EP0421047A1 - Lastverstelleinrichtung - Google Patents

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EP0421047A1
EP0421047A1 EP90105631A EP90105631A EP0421047A1 EP 0421047 A1 EP0421047 A1 EP 0421047A1 EP 90105631 A EP90105631 A EP 90105631A EP 90105631 A EP90105631 A EP 90105631A EP 0421047 A1 EP0421047 A1 EP 0421047A1
Authority
EP
European Patent Office
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driver
control element
clutch
adjustment device
control
Prior art date
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EP90105631A
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English (en)
French (fr)
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EP0421047B1 (de
Inventor
Manfred Pfalzgraf
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
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Publication date
Application filed by Mannesmann VDO AG filed Critical Mannesmann VDO AG
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Publication of EP0421047B1 publication Critical patent/EP0421047B1/de
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    • 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
    • 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
    • F02D2011/101—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 characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/103—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 characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being alternatively mechanically linked to the pedal or moved by an electric actuator

Definitions

  • the invention relates to a load adjustment device with a control element which can be acted upon by an actuator determining the performance of an internal combustion engine and which interacts with 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, one interacting with the latter and acting on it Electric actuator acting actual value detection element, wherein the electric actuator can be controlled by an electronic control device depending on the detected values.
  • a load adjustment device of the type mentioned is known from DE-38 15 734 A1.
  • the driver and the control element are coupled by means of a coupling spring and the control element is biased in the direction of a stop of the driver.
  • the position of the driver is represented by the target value detection element and that of the control element by the actual value detection element and the values detected by the two elements are passed on to the electronic control device which controls the control element interacting with the actuator according to the control characteristic specified between the two elements via the electric actuator .
  • the coupling spring ensures that with divergent movements against driver and control elements, a failure of the electronic control device always leads to a change in the load setting to a power level corresponding to the size of the accelerator pedal.
  • the load adjustment device mentioned has proven itself in practice in principle. Nevertheless, it is conceivable in these operating states in which the control element must also move the driver when the electric actuator is activated and this even counteracts restoring forces acting on the driver. This requires a more powerful design of the electric actuator and an electromagnetic switching clutch connected downstream of it, for example, and a non-reactive operation of the control element and thus of the actuator is not guaranteed in all operating states of the load adjustment device.
  • a clutch is arranged between the driver and the control element.
  • the clutch enables the setpoint side and the actual value side of the load adjustment device to be separated, with which the setpoint side, that is to say the control element and the actuator, can be moved without reaction with respect to the driver. Forces acting on the driver, in particular return spring forces, no longer have to be overcome by the electric actuator.
  • it will also be necessary to provide a return spring for transferring the control element into an idle position, but this can be essential be dimensioned weaker than a return spring acting on the driver, which must also pretension the accelerator pedal and the mechanical components arranged between it and the driver in their idle position.
  • the clutch is designed as an electromagnetic clutch that is opened when the electric actuator is activated.
  • the actuation of the actuator takes place exclusively on the accelerator pedal side, while when the electric actuator is activated, the accelerator pedal side is completely separated from the control element and thus from the actuator.
  • the clutch is also expediently designed as a codable clutch. This is understood to mean such a clutch that, when the electric actuator is de-energized, closes, but only positively connects the driver and control element to one another in a defined position.
  • the clutch can for this purpose be connected, for example, in the area of one coupling half with a shoulder and in the area of the other coupling half with a recess, which only engage in the defined relative position of the coupling halves, when the driver and control element rotates the same applies to each other.
  • the purpose of the encodable clutch is to ensure that a force transmission from the driver and the control element and thus influence on the actuator takes place only in positions which are compatible with operation, that is to say positions of the driver and control element which represent the same driving conditions.
  • the actuator and thus also the control element is in a full-load position in the case of a speed limit control while the setpoint is being specified corresponds to an idle position by the accelerator pedal. If the electric actuator were de-energized and the clutch closes in this driving state, the positions of the driver and control element would not correlate with each other. In this case, the codable clutch allows connection of the driver and the control element, but without a frictional connection, which takes place only when the positions of the driver and the control element correlate with one another. A preferred position is given when both the driver and the control element have reached their idle position. In order to bring the control element into the idle position, it is necessary that it is pretensioned with a separate return spring in the idle position.
