleerlauf MLL der (nicht gezeigten) Brenn­ kraftmaschine bestimmenden Stellung bis zu einer Vollaststel­ lung, z. B. der in strichlierten Linien angedeuteten maximalen Offenstellung der Drosselklappe. Zur Festlegung der den Mini­ malleerlauf MLL bestimmenden Drosselklappenstellung ist ein Anschlag 2 vorgesehen, der mit einem mit der Drosselklappen­ welle 3 drehfest verbundenen Drosselklappenhebel 4 zusammen­ wirkt. Dieser Anschlag 2 ist in einem ortsfesten Bauteil 5 mittels einer Schraubverbindung festgelegt und damit einstell­ bar.

In einem den Notbetrieb darstellenden zweiten Funktionszu­ stand der Lastverstelleinrichtung, der bei einem Ausfall des elektromechanischen Übertragungssystems eintritt, wird die Drosselklappe 1 über ein (nicht dargestelltes) mechanisches Übertragungssystem zwischen Fahrpedal und Drosselklappe ver­ stellt.

Während im ersten Funktionszustand der Lastverstelleinrich­ tung bei nicht betätigtem Fahrpedal eine das Inganghalten der Brennkraftmaschine unter allen Betriebsbedingungen sicherstel­ lende Drosselklappenstellung von der elektronischen Regelein­ richtung eingeregelt wird, würde mangels einer entsprechenden Vorkehrung im zweiten Funktionszustand der Lastverstellein­ richtung die Nichtbetätigung des Fahrpedals unter der Wirkung der Rückstellfeder zur Minimalleerlaufstellung der Dros­ selklappe 1 führen, in der ein sicheres Inganghalten der Brennkraftmaschine nicht mehr gewährleistet wäre.

Um dem abzuhelfen, ist ein von einer Feder 6, deren Feder­ kraft F2 größer ist als die Federkraft F1 der Rückstellfeder, entgegen der Leerlaufstellrichtung beaufschlagter Anschlag 7 vorgesehen, an dem der Drosselklappenhebel 4 im Leerlaufstell­ bereich der Drosselklappe 1 anliegt. Das Gehäuse 8 dieses fe­ derbeaufschlagten Anschlages 7 ist wie der Anschlag 2 mittels einer Schraubverbindung in dem ortsfesten Bauteil 5 festge­ legt.

Im ersten Funktionszustand der Lastverstelleinrichtung, d. h. bei aktiviertem elektrischen Stellantrieb, wird die im Leer­ laufstellbereich wirkende Federkraft F2 von dem Stellantrieb überwunden, was allerdings, wie bereits erwähnt, sowohl eine Drehmomentumkehr als auch ein höheres Drehmoment erforderlich macht.

Fällt aus irgendeinem Grund der elektrische Stellantrieb aus, so nimmt der federbelastete Anschlag 7 seine voll ausge­ fahrene Stellung ein (Fig. 2), so daß die Drosselklappe 1 bei nicht betätigtem Fahrpedal in einer einen erhöhten Leerlauf ELL bestimmenden Stellung gehalten wird, der ein Inganghalten der Brennkraftmaschine unter allen denkbaren Betriebsumstän­ den sicherstellt. Die Schraubverbindung zwischen dem Anschlag­ gehäuse 8 und dem ortsfesten Bauteil 5 erlaubt eine Einstel­ lung des Anschlages 7 und damit des für den erhöhten Leerlauf ELL gewünschten Öffnungswinkels der Drosselklappe 1.

Nun sei die Erfindung anhand der in Fig. 3 dargestellten Aus­ führungsform näher erläutert.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist das Stellglied wiederum eine Drosselklappe 11, mit deren Welle 12 ein von letzterer radial abstehender Drosselklappenhebel 13 drehfest verbunden ist, der hier als Stellelement dient. An diesem Drosselklappenhebel 13 greift eine Feder 14 an, die die Drosselklappe 11 in Richtung des Pfeiles F4 beaufschlagt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Feder 14 hier zwar aus Übersichtlichkeitsgründen als Zugfeder dargestellt ist, daß man aber aufgrund des großen Schwenkbereiches der Drosselklap­ pe 11 bzw. des Drosselklappenhebels 13 in der Praxis eher ei­ ne Schraubendrehfeder einsetzen wird.

