DE4417303C2

DE4417303C2 - Schutzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4417303C2
Application number: DE19944417303
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Toepfer; Hartmut Vos; Michael Hoelscher; Ulrich Messner; Uwe Markovac
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2014-05-19
Also published as: DE4417303A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Zugfahrzeuges für gelegentlichen Anhängerbetrieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE 27 20 485 A1 ist eine Schutzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt, bei der ein Betrieb unter hoher Last erkannt wird, indem die Schutzvorrichtung einen anormalen Zustand ermittelt. Solche anormalen Zustände können das Überschreiten einer maximalen Motortemperatur, das Überschreiten einer maximalen Motordrehzahl oder ein Schleifen der Kupplung über längere Zeit sein. Zur Drosselung des Motors wird ein Eingriff in das Gasgestänge, ein Trennen der Kupplung oder ein automatisches Betätigen der Bremse vorgeschlagen.

Aus der DE 30 32 837 C2 ist es bekannt, einen angekuppelten Anhänger zu erkennen, indem die beim Anhän ger vorgesehene Bremslicht-Stromkreise ein Relais des Zugfahrzeuges bestromt wird und eine am Arbeitskon takt des Relais angeschlossene Kontrolleuchte aufleuchtet.

Ferner offenbart die EP 0 470 511 A2 ein Schleppfahrzeug für Flugzeuge, bei dem die Belastung des gezogenen Flugzeuges unabhängig von dessen Masse etc. begrenzt sein soll. Hierzu ist die Anstiegsgeschwindigkeit der Motorleistung begrenzt.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine Schutzeinrichtung zu schaffen, die insbesondere bei Anhängerbetrieb den Schutz einer Brennkraftmaschine verbessert.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Gegenüber dem bekannten Stand der Technik weist die Erfindung den Vorteil auf, daß die Leistungsreduktion vorgenommen wird, bevor eine Belastung oder ein anderer anormaler Zustand bekannt wird, so daß das Erreichen von derartigen Zuständen verhindert werden kann.

Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. So ist es vorgesehen, die Erkennungseinrichtung für den Anhängerbetrieb in einer Kupplungsvorrichtung für den Anhänger so anzuordnen, daß diese bei abnehmbaren Kupplungsvorrichtungen auf das Anbringen der Kupplungsvorrichtung anspricht. Alternativ hierzu kann die Erkennungseinrichtung auf das Ankuppeln eines Anhängers ansprechen. Eine Erkennung ist ebenfalls über die Anhängersteckdose möglich. Diese Lösungen arbeiten mit einem Schaltkontakt, der auf das Vorhandensein eines Gegenstandes (Kupplungsvorrichtung, Anhängerkupplung, Stecker) anspricht und wobei die Schaltvorrichtungen als Schalter, Reed-Kontakt oder ähnliches ausgebildet sein können.

Als weiterer Lösungsweg wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 vorgeschlagen, den Anhängerbetrieb dadurch zu erkennen, daß das Anschließen eines anhängerseitigen Bordnetzes an das zugfahrzeugseitige Bordnetz überwacht wird. Als mögliche Ausführung wird vorgeschlagen, daß ein selbsthaltendes Relais vorgesehen ist, das anspricht, wenn an der Steckdose zum Anhänger ein Stromkreis hergestellt wird. Da diese Lösung ohne Schaltkontakte auskommt, ist sie unempfindlich gegenüber Verschmutzungen und im wesentlichen verschleißfrei. Manipulationen und Beschädigungen sind ausgeschlossen, da zum einen eine derartige Schutzeinrichtung keine zugänglichen Teile im Bereich der Anhängerkupplung aufweist, sondern weiter im Fahrzeuginneren angeordnet werden kann und zum anderen die überwachten Stromkreise wie beispielsweise der Stromkreis für das Bremslicht oder der Stromkreis für die Blinkeranlage des Anhängers für einen ordnungsgemäßen Betrieb des Anhängers unbedingt erforderlich sind.

