EP0427097B1 - Throttle valve for an internal combustion engine - Google Patents
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- EP0427097B1 EP0427097B1 EP90120854A EP90120854A EP0427097B1 EP 0427097 B1 EP0427097 B1 EP 0427097B1 EP 90120854 A EP90120854 A EP 90120854A EP 90120854 A EP90120854 A EP 90120854A EP 0427097 B1 EP0427097 B1 EP 0427097B1
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- EP
- European Patent Office
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- throttle valve
- servomotor
- shaft
- cable
- clutch
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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
- F02D11/107—Safety-related aspects
Definitions
- the invention relates to a throttle valve according to the preamble of claim 1.
- a throttle valve of this type is known from German Offenlegungsschrift DE-OS 37 11 779.
- the throttle valve is mounted on a shaft that can be rotated by a cable.
- the cable is acted upon by a return spring with force in the closing direction of the throttle valve.
- the throttle valve also has a first stop between the cable pull and the shaft, the stop point of which is shifted with the aid of the cable pull, the throttle valve being movable between its closed position and the stop position.
- a coupling device is arranged between the cable and the shaft, which is designed here as a spring.
- the throttle valve has a servomotor which can actuate the throttle valve.
- the servomotor is connected to the shaft via a second stop, the stop point of which is with the help of the servomotor can be moved forward so that the throttle valve can be actuated in the closing direction.
- the first coupling device is designed as a first coupling which has a non-positive connection.
- the frictional connection can be canceled or produced in the immediate area of the attachable attachment point.
- the second coupling device consists of a spring which is arranged between the servomotor and the shaft.
- the invention has for its object to provide a throttle valve with a simple and inexpensive design, the safety and Reliability in the operation of the motor vehicle is increased and the servomotor is relieved of a large force which restores the throttle valve during its operation.
- the first coupling is designed as a latching sliding connection and that the latching sliding connection consists of a two-armed, omega-shaped spring and at least two latching depressions on one of the bore shafts.
- the second coupling device is a second clutch, which has a removable frictional connection, because on the one hand a particularly reliable tracking of the servomotor is ensured when the throttle valve is actuated by the cable and on the other hand it is ensured that, for. B. if the actuator blocks the movement of the throttle valve is ensured by the cable.
- first and / or second clutch is each designed as a latching sliding connection, there is the advantage that a fixed coupling between the shaft and the cable or the shaft and for a predetermined position of the shaft to the cable or the actuator the servomotor is ensured and that for the further positions of the shaft to the cable pull and the shaft to the servomotor only a small force is required to twist the shaft by the cable pull or the servomotor.
- the locking slide connection consists of a two-armed omega-shaped spring and at least two locking recesses on one of the shafts results in the advantage of a particularly simple and inexpensive design of the locking slide connections, which have a high degree of reliability.
- the servo motor is assigned an actual value potentiometer results in the advantage that a reliable tracking of the servomotor when the throttle valve is actuated, the actual position of the throttle valve and the servomotor can be reliably determined at any time and can be supplied to a control device.
- the cable is assigned in the setpoint potentiometer, as a result of which the setpoint position of the throttle valve can be determined in a simple and inexpensive manner.
- a diagnostic device is connected to the actual value potentiometer and the setpoint potentiometer, as a result of which incorrect settings of the throttle valve and / or the servomotor and / or the first or second coupling device can be detected easily and reliably, error messages can be output and an emergency operation circuit can be activated, which increases the reliability and safety in the operation of the motor vehicle.
- a speed controller actuation device is connected to the cable, because a speed controller can thus be connected to the throttle valve in a simple and cost-effective manner, and thus the motor vehicle, in addition to the actuation of the throttle valve by a cable that is coupled to an accelerator pedal, also actuates is made possible by a speed controller, with the servo motor, for example, also in the operation of the throttle valve by the speed controller.
- B. is fully available for a traction control function.
- the speed controller can be coupled to the throttle valve in a particularly simple and reliable manner, which results in a high level of safety in the operation of the motor vehicle.
- the speed controller actuating device can thus track the movement of the cable pull at any time during operation of the throttle valve by the cable pull, so that if the speed controller needs to be engaged, this has the advantage that it can adjust the throttle valve without delay.
- a third stop is arranged between the actuating device and the cable, because this ensures that when the throttle valve is operated by the speed controller, a secure connection between the speed controller and the shaft for an adjustment of the throttle valve in Direction is made open, at the same time a resetting of the speed controller actuation device is ensured by the return spring, which results in a particularly high level of safety when operating the motor vehicle.
- the cable is coupled to a cable pulley, which results in a particularly simple and inexpensive articulation of the cable.
- Figure 1 shows a first embodiment of the throttle valve according to the invention using a system drawing.
- the throttle valve (D) is mounted on a shaft (W) which can be rotated by the cable (S).
- the cable pull (S) is connected here as an example for a particularly simple articulation with a cable pulley (SB).
- the rope pulley (SB) is acted upon by at least one return spring (R) with force in the closing direction of the throttle valve (D).
- the pulley (SB) is mounted on a shaft (X), which is also connected to a setpoint potentiometer (SP) and adjusts this when the pulley (SB) and the cable pull (S) are actuated, so that a control device or Diagnostic device, which are not shown here, a setpoint signal for the position of the throttle valve (D) can be supplied.
- a first part of a first stop (A1) is also mounted on the shaft (X), the stop point of which can be moved by the cable (S), the throttle valve (D) being movable between its closed position and the stop position.
- a first coupling device (K1) is arranged between the first part and the second part of the stop (A1), which is a first coupling (K1) and one has a changing or cancelable adhesion, the adhesion being greatest in the immediate area of the variable attachment point.
- the second part of the stop (A1) is firmly connected to the shaft (W).
- the throttle valve (D) also has a servomotor (M) which is mounted on a shaft (Y) and which adjusts the throttle valve (D) via the shaft (W) depending on predetermined or calculated control variables.
- M servomotor
- the servomotor (M) To determine the actual position, the position of the servomotor (M) and the position of the throttle valve (D), the servomotor (M) is assigned an actual value potentiometer (IP).
- a second coupling device (K2) is arranged between the shaft (W) and the shaft (Y) and thus the servomotor (M), which connects or can connect the servomotor (M) to the shaft (W) in a force-locking manner.
- the cable pulley (SB) is via a third coupling device (K3), which can be designed as a spring or a clutch with a variable or removable force fit , connected or connectable to the cruise control actuator (GR).
- the speed controller actuation device (GR) is connected to the rope pulley (SB) via a third stop (A3), which on the one hand ensures that when the throttle valve (D) is actuated by the speed controller due to the coupling by the third coupling device (K3) the speed controller can be engaged without delay and the speed control actuator (GR) is also acted upon by the return spring (R) with force in the closing direction of the throttle valve (D).
- first and second coupling devices K1, K2
- the embodiments described below result, for example.
- the first coupling device (K1) shown in FIG. B. be designed as an electrical or pneumatic or hydraulic clutch (K1), which is controlled as a function of the signals from the actual value potentiometer (IP) and the setpoint potentiometer (SP) by a control device or diagnostic device, not shown. If the first and the second part of the first stop are at the stop point, the first clutch (K1) is closed. As soon as a control of the throttle valve by the servomotor (M) is required, the first clutch (K1) is opened to relieve the servomotor (M), so that it can be designed as a simple servomotor with low power, so that overall results in an inexpensive design.