Im ersten Funktionszustand der Lastverstelleinrichtung, also im Normalbetrieb, erfolgt die Drosselklappenverstellung durch einen elektrischen Stellantrieb 15, dessen Abtriebsritzel 16 mit einer an den Drosselklappenhebel 13 angeschlossenen und nach einem mit der Drosselklappenwelle 12 koaxialen Kreisbo­ gen gekrümmten Zahnstange 17 kämmt. Die Verstellung erfolgt hiebei innerhalb des normalen Stellbereichs A der Drosselklap­ pe 11, der sich von der hier punktiert angedeuteten, den Mi­ nimalleerlauf MLL der (nicht gezeigten) Brennkraftmaschine be­ stimmenden Stellung bis zu einer Vollaststellung, wie der in strichlierten Linien angedeuteten maximalen Offenstellung, er­ streckt. Der elektrische Stellantrieb 15 wird von einer (nicht gezeigten) elektronischen Regeleinrichtung ange­ steuert, die die Signale eines dem Fahrpedal 18 zugeordneten Sollwertgebers 19 und eines z. B. der Zahnstange 17 zugeordne­ ten Istwertgebers 20 mit anderen Informationen, z. B. von ei­ ner Antischlupfregeleinrichtung, von einem Fahrgeschwindig­ keitsregler, von einem Leerlaufregler usw., verknüpft und einem optimalen Drosselklappenöffnungswinkel entsprechende Stellsignale an den elektrischen Stellantrieb 15 liefert.

Fällt aus irgendeinem Grund das elektromechanische Übertra­ gungssystem aus, wird die Drosselklappe 11 unter der Wirkung der Feder 14 in Richtung des Pfeiles F3 über ihre maximale Of­ fenstellung hinaus in einen weiteren Stellbereich B gezogen, der der Drosselklappenverstellung in dem den Notbetrieb dar­ stellenden zweiten Funktionszustand der Lastverstelleinrich­ tung vorbehalten ist, in dem die Lastverstellung mittels des mechanischen Übertragungssystems erfolgt. Dieses mechanische Übertragungssystem umfaßt in einfacher Weise einen mit dem Fahrpedal 18 durch ein Übertragungselement 21 in Form eines Seilzugs, Bowdenzugs, Gestänges od. dgl. verbundenen und von einer Fahrpedalrückstellfeder 22 in Richtung des Pfeiles F4 beaufschlagten Mitnehmer 23, der seinerseits an dem Drossel­ klappenhebel 13 angreift.

Der dem mechanischen Übertragungssystem zugeordnete weitere Stellbereich B erstreckt sich von einer Vollaststellung, wie der in strichlierten Linien gezeigten maximalen Offenstellung der Drosselklappe 11, bis zu der in vollen Linien gezeigten Endstellung der Drosselklappe, die durch einen mit dem Dros­ selklappenhebel 13 zusammenwirkenden einstellbaren Anschlag 24 bestimmt wird. Diese Endstellung der Drosselklappe 11, wel­ che im zweiten Funktionszutand der Lastverstelleinrichtung bei nichtbetätigtem Fahrpedal 11 unter der Wirkung der Feder 14 zustandekommt, entspricht dem erhöhten Leerlauf ELL, der sicherstellt, daß die Brennkraftmaschine unter allen denkba­ ren Betriebsumständen in Gang gehalten wird.

Im ersten Funktionszustand der Lastverstelleinrichtung wird beim Einschalten der Zündung der elektrische Stellantrieb 15 aktiviert, wodurch letzterer die Drosselklappe 11 entgegen der Wirkung der Feder 14 aus der den erhöhten Leerlauf ELL be­ stimmenden Stellung über die maximale Offenstellung hinaus in die punktiert dargestellte, den Minimalleerlauf MLL bestimmen­ de Stellung verschwenkt. Dabei hebt der Drosselklappenhebel 13 vom Mitnehmer 23 ab, womit das mechanische Übertragungs­ system unterbrochen wird und die Drosselklappe in Abhängig­ keit vom Fahrerwunsch über das elektromechanische Übertra­ gungssystem innerhalb des normalen Stellbereiches A beliebig positionierbar ist, ohne daß der Drosselklappenhebel 13 mit dem Mitnehmer 23, der maximal innerhalb eines dem weiteren Stellbereich B entsprechenden Winkels verschwenkbar ist, Kon­ takt bekommen kann. Es gibt daher im Normalbetrieb keine Rück­ wirkung der Drosselklappenverstellung auf das Fahrpedal 18.