  • a particular embodiment of the invention provides that the driver has a freewheel element with which the driver side of the clutch interacts, and the driver and the control element are biased in their idling direction by means of the return springs, and further that the control element has a one acting in full load direction Idle spring is biased in an idle position.
  • the driver side of the clutch can be moved relative to this in the specified dimensions of the freewheel element, so that, according to the specified direction of action of the idling emergency spring which expediently acts against a stop, the reaction-free arrangement of the control element and Ensure carriers.
  • the electric actuator interacts directly with the control element via a clutch, in particular an electromagnetic clutch.
  • the return spring assigned to the control element must therefore after switching off the electrical Actuator do not move the control element into the idle position against the force of the actuator, rather it is sufficient to decouple the electric actuator and the control element via the electromagnetic clutch.
  • the driver and the control element are each advantageously assigned at least one safety contact for monitoring a defined operating position of the driver or control element.
  • the driver-side safety contact expediently monitors the idle position of the driver and the control-side safety contact the idle emergency position of the control element.
  • the function of the load adjustment device according to the invention is essentially based on the load adjustment device described in DE 38 15 734 A1, so that reference is made to the description there.
  • FIG. 1 shows an accelerator pedal 1, to which a linkage or a Bowden cable 2 is connected, which engages on a driver part 3a of a two-part driver.
  • a linkage or a Bowden cable 2 By means of the accelerator pedal 1 there is the possibility, via the linkage or the Bowden cable 2, of moving the driver part 3a in the full-load direction up to the full-load stop 4; a return spring 5 thus prestresses the driver part 3a against an idling stop 6.
  • the driver part 3a is connected to a setpoint detection element 7 which detects its position in the manner of a grinder of a potentiometer.
  • a safety contact 8 interacts with the driver part 3a, which is activated when the driver part 3a rests against the idling stop 6.
  • the driver part 3a finally has a freewheel element designed as a freewheel hook 9, with which the second driver part 3b of the driver 3 interacts.
  • This driver part 3b is connected to a coupling half 10a of an electromagnetically acting, encodable clutch 10.
  • a control element 11 is connected to the other coupling half 10b of the clutch 10, which serves for the direct adjustment of an actuator in the form of a throttle valve 12 or a fuel injection.
  • the position of the control element 11 is represented by means of an actual value detection element 13, which is designed in the manner of a potentiometer with a grinder in accordance with the target value detection element 7.
  • An electronic control device 14 interacts with the target value detection element 7 and the actual value detection element 13, which controls, among other things, an electric servomotor 15 and an electromagnetic switching clutch 16, the electric servomotor 15 being operatively connected to the control element 11 via the electromagnetic switching clutch 16.
  • a return spring 17 engages the control element 11, and an idling emergency spring 18 tensions the control element 11 in the full load direction against an adjustable stop 19 in the idle emergency position.
  • the idle emergency position of the control element 11 is monitored by a safety contact 20 which interacts with it.
  • the load adjustment device described so far enables the throttle valve 12 to be actuated directly on the accelerator pedal side via the driver 3, furthermore when the driver 3 is decoupled and the electric actuator 15 is activated while the electromagnetic clutch 16 is simultaneously switched directly via the control element 11. It is provided that the throttle valve 12 is actuated in the usual driving operation via the accelerator pedal 1 and the driver 3, with the codable clutch 10 closed and the electromagnetic clutch 16 open, with the electric servomotor 15 possibly being switched off at the same time.
  • the accelerator pedal 1 thus acts on the first driver part 3a and the freewheel hook 9 associated therewith second driver part 3b and non-positively via the clutch 10 on the control element 11 which adjusts the throttle valve 12.
  • the second driver part 3b comes into contact with a leg of the freewheel hook 9 which projects into the path of movement of this driver part and is carried in the full load direction.
  • the other leg of the freewheel hook 9 comes into contact with the second driver part 3b.
  • the electric servomotor 15 is activated and the electromagnetic clutch 16 is closed, while the codable clutch 10 is opened.
  • the driver 3 is thus completely separated from the control element 11, so that now the control of the throttle valve 12 exclusively via the electric servomotor 15 takes place.
