DE3934738A1 - Vorrichtung ii mit einem stellmotor zum eingriff in eine uebertragungseinrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einem Stellmotor zum Eingriff in eine Übertragungseinrichtung zwischen einem Bedien­ element und einem die Leistung einer Antriebsmaschine bestimmenden Steuerorgan nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Für verschiedene Regelaufgaben bei Antriebsmaschinen ist ein Ein­ griff in die Übertragungseinrichtung zwischen dem Bedienelement, beispielsweise einem Gaspedal, und dem Steuerorgan, beispielsweise einer Drosselklappe eines Otto-Motors oder einem Stellhebel eines Dieselmotors oder dergleichen, erforderlich. Vermeidung von Schlupf zwischen von der Antriebsmaschine angetriebenen Rädern eines Kraft­ fahrzeuges und einem Fahrbahnbelag kann z. B. ein Grund für eine Re­ gelung sein.

Bei einer bekannten Vorrichtung ist ein erster, mit dem Bedienele­ ment verbundener Mitnehmer, ein zweiter, mit dem Steuerorgan verbun­ dener Mitnehmer und ein dritter Mitnehmer, über den der Stellmotor auf das Steuerorgan einwirken kann, und eine Rückstellfeder, die den dritten Mitnehmer gegen einen Ruheanschlag betätigen kann, im Be­ reich des Steuerorgans zusammengefaßt. Ist das Steuerorgan eine Drosselklappe, so befinden sich die genannten Bauteile direkt am Saugrohr des Otto-Motors. Im Bereich des Saugrohres herrschen jedoch häufig sehr beengte Einbauverhältnisse, so daß es schwierig ist, für die bekannte Vorrichtung genügend Einbauraum zu schaffen oder es kann für das Saugrohr nicht eine optimale Anordnung gewählt werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß hierdurch sehr günstige und flexible Einbauverhältnisse geschaffen werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Die Anordnung des Istwertgebers im Stellglied vereinfacht die Erfas­ sung der Stellposition in vorteilhafter Weise, weil der regelungs­ technische und elektrotechnische Aufwand beträchtlich verringert wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein­ facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläu­ tert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Aufbau und Wirkungsweise einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vor­ richtung in einer Maschine, insbesondere in einem Fahrzeug, mit ei­ nem Stellmotor zum Eingriff in eine Übertragungseinrichtung 2 zwi­ schen einem Bedienelement 4 und einem die Leistung einer Antriebsma­ schine 6 bestimmenden Steuerorgan 8, soll anhand eines bevorzugten und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei jeder, eine Antriebsmaschine 6 enthaltenden Maschine verwendet werden, bei der eine Regelung der Antriebsmaschine 6 geschehen soll. Die Maschine kann entweder stationär aufgestellt sein, oder sie kann z. B. eine selbstfahrende Maschine, d. h. ein Fahrzeug sein. Obwohl nicht al­ lein darauf begrenzt, wird in der Beschreibung des Ausführungsbei­ spiels aus Vereinfachungsgründen angenommen, daß die erfindungsgemä­ ße Vorrichtung in einem Fahrzeug mit einem Otto-Motor eingebaut sei.

Die Übertragungseinrichtung 2 umfaßt im wesentlichen ein Übertra­ gungselement 12, einen ersten Mitnehmer 14, einen zweiten Mitnehmer 16 und eine Koppelfeder 18.

Der erste Mitnehmer 14 ist durch das Übertragungselement 12 mit dem Bedienelement 4 verbunden, und das Steuerorgan 8 ist mit dem zweiten Mitnehmer 16 verbunden. Die Koppelfeder 18 wirkt einerseits auf den ersten Mitnehmer 14 und andererseits auf den zweiten Mitnehmer 16 in dem Sinne, daß die beiden Mitnehmer 14, 16 bestrebt sind, eine Bewe­ gung relativ zueinander auszuführen, bis ein erster Koppelanschlag 20 des ersten Mitnehmers 14 an einem zweiten Koppelanschlag 22 des zweiten Mitnehmers 16 zur Anlage kommt.

