DE10319882A1

DE10319882A1 - Power controller with fail-safe device

Info

Publication number: DE10319882A1
Application number: DE2003119882
Authority: DE
Inventors: Nicholas Dr. Fekete; Timo Gau; Michael Dipl.-Ing. Haas (FH); Dirk Dipl.-Ing. Herbstritt
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-05-03
Filing date: 2003-05-03
Publication date: 2004-11-18
Also published as: WO2004099589A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leistungssteller für ein Stellorgan, wobei der elektrische Leistungssteller einen elektrischen Stellmotor (1) und eine Fail-Safe-Vorrichtung mit einer Rückstellfeder (8) aufweist. Die Rückstellfeder (8) wird von dem Stellmotor (1) vorgespannt und bis zum Fail-Safe-Fall in diesem Zustand durch ein elektrisch beeinflußbares Verriegelungselement fixiert und bei Ausfall des Stellmotorstroms freigegeben, wodurch das Stellorgan in eine definierte Grundstellung gelangt. Eine stromsparende, schnell und zuverlässig wirkende Fail-Safe-Vorrichtung wird dadurch geschaffen, daß als Verriegelungselement ein Piezoaktor vorgesehen ist, dessen Längung beim Anlegen einer elektrischen Spannung zum Festklemmen der vorgespannten Rückstellfeder (8) und dessen Verkürzung beim Fortfall der Spannung zu deren Freigabe dient.The invention relates to an electric power controller for an actuator, wherein the electric power controller has an electric servomotor (1) and a fail-safe device with a return spring (8). The return spring (8) is biased by the servomotor (1) and fixed to the fail-safe case in this state by an electrically influenced locking element and released in case of failure of the servomotor current, whereby the actuator reaches a defined basic position. A power-saving, fast and reliable acting fail-safe device is provided in that a piezoelectric actuator is provided as a locking element whose elongation when applying an electrical voltage for clamping the biased return spring (8) and its shortening in the elimination of the voltage to their release ,

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leistungssteller für ein Stellorgan, insbesondere nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The Invention relates to an electric power controller for an actuator, in particular according to the preamble of patent claim 1.

Zur Anpassung der Leistung von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen an unterschiedliche Betriebsbedingungen sind im Ansaugweg (Ottomotor) oder an einer Kraftstoffeinspritzpumpe (Dieselmotor) Zumeßeinrichtungen für das Kraftstoff/Luft-Gemisch bzw. für den Kraftstoff vorgesehen, mit denen entsprechend dem Fahrerwunsch die Motorlast zwischen Leerlauf und Vollast verändert werden kann.to Adjustment of the performance of internal combustion engines in motor vehicles to different operating conditions are in the intake (gasoline engine) or at a fuel injection pump (diesel engine) metering devices for the Fuel / air mixture or for provided the fuel with which according to the driver's request the engine load between idle and full load can be changed.

Im allgemeinen sind diese Zumeßeinrichtungen mit dem Fahrpedal verbunden, dessen Stellung auf eine Drosselklappe im Ansaugluftweg oder auf einen Verstellhebel der Kraftstoffeinspritzpumpe übertragen wird. Die Übertragung erfolgt entweder mechanisch durch Gestänge oder Kabelzug oder elektrisch, wobei die elektrische Übertragung zunehmend Anwendung findet. Im Nutzfahrzeugbau erlaubt sie die fast beliebige Verlegung der Übertragungsleitungen zwischen Fahrpedal bzw. dessen Sollwertgeber und dem oft weit entfernt liegenden Verbrennungsmotor, beispielsweise bei einem Unterflur- oder Heckmotor. Außerdem gestattet sie in einfacher Weise überlagerte Regeleingriffe, z. B. Lastrücknahme bei Antischlupfregelung oder Lastvariation bei Geschwindigkeitsregelung.in the general, these metering devices connected to the accelerator pedal, its position on a throttle transmitted in the intake air path or on an adjustment lever of the fuel injection pump becomes. The transfer is done either mechanically by linkage or cable or electric, the electrical transmission is increasingly being used. In commercial vehicle construction, it allows almost any laying of the transmission lines between accelerator pedal or its setpoint generator and often far away internal combustion engine, for example in the case of an underfloor or rear engine. In addition allows them in a simple way superimposed control interventions, z. B. LASTücknahme at Traction control or load variation in cruise control.

