DE3918852A1

DE3918852A1 - ELECTRICALLY CONTROLLED THROTTLE OPERATING DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DE3918852A1
Application number: DE3918852A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Mueller
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1990-12-13
Also published as: IT9048013A1; GB2233039B; GB2233039A; IT1240849B; IT9048013A0; FR2648185B1; FR2648185A1; GB9012013D0

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch ansteuerbare Drosselklappenbetätigungseinrich tung nach dem Oberbegriff des Patentenspruchs 1.The invention relates to an electrically controllable throttle valve actuating device device according to the preamble of patent claim 1.

Es ist bekannt, die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine vom Gaspedal zu trennen, eine Einrichtung zur Erfassung der Gaspedalstellung vorzusehen und die Drosselklappe durch einen Elektromotor in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Erfassungseinrich tung und anderer Signale zu regeln.It is known to separate the throttle valve of an internal combustion engine from the accelerator pedal, to provide a device for detecting the accelerator pedal position and the throttle valve by an electric motor depending on the output signal of the acquisition device device and other signals.

Aus der DE-OS 37 20 897 ist eine Einrichtung bekannt, bei der Fehlfunktionen des Elektromotors durch eine zusätzliche mechanische Betätigungseinrichtung, die direkt mit dem Gaspedal verbunden ist, kompensiert werden sollen. Diese Einrichtung läßt je doch eine Kompensation bzw. eine Betätigung über die mechanische Einrichtung nur für den Fall zu, wenn das Steuerdrehmoment des Elektromotors verlorengeht. Sollte der Elektromotor blockieren, beispielsweise in Leerlaufstellung der Drosselklappe, wäre ein Start- bzw. Notlaufbetrieb der Brennkraftmaschine ausgeschlossen. Darüber hinaus wird die Drosselklappe direkt von einer in Öffnungsrichtung wirkenden Feder belastet, d. h. bei Bruch einer der mechanischen Anschläge kännte die Drosselklappe voll öff nen, was zu gefährlichen Betriebszuständen führen könnte.From DE-OS 37 20 897 a device is known in which the malfunction of the Electric motor through an additional mechanical actuator that directly connected to the accelerator pedal to be compensated. This facility ever leaves but compensation or actuation via the mechanical device only for the case when the control torque of the electric motor is lost. Should block the electric motor, for example in the idle position of the throttle valve, would be a start or emergency operation of the engine is excluded. Furthermore the throttle valve is loaded directly by a spring acting in the opening direction, d. H. If one of the mechanical stops breaks, the throttle valve could open fully what could lead to dangerous operating conditions.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung ausgehend von einer gattungsgemäßen Betäti gungseinrichtung die Aufgabe zugrunde, auch bei blockiertem Elektromotor, Start- und Notlauffunktionen zu erreichen, wobei die Drosselklappe im wesentlichen nur durch Schließfederkräfte beaufschlagt sein soll.Proceeding from this, the invention is based on a generic actuator tion device based on the task, even with blocked electric motor, start and To achieve emergency running functions, the throttle valve essentially only by Closing spring forces should be applied.

Diese Aufgabe ist bei einer Betätigungseinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentan spruchs 1 mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst worden. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is in an actuator according to the preamble of the patent Proverb 1 has been solved with the characteristic features. More beneficial Further developments are specified in the subclaims.

Mit der Erfindung erreichte Vorteile können der Beschreibung eines Ausführungsbei spiels entnommen werden, das in der Zeichnung dargestellt ist.Advantages achieved with the invention can be found in the description of an embodiment removed game, which is shown in the drawing.

