EP0341341B1 - Lastverstelleinrichtung - Google Patents

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Publication number
EP0341341B1
EP0341341B1 EP88114519A EP88114519A EP0341341B1 EP 0341341 B1 EP0341341 B1 EP 0341341B1 EP 88114519 A EP88114519 A EP 88114519A EP 88114519 A EP88114519 A EP 88114519A EP 0341341 B1 EP0341341 B1 EP 0341341B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adjusting device
load adjusting
carrier
control element
joined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP88114519A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0341341A1 (de
Inventor
Gerd Hickmann
Milan Hrusovsky
Manfred Pfalzgraf
Peter Volz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mannesmann VDO AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann VDO AG filed Critical Mannesmann VDO AG
Priority to AT88114519T priority Critical patent/ATE63366T1/de
Publication of EP0341341A1 publication Critical patent/EP0341341A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0341341B1 publication Critical patent/EP0341341B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/107—Safety-related aspects

Definitions

  • the invention relates to a load adjustment device with a control element which can be acted on a throttle valve of an internal combustion engine, which is connected to a driver coupled to an accelerator pedal and is additionally movable by means of an electric actuator, with a target value detection element associated with the driver, a device which interacts with it and acts on the electric actuator acting actual value detection element, wherein the electric actuator can be controlled as a function of the detected values by an electronic control device.
  • Load adjustment devices of this type are provided in motor vehicles for actuating the throttle valve by the accelerator pedal in order to be able to intervene by means of the electronic control device in such a way that, for example, wheel slip when starting due to excessive power is avoided. If the accelerator pedal is depressed too quickly, the control device can ensure that, for example, the throttle valve is opened less than it corresponds to the accelerator pedal position, so that the internal combustion engine only generates power that does not cause the wheels to spin. Other, automatic interventions in the load adjustment device are required if a transmission is to switch automatically or if the leed speed is to be regulated to a constant value even when there are different performance requirements when idling.
  • Load adjustment devices of the type mentioned are generally made up of several parts, ie certain elements are assigned to the accelerator pedal, while other elements interact with the control element.
  • Such a separate arrangement of the components requires, on the one hand, an increased structural volume of the load adjustment device, and on the other hand, the arrangement of the components at different points in the vehicle does not ensure that the components interact with the throttle valve without reaction.
  • the invention has for its object to design a load adjustment device of the type mentioned in such a way that it is compact and allows a defined reaction to the throttle valve in all load conditions, in particular if the electronic control device fails.
  • the object is achieved by the features from claim 1 (in the versions A for contracting states DE, FR, IT, GB, SE and in the version B for the countries AT, ES, NL).
  • the arrangement of the driver, coupling spring, control element, setpoint detection element and actual value detection element in the direct effective chain ensures that control processes between the parts can take place in the smallest space, and the arrangement of the parts in the throttle valve housing also ensures that the effective chain acts directly in the area of the internal combustion engine .
  • the accelerator pedal can directly engage the driver arranged in the area of the throttle valve and preloaded by another spring in the idle direction, the position of the driver is represented by the setpoint detection element and that of the control element by the actual value detection element and those detected by the two elements Values are passed on to the electronic control device, which controls the control element interacting with the throttle valve in accordance with the control characteristic specified between the two elements via the electric actuator, which is also arranged in the immediate vicinity of the throttle valve.
  • the coupling spring ensures that in the event of divergent movements of the driver and control element, a failure occurs the electronic control device always leads to a change in the power setting to a power quantity corresponding to the position of the accelerator pedal.
  • the driver is formed in two parts, with a first part coupled to the accelerator pedal, which is assigned to the setpoint detection element, and a relative part are described in more detail in the dependent claims
  • FIG. 1 shows an accelerator pedal 1 with which a lever 2 can be displaced between a full load position VL and an idle position with a maximum idle power LLmax.
  • the lever 2 is able to move a one-piece driver 4 in the full load direction VL via a linkage 3 and is biased in the idling direction by means of a return spring 5 acting on the lever 2.
  • a return spring 6 biases the driver 4 in the idle direction.
  • the driver 4 is connected to a setpoint detection element in the manner of a grinder 7 of a potentiometer 8, which controls a servomotor 9, which can shift a control element 11 via a clutch 10.
  • the control element 11 is used directly for adjusting a throttle valve 16.
  • the position of the control element 11 is transmitted to the potentiometer 8 via an actual value detection element in the manner of a second grinder 12 which is firmly connected to it. If the control element 11 exactly follows the specification of the accelerator pedal 1, the mutual distance between the grinders 7 and 12 must remain constant.
  • An electronic control device 22 which inter alia interacts with the grinders 7 and 12 of the potentiometer 8. controls the electric servomotor and clutch 10. Due to the possibility of representing external default values by the control device 22, the control element 11 can be moved independently of the driver 4.
  • a mechanical connection between the driver 4 and the control element 11 is provided by a coupling spring 13, which prestresses the control element 11 in the direction of a stop 14 of the driver 4.
  • the distance between the stop 14 and the control element 11 is shown in the illustration in FIG. 1 to be exaggeratedly large and, when the load adjustment device is working properly, is small and is monitored by a distance monitoring device 15, which can be a simple limit switch. If the electronics fail, the driver 4 can move it to the empty position after overcoming the small distance between the stop 14 and the control element 11.