Sofern die Schutzeinrichtung in Verbindung mit einer elektronischen Motorsteuerung verwendet wird, ist die Leistungsreduktion besonders einfach auszuführen, indem die Motorsteuerung auf das Signal der Kennungseinrichtung hin ein ohnehin vorhandenes Kennfeld für den Betrieb der Brennkraftmaschine mit reduzierter Motorleistung verwendet. Ein derartiges Kennfeld kann beispielsweise ein Kennfeld für den Betrieb der Brennkraftmaschine in großen Höhen sein. In diesem Fall erfolgt die Auswahl des Kennfeldes durch Simulation eines Signales eines Höhengebers, so daß die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung ohne Änderungen einer bestehenden elektronischen Motorsteuerung an diese angebaut werden kann. Auch eine Nachrüstung ist hiermit möglich.

Alternativ kann die Leistungsreduktion dadurch vorgenommen werden, daß die Leistungsanforderung durch den Fahrer begrenzt werden kann. Dies ist beispielsweise durch einen verstellbaren Anschlag am Gaspedal oder durch eine Begrenzung des Stellweges eines Drosselklappenstellers möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend beschrieben.

Die einzige Figur zeigt einen Schaltplan der Schutzeinrichtung. Dieser Schaltplan umfaßt einen zugfahrzeugseitigen Bereich 1 sowie einen anhängerseitigen Bereich 2. Der zugfahrzeugseitige Bereich enthält einen Bremslichtstromkreis 3, eine Motorsteuerung 4, eine Höhendose 5 sowie als Erkennungseinrichtung für Anhängerbetrieb ein Relais 6. Der anhängerseitige Bereich 2 enthält einen zweiten Bremslichtstromkreis 7 sowie weitere, hier nicht dargestellte Stromkreise für Fahrtrichtungsanzeiger, Schlußleuchte etc.

Die Verbindung zwischen zugfahrzeugseitigem Bereich 1 und anhängerseitigem Bereich 2 wird durch eine Steckdose 8 hergestellt.

Der Bremslichtstromkreis 3 besteht in bekannter Weise aus einem mit Klemme 15 verbundenen Bremslichtschalter 9, von dem eine Leitung 10 zu den Bremsleuchten 11 führt.

Die Höhendose 5 wird vom Motorsteuergerät 4 über Verbindungsleitungen 12 und 13 mit einer fest eingestellten Spannung versorgt und liefert an einer Klemme 14 ein der Höhe (genauer: dem aktuellen Luftdruck) entsprechendes Spannungssignal. Ohne die erfindungsgemaße Anhängererkennung ist der Signalausgang 14 direkt auf den korrespondierenden Signaleingang 15 am Motorsteuergerät 4 geführt und das Motosteuergerät 4 wird eine nicht gezeigte Brennkraftmaschine mit reduzierter Motorleistung betreiben, wenn das Spannungssignal der Höhendose 5 einen zugegebenen Spannungswert unterschreitet und somit auf eine große Höhe geschlossen werden kann.

Nach der Erfindung ist zwischen Signalausgang 14 und Signaleingang 15 das Relais 6 eingeschleift. Im Relais 6 ist ein Spannungsteiler 16 vorgesehen, der an die Verbindungsleitungen 12,13 angeklemmt und hierdurch mit Spannung versorgt ist. Am Abgriffspunkt des Spannungsteilers 16 liegt eine Spannung an, die unterhalb der Spannungsschwelle für den Betrieb in großer Höhe liegt. Im abgefallenen Zustand des Relais 6 ist der Signaleingang 15 mit dem Signalausgang 14 verbunden. Im angezogenen Zustand des Relais 6 ist der Signaleingang 15 mit dem Abgriffpunkt des Spannungsteilers 16 verbunden.

Zur Ansteuerung des Relais 6 ist dessen Spule 20 einerseits mit Klemme 15 verbunden und andererseits liegt die Spule 20 über einen ersten Arbeitskontakt 17 auf Masse und ist parallel hierzu über eine Diode 21 mit der Steckdose 8 verbunden. Ein zweiter Arbeitskontakt 19 verbindet die Leitung 10 des ersten Bremslichtstromkreises 3 mit der Steckdose 8.

