DE4016008A1 - Elektrisch beeinflusste drosselklappeneinstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch beein­ flußte Drosselklappeneinstellung.

Eine derartige Einrichtung ist bekannt aus der europäi­ schen Patentanmeldung 8 91 05 378.7.

Es ist wünschenswert, den dort geschilderten Aufbau zu vereinfachen.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Hauptanspruch.

Erfindungsgemäß überträgt sich im Normalbetrieb die Bewegung des Gaspedals auf ein Übertragungsglied, das durch einen entsprechenden Istwertgeber ein Drosselklap­ pen-Stellglied betätigt.

Das vorgesehene Zwischenstück wird in eine Stellung be­ wegt, in der es außer Berührung mit dem Übertragungs­ glied und dem Drosselklappen-Stellglied ist, mit beiden Bauteilen lediglich über eine Feder verbunden.

Im Notlaufbetrieb erfolgt die Übertragung vom Gaspedal auf die Drosselklappe über das Zwischenstück auf mecha­ nischem Wege, wobei durch den erfindungsgemäßen Aufbau ein hohes Maß an Bedienungskomfort aufrechterhalten bleibt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figur detail­ liert beschrieben.

Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein übliches Gaspedal im Fußraum eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, dessen Betäti­ gung über einen Seilzug 12 an ein Übertragunsglied 14 weitergeleitet wird. Dieses Übertragungsglied 14 kann beispielsweise die Seilscheibe sein und wird entspre­ chend dem Ausmaß des Niedertretens des Gaspedals 10 bewegt, was sich in der Figur durch ein schematisches Verschieben nach rechts darstellt. Ein diesem Übertra­ gunsgglied 14 zugeordneter Istwertgeber 16 erfaßt das Ausmaß des Verschiebens und liefert einen entsprechenden Ausgangswert. Dieser Istwertgeber kann beispielsweise durch ein Potentiometer gebildet sein. Zusätzlich ist dem Übertragungsglied 14 noch ein Leerlaufschalter 18 zugeordnet, der anspricht, wenn das Gaspedal 10 über­ haupt nicht niedergetreten wird.

Ein Rückholfederpaket, das aus den Federn 20 und 22 be­ steht, beaufschlagt das Übertragungsglied 14 entgegenge­ setzt zur Bewegungsrichtung bei Niedertreten des Gaspe­ dals 10, dieses Rückholfederpaket ist motorseitig 24 angelenkt. Somit ist sichergestellt, daß das Übertra­ gungsglied 14 bei Nichtbetätigen des Gaspedals 10 in seine Leerlaufstellung bewegt wird.

Eine erste Feder 26 verbindet das Übertragungsglied 14 mit einem Zwischenstück 28 derart, daß das Zwischenstück 28 in Richtung auf das Übertragungsglied 14 beaufschlagt wird, und zwar in Schließrichtung.

Weiterhin ist das Zwischenstück 28 mit einer Feder 40 mit einem Drosselklappen-Stellglied 38 verbunden, die Feder 40 beaufschlagt das Zwischenstück 28 und das Drosselklappen-Stellglied 38 in Richtung auf einander zu.

Das Drosselklappen-Stellglied 38 ist mit der Drossel­ klappe 56 verbunden, die durch eine Bewegung nach links in der Figur geschlossen wird und durch eine Bewegung nach rechts in der Figur geöffnet wird.

Das Drosselklappen-Stellglied 38 wird in seiner Stellung durch ein zweites Stellglied 44 beeinflußt, das an der Stelle 42 die Drosselklappe in die Schließstellung drücken kann. Das zweite Stellglied 44 wird in seiner Stellung gesteuert durch einen Elektromotor 46, der in der schematischen Darstellung über ein Reduziergetriebe 48 ein Zahnrad 50 dreht, das mit einer Zahnstange 52 zusammenwirkt und dementsprechend das zweite Stellglied in der Figur nach rechts oder links verschwenkt. Um den Notlauf sicherzustellen, darf die Steuerung für das zweite Stellglied 44 nicht selbsthemmend sein.

Es ist selbstverständlich, daß in der praktischen Aus­ führung die schematischen Rechts- und Linksbewegungen durch Drehbewegungen ersetzt sind, und daß der Elektro­ motor auch mit anderen geeigneten Mitteln das zweite Stellglied 44 bewegen kann.

Wesentlich ist die Funktion, nämlich daß das Stellglied 44 das Drosselklappen-Stellteil 38 in Richtung Schließ­ stellung der Drosselklappe 56 bewegt, wobei die Stellung des Drosselklappen-Stellgliedes 38 durch einen Istwert­ geber 54 sowie einen zugehörigen Leerlaufschalter erfaßt wird.