- a second coupling device (K2) is arranged between the shaft (Y) and the shaft (W), which is designed as a second clutch (K2) can be, which can have a changing or cancelable frictional connection.
- the second clutch (K2) can also be designed as an electrical or pneumatic or hydraulically actuable clutch (K2), which is controlled by a control device or diagnostic device, not shown. It is advantageous that the second clutch (K2) is closed except in the event of a malfunction of the servomotor (M), so that the servomotor (M) follows the rotary movement of the shaft (W) at all times and when the servomotor (M ) is thus guaranteed that the servomotor (M) can adjust the shaft (W) without delay. In the event that a If the servomotor (M) is malfunctioning or an emergency function has to be switched, the second clutch (K2) can be opened so that the throttle valve (D) can be freely adjusted using the cable (S).
- first and / or second clutch (K1, K2) is designed as an electrically or pneumatically or hydraulically actuable clutch (K1, K2), there is the particular advantage of very high reliability in operation and a very high degree of adaptability to the required control processes , which are controlled by the control device, not shown, which nevertheless results in an inexpensive design.
- the exemplary embodiment shown in FIG. 2 differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 only in another embodiment of the second coupling device (K2).
- the second coupling device (K2) is designed here as a spring (F), through which the shaft (W) couples to the shaft (Y) and thus to the servomotor (M).
- the servomotor (M) follows the movement of the throttle valve (D), so that the servomotor can adjust the throttle valve at any time without delay when actuated by a control device (not shown)
- a safety-relevant control device such as a traction control device, is advantageous for a high level of safety.
- the shaft (Y) can be connected to the shaft (W) via a second stop (A2), the stop point of which can be moved forward with the help of the servomotor. so that the throttle valve can be actuated in the closing direction.
- FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the throttle valve according to the invention.
- the in Figure 3 The embodiment shown differs from the embodiments shown in FIG. 1 and FIG. 2 only in the different design of the first and second coupling devices (K1, K2).
- the coupling devices (K1, K2) are designed here by way of example as snap-in sliding connections (G), which are only roughly outlined in FIG. 3.
- the locking slide connections (G) are designed and arranged such that in the immediate area of the stop point of the stops (A1, A2) the first and second parts of the stops (A1, A2) lock together, so that in this position at one Actuation of the throttle valve by the cable (S) results in a firm connection between the shaft (Y) and the shaft (W), which is also established between the shaft (W) and the shaft (X).
- the shaft (W) is moved by the servomotor (M) with a force that is large enough to relate the latching force of the latching slide connection (G) to overcome the first stop (A1), so that after overcoming the existing locking force by the servo motor (M), only a force for adjusting the throttle valve (D) and for overcoming the sliding force occurring with the locking sliding connection (G) is to be applied.
- the motor can have a lower output, which overall results in a simpler and less expensive design.
- the second coupling device (K2) can also be designed as a latching sliding connection (G), which also latches in the immediate area of the stop point of the second stop (A2) and thus ensures that the servomotor (M) of the movement of the throttle valve (D ) follows.
- G latching sliding connection
- the servomotor (M) In the event of a malfunction of the servomotor (M) or when switching on an emergency function for the throttle valve (D) it is ensured when overcoming the latching force that the throttle valve (D) can be moved without restriction by the cable (S), which increases safety results in the operation of the motor vehicle.
- FIG. 1 A simple and inexpensive exemplary embodiment of a snap-slide connection (G) is shown in FIG.
- the shaft (W) or the shaft (X) can each have two locking recesses (V) which have predetermined positions, a predetermined depth and a position in relation to the position of the throttle valve (D) have a predetermined width.
- a two-armed, omega-shaped spring (O) is provided, which is connected to the other shaft (X, W) and whose free, inwardly bent arms can engage in the snap-in connections or on the outer surface of the respective shaft (X, Y) can slide.
- the design of the locking recesses (V) and the omega-shaped spring (O) can vary depending on the required locking forces, the sliding forces and the frictional forces of the shafts (W, X, Y).
- the snap-slide connection assigned to the second stop (A2) can have the same or a similar structure.
- the possible embodiments and combinations of the coupling devices (K1, K2, K3) in the throttle valve (D) according to the invention are not limited to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 3.
- the type of coupling of the coupling devices (K1, K2, K3) can vary, so that different combinations of the coupling devices and the type of coupling devices (K1, K2, K3) can also result.
- the servomotor (M) can be designed as an electric motor.
- the servomotor (M) can also be designed as a pneumatically operated motor.
- the servomotor (M) and the cable (S) can be located on opposite sides of the throttle valve (D). In another embodiment, there may also be an arrangement in which which the cable (S) and the servomotor (M) are arranged on one side of the throttle valve (D).
- servomotors are used to regulate the motor torque of a motor vehicle via the throttle valve (D) as a function of predetermined or calculated control variables.
- the intervention in the engine torque of a motor vehicle requires a high level of security when the throttle valve (D) is actuated by the servomotor (M).
- the throttle valve (D) is adjusted by means of a cable (S) which is actuated via an accelerator pedal.
- the cable (S) is connected to at least one return spring (R) which, when the accelerator pedal is released, puts the throttle valve (D) in the closed position.
- a first coupling device (K1) is provided which generates a fixed coupling of the shaft (W) with the shaft (Y) in a predetermined position of the first stop (A1) and releases this coupling when the servomotor (M) engages .
- a second coupling device (K2) is provided so that the servomotor (M) tracks the movement of the throttle valve (D) at all times during operation of the throttle valve (D) by the cable (S), which, apart from the case that a malfunction of the Actuator (M) occurs or an emergency function of the throttle valve (D) is switched, couples the servomotor (M) to the shaft (W).
- This has the advantage that the servomotor (M) can be adjusted without any delay and very precisely the throttle valve (D) if the throttle valve (D) is required to be actuated by the servomotor (M).
- the servomotor (M) adjusts the throttle valve (D) between the closed position and the maximum open position.
- the servomotor can only adjust the throttle valve between the closed position and the instantaneous maximum position of the throttle valve (D) specified by the cable (S).
- the cable pull (S) is assigned a setpoint potentiometer (SP), from which a voltage can be tapped that can Specifies the setpoint for the position of the throttle valve (D) and the actuator (M) is assigned an actual value potentiometer (IP), from which a voltage can be tapped that corresponds to the actual position of the throttle valve (D).
- SP setpoint potentiometer
- IP actual value potentiometer
- These voltages can be supplied to a diagnostic device, which can be part of a control device and which, in the event of existing deviations, e.g. B. can put the servomotor (M) out of operation and or can open and / or close the first and / or second coupling device (K1, K2), can output error signals and can activate an emergency operation circuit.
- a speed controller actuation device can be connected to the rope sheave (SB) in a simple and inexpensive manner, so that the throttle valve (D) can be actuated by a speed controller without that z. B. needs to be dispensed with a traction control and a corresponding control by the servomotor (M).