  • Only the return spring 17 acts on these as spring elements and in the range from minimal idle position to the idle emergency position the idle emergency spring 18, which in order to be able to perform its function, must have a greater compressive force than the tensile force of the return spring 17.
  • FIG. 2 shows the two coupling halves 10a and 10b for a linear movement of the second driver part 3b and the control element 11, whereby the driver-side coupling half 10a is provided with a central recess 21, whereas the control element-side coupling half 10a is provided with a central elevation 22 designed according to the recess.
  • the closing force of a spring 23 acts on both coupling halves 10a and 10b.
  • One coupling half 10a is designed, for example, as an electromagnet, whereas the other coupling half 10b is designed as a permanent magnet; when the electromagnetic switching clutch 10 is in the energized state, the two coupling halves 10a and 10b are pressed apart, on the other hand they lie in the de-energized state of the clutch 10, with each other, as can be seen in the illustration b.) in FIG and the recess 21 is possible because these parts of the coupling halves 10a and 10b are displaced relative to one another. Only when the positions of the two coupling halves 10a and 10b correlate as shown in a.) Of Figure 2, the spring 23 can the two couplings transfer halves 10a and 10b into their completely adjacent position, in which, as shown under c.) in FIG.
  • the elevation 22 of the coupling half 10b passes through the recess 21 of the coupling half 10a.
  • a design of the encodable clutch 10 as shown in FIG. 3 is appropriate. This only shows the basic structure of the electromagnetic clutch 10, without the spring element 23 biasing the coupling halves 10a and 10b against each other against the magnetic force.
  • the rotary movement is introduced into the coupling half 10a on the driver side via a lever extension 24 which is connected directly or indirectly to the linkage 2 , while the coupling half 10b is directly connected to the throttle valve 12 via the control element 11.
  • the coupling half 10 is provided with a corresponding recess 21, the other coupling half 10b with an elevation 22.
  • FIG. 3 illustrates that the two coupling halves 10a and 10b can only be positively connected to one another via the recess 21 or elevation 22 in the position of the coupling halves shown in this figure.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lastverstelleinrichtung mit einem auf ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmenden Stellglied (12) einwirkbaren Steuerelement (11), das mit einem mit einem Fahrpedal (1) gekoppelten Mitnehmer (3) zusammenwirkt und zusätzlich mittels eines elektrischen Stellantriebes (15) bewegbar ist, mit einem dem Mitnehmer zugeordneten Sollwerterfassungselement (7), einem mit diesem zusammenwirkenden und auf den elektrischen Stellantrieb einwirkenden Istwerterfassungselement (13), wobei der elektrische Stellantrieb in Abhängigkeit von den erfaßten Werten von einer elektronischen Regeleinrichtung (14) ansteuerbar ist. Um bei einer Ansteuerung des elektrischen Stellantriebes eine bezüglich des Mitnehmers rückwirkungsfreie Bewegung des Steuerelementes zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen Mitnehmer und Steuerelement eine Schaltkupplung (10) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lastverstelleinrichtung mit einem auf ein die Leistung einer Brennkraftmaschine bestimmenden Stellglied einwirkbaren Steuerlement, das mit einem mit einem Fahrpedal gekoppelten Mitnehmer zusammenwirkt und zusätzlich mittels eines elektrischen Stellantriebes bewegbar ist, mit einem dem Mitnehmer zugeordneten Sollwerterfassungselement, einem mit diesen zusammenwirkenden und auf den elektrischen Stellantrieb einwirkenden Istwerterfassungselement, wobei der elektrische Stellantrieb in Abhängigkeit von den erfaßten Werten von einer elektronischen Regeleinrichtung ansteuerbar ist.
