DE3313830A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung mindestens eines drosselquerschnittes in einer steuerleitung - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung mindestens eines Drosselauerschnittes.in einer Steuerleitung St.and der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Anspruches 1 und einer Vorrichtung nach der Gattung des Anspruches 2. Es sind schon derartige Vorrichtungen (DE.-OS 28 12 292, DE-OS 30 01 473, DE-OS 30 19 167) bekannt, bei denen aber der Nachteil besteht, daß bei einem Ausfall der Stromversorgung des Stellmotors oder bei einer Verwendung im Kraftfahrzeug beim Abstellen der Brennkraftmaschine das den Querschnitt der Steuerleitung steuernde Drosselorgan in der Öffnungsstellung verharrt, die gerade durch den Stellmotor gesteuert wurde oder in -eine ganz geschlossene oder ganz geöffnete Stellung verschoben wird, wodurch es zu Störungen beim Start oder Weiterlauf der Brennkraftmaschine kommen kann. Es ist deshalb bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei der bei Unterbrechung der Stromzufuhr zum Stellmotor das Drosselorgan durch ein Federelement in eine bestimmte, den Drosselquersc.hnitt der Steuerleitung öffnende Stellung bewegbar ist.
• Eine derartige Ausführung erfordert jedoch in unerwünschter Weise eine ständige Uberwindung des durch das Federelement bewirkten Rückstellmoment-es.
• Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung mindestens eines Drosselquerschnittes in einer Steuerleitung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß bei nicht erregtem Stellmotor ein exakt festlegbarer Drosselquerschnitt geöffnet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung mindestens eines Drosselquerschnittes in einer Steuerleitung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 hat den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln kostengünstig die Einstellung eines gleichbleibenden Dros.selquersch-nittes bei nicht erregtem Stellmotor möglich ist.
• Durch die in dem Unteranspruch- aufgefubrte gußnahme ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des Verfahrens nach Anspruch 1 und der Vorrichtung nach dem Anspruch 2 möglich.
• Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Steuerung mindestens eines Drosselquerschnittes, Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1.
• Beschreibung des Ausführungsbeispieles In Figur 1 strömt in Pfeilrichtung beispielsweise Verbrennungsluft durch ein Ansaugrohr 1 an einer Drosselklappe 2 vorbei zu einer nicht dargestellten Brennkraftmasc.hi-ne. Mit.dem Ansaugrohr 1 steht eine als Steuerleitng dienende Bypassleitung 3 in Verbindung, die um die Drosselklappe 2 führt und deren Durchgangsquerschnitt durch eine Vorrichtung 4 mittels eines Drosselorganes 5 änderbar ist. Die Vorrichtung 4 wird durch ein elektronisches Steuergerät 6 angesteuert, an dem beispielsweise bei 7 die Versorgungsspannung, bei 8 das vom Zündverteiler abgenommene Signal für die Drehzahl der Brennkraftmaschine, bei 9 das Signal für die Motortemperatur und bei 10 eine die Stellung der Drosselklappe 2 kennseichnenden Spannung, die beispielsweise ein mit der Drosselklappe 2 verbundenes Pot.entiometer liefert, anliegt.
