DE3149361C2 - Elektrisches Gaspedal - Google Patents

Elektrisches Gaspedal

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DE3149361C2 DE3149361A DE3149361A DE3149361C2 DE 3149361 C2 DE3149361 C2 DE 3149361C2 DE 3149361 A DE3149361 A DE 3149361A DE 3149361 A DE3149361 A DE 3149361A DE 3149361 C2 DE3149361 C2 DE 3149361C2
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gaspedal für Kraftfahrzeuge mit einem Sollwertgeber (1), von dem einer elektronischen Reglereinheit (3) ein Sollwertsignal zuleitbar ist. Die Reglereinheit (3) steuert durch elektrische Signale ein Stellglied (4), welches über eine Verstelleinrichtung die Motorleistung steuert. Um auf einfache und billige Weise eine optimale Einjustierung dieses elektrischen Gaspedals zu ermöglichen, wird der effektiv mögliche Iststellbereich der Verstelleinrichtung ermittelt und als effektiver Sollstellbereich der Reglereinheit (3) in dieser gespeichert.

Description

6. Elektrisches Gaspedal nach einem der vorher- Alle irgend möglichen Toleranzen werden bei der gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 45 Justierung vollständig erfaßt und berücksichtigt. Es die Einstellvorrichtung (11) fest im Kraftfahrzeug macht dabei keinen Unterschied, ob die Verstelleinrichangeordnet und an den Sollwertgeber (1) und die tung durch eine Drosselklappe oder eine Verstellpumpe elektronische Reglereinheit (3) angeschlossen ist. gebildet wird.
7. Elektrisches Gaspedal nach Anspruch 6, Das Stellglied kann aus einem mit der Verstelleinrichdadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung 50
(11) durch den Zündschalter (10) des Kraftfahrzeugs einschaltbar ist.
8. Elektrisches Gaspedal nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltbarkeit tung mechanisch gekuppelten Elektromotor und einem ein elektrisches Signal entsprechend der momentanen Stellung der Verstelleinrichtung erzeugenden Istwertgeber bestehen.
Auf einfache Weise die seither schon vorhandenen
der Einstellvorrichtung (11) während des Motorbe- 55 Bauteile ausnutzend, kann die Einjustierung dadurch triebs blockierbar ist. erfolgen, daß zur Erfassung des Iststellbereichs der
9. Elektrisches Gaspedal nach einem der vorher- Elektromotor in die eine Endstellung der Verstelleingehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß richtung und anschließend in die zweite Endstellung der die Ansteuerbarkeit der elektronischen Reglerein- Verstelleinrichtung antreibbar ist.
heit (3) durch den Sollwertgeber (1) während der 60 Damit das Stellglied nach einem Justiervorgang nicht Einstellzeit der Einstellvorrichtung (11) blockierbar in seiner Vollgasstellung verbleibt, kann nach dem Einstellvorgang die Verstelleinrichtung in die Leerlaufstellung gebracht werden. Dadurch wird das Stellglied erst
in seine Leerlaufstellung verstellt, ehe eine wirksame
ist.
10. Elektrisches Gaspedal nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltbarkeit o ____ _
des Anlassers (46) für den Motor des Kraftfahrzeugs 05 Ansteuerung vom Sollwertgeber her erfolgen kann,
während der Fin<:t*li7eit hinrir^rh=., ict Die Einstellvorrichtung kann z. B. eine stationäre
Vorrichtung sein, die zur Einjustierung an entsprechende Anschlüsse der Reglereinheit anschließbar ist.
während der Einstellzeit blockierbar ist.
Eine solche stationäre Vorrichtung kann dann beim Kraftfahrzeughersteller sowie bei Reparaturwerkstätten vorhanden sein.
Einfacher ist es aber, wenn die Einstellvorrichtung fest im Kraftfahrzeug angeordnet und an den Sollwertgeber und die elektrische Reglereinheit angeschlossen ist. Da zu der herkömmlichen Anlage nur eine integrierte Schaltung erforderlich ist, benötigt diese nur wenig Einbauraum.
Ist dabei die Einstellvorrichtung durch den Zündschalter des Kraftfahrzeugs einschaltbar, so wird automatisch bei jedem Startvorgang eine Einjustierung vorgenommen, die innerhalb von ein bis zwei Sekunden abgeschlossen sein kann.