  • Eine Lastverstelleinrichtung der genannten Art ist aus der DE-­38 15 734 A1 bekannt. Bei ihr sind der Mitnehmer und das Steuer­element mittels einer Koppelfeder gekoppelt und das Steuerele­ment in Richtung eines Anschlages des Mitnehmers vorgespannt. Die Position des Mitnehmers wird durch das Sollwerterfassungs­element und die des Steuerelementes durch das Istwerterfassungs­elementes dargestellt und die von den beiden Elementen erfaßten Werte an die elektronische Regeleinrichtung weitergegeben, die das mit dem Stellglied zusammenwirkende Steuerelement entspre­chend der zwischen den beiden Elementen vorgegebenen Regelcha­rakteristik über den elektrischen Stellantrieb steuert. Die Koppelfeder stellt dabei sicher, daß bei divergierenden Bewegun­ gen von Mitnehmer und Steuerelementen ein Ausfall der elektroni­schen Regeleinrichtung immer zu einer Änderung der Lasteinstel­lung in eine der Größe des Fahrpedals entsprechende Leistungs­größe führt.
  • Die genannte Lastverstelleinrichtung hat sich in der Praxis prinzipiell bewährt. Dennoch sind bei dieser Betriebszustände denkbar, bei denen bei aktiviertem elektrischen Stellantrieb das Steuerelement den Mitnehmer mitbewegen muß und dies sogar entgegen auf den Mitnehmer einwirkender Rückstellkräfte. Dies erfordert eine leistungsstärkere Auslegung des elektrischen Stellantriebes und einer diesem beispielswleise nachgeschalteten elektromagnetischen Schaltkupplung, ferner ist ein rückwirkungs­freier Betrieb des Steuerelementes und damit des Stellgliedes nicht in allen Betriebszuständen der Lastverstelleinrichtung gewährleistet.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Lastverstellein­richtung der genannten Art so weiter zu bilden, daß bei einer Ansteuerung des elektrischen Stellantriebes eine bezüglich des Mitnehmers rückwirkungsfreie Bewegung des Steuerelementes gewährleistet ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß zwischen Mitnehmer und Steuerelement eine Schaltkupplung angeordnet ist. Die Schalt­kupplung ermöglicht eine Trennung von Sollwertseite und Istwert­seite der Lastverstelleinrichtung, womit die Sollwertseite, das heißt das Steuerelement und das Stellglied rückwirkungsfrei bezüglich des Mitnehmers bewegt werden können. Auf den Mitnehmer einwirkende Kräfte, insbesondere Rückstellfederkräfte müssen damit nicht mehr vom elektrischen Stellantrieb überwunden werden. In der Praxis wird es zwar auch erforderlich sein, eine Rückstellfeder zum Überführen des Steuerelementes in eine Leerlaufposition vorzusehen, diese kann jedoch wesentlich schwächer dimensioniert sein als eine auf den Mitnehmer wirkende Rückstellfeder, die zudem das Fahrpedal und die zwischen diesem und dem Mitnehmer angeordneten mechanischen Bauteile in deren Leerlaufstellung vorspannen muß.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schaltkupplung als elektromagnetische Schaltkupplung ausgebildet ist, die beim Aktivieren des elektri­schen Stellantriebes geöffnet wird. Damit erfolgt beispielsweise im Notlaufbetrieb, das heißt einem Ausfall des elektrischen Stellantriebes die Ansteuerung des Stellgliedes ausschließlich fahrpedalseitig, während bei Aktivierung des elektrischen Stellantriebes die Fahrpedalseite vollständig von dem Steuerele­ment und damit dem Stellglied abgetrennt ist. Zweckmäßig ist die Schaltkupplung darüber hinaus als kodierbare Schaltkupplung ausgebildet. Hierunter wird eine solche Schaltkupplung verstan­den, die zwar dann, wenn der elektrische Stellantrieb spannungs­los wird, schließt, aber erst in einer definierten Position von Mitnehmer und Steuerelement diese kraftschlüssig miteinander verbindet. Bei einer linearen Relativbewegung von Mitnehmer und Steuerelement kann die Schaltkupplung hierzu beispielswleise im Bereich einer Kupplungshälfte mit einem Ansatz und im Bereich der anderen Kupplungshälfte mit einer Ausnehmung verbunden sein, die nur in der genannten definierten Relativstellung der Kupplungshälften