Wird nun durch Ausfall einer Systemkomponente des elektrome­ chanischen Übertragungssystems der elektrische Stellantrieb 15 stromlos geschaltet, wird die Drosselklappe 11 unter der Wirkung der Feder 14 aus dem normalen Stellbereich A über die maximale Offenstellung hinaus soweit in den weiteren Stellbe­ reich B verschwenkt, bis der Drosselklappenhebel 13 am Mitneh­ mer 23 (bei betätigtem Fahrpedal 18) oder an dem Anschlag 24 (bei gerade nicht betätigtem Fahrpedal) anliegt, womit das me­ chanische Übertragungssystem in Funktion ist.

Wenn auch das Überwechseln der Drosselklappe 11 aus dem Stellbereich A durch die maximale Offenstellung hindurch in den weiteren Stellbereich B normalerweise sehr schnell vor sich geht (<1s), kann es als sicherheitskritisch empfunden werden, daß sich die Drosselklappe 11 kurzzeitig in Vollast­ stellung befindet, obwohl der Fahrer gerade kein Gas gibt.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, kann dafür gesorgt werden, daß für die ungefähre Dauer dieses Überwechselns der Drossel­ klappe 11 durch ein Ansteuersignal das Moment der Brennkraft­ maschine zurückgenommen wird. Diese Zurücknahme kann z. B. durch Abschalten der Zündung und/oder der Kraftstoffzufuhr er­ folgen. Um ein Absterben der Brennkraftmaschine sicher auszu­ schalten, wird man die Zurücknahme zweckmäßig nur oberhalb ei­ ner bestimmten Motordrehzahl (z. B. 1500 U/min) wirksam wer­ den lassen.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Zahnstange 17′ nicht starr mit dem Dros­ selklappenhebel 13 verbunden, sondern als bei aktiviertem elektrischen Stellantrieb 15 an dem Drosselklappenhebel 13 an­ greifender Mitnehmer ausgebildet.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß in dem den Notbetrieb darstellenden zweiten Funktionszustand der Lastverstellein­ richtung der elektrische Stellantrieb 15 und das Getriebe (Ab­ triebsritzel 16 und Zahnstange 17′) entkoppelt sind und daher nicht bei jeder Fahrpedalbewegung mitgenommen werden müssen. Es versteht sich, daß bei dieser Ausbildung eine entsprechen­ de (nicht gezeigte) Führung für die Zahnstange 17′ vorgesehen sein muß.

Es sei darauf hingewiesen, daß die den Drosselklappenhebel 13 und die Zahnstange 17 bzw. 17′ beinhaltenden Ausführungs­ formen nach den Fig. 3 und 4 vor allem deshalb gewählt wur­ den, weil anhand dieser Ausführungsformen die vorliegende Er­ findung im Vergleich mit dem in den Fig. 1 und 2 dargestell­ ten Stand der Technik leichter verständlich wird. In der Pra­ xis wird man eher anstelle der Zahnstange ein unmittelbar auf der Drosselklappenwelle sitzendes Zahnrad verwenden oder den elektrischen Stelltrieb die Drosselklappenwelle direkt antreiben lassen, wobei dann zweckmäßig auch das mechanische Übertragungssystem, z. B. über eine Seilscheibe auf die Dros­ selklappenwelle einwirken gelassen wird.

Um in einem solchen Fall in dem den Normalbetrieb darstellen­ den ersten Funktionszustand der Lastverstelleinrichtung eine Rückwirkung der Drosselklappenverstellung auf das Fahrpedal zu vermeiden, kann man das mechanische Übertragungssystem über eine sogenannte Freilaufscheibe an der Drosselklappenwel­ le angreifen lassen. Ein Beispiel hiefür ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt.

Wie aus diesen Fig. 5 und 6 ersichtlich, ist auf der Dros­ selklappenwelle 12′ eine als Freilaufscheibe ausgebildete Seilscheibe 25 gelagert, die mittels eines mit dem Fahrpedal gekoppelten Bowdenzugs (Kraft F5) betätigbar ist. Diese Frei­ laufscheibe 25 besitzt eine kreissektorförmige Ausnehmung 26, in die ein hakenförmiger Ansatz 27 der Drosselklappenwelle 12′ eingreift. Durch diese Ausbildung ist eine Relativverdre­ hung (Freilauf) der Drosselklappenwelle 12′ in bezug auf die Freilaufscheibe 25 möglich, wobei der Freilaufwinkel so bemes­ sen ist, daß er mindestens der Summe des normalen Stellbe­ reichs A und des weiteren Stellbereichs B der Drosselklappe 11′ entspricht.