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Description
Die Erfindung betrifft eine Drosselklappe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a throttle valve according to the preamble of claim 1.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 37 11 779 ist eine Drosselklappe dieser Art bekannt. Die Drosselklappe ist dabei auf einer Welle gelagert, die durch einen Seilzug verdrehbar ist. Der Seilzug wird dabei durch eine Rückholfeder mit Kraft in Schließrichtung der Drosselklappe beaufschlagt. Die Drosselklappe weist zudem einen ersten Anschlag zwischen dem Seilzug und der Welle auf, dessen Anschlagpunkt mit Hilfe des Seilzugs verlegt wird, wobei die Drosselklappe zwischen ihrer Schließstellung und der Anschlagstellung bewegbar ist. Zwischen dem Seilzug und der Welle ist dabei eine Kopplungseinrichtung angeordnet, die hier als eine Feder ausgebildet ist. Für den regelnden Eingriff auf das Motordrehmoment z. B. bei dem Auftreten von Schlupf an einem der angetriebenen Räder des Kraftfahrzeugs weist die Drosselklappe einen Stellmotor auf, der die Drosselklappe betätigen kann. Der Stellmotor ist dabei über einen zweiten Anschlag mit der Welle verbunden, dessen Anschlagpunkt mit Hilfe des Stellmotors vorverlegbar ist, so daß die Drosselklappe in Schließrichtung betätigbar ist.A throttle valve of this type is known from German Offenlegungsschrift DE-OS 37 11 779. The throttle valve is mounted on a shaft that can be rotated by a cable. The cable is acted upon by a return spring with force in the closing direction of the throttle valve. The throttle valve also has a first stop between the cable pull and the shaft, the stop point of which is shifted with the aid of the cable pull, the throttle valve being movable between its closed position and the stop position. A coupling device is arranged between the cable and the shaft, which is designed here as a spring. For the regulatory intervention on the engine torque z. B. when slip occurs on one of the driven wheels of the motor vehicle, the throttle valve has a servomotor which can actuate the throttle valve. The servomotor is connected to the shaft via a second stop, the stop point of which is with the help of the servomotor can be moved forward so that the throttle valve can be actuated in the closing direction.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 412 237 A1 ist zusätzlich zu diesen Merkmalen bekannt, daß die erste Kopplungseinrichtung als eine erste Kupplung ausgebildet ist, die einen aufhebbaren Kraftschluß aufweist. Der Kraftschluß ist dabei in dem unmittelbaren Bereich des verlegbaren Anschlagpunktes aufhebbar oder herstellbar. Aus dieser Ausführungsform ist zudem bekannt, daß die zweite Kopplungseinrichtung aus einer Feder besteht, die zwischen dem Stellmotor und der Welle angeordnet ist.In addition to these features, it is known from European patent application EP 0 412 237 A1 that the first coupling device is designed as a first coupling which has a non-positive connection. The frictional connection can be canceled or produced in the immediate area of the attachable attachment point. From this embodiment it is also known that the second coupling device consists of a spring which is arranged between the servomotor and the shaft.
Hierbei erweist sich als nachteilig, daß eine zusätzliche Einrichtung, nämlich ein Anschlagsteiler, erforderlich ist, der die Ver- bzw. Entrastung bewirkt. Durch die Verwendung der vorgesehenen Anschlagsteiler ergibt sich ein aufwendiger, kostenintensiver Aufbau der Drosselklappenanordnung.It proves to be disadvantageous that an additional device, namely a stop divider, is required, which causes the locking or unlocking. The use of the stop divider provided results in a complex, cost-intensive construction of the throttle valve arrangement.
Als besonders nachteilig erweist sich in Bezug auf die DE-OS 37 11 779, daß bei dem Betrieb der Drosselklappe durch den Stellmotor der Stellmotor immer gegen die Federkraft der Feder anarbeiten muß, die den Seilzug mit der Welle verbindet. Da die Federkraft mit zunehmender Auslenkung größer wird, ist somit ein Stellmotor erforderlich, der eine hohe Leistung aufweist, wodurch sich eine teuere Ausführung ergibt. In diesem Zusammenhang erweist sich zudem als nachteilig, daß aufgrund der von dem Stellmotor aufzubringenden Kraft die Lebensdauer des Stellmotors herabgesetzt wird, so daß die Sicherheit und Zuverlässigkeit bei dem Betrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei einer sicherheitsrelevanten Einrichtung, wie einer Drosselklappe, herabgesetzt wird.It proves to be particularly disadvantageous in relation to DE-OS 37 11 779 that, when the throttle valve is operated by the servomotor, the servomotor must always work against the spring force of the spring which connects the cable to the shaft. Since the spring force increases with increasing deflection, a servomotor that has a high output is required, which results in an expensive design. In this context, it also proves to be disadvantageous that the service life of the servomotor is reduced due to the force to be applied by the servomotor, so that the safety and reliability in the operation of the motor vehicle, in particular in a safety-relevant device such as a throttle valve, is reduced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drosselklappe zu schaffen, die bei einer möglichst einfachen und kostengünstigen Ausführung die Sicherheit und Zuverlässigkeit bei dem Betrieb des Kraftfahrzeugs erhöht und den Stellmotor bei dessen Betrieb von einer großen, die Drosselklappe rückstellenden Kraft entlastet.The invention has for its object to provide a throttle valve with a simple and inexpensive design, the safety and Reliability in the operation of the motor vehicle is increased and the servomotor is relieved of a large force which restores the throttle valve during its operation.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erste Kupplung als eine Rast-Gleitverbindung ausgebildet ist und daß die Rast-Gleitverbindung aus einer zweiarmigen, omegaförmigen Feder und mindestens zwei Rastvertiefungen auf einer der beterffenden Wellen besteht.The object is achieved in that the first coupling is designed as a latching sliding connection and that the latching sliding connection consists of a two-armed, omega-shaped spring and at least two latching depressions on one of the bore shafts.
Es ist vorteilhaft, daß die zweite Kopplungseinrichtung eine zweite Kupplung ist, die einen aufhebbaren Kraftschluß aufweist, weil somit zum einen ein besonders zuverlässiges Nachführen des Stellmotors bei einer Betätigung der Drosselklappe durch den Seilzug gewährleistet wird und zum anderen sichergestellt wird, daß z. B. bei einem Blockieren des Stellmotors eine Bewegung der Drosselklappe durch den Seilzug sichergestellt wird.It is advantageous that the second coupling device is a second clutch, which has a removable frictional connection, because on the one hand a particularly reliable tracking of the servomotor is ensured when the throttle valve is actuated by the cable and on the other hand it is ensured that, for. B. if the actuator blocks the movement of the throttle valve is ensured by the cable.
Dadurch, daß die erste und/oder Zweite Kupplung jeweils als eine Rast-Gleitverbindung ausgebildet ist, ergibt sich der Vorteil, daß für eine vorgegebene Stellung der Welle zu dem Seilzug oder dem Stellmotor eine feste Kopplung zwischen der Welle und dem Seilzug oder der Welle und dem Stellmotor sichergestellt ist und daß für die weiteren Stellungen der Welle zu dem Seilzug und der Welle zu dem Stellmotor nur eine geringe Kraft erforderlich ist, um die Welle durch den Seilzug oder den Stellmotor zu verdrehen.Characterized in that the first and / or second clutch is each designed as a latching sliding connection, there is the advantage that a fixed coupling between the shaft and the cable or the shaft and for a predetermined position of the shaft to the cable or the actuator the servomotor is ensured and that for the further positions of the shaft to the cable pull and the shaft to the servomotor only a small force is required to twist the shaft by the cable pull or the servomotor.
Dadurch, daß die Rast-Gleitverbindung aus einer zweiarmigen omegaförmigen Feder und mindestens zwei Rastvertiefungen auf einer der Wellen besteht, ergibt sich der Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Ausführung der Rast-Gleitverbindungen, die eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.The fact that the locking slide connection consists of a two-armed omega-shaped spring and at least two locking recesses on one of the shafts results in the advantage of a particularly simple and inexpensive design of the locking slide connections, which have a high degree of reliability.