Elektrische Leistungssteller für Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen müssen ebenso wie Lenkung und Bremsen in hohem Maße ausfallsicher sein. Deshalb ist bei elektrischen Leistungsstellern eine Fail-Safe-Vorrichtung vorgesehen, durch die bei Ausfall des Verstellmotors ein zumindest eingeschränkter Betrieb des Kraftfahrzeugs möglich ist.electrical Power controller for Internal combustion engines in motor vehicles must as well as steering and Brakes to a great extent fail-safe. That is why with electric power controllers a fail-safe device provided by the failure of the Adjustment motor at least limited operation of the motor vehicle possible is.

Fail-Safe-Vorrichtungen besitzen in der Regel eine durch einen Elektromagnet in vorgespanntem Zustand gehaltene Feder, die im Fail-Safe-Fall bei stromlosem Elektromagnet die Drosselklappe weitgehend schließt oder mit dem Fahrpedal mechanisch koppelt.Fail-safe devices usually have a biased by an electromagnet Condition held spring in the fail-safe case with de-energized solenoid the throttle valve largely closes or mechanical with the accelerator pedal coupled.

In der DE 40 28 702 A1 ist ein elektrischer Leistungssteller für ein Stellorgan, insbesondere für die Drosselklappe eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs offenbart, wobei der elektrische Leistungssteller einen elektrischen Stellmotor und eine Fail-Safe-Vorrichtung mit einer Rückstellfeder aufweist, die von dem Stellmotor vorgespannt und bis zum Fail-Safe-Fall in diesem Zustand durch ein elektrisch beeinflußbares Verriegelungselement fixiert und bei Ausfall des Stellmotorstroms freigegeben wird, wodurch die Drosselklappe in eine definierte Grundstellung gelangt.In the DE 40 28 702 A1 is an electric power controller for an actuator, in particular for the throttle of an internal combustion engine of a vehicle disclosed, wherein the electric power controller comprises an electric servomotor and a fail-safe device with a return spring biased by the servomotor and to the fail-safe case fixed in this state by an electrically influenceable locking element and is released in case of failure of the servomotor current, whereby the throttle valve enters a defined basic position.

Bei der Rückstellfeder handelt es sich um eine Spiralfeder, die von einem als Biegeelementsteg ausgebildeten Verriegelungselement in ihrem vorgespannten Zustand verriegelt gehalten wird. Der Biegeelementsteg ist als SME-Elementsteg (Shape-Memory-Effect-Element) oder als Bimetall-Element-Steg ausgebildet.at the return spring it is a coil spring that is formed by a bending element web as a Locking element held locked in its biased state becomes. The bending element bar is designed as SME element bar (shape memory effect element) or formed as a bimetallic element web.

Vorteilhaft ist bei den Biegeelementstegen, daß diese im Normalbetrieb keinen Stromverbrauch aufweisen. Erst im Fail-Safe-Fall tritt Strombedarf zum elektrischen Aufheizen des Biegeelementstegs auf. Wird bei dem SME-Elementsteg ein spezifischer Temperaturpunkt überschritten, tritt eine sprung hafte Verformung desselben auf, die zur Entriegelung der Rückstellfeder dient.Advantageous is at the Biegeelementstegen that they are not in normal operation Have power consumption. Only in the fail-safe case does electricity demand go to the electrical system Heating the Biegeelementstegs on. Is at the SME element web If a specific temperature point is exceeded, a sudden deformation occurs on the same, which serves to unlock the return spring.