In den Fig. 5 und 6 ist die von einer nicht dargestellten Fe­ der mit der Federkraft F3′ beaufschlagte Drosselklappenwelle 12′ in jener Stellung gezeigt, in der sich die Drosselklappe 11′ in ihrer den erhöhten Leerlauf bestimmenden Endstellung befindet. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, wird diese Endstellung von einem ortsfesten Anschlag 24′ bestimmt, an dem eine radia­ le Nase 28 der von der Drosselklappenwelle 12′ im Gegenuhrzei­ gersinn beaufschlagten Freilaufscheibe 25 anliegt. Bei nicht aktiviertem Stellantrieb, d. h. in dem den Notbetrieb darstel­ lenden zweiten Funktionszustand der Lastverstelleinrichtung, ist die Drosselklappenwelle 12′ mittels der Freilaufscheibe 25 zwischen der von dem Anschlag 24′ bestimmten Endstellung und einer von einem weiteren ortsfesten Anschlag 29 bestimm­ ten Vollaststellung, also innerhalb des weiteren Stellbe­ reichs B der Drosselklappe 11′ verstellbar. Bei aktiviertem elektrischen Stellantrieb, d. h. in dem den Normalbetrieb dar­ stellenden ersten Funktionszustand der Lastverstelleinrich­ tung, wird hingegen die Drosselklappenwelle 12′ von dem Stell­ antrieb innerhalb des normalen Stellbereichs A verstellt, oh­ ne daß es dabei eine Rückwirkung dieser Drosselklappenverstel­ lung auf die Freilaufscheibe 25 und damit auf das Fahrpedal gibt.

Um umgekehrt eine Entkoppelung des elektrischen Stellan­ triebs und, falls vorhanden, des Getriebes (Abtriebsritzel, Zahnrad) in dem den Notbetrieb darstellenden Funktionszustand der Lastverstelleinrichtung zu erreichen, kann man auch den Stellantrieb bzw. das Getriebe über eine Freilaufscheibe an der Drosselklappenwelle angreifen lassen.

Ein Beispiel hiefür ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Hier ist ein am anderen Ende der Drosselklappenwelle 12′ vor­ gesehenes und mit dem Abtriebsritzel 16′ des Stellantriebs 15′ in Eingriff stehendes Zahnrad 30 als Freilaufscheibe aus­ gebildet. Diese Freilaufscheibe 30 besitzt wiederum eine kreissektorförmige Ausnehmung 31, in die eine radiale Nase 32 der Drosselklappenwelle 12′ eingreift. Die Ausnehmung 31 ist hier so bemessen, daß der Winkel der Relativverdrehung der Drosselklappenwelle 12′ in bezug auf die Freilaufscheibe 30 dem Winkel des dem mechanischen Notbetrieb zugeordneten weite­ ren Stellbereichs B der Drosselklappe 11′ entspricht. Auch in diesen Fig. 7 und 8 ist die Drosselklappenwelle 12′ in jener Stellung gezeigt, in der sich die Drosselklappe 11′ in ihrer den erhöhten Leerlauf bestimmenden Endstellung befindet. Wie aus Fig. 7 zu ersehen, erfolgt in dem den Normalbetrieb dar­ stellenden ersten Funktionszustand der Lastverstelleinrich­ tung die Verstellung der Freilaufscheibe 30 und damit der Drosselklappenwelle 12′ durch den elektrischen Stellantrieb 15′ in dem normalen Stellbereich A. In dem den Notbetrieb dar­ stellenden zweiten Funktionszustand der Lastverstelleinrich­ tung läßt hingegen eine durch das mechanische Übertragungs­ system bewirkte Verdrehung der Drosselklappenwelle 12′ inner­ halb des weiteren Stellbereichs B die Stellung der Freilauf­ scheibe 30 unbeeinflußt, womit eine Rückwirkung auf den elek­ trischen Stellantrieb 15′ vermieden ist.

Bei einer Kombination der Anordnungen nach den Fig. 5, 6 und 7, 8 muß im Hinblick auf die Montage der Drosselklappenwelle im Drosselklappengehäuse entweder der hakenförmige Ansatz 27 (Fig. 5 und 6) oder die radiale Nase 32 (Fig. 7 und 8) ein nachträglich aufsetzbares Bauteil sein. In Fig. 8 wurde dies bei der radialen Nase 32 durch eine gegenüber der Schraffur der Drosselklappenwelle 12′ unterschiedliche Schraffur ange­ deutet.

In dem Fall, wo kein Getriebe vorgesehen ist, kann die Ab­ triebswelle des Stellantriebs auch direkt mit einer entspre­ chenden Freilaufscheibe verbunden werden.