Das Steuerorgan 8 ist z. B. eine in einem Saugrohr 24 eingebaute Drosselklappe 8. Je nach Stellposition der Drosselklappe 8 kann eine durch Pfeile 26 symbolhaft dargestellte Strömung z. B. eines durch das Saugrohr 24 zu der Antriebsmaschine 6 strömenden Gemisches be­ einflußt werden. Damit wird über die Stellposition der Drosselklappe 8 die Leistung der Antriebsmaschine 6 gesteuert. Betätigung der Drosselklappe 8 in Richtung eines in der Zeichnung eingetragenen Pfeiles 28 bedeutet eine Vergrößerung der Leistung der Antriebsma­ schine 6 und eine Betätigung der Drosselklappe 8 entgegen der Rich­ tung des Pfeiles 28 bedeutet eine Verringerung der Leistung der An­ triebsmaschine 6. Durch das Bedienelement 4 kann über die Übertra­ gungseinrichtung 2 das Steuerorgan 8 in Richtung des Pfeiles 28 be­ tätigt werden. Entgegen der Richtung des Pfeiles 28 kann das Steuer­ organ 8 durch eine an der Übertragungseinrichtung 2 vorgesehene Rückholfeder 30 betätigt werden. Die Rückholfeder 30 wirkt einer­ seits auf eine Wandung 32 und andererseits auf den ersten Mitnehmer 14. Die Rückholfeder 30 wirkt auf den ersten Mitnehmer 14 entgegen der Pfeilrichtung 28. Zusätzlich zu der Rückholfeder 30 oder anstatt der Rückholfeder 30 kann auch eine andere, gestrichelt dargestellte Rückholfeder 34 vorgesehen sein. Die andere Rückholfeder 34 wirkt einerseits ebenfalls auf die Wandung 32 und andererseits wirkt sie auf den zweiten Mitnehmer 16 entgegen der Richtung des Pfeiles 28. Je nach Betätigung des Bedienelementes 4 können die beiden Rückhol­ federn 30, 34 entgegen Pfeilrichtung 28 die Mitnehmer 14, 16 und die Drosselklappe 8 betätigen, bis eines dieser Teile an einem verstell­ baren Leerlaufanschlag 36 zur Anlage kommt. Im Ausführungsbeispiel kann der erste Mitnehmer 14 am Leerlaufanschlag 36 zur Anlage ge­ bracht werden.

Die Kraft der Koppelfeder 18 ist so bemessen, daß ohne Beeinflussung der Übertragungseinrichtung 2 durch einen dritten Mitnehmer 40 der erste Koppelanschlag 20 des ersten Mitnehmers 14 ständig an dem zweiten Koppelanschlag 22 des zweiten Mitnehmers 16 anliegt, und es kann eine Stellposition des Bedienelementes 4 über die Übertragungs­ einrichtung 2 auf das Steuerorgan 8 übertragen werden.

Daneben gibt es noch den dritten Mitnehmer 40. Der dritte Mitnehmer 40 hat einen Anschlag 42 und der zweite Mitnehmer 16 hat anderer­ seits einen Anschlag 43. Bei Betätigung des dritten Mitnehmers 40 entgegen Pfeilrichtung 28 kann, je nach Stellposition des zweiten Mitnehmers 16, der Anschlag 42 des dritten Mitnehmers 40 an dem An­ schlag 43 des zweiten Mitnehmers 16 zur Anlage kommen. Wird der dritte Mitnehmer 40 darüber hinaus entgegen Pfeilrichtung 28 betä­ tigt, so wird der zweite Mitnehmer 16 ebenfalls entgegen Pfeilrich­ tung 28 mitgenommen. Der dritte Mitnehmer 40 kann von einem Stell­ glied 50 betätigt werden.

Das Stellglied 50 umfaßt im wesentlichen einen Stellmotor 52 mit ei­ nem Wirkglied 54, eine Rückstellfeder 60, einen Ruheanschlag 63 und gegebenenfalls auch noch einen Istwertgeber 69. Der Stellmotor 52 ist z. B. ein Rotationsmotor und das Wirkglied 54 ist eine Rotorwel­ le oder der Stellmotor 52 ist ein Linearmotor, wie z. B. ein Hydrau­ likzylinder und das Wirkglied 54 ist in diesem Falle eine Kolben­ stange. Das Wirkglied 54 kann z. B. direkt die Rotorwelle des Stell­ motors sein, oder es kann zwischen dem Wirkglied 54 und einem ei­ gentlichen Motor 72 des Stellmotors 52 ein Getriebe 74 zwischenge­ schaltet sein. In diesem Falle ist das Wirkglied 54 eine Abgangswel­ le des Getriebes 74. Das Wirkglied 54 des Stellgliedes 50 ist mit dem dritten Mitnehmer 40 durch ein Übertragungsmittel 76 verbunden. Das Übertragungsmittel 76 kann ein Gestänge, ein Bowdenzug, ein Seilzug usw. sein. Ist das Übertragungsmittel 76 z. B. ein Bowdenzug oder ein Seilzug, so sorgt eine zwischen dem dritten Mitnehmer 40 und der Wandung 32 vorgesehene und auf den dritten Mitnehmer 40 in Pfeilrichtung 28 wirkende Spannfeder 78 für eine Mindestspannung in dem Übertragungsmittel 76, d. h. die Spannfeder 78 verhindert z. B. ein Durchhängen des Seilzuges. Die Spannfeder 78 kann relativ klein und schwach ausgeführt sein, da sie im wesentlichen nur auf den dritten Mitnehmer 40 und auf das Übertragungsmittel 76 wirkende Reibkräfte ausgleichen muß. In Abhängigkeit von einer Ausbildung des Übertragungsmittels 76, z. B. wenn dieses ein Gestänge ist, kann auch auf die Spannfeder 78 verzichtet werden.