Dadurch, daß dem Stellmotor ein Istwertpotentiometer zugeordnet ist, ergibt sich der Vorteil, daß bei einer zuverlässigen Nachführung des Stellmotors bei der Betätigung der Drosselklappe die Iststellung der Drosselklappe und des Stellmotors jederzeit zuverlässig festgestellt werden kann und einer Regeleinrichtung zugeführt werden kann.The fact that the servo motor is assigned an actual value potentiometer results in the advantage that a reliable tracking of the servomotor when the throttle valve is actuated, the actual position of the throttle valve and the servomotor can be reliably determined at any time and can be supplied to a control device.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß dem Seilzug in Sollwertpotentiometer zugeordnet ist, wodurch auf einfache und kostengünstige Weise die Sollstellung der Drosselklappe bestimmt werden kann.In this context, it is advantageous that the cable is assigned in the setpoint potentiometer, as a result of which the setpoint position of the throttle valve can be determined in a simple and inexpensive manner.
Als besonders vorteilhaft erweist sich dabei, daß eine Diagnoseeinrichtung mit dem Istwertpotentiometer und dem Sollwertpotentiometer verbunden ist, wodurch Fehleinstellungen der Drosselklappe und/oder des Stellmotors und/oder der ersten oder zweiten Kopplungseinrichtung einfach und zuverlässig erkannt werden können, Fehlermeldungen ausgegeben werden können und eine Notlaufschaltung aktiviert werden kann, wodurch die Zuverlässigkeit und Sicherheit bei dem Betrieb des Kraftfahrzeugs erhöht wird.It proves to be particularly advantageous that a diagnostic device is connected to the actual value potentiometer and the setpoint potentiometer, as a result of which incorrect settings of the throttle valve and / or the servomotor and / or the first or second coupling device can be detected easily and reliably, error messages can be output and an emergency operation circuit can be activated, which increases the reliability and safety in the operation of the motor vehicle.
Es ist vorteilhaft, daß eine Geschwindigkeitsreglerbetätigungseinrichtung mit dem Seilzug verbunden ist, weil somit auf einfache und kostengünstige Weise ein Geschwindigkeitsregler mit der Drosselklappe verbindbar ist und somit das Kraftfahrzeug neben der Betätigung der Drosselklappe durch einen Seilzug, der mit einem Gaspedal gekoppelt ist, auch eine Betätigung durch einen Geschwindigkeitsregler ermöglicht wird, wobei auch bei dem Betrieb der Drosselklappe durch den Geschwindigkeitsregler der Stellmotor z. B. für eine Antriebsschlupfregelfunktion uneingeschränkt zur Verfügung steht.It is advantageous that a speed controller actuation device is connected to the cable, because a speed controller can thus be connected to the throttle valve in a simple and cost-effective manner, and thus the motor vehicle, in addition to the actuation of the throttle valve by a cable that is coupled to an accelerator pedal, also actuates is made possible by a speed controller, with the servo motor, for example, also in the operation of the throttle valve by the speed controller. B. is fully available for a traction control function.
Dadurch, daß die Betätigungseinrichtung über eine dritte Kopplungseinrichtung, die eine Feder oder eine Kupplung mit veränderlichem oder aufhebbaren Kraftschluß ist, mit der Seilscheibe verbunden ist, ergibt sich der Vorteil, daß der Geschwindigkeitsregler auf besonders einfache und zuverlässige Weise an die Drosselklappe ankoppelbar ist, wodurch sich eine hohe Sicherheit bei dem Betrieb des Kraftfahrzeugs ergibt. Die Geschwindigkeitsreglerbetätigungseinrichtung kann somit bei einem Betrieb der Drosselklappe durch den Seilzug jederzeit der Bewegung des Seilzugs nachgeführt werden, wodurch sich bei einem erforderlichen Eingriff des Geschwindigkeitsreglers der Vorteil ergibt, daß dieser ohne Verzögerung die Drosselklappe verstellen kann. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, daß zwischen der Betätigungseinrichtung und dem Seilzug ein dritter Anschlag angeordnet ist, weil somit sichergestellt wird, daß bei einem Betreiben der Drosselklappe durch den Geschwindigkeitsregler eine sichere Verbindung zwischen dem Geschwindigkeitsregler und der Welle für eine Verstellung der Drosselklappe in Richtung offen hergestellt wird, wobei gleichzeitig ein Rückstellen der Geschwindigkeitsreglerbetätigungseinrichtung durch die Rückstellfeder sichergestellt ist, wodurch sich eine besonders hohe Sicherheit bei dem Betreiben des Kraftfahrzeugs ergibt.Characterized in that the actuating device via a third coupling device, which is a spring or a clutch with variable or removable frictional connection, with the Connected rope pulley, there is the advantage that the speed controller can be coupled to the throttle valve in a particularly simple and reliable manner, which results in a high level of safety in the operation of the motor vehicle. The speed controller actuating device can thus track the movement of the cable pull at any time during operation of the throttle valve by the cable pull, so that if the speed controller needs to be engaged, this has the advantage that it can adjust the throttle valve without delay. In this context, it is advantageous that a third stop is arranged between the actuating device and the cable, because this ensures that when the throttle valve is operated by the speed controller, a secure connection between the speed controller and the shaft for an adjustment of the throttle valve in Direction is made open, at the same time a resetting of the speed controller actuation device is ensured by the return spring, which results in a particularly high level of safety when operating the motor vehicle.
Es ist vorteilhaft, daß der Seilzug an eine Seilscheibe ankoppelt, wodurch sich eine besonders einfache und kostengünstige Anlenkung des Seilzugs ergibt.It is advantageous that the cable is coupled to a cable pulley, which results in a particularly simple and inexpensive articulation of the cable.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below with reference to the drawings.
Es zeigen
- Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel anhand einer Systemdarstellung der erfindungsgemäßen Drosselklappe,
- Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drosselklappe,
- Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drosselklappe,
- Figur 4 ein Ausführungsbeispiel einer Rast-Gleitverbindung, entsprechend Figur 3.
- FIG. 1 shows a first exemplary embodiment based on a system representation of the throttle valve according to the invention,
- FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the throttle valve according to the invention,
- FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the throttle valve according to the invention,
- Figure 4 shows an embodiment of a snap-slide connection, corresponding to Figure 3.
Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The same or equivalent components are provided with the same reference numerals in all figures.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drosselklappe anhand einer Systemzeichnung.Figure 1 shows a first embodiment of the throttle valve according to the invention using a system drawing.
