DE3908686C2 - Elektronisch gesteuertes Drosselorgan - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisch gesteuertes Dros­ selorgan zur Regelung der einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeführten Saugluftmenge, wobei insbeson­ dere der Öffnungsgrad des Drosselorgans über einen Steller elektronisch einstellbar ist.

Für den Benzinmotor eines Kraftfahrzeugs gibt es verschie­ dene strenge Anforderungen an die Laufregelung, die Abgas­ eigenschaften, den Kraftstoffverbrauch etc. Wegen dieser strengen Anforderungen gibt es seit einigen Jahren eine Tendenz zur Anwendung des folgenden Systems. Der Öffnungs­ grad der Drosselklappe wird in gegenseitiger mechanischer Verriegelung mit einem Fahrpedal geregelt, was konventio­ nell in großem Umfang angewandt wird. Außerdem werden ver­ schiedene zur Einstellung des Motors benötigte Daten ein­ schließlich des Betätigungszustands des Fahrpedals einmal in eine elektronische Steuereinrichtung eingegeben, die z. B. ein Mikrocomputer od. dgl. ist. Dann wird der Öff­ nungsgrad der Drosselklappe auf der Grundlage eines Steuer­ signals von der elektronischen Steuereinrichtung über einen vorgegebenen elektrischen Steller eingestellt. Insbesondere wurde bereits in der JP 61-229 935 A eine Einrichtung vorgeschlagen, bei der ein von einem Gleichstrommotor betätigter Steller das Öffnen bzw. Schließen der Drossel­ klappe bewirkt.

Ferner ist aus der JP 62-129 529 A eine Einrichtung be­ kannt, bei der als Antriebseinheit ein Schrittmotor ver­ wendet und die Drehkraft dieses antreibenden Schrittmotors auf eine Welle der Drosselklappe über ein Untersetzungs­ getriebe übertragen wird.

Bei dieser Art von elektronisch gesteuerter Drosselklappe wird der als Steller dienende Elektromotor aufgrund einer Änderung der Fahrpedalstellung angetrieben, und außerdem kann die Drosselklappe nach Maßgabe des Fahrzustands des Motors korrigiert und gesteuert werden. Dadurch wird die Drosselklappe vorteilhaft so eingestellt, daß die Regel­ barkeit der Laufeigenschaften des Motors verbessert wird.

Im übrigen verwendet die oben beschriebene konventionelle elektronisch gesteuerte Drosselklappe ein System, bei dem ein Klappenventil mit einer einzigen Scheibe, die drehbar auf einer Welle befestigt ist, verwendet wird, und das Klappenventil wird von dem an der Außenseite des Drossel­ klappengehäuses montierten elektrischen Steller betätigt.

Bei dem vorstehend angegebenen Klappenventil ändert sich das erforderliche Betriebsdrehmoment jedoch erheblich in Abhängigkeit vom Drosselklappenöffnungsgrad bzw. einem Winkel des Ventils, und zwar wegen der Drehkraft, die durch die das Drosselklappengehäuse durchströmende Luft erzeugt wird. Ferner weist das vorgenannte Klappenventil eine Rückstellfeder auf, die das Ventil immer in Richtung der vollständigen Schließstellung rückstellt. Durch diese Rückstellfeder erhöht sich die zum Einstellen des Öffnungs­ grads des Klappenventils benötigte Betätigungsdrehkraft ganz erheblich. Dies führt zu den Problemen, daß es schwie­ rig wird, die Kapazität des elektrischen Stellers zur Erzeugung der Betätigungsdrehkraft zu vermindern, die Größe des Drosselklappengehäuses zu verringern und die Drossel­ klappe im Motorraum unterzubringen, da der Motorraum heute immer kleiner gebaut wird.

Aus der DE 30 19 167 C2 ist eine Stelleinrichtung zur Steuerung eines Durchflußquerschnitts bekannt. Innerhalb einer Ansaugleitung sind konzentrisch zueinander zwei formschlüssige zylindrische Bauteile angebracht. Durch eine Bewegung in Axialrichtung des einen Bauteils gegenüber dem anderen kann der Durchflußquerschnitt verändert werden.