Beaufschlagt nun das zweite Stellglied 44 durch Aktivie­ rung des Elektromotors 46 das Drosselklappen-Stellglied 38 in seine Schließstellung, wird die zweite Feder 40 entsprechend gedehnt. Damit kann über den Elektromotor 46 die Drosselklappe 56 weiter geschlossen werden.

Eine pneumatische Stellvorrichtung beaufschlagt über eine Stange 64 und einen Vorsprung 66 einen entsprechen­ den Vorsprung 68 des Zwischenstückes 28 in Richtung Öff­ nung der Drosselklappe. In der vollständig geöffneten Stellung des Zwischenstücks 28 kommt das Zwischenstück 28 an einen Vollastausschlag 60, die Mindestausschlag­ stellung des Zwischenstücks 28 ist andererseits durch einen Notleerlaufanschlag 58 gebildet.

Diese pneumatische Stellvorrichtung 62 ist im Normalbe­ trieb aktiviert, dadurch wird das Zwischenstück 28 in die vollständig geöffnete Stellung gefahren, die Ein­ stellung der Drosselklappe 56 geschieht damit aus­ schließlich über den Elektromotor 46, der vom Sollwert­ geber 16 und Istwertgeber 54 beeinflußt wird.

Bei Freigabe durch die pneumatische Stellvorrichtung 62 wird das Zwischenstück 28 durch die Feder 26 beauf­ schlagt und kommt, wie schematisch durch die Stirnflä­ chen 34 und 36 dargestellt ist, in Anlage an das Dros­ selklappen-Stellglied 38. Bei geschlossener Drosselklap­ pe 56 ist der Vorsprung 68 in Anlage an eine Notleer­ laufeinstellung 58 aufgrund der geometrischen Abmessung von Zwischenstück 28 und Drosselklappen-Stellglied 38.

Die Berührungsflächen 30 und 32 zwischen Übertragungs­ glied 14 und Zwischenstück 28 sind bei nicht niederge­ tretenem Gaspedal 10 nicht in Anlage zueinander, da das Übertragungsglied 14 durch die stärkere Auslegung des Rückholfederpaketes 20 und 22 in der geringsten Auslenk­ stellung gehalten wird und dementsprechend die Feder 26 leicht gedehnt ist. Ein für das Übertragungsglied 14 in seiner Schließstellung vorgesehener Anschlag ist mit dem Anschlag 58 für das Zwischenstück 28 derart abgestimmt, daß die Stirnflächen 30 und 32 beabstandet bleiben.

Im Notlaufbetrieb, beispielsweise bei Ausfall des Elek­ tromotors 46, wird die pneumatische Stellvorrichtung 62 belüftet und dementsprechend das Zwischenstück 28 frei­ gegeben, bei nicht betätigtem Gaspedal 10 ist die soeben beschriebene Stellung eingenommen. Wird nun das Gaspedal 10 niedergedrückt, verschiebt sich das Übertragungsglied 14, und die Fläche 30 des Übertragungsgliedes 14 kommt mit der Fläche 32 des Zwischenstückes 28 in Berührung und verschiebt das Zwischenstück 28. Aufgrund der Feder 40 bleibt die Stirnfläche 36 des Drosselklappen-Übertra­ gungsgliedes 38 in Anlage an der Fläche 34 des Zwischen­ stückes 28, so daß die Bewegung bei Niederdrücken des Gaspedals 10 übertragen wird auf das Drosselklappen- Stellteil 38, was zu einer Öffnung der Drosselklappe 56 führt. Der Elektromotor 46 mit Getriebe 48 wird hierbei in seine "Auf"-Stellung gedrückt.

Insbesondere also, wenn der Elektromotor 46 durch eine Fehlfunktion das zweite Stellglied 44 vollständig öff­ net, wird die Drosselklappe durch das Freigeben des Zwi­ schenstückes 28 nur so weit geöffnet, wie es durch das Niederdrücken des Gaspedals 10 gewünscht wird.

Diese erfindungsgemäße Anordnung hat eine Reihe von Vorteilen, von denen im folgenden einige aufgezählt werden:

Die Regelbewegungen des Stellmotors 46 und die damit verbundene Öffnung oder Schließung der Drosselklappe 56 hat keine Kraftwirkungen auf das Gaspedal 10, sämtliche Wirkungen werden in der Feder 40 aufgefangen.

Die Abstimmung der Federn zueinander ist unkritisch.

Für den Stellmotor 46 ergeben sich definierte Kraftan­ forderungen zur Betätigung der Drosselklappe 56, da er allein gegen die Feder 40 arbeitet, und sämtliche ande­ ren Federn (26, 20, 22) durch den Elektromotor nicht be­ einflußt oder gedehnt werden.