Diese zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel bestehend aus einem Luftansaugkanal 1 einer Brennkraftmaschine, in dem eine Drosselklappe 2 auf einer drehbaren Drossel klappenwelle 3 befestigt ist. Auf ihren außerhalb des Luftansaugkanals 1 bestehenden Enden weist die Drosselklappenwelle 3 ein Istwert-Potentiometer 4 und einen Drossel hebel 5 auf, wobei an den Drosselhebel 5 eine Schließfeder 6 angreift und die Mindest öffnungsstellung der Drosselklappe 2 durch eine Einstellschraube 7 eingestellt ist, die in die Bewegungsbahn des Drosselhebels 5 hineinragt.This schematically shows an embodiment consisting of an air intake duct 1 of an internal combustion engine, in which a throttle valve 2 is mounted on a rotatable throttle valve shaft 3 . On their existing outside the air intake passage 1 ends 3, the throttle valve shaft, an actual value potentiometer 4 and a throttle lever to 5, in which engages the throttle lever 5 a closing spring 6, and the minimum opening position of the throttle valve 2 by an adjusting screw 7 is set is that in the Path of movement of the throttle lever 5 protrudes.

Auf der Drosselklappenwelle 3 ist drehbar ein Getriebehebel 8 angeordnet, der durch ein Zahnrad 9 eines Elektromotors 10 links- und rechtsdrehend verstellt werden kann. Bei Rechtsdrehung schwenkt der Getriebehebel 8 mit einem Anschlagstift 11 gegen ei nen ersten Schenkel 12 einer Feder 13, deren zweiter Schenkel 14 sich dabei an einen Anschlagstift 15 des Drosselhebels 5 abstützt und die Drosselklappe in Schließrichtung belastet. Bei Linksdrehung schwenkt der Getriebehebel 8 und damit der Anschlagstift 11 gegen den zweiten Schenkel 14 der Feder 13, wodurch der erste Schenkel 12 den Anschlagstift 15 des Drosselhebels 5 belastet und die Drosselklappe 2 geöffnet wird, sofern dies nicht durch einen Betätigungshebel 1 6 mit einem Anschlaglappen 17 verhin dert wird, der in die Bewegungsbahn von zwei Anschlagansätzen 18, 19 eines über eine Verbindungsstange 20 mit dem Drosselhebel 5 verbundenen Zwischenhebel 21 hineinragt und beim Anschlagen des Anschlagansatzes 18 die Öffnungsbewegung des Drosselhebels 5 bzw. der Drosselklappe 2 durch den Elektromotor 10 beendet. Danach kann eine weitere Linksdrehung des Getriebehebels 8 gegen die zwischen Getriebehebel 8 und Drosselhebel 5 eingespannte Feder 13 erfolgen.A gear lever 8 is rotatably arranged on the throttle valve shaft 3 and can be adjusted to the left and right by a gear 9 of an electric motor 10 . When turning to the right, the gear lever 8 pivots with a stop pin 11 against a first leg 12 of a spring 13 , the second leg 14 of which is supported on a stop pin 15 of the throttle lever 5 and loads the throttle valve in the closing direction. When turning to the left, the gear lever 8 and thus the stop pin 11 swings against the second leg 14 of the spring 13 , whereby the first leg 12 loads the stop pin 15 of the throttle lever 5 and the throttle valve 2 is opened, unless this is done by an actuating lever 1 6 with a stop flap 17 is prevented, which protrudes into the movement path of two stop lugs 18 , 19 of an intermediate lever 21 connected via a connecting rod 20 to the throttle lever 5 and stops the opening movement of the throttle lever 5 or the throttle valve 2 by the electric motor 10 when the stop lug 18 strikes. Thereafter, the gear lever 8 can be turned further to the left against the spring 13 clamped between the gear lever 8 and the throttle lever 5 .

Der Betätigungshebel 16 ist drehbar gelagert und kann über einen Gaszug 22 entgegen der Kraft einer Rückzugsfeder 23 - nach Maßgabe eines Motorbetreibers - geschwenkt werden, wobei dessen entlastete Position durch einen gehäusefesten Anschlag 24 be stimmbar ist, der auf ein Notsignal aus der Bewegungsbahn des Betätigungshebels 16 austreten kann.The actuating lever 16 is rotatably mounted and can be pivoted via a throttle cable 22 against the force of a return spring 23 - in accordance with a motor operator, the relieved position of which can be tuned by a stop 24 fixed to the housing, which is based on an emergency signal from the path of movement of the actuating lever 16 can leak.

