DE3711779A1

DE3711779A1 - Drosselklappe

Info

Publication number: DE3711779A1
Application number: DE19873711779
Authority: DE
Inventors: Josef Buechl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1987-04-08
Filing date: 1987-04-08
Publication date: 1988-10-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Drosselklappe für eine Brennkraftma schine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Drosselklappen, die die Menge des Brennstoff-Luft-Gemi sches zu den Verbrennungsräumen einstellen, sind Stand der Technik. Sie werden durch das Gaspedal über einen Seilzug verschwenkt. Durch einen Druck auf das Gaspedal wird die Drosselklappe dabei in ihre Öffnungsstellung geschwenkt, eine Rückholfeder sieht die Bewegung der Drosselklappe in ihre Schließstellung vor.

Dem Zug besserer Sensortechnik in Kraftfahrzeugen unter Einsatz elektronischer Intelligenz ist es wünschenswert, die von dem Fah rer willkürlich vorgegebene Drosselklappenstellung zu beeinflus sen. Ein Beispiel dafür ist die Schlupfregelung, bei der gewünscht ist, die mechanisch willkürlich vorgegebene Öffnung bei Durchdre hen der Antriebsräder wieder zu verringern. Die optimale Öffnung gibt dabei die elektronische Steuerung vor.

Somit ist eine motorische Betätigung der Drosselklappe vorgesehen, wie sie auch von dem sogenannten elektronischen Gaspedal her be kannt ist. Aus Sicherheitsgründen wird dabei jedoch die Drossel klappe bei Ausfall der Elektronik sofort in ihre Schließstellung gesteuert, um ein unkontrolliertes Gasgeben zu vermeiden.

Dies bringt jedoch die Gefahr mit sich, daß im Störungsfall in einer nicht zu erwartenden Stellung durch eine Blockierung des Motors selbst, beispielsweise durch eine festgefressene Welle, die Drosselklappe unbetätigbar in einer Stellung klemmt und sie beispielsweise in Vollgasstellung verbleibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Drosselklappe zu schaffen, bei der eine von den Betriebsparametern her gesteuer te Betätigung die vom Fahrer vorgegebene willkürliche überlagern kann und die in hohem Maße gegen Fehlfunktionen, insbesondere ge gen ein Verklemmen aufgrund Motorblockierung gesichert ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Hauptanspruch.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Drosselklappe sich sowohl mechanisch in herkömmlicher Weise als auch durch einen Stellmotor betätigen lassen kann. Die Stellung des Gaspedals gibt dabei den maximalen Öffnungsgrad der Drosselklappe an, ein Fortsatz stellt sicher, daß die Drosselklappe nicht über den von dem Gaspedal de finierten Punkt hinaus, der vom Fahrer willkürlich vorgegeben wird, geöffnet werden kann. Eine Feder beaufschlagt dabei die Drossel klappe in Richtung an diesen ersten Anschlag.

Weiterhin ist ein Stellmotor vorgesehen, der, falls Fahrzeugbe triebsparameter dies fordern, die Drosselklappe weiter schließen kann. Dazu wird die Feder, die dem ersten Anschlag zugeordnet ist, entgegen ihrer Beaufschlagrichtung beansprucht, der Stellmotor schiebt in einem zweiten Anschlag die Drosselklappe in ihre Schließ stellung gemäß der ihm von der Logik zugeführten Steuerbefehle.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrie ben.

Eine günstige Anordnung für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist, wenn auf der einen Seite der die Drosselklappe verschwenkenden Welle die mechanische Anordnung des üblichen Gaszuges untergebracht ist, während der Stellmotor auf der gegenüberliegenden Seite der Welle angreift.

Durch eine Drehbegrenzung des Stellmotors soll sichergestellt wer den, daß das den Anschlag verschwenkende Teil nicht über die Öff nungsstellung hinaus durch eine Drehung des vom Stellmotor betä tigten Teiles um 270° entgegengesetzt zur Schließrichtung der Dros selklappe verdreht werden kann, so daß die Drosselklappe aus ihrer Schließstellung durch den Stellmotor in die Öffnungsstellung ge drückt werden kann.