Aus der DE 30 01 473 C2 eine Stelleinrichtung zur Dreh­ winkeleinstellung eines Drosselorgans bekannt. Das Dros­ selorgan selbst ist in der Ansaugleitung angebracht und kann durch Drehen um eine Achse senkrecht zur Luftfluß­ richtung verschwenkt werden, so daß sich der Durchfluß­ querschnitt ändert.

Aus der DE 36 26 389 C2 ist es bekannt, Wanderwellenmotoren zur Betätigung von Kameraobjektiven zu verwenden.

Die Notiz "Ultraschall treibt den Motor" in "etz", Band 108 (1987) Heft 14, S. 676, gibt einen Hinweis darauf, Ultra­ schallmotoren in Autos zu verwenden. Aus der US 1 403 003 ist eine Zusatzluftvorrichtung für Brennkraftmaschinen be­ kannt, bei der der Durchflußquerschnitt zwischen zwei kon­ zentrisch und formschlüssig zueinander angebrachten Bau­ teilen durch axiales Verdrehen des einen gegenüber dem an­ deren verstellt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drosselorgan anzugeben, das klein und zuverlässig ist und das auch bei dynamischen Druckschwankungen leicht einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausfüh­ rungsformen der Erfindung gerichtet.

Der Drehantrieb kann an einem Teil des ortsfesten Ab­ schnitts fest montiert sein, und er kann ein umlaufender Elektromotor sein. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der umlaufende Elektromotor ein Ultraschallmotor ist.

Außerdem kann die elektronisch-gesteuerte Drosselklappe in den Ausgleichbehalter der Brennkraftmaschine eingebaut werden.

Wenn die elektronisch gesteuerte Drosselklappe in der Saugleitung der Brennkraftmaschine angeordnet ist, heben sich Drücke, die auf die verschiebbaren Wandungen des beweglichen Abschnitts einwirken, gegenseitig auf, weil die verschiebbaren Wandungen symmetrisch zueinander angeordnet sind. Dadurch hängt die zum Drehantreiben des beweglichen Abschnitts benötigte Kraft nicht vom Öffnungsgrad der Drosselklappe ab, sondern ist immer im wesentlichen kon­ stant. Außerdem wird diese Kraft auf einen sehr kleinen Wert vermindert gegenüber dem Fall, in dem das konventio­ nelle Klappenventil verwendet wird.

Daher braucht der Drehantrieb nur geringe Kapazität zum Antreiben des beweglichen Abschnitts aufzuweisen, wodurch eine Miniaturisierung des Drehantriebs und damit eine Miniaturisierung der gesamten Drosselklappe ermöglicht und die Montierbarkeit verbessert wird.

Ferner ermöglicht der Einbau der Drosselklappe in den Aus­ gleichbehälter der Brennkraftmaschine die Montage der Drosselklappe in dem engen Motorraum.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine abgewickelte Perspektivansicht einer Ausführungsform der elektronisch gesteuerten Drosselklappe für Brennkraftmaschinen;

Fig. 2 einen Querschnitt der Drosselklappie entlang der Linie II-II von Fig. 3;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Drosselklappe;

Fig. 4 einen Querschnitt einer weiteren Ausführungs­ form;

Fig. 5A und 5B Längsschnitte, die die Funktionsweise der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 4 erläu­ tern;

Fig. 6A bis 6C größere Teilquerschnittsdarstellungen entlang der Linie VI-VI der Fig. 5A und 5B zur Erläu­ terung der Betriebsweise der Drosselklappe;

Fig. 7 eine Erläuterung der Funktionsweise eines als Antrieb für die Drosselklappe dienenden Ultra­ schallmotors;

Fig. 8 eine größere Teildarstellung, die ein Beispiel für eine Öffnung in der Drosselklappe zeigt;

Fig. 9A und 9B eine Abwandlung der in Fig. 8 gezeigten Ven­ tilöffnung;

Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine andere Ausfüh­ rungsform der elektronisch gesteuerten Dros­ selklappe;

Fig. 11A und 11B Querschnitte durch einen Antriebsdrehkraft-Schaltmechanismus von Fig. 10;

Fig. 12A und 12B Darstellungen zur Erläuterung der Betriebs­ weise eines Failsafe-Hebels, der in Fig. 10 gezeigt ist;

Fig. 13 und 14 eine Draufsicht bzw. einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 15 einen Querschnitt eines Zweistufen-Drossel­ klappenmechanismus, bei dem die elektronisch gesteuerte Drosselklappe für Brennkraftma­ schinen gemäß der Erfindung mit dem konven­ tionellen Klappenventil kombiniert ist;

Fig. 16A und 16B einen Längsschnitt und einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform einer Drosselklappen­ vorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei Fig. 16B ein Querschnitt entlang der Linie XVIB-XVIB von Fig. 16A ist;

Fig. 17A und 17B einen Längs- und einen Querschnitt einer wei­ teren Ausführungsform, wobei Fig. 17B ein Querschnitt entlang der Linie XVIIB-XVIIB von Fig. 17A ist;

Fig. 18 einen Querschnitt einer anderen Ausführungs­ form einer Zweistufen-Drosselklappenvorrich­ tung;

Fig. 19 bis 21 Ansichten, die verschiedene Montagezustände der elektronisch gesteuerten Drosselklappe nach der Erfindung erläutern;

Fig. 22A und 22B eine Perspektivansicht bzw. einen Teilquer­ schnitt zur Erläuterung einer Verbesserung der Drosselklappenöffnung, wobei Fig. 22B ein Querschnitt entlang der Linie XXIIB-XXIIB von Fig. 22A ist;

Fig. 23A, 23B, 24A und 24B Ansichten zur Erläuterung der Grundkonstruk­ tion und Eigenschaften eines koaxialen umlau­ fenden Drosselorgans, das bei der elektronisch gesteuerten Drosselklappe nach der Erfindung eingesetzt wird, verglichen mit dem konven­ tionellen Klappenventil;

Fig. 25 ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Motorsystems, mit dem die elektronisch ge­ steuerte Drosselklappe nach der Erfindung verwendet wird;

Fig. 26 ein Blockschaltbild eines Steuerteils des Motorsystems;

Fig. 27 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit des Motorsystems; und

Fig. 28 einen Querschnitt einer Ausführungsform einer Seilzugverbindungseinheit der Steuereinheit.

Vor der Erläuterung eines Ausführungsbeispiels sollen der Aufbau, das Prinzip und Funktionseigenschaften einer koaxialen drehbaren Drosselklappe auf der Basis des Wesens der Erfindung sowie Vergleichsergebnisse zwischen der Erfindung und dem vorher genannten konventionellen Klappen­ ventil erläutert werden.

Fig. 23A zeigt den Grundaufbau der koaxialen Drosselklappe, die gemäß der Erfindung als elektronisch gesteuerte Dros­ selklappe für Brennkraftmaschinen verwendet wird. Die Drosselklappe besteht dabei aus einem zylindrischen orts­ festen Abschnitt 1 und einem beweglichen Abschnitt 2, der den ortsfesten Abschnitt 1 umgebend und relativ dazu ver­ schiebbar angeordnet ist. Der ortsfeste Abschnitt 1 besteht aus einem zylindrischen Organ und hat ein geschlossenes Ende, während das andere Ende einen Flansch aufweist. Der ortsfeste Abschnitt 1 ist in einem Drosselklappengehäuse 3 der Brennkraftmaschine mittels des Flanschs befestigt. Der ortsfeste Abschnitt 1 hat eine Zylinderwand, deren Außen­ fläche mit einer Innenumfangsfläche des Drosselklappenge­ häuses 3 zusammenwirkt unter Bildung eines Luftströmungs­ kanals zwischen beiden. Der Stromungskanal steht mit einem durch eine Innenfläche der Zylinderwand des ortsfesten Abschnitts 1 begrenzten Raum (Luftströmungskanal) über zwei in der Zylinderwand ausgebildete Öffnungen 4 in Strömungs­ verbindung. Die beiden Öffnungen 4 sind in der Zylinderwand an zueinander symmetrischen Stellen in bezug auf eine Rotationsachse der Zylinderwand ausgebildet und sind hin­ sichtlich ihrer Konfiguration symmetrisch.