Die Drosselklappe (D) ist auf einer Welle (W) gelagert, die durch den Seilzug (S) verdrehbar ist. Der Seilzug (S) ist hier beispielhaft für eine besonders einfache Anlenkung mit einer Seilscheibe (SB) verbunden. Die Seilscheibe (SB) wird dabei durch mindestens eine Rückstellfeder (R) mit Kraft in Schließrichtung der Drosselklappe (D) beaufschlagt. Die Seilscheibe (SB) ist dabei auf einer Welle (X) gelagert, die auch in Verbindung mit einem Sollwertpotentiometer (SP) steht und dieses bei einer Betätigung der Seilscheibe (SB) und des Seilzugs (S) verstellt, so daß einer Regeleinrichtung oder einer Diagnoseeinrichtung, die hier nicht gezeigt werden, ein Sollwertsignal für die Stellung der Drosselklappe (D) zugeführt werden kann. Auf der Welle (X) ist zudem ein erstes Teil eines ersten Anschlags (A1) gelagert, dessen Anschlagpunkt durch den Seilzug (S) verlegt werden kann, wobei die Drosselklappe (D) zwischen ihrer Schließstellung und der Anschlagstellung bewegbar ist.The throttle valve (D) is mounted on a shaft (W) which can be rotated by the cable (S). The cable pull (S) is connected here as an example for a particularly simple articulation with a cable pulley (SB). The rope pulley (SB) is acted upon by at least one return spring (R) with force in the closing direction of the throttle valve (D). The pulley (SB) is mounted on a shaft (X), which is also connected to a setpoint potentiometer (SP) and adjusts this when the pulley (SB) and the cable pull (S) are actuated, so that a control device or Diagnostic device, which are not shown here, a setpoint signal for the position of the throttle valve (D) can be supplied. A first part of a first stop (A1) is also mounted on the shaft (X), the stop point of which can be moved by the cable (S), the throttle valve (D) being movable between its closed position and the stop position.
Zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Anschlags (A1) ist eine erste Kopplungseinrichtung (K1) angeordnet, die eine erste Kupplung (K1) ist und einen sich verändernden oder aufhebbaren Kraftschluß aufweist, wobei der Kraftschluß in dem unmittelbaren Bereich des veränderlichen Anschlagpunktes am größten ist. Der zweite Teil des Anschlags (A1) ist fest mit der Welle (W) verbunden.A first coupling device (K1) is arranged between the first part and the second part of the stop (A1), which is a first coupling (K1) and one has a changing or cancelable adhesion, the adhesion being greatest in the immediate area of the variable attachment point. The second part of the stop (A1) is firmly connected to the shaft (W).
Die Drosselklappe (D) weist zudem einen Stellmotor (M) auf, der auf einer Welle (Y) gelagert ist und der in Abhängigkeit von vorgegebenen oder errechneten Regelgrößen die Drosselklappe (D) über die Welle (W) verstellt.The throttle valve (D) also has a servomotor (M) which is mounted on a shaft (Y) and which adjusts the throttle valve (D) via the shaft (W) depending on predetermined or calculated control variables.
Zur Ermittlung der Istposition der Stellung des Stellmotors (M) und der Stellung der Drosselklappe (D) ist dem Stellmotor (M) ein Istwertpotentiometer (IP) zugeordnet. Eine zweite Kopplungseinrichtung (K2) ist zwischen der Welle (W) und der Welle (Y) und somit dem Stellmotor (M) angeordnet, die den Stellmotor (M) mit der Welle (W) kraftschlüssig verbindet oder verbinden kann.To determine the actual position, the position of the servomotor (M) and the position of the throttle valve (D), the servomotor (M) is assigned an actual value potentiometer (IP). A second coupling device (K2) is arranged between the shaft (W) and the shaft (Y) and thus the servomotor (M), which connects or can connect the servomotor (M) to the shaft (W) in a force-locking manner.
Zur Betätigung der Drosselklappe (D) mittels einer Geschwindigkeitsreglerbetätigungseinrichtung (GR), die mit einem Geschwindigkeitsregler verbunden ist, ist die Seilscheibe (SB) über eine dritte Kopplungseinrichtung (K3), die als eine Feder oder eine Kupplung mit veränderlichem oder aufhebbarem Kraftschluß ausgebildet sein kann, mit der Geschwindigkeitsreglerbetätigungseinrichtung (GR) verbunden oder verbindbar. Zudem ist die Geschwindigkeitsreglerbetätigungseinrichtung (GR) über einen dritten Anschlag (A3) mit der Seilscheibe (SB) verbunden, wodurch zum einen sichergestellt wird, daß bei einer Betätigung der Drosselklappe (D) durch den Geschwindigkeitsregler aufgrund der Kopplung durch die dritte Kopplungseinrichtung (K3) ein unverzögerter Eingriff des Geschwindigkeitsreglers erfolgen kann und zudem die Geschwindigkeitsreglerbetätigungseinrichtung (GR) durch die Rückstellfeder (R) mit Kraft in Schließrichtung der Drosselklappe (D) beaufschlagt wird.To operate the throttle valve (D) by means of a speed controller actuating device (GR), which is connected to a speed controller, the cable pulley (SB) is via a third coupling device (K3), which can be designed as a spring or a clutch with a variable or removable force fit , connected or connectable to the cruise control actuator (GR). In addition, the speed controller actuation device (GR) is connected to the rope pulley (SB) via a third stop (A3), which on the one hand ensures that when the throttle valve (D) is actuated by the speed controller due to the coupling by the third coupling device (K3) the speed controller can be engaged without delay and the speed control actuator (GR) is also acted upon by the return spring (R) with force in the closing direction of the throttle valve (D).
Für die Ausbildung der ersten und zweiten Kopplungseinrichtungen (K1, K2) ergeben sich beispielhaft die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen.For the formation of the first and second coupling devices (K1, K2), the embodiments described below result, for example.
Die in Figur 1 gezeigte erste Kopplungseinrichtung (K1) kann z. B. als eine elektrische oder pneumatische oder hydraulische Kupplung (K1) ausgebildet sein, die in Abhängigkeit von den Signalen von dem Istwertpotentiometer (IP) und dem Sollwertpotentiometer (SP) durch eine nicht gezeigte Regeleinrichtung oder Diagnoseeinrichtung angesteuert wird. Befinden sich das erste und das zweite Teil des ersten Anschlags am Anschlagspunkt, so wird die erste Kupplung (K1) geschlossen. Sobald eine Ansteuerung der Drosselklappe durch den Stellmotor (M) erforderlich ist, wird die erste Kupplung (K1) geöffnet, um den Stellmotor (M) zu entlasten, so daß dieser als ein einfacher Stellmotor mit geringer Leistung ausgebildet sein kann, so daß sich insgesamt eine kostengünstige Ausführung ergibt.The first coupling device (K1) shown in FIG. B. be designed as an electrical or pneumatic or hydraulic clutch (K1), which is controlled as a function of the signals from the actual value potentiometer (IP) and the setpoint potentiometer (SP) by a control device or diagnostic device, not shown. If the first and the second part of the first stop are at the stop point, the first clutch (K1) is closed. As soon as a control of the throttle valve by the servomotor (M) is required, the first clutch (K1) is opened to relieve the servomotor (M), so that it can be designed as a simple servomotor with low power, so that overall results in an inexpensive design.
Damit der Stellmotor (M) an die Welle (W) ankoppelbar und auch von dieser entkoppelbar ist, ist zwischen der Welle (Y) und der Welle (W) eine zweite Kopplungseinrichtung (K2) angeordnet, die als eine zweite Kupplung (K2) ausgebildet sein kann, die einen sich verändernden oder aufhebbaren Kraftschluß aufweisen kann.So that the servomotor (M) can be coupled to and decoupled from the shaft (W), a second coupling device (K2) is arranged between the shaft (Y) and the shaft (W), which is designed as a second clutch (K2) can be, which can have a changing or cancelable frictional connection.