  • the frame 23 shown in Figure 1 is intended to clarify that the driver 4, the coupling spring 13, the control element 11 and the potentiometer 8 with the two wipers 7 and 12 represent a structural unit, the throttle valve 16 arranged within the frame 23, the Electric servomotor 9 and the clutch 10 also clarify that the parts mentioned simultaneously form a structural unit with the throttle valve housing.
  • the arrangement of a safety contact 17, which interacts with the coupling 10, is of importance in the variant shown in FIG. Even a small reduction in the distance is an indication that the throttle valve 16 is opened further than the driver's specification. This circumstance is determined by the distance monitoring device 15 and leads to the safety contact 17 opening, which leads to the release of the coupling 10. If, on the other hand, an upward load function is sought in relation to the driver's wish, the distance monitoring device 15 is deactivated so that the control element 11 can take the driver 4 in the full load direction without the safety contact 17 opening.
  • a pedal contact switch 18 is provided on the accelerator pedal 1, by means of which such a maladjustment can be determined.
  • an automatic transmission 19 is indicated in FIG. 1, in which an automatic train 20 can be shifted via the driver 4.
  • FIGS. 2 and 3 show the throttle valve housing 24, in which a bearing shaft 16a for the throttle valve 16 is mounted, the throttle valve housing 24 in the region of the end 16a 'of the bearing shaft 16a the driver 4, the coupling spring 13, which is positively connected at one end to it. which is at the same time positively connected with the other end to the bearing shaft 16a, and the non-positively connected to the bearing shaft 16a, which forms part of the control element 11, the control lever 21, and the grinder 7 and 12 and the potentiometer 8, also in the region of the end 16a "of the bearing shaft 16a, the electric servomotor 9, the electromagnetically acting clutch 10 and a reduction gear arranged between them.
  • Details of the control electronics 22, the distance monitoring device 15 and the safety contact 17 have been omitted for reasons of clarity.
  • Figures 2 and 3 show two needle bearings 25 for the bearing shaft 16a, with which the throttle valve 16 is screwed.
  • the free end 16a 'of the bearing shaft 16a passes through a bearing opening 26 in the throttle valve housing 24 and there receives the control lever 21 having a stop 38 in a rotationally fixed manner.
  • a grinding arm 27 is connected, the grinder 12 of which abut on the associated slideways 28 of a potentiometer plate 8, which is provided with cable feeds 30 and is supported on a cable protection ring 31 which rests against the throttle valve housing 24.
  • a with the throttle valve housing 24 screwed retaining ring 32 fixes the potentiometer plate 8 in a defined position.
  • a bearing bore in the throttle valve housing 24 or the housing wall adjoining the bearing bore accommodate needle bearings 33 and 34, in which the driver 4 is mounted radially and axially.
  • This is designed as a flat plate and has on the outside a concentric to the central axis of the shaft 16a arranged hollow pin 35 which is rotatably connected to a lever 36 with a connecting nipple 37 and via this to the linkage 3.
  • the driver 4 has on the circumference the radial stop 14 which, when the driver 4 and the control lever 21 are in a defined position, come into contact with one another with the stop 38 of the control lever 21.
  • the driver is provided on its side facing the control lever 21 with a cylindrical opening for receiving the coupling spring 13 and diametrically to the stop 14 with a link guide 40.
  • a grinder receptacle 39 which has the grinder 7 and which closes the cylindrical opening of the driver 4, is connected, these abutting the associated slider tracks 43 of the potentiometer plate 8 and due to the connection of the driver 4 to the grinder receptacle 39 via the link guide 40 penetrating screws 41 an adjustment of the potentiometer is given.
  • the grinder holder 39 finally has on its side facing the driver 4 and the flat spiral spring 13 two holding pins 44, between which the outer, curved end 45 of the spiral spring 13 is held, while the inner end 46 penetrates a groove 47 in the bearing shaft 16a, whereby the latter is inserted through bores in the grinder receptacle 39 and a guide plate 48 arranged between it and the spiral spring 13.
  • FIG. 2 shows in the region of the end 16a "of the bearing shaft 16a of the throttle valve 16 the electric motor 9 which is mounted in the throttle valve housing 24 and which drives an idler gear 50 via a pinion 49 which, via an additional pinion 51 connected to the latter, has a rotatably mounted on the bearing shaft 16a Drive wheel 52 cooperates which drives the bearing shaft 16a when the electromagnetic clutch 10 is activated
  • FIG. 4 shows a load adjustment device which is largely identical to the illustration in FIG. 1, but in which the driver 4 consists of two parts 4a and 4b. Parts which correspond in their function to the embodiment according to FIG. 1 are designated with the same reference numerals for the sake of simplicity.
  • FIG. 4 shows the first part 4a of the driver 4, the return spring 5 directly engages the former.
  • the part 4a can be moved by means of the lever 2 assigned to the accelerator pedal 1 via the linkage 3 in the full-load direction VL and is connected to the grinder 7 of the potentiometer 8.
  • the second part 4b of the driver 4 is movable against the force of the coupling spring 13, the coupling spring 13 engages the control element 11 and the second part 4b and tries to pull it in the idling direction against the first part 4a.
