Beschreibung

Einrichtung und Verfahren zur Betätigung einer Leistungssteuerungs- einrichtung einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betätigung einer Leistungs- steuerungseinrichtung einer Brennkraftmaschine umfassend eine fahrerbetätigbare Eingabeeinrichtung zur fahrerseitigen Eingabe eines Leistungswunsches, eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Stellung der Eingabeeinrichtung und Generierung eines entsprechenden Ausgangssignals und eine Stelleinrichtung zur Verstellung der Leistungs- steuerungseinrichtung unter Berücksichtung des Ausgangssignals der Sensoreinrichtung, wobei die Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Stelleinrichtung vom Signal der Eingabeeinrichtung abweichend betätigbar ist sowie ein Verfahren zur Betätigung einer derartigen Leistungssteuerungseinrichtung.

Die DE 198 25 283 A1 beschreibt eine Motorleistungsregelung für Kraftfahrzeuge mit einem Leistungssteuerorgan, das entkoppelt von der die Leistungsanforderung des Fahrers wiedergebenden Betätigung des Fahrpedals in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern mittels eines elektronischen Steuergeräts steuerbar ist. Bei dieser Motorleistungs-

regelung ist im Fehlerfall, insbesondere bei Ausfall der Verbindung zwischen einem dem Fahrpedal zugeordneten Sensor und dem Steuergerät, in einem Notfahrbetrieb die maximale Motorleistung begrenzt und dennoch eine sehr gute Fahrdynamik gewährleistet. Die Sicherheit im Fehlerfall ist bei der bekannten Motorleistungsregelung dadurch bereits wesentlich erhöht, eine noch weitere Verbesserung der Sicherheit ist jedoch möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer eingangs genannten Einrichtung zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung einer Brennkraftmaschine die Sicherheit zu erhöhen und insbesondere eine unbeabsichtigt hohe Motorleistung aufgrund einer vom Fahrer nicht gewollten Ansteuerung des Leistungssteuerorgans zu verhindern.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einer Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass die Stelleinrichtung mit der Leistungssteuerungseinrichtung mittels einer ein Eingangs- und ein Ausgangsteil aufweisenden Kupplung verbunden ist, deren Eingangsteil der Stelleinrichtung und deren Ausgangsteil der Leistungssteuerungseinrichtung zugeordnet ist. Damit ist es möglich, die Stelleinrichtung von der Leistungssteuerungseinrichtung zu entkoppeln, so dass die Stellung der Stelleinrichtung nicht mehr für die Stellung der Leistungssteuerungseinrichtung maßgeblich ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kupplung eine Reibungskupplung ist, so dass eine Entkoppelung der Stelleinrichtung von der Leistungssteuerungseinrichtung abhängig vom Reibwert der Reibungskupplung bei

überschreiten einer vorgegebenen Kraft zwischen Eingangs- und Ausgangsteil der Reibungskupplung erfolgt.

Vorzugsweise ist bei einem Abweichen des mittels der Eingabeeinrichtung fahrerseitig eingegebenen reduzierten Leistungswunsches von der mittels der Stelleinrichtung eingestellten Stellung der Leistungssteuerungs- einrichtung um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder bei einer fahrerseitigen Eingabe eines reduzierten Leistungswunsches mittels der Eingabeeinrichtung mit einem einen vorgegebenen Gradienten übersteigenden Gradienten in Schließrichtung der Leistungssteuerungs- einrichtung eine mechanische Verbindung zwischen Eingabeeinrichtung und Leistungssteuerungseinrichtung wirksam. Dadurch wird der mittels der Eingabeeinrichtung mechanisch fahrerseitig eingegebene Leistungswunsch der auf Sensorsignalen basierenden Stellung der Stelleinrichtung vorgezogen und so die Sicherheit erhöht.

Zur mechanischen Verbindung der Eingabeeinrichtung mit der Leistungssteuerungseinrichtung ist zweckmäßigerweise die Eingabeeinrichtung mit dem Ausgangsteil der Kupplung verbindbar. Mittels der Kupplung kann wahlweise eine Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Eingabeeinrichtung oder der Stelleinrichtung erfolgen, wobei die die Kupplung steuernden Parameter für die Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung bestimmend sind.

Von Vorteil ist es, wenn das Ausgangsteil der Kupplung eine mit einer der Eingabeeinrichtung zugeordneten Kontur korrespondierende Gegenkontur aufweist. Vorzugsweise ist das Ausgangsteil der Kupplung ein einer Welle zugeordnetes erstes Rotationselement mit einem Ausschnitt, der einen Winkelbereich von 60°-110°, insbesondere von ca. 80°-90°, überdeckt, mit dem ein stiftförmiger Fortsatz eines der Eingabeeinrichtung zugeordneten zweiten Rotationselements korrespondiert. Mit dieser Ausführung ist in

einem Normalbetrieb eine Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Stelleinrichtung unter Berücksichtung des Ausgangssignals der Sensoreinrichtung zur Erfassung der Stellung der Eingabeeinrichtung möglich, während unter Bestimmten Voraussetzungen eine abweichende Betätigung erfolgen kann.