Die zweite Kupplung (K2) kann dabei auch als eine elektrische oder pneumatische oder hydraulisch betätigbare Kupplung (K2) ausgebildet sein, die von einer nicht gezeigten Regeleinrichtung oder Diagnoseeinrichtung angesteuert wird. Es ist dabei vorteilhaft, daß die zweite Kupplung (K2) außer bei einer vorliegenden Fehlfunktion des Stellmotors (M) geschlossen ist, so daß der Stellmotor (M) jederzeit der Drehbewegung der Welle (W) folgt und bei einem erforderlichen Eingriff des Stellmotors (M) somit gewährleistet ist, daß der Stellmotor (M) ohne Verzögerung die Welle (W) verstellen kann. Für den Fall, daß eine Fehlfunktion des Stellmotors (M) vorliegt oder eine Notlauffunktion geschaltet werden muß, kann die zweite Kupplung (K2) geöffnet werden, so daß die Drosselklappe (D) frei durch den Seilzug (S) verstellbar ist.The second clutch (K2) can also be designed as an electrical or pneumatic or hydraulically actuable clutch (K2), which is controlled by a control device or diagnostic device, not shown. It is advantageous that the second clutch (K2) is closed except in the event of a malfunction of the servomotor (M), so that the servomotor (M) follows the rotary movement of the shaft (W) at all times and when the servomotor (M ) is thus guaranteed that the servomotor (M) can adjust the shaft (W) without delay. In the event that a If the servomotor (M) is malfunctioning or an emergency function has to be switched, the second clutch (K2) can be opened so that the throttle valve (D) can be freely adjusted using the cable (S).
Bei der Ausführung der ersten und/oder zweiten Kupplung (K1, K2) als eine elektrisch oder pneumatisch oder hydraulisch betätigbare Kupplung (K1, K2) ergibt sich der besondere Vorteil einer sehr hohen Zuverlässigkeit bei der Betätigung und einer sehr hohen Anpaßfähigkeit an die erforderlichen Regelvorgänge, die durch die nicht gezeigte Regeleinrichtung gesteuert werden, wobei sich trotzdem eine kostengünstige Ausführung ergibt.When the first and / or second clutch (K1, K2) is designed as an electrically or pneumatically or hydraulically actuable clutch (K1, K2), there is the particular advantage of very high reliability in operation and a very high degree of adaptability to the required control processes , which are controlled by the control device, not shown, which nevertheless results in an inexpensive design.
Das in Figur 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich durch eine andere Ausführung der zweiten Kopplungseinrichtung (K2). Die zweite Kopplungseinrichtung (K2) ist hier für eine besonders einfache und kostengünstige Ausführung als eine Feder (F) ausgebildet, durch die die Welle (W) an die Welle (Y) und damit den Stellmotor (M) ankoppelt. Bei jeder Verstellung der Welle (W) durch den Seilzug (S) folgt somit der Stellmotor (M) der Bewegung der Drosselklappe (D), so daß der Stellmotor jederzeit ohne Verzögerung bei einer Ansteuerung durch eine nicht gezeigte Regeleinrichtung die Drosselklappe verstellen kann, was insbesondere bei einer sicherheitsrelevanten Regeleinrichtung, wie einer Antriebsschlupfregeleinrichtung, für eine hohe Sicherheit von Vorteil ist. Zur Erhöhung der Sicherheit bei einem erforderlichen Betrieb der Drosselklappe (D) durch den Stellmotor (M) kann die Welle (Y) mit der Welle (W) über einen zweiten Anschlag (A2) verbunden sein, dessen Anschlagpunkt mit Hilfe des Stellmotors vorverlegbar ist, so daß die Drosselklappe in Schließrichtung betätigbar ist.The exemplary embodiment shown in FIG. 2 differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 only in another embodiment of the second coupling device (K2). For a particularly simple and inexpensive design, the second coupling device (K2) is designed here as a spring (F), through which the shaft (W) couples to the shaft (Y) and thus to the servomotor (M). Each time the shaft (W) is adjusted by the cable (S), the servomotor (M) follows the movement of the throttle valve (D), so that the servomotor can adjust the throttle valve at any time without delay when actuated by a control device (not shown) In particular in the case of a safety-relevant control device, such as a traction control device, is advantageous for a high level of safety. To increase the safety when the throttle valve (D) is to be operated by the servomotor (M), the shaft (Y) can be connected to the shaft (W) via a second stop (A2), the stop point of which can be moved forward with the help of the servomotor. so that the throttle valve can be actuated in the closing direction.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drosselklappe dargestellt. Die in Figur 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von den in Figur 1 und Figur 2 dargestellten Ausführungsformen einzig durch die andere Ausgestaltung der ersten und zweiten Kopplungseinrichtungen (K1, K2). Die Kopplungseinrichtungen (K1, K2) sind hier beispielhaft als Rast-Gleitverbindungen (G) ausgeführt, die in Figur 3 nur grob skizziert sind. Die Rast-Gleitverbindungen (G) sind dabei derart ausgestaltet und angeordnet, daß in dem unmittelbaren Bereich des Anschlagpunktes der Anschläge (A1, A2) die ersten und zweiten Teile der Anschläge (A1, A2) miteinander verrasten, so daß in dieser Position bei einer Betätigung der Drosselklappe durch den Seilzug (S) sich zwischen der Welle (Y) und der Welle (W) eine feste Verbindung ergibt, die auch zwischen der Welle (W) und der Welle (X) hergestellt wird. Bei einem erforderlichen Eingriff des Stellmotors (M) zur Verstellung der Drosselklappe (D) wird die Welle (W) durch den Stellmotor (M) mit einer Kraft bewegt, die groß genug ist, um die Rastkraft der Rast-Gleitverbindung (G) in Bezug auf den ersten Anschlag (A1) zu überwinden, so daß nach Überwindung der vorliegenden Rastkraft durch den Stellmotor (M) lediglich eine Kraft zur Verstellung der Drosselklappe (D) und zur Überwindung der bei der Rast-Gleitverbindung (G) auftretenden Gleitkraft aufzubringen ist. Dadurch kann der Motor eine kleinere Leistung aufweisen, wodurch sich insgesamt eine einfachere und kostengünstigere Ausführung ergibt.FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the throttle valve according to the invention. The in Figure 3 The embodiment shown differs from the embodiments shown in FIG. 1 and FIG. 2 only in the different design of the first and second coupling devices (K1, K2). The coupling devices (K1, K2) are designed here by way of example as snap-in sliding connections (G), which are only roughly outlined in FIG. 3. The locking slide connections (G) are designed and arranged such that in the immediate area of the stop point of the stops (A1, A2) the first and second parts of the stops (A1, A2) lock together, so that in this position at one Actuation of the throttle valve by the cable (S) results in a firm connection between the shaft (Y) and the shaft (W), which is also established between the shaft (W) and the shaft (X). If the servomotor (M) is required to adjust the throttle valve (D), the shaft (W) is moved by the servomotor (M) with a force that is large enough to relate the latching force of the latching slide connection (G) to overcome the first stop (A1), so that after overcoming the existing locking force by the servo motor (M), only a force for adjusting the throttle valve (D) and for overcoming the sliding force occurring with the locking sliding connection (G) is to be applied. As a result, the motor can have a lower output, which overall results in a simpler and less expensive design.