• Die beispielsweise in Figur 1 dargestellte Vorrichtung 4 ist mit einen Deckel 13 versehen, der die Vorrichtung einerseits axial begrenzt und als Gußteil mit einem Teilstück 14 der Bypassleitung 3 ausgebildet ist. Die dem Deckel 13 abgewandte Seite der Vorrichtung 4 wird durch einen Anschlußdeckel 16 begrenzt. Ein rohrförmiges Gehäuse 17 stellt die Verbindung zwischen dem Deckel 13 und dem Anschlußdeckel 16 her, In. eine Nase 19 des Teilstückes 14 ist eine Achse 20 ein-gepreßt, die andererseits in einer Nase 21 im Anschlußdeckel 16 gelagert ist. Auf der Achse 20 ist ein Anker 22 des Stellmotors der Vorrichtung drehbar gelagert. In Nut-en 23 des Ankers 22 sind beispielsweise zur Erzeugung einer reversiblen 900-Drehbewegung zwei um 900 versetzte und gegenläufig wirkende Wicklungen 24, 25 vorgesehen. Die beiden Wicklungen 24, 25 werden in bekannter Weise dur-ch das St-euergerät 6 mit Stromimpulsen von variablem, untereinander zugeordnetem Tastverhältnis angesteuert, so daß der Anker 22 in dem aus zwei segmentförmigen Permanentmagneten 26 gebildeten Magnetfeld eine dem Tastverhältnis entsprechende Stellung einnimmt. Der elektrische Anschluß der Vorrichtung 4 zum elektronischen Steuergerät 6 erfolgt über einen Flachstecker 28 mit drei Steckanschlüssen 29. Die Steckanschlüsse 29 sind durch Litzen 30 mit Kontaktelementen 31 am Umfang eines Isolierträgers 32 verbunden, der drehfest mit einer Lagerhülse 33 gekoppelt ist. Die Lagerhülse 33 ist drehbar auf der Achse 20 gelagert und mit dem Drosselorgan 5 und dem Anker 22 drehfest verbunden.
• Die Kontaktelemente 31 stehen andererseits mit den Wicklungsenden der Wicklungen 24, 25 in Verbindung. Durch die getaktete Ansteuerung des Stellmotors reduzieren sich die Reibungswiderstände.
• Das als Drehschieber ausgebildete Drosselorgan 5 durchdringt den Deckel 13 und das Teilstück 14 teilweise in einer Steueröffnung 36 mit einem kreisabschnittförmigen Steuerabschnitt 37. Der Steuerabschnitt 37 öffnet äe nach Stellung des Drehschiebers 5 den Durchgangsquerschnitt der Bypassleitung 3 mehr oder weniger.
• Mit der Lagerhülse 33 bzw. wie dargestellt mit den Kontaktelementen 31 ist weiterhin einerseits eine spiralförmig ausgebildete Bimetallfeder 38 verbunden, die mit ihrem äußeren Ende 39 an einem gehäusefesten Anschlag 40 bei nicht erregtem Stellmotor anliegt. Die Steuerleitung 3 mündet in Strömungsrichtung über eine Drosselöffnung 41 in die Steueröffnung 36 in der der Steuerabschnitt 37 drehbar ist. Die Bimetallfeder 38 ist so ausgelegt, daß bei nicht erregtem Stellmotor das Drosselorgan 5 mit dem Steuerabschnitt 37 in eine Stellung gedreht wird, in der das Drosselorgan 5 an der Drosselöffnung 41 einen bestimmten Drosselquerschnitt aufsteuert, der ausreicht, bei einem Ausfall der Stromversorgung der Vorrichtung 4 für den Weiterlauf der Brennkraftmaschine ein günstiges Kraft-Luft-Gemisch bereitzustellen oder beim Start der Brennkraftmaschine eine vorbestimmte günstige Luftmenge über die Steuerleitung 3 an der Drosselklappe 2 zum Motor vorbeiströmen zu lassen Erfindungsgemäß soll die Bimetallfeder 38 elektrisch beheizbar sein, was auf verschiedene Art und Weise durchführbar ist. So kann z.8. die Bimetallfeder 38 selbst als ein elektrischer Widerstand ausgebildet sein, der elektrisch parallel zu den Wicklungen 24, 25 geschaltet ist und somit bei Erregng der Wicklungen 24, 25 ebenfalls von Strom durchflossen wird und sich erwärmt, wodurch die Bimetallfeder ihren Radius verkleinert, so daß das äußere Ende 39 der Bimetallfeder 38, wie in Figur 2 bei 39' dargestellt ist, näher zur Achse 20 hin zu liegen kommt und in radialer Richtung außer Eingriff mit dem Anschlag 40 gelangt. Die Beheizung der Bimetallfeder 38 kann ebenfalls durch eine Heizwicklung, eine elektrische Widerstandsschicht, einen NTC- oder einen PTC-Widerstand erfolgen, die elektrisch parallel zu den Wicklungen 24, 25 geschaltet sind. Durch die elektrische Beheizung der Bimetallfeder 38 über die Stromversorgung des Stellmotors wird einerseits erreicht, daß die Bimetallfeder 38 bei Erregung des Stellmotors außer Einfluß auf die Stellung des Drosselorgans 5 gelangt, während bei einer Unterbrechung der Stromversorgung des Stellmotors entweder durch eine Störung oder beim Abstellen der Brennkraftmaschine die Bimetallfeder 38 sich so ausdehnt, daß das äußere Ende 39 eine größere radiale Entfernung zur Achse 20 einnimmt und sich an dem Anschlag 40 abstützt, um das Drosselorgan 5 so in eine Stellung zu verdrehen, daß ein vorbestimmter Drosselquerschnitt an der Drosselöffnung 41 geöffnet bleibt.