  • the return spring 6 in turn biases the entire driver 4 in the idle direction.
  • the load adjustment device according to the embodiment according to FIG. 4 works exactly like that shown in FIG.
  • FIG. 5 shows, with reference to the basic illustration according to FIG. 4, the corresponding design of the load adjustment device in the area of the driver, which is essentially based on the corresponding cutout according to FIG. 2.
  • the shaft 16a for the throttle valve which receives the control lever 21 in a rotationally fixed manner, is first needle-supported.
  • the grinding arm 27 Likewise rotatably connected to this shaft is the grinding arm 27, the grinder 12 of which abut the grinding path of the potentiometer 8 assigned to it.
  • a bearing bore in the throttle valve housing 24 receives the roller bearing 33 and the corresponding housing wall accommodates the bearing 34, in which the driver part 4a is mounted or abuts.
  • This has a sleeve region 41a, which is arranged concentrically to the central axis of the shaft 16a and adjoins it
  • a circular ring region 42a adjoins in the radial direction, which ends on the outside in a sector 43a running parallel to the shaft 16a, which has in the region of its free end the grinder holder 39 with the grinders 7, which on the associated trajectory of the Potentiometers 8 are present.
  • the section of the sleeve 41a projecting from the throttle valve housing 24 in the area of the roller bearing 33 rotatably receives a lever 44a with a connecting nipple 3 'for connection to the linkage 3.
  • the pin 41b of the driver part 4b is rotatably supported by means of axially or radially acting slide bearings 53, 54 and in the area of its free end protruding from the throttle valve housing 24 takes up a lever 42b with a connecting nipple 6 'on which the return spring 6 attacks.
  • the end of the pin 41 directed towards the shaft 16a opens at a slight distance from the shaft 16a in an annular region 43b which ends on the outside in an axial ring 44b.
  • the flat spiral spring 13 is arranged in the ring 44b, it surrounds the free end of the shaft 16a directed towards the pin 41b and is correspondingly with its outer end in the area of the driver part 4b surrounding it and with its inner end in the slot 47 of the shaft 16a mounted.
  • the driver part 4b is finally provided on the outside of the ring 44b with the stop 14, in the path of which the shoulder 38 arranged on the control lever 21 projects.
  • FIG. 5 relating to the two-part driver can thus be readily transferred to the embodiment according to FIGS. 2 and 3 relating to the one-part driver.
  • the driver parts 4a and 4b would have to be connected to one another in a rotationally fixed manner in the case of the two-piece driver.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lastverstelleinrichtung mit einem auf eine Drosselklappe einer Brennkraftmaschine einwirkbaren Steuerelement, das mit einem mit einem Fahrpedal gekoppelten Mitnehmer verbunden ist und zusätzlich mittels eines elektrischen Stellantriebes bewegbar ist, mit einem dem Mitnehmer zugeordneten Sollwerterfassungselement, einem mit diesem zusammenwirkenden und auf den elektrischen Stellantrieb einwirkenden lstwerterfassungselement, wobei der elektrische Stellantrieb in Abhängigkeit von den erfaßten Werten von einer elektronischen Regeleinrichtung ansteuerbar ist. (Siche nicht vor veröffentlichten Stand der technik nach EP-A-300153 alterer Priorität.)
  • Lastverstelleinrichtungen dieser Art werden in Kraftfahrzeugen zur Betätigung der Drosselklappe durch das Fahrpedal vorgesehen, um mittels der elektronischen Regeleinrichtung derart eingreifen zu können, daß beispielsweise Radschlupf beim Anfahren infolge zu hoher Leistung vermieden wird. Die Regeleinrichtung kann bei zu raschem Niedertreten des Fahrpedals dafür sorgen, daß beispielsweise die Drosselklappe weniger geöffnet wird, als es der Fahrpedalstellung entspricht, so daß die Brennkraftmaschine nur eine zu keinem Durchdrehen der Räder führende Leistung erzeugt. Andere, automatische Eingriffe in die Lastverstelleinrichtung sind erforderlich, wenn ein Getriebe automatisch schalten soll oder wenn die Leedaufdrehzahl auch bei unterschiedlichen Leistungserfordemissen im Leeriauf auf einen konstanten Wert geregelt werden soll. Bekannt ist es bei einer solchen Verstelleinrichtung auch, durch einen Geschwindigkeitsbegrenzungsregier einzugreifen, der durch die Möglichkeit der Entkoppelung des Steuerelements vom Fahrpedal dafür sorgen kann, daß jeweils diejenige Leistung eingestellt wird, die zur Aufrechterhaltung der eingestellten Geschwindigkeit erforderlich ist. Daneben kann es insbesondere unter dem Aspekt des Fahrkomfort erwünscht sein, eine progressive bzw. degressive Anlenkung des Fahrpedals vorzusehen, mit der Möglichkeit einer gegenüber der Fahrpedalstellung verringerten bzw. erhöhten Leistungseinstellung.
