DE3736685C2

DE3736685C2 -

Info

Publication number: DE3736685C2
Application number: DE19873736685
Authority: DE
Inventors: Arnold 6465 Biebergemuend De Mann
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1987-10-29
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1990-05-31
Also published as: DE3736685A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur Beeinflussung der Leistung einer Brennkraft maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to an actuator for Influencing the performance of an internal combustion engine machine according to the genus of the main claim.

Aus der DE-OS 15 55 113 ist bereits eine Vor richtung zur selbsttätigen Regelung der Fahr geschwindigkeit von Kraftfahrzeugen bekannt, bei der im Drosselklappenstutzen koaxial zu einander zwei Drosselklappen drehbar gelagert sind, von denen die eine nach dem Willen des Fahrers und die zweite von der Fahrgeschwin digkeitsregeleinrichtung beeinflußt wird. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß der maximal mögliche Aussaugquerschnitt durch den Fahrer über die erste Drosselklappe vorgegeben ist, während davon ausgehend durch die zweite Drosselklappe die voreingestellte Fahrgeschwin digkeit lastunabhängig eingeregelt wird.From DE-OS 15 55 113 is already a front Direction for automatic regulation of driving speed of motor vehicles known, at the coaxial in the throttle body two throttle valves rotatably supported one another are, of which the one according to the will of the Driver and the second of the driving speed digkeit control device is influenced. The arrangement is such that the maximum possible suction cross section through the Driver specified via the first throttle valve is, while proceeding from the second Throttle valve the preset driving speed is set independently of the load.

Eine ähnliche Anordnung von Drosselklappen im Saugrohr von Brennkraftmaschinen ist aus der DE-OS 37 12 927 bekannt. Dort dient die vom Willen des Fahrers unabhängige Drosselklappe zur Leistungsminderung z.B. beim Anfahren auf glattem Untergrund. A similar arrangement of throttle valves in the Intake pipe of internal combustion engines is out of the DE-OS 37 12 927 known. There is the from Driver's independent throttle to reduce performance e.g. when starting up smooth surface.

Beiden bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, daß beim Ausfall der Regeleinrichtung und/oder Bruch der Rückholfedern, die die Drosselklappen in die jeweils vorgesehene Ausgangslage zurück bringen sollen, diese in einer undefinierten Lage verbleiben, woraus sich eine unerwünschte Leistungsbeeinflussung der Brennkraftmaschine ergeben kann.Both known devices have in common that if the control device fails and / or Break of the return springs that hold the throttle valves back to the intended starting position should bring this in an undefined Location remain, resulting in an undesirable Influencing the performance of the internal combustion engine can result.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zu grunde, eine Einrichtung nach dem Gattungs begriff derart weiterzubilden, daß jederzeit die größtmögliche Sicherheit vor ungewollter Leistungsentfaltung der Brennkraftmaschine oder vor deren Stehenbleiben gegeben ist.The invention is accordingly an object reasons, a facility according to the genus understood to train in such a way that at any time the greatest possible security against unwanted Power delivery of the internal combustion engine or before they stop.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Maßnahmen. Dabei ist vorteilhaft, daß bei einer Unterbrechung der mechanischen Verbindung zwischen dem Fahrpedal und der manuell betätigten Drosselklappe diese unter dem Einfluß der Rückholfeder in die Schließ stellung bewegt und die Vortriebsleistung be endet wird. Wenn auch noch die Feder gebrochen oder sonstwie unwirksam sein sollte, bewirkt der Luftstrom im Drosselklappenstutzen, daß bei der ersten Drosselklappe die Kräfte auf den Drosselklappenflügel mit dem größeren Flächen anteil zum selbsttätigen Übergang in die Schließstellung führen.This problem is solved with the in the characterizing part of the claim specified measures. It is advantageous that if the mechanical was interrupted Connection between the accelerator pedal and the manually operated throttle valve this under the influence of the return spring in the clasp position moves and the propulsive power will end. If the spring was broken or otherwise should be ineffective the air flow in the throttle body that at the first throttle valve the forces on the Throttle valve wing with the larger areas part of the automatic transition to the Lead closed position.