Zur Vermeidung von Verkehrsgefährdungen ist vorzugsweise die Einschaltbarkeit der Einstellvorrichtung während des Motorbetriebs blockierbar. Während der Einstellzeit ist die Ansteuerbarkeit der elektronischen Reglereinheit durch den Sollwertgeber blockierbar. Desgleichen ist vorzugsweise die Einschaltbarkeit des Anlassers für den Motor des Kraftfahrzeugs während der Einstellzeit blockierbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen elektrischen Gaspedals,
Fig. 2 ein Diagramm der Funktion des elektrischen Gaspedals nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein als Potentiometer ausgebildeter Sollwertgeber 1 vorhanden, der durch ein Gaspedal 2 verstellbar ist. Vom Sollwertgeber 1 ist einer elektronischen Reglereinheit 3 ein elektrisches Sollwertsignal zuleitbar. Entsprechend dem jeweiligen elektrischen Sollwertsignal steuert die Reglereinheit 3 ein Stellglied 4, durch das über eine Ubertragungseioheit 5 eine Verstelleinrichtung zur Steuerung der Motorleistung mechanisch betätigbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verstelleinrichtung eine Drosselklappe 6.
Die Drosselklappe 6 ist in einem Iststellbereich verschwenkbar, dessen erste Endstellung darch einen Anschlag 7 und dessen zweite Endstellung durch einen Anschlag 8 festgelegt ist.
Der die Übertragungseinheit 5 antreibende Schwenkhebel 9 des Stellglieds 4 ist zwischen einer ersten und einer zweiten Endstellung / und //, die durch die strichpunktierten Linien dargestellt sind, in einem Solteiellbereich verstellbar. Dabei ist dieser maximal mögliche Sollstellbereich größer als der Iststellbereich der Drosseiklappe 6. Dieser Iststellbereich ist sowohl an der Drosselklappe 6 als auch am Schwenkhebel 9 mit unterbrochenen Linien dargestellt. Dabei ist der durch die strichpunktierten Linien dargestellte Sollstellbereich des Schwenkhebels 9 so groß, daß auch bei Berücksichtigung aller möglichen Toleranzen an Schwenkhebel 9, Übertragungseinheit 5, Drosselklappe 6 sowie der Anschläge 7 und 8 der durch die unterbrochene Linie dargestellte Schwenkbereich des Schwenkhebels 9 sich immer innerhalb des strichpunktiert dargestellten Soll-Stellbereichs befindet.
In Fig. 1 ist weiterhin ein Zündschalter 10 sowie eine durch eine unterbrochene Linie umschlossene Einstellvorrichtung 11 vorhanden.
Über den Zündschalter 10 ist der eine Eingang eines Und-Gliedes 12 an dem Pluspol 13 einer Batterie anschließbar. Der zweite Eingang des Und-Gliedes 12 ist negiert und mit einem Motordrehzahlfühler 14 verbunden. Ist die Motordrehzahl 0 so liegt vom Motordrehzahlfühler 14 her durch die Negierung ein Signal am Und-Glied 12 an. Ist auch der Zündschalter 10 geschlossen, gibt das Und-Glied 12 ein Ausgangssignal ab, das einem Zeitglied 15 zugeleitet wird.
Das Zeitglied 15 steuert für eine untere Einstellzeit a ein weiteres Zeitglied 16 sowie eine Ansteuereinheit 17 an. Von der Ansteuereinheit 17 wird sodann ein Stellungsregler 18 des Stellglieds 4 angesteuert, welches den Antrieb 19 des Stellglieds 4 in Richtung seiner ersten Endstellung / antreibt.
Durch die Negation seines Ausgangs gibt erst nach Ablauf einer Verstellzeit b, die mindestens der maximal erforderlichen Verstellzeit zum Verstellen des Stellgliedes 4 aus der zweiten Endstellung // in die erste Endstellung / entspricht, das vom Zeitglied 15 angesteuerte Zeitglied 16 ein Signal weiter an einen Impulszähler 20. Die Frequenz von dessen Impulsen wird in einem Frequenz/Spannungswandler 21 in eine Spannung umgesetzt und in einem Korrekturspeir.-,sr 22 gespeichert. Seinen Speicherwert gibt der KorreHurspeicher 22 dann an einen Addierer 23 weiter. Diesem Addierer 23 wird noch ein weiterer Wert zugeleitet und mit dem Speicherwert addiert. Dieser weitere Wert wird von einem sls Stellungsrückmelder 24 wirkenden Istwertgeber 24 des Stellglieds 4 geliefert und entspricht dem Abstand von der zweiten Endstellung // zu der Stellung, in die das Stellglied 4 am nächsten an die erste Endstellung / heranfahrbar ist.