  • Sicherheitsgesichtspunkte machen es jedoch erfordedich, daß auch bei einem Defekt in der Regeleinrichtung sichergestellt ist, daß bei Rücknahme der Fahrpedalstellung die Leistungseinstellung synchron mit der Stellung des Fahrpedals abnimmt. Erreicht wird dies bislang durch Sicherheitseinrichtungen in der elektronischen Regeleinrichtung. Fehlermöglichkeiten in der Regeleinrichtung verringert man dadurch, daß man die Elektronik redundant baut. Dennoch ist eine nicht der Fahrpedalstellung entsprechende, zu hohe Leistungseinstellung bei einem Defekt nicht völlig ausgeschlossen.
  • Lastverstelleinrichtungen der genannten Art sind in aller Regel mehrteilig ausgebildet, das heißt bestimmte Elemente sind dem Fahrpedal zugeordnet, während andere Elemente mit dem Steuerelement zusammenwirken. Eine derartige getrennte Anordnung der Bauteile bedingt einerseits ein erhöhtes Bauvolumen der Lastverstelleinrichtung, andererseits ist durch die Anordnung der Bauteile an verschiedenen Stellen des Fahrzeuges nicht sichergestellt, daß die Bauteile rückwirkungsfrei mit der Drosselklappe zusammenwirken.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lastverstelleinrichtung der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß sie kompakt ausgebildet ist und in allen Lastzuständen, insbesondere bei Ausfall der elektronischen Regeleinrichtung, eine definierte Rückwirkung auf die Drosselklappe ermöglicht.
  • Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale aus dem Anspruch 1 (in den Fassungen A für Vertragstaaten DE, FR, IT, GB, SE bzw in der Fassung B für die Staaten AT, ES, NL).
  • Durch die Anordnung von Mitnehmer, Koppelfeder, Steuerelement, Sollwerterfassungselement und Istwerterfassungselement in unmittelbarer Wirkkette ist gewährleistet, daß Steuerungsabläufe zwischen den Teilen auf kleinstem Raum erfolgen können, durch die Anordnung der Teile im Drosselklappengehäuse ist zudem sichergestellt, daß die Wirkkette unmittelbar im Bereich der Brennkraftmaschine einwirkt. So kann beispielsweise das Fahrpedal über einen Bowdenzug direkt an dem im Bereich der Drosselklappe angeordneten, über eine weitere Feder in Leerlaufrichtung vorgespannten Mitnehmer angreifen, die Position des Mitnehmers wird durch das Sollwerterfassungselement und die des Steuerelements durch das Istwerterfassungselement dargestellt und die von den beiden Elementen erfaßten Werte an die elektronische Regeleinrichtung weitergegeben, die das mit der Drosselklappe zusammenwirkende Steuerelement entsprechend der zwischen den beiden Elementen vorgegebenen Regelcharakteristik über den gleichfalls in unmittelbarer Nachbarschaft zur Drosselklappe angeordneten elektrischen Stellantrieb steuert Die Koppelfeder stellt dabei sicher, daß bei divergierenden Bewegungen von Mitnehmer und Steuerelement ein Ausfall der elektronischen Regeleinrichtung immer zu einer Änderung der Leistungseinstellung in eine derstellung des Fahrpedals entsprechende Leistungsgröße führt.
  • Besondere Ausführungsformen der Erfindung gesehen, daß der Mitnehmer zweiteilig ausgebildet ist, mit einem ersten, mit dem Fahrpedal gekoppelten Teil, das dem Sollwerterfassungselementzugeordnet ist und einem relativ sind in den abhängigen Ansprüchen detaillierter beschrieben
  • In den Figuren ist die Erfindung an zwei Ausführungsformen beispielsweise dargestellt. Es zeigt:
    • Figur 1 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des Grundprinzips der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einteiligem Mitnehmer,
    • Figur 2 einen Längsschnitt durch das Drosselklappengehäuse der nach dem vorgenannten Prinzip arbeitenden Lastverstelleinrichtung,
    • Figur 3 eine räumliche Ansicht des Drosselklappengehäuses mit einer Explosionsdarstellung der im Bereich des mitnehmerseitigen Endes des Drosselklappengehäuses angeordneten Teile,
    • Figur 4 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des Grundprinzips der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit zweiteiligem Mitnehmer und
    • Figur 5 eine Detaildarstellung der Ausführungsform nach Figur4fürden Bereich des mitnehmerseitigen Endes der Drosselklappengehäuse, dargestellt im Schnitt.
  • In der Figur 1 ist ein Fahrpedal 1 gezeigt, mit dem ein Hebel 2 zwischen einer Vollaststellung VL und einer Leerlaufstellung mit maximaler Leerlaufleistung LLmax verschiebbar ist. Der Hebel 2 vermag über ein Gestänge 3 einen einteiligen Mitnehmer4 in Vollastrichtung VL zu verschieben und ist mittels einer am Hebel 2 angreifenden Rückzugfeder 5 in Leerlaufrichtung vorgespannt. Eine Rückstellfeder 6 spannt den Mitnehmer 4 in Leerlaufrichtung vor. Der Mitnehmer 4 ist mit einem Sollwerterfassungselement in Art eines Schleifers 7 eines Potentiometers 8 verbunden, welches einen Stellmotor 9 steuert, der über eine Kupplung 10 ein Steuerelement 11 zu verschieben vermag. Das Steuerelement 11 dient unmittelbarzum Verstellen einer Drosselklappe 16. Die Stellung des Steuerelementes 11 wird über ein Istwerterfassungselement in Art eines zweiten, mit ihm fest verbundenen Schleifers 12 auf das Potentiometers 8 übertragen. Folgt das Steuerelement 11 exakt der Vorgabe des Fahrpedals 1, so muß der gegenseitige Abstand der Schleifer 7 und 12 konstant bleiben.