Die einfach aufgebaute dargestellte Anordnung mit dem Zwischenstück 28 und dem pneumatischen Stellglied 62 erübrigt eine teuere und aufwendige Magnetkupplung, die einen erheblichen Bauraum einnimmt.

Ein blockierender Stellmotor 46 oder ein blockierendes Getriebe 48 ist unkritisch, die Drosselklappe kann stets dennoch geschlossen werden.

Im Betrieb einer Geschwindigkeits-Regelanlage wird eine zusätzliche Sicherheit erreicht, wenn die pneumatische Stellvorrichtung 62 mit in die Logik der Geschwindig­ keits-Regelanlage einbezogen wird.

Im Geschwindigkeits-Regelanlagenbetrieb wird das Soll­ wertpotentiometer 16 durch das Hauptrückholfedersystem 20 und 22 auf die Leerlaufstellung gezogen, was im Ver­ gleich zu anderen Systemen eine höhere Sicherheit bie­ tet. Bei diesen Systemen dient dazu eine extra vorgese­ hene kleinere Feder, die in ihrer Härte wiederum auf die anderen Federn abgestimmt werden muß.

In einer Funktionsüberprüfung wird bei Einschalten der Zündung vor dem Starten des Motors der Elektromotor 46 kurzzeitig in seine Öffnungsstellung gebracht. Wenn in diesem Zustand die pneumatische Stellvorrichtung 62 aufgrund eines Fehlers das Zwischenstück 28 nicht frei­ gegeben haben sollte, würde das Drosselklappen-Stell­ glied 38 öffnen, was durch das Istwertpotentiometer er­ faßt würde. Damit könnte eine entsprechende Fehlermel­ dung abgesetzt werden. Dieser Überprüfungsvorgang dauert etwa 30-40 msec, fällt also dem Fahrer beim Anlassen des Fahrzeuges nicht auf.

Durch den unterschiedlichen Abstand der Stirnflächen 30 und 36 zu dem Zwischenstück 28 ist sichergestellt, daß der Übergang im Normalbetrieb (elektrische Beeinflus­ sung) zum mechanischen Notbetrieb kein plötzliches Öff­ nen der Drosselklappe 56 mit sich bringt.

Claims (6)

1. Elektrisch beeinflußte Drosselklappeneinstellung für eine Brennkraftmaschine mit einem Übertragungsglied (14), das durch die Betätigung eines Gaspedals (10) entgegen der Beaufschlagung mindestens einer Rückhol­ feder (20, 22) bewegt wird und über einen Sensor (16) das Ausmaß der Bewegung überträgt, einem Zwischen­ stück (28), das über Federkraft (26) mit dem Übertra­ gungsglied (14) verbunden ist und im Normalbetrieb in seiner geöffneten Endstellung gehalten ist, einem Drosselklappen-Stellglied (38), das über Federkraft (40) mit dem Zwischenstück (28) verbunden ist, eine dem Drosselklappen-Stellglied (38) zugeordnete Betä­ tigung (Elektromotor 46) zur Verschiebung des Dros­ selklappen-Stellgliedes (38), und einem Istwertgeber (54), der dem Drosselklappen-Stellglied (38) zugeord­ net ist.

2. Elektrische Drosselklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Notlaufbetrieb das Zwischen­ stück (28) freigegeben wird und durch die Federbeauf­ schlagung (40) in Berührung mit dem Drosselklappen- Stellglied gebracht wird, so daß die Bewegung des Zwischenstückes mechanisch auf das Drosselklappen- Stellglied übertragen wird.

3. Elektrisch beeinflußbare Drosselklappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Notlaufbetrieb das Übertragungsglied (14) das Zwischenstück (28) bewegt.

4. Elektrisch beeinflußbare Drosselklappeneinstellung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Not­ lauffall bei geschlossener Drosselklappe (56) das Zwischenstück (28) sich in Anlage an dem Drosselklap­ pen-Stellglied (38) befindet, während das Übertra­ gungsglied (14) erst bei Niedertreten des Gaspedals (10) in Anlage an das Zwischenstück (28) kommt.

5. Drosselklappeneinstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine pneumatische Stellvorrichtung (62) vorgesehen ist, die im Normal­ betrieb das Zwischenstück (28) in ihrer Offenstellung hält.

6. Drosselklappeneinstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung (Elektromotor 46) bei Aktivierung das Drosselklap­ pen-Stellglied (38) in die Schließrichtung der Dros­ selklappe (56) bewegt, während die Öffnung der Dros­ seklappe (56) durch die Kraftwirkung der Feder (40) zwischen Drosselklappen-Stellglied (38) und Zwischen­ stück (28) erfolgt.