Ohne Anhänger, d. h. ohne den zweiten Bremslichtstromkreis 7, wirkt die Schutzeinrichtung wie folgt: Nach Einschalten der Zündung des Zugfahrzeuges liegt an Klemme 15 die Betriebsspannung an. Da sowohl der erste Arbeitskontakt 17 als auch der zweite Arbeitskontakt 19 geöffnet sind, ist der zweite Anschluß der Spule 20 offen und die Spule somit nicht bestromt. Über den Schaltkontakt 18 ist der Signalausgang 14 mit dem Signaleingang 15 verbunden und das Motorsteuergerät 4 erhält direkt das Signal der Höhendose 5.

Bei angeschlossenem Anhänger ist an der Steckdose 8 der zweite Bremslichtstromkreis 7 angeschlossen. Nach Einschalten der Zündung des Zugfahrzeuges und bei geöffnetem Bremslichtschalter 9 ist, ausgehend von der Klemme 15 über die Spule 20, die Diode 21, die Steckdose sowie den zweiten Bremslichtstromkreis 7 ein geschlossener Stromkreis gebildet und die nunmehr bestromte Spule 20 schaltet die Kontakte 17, 18, 19. Über den geschlossenen zweiten Arbeitskontakt 19 sind nun erster Bremslichtstromkreis 3 und zweiter Bremslichtstromkreis 7 parallel geschaltet; die Diode 21 verhindert dabei, daß die beiden Bremslichtstromkreise 3, 7 über die Spule 20 unter Umgehung des Bremslichtschalters 9 an Klemme 15 zu liegen kommen. Über den geschlossenen ersten Arbeitskontakt 17 liegt der zweite Anschluß der Spule 20 auf Masse, so daß die Spule 20 so lange bestromt und damit das Relais 6 so lange angezogen bleibt, bis durch Ausschalten der Zündung an Klemme 15 keine Spannung mehr anliegt. Nun ist die Verbindung zwischen Signalausgang 14 und Signaleingang 15 unterbrochen und statt dessen ist der Signaleingang 15 mit dem Abgriffpunkt des Spannungsteilers 16 verbunden.

Die Diode 21 hat ferner die Wirkung, daß der auf Masse geschaltete erste Arbeitskontakt 17 nicht parallel zu dem Bremslichtstromkreisen 3, 7 zu liegen kommt.

Zusammenfassend zieht das Relais 6 genau dann an, wenn die Bedingungen "Zündung ein" und "Steckdose 8 ist auf Masse geführt" und "Bremslichtschalter 9 ist offen" gleichzeitig erfüllt sind.

In einer nicht dargestellten Alternative zur Leistungsreduktion der Brennkraftmaschine erfolgt die Leistungsreduktion, indem eine Leistungsanforderung des Fahrers an die Brennkraftmaschine begrenzbar ist. Für das Beispiel einer Leistungssteuerung mittels einer Drosselklappe bedeutet dies, daß im leistungsreduzierten Betrieb anstelle von normalerweise 100% Drosselklappenöffnung nur noch maximal 75% Drosselklappenöffnung erreicht werden. Die Begrenzung der Drosselklappenöffnung soll nachfolgend an zwei Beispielen aufgezeigt werden:

Im ersten Beispiel ist an dem in beliebiger Weise mit der Drosselklappe verbundenen Gaspedal ein Anschlag vorgesehen, der für den leistungsreduzierten Betrieb aktiviert wird und den Maximalausschlag des Gaspedales so begrenzt, daß nur noch die maximal zulässige Drosselklappenöffnung erreicht wird.

Im zweiten Beispiel wird ein mit dem Gaspedal auf elektrischem Wege verbundener Drosselklappenstellmotor im leistungsreduzierten Betrieb so angesteuert, daß nur höchstens 75% Drosselklappenöffnung eingestellt werden. Die hierfür notwendige Steuereinrichtung zur Verbindung von Gaspedal und Drosselklappenstellmotor kann dabei vorteilhafterweise so ausgelegt sein, daß im leistungsreduzierten Betrieb bei 100% Gaspedalausschlag die 75% Drosselklappenöffnung erreicht werden, so daß nach wie vor der gesamte Verstellweg des Gaspedales zur Verfügung steht und damit eine feiner Einstellbarkeit der Leistung der Brennkraftmaschine erreicht ist.