Beim Bimetall-Element-Steg verläuft die Formänderung beim Aufheizen kontinuierlich, sie führt aber zum gleichen Ergebnis. Nachteilig ist bei diesen Systemen die thermische Trägheit und die Gefahr einer Fehlauslösung durch hohe Motorraumtemperaturen (z. B. bei langen und großen Steigungen).At the Bimetallic element bridge runs the shape change when heating continuously, but it leads to the same result. A disadvantage of these systems, the thermal inertia and the risk of a false trip due to high engine compartment temperatures (eg with long and high gradients).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fail-Safe-Vorrichtung für einen elektrischen Leistungssteller zu schaffen, die möglichst wenig Stromverbrauch aufweist und die rasch und zuverlässig funktioniert.Of the Invention is based on the object, a fail-safe device for a electric power controller to create the least possible power consumption and that works quickly and reliably.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.The Task is solved by the features of patent claim 1.

Die zur permanenten Aktivierung des Piezoaktors erforderliche elektrische Energie ist vernachlässigbar klein, da nur ein geringer Strom über den Widerstand fließt, der die beiden Spannungsanschlüsse kurzschließt. Die Formänderung des Piezoaktors ist zwar gering, verläuft aber mit hoher Geschwindigkeit und erheblicher Kraftentfaltung. Außerdem ist sie weitgehend temperaturunabhängig. Auf diese Weise ist ein stromsparender Betrieb der Fail-Safe-Vorrichtung und deren flinke und zuverlässige Auslösung gegeben.The required for permanent activation of the piezoelectric actuator electrical Energy is negligible small, because only a small current flows through the resistor, the the two voltage connections shorts. The shape change Although the piezoelectric actuator is low, it runs at high speed and considerable power development. In addition, it is largely independent of temperature. To this Way is a power-saving operation of the fail-safe device and their nimble and reliable release given.

Für die technische Umsetzung der erfindungsgemäßen Lösung ist es von Vorteil, daß zwischen Stellmotor und Drosselklappe ein Stellgetriebe mit einem auf einer Drosselklappenwelle drehfest angeordneten Zahnrad vorgesehen ist, das mit einem Antriebsritzel des Stellmotors kämmt und das eine kreisbogenförmige konzentrische Führungsnut für einen das Zahnrad beidseitig überragenden achsparallelen Führungsstift ausweist. Außerdem weist das Zahnrad einen in seiner Ebene angeordne ten, die Führungsnut freischneidenden Mittelschlitz für die Rückstellfeder auf, deren eines Ende an dem Führungsstift und deren anderes Ende an einem Gehäuse des Leistungsstellers befestigt ist.For the technical implementation of the solution according to the invention, it is advantageous that between control motor and throttle actuator is provided with a rotatably mounted on a throttle shaft gear, which meshes with a drive pinion of the servo motor and a circular arc-shaped concentric guide groove for a gear on both sides superior axis-parallel Guide pin identifies. In addition, the gear has a arrange in its plane th, the Guide groove free-cutting center slot for the return spring, one end of which is attached to the guide pin and the other end to a housing of the power controller.

Von Vorteil ist auch, wenn der Führungsstift als Anschlag für ein Leerlaufende und ein Vollastende der Führungsnut dient.From Advantage is also when the guide pin as Stop for an idle end and a full load end of the guide groove is used.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß der bei Vollaststellung der Drosselklappe am Vollastende der Führungsnut in Anschlagposition befindliche Führungsstift durch den mit ihm fluchtend und in geringem axialen Abstand angeordneten Piezoaktor durch Anlegen einer elektrischen Spannung mit diesem verspann- und dadurch fixierbar ist und bei fehlender elektrischer Spannung von demselben gelöst ist. Die axiale Verspannrichtung des Führungsstifts erlaubt dessen Fixierung trotz der kleinen Spannwege des Piezoaktors.A advantageous embodiment of the invention is that at Full load position of the throttle valve at full load end of the guide groove in stop position located guide pin through the with him aligned and arranged at a small axial distance piezoelectric actuator by applying an electrical voltage with this bracing and can be fixed and in the absence of electrical voltage from same solved is. The axial clamping direction of the guide pin allows this Fixation despite the small clamping distances of the piezoelectric actuator.