einrasten, bei einer Drehbewegung von Mitnehmer und Steuerelement relativ zueinander gilt entsprechendes. Zweck der kodierbaren Schaltkupplung ist es sicherzustellen, daß eine Kraftübertragung von Mitnehmer und Steuerelement und damit Einwirkung auf das Stellglied nur bei betriebsverträglichen Positionen, das heißt gleiche Fahrzustände repräsentierenden Positionen von Mitnehmer und Steuerelement erfolgt. So ist es beispielsweise denkbar, daß sich das Stellglied und damit auch das Steuerungselement bei einer Geschwindigkeitsbegrenzungsrege­lung in Vollaststellung befindet, während die Sollwertvorgabe durch das Fahrpedal einer Leerlaufstellung entspricht. Würde in diesem Fahrzustand der elektrische Stellantrieb spannungslos und die Schaltkupplung schließen, ergäben sich nicht miteinander korrelierende Positionen von Mitnehmer und Steuerelement. Die kodierbare Schaltkupplung gestattet in diesem Fall zwar eine Verbindung von Mitnehmer und Steuerelement, jedoch ohne Kraft­schluß, der erst bei miteinander korrelierenden Positionen von Mitnehmer und Steuerelement erfolgt. Eine bevorzugte Position ist dabei dann gegeben, wenn sowohl der Mitnehmer als auch das Steuerelement ihre Leerlaufstellung erreicht haben. Um die Überführung des Steuerelementes in die Leerlaufstellung zu bewirken, ist es erforderlich, daß dieses mit einer separaten Rückstellfeder in Leerlaufstellung vorgespannt ist. In diesem Zusammenhang sieht eine besondere Ausführungsform der Erfindung vor, daß der Mitnehmer ein Freilaufelement aufweist, mit dem die Mitnehmerseite der Schaltkupplung zusammenwirkt, sowie der Mitnehmer und das Steuerelement mittels der Rückstellfedern in deren Leerlaufrichtung vorgespannt sind, ferner daß das Steuer­element über eine in Vollastrichtung wirkende Leerlaufnotfeder in einer Leerlaufnotstellung vorgespannt ist. In diesem Fall erfolgt keine starre Kopplung zwischen Mitnehmer und Steuerele­ment, vielmehr ist die Mitnehmerseite der Schaltkupplung in den vorgegebenen Abmessungen des Freilaufelementes relativ zu diesem bewegbar, um so, entsprechend der vorgegebenen Wirkrichtung der zweckmäßig gegen einen Anschlag wirkenden Leerlaufnotfeder, die rückwirkungsfreie Anordnung von Steuerelement und Mitnehmer zu gewährleisten.
  • Um die auf das Steuerelement einwirkenden Federkräfte möglichst gering halten zu können, ist vorgesehen, daß der elektrische Stellantrieb unmittelbar über eine Schaltkupplung, insbesondere elektromagnetische Schaltkupplung mit dem Steuerelement zusam­menwirkt. Insbesondere die dem Steuerelement zugeordnete Rückstellfeder muß damit nach dem Abschalten des elektrischen Stellantriebs das Steuerelement nicht gegen die Kraft des Stellantriebes in die Leerlaufstellung überführen, es reicht vielmehr aus, den elektrischen Stellantrieb und das Steuerele­ment über die elektromagnetische Schaltkupplung zu entkoppeln.
  • Vorteilhaft sind schließlich dem Mitnehmer und dem Steuerelement jeweils mindestens ein Sicherheitskontakt zur überwachung eine definierten Betriebsstellung von Mitnehmer bzw. Steuerelement zugeordnet. Zweckmäßig überwacht hierbei der mitnehmerseitige Sicherheitskontakt die Leerlaufstellung des Mitnehmers und der steuerelementseitige Sicherheitskontakt die Leerlaufnotstellung des Steuerelements.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.
  • In den Figuren ist eine grundsätzliche Ausführungsform der Erfindung mit zwei unterschiedlichen Kupplungsvarianten darge­stellt, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es stellt im einzel­nen dar:
    • Figur 1 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des Grundprin­zips der erfindungsgemäßen Lastverstelleinrichtung,
    • Figur 2 die schematische Darstellung der Wirkungsweise der kordierbaren Schaltkupplung bei einer Linearbewegung von Mitnehmer und Steuerelement und
    • Figur 3 eine Figur 2 entsprechende Darstellung der Kupplung für eine Drehbewegung zwischen Mitnehmer und Steuerelement.