Die Schwenkbewegung des Betätigungshebels 16 wird durch eine mit diesem verbunde ne Welle 25 auf ein Sollwert-Potentiometer 26 übertragen. The pivoting movement of the actuating lever 16 is transmitted to a setpoint potentiometer 26 by a shaft 25 connected thereto.

Der Anschlag 24 kann von einem pneumatischen Stellglied (strichpunktiert dargestellt) bei entsprechender Druckbeaufschlagung entgegen der Kraft der Schließfeder 23 in Öffnungsrichtung der Drosselklappe 2 verstellt werden. Bei Verdrehung des Betäti gungshebels 16 in Öffnungsrichtung der Drosselklappe 2 bewegt sich der Anschlaglappen 17 in der Bewegungsbahn zwischen den Anschlagansätzen 18, 19 des Zwischenhebels 21 bis zum Anschlag an den Anschlagansatz 19, wodurch dieser nach einem vorgegebenen Schwenkfreibetrag 27 in Öffnungsrichtung der Drosselklappe geschwenkt wird. Sollte der Getriebehebel 8 ggf. in einer Stellung befindlich sein, die der Leerlaufstellung entspricht, würde die Feder 13 gespannt werden.The stop 24 can be adjusted in the opening direction of the throttle valve 2 by a pneumatic actuator (shown in dash-dotted lines) with appropriate pressurization against the force of the closing spring 23 . When the actuating lever 16 is rotated in the opening direction of the throttle valve 2 , the stop flap 17 moves in the movement path between the stop lugs 18 , 19 of the intermediate lever 21 up to the stop on the stop lug 19 , as a result of which the latter is pivoted in the opening direction of the throttle valve according to a predetermined pivoting allowance 27 . If the gear lever 8 were to be in a position corresponding to the idle position, the spring 13 would be tensioned.

Mode of action

Beim Starten der Brennkraftmaschine erhält der Elektromotor 10 Steuersignale eines nicht dargestellten elektrischen Steuergerätes, wodurch der Elektromotor 10 über das Zahnrad 9 den Getriebehebel 8 in eine Drehung versetzt, der der mit dem Anschlag stift 15 unter der Kraft Feder 13 gegen den Getriebehebel 8 bzw. dessen Anschlagstift 11 anliegende Drosselhebel 5 folgt, bis eine für den Start geeignete Drosselklappen stellung vorliegt, die durch den Istwertpotentiometer 4 angezeigt wird.When starting the internal combustion engine, the electric motor 10 receives control signals from an electrical control device (not shown), as a result of which the electric motor 10 sets the gear lever 8 into rotation via the gear 9 , which pin 15 with the stop 15 under the force of spring 13 against the gear lever 8 or its Throttle pin 11 adjoining throttle lever 5 follows until a throttle valve position suitable for starting is present, which is indicated by the actual value potentiometer 4 .

Die Starteinstellung der Drosselklappe 2 wird durch den Anschlaglappen 17 des Betäti gungshebels 16 nicht behindert, da ein ausreichend großer Schwenkfreibetrag 28 kon struktiv vorgesehen oder durch das pneumatische Stellglied bzw. den Anschlag 24 ein gestellt ist.The start setting of the throttle valve 2 is not hindered by the stop flap 17 of the actuating lever 16 , since a sufficiently large pivoting allowance 28 is provided structurally or is set by the pneumatic actuator or the stop 24 .

Bei Selbstlauf der Brennkraftmaschine erfolgt durch den Elektromotor eine Füllungsre gelung selbsttätig nach vorgegebenem Programm.When the internal combustion engine is running, the electric motor fills up automatic according to the specified program.