Es hat Vorteile, daß zum Spannen der Rückstellfeder das Zahnrad zusammen mit dem am Vollastende der Führungsnut anliegenden Führungsstift mit Hilfe des Stellmotors bei jedem Start des Verbrennungsmotors von der Fail-Safe-Position desselben zu dessen Anschlagposition schwenkbar ist. Da der Stellmotor durch das Spannen der Rückstellfeder relativ selten und immer nur kurzzeitig belastet wird, kann er entsprechend klein dimensioniert werden. Das wirkt sich positiv auf Gewicht und Abmessungen des Leistungsstellers aus.It has advantages that to Clamping the return spring the gear together with the full load of the guide adjacent guide pin with Help the servomotor with each start of the engine of the fail-safe position of the same to its stop position pivotally is. Since the servomotor relatively rare by the tensioning of the return spring and is only charged for a short time, it can be correspondingly small be dimensioned. This has a positive effect on weight and dimensions of the Power controller off.

Für eine einfache und schnell wirksame Fail-Safe-Vorrichtung ist es von Vorteil, daß bei Ausfall des Stellmotorstroms (Fail-Safe-Fall) und beim Abstellen des Verbrennungsmotors das Zahnrad zusammen mit der Drosselklappe durch die gespannte Rückstellfeder zurück in die Leerlauf- bzw. Grundstellung gelangt.For a simple and fast-acting fail-safe device, it is advantageous that in case of failure of the servomotor current (fail-safe-case) and when switching off the internal combustion engine the gear together with the throttle by the tensioned return spring back enters the idling or basic position.

Da die elektrische Spannung frühestens beim Erreichen der Anschlagposition des Führungsstifts an dem Piezoaktor anlegbar ist, kann die elektrische Spannung für den Piezoquarz durch den Führungsstift selbst eingeschaltet werden.There the electrical voltage at the earliest Reaching the stop position of the guide pin on the piezoelectric actuator can be applied, the electrical voltage for the piezoelectric quartz by the guide pin yourself turned on.

Da der Piezoaktor zwei Spannungsanschlüsse aufweist, die über einen Widerstand kurzgeschlossen sind, kann die Ladung im Piezoaktor bei Spannungsausfall durch dessen Kontraktion rasch verschoben werden und zur Freigabe der Rückstellfeder führen. Da der Piezoaktor einen parallel zu ihm angeordneten und über ein Joch mit ihm verbundenen Piezokeramikstab gleicher Abmessung und Zusammensetzung aufweist, über den er auf dem Gehäuse abgestützt ist, wird eine Kompensation seiner thermischen Ausdehnung und damit eine volle Ausnutzung seines Nutzhubes erreicht.There the piezoelectric actuator has two voltage connections, which via a Resistor are short-circuited, the charge in the piezoelectric actuator in case of power failure be rapidly displaced by its contraction and released the return spring to lead. Since the piezoelectric actuator arranged parallel to him and over a Yoke connected to him piezoceramic rod of the same size and Composition has over he's on the case supported is, is a compensation of its thermal expansion and thus reached a full utilization of his Nutzhubes.

Weiter Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist. Es zeigen:Further Features of the invention will become apparent from the following description and the drawings in which an embodiment of the invention schematically is shown. Show it:

1 Eine Prinzipdarstellung des Leistungsstellers mit ausgelöster Fail-Safe-Vorrichtung und entspannter Rückstellfeder in Seitenansicht; 1 A schematic diagram of the power controller with triggered fail-safe device and relaxed return spring in side view;

2 Eine Frontansicht des Leistungsstellers nach 1, jedoch während des Spannens der Rückstellfeder durch einen Stellmotor, der den Führungsstift in eine Anschlagposition hebt; 2 A front view of the power controller after 1 but during tensioning of the return spring by a servomotor raising the guide pin to a stop position;

3 Eine Frontansicht wie 2, jedoch mit verspanntem Führungsstift und offener Drosselklappe; 3 A front view like 2 , but with tensioned guide pin and open throttle;

4 Eine Frontansicht wie 3, jedoch mit verspanntem Führungsstift und vom Stellmotor bewegter Drosselklappe; 4 A front view like 3 , but with strained guide pin and throttle valve moved by the actuator;

5 Eine Frontansicht wie 4, jedoch mit freigegebenem Führungsstift und von dem Stellmotor bewegter Drosselklappe; 5 A front view like 4 but with the guide pin released and the throttle moved by the actuator motor;

6 Eine Frontansicht wie 5, jedoch mit dem Führungsstift und der Drosselklappe in Fail-Safe-Position. 6 A front view like 5 , but with the guide pin and throttle in fail-safe position.