Der bewegliche Abschnitt 2 ist in dem zylindrischen orts­ festen Abschnitt 1 über einen nicht gezeigten Drehantriebs­ teil drehverschiebbar. Der bewegliche Abschnitt 2 ist an seiner Außenseite mit zwei verschiebbaren Wandungen 5 aus­ gebildet, die in bezug auf die Rotationsachse in zueinander symmetrischen Stellungen angeordnet sind entsprechend den in der Zylinderwand des ortsfesten Abschnitts 1 gebildeten Öffnungen 4. Die verschiebbaren Wandungen 5 sind zueinander symmetrisch. Der bewegliche Abschnitt 2 ist in die Zylin­ derwand des ortsfesten Abschnitts 1 verschiebbar eingefügt. Wie die Figur zeigt, wirken bei dieser Anordnung die Öff­ nungen 4 im ortsfesten Abschnitt 1 und die verschiebbaren Wandungen 5 des beweglichen Abschnitts 2 zusammen unter Bildung eines Saugluftventils. So führt ein Verdrehen des beweglichen Abschnitts 2 zu einem Überlappungsbereich zwi­ schen den Öffnungen 4 und den einzustellenden verschieb­ baren Wandungen 5 unter Regelung eines Öffnungsgrads der Drosselklappe sowie der der Brennkraftmaschine durch die Klappe zugeführten Luftmenge. Dabei ist zu beachten, daß die der Brennkraftmaschine zugeführte Luft von einer Stel­ lung über der Zeichnungsebene in den beweglichen Abschnitt strömt, das zwischen den Öffnungen 4 und den beweglichen Wandungen 5 gebildete Ventil durchströmt, durch den Strö­ mungskanal zwischen der Außenumfangsfläche der Zylinderwand des ortsfesten Abschnitts und der Innenumfangsfläche des Drosselklappengehäuses 3 und zu einer Stelle abstrom von diesem Gehäuse strömt. Der bewegliche Abschnitt 2 ist z. B. am Unterende des zylindrischen Teils des ortsfesten Ab­ schnitts 1 über ein Gleitorgan, z. B. ein Lager od. dgl., angeordnet, so daß die zum Verdrehen des beweglichen Ab­ schnitts 2 erforderliche Antriebskraft möglichst klein gehalten wird.

Fig. 23B zeigt Versuchsergebnisse der Betätigungsdrehkraft in bezug auf einen Öffnungsgrad der wie oben angegeben auf­ gebauten koaxialen drehbaren Drosselklappe. Dabei bezeich­ net die mit weißen Kreisen versehene Vollinie A die Be­ triebsdrehkraft bei geöffneter Drosselklappe, die mit schwarzen Kreisen versehene Strichpunktlinie B bezeichnet die Betriebsdrehkraft bei geschlossener Drosselklappe, und die Zweipunkt-Strichlinie c bezeichnet eine Betriebsdreh­ kraft im nichtabgeglichenen Zustand, also einen Mittelwert der Betriebsdrehkraft beim Öffnen der Klappe und der Be­ triebsdrehkraft beim Schließen der Klappe. Insbesondere sind bei der koaxialen drehbaren Drosselklappe auftretende Kräfte, die durch die Saugluft auf die verschiebbaren Wan­ dungen 5 des beweglichen Abschnitts 2 einwirken, durch eine Verteilung entsprechend einer Kurve P in zu den verschieb­ baren Wandungen 5 senkrechten Richtungen (durch Pfeile bezeichnet) dargestellt, wie Fig. 23A zeigt. Die auf die verschiebbaren Wandungen 5 wirkenden Kräfte P heben ein­ ander in bezug auf den Mittelpunkt 0 der Klappe, d. h. den Mittelpunkt des beweglichen Abschnitts 2, auf, so daß die Kräfte miteinander strömungsmäßig abgeglichen sind. Wie Fig. 23B zeigt, werden somit die aus der Unabgeglichenheit resultierende Drehkraft sowie die Reibungsdrehkraft der Ventilwelle auf einen extrem niedrigen Wert gebracht. Somit ändert sich die zur Einstellung des Drosselklappenöffnungs­ grads erforderliche Betriebsdrehkraft im Gesamtbereich zwischen 0° im vollständig geschlossenen Zustand und 80° im vollständig geöffneten Zustand nicht stark, so daß eine Betriebsdrehkraft genügt, die gleich oder kleiner als 1 × 10^-2 Nm ( 1 kg·mm) ist.