Bei einer durch den Motorbetreiber über ein Gaspedal und den Gaszug 22 bewirkten Verstellung des Betätigungshebels 16 im Sinne einer Motorbelastung wandert der An schlaglappen 17 rechtsdrehend aus und vergrößert den bestehenden Schwenkfreibetrag 28 des Zwischenhebels 21. Der Elektromotor 10 kann dadurch auf Steuersignale des Steuergerätes reagierend die Drosselklappe 2 entsprechend verstellen, wobei die Steuersignale in Abhängigkeit der mit der Verstellung des Betätigungshebels 16 erfolg ten Sollwertpotentiometersignale und der sich einstellenden lstwertpotentiometersigna le ausgegeben werden.In the case of an adjustment of the actuating lever 16 in the sense of an engine load caused by the engine operator via an accelerator pedal and the throttle cable 22 , the flap 17 migrates clockwise and increases the existing pivoting allowance 28 of the intermediate lever 21 . The electric motor 10 can thereby adjust the throttle valve 2 in response to control signals from the control unit, the control signals being output as a function of the setpoint potentiometer signals and the actual value potentiometer signals which occur with the adjustment of the actuating lever 16 .

Die an den Elektromotor 10 ausgegebenen Steuersignale bewirken eine zeitlich und größenmäßig bestimmte Verstellung des Drosselhebels 5 in bezug auf die Gaspedalver stellung durch den Motorbetreiber. The control signals output to the electric motor 10 cause a timing and size-specific adjustment of the throttle lever 5 in relation to the accelerator pedal position by the engine operator.

Die Drosselklappenöffnungsstellung kann auch bei Fehlfunktion des Elektromotors 10 nicht über dem durch den Betätigungshebel 16 vorgegebenen Betrag liegen, da der Elektromotor 10 die Öffnungsverstellung der Drosselklappe 2 nur bis zum Anschlag des Anschlagansatzes 18 an den Anschlaglappen 17 durchführen kann.Even in the event of malfunction of the electric motor 10 , the throttle valve opening position cannot exceed the amount specified by the actuating lever 16 , since the electric motor 10 can only adjust the opening of the throttle valve 2 up to the stop of the stop projection 18 on the stop tab 17 .

Bei einer abrupten Entlastung des Gaspedals kann eine Schließdämpfung durch den Elektromotor erfolgen. Das pneumatische Stellglied kann den Betätigungshebel 16 in mehreren Positionen halten, wodurch der Elektromotor 10 die Drosselklappe 2 für weitere Funktionen verstellen kann, z. B. Tempomatfunktion, ohne das Auswirkungen dieser Funktionen am Gaspedal bemerkbar werden.If the accelerator pedal is suddenly relieved, the electric motor can dampen the closing. The pneumatic actuator can hold the operating lever 16 in several positions, whereby the electric motor 10 can adjust the throttle valve 2 for further functions, for. B. Cruise control function without the effects of these functions on the accelerator pedal.

Bei Fehlfunktion elektrischer und/oder elektronischer Bauteile, die eine Fehleinstellung der Drosselklappe 2 oder ein Blockieren des Elektromotors 10 verursachen können, wird die Drosselklappe 2 mechanisch durch Entlastung des Gaspedals durch Federkraft geschlossen, die Drosselklappe 2 kann durch das Gaspedal auch bei in Leerlaufstellung befindlichem, durch den Elektromotor 10 blockiertem Getriebehebel 8 auf einen be stimmten Öffnungsbetrag geöffnet werden, so daß Notsituationen, die bei Einsatz des Motors in einem Kraftfahrzeug entstehen können, gemeistert werden und das Fahrzeug bis zu einer Werkstatt gefahren werden könnte.In the event of malfunction of electrical and / or electronic components, which can cause incorrect adjustment of the throttle valve 2 or a blocking of the electric motor 10 , the throttle valve 2 is closed mechanically by relieving the accelerator pedal by spring force, the throttle valve 2 can also be operated by the accelerator pedal when the by the electric motor 10 blocked gear lever 8 be opened to a certain opening amount, so that emergency situations that may arise when using the engine in a motor vehicle can be mastered and the vehicle could be driven to a workshop.