Da dieser Wert bereits am Addierer 23 anliegt, bevor dieser Speicherwerte vom Korrekturspeicher zugeleitet bekommt, werden die Speicherwerte zu. dem bereits vorhandenen Wert hinzuaddiert. Dieser Vorgang dauert solange an, bis der Ausgangswert des Addierers 23 dem Wert entspricht, dar den gesamten Verstellweg zwischen der erster. Endstellung / und der zweiten Endstellung // des Stellglieds 4 repräsentiert.
Dieser Gesamtwert ist als Festwert in einen; Festwertspeicher 25 gespeichert und liegt an dem einen Eingang eines Vergleichers 26 an. Erreicht der an dem zweiten Eingang des Vergleichers anliegende Ausgangswert des Addierers 23 den Wert des Festweitspeichers 25, so gibt der Vergleicher 26 ein Signal ab.
Dieses Signal wirkt auf den Impulszähler 20 und stoppt diesen.
Damit liegt auch der endgültige Speicherwert des Korrekturspeichers 22 fest und wird von diesem über einen Anschluß 49 der elektronischen Reglereinheit 3 zugeleitet und dort als untere Endstelluig des effektiven Sollstellbereichs gespeichert.
Das Ausgangssignal des Vergleichers 26 wird auch einem Eingang eines Und-Gliedes 27 zugeleitet.
Eir zweiter negierter Eingang des Und-Gliedes 27 ist an den Ausgang eines Vergleichers 28 angeschlossen, der eine gleiche Funktion wie der Vergleicher 26 hat und zu diesem Zeitpunkt noch kein Signal abgibt.
An einem dritten negierten Eingang des Und-Gliedes 27 ist der Ausgang des Zeitgliedes 15 angeschlossen.
Nach Ablauf der Einstellzeit α gibt das Zeitglied 15 kein Signal mehr ab, so daß dann an den beiden negierten Eingängen des Und-Gliedes 27 keine Signale und vom Vergleicher 26 her ein Signal anliegt.
Somit gibt das Und-Glied 27 ein Signal ab und setzt ein Zeitglied 29 für eine Einstellzeit a' in Gang.
In gleicher Weise und zu gleicher Funktion wie an das Zeitglied 15 sind an das Zeitglied 29 eine Ansteuereinheit 30 und ein Zeitglied 31 angeschlossen. Durch die Ansteuereinheit 30 wird sodann der Stellunesreeler 18
des Stellglieds 4 angesteuert, welches den Antrieb 19 des Stellgliedes 4 in Richtung seiner zweiten Endstellung // antreibt.
Durch die Negation seines Ausgangs gibt das Zeitglied 31 in gleicher Weise wie das Zeitglied 16 erst nach einer Verstellzeit b' ein Ausgangssignal an einen Impulszähler 32 ab. Dieser Impulszähler 32, ein sich über einen Frequenz/Spannungswandler 33 daran anschließender Korrekturspeicher 34 sowie ein Addierer 35 arbeiten mit einem Festwertspeicher 36 und dem Vergleicher 28 auf die gleiche Weise wie Impulszähler 20, Frequenz/Spannungswandler 21, Korrekturspeicher 22, Addierer 23, Festwertspeicher 25 und Vergleicher 26. Der dabei am Korrekturspeicher 34 ermittelte Wert wird über den Anschluß 37 der elektronischen Reglereinheit 3 zugeleitet und dort als obere Endstellung des effektiven Sollstellbereichs gespeichert.
Das Ausgangssignal des Vergleichers 28 stoppt aber nirht nur Hfn ImnnU7ähler .12 sondern heaufschlapt
auch den einen negierten Eingang des Und-Glieds 27, so daß dieses blockiert ist.
Weiterhin liegt das Ausgangssignal des Vergleichers 28 auch an einem Eingang eines Und-Glieds 38 an.
Ein zweiter Eingang des Und-Glieds 38 ist mit dem Ausgang des Und-Glieds 12, ein dritter negierter Eingang mit dem Ausgang des Zeitglieds 15 und ein vierter ebenfalls negierter Eingang mit dem Ausgang des Zeitglieds 29 verbunden.
Dies führt dazu, daß nach Ablauf der Einstellzeit α', nach der das Zeitglied 29 kein Signal mehr abgibt, das Und-Glied 38 ein Ausgangssignal abgibt.