  • Mit den Schleifern 7 und 12 des Potentiometers 8 wirkt eine elektronische Regeleinrichtung 22 zusammen, die u.a. den elektrischen Stellmotor und die Kupplung 10 ansteuert. Aufgrund der Möglichkeit externe Vorgabewerte durch die Regeleinrichtung 22 darzustellen, kann das Steuerelement 11 unabhängig vom Mitnehmer 4 bewegt werden.
  • Für den Fall eines Ausfallens der Elektronik ist eine mechanische Verbindung zwischen dem Mitnehmer 4 und dem Steuerelement 11 durch eine Koppelfeder 13 vorgesehen, die das Steuerelement 11 in Richtung eines Anschlages 14 des Mitnehmers 4 vorspannt. Der Abstand zwischen dem Anschlag 14 und dem Steuerelement 11 ist in der Darstellung der Figur 1 übertrieben groß gezeichnet und bei ordnungsgemäßem Arbeiten der Lastverstelleinrichtung gering und wird durch eine Abstandsüberwachungseinrichtung 15 überwacht, bei der es sich um einen einfachen Endschalter handeln kann. Fällt die Elektronik aus, so kann der Mitnehmer 4 nach Überwinden des geringen Abstandes zwischen Anschlag 14 und Steuerelement 11 dieses in Leeriaufstellung verschieben.
  • Durch die in Figur 1 gezeigte Umrahmung 23 soll verdeutlicht werden, daß der Mitnehmer 4, die Koppelfeder 13, das Steuerelement 11 sowie das Potentiometer 8 mit den beiden Schleifern 7 und 12 eine bauliche Einheit darstellen, die innerhalb der Umrahmung 23 angeordnete Drosselklappe 16, der elektrische Stellmotor 9 und die Kupplung 10 verdeutlichen zusätzlich, daß die genannten Teile gleichzeitig eine bauliche Einheit mit dem Drosselklappengehäuse bilden.
  • Von Bedeutung ist schließlich bei der in Figur 1 gezeigten Variante die Anordnung eines Sicherheitskontaktes 17, der mit der Kupplung 10 zusammenwirkt. So ist bereits eine geringe Abstandsverminderung ein Hinweis darauf, daß die Drosselklappe 16 weiter geöffnet ist, als der Fahrervorgabe entspricht. Dieser Umstand wird von der Abstandsüberwachungseinrichtung 15 festgestellt und führt dazu, daß der Sicherheitskontakt 17 öffnet, was zum Lösen der Kupplung 10 führt. Wird hingegen gegenüber dem Wunsch des Fahrers eine aufregelnde Lastfunktion angestrebt, erfolgt eine Deaktiviertung der Abstandsüberwachungseinrichtung 15, so daß das Steuerelement 11 den Mitnehmer 4 in Vollastrichtung mitnehmen kann, ohne daß der Sicherheitskontakt 17 öffnet.
  • Für den Fall, daß nach dem Loslassen des Fahrpedals 1 sich der Mitnehmer4 und das Steuerelement 11 nicht in Richtung Leerlauf verschieben lassen sollten, ist am Fahrpedal 1 ein Pedalkontaktschalter 18 vorgesehen, durch den ein solcher Mißstand feststellbar ist.
  • Der Vollständigkeit halber ist in der Figur 1 ein automatisches Getriebe 19 angedeutet, bei welchem über den Mitnehmer 4 ein Automatikzug 20 verschoben werden kann.
  • Die Figuren 2 und 3 zeigen das Drosselklappengehäuse 24, in dem eine Lagerwelle 16a für die Drosselklappe 16 gelagert ist, wobei das Drosselklappengehäuse 24 im Bereich des Endes 16a' der Lagerwelle 16a den Mitnehmer 4, die formschlüssig mit einem Ende mit diesem verbundene Koppelfeder 13, die gleichzeitig formschlüssig mit dem anderen Ende mit der Lagerwelle 16a verbunden ist, sowie den kraftschlüssig mit der Lagerwelle 16a verbundenen, einen Teil des Steuerelementes 11 bildenden Steuerhebel 21, und die Schleifer 7 und 12 und das Potentiometer 8 aufnimmt, ferner im Bereich des Endes 16a" der Lagerwelle 16a den elektrischen Stellmotor 9, die elektromagnetisch wirkende Kupplung 10 sowie ein zwischen diesen angeordnetes Untersetzungsgetriebe. Auf die Darstellung von Details betreffend die Regelelektronik 22, die Abstandsüberwachungseinrichtung 15 und den Sicherheitskontakt 17 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.