Die Rückstellfeder 60 wirkt einerseits auf ein Gehäuse 82 des Stell­ gliedes 50 und andererseits auf das Wirkglied 54 in Richtung des Pfeiles 28 mit dem Bestreben, das Wirkglied 54 des Stellmotors 52 gegen den Ruheanschlag 63 zu betätigen. Je nach Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auf diese Funktion verzichtet werden. Damit kann auch die Rückstellfeder 60 entfallen.

Mit Hilfe des Istwertgebers 69 kann eine Stellposition des Wirkglie­ des 54 des Stellgliedes 50 erfaßt werden. Da bei Ansteuerung des Stellmotors 52 die Anschläge 42, 43 des dritten Mitnehmers 40 und des zweiten Mitnehmers 16 gegenseitig zur Anlage kommen, kann bei angesteuertem Stellmotor 52 durch den Istwertgeber 69 zumindest in­ direkt eine Stellposition des zweiten Mitnehmers 16 und damit des Steuerorgans 8 erfaßt werden. Im Bereich des Steuerorgans 8 ist zwar bereits häufig ein Istwertgeber zur Erfassung einer Stellposition des Steuerorgans 8, z. B. zwecks Regelung einer Benzinzumessung, vorhanden, aber dieser ist aus elektrotechnischen Gründen zur Erfas­ sung der Stellposition des Steuerorgans 8, zwecks Ansteuerung des Stellmotors 52, wenig geeignet. Da im Bereich des Steuerorgans 8 häufig beengte Einbauverhältnisse herrschen, ist es besonders gün­ stig, den Istwertgeber 69 im Bereich des Stellgliedes 50 anzuordnen. Gegebenenfalls, z. B. aus Sicherheitsgründen, kann es günstig sein, zwei Istwertgeber 69 vorzusehen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann zwischen zwei Betriebszu­ ständen unterschieden werden. Der erste Betriebszustand ist der un­ geregelte Betriebszustand. Hierbei ist der Stellmotor 52 des Stell­ gliedes 50 nicht angesteuert. Im ersten Betriebszustand kann das Steuerorgan 8 ohne Beeinflussung durch das Stellglied 50 von dem Be­ dienelement 4 in jede gewünschte Stellposition gebracht werden. Das Wirkglied 54 des Stellmotors 52 liegt im ersten Betriebszustand am Ruheanschlag 63 an. Wegen dem Übertragungsmittel 76 und wegen der gegebenenfalls vorhandenen Spannfeder 78 befindet sich der dritte Mitnehmer 40 in einer Ruhelage, d. h. der dritte Mitnehmer 40 ist soweit wie möglich in Pfeilrichtung 28 betätigt. Wegen einem Abstand zwischen den beiden Anschlägen 42, 43 des dritten Mitnehmers 40 und des zweiten Mitnehmers 16 kommt der Anschlag 42 des dritten Mitneh­ mers an dem Anschlag 43 des zweiten Mitnehmers 16 im ersten Be­ triebszustand nicht zur Anlage.

Mit Betätigung des Steuerorgans 8 durch das Bedienelement 4 in Rich­ tung des Pfeiles 28 wird die von der Antriebsmaschine 6 abgegebene Leistung gesteigert. Hierbei kann es nun vorkommen, daß nicht darge­ stellte Sensoren einen Schlupf zwischen nicht dargestellten An­ triebsrädern und einem Fahruntergrund feststellen. Der Schlupf ist sehr unerwünscht. Zur Vermeidung des Schlupfes wird der Stellmotor 52 des Stellgliedes 50 über eine nicht dargestellte Elektronik ange­ steuert. In diesem Falle arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung im zweiten Betriebszustand, der damit als der geregelte Betriebszu­ stand bezeichnet werden kann. Im zweiten Betriebszustand betätigt das Wirkglied 54 des Stellmotors 52 über das Übertragungsmittel 76 den dritten Mitnehmer 40 entgegen dem Pfeil 28 und der Anschlag 42 des dritten Mitnehmers 40 kann an dem Anschlag 43 des zweiten Mit­ nehmers 16 zur Anlage kommen. Wird der dritte Mitnehmer 40 von dem Wirkglied 54 des Stellgliedes 50 darüber hinaus entgegen Pfeilrich­ tung 28 betätigt, so wird auch der zweite Mitnehmer 16 und damit das Steuerorgan 8 entgegen Pfeilrichtung 28, d. h. in Richtung geringe­ rer Leistung der Antriebsmaschine 6, betätigt. Das Steuerorgan 8 wird so weit entgegen Pfeilrichtung 28 betätigt, bis die nicht dargestellten Sensoren keinen unzulässig großen Schlupf zwischen den Antriebsrädern und dem Fahruntergrund feststellen.