Von diesem wird ein Zeitglied 39 angesteuert. Für eine Startzeit e' gibt das Zeitglied 39 ein Signal an eine Ansteuereinheit 40, deren Ausgang 41 den Stellungsregler so ansteuert, daß das Stellglied 4 in seine dem Korrekturspeicher 22 ermittelte untere Endstellung fährt. Diese Stellung entspricht der Leerlaufstellung des Sollwertgebers 1.
Von dem Ausgangssignal des Zeitglieds 39 wird weiterhin ein Eingang eines Und-Glieds 42 beaufschlagt. Der zweite Eingang des Und-Glieds 42 ist mit dem Zündschalter 10 verbunden und somit mit einem Signal beaufschlagt.
Durch das Ausgangssignal des Zeitglieds 39 wird von dem Und-Glied 42 ebenfalls ein Signal abgegeben und einem Zeitglied 43 zugeleitet, dessen Eingang negiert ist.
Das Zeitglied 43 gibt für eine Rückstellzeit e" kein Ausgangssignal ab.
Diese Rückstellzeit e" ist kürzer als die Startzeit e'. Sie ist aber so lange, daß vor ihrem Ablauf das Stellglied 4 mit Sicherheit in die untere Endstellung gefahren ist. Nach Ablauf der Rückstellzeit e" gibt das Zeitglied 43 ein Signal an einen Anlaßsperrschalter 44. Der Anlaßsperrschalter 44 erhält von einem Motordrehzahlfühler 45 bei einer Drehzahl 0 ein weiteres Signal und schaltet bei Vorlage dieser beiden Signale einen Anlasser 46 des Motors, so daß dieser gestartet wird.
Sobald der Motor läuft, erhält der Anlaßschalter 44 ein Signal einer vorhandenen Motordrehzahl vom Motordrehzahlfühler 45 und schaltet den Anlasser 46 aus. Von dem Ausgangssignal des Zeitglieds 43 wird auch ein Eingang eines Und-Glieds 47 beaufschlagt.
Damit wird das am zweiten Eingang des Und-Glieds 47 anliegende und bisher blockierte Signal des Sollwertgebers 1 über den Ausgang des Und-Glieds 47 der elektronischen Reglereinheit 3 zugeleitet. Diese steuert nun auf herkömmliche Weise über ihren zum Stellglied 4 führenden Ausgang 48 das Stellglied 4 an.
Durch die an den Anschlüssen 37 und 49 eingegebenen Speicherwerte ist in der Reglereinheit der effektive Sollstellbereich gespeichert, der genau dem tatsächlich vorhandenen Iststellbereich an dem Antrieb 19 der Verstelleinrichtung zur Steuerung der Motorleistung entspricht. Es erfolgt somit bei jedem Startvorgang eine erneute Einjustierung der Anlage des elektrischen Gaspedals. Eine separate manuelle Einjustierung beim Einbau einer solchen Anlage ist nicht mehr erforderlich.
In Fig. 2 ist in einem Diagramm die Stellung des Stellglieds 9 des elektrischen Gaspedals aus Fig. 1 über der Zeit aufgetragen. Daraus ist zu erkennen, daß nach dem Schließen des Zündschalters 10 die Einstellzeit a zur Bestimmung der unteren Grenze des effektiven Sollstellbereichs der Reglereinheit 3 sowie die Verstellzeit b beginnen. Während der Verstellzeit b wird das Stellplied 9 ans einer beliebigen Anfanosstelliino in
CJ l^t CJ O
Richtung auf seine erste Endstellung // gefahren. Nach Ablauf der Verstellzeit b wird während der effektiven Zählzeit c der Zählvorgang am Impulszähler 20 durchgeführt. Eine sich daran anschließende Sicherheitszeit d sorgt dafür, daß der Zählvorgang mit Sicherheit beendet ist. bevor die Einstellzeit a' zur Bestimmung der oberen Grenze des effektiven Sollstellbereichs der Reglercinheit 3 beginnt. Hierbei wird im Prinzip gleich verfahre":. Während der Verstellzeit b' fährt das Stellglied 9 aus seiner untersten der Endstellung / nähest möglichen Stellung in die der Endstellung // nähest mögliche Stellung. An die VersteUzeit b' schließt sich wieder eine Zählzeit c', während der Zählvorgang am Impulszähler 32 erfolgt, und eine Sicherheitszeit d' an.
Nach Ablauf der Einstellzeit a' beginnt sowohl die Rückstellzeit e" als auch die Startzeit e' zu laufen. Während der Rückstellzeit e" fährt das Stellglied wieder in seine unterste der Endstellung / nächste Stellung, damit bei dem anschließenden Startvorgang das Stellglied sich nicht in einer Vollgasposition befindet.