  • Im einzelnen zeigen die Figuren 2 bzw. 3 zwei Nadellager 25 für die Lagerwelle 16a, mit der die Drosselklappe 16 verschraubt ist. Das freie Ende 16a' der Lagerwelle 16a durchsetzt eine Lageröffnung 26 im Drosselklappengehäuse 24 und nimmt dort drehfest den einen Anschlag 38 aufweisenden Steuerhebel 21 auf. Gleichfalls drehfest mit diesem Ende 16a' der Lagerwelle 16a ist ein Schleifarm 27 verbunden, dessen Schleifer 12 an diesen zugeordneten Schleifbahnen 28 einer Potentiometerplatte 8 anliegen, die mit Kabelzuführungen 30 versehen ist und sich an einem am Drosselklappengehäuse 24 anliegenden Kabelschutzring 31 abstützt Ein mit dem Drosselklappengehäuse 24 verschraubter Haltering 32 fixiert dabei die Potentiometerplatte 8 in einer definierten Stellung.
  • Eine Lagerbohrung im Drosselklappengehäuse 24 bzw. die der Lagerbohrung angrenzende Gehäusewandung nehmen Nadellager 33 und 34 auf, in denen der Mitnehmer 4 radial und axial gelagert ist. Dieser ist als ebene Platte ausgebildet und besitzt aussen einen konzentrisch zur Mittelachse der Welle 16a angeordneten Hohlzapfen 35, der drehfest mit einem Hebel 36 mit einem Anschlußnippel 37 und über dieses mit dem Gestänge 3 verbunden ist. Der Mitnehmer 4 besitzt am Umfang den radialen Anschlag 14, der bei einer definierten Stellung von Mitnehmer 4 und Steuerhebel 21 zueinander in Anlage mit dem Anschlag 38 des Steuerhebels 21 gelangt. Der Mitnehmer ist auf seiner dem Steuerhebel 21 zugewandten Seite mit einer zylindrischen Öffnung zur Aufnahme der Koppelfeder 13 und diametral zum Anschlag 14 mit einer Kulissenführung 40 versehen. Mittels diese durchsetzender Schrauben 41 ist eine die zylindrische Öffnung des Mitnehmers 4 verschließende Schleiferaufnahme 39, die die Schleifer 7 aufweist, verbunden, wobei diese an zugeordneten Schleiferbahnen 43 der Potentiometerplatte 8 anliegen und infolge der Verbindung des Mitnehmers 4 mit der Schleiferaufnahme 39 über die die Kulissenführung 40 durchsetzenden Schrauben 41 eine Justage des Potentiometers gegeben ist. Die Schleiferaufnahme 39 weist schließlich auf ihrer dem Mitnehmer 4 und der Flachspiralfeder 13 zugewandten Seite zwei Haltestifte 44 auf, zwischen denen das äußere, abgekrümmte Ende 45 der Spiralfeder 13 gehalten ist, während deren inneres Ende 46 eine Nut 47 in der Lagerwelle 16a durchsetzt, wobei letztere durch Bohrungen in der Schleiferaufnahme 39 und einer zwischen dieser und der Spiralfeder 13 angeordneten Führungsplatte 48 gesteckt ist.
  • Figur 2 zeigt im Bereich des Endes 16a" der Lagerwelle 16a der Drosselklappe 16 den im Drosselklappengehäuse 24 gelagerten Elektromotor 9, der über ein Ritzel 49 ein Zwischenrad 50 antreibt, welches über ein mit diesem verbundenes weiteres Ritzel 51 mit einem drehbar auf der Lagerwelle 16a gelagerten Antriebsrad 52 zusammenwirkt das bei aktivierter elektromagnetischer Kupplung 10 die Lagerwelle 16a antreibt
  • Figur 4 zeigt eine mit der Darstellung in Figur 1 weitgehend identische Lastverstelleinrichtung, bei der jedoch der Mitnehmer 4 aus zwei Teilen 4a und 4b besteht Mit der Ausführungsform nach Figur 1 in ihrer Funktion übereinstimmende Teile sind der Einfachheit halber mit gleichen Bezugsziffem bezeichnet.
  • Die Figur 4 zeigt das erste Teil 4a des Mitnehmers 4, an ersterem greift unmittelbar die Rückzugfeder 5 an. Das Teil 4a kann mittels des dem Fahrpedal 1 zugeordneten Hebels 2 über das Gestänge 3 in Vollastrichtung VL verschoben werden und ist mit dem Schleifer 7 des Potentiometers 8 verbunden. Relativ zu dem ersten Teil 4a ist gegen die Kraft der Koppelfeder 13 das zweite Teil 4b des Mitnehmers 4 beweglich, die Koppelfeder 13 greift dabei am Steuerelement 11 und an dem zweiten Teil 4b an und versucht es in Leerlaufrichtung gegen das erste Teil 4a zu ziehen. Die Rückstellfeder 6 spannt wiederum den gesamten Mitnehmer 4 in Leerlaufrichtung vor. Im gegenüber dem Fahrerwunsch abgeregelten Lastbereich arbeitet die Lastverstelleinrichtung gemäß der Ausführungsform nach Figur 4 genau wie die in Figur 1 gezeigte. Im aufgeregelten Lastbereich hingegen wird bei deaktivierter Abstandsüberwachungseinrichtung 15 nur das zweite Teil 4b des Mitnehmers 4 verschoben, während das erste Teil 4a, das mit der Stellung des Fahrpedals 1 korreliert, in dieser Stellung verbleibt. Sollte die Regelelektronik ausfallen, führt dies dazu, daß die Rückstellfeder 6 nach dem Lösen der Kupplung 10 das zweite Mitnehmerteil 4b zur Anlage an dem ersten Mitnehmerteil 4a in Leerlaufrichtung zurückzieht, bis zum Erreichen der durch das Fahrpedal 1 vorgegebenen geringeren Lastgröße.