Auch die zweite Kopplungseinrichtung (K2) kann als eine Rast-Gleitverbindung (G) ausgebildet sein, die auch in dem unmittelbaren Bereich des Anschlagpunktes des zweiten Anschlags (A2) verrastet und somit sicherstellt, daß der Stellmotor (M) der Bewegung der Drosselklappe (D) folgt. Für den Fall einer Fehlfunktion des Stellmotors (M) oder bei der Einschaltung einer Notlauffunktion für die Drosselklappe (D) ist bei Überwindung der Rastkraft sichergestellt, daß die Drosselklappe (D) durch den Seilzug (S) uneingeschränkt bewegbar ist, wodurch sich eine hohe Sicherheit bei dem Betrieb des Kraftfahrzeugs ergibt.The second coupling device (K2) can also be designed as a latching sliding connection (G), which also latches in the immediate area of the stop point of the second stop (A2) and thus ensures that the servomotor (M) of the movement of the throttle valve (D ) follows. In the event of a malfunction of the servomotor (M) or when switching on an emergency function for the throttle valve (D) it is ensured when overcoming the latching force that the throttle valve (D) can be moved without restriction by the cable (S), which increases safety results in the operation of the motor vehicle.
Ein einfaches und kostengünstiges Ausführungsbeispiel einer Rast-Gleitverbindung (G) ist in der Figur 4 dargestellt. Je nach der Anordnung der Rast-Gleitverbindung (G) kann die Welle (W) oder die Welle (X) je zwei Rastvertiefungen (V) aufweisen, die in Bezug auf die Stellung der Drosselklappe (D) vorgegebene Positionen, eine vorgegebene Tiefe und eine vorgegebene Breite aufweisen. Zur Bildung einer Rast-Gleitverbindung (G) ist eine zweiarmige, omegaförmige Feder (O) vorgesehen, die mit der jeweils anderen Welle (X, W) verbunden ist und deren freie, nach innen gebogenen Arme in die Rastverbindungen eingreifen können oder auf der Mantelfläche der jeweiligen Welle (X, Y) gleiten können. Die Ausführung der Rastvertiefungen (V) und der omegaförmigen Feder (O) kann dabei in Abhängigkeit von den erforderlichen Rastkräften, den Gleitkräften und den Reibkräften der Wellen (W, X, Y) variieren. Die dem zweiten Anschlag (A2) zugeordnete Rast-Gleitverbindung kann dabei einen gleichen oder ähnlichen Aufbau aufweisen.A simple and inexpensive exemplary embodiment of a snap-slide connection (G) is shown in FIG. Depending on the arrangement of the locking slide connection (G), the shaft (W) or the shaft (X) can each have two locking recesses (V) which have predetermined positions, a predetermined depth and a position in relation to the position of the throttle valve (D) have a predetermined width. To form a snap-in sliding connection (G), a two-armed, omega-shaped spring (O) is provided, which is connected to the other shaft (X, W) and whose free, inwardly bent arms can engage in the snap-in connections or on the outer surface of the respective shaft (X, Y) can slide. The design of the locking recesses (V) and the omega-shaped spring (O) can vary depending on the required locking forces, the sliding forces and the frictional forces of the shafts (W, X, Y). The snap-slide connection assigned to the second stop (A2) can have the same or a similar structure.
Die möglichen Ausführungsformen und Kombinationen der Kopplungseinrichtungen (K1, K2, K3) beschränken sich bei der erfindungsgemäßen Drosselklappe (D) nicht auf die in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiele. Je nach der erforderlichen Ausführungsform kann die Art der Kopplung der Kopplungseinrichtungen (K1, K2, K3) variieren, so daß sich auch jeweils andere Kombinationen der Kopplungseinrichtungen und der Art der Kopplungseinrichtungen (K1, K2, K3) ergeben können.The possible embodiments and combinations of the coupling devices (K1, K2, K3) in the throttle valve (D) according to the invention are not limited to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 3. Depending on the required embodiment, the type of coupling of the coupling devices (K1, K2, K3) can vary, so that different combinations of the coupling devices and the type of coupling devices (K1, K2, K3) can also result.
Der Stellmotor (M) kann bei einer besonders kostengünstigen Ausführungsform als ein Elektromotor ausgebildet sein. Der Stellmotor (M) kann jedoch auch als ein pneumatisch betätigter Motor ausgebildet sein.In a particularly inexpensive embodiment, the servomotor (M) can be designed as an electric motor. However, the servomotor (M) can also be designed as a pneumatically operated motor.
Wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, können sich der Stellmotor (M) und der Seilzug (S) auf gegenüberliegenden Seiten der Drosselklappe (D) befinden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann auch eine Anordnung vorliegen, bei der der Seilzug (S) und der Stellmotor (M) auf einer Seite der Drosselklappe (D) angeordnet sind.As shown in Figures 1 to 3, the servomotor (M) and the cable (S) can be located on opposite sides of the throttle valve (D). In another embodiment, there may also be an arrangement in which which the cable (S) and the servomotor (M) are arranged on one side of the throttle valve (D).
Im folgenden wird kurz die Wirkungsweise der Drosselklappe für eine Brennkraftmaschine beschrieben.The operation of the throttle valve for an internal combustion engine is briefly described below.
Beispielsweise bei einem E-Gas oder einer Antriebsschlupfregelung für Kraftfahrzeuge werden Stellmotoren (M) verwendet, um in Abhängigkeit von vorgegebenen oder errechneten Regelgrößen über die Drosselklappe (D) das Motordrehmoment eines Kraftfahrzeugs zu regeln. Der Eingriff auf das Motordrehmoment eines Kraftfahrzeugs erfordert eine hohe Sicherheit bei der Ansteuerung der Drosselklappe (D) durch den Stellmotor (M). Bei einem normalen Betrieb der Kraftfahrzeugs wird die Drosselklappe (D) über einen Seilzug (S) verstellt, der über ein Gaspedal betätigt wird. Der Seilzug (S) ist mit mindestens einer Rückstellfeder (R) verbunden, die bei einer Entlastung das Gaspedals die Drosselklappe (D) in die Schließstellung versetzt. Bei der Verstellung der Drosselklappe (D) durch den Seilzug (S) ist es dabei erforderlich, daß die Welle (W), auf der die Drosselklappe (D) gelagert ist, fest mit der Welle (Y) verbunden ist, auf der z. B. eine Seilscheibe (SB) gelagert ist, an die der Seilzug (S) ankoppelt.For example, in the case of an e-gas or traction control system for motor vehicles, servomotors (M) are used to regulate the motor torque of a motor vehicle via the throttle valve (D) as a function of predetermined or calculated control variables. The intervention in the engine torque of a motor vehicle requires a high level of security when the throttle valve (D) is actuated by the servomotor (M). During normal operation of the motor vehicle, the throttle valve (D) is adjusted by means of a cable (S) which is actuated via an accelerator pedal. The cable (S) is connected to at least one return spring (R) which, when the accelerator pedal is released, puts the throttle valve (D) in the closed position. When adjusting the throttle valve (D) by the cable (S), it is necessary that the shaft (W), on which the throttle valve (D) is mounted, is firmly connected to the shaft (Y) on the z. B. a pulley (SB) is mounted to which the cable (S) is coupled.
Bei dem Betriebszustand, bei dem die Drosselklappe (D) durch den Stellmotor (M) verstellt wird, ist es es jedoch von Vorteil, daß die feste Verbindung zwischen der Welle (W) und der Welle (X) gelöst wird, damit der Stellmotor keine hohe Rückstellkraft überwinden muß, um die Drosselklappe (D) verstellen zu können. Aus diesem Grund ist eine erste Kopplungseinrichtung (K1) vorgesehen, die in einer vorgegebenen Position des ersten Anschlags (A1) eine feste Kopplung der Welle (W) mit der Welle (Y) erzeugt und bei einem Eingriff des Stellmotors (M) diese Kopplung löst.In the operating state in which the throttle valve (D) is adjusted by the servomotor (M), it is advantageous that the fixed connection between the shaft (W) and the shaft (X) is released so that the servomotor does not must overcome high restoring force in order to be able to adjust the throttle valve (D). For this reason, a first coupling device (K1) is provided which generates a fixed coupling of the shaft (W) with the shaft (Y) in a predetermined position of the first stop (A1) and releases this coupling when the servomotor (M) engages .