Zweckmäßigerweise ist beim öffnen der Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Stelleinrichtung die Kupplung bewegungsübertragend und beim vorrangigen Schließen der Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Eingabeeinrichtung die Kupplung nicht bewegungsübertragend.

Der Erfindung liegt ferner die Idee zugrunde, dass bei einem Verfahren zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung einer Brennkraftmaschine bei einem Abweichen des mittels der Eingabeeinrichtung fahrerseitig eingegebenen Leistungswunsches von dem mittels der Stelleinrichtung eingestellten Position der Leistungssteuerungseinrichtung um mindestens einen vorgegebenen Betrag in Schließrichtung der mittels der Eingabeeinrichtung fahrerseitig eingegebenen Leistungswunsch zur Verstellung der Leistungssteuerungseinrichtung vorrangig herangezogen wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Falle einer Bevorzugung des mittels der Eingabeeinrichtung fahrerseitig eingegebenen Leistungswunsches die Stelleinrichtung von der Leistungssteuerungseinrichtung entkoppelt und die Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Eingabeeinrichtung unmittelbar betätigt.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn außerdem bei einer fahrerseitigen Eingabe eines erhöhten Leistungswunsches mittels der Eingabeeinrichtung mit einem einen vorgegebenen Gradienten übersteigenden Gradienten eine

Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung mittels der Stelleinrichtung vom Signal der Eingabeeinrichtung abweichend mit einem begrenzten Gradienten erfolgt. Damit wird eine übermäßig schnelle Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung in öffnungsrichtung verhindert.

Nachfolgend ist ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert, dabei zeigen schematisch und beispielhaft

Figur 1 eine Einrichtung zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer zwischen einer Stelleinrichtung und der Leistungssteuerungseinrichtung angeordneten Kupplung,

Figur 2a eine Detailansicht der Kupplung mit mechanischer Verbindung zwischen Kupplungsausgangsteil und einer Eingabeeinrichtung im Längsschnitt und

Figur 2b eine Detailansicht der mechanischen Verbindung zwischen Kupplungsausgangsteil und einer Eingabeeinrichtung im Querschnitt.

Figur 1 zeigt eine Einrichtung 100 zur Betätigung einer Leistungssteuerungseinrichtung 134 einer hier nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine mit einer zwischen einer Stelleinrichtung 122 und der Leistungssteuerungseinrichtung 134 angeordneten Kupplung 138.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel dient die Einrichtung 100 zur Betätigung einer Brennkraftmaschine eines Kraftrads und die Leistungssteuerungseinrichtung 134 ist eine Drosselklappe, jedoch kann in einem Ausführungsbeispiel auch eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

betätigt werden und/oder die Leistungssteuerungseinrichtung 134 ein Kraftstoffzumessventil oder eine Einrichtung zur Hubhöhenveränderung eines Einlassventils einer Brennkraftmaschine sein.

Zur Steigerung der Brennkraftmaschinenleistung ist die Drosselklappe in öffnungsrichtung und zur Reduzierung der Leistung in Schließrichtung verschwenkbar. Hierzu ist die Drosselklappe drehfest mit einer Drosselklappenwelle 130 verbunden, die entweder mittels einer hier als Elektromotor ausgebildeten Stelleinrichtung 122 oder manuell mittels einer hier als Gasdrehgriff ausgebildeten Eingabeeinrichtung 102 verdrehbar ist.

In einem normalen Fahrbetrieb gibt der Fahrer mittels der Eingabeeinrichtung 102 einen Leistungswunsch ein, indem er den Gasdrehgriff entsprechend verdreht. Mit dem Gasdrehgriff ist drehfest eine erste Seilscheibe 104 verbunden, die über einen Seilzug 106 eine zweite Seilscheibe 108 betätigt. Die zweite Seilscheibe 108 ist mit einer Welle 110 drehfest verbunden, so dass bei einer Betätigung des Gasdrehgriffs die Welle 110 verdreht wird. Die Verdrehung oder die Drehstellung der Welle 110 ist mittels eines Sensors 112 detektierbar, der mit einer Leitung 114 signalleitend mit einer Steuereinrichtung 118 verbunden ist. Mittels eines weiteren Sensors 128 ist die Verdrehung oder die Drehstellung der Drosselklappenwelle 130 detektierbar, der mit einer Leitung 126 signalleitend mit der Steuereinrichtung 118 verbunden ist. Basierend auf den Signalen der Sensoren 112, 128 und gegebenenfalls weiterer Signale und/oder gespeicherter Informationen gibt die Steuereinrichtung 118 über eine Leitung 120 ein dem Leistungswunsch des Fahrers entsprechendes Steuersignal an die Stelleinrichtung 122 aus, die - vorliegend mittels eines Getriebes 124 mit einem Eingangsteil der Kupplung 138 verbunden - mit der Drosselklappenwelle 130 in Drehantriebsverbindung steht. Sowohl die Welle 110 als auch die Drosselklappenwelle 130 sind mittels sich gehäuseseitig