  • Figur 5 zeigt unter Bezugnahme auf die Prinzipdarstellung gemäß Figur 4 die entsprechende Ausbildung der Lastverstelleinrichtung im Bereich des Mitnehmers, die sich im wesentlichen an dem entsprechenden Ausschnitt gemäß Figur 2 orientiert. Auch hier sind wieder mit der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 in ihrer Funktion übereinstimmende Teil der Einfachheit halber mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In dem nur teilweise dargestellten Drosselklappengehäuse 24 ist zunächst die Welle 16a für die Drosselklappe nadelgelagert, die den Steuerhebel 21 drehfest aufnimmt. Gleichfalls drehfest ist mit dieser Welle der Schleifarm 27 verbunden, dessen Schleifer 12 an der diesen zugeordneten Schleifbahn des Potentiometers 8 anliegen. Eine Lagerbohrung im Drosselklappengehäuse 24 nimmt das Wälzlager 33 und die entsprechende Gehäusewandung das Lager 34 auf, in denen das Mitnehmerteil 4a gelagert ist bzw. anliegt. Dieses besitzt einen konzentrisch zur Mittelachse der Welle 16a angeordneten Hülsenbereich 41a, an den sich auf der der Welle 16a zugewandten Seite in radialer Richtung ein Kreisringbereich 42a anschließt, der außen in einen parallel zur Welle 16a verlaufenden Sektor 43a mündet, welcher im Bereich seines freien Endes die Schleiferaufnahme 39 mit den Schleifern 7 aufweist, die an der diesen zugeordneten Schleifbahn des Potentiometers 8 anliegen. Der im Bereich des Wälzlagers 33 aus dem Drosselklappengehäuse 24 herausragende Abschnitt der Hülse 41a nimmt drehfest einen Hebel 44a mit einem Anschlußnippel 3' zur Verbindung mit dem Gestänge 3 auf.
  • Im Hülsenbereich 41 a des Mitnehmerteiles 4a ist der Zapfen 41 b des Mitnehmerteiles 4b mittels axial bzw. radial wirkender Gleitlager 53, 54 drehbar gelagert und nimmt im Bereich seines aus dem Drosselklappengehäuse 24 herausragenden freien Endes einen Hebel 42b mit Anschlußnippel 6' auf, an welchem die Rückstellfeder 6 angreift. Das auf die Welle 16a gerichtete Ende des Zapfens 41 mündet in geringfügigem Abstand zur Welle 16a in einen Kreisringbereich 43b, der außen in einem axialen Ring 44b endet. Im Ring 44b ist die Flachspiralfeder 13 angeordnet, sie umgibt das auf den Zapfen 41 b gerichtete freie Ende der Welle 16a und ist entsprechend mit ihrem äußeren Ende in den sie umschließenden Bereich des Mitnehmerteiles 4b und mit ihrem inneren Ende in den Schlitz 47 der Welle 16a eingehängt. Das Mitnehmerteil 4b ist schließlich außen an dem Ring 44b mit dem Anschlag 14 versehen, in dessen Weg der am Steuerhebel 21 angeordnete Ansatz 38 ragt.
  • Die in der Figur 5 gezeigte Ausführungsform betreffend den zweiteiligen Mitnehmer ist somit ohne weiteres auf die Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 betreffend den einteiligen Mitnehmer übertragbar. Um den Anforderungen des einteiligen Mitnehmers gerecht zu werden, müßten bei dem zweiteiligen Mitnehmer nur die Mitnehmerteile 4a und 4b drehfest miteinander verbunden werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 Fahrpedal
    • 2 Hebel
    • 3 Gestänge
    • 4 Mitnehmer
    • 4a Mitnehmerteil
    • 4b Mitnehmerteil
    • 5 Rückzugfeder
    • 6 Rückstellfeder
    • 7 Schleifer
    • 8 Potentiometer
    • 9 Stellmotor
    • 10 Kupplung
    • 11 Steuerelement
    • 12 Schleifer
    • 13 Koppelfeder
    • 14 Anschlag
    • 15 Abstandsüberwachungseinrichtung
    • 16 Drosselklappe
    • 16a Lagerwelle
    • 16a'Ende
    • 16a" Ende
    • 17 Sicherheitskontakt
    • 18 Pedalkontaktschalter
    • 19 Getriebe
    • 20 Automatikzug
    • 21 Steuerhebel
    • 22 elektronische Regeleinrichtung
    • 23 Umrahmung
    • 24 Drosselklappengehäuse
    • 25 Nadellager
    • 26 Lageröffnung
    • 27 Schleifarm
    • 28 Schleifbahnen
    • 30 Kabelzuführungen
    • 31 Kabelschutzring
    • 32 Haltering
    • 33 Wälzlager
    • 34 Nadellager
    • 35 Zapfen
    • 36 Hebel
    • 37 Anschlußnippel
    • 38 Ansatz
    • 39 Schleiferaufnahme
    • 40 Kulissenführung
    • 41 Schrauben
    • 43 Schleiferbahnen
    • 44 Haltestifte
    • 45 äußeres Ende
    • 46 inneres Ende
    • 47 Nut
    • 48 Führungsplatte
    • 49 Ritzel
    • 50 Zwischenrad
    • 51 Ritzel
    • 52 Antriebsrad
    • 53 Nadellager
    • 54 Nadellager

Claims (18)