Als Stellmotor bietet sich eine elektrische Ausführung an, jedoch sind auch pneumatisch beaufschlagte Stellglieder denkbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur im einzelnen dar gestellt.

In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Drosselklappe be zeichnet, die in ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine eingebaut wird, das in der hier vorgesehenen Darstellung senkrecht verlau fen müßte. Die Drosselklappe 10 ist im geöffneten Zustand darge stellt, sie ist um eine Welle 12 schwenkbar, wobei ein Schwenk in Pfeilrichtung 100 die Drosselklappe 10 in ihre Schließstellung bringen würde.

Die Welle 12 ist an ihrem einen Ende winkelig zu einem Fortsatz 16 abgebogen, in der Fortsetzung ihrer Achse 14 ist eine Welle 18 koaxial angeordnet vorgesehen, die an ihrem der Drosselklappe 10 gegenüberliegenden Ende einen von der Achse 14 winkelig wegwei senden Betätigungshebel 22 aufweist, an dem der übliche Gaszug 20 angreifen kann, der mit dem nicht dargestellten Gaspedal ver bunden ist. Eine ebenfalls an diesem Betätigungshebel 22 angreifen de Rückholfeder 24, deren anderes Ende im Punkt 26 motorseitig angelenkt ist, beaufschlagt die Drosselklappe in ihre Schließstel lung.

Am gegenüberliegenden Ende der Welle 18 ist ein Winkelhebel 28 vorgesehen, der einen parallel zur Achse 14 verlaufenden Anschlag 30 aufweist, der mit dem Fortsatz 16 in Berührung steht. Eine Feder 32 beaufschlagt unter Vorspannung den Fortsatz 16 in seine Berührungsstellung mit dem Anschlag 30. Wesentlich dabei ist, daß die Feder 32 eine kleinere Federkraftkennlinie als die Rückhol feder 24 besitzt.

Wie schematisch angedeutet, werden der Winkelhebel 28 und der Fort satz 16 über eine Feder 32 in Anschlagstellung gehalten, diese Feder 36 wird gedehnt, wenn der Fortsatz 16 nicht am Anschlag 30 anliegt.

Am gegenüberliegenden Ende der Welle 12, auf der anderen Seite der Drosselklappe, ist ein Stift 36 vorgesehen, an dem ein Mitneh mer 38 in Anschlag kommt, der über eine Welle 40 mit einem Stell motor 42 verbunden ist. Der vorzugsweise elektrisch betätigbare Stellmotor 42 kann seine Ausgangswelle 40 durch ein geeignetes Übersetzungsgetriebe um einen Winkel von mehr als 90°, jedoch klei ner als 270° verdrehen.

Die Funktion der Anordnung ist wie folgt: In herkömmlicher Weise wird über den Seilzug 20 die Bewegung des Gaspedals und somit die vom Fahrer willkürlich vorgegebene Lastanforderung auf das Gestän ge der Drosselklappe übertragen. Der Betätigungshebel 22 wird um einen Winkel von etwa 90° von seiner völligen Schließstellung in die jetzt dargestellte völlige Offenstellung geschwenkt, bei Los lassen des Gaspedals zieht die Rückholfeder 24 den Betätigungs hebel 22 wieder in die der Schließstellung zugeordnete Stellung. Schwenkt der Betätigungshebel 22 und somit die Welle 18 in die Schließstellung, drückt der Anschlag 30 auf den Fortsatz 16. Die Drosselklappe 10 wird somit in Richtung des Pfeiles 100 geschwenkt und in ihre Schließstellung gebracht.

Zum Öffnen wird der Seilzug 20 gezogen, die zwischen dem Fortsatz 16 und dem Winkelhebel 28 vorgesehene, unter Vorspannung stehende Feder 32 sorgt dafür, daß der Fortsatz 16 die Schwenkbewegung nach vollzieht, die Drosselklappe öffnet sich.