Claims

1. Schutzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Zugfahrzeuges für gelegentlichen Anhängerbetrieb bei der die Leistung der Brennkraftmaschine zum Schutz derselben reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsreduktion durch eine Erkennungseinrichtung für Anhängerbetrieb auslösbar ist.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung für Anhängerbetrieb auf das Anbringen einer Kupplungsvorrichtung für einen Anhänger oder das Ankuppeln eines Anhängers anspricht.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung für Anhängerbetrieb auf das Anschließen eines anhängerseitigen Bordnetzes (2) an das zugfahrzeugseitige Bordnetz (1) anspricht.

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungseinrichtung ein selbsthaltendes Relais (6) aufweist, das anspricht, wenn ein Stromkreis (7) über das anhängerseitige Bordnetz (2) hergestellt wird.

5. Schutzeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsreduktion erfolgt, indem eine Steuereinrichtung (4) der Brennkraftmaschine in eine die Brennkraftmaschine mit reduzierter Motorleistung betriebende Betriebsart schaltet, wenn ein Signal der Erkennungseinrichtung anliegt.

6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsart mit reduzierter Motorleistung für den Betrieb in großer Höhe vorgesehen ist.

7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung in die Betriebsart für den Betrieb in großer Höhe ausgelöst wird, indem das Signal einer Erkennungseinrichtung für große Höhen (5) simuliert wird.

8. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsreduktion erfolgt, indem eine Leistungsanforderung des Fahrers an die Brennkraftmaschine begrenzbar ist.

9. Schutzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung durch einen verstellbaren Anschlag an einem Gaspedal erfolgt, der zur Leistungsreduktion die maximale Betätigung des Gaspedales begrenzt.

10. Schutzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung durch eine Begrenzung des Stellweges eines Drosselklappenstellers erfolgt, indem der Maximalausschlag des Drosselklappenstellers begrenzt ist.

11. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromkreis im anhängerseitigen Bordnetz (2) ein Bremslichtstromkreis (7) überwacht wird, indem das Relais (6) zum einen an Betriebsspannung (Kl. 15) und zum anderen an einer Steckdose (8) für den Bremslichtstromkreis (7) angeschlossen ist.

12. Schutzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Zugfahrzeuges für gelegentlichen Anhängerbetrieb bei der die Leistung der Brennkraftmaschine zum Schutz derselben reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung

- einen zugfahrzeugseitigen ersten Bremslichtstromkreis (3),
- einen anhängerseitigen zweiten Bremslichtstromkreis (7) und
- ein selbsthaltendes Relais (6) aufweist,
- wobei das Relais (6) in seinem Ruhezustand über einen Arbeitskontakt (19) den zweiten Bremslichtstromkreis (7) vom ersten Bremslichtstromkreis (3) trennt,
- eine Spule (20) des Relais (6) zum einen an Betriebsspannung (Kl. 15) und zum anderen an einer Steckdose (8) für den Bremslichtstromkreis (7) angeschlossen ist und
- über einen Umschaltkontakt (18) des Relais (6) im Arbeitszustand ein Signal an eine Steuereinrichtung (4) der Brennkraftmaschine abgegeben wird, die daraufhin in eine die Brennkraftmaschine mit reduzierter Motorleistung betriebende Betriebsart schaltet.

13. Schutzeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Steuereinrichtung (4) einen Signaleingang (15) für ein Signal eines Höhengebers (5) aufweist,
- der Höhengeber (5) in der Ruhesteilung des Relais (6) über den Umschaltkontakt (18) mit dem Signaleingang (15) verbunden ist und
- ein Signalgeber (16) in der Arbeitsstellung des Relais (6) über den Umschaltkontakt (18) mit dem Signaleingang (15) verbunden ist, wobei der Signalgeber (16) ein Signal abgibt bei dem die Steuereinrichtung (4) in eine die Brennkraftmaschine mit reduzierter Motorleistung betriebende Betriebsart schaltet.