In 1 ist eine verkleinerte Seitenansicht des erfindungsgemäßen Leistungsstellers dargestellt, mit einem Stellmotor 1, auf dessen Achse ein Ritzel 2 drehfest angeordnet ist. Das Ritzel 2 kämmt mit einem Zahnrad 3, das drehfest mit einer Drosselklappenwelle 4 verbunden ist.In 1 is shown a reduced side view of the power controller according to the invention, with a servomotor 1 on whose axis a pinion 2 is arranged rotationally fixed. The pinion 2 combs with a gear 3 , which is non-rotatable with a throttle shaft 4 connected is.

Das Zahnrad 3 weist eine durchgängige kreisbogenförmige und konzentrische Führungsnut 5 für einen achsparallelen Führungsstift 6 auf, der das Zahnrad 3 beidseitig überragt.The gear 3 has a continuous circular arc-shaped and concentric guide groove 5 for an axis-parallel guide pin 6 on that the gear 3 surmounted on both sides.

Das Zahnrad 3 weist außerdem einen Mittenschlitz 7 auf, der in 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet und in 2 deutlich erkennbar ist. Er gestattet die Bewegung einer Rückstellfeder 8, die mit einem Ende im Mittenschlitzbereich an dem Führungsstift 6 und mit dem anderen Ende an einem Gehäuse 9 des Leistungsstellers befestigt ist.The gear 3 also has a center slot 7 on that in 1 indicated by a dashed line and in 2 is clearly visible. It allows the movement of a return spring 8th with one end in the center slot area on the guide pin 6 and with the other end on a housing 9 of the power controller is attached.

Die Enden der Führungsnut 5 sind als Leerlaufende 10 und als Vollastende 11 ausgebildet. Sie begrenzen in Verbindung mit dem Führungsstift 6 den Schwenkwinkel der Drosselklappenwelle 4. Ein erfindungsgemäßer Piezoaktor 12 ist in 1 als Kreis angedeutet.The ends of the guide groove 5 are as idle end 10 and as a full loader 11 educated. They limit in conjunction with the guide pin 6 the swivel angle of the throttle shaft 4 , An inventive piezoelectric actuator 12 is in 1 indicated as a circle.

2 zeigt eine Frontansicht des Leistungsstellers nach 1, jedoch in größerem Maßstab. Der Stellmotor 1 treibt über das Ritzel 2 das Zahnrad 3 und damit die Drosselklappenwelle 4 mit der Drosselklappe 13 in beide Drehrichtungen an. Die Drosselklappe 13 ist in ihrer Vollaststellung 13a dargestellt. 2 shows a front view of the performance after 1 but on a larger scale. The servomotor 1 drives over the pinion 2 the gear 3 and thus the throttle shaft 4 with the throttle 13 in both directions. The throttle 13 is in its full load position 13a shown.

Der Führungsstift 6 befindet sich in seiner Anschlagposition 6a. Die Rückstellfeder 8 ist an einem Ende 8a mit dem Führungsstift 6 und an ihrem anderen Ende 8b mit dem Gehäuse 9 fest verbunden. Die gestrichelte Darstellung des Führungsstifts zeigt denselben in seiner Fail-Safe-Position 6b. Dieser entspricht eine Leerlaufstellung 13b der Drosselklappe 13 (s. 6). Von der Fail-Safe-Position 6b aus ist der Führungsstift 6 von dem Stellmotor 1 am Vollastende 11 der Führungsnut 5 des Zahnrades 3 anliegend in die Anschlagposition 6a hebbar. Dabei ist zugleich die Drosselklappe 13 in ihre Vollaststellung 13a verstellt und die Rückstellfeder 8 vorgespannt.The guide pin 6 is in its stop position 6a , The return spring 8th is at one end 8a with the guide pin 6 and at the other end 8b with the housing 9 firmly connected. The dashed line of the guide pin shows the same in its fail-safe position 6b , This corresponds to an idle position 13b the throttle 13 (S. 6 ). From the fail-safe position 6b out is the guide pin 6 from the servomotor 1 at full load 11 the guide groove 5 of the gear 3 lying in the stop position 6a liftable. It is also the throttle 13 in their full load position 13a adjusted and the return spring 8th biased.