Dagegen wird bei der konventionellen Drosselklappe in Form eines Klappenventils gemäß Fig. 24A die Reibungsdrehkraft der Klappenwelle 6 in dem Bereich, in dem der Drosselklap­ penöffnungsgrad klein ist, auf einen hohen Wert gebracht, und die erforderliche Betriebsdrehkraft wird auf einen relativ hohen Wert in der Größenordnung von 6 × 10^-2 Nm ( 6 kg·mm) oder -6 × 10^-2 Nm entsprechend der Grafik von Fig. 24B gebracht. Dabei bezeichnet ähnlich wie in Fig. 23B eine mit weißen Kreisen versehene Vollinie A′ die Betriebs­ drehkraft bei geöffneter Klappe, eine mit schwarzen Kreisen versehene Strichpunktlinie B′ die Betriebsdrehkraft bei geschlossener Klappe und die Zweipunkt-Strichlinie C′ die Drehkraft im Fall von Unabgeglichenheit.

Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, erreicht die bei Unabgeglichenheit auftretende Drehkraft einen Höchstwert im Bereich von 60° Drosselklappenöffnung. Wenn also versucht wird, die Drosselklappe durch einen Motor od. dgl. zu öff­ nen, wird eine diese beiden Drehkräfte überwindende Dreh­ kraft benötigt, und somit kann eine Miniaturisierung des Motors nicht erreicht werden. Bei dem in Fig. 24A gezeigten Klappenventil bildet bei Beginn des Öffnens des Klappen­ ventils 7 ein Zwischenraum zwischen einem auf der Ausström­ seite verdrehten halben Umfangsabschnitt des Ventils 7 und der Innenfläche einer Ansaugleitung 8 einen Strömungskanal entsprechend einer Drosseldüse in einem Strömungskanal. Wenn der Querschnittsbereich des Strömungskanals in der Ansaugleitung 8 verringert wird, steigt die Strömungsge­ schwindigkeit, so daß der statische Druck sinkt. Wie die Figur zeigt, steigt die Strömungsgeschwindigkeit an, wäh­ rend sich ein Ort vom einströmseitigen Ende a der Klappe 7 dem ausströmseitigen Ende b nähert, und der statische Druck P sinkt dementsprechend unter Erhöhung der Energiemenge der Strömungsgeschwindigkeit, wie die unterbrochene Linie in der Figur zeigt. Die Zusammensetzung der statischen Drücke P an verschiedenen Teilen der Oberfläche des schrägstehen­ den Ventils 7 wird in der Figur zu einer Wirkkraft P. Da diese Wirkkraft P so einwirkt, daß sie unbedingt die auf­ strom von der Klappenwelle 6 befindliche Seite im Rota­ tionsmittelpunkt der Klappe 7 beaufschlagt, wirkt die Wirkkraft P als Drehkraft in Schließrichtung der Klappe 7, mit dem Mittelpunkt um die Klappenwelle 6. Ferner wird dabei ein Unterdruck erzeugt infolge von Wirbelströmen, die an der rückwärtigen bzw. Abstromseite der Klappe 7 auftre­ ten, so daß eine die Klappe 7 in Strömungsrichtung beauf­ schlagende Kraft weiter stark erhöht wird. Damit wird die Unabgeglichenheit dieses Klappenventils 7 auf einen extrem hohen Wert gebracht. Aufgrund der herrschenden Prinzipien ist es unmöglich, die Unabgeglichenheit zu vermindern.