1. Lastverstelleinrichtung mit einem auf eine Drosselklappe (16) einer Brennkraftmaschine einwirkbaren Steuerelement (11), das mit einem mit einem Fahrpedal (1) gekoppelten Mitnehmer (4) verbunden ist und zusätzlich mittels eines elektrischen Stellantriebes (9) bewegbar ist, mit einem dem Mitnehmer (4) zugeordneten Sollwerterfassungselement (7), einem mit diesem zusammenwirkenden und auf den elektrischen Stellantrieb (9) einwirkenden, die Stellung des Steuerelements (11) erfassenden Istwerterfassungselement (12), wobei der elektrische Stellantrieb (9) in Abhängigkeit von den erfaßten Werten von einer elektronischen Regeleinrichtung (22) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Drosselklappengehäuse (24) der Mitnehmer (4), das Steuerelement (11), das Sollwerterfassungselement (7), das Istwerterfassungselement (12) und der Stellantrieb (9) angeordnet sind, wobei der Mitnehmer (4) und das Steuerelement (11) mittels einer Koppelfeder (13) gekoppelt sind und das Steuerelement (11) in Richtung eines Anschlages (14) des Mitnehmers (4) vorgespannt ist, daß das Steuerelement (11) durch die Lagerwelle (16a) der Drosselklappe (16) und einen drehfest mit einem Ende (16a') der Lagerwelle (16a) verbundenen Steuerhebel (21) gebildet wird, daß ein Ende (16a') der Lagerwelle (16a) der Drosselklappe (16) kraftschlüssig mit dem Mitnehmer (4) und das andere Ende (16a") der Lagerwelle (16a) über eine elektromagnetisch wirkende Kupplung (10) mit dem als Elektromotor (9) ausgebildceten Stellantrieb verbunden ist und daß der Elektromotor (9) über ein Ontersetzungsgetriebe (49, 50, 51, 52) auf die Kupplung (10) einwirkt.
2. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (4) konzentrisch zur Lagerachse der Drosselklappe (16) im Drosselklappengehäuse (24) drehbar gelagert ist.
3. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelfeder als Spiralfeder, insbesondere als Flachspiralfeder (13), ausgebildet ist, die mit einem Ende (45) mit dem Mitnehmer (4) und dem anderen Ende (46) mit dem zugewandten Ende (16a') der Lagerwelle (16a) verbunden ist.
4. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sollwerterfassungselement (7) als mit dem Mitnehmer (4) verbundener erster Schleifer (7) eines zwei Schleifer (7, 12) aufweisenden Vorgabe- und Rückmeldepotentiometers (8) ausgebildet ist, dessen Istwerterfassungselement (12) in Form des zweiten Schleifers (12) mit dem Steuerhebel (21) gekoppelt ist, wobei der gegenseitige Abstand der Schleifer (7, 12) durch die elektronische Regeleinrichtung (22) überwacht wird.
5. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (4) zweiteilig ausgebildet ist, mit einem ersten, mit dem Fahrpedal (1) gekoppelten Teil (4a), dem das Sollwerterfassungselement (7) zugeordnet ist und einem relativ zum ersten Teil (4a) bewegbaren zweiten Teil (4b) mit dem Anschlag (14), das dem Steuerelement (11) zugeordnet ist, wobei das zweite Teil (4b) mittels der Koppelfeder (13) mit dem Steuerelement (11) verbunden ist.
6. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Feder (6) den Mitnehmer (4) in Leerlaufrichtung vorspannt.
7. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Feder (6) am zweiten Teil (4b) des Mitnehmers (4) angreift.
8. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrpedal (1) ein Pedalkontaktschalter (18) vorgesehen ist
9. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regeleinrichtung (22) im spannungsfreien Zustand der Lastverstelleinrichtung ausgeschaltet ist.
10. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (10) im nicht angesteuerten Zustand des elektrischen Stellantriebes (9) geöffnet ist.
11. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Stellantrieb (9) in Abhängigkeit von einer oder mehreren zusätzlichen Regelgrößen ansteuerbar ist.
12. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschlag (14) und dem Steuerhebel (21) eine Abstandsuberwachungseinrichtung (15) vorgesehen ist, die bei Unterschreiten eines vorgegebenen Abstandes der elektronischen Regeleinrichtung (22) ein Signal zum Zwecke der Plausibilitätsprüfung zuführt.
13. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regeleinrichtung (22) bei Vorliegen des Signals und definierten Plausibilitätsbedingungen den elektrischen Stellantrieb (9) abkoppelt oder abschaltet.
14. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsüberwachungseinrichtung (15) bei Unterschreiten eines vorgegebenen Abstandes einen Sicherheitskontakt (17) öffnet, der die Kupplung (10) stromlos schaltet und dadurch öffnet.
15. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitskontakt (17) eine Überbrückungsleitung mit einem bei Vorliegen zusätzlicher Regelgrößen sich öffnenden bzw. schließenden Schalter hat.
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