Ein weiterer Eingriff in die Stellung der Drosselklappe ist über den Stellmotor 42 möglich. Der Stellmotor 42 wird angesteuert von einer Elektronik. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Schlupf regelung handeln. Erfassen die Sensoren, daß eines der Antriebs räder durchdreht, soll, um dem entgegenzuwirken, die Drosselklappe in Richtung ihrer Schließstellung beaufschlagt werden. Dazu wird der Elektromotor 42 angesteuert, die Welle 40 dreht sich, eben falls in Richtung des Pfeiles 100, und der Mitnehmer 38 kommt so mit mit dem Stift 36 in Anschlag und dreht die Welle 12 ebenfalls in Richtung des Pfeiles 100. Damit kommt der Fortsatz 16 mit dem Anschlag 30 außer Eingriff, die Feder 32 wird gedehnt, die Drossel klappe um den durch die elektronische Logik vorgegebenen Betrag geschlossen.

In der inaktiven Stellung ist der Motor 42 in der der vollständigen Öffnung der Drosselklappe zugeordneten Stellung, er hat somit kei nen Einfluß auf die Stellung der Drosselklappe, die wird dann durch die mechanische Auslenkung bestimmt. Durch einen Soll/Ist-Wert- Vergleich von Potentiometern am Stellmotor und am Gasgestänge ist eine Nachführung des Stellmotors entsprechend der Gaspedalstel lung möglich.

Läßt andererseits der Fahrer das Gaspedal los, so daß aufgrund der Rückholfeder 24 das Hebelwerk 18, 22, 28 in die Schließstel lung der Drosselklappe geschwenkt wird, führt der Anschlag 30 den Fortsatz 16 in die Schließstellung, und der Stift 36 hebt sich von dem Mitnehmer 38 des Motors 42 ab.

Somit bestimmt allein die über das Gaspedal und den Seilzug 20 willkürlich vom Fahrer eingestellte Stellung den maximalen Öffnungs grad der Drosselklappe 10, dieser Bereich kann lediglich durch den Stellmotor 42 eingeschränkt, nicht jedoch erweitert werden.

Sollte andererseits durch einen Defekt die Welle 40 des Motors 42 festklemmen, tritt keine gefährliche Fahrsituation ein, da die Drosselklappe 10 in diesem Falle nicht mehr vollständig öffnen kann, sondern nur noch bis zu dem Punkt, der durch das Festklemmen des Motors 42 vorgegeben ist, die Funktion des Fahrzeuges ist si cherlich beeinträchtigt, jedoch wird nicht in gefährlicher Weise die Drosselklappe in einer geöffneten Stellung gehalten und das Fahrzeug damit unbeabsichtigt beschleunigt.

Aufgrund der Erfindung ist somit ein über die elektronische Logik gesteuerter Eingriff in die Stellung der Drosselklappe für höhe re Fahrsicherheit oder günstigeren Verbrauch möglich, ohne daß dabei die Sicherheit des mechanischen Systems aufgegeben würde.

Claims

1. Drosselklappe für eine Brennkraftmaschine mit

a) einer Welle, auf der die Klappe gelagert ist, und
b) einem Seilzug, mit Hilfe dessen die Welle verdrehbar ist,

gekennzeichnet durch

c) einen ersten Anschlag (16, 30), dessen Anschlagpunkt mit Hilfe des Seilzugs (20) verlegt wird, wobei die Drosselklap pe (10) zwischen ihrer Schließstellung und der Anschlagstel lung bewegbar ist,
d) eine Feder (32), die die Drosselklappe (10) in ihre Anschlag stellung am ersten Anschlag (16, 30) beaufschlagt,
e) einen Stellmotor (42),
f) einen zweiten Anschlag (36, 38), dessen Anschlagpunkt mit Hilfe des Stellmotors (42) vorverlegbar ist, derart, daß die Drosselklappe (10) in Richtung Schließstellung betätigt wird.

2. Drosselklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) beiderseits der Drosselklappe (10) verlängert ist und der erste und der zweiten Anschlag auf gegenüberliegenden Seiten an der Welle (12) vorgesehen sind.

3. Drosselklappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehbegrenzung für den Stellmotor (42) vorgesehen ist.

4. Drosselklappe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor elektrisch betätigt wird.