Wie bereits angegeben, kann die koaxiale drehbare Drossel­ klappe die Betriebsdrehkraft auf einen im Vergleich mit dem konventionellen Klappenventil extrem kleinen Wert verrin­ gern. Daher verwendet die elektronisch gesteuerte Drossel­ klappe gemäß der Erfindung eine solche koaxiale drehbare Drosselklappe, wodurch die Betriebsdrehkraft für die Ein­ stellung des Drosselklappenöffnungsgrads so niedrig gehal­ ten werden kann, daß die Antriebsvorrichtung für die Klappe nur geringe Kapazität aufweisen muß, so daß die Gesamtmaße miniaturisierbar sind.

In den Fig. 1-3, die eine Ausführungsform der Drosselklappe zeigen, ist eine Ansaugleitung 10 für eine Brennkraftma­ schine gezeigt. Ein ortsfester Abschnitt 11, der als Sockel der Befestigungsanordnung dient, ist an einem Ende der Ansaugleitung 10 auf der Einströmseite angeordnet. Die gesamte elektronisch gesteuerte Drosselklappe einschließ­ lich Steller ist an dem ortsfesten Abschnitt 11 montiert.

Der ortsfeste Abschnitt 11 dient als ortsfester Abschnitt der Klappe und besteht aus einem im wesentlichen zylindri­ schen Körper mit einem Boden. Ein piezoelektrisches Element 12, ein Vibrationselement 13 und ein Bewegungselement 14, die einen Ultraschallmotor bilden, sind am Boden des orts­ festen Teils 11 in diesem angeordnet.

Ein beweglicher Abschnitt 15 der Drosselklappe ist in den ortsfesten Abschnitt 11 eingefügt und führt eine Winkel­ bewegung um die Achse einer festen Welle 16 derart aus, daß der Mittelpunkt der Winkelbewegung durch die feste Welle 16 gegeben ist.

Der bewegliche Abschnitt 15 hat wie der ortsfeste Abschnitt 11 im wesentlichen Zylinderform mit einem Boden. Das Bewe­ gungselement 14 des Ultraschallmotors ist an der Unterseite des beweglichen Abschnitts 15 befestigt. Somit wird der Ultraschallmotor als Steller drehgetrieben.

Der bewegliche Abschnitt 15 weist zwei Öffnungen 17 auf, die zueinander symmetrisch in bezug auf die Achse der festen Welle 16 angeordnet sind. Ebenso weist der ortsfeste Abschnitt 11 zwei Öffnungen 18 auf, die zueinander sym­ metrisch in bezug auf die Achse der festen Welle 16 ange­ ordnet sind. Wenn der bewegliche Abschnitt 15 eine Winkel­ bewegung ausführt und eine Lage einnimmt, in der die Öff­ nungen 17 und 18 zusammenfallen, entspricht dies dem maxi­ malen Öffnungsgrad der Klappe, und wenn die Klappe eine Lage einnimmt, in der die Öffnungen 17 relativ zu den Öffnungen 18 vollständig verschoben sind, ist die Klappe vollständig geschlossen. Wie insbesondere aus Fig. 3 her­ vorgeht, tritt Saugluft, die von einem aufstrom befindli­ chen Saugluftfilter kommt, in das Innere des beweglichen Abschnitts 15 ein, der sich nach oben öffnet (in der Zeichnung gesehen), durchströmt dann die Öffnungen 17 im beweglichen Abschnitt 15 und die Öffnungen 18 im ortsfesten Abschnitt 11 und gelangt dann zur Außenseite des ortsfesten Abschnitts 11, d. h. zum Inneren der Ansaugleitung 10. Wenn also der bewegliche Abschnitt 15 durch den Ultraschallmotor angetrieben wird und eine Winkelbewegung ausführt, kann die Klappe als von einem Steller angetriebene drehbare Drossel­ klappe arbeiten, wobei die Steuerung in solcher Weise erfolgt, daß der Saugluftströmungskanal vollständig ge­ schlossen ist, wenn die Öffnungen 17 und 18 vollständig voneinander entfernt sind, während der Strömungskanal voll­ ständig geöffnet ist, wenn die Öffnungen 17 und 18 einander hinreichend weit überlappen.