  • Die erfindungsgemäße Lastverstelleinrichtung basiert in ihrer Funktion im wesentlichen auf der in der DE 38 15 734 A1 be­schriebenen Lastverstelleinrichtung, so daß insoweit auf die dortige Beschreibung Bezug genommen wird.
  • In der Figur 1 ist ein Fahrpedal 1 gezeigt, mit dem ein Gestänge bzw. ein Bowdenzug 2 verbunden ist, der an einem Mitnehmerteil 3a eines zweiteiligen Mitnehmers angreift. Mittels des Fahrpe­dales 1 besteht über das Gestänge bzw. den Bowdenzug 2 die Möglichkeit, das Mitnehmerteil 3a in Vollastrichtung bis zum Vollastanschlag 4 zu bewegen, eine Rückstellfeder 5 spannt damit das Mitnehmerteil 3a gegen einen Leerlaufanschlag 6 vor. Das Mitnehmerteil 3a ist mit einem dessen Position erfassenden Sollwerterfassungselement 7 in Art eines Schleifers eines Potentiometers verbunden. Mit dem Mitnehmerteil 3a wirkt schließlich ein Sicherheitskontakt 8 zusammen, der dann akti­viert ist, wenn das Mitnehmerteil 3a am Leerlaufanschlag 6 anliegt.
  • Das Mitnehmerteil 3a weist schließlich ein als Freilaufhaken 9 ausgebildetes Freilaufelement auf, mit dem das zweite Mitnehmer­teil 3b des Mitnehmers 3 zusammenwirkt. Dieses Mitnehmerteil 3b ist mit einer Kupplungshälfte 10a einer elektromagnetisch wirkenden, kodierbaren Schaltkupplung 10 verbunden. Mit der anderen Kupplungshälfte 10b der Schaltkupplung 10 ist ein Steuerelement 11 verbunden, das dem unmittelbaren Verstellen eines Stellgliedes in Form einer Drosselklappe 12 oder einer Kraftstoffeinspritzung dient. Die Stellung des Steuerelementes 11 wird mittels eines Istwerterfassungselementes 13 dargestellt, das entsprechend dem Sollwerterfassungselement 7 in Art eines Potentiometers mit Schleifer ausgebildet ist. Mit dem Sollwer­terfassungselement 7 und dem Istwerterfassungselement 13 wirkt eine elektronische Regeleinrichtung 14 zusammen, die unter anderem einen elektrischen Stellmotor 15 und eine elektromagne­tische Schaltkupplung 16 steuert, wobei der elektrische Stellmo­tor 15 über die elektromagnetische Schaltkupplung 16 in Wirkver­bindung mit dem Steuerelement 11 bringbar ist. Eine Rückstellfe­der 17 greift am Steuerelement 11 an, ferner spannt eine Leerlaufnotfeder 18 das Steuerelement 11 in Vollastrichtung gegen einen verstellbaren Anschlag 19 in Leerlaufnotstellung vor. Die Leerlaufnotstellung des Steuerelementes 11 wird durch einen mit diesem zusammenwirkenden Sicherheitskontakt 20 überwacht.