• Wie nicht dargestellt ist, könnte in entsprechender Weise die Bimetallfeder 38 mit ihrem äußeren Ende am Gehäuse befestigt sein und ein freies inneres Ende haben, das mit einem mit dem Drosselorgan gekoppelten Anschlag in der oben beschriebenen Weise zur Öffnung eines bestimmten Drosselquerschnittes im nicht erregten Zustand des Stellmotors zusammenwirkt. Das freie Ende einer Bimetallfeder, die nicht unbedingt eine Drehbewegung ausführen muß, sondern deren Hub-oder Linearbewegung über geeignete mechanische Mittel in eine drehende Verstellbewegung des Drosselorgans umgesetzt wird, könnte sich ebenfalls an einer schrägen Fläche abstützen und dadurch im nicht erregten Zustand des Stellmotors eine Verstellbewegung des Drosselorgans in Richtung eines bestimmten geöffneten Drosselquerschnittes bewirken. So könnte auch die Kraftwirkung der Bimetallfeder auf das Drosselorgan über Hebel erfolgen.
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Claims (3)

1. Agsprüche Verfahren zur Steuerung mindestens eines Drosselquerschnittes in einer Steuerleitung, insbesondere in einer Betriebsmittel einer Brennkraftmaschine führenden Leitung, mittels eines- elektrischen- Stellmotors, durch den ein Dross-elorgan zur Beeinflussung der Größe des Drosselquerschnittes betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (5) bei nicht erregtem Stellmotor durch ein temperaturabhängig-arbeitendes Element (38) in eine Stellung bewegbar ist, in der es einen bestimmten Drosselquerschnitt in der Steuerleitung (3) öffnet und bei Erregung des Stell--motors das temperaturabhängig arbeitende Element (38) derart elektrisch erwärmbar ist, daß es keinen Einfluß auf die Stellung des Drosselorganes (5) mehr hat.
2. 2. Vorrichtung zur Steuerung mindestens eines Drosselquerschnittes in einer Steuerleitung, insbesondere in einer Betrieb5mittel einer Brennkraftmaschine führenden Leitung, mittels=eines elektrischen Stellzotors, durch den ein Drosselorgan zur Beeinflus-sung der Größe des Drosselquerschnittes betätigbar ist, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens zur Steuerung mindestens eines Drosselquerschnittes in einer Steuerleitung naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein temperaturabhängig arbeitendes Element (38) aufweist, das beim nicht erregtem Stellmotor das Drosselorgan (5) in eine einen bestimmten Drosselquerschnitt öffnende Stellung bewegt und bei Erregung des Stellmotors elektrisch erwärmbar ist und keinen Einfluß auf die Stellung des Drosselorganes mehr hat.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan (5) ein in einer die Steuerleitung (3) schneidenden Steueröffnung (3:6) um eine'Achse (20) drehbar gelagerter kreisabschnittförmiger SteUerabschnitt (37) dient, mit dem das eine Ende.einer als temperaturabhängig arbeitendes Element dienenden, spiralförmig ausgebildeten Bimetallfeder (38) drehfest verbunden ist, deren anderes Ende (39) sich bei nicht erregtem Stellmotor an einem gehäusefesten Anschlag (40) abstützt und .dabei das Drosselorgan (5) in eine Stellung verdreht, in der es. den bestimmten Drosselquerschnitt öffnet und bei Erregung des Stellmotors derart elektrisch beheizbar ist, daß das freie Ende (39) außer Eingriff mit dem knschlag (40) gelangt.y