Während der Startzeit e', aber erst nach Ablauf der Rückstellzeit e", wird der Anlasser 46 gestartet.
Sobald der Motor selbständig läuft, ist die gesamte Einstellzeit A abgelaufen und die Ansteuerung des Stellglieds 4 erfolgt auf herkömmliche Weise vom Sollwertgeber 1 über die Reglereinheit 3.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Elektrisches Gaspedal für Kraftfahrzeuge, mit einem Sollwertgeber, von dem einer elektronischen Reglereinheit ein elektrisches Sollwertsignal zuleitbar ist, mit einem durch elektrische Signale der Reglereinheit steuerbaren, in einem durch eine erste und eine zweite Endstellung begrenzten maximal möglichen Sollstellbereich verstellbaren Stellglied, durch das über eine Übertragungseinheit eine in einem durch eine erste und eine zweite Endstellung begrenzten Iststellbereich verstellbare Verstelleinrichtung zur Steuerung der Motorleistung elektromechanisch betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der maximal mögliche Sollstellbereich größer ist als der Iststellbereich und daß für die erste Endstellung und für die zweite Endstellung der Verstelleinrichtung (Drosselklappe 6) jeweils die Lage des Stellglieds (4) durch eine Einstellvorrichtung (11) erfaßt und als effektiver Sollstellbereich in der Reglereinheit (3) gespeichert wird.
2. Elektrisches Gaspedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (4) aus einem mit der Verstelleinrichtung mechanisch gekuppelten Elektromotor und einem ein elektrisches Signal entsprechend der momentanen Stellung der Verstelleinrichtung erzeugenden Istwertgeber (24) besteht.
3. Elektrisches Gaspedal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung des Iststellbereichs uer Elektromotor in die eine Endstellung der Verstelleinrichtung uad anschließend in die zweite Endstellung der Verstelleinrichtung antreibbar ist.
4. Elektrisches Gaspedal nach e'inem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwertgeber (24) ein Potentiometer und das elektrische Signal ein Spannungssignal ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Gaspedal für Kraftfahrzeuge, mit einem Sollwertgeber, von dem einer elektronischen Reglereinheit ein elektrisches Sollwertsignal zuleitbar ist, mit einem durch elekfrische Signale der Reglereinheit steuerbaren, in einem durch eine erste und eine zweite Endstellung begrenzten maximal möglichen Sollstellbereich verstellbaren Stellglied, durch das über eine Übertragungseinheit eine in einem durch eine erste und eine zweite Endstellung begrenzten Iststellbereich verstellbare Verstelleinrichtung zur Steuerung der Motorleistung elektromechanisch betätigbar ist.
Ein derartiges elektrisches Gaspedal ist aus der DE-OS 27 14 113 bekannt. Wird ein solches in ein Kraftfahrzeug eingebaut oder werden an einem bereits eingebauten Aggregat Teile, insbesondere mechanische Übertragungsteile ausgetauscht, so ist aufgrund der Fertigungstoleranzen immer eine manuelle Einjustierung des gesamten Aggregats erforderlich. Dies auch, wenn nach längerem Fahrbetrieb durch Spielveränderungen keine optimale Einstellung mehr vorhanden ist und somit der Sollstellbereich nicht mehr mit dem Iststellbereich übereinstimmt.
Diese Einjustierung ist sehr Arbeitszeit- und Kostenintensiv.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein elektrisches Gaspedal nach den? Oberbegriff zu schaffen, das auf einfache und billige Weise eine optimale Einjustierung des Sollstellbereichs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der maximal mögliche Sollstellbereich größer ist als der Iststellbereich und daß für die erste Endstellung und für die zweite Endstellung der Verstelleinrichtung jeweils die Lage des Stellglieds durch eine Einstellvorrichtung erfaßt und als effektiver Sollstellbereich in der Reglereinheit gespeichert wird. Auf diese Weise kann auf jegliche mechanische Justierarbeit vollständig verzichtet werden, da bei dem fertig eingebauten Aggregat die tatsächlich an der Verstelleimr-htung vorhandene
5. Elektrisches Gaspedal nach Anspruch 4, 40 untere und obere Endstellung als effektiver Sollstellbedadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einstellvor- reich in der Reglereinheit festgelegt und einprogramgang die Verstelleinrichtung (6) in die Leerlaufstel- miert wird. Die Reglereinheit arbeitet dann immer nur lung gebracht wird. noch in dem effektiven Sollstellbereich.
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