Es versteht sich, daß die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen lediglich Ausführungsbeispiele darstellen und die Erfindung sich keineswegs auf diese Ausführungsbei­ spiele beschränkt. So ist die Erfindung auch auf Lastver­ stelleinrichtungen anwendbar, bei denen das Stellglied keine Drosselklappe, sondern z. B. die Regelstange der Einspritzpum­ pe eines Dieselmotors oder der Stellhebel einer elektrischen Antriebsmaschine ist. Bei der Antriebsmaschine muß es sich auch nicht um eine solche für ein Fahrzeug handeln. Die das Stellglied beaufschlagende Feder kann an dem Stellglied selbst oder, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, an ei­ nem mit diesem verbundenen Bauteil angreifen und beliebiger Art sein (Drehfeder, Zugfeder, Druckfeder od. dgl.). Was den die Endstellung des Stellgliedes bestimmenden Anschlag be­ trifft, so kann bei ausreichend genauer Fertigung auf eine Einstellbarkeit desselben verzichtet werden und z. B. ein ent­ sprechender Vorsprung des Vergasergehäuses, des Einspritzpum­ pengehäuses od. dgl. als fester Anschlag verwendet werden. Der Stellantrieb der Lastverstelleinrichtung muß nicht unbedingt ein elektrischer Stellantrieb sein, sondern könnte ebensogut auch ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb, ein Hubmagnet od. dgl., sein. Er kann auf das Stellglied direkt oder über ein mit diesem in Verbindung stehendes Stellelement einwirken.

Abschließend seien die wichtigsten Vorteile der erfindungsge­ mäßen Lastverstelleinrichtung zusammengefaßt:

• - Bei der erfindungsgemäßen Lastverstelleinrichtung gibt es, da für den Normalbetrieb und den Notbetrieb getrennte Stell­ glied-Stellbereiche vorgesehen sind, im Normalbetrieb keiner­ lei Rückwirkungen auf das Bedienelement (Fahrpedal). Wie be­ reits ausgeführt, haben die bekannten Einrichtungen, insbeson­ dere bei der Antischlupf- oder Fahrgeschwindigkeitsregelung derartige Pedalrückwirkungen.
• - Mit der erfindungsgemäßen Lastverstelleinrichtung sind be­ liebige Pedalprogressionen darstellbar. Da die bekannten Ein­ richtungen außerhalb eines bestimmten Leerweges Pedalrückwir­ kungen verursachen, sind dort die Progressionsmöglichkeiten sehr beschränkt.
• - Bei Ausfall des elektromechanischen Übertragungssystems übernimmt das mechanische Übertragungssystem automatisch den aktuellen Steuerbefehl (Fahrerwunsch). Es gibt daher keine längere Leistungseinbuße (die im Falle einer Lastverstellung für ein Fahrzeug z. B. beim Überholen gefährlich sein könnte). Bei nicht betätigtem Bedienelement stellt sich ohne zusätzli­ che Einrichtung ein Leerlauf (erhöhter Leerlauf) ein.

Der Stellantrieb arbeitet im gesamten Stellbereich gegen ei­ ne konstante Federkraftrichtung. Es gibt daher im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen im Leerlaufstellbereich keinen Momentensprung, der regelungstechnisch schwer beherrschbar ist.

Der mechanische Aufwand für die erfindungsgemäße Lastver­ stelleinrichtung ist im Vergleich mit den bekannten Einrich­ tungen geringer, da kein federbelasteter Anschlag und auch keine Kupplung zwischen Stellantrieb und Stellelement notwen­ dig ist.

Claims (14)

1. Lastverstelleinrichtung für eine Antriebsmaschine, insbe­ sondere eines Fahrzeugs, mit einem die Leistung der Antriebs­ maschine bestimmenden Stellglied, das von einem von einer Re­ geleinrichtung ansteuerbaren Stellantrieb innerhalb eines nor­ malen Stellbereiches und bei nicht aktiviertem Stellantrieb über ein mit einem Bedienelement, insbesondere einem Fahrpe­ dal, gekoppeltes mechanisches Übertragungssystem verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht aktiviertem Stell­ antrieb (15, 15′) und nicht betätigtem Bedienelement (18) das Stellglied (11, 11′) unter der Wirkung einer Feder (14) in ei­ ner von einem vorzugsweise einstellbaren Anschlag (24, 24′) be­ stimmten Endstellung innerhalb eines außerhalb des normalen Stellbereiches (A) liegenden weiteren Stellbereiches (B) ge­ halten wird, wobei innerhalb dieses weiteren Stellbereiches (B) die Verstellung des Stellelementes (11, 11′) durch das me­ chanische Übertragungssystem erfolgt.

2. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von dem Anschlag (24, 24′) bestimmte Endstel­ lung des Stellgliedes (11, 11′) einen Leerlauf der Antriebsma­ schine bestimmt.

3. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von dem Anschlag (24, 24′) bestimmte Endstel­ lung des Stellgliedes (11, 11′) einen erhöhten Leerlauf (ELL) der Antriebsmaschine bestimmt.

4. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, für eine Brennkraftmaschine mit einem Stellglied in Form einer Drossel­ klappe, deren normaler Stellbereich sich von einer Minimal­ leerlaufstellung bis zu einer maximalen Offenstellung er­ streckt, dadurch gekennzeichnet, daß der dem mechanischen Übertragungssystem zugeordnete weitere Stellbereich (B) jen­ seits dieser maximalen Offenstellung der Drosselklappe (11, 11′) liegt und sich bis zu der durch den Anschlag (24, 24′) bestimmten Endstellung der Drosselklappe (11, 11′) er­ streckt.

5. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch Einschalten der Zündung der Stellantrieb (15, 15′) aktiviert wird.

6. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten von der mittels des Stell­ antriebs (15, 15′) erfolgenden Lastverstellung auf die mittels des mechanischen Übertragungssystems erfolgende Lastverstel­ lung das Moment der Brennkraftmaschine durch kurzzeitiges Ab­ schalten der Zündung und/oder der Kraftstoffzufuhr zurückge­ nommen wird.

7. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der sowohl die Lastverstellung mittels des Stellantriebs als auch die Lastverstellung mittels des mechanischen Übertra­ gungssystems über ein Stellelement in Form eines von der Dros­ selklappenwelle radial abstehenden Drosselklappenhebels er­ folgt und der Stellantrieb ein elektrischer Stellantrieb ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine nach einem mit der Drossel­ klappenwelle (12) koaxialen Kreisbogen gekrümmte und mit ei­ nem Abtriebsritzel (16) des elektrischen Stellantriebs (15) in Eingriff stehende Zahnstange (17, 17′) vorgesehen ist, die mit dem Drosselklappenhebel (13) verbunden oder als bei akti­ viertem elektrischen Stellantrieb (15) an dem Drosselklappen­ hebel (13) angreifender Mitnehmer ausgebildet ist.

8. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Zahnstange (17) über einen Winkel er­ streckt, der mindestens gleich ist dem Schwenkwinkel der Dros­ selklappe (11) zwischen deren Minimalleerlaufstellung und de­ ren durch den Anschlag (24) begrenzten Endstellung.

9. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Drosselklappe (11) in­ nerhalb des dem mechanischen Übertragungssystem zugeordneten weiteren Stellbereiches (B) durch einen mit dem Bedienelement (18) gekoppelten, an dem Drosselklappenhebel (13) angreifen­ den Mitnehmer (23) erfolgt.

10. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Übertragungs­ system eine auf der Drosselklappenwelle (12′) angeordnete Freilaufscheibe (25) enthält, die eine Relativverdrehung der Drosselklappenwelle (12′) in bezug auf die Freilaufscheibe in­ nerhalb eines mindestens der Summe des normalen Stellbereichs (A) und des weiteren Stellbereichs (B) der Drosselklappe (11′) entsprechenden Winkelbereichs zuläßt.

11. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 11, daß die Frei­ laufscheibe (25) als von einem mit dem Bedienelement gekoppel­ ten Bowdenzug (F5) betätigbare Seilscheibe ausgebildet ist.

12. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, 10 und 11, mit elektrischem Stellantrieb, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der elektrische Stellantrieb (15′) auf eine auf der Drosselklappenwelle (12′) gelagerte Freilaufscheibe (30) einwirkt, die eine Relativverdrehung der Drosselklappenwelle (12′) in bezug auf die Freilaufscheibe innerhalb eines dem weiteren Stellbereich (B) der Drosselklappe (11′) entsprechen­ den Winkelbereichs zuläßt.

13. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Freilaufscheibe (30) als Zahnrad ausgebil­ det ist, das mit einem Abtriebsritzel (16′) des elektrischen Stellantriebs (15′) in Eingriff steht.

14. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abtriebswelle des elektrischen Stellan­ triebs direkt mit der Freilaufscheibe verbunden ist.