Bei Vorliegen eines Notsignals kann der Anschlag 24 aus der Bewegungsbahn des Betä- tigungshebels 16 herausgezogen werden. Diese Maßnahme kann den Schwenkfreibetrag 28, der für Startleerlaufbetrieb usw. vorgesehen ist, reduzieren.When an emergency signal is present, the stop 24 can be pulled out of the movement path of the actuating lever 16 . This measure can reduce the swivel allowance 28 , which is provided for idle start operation, etc.

Die Schließfeder 6 und die Rückzugsfeder 23 können redundant ausgeführt werden zur Erfüllung von Sicherheitsvorschriften. Die Kraft jeder dieser Federn 6, 23 ist größer als die der Feder 13 in Bezug auf die Schließfunktion.The closing spring 6 and the return spring 23 can be designed redundantly to meet safety regulations. The force of each of these springs 6 , 23 is greater than that of the spring 13 in relation to the closing function.

Das Stellglied kann alternativ auch hydraulisch oder elektrisch betätigt sein.The actuator can alternatively be operated hydraulically or electrically.

Claims

1. Electrically controllable throttle valve actuating device for internal combustion engines, formed from an electric motor that controls the opening position of the throttle valve under the action of a closing spring, a mechanical device connected to a gas pedal, with which the amount of the maximum opening position of the throttle valve can be predetermined , and a setpoint and actual value potentiometer signals processing control device for the output of the electrical control signals to the electric motor, characterized in net,
that the electric motor ( 10 ) acts on the throttle valve ( 2 ) via a gear lever ( 8 ) which is resiliently connected in both directions of rotation to a throttle lever ( 5 ),
that the mechanical device acts on a verbun with the throttle lever ( 5 ) which intermediate lever ( 21 ) acts,
that the throttle lever ( 5 ) or the throttle valve ( 2 ) can be loaded by a closing spring ( 23 ).

2. Actuating device according to claim 1, characterized in that the mechanical cal device also acts on the intermediate lever ( 21 ) in such a way that the throttle lever ( 5 ) or the throttle valve ( 2 ) with the accelerator pedal force in the opening direction can be loaded.

3. Actuating device according to claim 1, characterized in that the mechanical cal device relative to a stop shoulder ( 18 ) of the intermediate lever ( 21 ) with a stop tab ( 17 ) of an operating lever ( 16 ) has a predetermined first pivot allowance ( 28 ) before the closing spring load starts.

4. Actuating device according to claim 2, characterized in that the mechanical device against a second stop projection ( 19 ) of the intermediate lever ( 21 ) with the stop tab ( 17 ) of the operating lever ( 16 ) has a predetermined 2nd pivot allowance ( 27 ) before the Accelerator pedal load.

5. Actuating device according to claim 3 or 4, characterized in that the actuating lever ( 16 ) is adjusted by a stop fixed to the housing ( 24 ) in its position relieved of the accelerator pedal force.

6. Actuating device according to claim 5, characterized in that the housing fixed stop ( 24 ) emerges from the path of movement of the actuating lever ( 16 ) by an emergency signal.

7. Actuating device according to claim 6, characterized in that the stop ( 24 ) can be held by an actuator in a position in which the 1st pivot allowance ( 28 ) is.

8. Actuating device according to claim 7, characterized in that the actuator can hold the stop ( 24 ) in at least two positions.

9. Actuating device according to claim 6, 7 or 8, characterized in that the Actuator can be actuated pneumatically, hydraulically or electrically.