Der Piezoaktor 12 ist mit dem in Anschlagposition 6a befindlichen Führungsstift 6 fluchtend und in geringem axialen Abstand angeordnet. Seine Spannungsanschlüsse 14a, 14b stehen noch nicht unter Spannung, so daß der Piezoaktor seinen verkürzten Status und so mit Axialspiel gegenüber dem Führungsstift 6 aufweist. Ein ohmscher Widerstand 17 führt im Fail-Safe-Fall zu raschem Spannungsabbau.The piezo actuator 12 is in the stop position with 6a located guide pin 6 aligned and arranged at a small axial distance. His voltage connections 14a . 14b are not yet under tension, so that the piezoelectric actuator its shortened status and so with axial play against the guide pin 6 having. An ohmic resistance 17 leads in case of fail-safe to rapid voltage reduction.

Der Piezoaktor 12 stützt sich über einen parallel zu ihm angeordneten und mit einem Joch 16 verbundenen Piezokeramikstab 15 gleicher Abmessung und Zusammensetzung auf dem Gehäuse 9 ab. Dadurch gleicht sich deren Wärmedehnung aus, was bei dem minimalen Nutzhub des Piezoaktors 12 wichtig ist.The piezo actuator 12 rests on a parallel to him and with a yoke 16 connected piezoceramic rod 15 same dimension and composition on the housing 9 from. This compensates for their thermal expansion, resulting in the minimum useful stroke of the piezoelectric actuator 12 important is.

Im Unterschied zu 2 stehen in 3 die Spannungsanschlüsse 14a, 14b unter Spannung, wodurch eine Längung des Piezoaktors 12 und damit eine Klemmung des Führungsstifts 6 in seiner Anschlagposition 6a eintritt. Nun kann, wie in 4 dargestellt, der Stellmotor 1 des Zahnrads 3 und damit die Drosselklappe 13 bei unter Spannung stehendem Piezoaktor 12 zwischen der Vollaststellung 13a und der Leerlaufstellung 13b hin- und herschwenken. Dabei dient der Führungsstift 6 in seiner Anschlagposition 6a als Anschlag für das Leerlauf- und Vollastende 10, 11 der Führungsnut 5 (siehe 1).In contrast to 2 stand in 3 the voltage connections 14a . 14b under tension, causing an elongation of the piezoelectric actuator 12 and thus a clamping of the guide pin 6 in its stop position 6a entry. Well, as in 4 shown, the servomotor 1 of the gear 3 and with it the throttle 13 when the piezoelectric actuator is under tension 12 between the full load position 13a and the idle position 13b swing back and forth. It serves the guide pin 6 in its stop position 6a as a stop for the idling and Vollastende 10 . 11 the guide groove 5 (please refer 1 ).

In 5 ist die Situation im Augenblick des Spannungsabfalls an den Spannungsanschlüssen 14a, b und dem Spannungsausgleich über den ohmschen Widerstand dargestellt. Der Piezoaktor 12 hat soeben den Führungsstift 6 freigegeben, der noch in der Anschlagsposition 6a steht.In 5 is the situation at the moment of voltage drop at the voltage terminals 14a , b and the voltage compensation via the ohmic resistance. The piezo actuator 12 just got the guide pin 6 released, which is still in the stop position 6a stands.