Ein gleichartiger Fehler der Kopplung zwischen Drosselklappe und der Regeleinrichtung führt bei der zweiten Drosselklappe zu einer voll ständigen Öffnung des Querschnitts, so daß ein Ausfall die Normalfunktion der manuell betätigten Drosselklappe nicht beeinträchtigt.A similar error in the coupling between Throttle valve and the control device leads at the second throttle to full constant opening of the cross section so that a failure the normal functioning of the manual actuated throttle valve not affected.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in nachfolgender Beschreibung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are in shown in the drawing and in the following Description explained in more detail. Show it

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel schematisch im Längs schnitt, Fig. 2 die Ausführungsform nach Fig. 1 in abweichender Schnittdarstellung. Fig. 1 shows an embodiment schematically in longitudinal section, Fig. 2 shows the embodiment of Fig. 1 in a different sectional view.

In Fig. 1 weist der Drosselklappenstutzen 21 eine erste Drosselklappe 22 auf, die in bekannter Weise mechanisch mit dem Fahrpedal verbunden ist. Diese Verbindung kann entweder über ein Gestänge oder einen Kabelzug erfolgen. Die Drosselklappe 22 ist mit der Achse 23 etwas außermittig gelagert und läßt sich um diese Achse 23 von der gestrichelt dargestellten Schließstellung in die durchgezogen dargestellte Offenstellung mittels des Fahrpedals bewegen. Dabei überstreichen die beiden Flügel der Drosselklappe 22 die Quadranten II und IV.In Fig. 1, the throttle valve connector 21 has a first throttle valve 22 which is mechanically connected to the accelerator pedal in a known manner. This connection can either be made using a linkage or a cable pull. The throttle valve 22 is mounted somewhat eccentrically with the axis 23 and can be moved about this axis 23 from the closed position shown in dashed lines to the open position shown in solid lines by means of the accelerator pedal. The two wings of the throttle valve 22 sweep over quadrants II and IV .

Gleichachsig dazu ist im Drosselklappenstutzen 21 eine zweite Drosselklappe 24 auf der Achse 23 gelagert, die ebenfalls von der gestrichelt dar gestellten Schließstellung in die durchgezogen dargestellte Offenstellung mittels einer der bekannten Regeleinrichtungen gedreht werden kann. Dabei überstreichen die beiden Hälften der Drosselklappe 24 die Quadranten I und III. Die gleichachsige Lagerung der beiden Drosselklapen 22, 24 erfolgt vor allem zur Einsparung von Bau höhe. Coaxially with this, a second throttle valve 24 is mounted on the axis 23 in the throttle valve connector 21 , which can also be rotated from the closed position shown in dashed lines to the open position shown in solid lines by means of one of the known control devices. The two halves of the throttle valve 24 pass over the quadrants I and III . The coaxial storage of the two throttle valves 22 , 24 is mainly to save height.

Einzelheiten der Ausbildung der Drossel klappen 22, 24 und ihrer Lagerung sind in Fig. 2 dargestellt und dort näher be schrieben. Die Drosselklappen 22, 24 sind darüber hinaus außermittig gelagert, so daß sie im Havariefall unter dem Einfluß des durch den Drosselklappenstutzen 21 strömenden Luftstroms in Richtung des Pfeils 26 selbsttätig geschlossen (manuell betätigte Drosselklappe 22) oder geöffnet (durch Regeleinrichtung betätigte Drosselklappe 24) werden.Details of the design of the throttle flap 22 , 24 and their storage are shown in Fig. 2 and described there in more detail. The throttle valves 22 , 24 are also mounted off-center, so that in the event of an accident they are automatically closed in the direction of arrow 26 under the influence of the air flow flowing through the throttle valve connector 21 (manually operated throttle valve 22 ) or opened (throttle valve 24 actuated by the control device).