Damit der Stellmotor (M) jederzeit bei dem Betrieb der Drosselklappe (D) durch den Seilzug (S) der Bewegung der Drosselklappe (D) nachgeführt wird, ist eine zweite Kopplungseinrichtung (K2) vorgesehen, die bis auf den Fall, daß eine Fehlfunktion des Stellmotors (M) auftritt oder eine Notlauffunktion der Drosselklappe (D) geschaltet wird, den Stellmotor (M) an die Welle (W) ankoppelt. Damit ergibt sich der Vorteil, daß der Stellmotor (M) bei einer erforderlichen Ansteuerung der Drosselklappe (D) durch den Stellmotor (M) ohne Verzögerung und sehr exakt die Drosselklappe (D) verstellen kann. Bei einem E-Gas für ein Kraftfahrzeug verstellt der Stellmotor (M) dabei die Drosselklappe (D) zwischen der Schließstellung und der maximal geöffneten Stellung. Bei einer Einrichtung zur Antriebsschlupfregelung ist es jedoch vorteilhaft, wenn der Stellmotor die Drosselklappe lediglich zwischen der Schließstellung und der durch den Seilzug (S) vorgegebenen momentanen Maximalstellung der Drosselklappe (D) verstellen kann.A second coupling device (K2) is provided so that the servomotor (M) tracks the movement of the throttle valve (D) at all times during operation of the throttle valve (D) by the cable (S), which, apart from the case that a malfunction of the Actuator (M) occurs or an emergency function of the throttle valve (D) is switched, couples the servomotor (M) to the shaft (W). This has the advantage that the servomotor (M) can be adjusted without any delay and very precisely the throttle valve (D) if the throttle valve (D) is required to be actuated by the servomotor (M). In the case of an e-gas for a motor vehicle, the servomotor (M) adjusts the throttle valve (D) between the closed position and the maximum open position. In a device for traction control, however, it is advantageous if the servomotor can only adjust the throttle valve between the closed position and the instantaneous maximum position of the throttle valve (D) specified by the cable (S).
Zur Überwachung der einwandfreien Funktion des Stellmotors (M) der ersten und zweiten Kopplungseinrichtungen (K1, K2) und der Stellung der Drosselklappe (D) ist dem Seilzug (S) ein Sollwertpotentiometer (SP) zugeordnet, an dem eine Spannung abgreifbar ist, die einen Sollwert für die Stellung der Drosselklappe (D) vorgibt und ist dem Stellmotor (M) ein Istwertpotentiometer (IP) zugeordnet, an dem eine Spannung abgreifbar ist, die der Iststellung der Drosselklappe (D) entspricht. Diese Spannungen können einer Diagnoseeinrichtung zugeführt werden, die Teil einer Regeleinrichtung sein kann und die bei vorliegenden Abweichungen z. B. den Stellmotor (M) außer Betrieb setzen kann und oder die erste und/oder zweite Kopplungseinrichtung (K1, K2) öffnen und/oder schließen kann, Fehlersignale ausgeben kann und eine Notlaufschaltung aktivieren kann.To monitor the proper functioning of the servomotor (M) of the first and second coupling devices (K1, K2) and the position of the throttle valve (D), the cable pull (S) is assigned a setpoint potentiometer (SP), from which a voltage can be tapped that can Specifies the setpoint for the position of the throttle valve (D) and the actuator (M) is assigned an actual value potentiometer (IP), from which a voltage can be tapped that corresponds to the actual position of the throttle valve (D). These voltages can be supplied to a diagnostic device, which can be part of a control device and which, in the event of existing deviations, e.g. B. can put the servomotor (M) out of operation and or can open and / or close the first and / or second coupling device (K1, K2), can output error signals and can activate an emergency operation circuit.
Über eine dritte Kopplungseinrichtung (K3) und einen dritten Anschlag (K3) kann auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Geschwindigkeitsreglerbetätigungseinrichtung (GR) mit der Seilscheibe (SB) verbunden werden, so daß die Drosselklappe (D) durch einen Geschwindigkeitsregler betätigbar ist, ohne daß z. B. auf eine Antriebsschlupfregelung und eine entsprechende Ansteuerung durch den Stellmotor (M) verzichtet werden braucht.Via a third coupling device (K3) and a third stop (K3), a speed controller actuation device (GR) can be connected to the rope sheave (SB) in a simple and inexpensive manner, so that the throttle valve (D) can be actuated by a speed controller without that z. B. needs to be dispensed with a traction control and a corresponding control by the servomotor (M).
Claims (10)
- A throttle valve for an internal combustion engine, which is mounted on a throttle valve spindle (W), with a cable control (S) by which the throttle valve spindle (W) can be twisted via a drive spindle (X) and a first stop (A1), the stop point of which throttle valve spindle is moved with the aid of the cable control (S), with at least one return spring (R) on the cable control (S), wherein the throttle valve (D) can be moved between its closed position and the stop position, with a first coupling device (K1) between the drive spindle (X) and the throttle valve spindle (W), and a servomotor (M), the shaft (Y) of which can be connected to the throttle valve spindle (W) via a second coupling device (K2), wherein the first coupling device (K1) is a first clutch (K1) which has a breakable frictional connection and the frictional connection can be made or broken in the immediate region of the first movable stop point, characterised in that the first clutch (K1) is designed as a latching-sliding connection (G) and the latching-sliding connection (G) consists of a two-armed, omega-shaped spring (O) and at least two latching recesses (V) on the throttle valve spindle (W) or on the drive spindle (X).
- A throttle valve according to claim 1, characterised in that the second coupling device (K2) is a second clutch (K2) which has a breakable frictional connection, wherein the frictional connection can be made or broken in the immediate region of a second movable stop point (A2) between the throttle valve spindle (W) and the servomotor shaft (Y).
- A throttle valve according to claim 2, characterised in that the second clutch (K2) is designed as a latching-sliding connection (G) and the latching-sliding connection (G) consists of a two-armed, omega-shaped spring (O) and at least two latching recesses (V) on the throttle valve spindle (W) or the servomotor shaft (Y).
- A throttle valve according to claim 1 or claim 3, characterised in that an actual value potentiometer (IP) is associated with the servomotor (M).
- A throttle valve according to claim 4, characterised in that a set value potentiometer (SP) is associated with the cable control (S).
- A throttle valve according to claim 5, characterised in that a diagnosis device is connected to the actual value potentiometer (IP) and to the set value potentiometer (SP).
- A throttle valve according to claim 6, characterised in that a speed regulator operating device (GR) is connected to the cable control (S).
- A throttle valve according to claim 7, characterised in that the operating device (GR) is connected to the cable control via a third coupling device (K3) which is a spring or a clutch with a breakable frictional connection.
- A throttle valve according to claim 8, characterised in that a third stop (A3) is disposed between the operating device (GR) and the cable control (S).
- A throttle valve according to claim 9, characterised in that the cable control (S) is connected to a pulley (SB).
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