  • Die insoweit beschriebene Lastverstelleinrichtung ermöglicht eine Ansteuerung der Drosselklappe 12 unmittelbar fahrpedalsei­tig über den Mitnehmer 3, ferner bei Entkoppelung des Mitnehmers 3 und Aktivierung des elektrischen Stellantriebes 15 bei gleichzeitiger Schaltung der elektromagnetischen Schaltkupplung 16 unmittelbar über das Steuerelement 11. So ist vorgesehen, das die Drosselklappe 12 im üblichen Fahrbetrieb über das Fahrpedal 1 und den Mitnehmer 3 angesteuert wird, bei geschlossener kodierbarer Schaltkupplung 10 und geöffneter elektromagnetischer Schaltkupplung 16 bei gegebenenfalls gleichzeitig abgeschaltetem elektrischen Stellmotor 15. Das Fahrpedal 1 wirkt damit über das erste Mitnehmerteil 3a und dem diesem zugeordneten Freilaufhaken 9 auf das zweite Mitnehmerteil 3b und kraftschlüssig über die Schaltkupplung 10 auf das Steuerelement 11 das die Drosselklappe 12 verstellt. Bei einer Bewegung des ersten Mitnehmerteiles 3a in Vollastrichtung gelangt dabei das zweite Mitnehmerteil 3b in Anlage mit einem in den Bewegungsweg dieses Mitnehmerteiles ragenden Schenkel des Freilaufhakens 9 und wird in Vollastrich­tung mitgeführt. Bei einer Bewegung in Leerlaufrichtung über die Leerlaufnotstellung hinaus gelangt der andere Schenkel des Freilaufhakens 9 in Anlage mit dem zweiten Mitnehmerteil 3b. Bei bestimmten Fahrzuständen, beispielsweise der Leerlaufregelung der Brennkraftmaschine, einer Antischlupfregelung oder einer Geschwindigkeitsbegrenzungsregelung wird der elektrische Stellmotor 15 aktiviert und die elektromagnetische Schaltkupp­lung 16 geschlossen, bei gleichzeitigem Öffnen der kodierbaren Schaltkupplung 10. Der Mitnehmer 3 ist damit vollständig vom Steuerelement 11 getrennt, so daß nunmehr die Ansteuerung der Drosselklappe 12 ausschließlich über den elektrischen Stellmotor 15 erfolgt. Auf diesen wirken als Federelemente nunmehr nur noch die Rückstellfeder 17 und im Bereich minimaler Leerlaufstellung bis zur Leerlaufnotstellung die Leerlaufnotfeder 18, die um ihre Funktion ausüben zu können, eine größere Druckkraft aufweisen muß wie die Zugkraft die Rückstellfeder 17.
  • Um nach einer elektromotorischen Ansteuerung des Steuerelementes 11 eine definierte Zuordnung von Mitnehmer 3 und Steuerelement 11 sicherzustellen, weisen die Kupplungshälften 10a und 10b der kodierbaren Schaltkupplung 10 Rastelemente auf, die nur dann ineinandergreifend wirksam werden, wenn die Sollwertposition des Mitnehmers 3 mit der Istwertposition des Steuerelementes 11 übereinstimmt, insbesondere wenn sowohl Mitnehmer 3 als auch Steuerelement 11 sich in Leerlaufposition befinden. Figur 2 zeigt für eine Linearbewegung des zweiten Mitnehmerteiles 3b und des Steuerelementes 11 die beiden Kupplungshälften 10a und 10b, wobei die mitnehmerseitige Kupplungshälfte 10a mit einer mittigen Vertiefung 21 versehen ist, hingegen die steuerelement­seitige Kupplungshälfte 10a mit einer mittigen, entsprechend der Vertiefung ausgebildeten Erhebung 22. Auf beide Kupplungshälf­ten 10a und 10b wirkt die Schließkraft einer Feder 23. Die eine Kupplungshälfte 10a ist beispielsweise als Elektromagnet ausgebildet, hingegen die anderen Kupplungshälfte 10b als Permanentmagnet, in bestromten Zustand der elektromagnetischen Schaltkupplung 10 sind die beiden Kupplungshälften 10a und 10b auseinandergedrückt, hingegen liegen sie in stromlosem Zustand der Schaltkupplung 10 aneinander, wobei, wie der Darstellung b.) der Figur 2 zu entnehmen ist, bei nicht korrelierenden Positio­nen von zweitem Mitnehmerteil 3b und Steuerelement 11 keine formschlüssige Verbindung zwischen der Erhebung 22 und der Vertiefung 21 möglich ist, da diese Teile der Kupplungshälften 10a und 10b zueinander verschoben sind. Erst wenn die Positionen der beiden Kupplungshälften 10a und 10b wie in a.) der Figur 2 dargestellt korrelieren, kann die Feder 23 die beiden Kupplungs­ hälften 10a und 10b in ihre vollständig aneinanderliegende Position überführen, in der, wie unter c.) in Figur 2 gezeigt, die Erhebung 22 der