Die außermittige Lagerung der beiden Drossel klappen 22, 24 erfolgt dabei in der Weise, daß bei der manuell betätigten Drossel klappe 22 der Drosselklappenflügel mit dem größeren Flächenanteil in der Offen stellung dem durch den Pfeil 26 darge stellten Luftstrom entgegensteht, während bei der Drosselklappe 24 der Flügel mit dem größeren Flächenanteil stromabwärts gerichtet ist. Dadurch ergibt sich ein doppelter Sicherheitsgewinn: Wenn nämlich die mechanische Verbindung zwischen dem Fahrpedal und der Drosselklappe 22 unter brochen ist, wird die Drosselklape 22 unter dem Einfluß der (nicht dargestellten) Rückholfeder in die Schließstellung be wegt. The eccentric mounting of the two throttle flaps 22 , 24 takes place in such a way that in the manually operated throttle flap 22 the throttle valve wing with the larger area portion in the open position is opposed to the air flow represented by the arrow 26 Darge, while in the throttle valve 24 the Wing with the larger area is directed downstream. This results in a double gain in safety: namely, if the mechanical connection between the accelerator pedal and the throttle valve 22 is interrupted, the throttle valve 22 is moved under the influence of the return spring (not shown) into the closed position.

Die Betätigungsrichtung der Drossel klappe 24 ist gegenüber der Betäti gungsrichtung der Drosselklappe 22 spiegelbildlich. Infolgedessen be schreibt die Drosselklappe 24 zwischen ihrer Schließ- und Öffnungs stellung einen Viertelkreis, wobei die Quadranten I und III bestrichen werden, während die Drosselklappe 22 analog der Darstellung in Fig. 1 zwischen ihrer Schließ- und Öffnungs stellung einen Viertelkreis beschreibt, wobei beide Drosselklappenflügel die Sektoren II und IV belegen. Wie ersicht lich, sind die Bewegungen der beiden Drosselklappen 22 und 24 bei unabhän giger Lagerung voneinander völlig un abhängig, so daß die angestrebten Funk tionen trotz geringster Bauhöhe des Drosselklappenstutzens 21 vollkommen er füllt werden.The direction of actuation of the throttle valve 24 is mirror image of the direction of actuation of the throttle valve 22 . As a result, the throttle valve 24 writes a quarter circle between its closed and open positions, the quadrants I and III being brushed, while the throttle valve 22 describes a quarter circle between its closed and open positions analogously to the illustration in FIG. 1, with both throttle valve wings sectors II and IV occupy. As ersicht Lich, the movements of the two throttle valves 22 and 24 are completely independent of each other in independent storage, so that the desired functions despite the smallest overall height of the throttle valve connector 21 are completely filled.

Es ist jedoch auch möglich, die Grund stellung der Drosselklappe 24 der Be wegung der Drosselklappe 22 über den elek trischen Antrieb stets so nachzuführen, daß deren Drosselwirkung nur unwesent lichen Einfluß auf die Gesamtdrossel wirkung hat. Dies kann wünschenswert sein, damit die Ansprechzeit für den Regeleingriff der die Drosselklappe 24 betätigenden Regel einrichtung minimiert wird.However, it is also possible to always adjust the basic position of the throttle valve 24 of the movement of the throttle valve 22 via the electric drive in such a way that its throttling effect has only an insignificant effect on the overall throttle effect. This may be desirable so that the response time for the control intervention of the control device actuating the throttle valve 24 is minimized.

In Fig. 2 ist schematisch mit 31 der freie Querschnitt des Drosselklappenstutzens 32 bezeichnet, durch den die von der Brennkraft maschine angesaugte Luft in Richtung des Pfeils 33 strömt.In Fig. 2, the free cross section of the throttle valve body 32 is schematically designated by 31 , through which the air drawn in by the internal combustion engine flows in the direction of the arrow 33 .