In 6 ist der Fail-Safe-Fall eingetreten, bei dem die vorgespannte Rückstellfeder 8 den Führungsstift 6 aus seiner Anschlagposition 6a in seine Leerlaufposition 6b zieht und dabei die Drosselklappe 13 in ihre Leerlaufstellung 13b mitzieht.In 6 the fail-safe case has occurred, in which the preloaded return spring 8th the guide pin 6 from its stop position 6a in its idle position 6b pulls while the throttle 13 in its idle position 13b go along.

Die erfindungsgemäße Fail-Safe-Vorrichtung ist durch niedrigen Stromverbrauch und schnelle sowie zuverlässige Funktion gekennzeichnet. Sie ist nicht nur für den beschriebenen Otto-Motor, sondern in gleicher Weise für Dieselmotoren geeignet.The Fail-safe device according to the invention is due to low power consumption and fast and reliable function characterized. It is not just for the described gasoline engine, but in same way for Diesel engines suitable.

Claims

Electric power controller for an actuator, in particular for the throttle valve ( 13 ) of an internal combustion engine of a vehicle, wherein the electric power controller is an electric servomotor ( 1 ) and a fail-safe device with a return spring ( 8th ) provided by the servomotor ( 1 ) is biased and fixed to the fail-safe case in this state by an electrically influenceable locking element and released in case of failure of the actuator motor current, whereby the throttle ( 13 ) reaches a defined basic position, characterized in that a piezoelectric actuator ( 12 ) is provided, the elongation upon application of an electrical voltage for clamping the biased return spring ( 8th ) and whose shortening serves to release the voltage for release thereof.

Power controller according to claim 1, characterized in that between actuator ( 1 ) and throttle valve ( 13 ) a control gear with one on a throttle shaft ( 4 ) non-rotatably mounted gear ( 3 ) provided with a drive pinion ( 2 ) of the servomotor ( 1 ) combs.

Power controller according to claim 2, characterized in that the gear ( 3 ) a circular arc-shaped, concentric guide groove ( 5 ) for a gear ( 3 ) on both sides superior axis-parallel guide pin ( 6 ) having.

Power controller according to claim 3, characterized in that the gear ( 3 ) arranged in its plane, the guide groove ( 5 ) intersecting central slot ( 7 ) for the return spring ( 8th ) whose one end ( 8a ) on the guide pin ( 6 ) and its other end ( 8b ) on a housing ( 9 ) of the power controller is attached.

Power controller according to claim 3 or 4, characterized in that the guide pin ( 6 ) as a stop for an open end ( 10 ) and a full load ( 11 ) of the guide groove ( 5 ) serves.

Power controller according to claim 5, characterized in that at full load ( 13a ) of the throttle valve ( 13 ) at full load ( 11 ) of the Füh rungsnut ( 5 ) in stop position ( 6a ) located guide pin ( 6 ) by the aligned with him and at a small axial distance piezoelectric actuator ( 12 ) by applying an electrical voltage with this bracing and thereby fixed and is solved in the absence of electrical voltage of the same.

Power controller according to claim 6, characterized in that for tensioning the return spring ( 8th ) the gear ( 2 ) together with the at full load ( 11 ) of the guide groove ( 5 ) adjacent guide pin ( 6 ) by means of the servomotor ( 1 ) at each start of the internal combustion engine from the fail-safe position ( 6b ) thereof to its stop position ( 6a ) is pivotable.

Power controller according to one of claims 2 to 7, characterized in that in case of failure of the actuating motor current (fail-safe case) and when switching off the internal combustion engine, the gear ( 3 ) together with the throttle valve ( 13 ) by the tensioned return spring ( 8th ) into the idle or basic position ( 13b ).

Power controller according to one of claims 3 to 8, characterized in that the electrical voltage at the earliest when reaching the stop position ( 6a ) of the guide pin ( 6 ) on the piezoelectric actuator ( 12 ) can be applied.

Power controller according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the piezoelectric actuator ( 12 ) two voltage connections ( 14a . 14b ), which via an ohmic resistance ( 17 ) are shorted.

Power controller according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the piezoelectric actuator ( 12 ) arranged parallel to it and via a yoke ( 16 ) connected to it piezoceramic rod ( 15 ) of the same size and composition over which it rests on the housing ( 9 ) is supported.