Kupplungshälfte 10b die Vertiefung 21 der Kupplungshälfte 10a durchsetzt. Für den Fall, daß der Mitnehmer 3 und das Steuerelement 11 zueinander eine Drehbewegung vollfüh­ren, bietet sich eine Ausbildung der kodierbaren Schaltkupplung 10 gemäß der Darstellung in Figur 3 an. Diese zeigt nur den grundsätzlichen Aufbau der elektromagnetischen Kupplung 10, ohne das die Kupplungshälfte 10a und 10b gegeneinander entgegen der Magnetkraft vorspannende Federelement 23. So wird die Drehbewe­gung in die mitnehmerseitige Kupplungshälfte 10a über einen direkt oder indirekt mit dem Gestänge 2 in Verbindung stehenden Hebelansatz 24 eingeleitet, während die Kupplungshälfte 10b unmittelbar über das Steuerelement 11 in Verbindung mit der Drosselklappe 12 steht. Die Kupplungshälfte 10 ist mit einer entsprechenden Vertiefung 21, die andere Kupplungshälfte 10b mit einer Erhebung 22 versehen. Die Figur 3 verdeutlicht, daß die beiden Kupplungshälften 10a und 10b nur in der in dieser Figur gezeigten Stellung der Kupplungshälften miteinander über die Vertiefung 21 bzw. Erhebung 22 formschlüssig verbunden werden können.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 Fahrpedal
    • 2 Gestänge/Bowdenzug
    • 3 Mitnehmer
    • 3a Mitnehmerteil
    • 3b Mitnehmerteil
    • 4 Vollastanschlag
    • 5 Rückstellfeder
    • 6 Leerlaufanschlag
    • 7 Sollwerterfassungselement
    • 8 Sicherheitskontakt
    • 9 Freilaufhaken
    • 10 Schaltkupplung
    • 10a Kupplungshälfte
    • 10b Kupplungshälfte
    • 11 Steuerelement
    • 12 Drosselklappe
    • 13 Istwerterfassungselement
    • 13 Istwerterfassungselement
    • 14 elektronische Regeleinrichtung
    • 15 elektrischer Stellmotor
    • 16 Schaltkupplung
    • 17 Rückstellfeder
    • 18 Leerlaufnotfeder
    • 19 Anschlag
    • 20 Sicherheitskontakt
    • 21 Vertiefung
    • 22 Erhebung
    • 23 Feder
    • 24 Hebelansatz

Claims (7)

1. 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 elektrischen Stellantriebes bewegbar ist, mit einem dem Mitnehmer zugeordneten Sollwerterfassungselement, einem mit diesem zusammenwirkenden und auf den elektrischen Stellan­trieb einwirkenden Istwerterfassungselement, wobei der elektrische Stellantrieb in Abhängigkeit von den erfaßten Werten von einer elektronischen Regeleinrichtung ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mitnehmer (3) und Steuerelement (11) eine Schaltkupplung (10) angeordnet ist.
2. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Schaltkupplung als elektromagnetische Schaltkupplung (10) ausgebildet ist, die beim Aktivieren des elektrischen Stellantriebes (15) bzw. einer dem Stellantrieb (15) zugeordneten Schaltkupplung (16) geöffnet und beim Deaktivieren geschlossen wird.
3. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkupplung als kodierbare Schaltkupplung (10) ausgebildet ist.
4. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (3) ein Freilau­felement (9) aufweist, mit dem die Mitnehmerseite (3b, 10a) der Schaltkupplung (10) zusammenwirkt, sowie der Mitnehmer (3) und das Steuerelement (11) mittels Rückstellfedern (5, 17) in deren Leerlaufrichtung und das Steuerelement (11) über eine in Vollastrichtung wirkende Leerlaufnotfeder (18) in eine Leerlaufnotstellung vorgespannt sind.
5. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mitnehmer (3) und dem Steuerelement (11) jeweils mindestens ein Sicherheitskontakt (8, 20) zur Überwachung einer definierten Betriebsstellung von Mitnehmer bzw. Steuerelement zugeordnet ist.
6. Lastverstelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß der mitnehmerseitige Sicherheitskontakt (8) die Leerlaufstellung des Mitnehmers (3) und der steuerele­mentseitige Sicherheitskontakt (20) die Leerlaufnotstellung des Steuerelementes (11) überwacht.
7. Lastverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Stellantrieb (15) unmittelbar über eine Schaltkupplung, insbesondere eine elektromagnetische Schaltkupplung (16) mit dem Steuer­element (11) zusammenwirkt.
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