Eine erste Drosselklappe 34 ist auf der quer zur Strömungsrichtung in den Lagern 36, 37 gelager ten Welle 35 befestigt. Die Welle 35 wird durch den an ihr befestigten Hebel 38 bewegt und durch die Rückholfeder 39 in ihre Schließstellung ge zogen. Der Hebel 38 weist an seinem freien Ende eine Aufnahmeeinrichtung 39 für den (nicht dar gestellten) Nippel des Gaszugs auf, mit dem der Hebel 38 und damit die Welle 35 mit der Drossel klappe 34 verdreht wird, wenn der Hebel 38 ent sprechend dem Willen des Fahrers aus seiner Ruhe lage bewegt wird. Ein lose auf der Welle 35 nahe deren stirnseitigem Ende gelagerter Hebel 40 ist an seinem freien Ende durch den Kugelkopf 41 über das (nicht dargestellte) Gestänge mit der Regeleinrichtung verbunden und weist nahe dem freien Ende einen Mitnehmerzapfen 42 auf, der den Hebel 38 in einer Bewegungsrichtung mitnimmt und, gesteuert von einer Regeleinrichtung, beispiels weise beim plötzlichen Zurücknehmen des Fahrpedals, die Drosselklappe 34 nur verzögert in die Schließ stellung gelangen läßt, um den übermäßigen Ausstoß unverbrannter Kohlenwasserstoffe im Schubbetrieb zu vermeiden.A first throttle valve 34 is fastened to the shaft 35 , which is mounted transversely to the direction of flow in the bearings 36 , 37 . The shaft 35 is moved by the lever 38 attached to it and pulled by the return spring 39 into its closed position. The lever 38 has at its free end a receiving device 39 for the (not shown) nipple of the throttle cable with which the lever 38 and thus the shaft 35 with the throttle flap 34 is rotated when the lever 38 accordingly the will of Driver is moved from his rest position. A lever 40 loosely mounted on the shaft 35 near its front end is connected at its free end by the ball head 41 via the linkage (not shown) to the control device and has a driver pin 42 near the free end which holds the lever 38 in one Direction of movement entrains and, controlled by a control device, for example, when suddenly depressing the accelerator pedal, the throttle valve 34 can only come into the closed position with a delay in order to avoid the excessive emission of unburned hydrocarbons in overrun mode.

Die Drosselklappe 34 ist auf der Welle 35 nur etwa zur Hälfte ihrer Breitenabmessung befestigt. Auf der Welle 35 ist in den Lagern 43, 44 eine Hohlwelle 45 drehbar gelagert, die auf einem Teil ihrer Länge, der in die Drosselklappe 34 ragt, eine zweite Dros selklappe 46 trägt. Eine Dichtung 47 in der Wandung des Drosselklappenstutzens 32, die die Hohlwelle 45 umfaßt, dichtet den Drosselquerschnitt 31 gegen Falsch luft und die Umgebung gegen das Austreten von Kraftstoff oder Ölanteilen ab. Die Dros selklappe 34 ist ebenso wie die Drosselklappe 46 bis zur halben Breite geschlitzt, so daß die Drosselklappen einander möglichst luft dicht, aber frei beweglich, umfassen.The throttle valve 34 is attached to the shaft 35 only about half of its width dimension. On the shaft 35 , a hollow shaft 45 is rotatably mounted in the bearings 43 , 44 , which carries a second throttle valve 46 over part of its length, which projects into the throttle valve 34 . A seal 47 in the wall of the throttle valve body 32 , which includes the hollow shaft 45 , seals the throttle cross section 31 against false air and the environment against the escape of fuel or oil. The Dros selklappe 34 is like the throttle valve 46 slit to half the width, so that the throttle valves include each other as airtight as possible, but freely movable.