abstützenden Federn 116, 132 in Drosselklappenschließrichtung beaufschlagt.

Eine Detailansicht der Kupplung 138 mit mechanischer Verbindung zwischen Kupplungsausgangsteil 244 und der Eingabeeinrichtung 102 ist im Längsschnitt in Figur 2a und im Querschnitt in Figur 2b dargestellt. Zusätzlich oder alternativ ist damit neben einer Betätigung mittels der Stelleinrichtung 122 eine manuelle Betätigung der Leistungssteuerungs- einrichtung 134 mittels der Eingabeeinrichtung 102 möglich.

Die Vorliegende Anordnung stellt eine Sicherheitseinrichtung dar, welche bei einem Abweichen des mittels der Eingabeeinrichtung 102 (Gasdrehgriff) fahrerseitig eingegebenen reduzierten Leistungswunsches von der mittels der Stelleinrichtung 122 (Elektromotor) eingestellten Stellung der Leistungs- steuerungseinrichtung 134 (Drosselklappe) um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder bei einer fahrerseitigen Eingabe eines reduzierten Leistungswunsches mittels der Eingabeeinrichtung 102 mit einem einen vorgegebenen Gradienten übersteigenden Gradienten eine bevorzugte Berücksichtigung des mittels der Eingabeeinrichtung 102 (Gasdrehgriff) fahrerseitig eingegebenen reduzierten Leistungswunsches gewährleistet.

Die zweite Seilscheibe 108 und das Eingangsteil 244 der Kupplung 138 sind in axialer Richtung benachbart jeweils um zumindest annähernd fluchtende Achsen drehbar angeordnet. Die zweite Seilscheibe 108 weist einen stiftförmigen Fortsatz 246 auf, der in einen Ausschnitt 248 des Kupplungsausgangsteils 244 eingreift. Indem bei einem normalen Fahrbetrieb der stiftförmige Fortsatz 246 ohne Anlage an einer der den Ausschnitt 248 begrenzenden Seiten positioniert ist, kann eine Betätigung der Leistungssteuerungseinrichtung 134 mittels der Stelleinrichtung 122 erfolgen. Hierzu ist die Stelleinrichtung 122 mittel- oder unmittelbar mit dem

Eingangsteil 242 der Kupplung 138 verbunden. Vorliegend ist das letzte Element des zwischen Stelleinrichtung 122 und Leistungssteuerungs- einrichtung 134 angeordneten Getriebes, das Zahnrad 240, drehfest mit dem Eingangsteil 242 der Kupplung 138 verbunden.

Bei einem Abweichen des mittels der Eingabeeinrichtung 102 (Gasdrehgriff) fahrerseitig eingegebenen reduzierten Leistungswunsches von der mittels der Stelleinrichtung 122 (Elektromotor) eingestellten Stellung der Leistungs- steuerungseinrichtung 134 (Drosselklappe) um mindestens einen vorgegebenen Betrag oder bei einer fahrerseitigen Eingabe eines reduzierten Leistungswunsches mittels der Eingabeeinrichtung 102 mit einem einen vorgegebenen Gradienten übersteigenden Gradienten kommt der stiftförmige Fortsatz 246 an einer der den Ausschnitt 248 begrenzenden Seiten zur Anlage, so dass die Eingabeeinrichtung 102 unmittelbar und formschlüssig kraftübertragend mit dem Ausgangsteil 244 der Kupplung 138 verbunden wird.

Indem diese formschlüssig übertragene Kraft die Reibkraft zwischen Eingangs- 242 und Ausgangsteil 244 der Kupplung 138, die auch abhängig ist von und einstellbar ist mittels einer Druckfeder 136, 236, übersteigt, rutscht die Kupplung 138 durch, wobei eine Differenzbewegung zwischen Eingangs- 242 und Ausgangsteil 244 der Kupplung 138 erfolgt und die Leistungssteuerungseinrichtung 134 so nach Maßgabe der Stelleinrichtung 122 betätigt wird.