Das Übertragungsmittel 76 kann, je nach Ausführungsform, sehr flexi­ bel verlegt werden. Die Tatsache, daß die Rückstellfeder 60 sowie der Ruheanschlag 63 und der Istwertgeber 69 räumlich unabhängig von dem Saugrohr 24 angeordnet sein können, erleichtert die Anbaumög­ lichkeiten für das Saugrohr 24 mit dem Steuerorgan 8 in vorteilhaf­ ter Weise beträchtlich. Darüber hinaus ist es besonders vorteilhaft, die Rückstellfeder 60 und/oder den Ruheanschlag 63 in dem Stellglied 50 mit dem Stellmotor 52 zusammenzufassen. Das Stellglied 50 stellt vorzugsweise eine kompakte Einheit dar, welche je nach Bedarf mit mehr oder weniger großem Abstand zu dem Saugrohr 24 angeordnet sein kann. Die Verbindung zwischen dem Stellglied 50 und dem dritten Mit­ nehmer 40 und damit, je nach Ansteuerung des Stellmotors 52, mit der Übertragungseinrichtung 2 erfolgt durch das Übertragungmittel 76.

Die Rückholfeder 30 bietet gegenüber der anderen Rückholfeder 34 den Vorteil, daß die Koppelfeder 18 schwächer ausgeführt sein kann. Dar­ über hinaus sind im zweiten Betriebszustand Einflüsse des Stellglie­ des 50 auf das Bedienelement 4 schwächer und die im zweiten Be­ triebszustand von dem Stellglied 50 aufzubringende Kraft ist kleiner.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde anhand eines Ausführungsbei­ spiels mit linearen Bewegungsrichtungen parallel zum Pfeil 28 erläu­ tert. In einem anderen Ausführungsbeispiel derselben erfindungsge­ mäßen Vorrichtung können sich eventuell mindestens einzelne Bauteile nicht linear bewegen, sondern sie sind schwenkbar gelagert. Eine Be­ wegung in Pfeilrichtung 28 bedeutet dann Drehung in einer Richtung und entgegen Pfeilrichtung 28 bedeutet Drehung in entgegengesetzter Richtung. Da das Steuerorgan 8 üblicherweise drehbar gelagert ist, bietet es sich an, auch die anderen Bauteile drehbar zu lagern.

Claims (6)

1. Vorrichtung mit einem Stellmotor zum Eingriff in eine Übertra­ gungseinrichtung zwischen einem Bedienelement und einem die Leistung einer Antriebsmaschine bestimmenden Steuerorgan, wobei das Bedien­ element mit einem ersten Mitnehmer und das Steuerorgan mit einem zweiten Mitnehmer wirkverbunden sind und eine Koppelfeder vorgesehen ist, die einerseits auf den ersten Mitnehmer und andererseits auf den zweiten Mitnehmer in dem Sinne wirkt, daß die Mitnehmer bestrebt sind, eine Bewegung relativ zueinander auszuführen, bis ein Koppel­ anschlag des einen Mitnehmers an einem Koppelanschlag des anderen Mitnehmers zur Anlage kommt, und bei der ein Wirkglied des Stellmo­ tors bei gewünschtem Eingriff über ein Übertragungsmittel und über einen dritten Mitnehmer auf den zweiten Mitnehmer in Richtung einer Verringerung der Leistung der Antriebsmaschine wirken kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirkglied (54) des Stellmotors (52) außer­ halb des Eingriffs durch eine Rückstellfeder (60) entgegen der Rich­ tung der Verringerung der Leistung der Antriebsmaschine gegen einen Ruheanschlag (63) betätigt ist, wobei der Stellmotor (52) mit dem Wirkglied (54), die Rückstellfeder (50) und der Ruheanschlag (53) ein Stellglied (50) bilden, das mit Abstand zum Steuerorgan (8) anordenbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Mitnehmer (16) fest mit dem Steuerorgan (8) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Rückholfeder (30) auf den ersten Mitnehmer (14) im Sinne einer Verringerung der Leistung der Antriebsmaschine (6) wirkt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Rückholfeder (34) auf den zweiten Mitnehmer (16) im Sinne einer Verringerung der Leistung der Antriebsmaschine (6) wirkt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Spannfeder (78) das Übertragungsmittel (76) entgegen der Eingriffsrichtung des Stellmotors (52) beaufschlagt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stellglied (50) mindestens einen Istwertgeber (69) enthält mit dem eine Stellposition des Wirkgliedes (54) erfaßbar ist.