Die Hohlwelle 45 ist an ihrem freien Ende mit dem beweglichen Teil 48 einer elektrischen Stelleinrichtung 48, 49 verbunden, die abhängig von den Ausgangssignalen wenigstens einer Re geleinrichtung die Drosselklappe 46 im Sinne einer Verringerung des Luftdurchflußquer schnittes verstellen kann. Diese Regeleinrich tungen können Drehzahlbegrenzer, Drehmoment regler, Antischlupfregler und ähnliches sein. Es ist jedoch auch denkbar, daß die Drossel klappe 46 im Sinn einer gleichbleibenden Fahr zeuggeschwindigkeit als Geschwindigkeits regelorgan eingesetzt ist, wenn gleichzeitig die durch den Fahrer manuell betätigte Drossel klappe 34 in ihrer voll geöffneten Position verharrt. Am beweglichen Teil 48 der elektrischen Stelleinrichtung ist ein Ende einer Rückholfeder 50 befestigt, deren anderes Ende an der Wandung des Drosselklappenstutzens 32 festgelegt ist. Die Rückholfeder 50 dreht den beweglichen Teil 48 der elekrischen Stelleinrichtung 48, 49 und damit die Hohlwelle 45 mit der darauf befestigten Dros selklappe 46 ohne Einwirkung von außen in die in der Fig. 1 (Bezugszeichen 24) dargestellte Of fenstellung.The hollow shaft 45 is connected at its free end to the movable part 48 of an electrical actuating device 48 , 49 which, depending on the output signals of at least one control device, can adjust the throttle valve 46 in the sense of reducing the air flow cross section. These control devices can be speed limiters, torque regulators, anti-slip regulators and the like. However, it is also conceivable that the throttle flap 46 is used as a speed control element in the sense of a constant driving speed if at the same time the throttle flap 34 operated manually by the driver remains in its fully open position. One end of a return spring 50 is attached to the movable part 48 of the electrical actuating device, the other end of which is fixed to the wall of the throttle valve connector 32 . The return spring 50 rotates the movable part 48 of the electrical actuating device 48 , 49 and thus the hollow shaft 45 with the throttle valve 46 mounted thereon without external action into the open position shown in FIG. 1 (reference numeral 24 ).

In vielen Fällen ist es erwünscht, über die je weilige Stellung der Drosselklappen im Drossel klappenstutzen 32 ein elektrisch auswertbares Signal zu erhalten. Zu diesem Zweck ist an der Stirnseite der Welle 35 ein erster Schleifer 51 und an der Stirnseite der Hohlwelle 45 ein zweiter Schleifer 52 vorgesehen, die über ver schiedene Quadranten einer entsprechend ge stalteten Potentiometerwiderstandsbahn ent sprechend den Bewegungen der Drosselklappen 34 und 46 bewegbar sind.In many cases it is desirable to receive an electrically evaluable signal via the respective position of the throttle valves in the throttle valve neck 32 . For this purpose, a first grinder 51 and on the end face of the hollow shaft 45, a second grinder 52 is provided on the front side of the shaft 35 , which accordingly can move the movements of the throttle valves 34 and 46 via different quadrants of a correspondingly designed potentiometer resistance track.

Claims

Actuating device for influencing the performance of an internal combustion engine, with a first throttle valve located in the intake path of the air, which can be directly influenced by the driver's will, and a second throttle valve in the same intake path, which can be influenced by control devices of the internal combustion engine and / or the vehicle, the two throttle valves ( 22 , 24 ) are arranged in a common throttle valve ( 32 ) and each correspond in their surface dimensions to the cross section at the throttle point of the throttle valve connector ( 22 , 24 or 34 , 43 ), both throttle valves being mounted coaxially in one and the same throttle valve cross section , characterized in that the second throttle valve ( 46 ), starting from the edge about half of its diameter, is fastened on a hollow shaft ( 45 ) which surrounds the shaft ( 35 ) over half its length, which projects into the intake path, and the bearing ( 36 , 37 , 43 , 44 ) of the two throttle valves ( 22 , 24 ) is arranged off-center to the throttle cross section in the throttle valve connector ( 21 , 32 ), such that the throttle valve wing with the larger area portion of the first throttle valve ( 22 , 34 ) points upstream in the open position and the throttle valve wing with the larger area portion of the second throttle valve ( 24 , 46 ) points downstream.