Ein Halteorgan 19 ist am oberen Teil des ortsfesten Ab­ schnitts 11 befestigt. Eine Rückholfeder 20 ist zwischen einer Unterseite eines mittigen Vorsprungs der Halterung 19 und einer inneren Bodenfläche des beweglichen Abschnitts 15 angeordnet und erzeugt eine Verdrehspannung. Die Anordnung ist also derart, daß in einem Winkelbewegungszustand des beweglichen Abschnitts 15 dieser unter der Vorspannkraft der Rückholfeder 20 in die genannte vollständige Schließ­ stellung rückgeholt wird.

Das Halteorgan 19 weist einen Elektromagneten 21 auf. Wenn der Elektromagnet 21 erregt wird, wird ein bewegliches Element 21a des Elektromagneten 21 nach unten gedrückt. Dabei drückt das bewegliche Element 21a den beweglichen Abschnitt 15 durch ein zylindrisches Element 22 abwärts, wodurch das Bewegungselement 14 mit einer vorbestimmten Kraft gegen das Vibrationselement 13 gedrückt wird.

Im Zusammenhang mit der vorstehenden Erläuterung bezeichnet 23 in den Zeichnungen eine Lüftungsbohrung zur Einführung von Atmosphärendruck zu einer Stelle unter dem beweglichen Abschnitt 15. Ferner ist ein Öffnungsgradsensor 24 vorge­ sehen, der z. B. ein MR-Element ist und die Winkellage des beweglichen Abschnitts 15 magnetisch erfaßt. Eine Zuleitung 25 für das piezoelektrische Element 12 des Ultraschall­ motors ist durch eine Durchführung 26 nach außen geführt.

Der ortsfeste Abschnitt 11 weist an seinem Oberende einen Flansch 27 auf. Wenn die Drosselklappe zusammengesetzt wird, liegt der Flansch 27 am Ende der Ansaugleitung 10 an, und der ortsfeste Abschnitt 11 wird an der Ansaugleitung 10 mittels Schrauben 28 befestigt. Die vom Luftfilter herfüh­ rende Schlauchleitung 10′ führt zum Ende der Ansaugleitung 10, und das Ende der Ansaugleitung 10 wird in die Schlauch­ leitung 10′ gesteckt, wie Fig. 3 zeigt. Dann wird die Schlauchleitung 10′ am Ende der Ansaugleitung 10 z. B. mit einem Metallband 29 befestigt. Das Ende der Ansaugleitung 10 ist mit einem ringförmigen Vorsprung 30 ausgebildet, so daß die Schlauchleitung 10′ sicher auf dem Ende der An­ saugleitung 10 befestigbar ist.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der entsprechend aufge­ bauten Ausführungsform erläutert.

Wenn das piezoelektrische Element 12 des Ultraschallmotors mit einer Mehrphasen-Wechselspannung vorbestimmter Frequenz beaufschlagt wird, wird eine Schwingung mit vorbestimmtem Schwingungsmodus am Vibrationselement 13 erzeugt.

Gleichzeitig damit wird, wenn dem Elektromagneten 21 elek­ trischer Strom zugeführt wird, das Bewegungselement 14 gegen das Vibrationselement 13 mit einer vorbestimmten Kraft gedrückt. Infolgedessen wird der bewegliche Abschnitt 15 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, die durch die Frequenz der genannten Mehrphasen-Wechselspannung gegeben ist, drehgetrieben, so daß der bewegliche Abschnitt 15 als Drosselklappe mit dem Ultraschallmotor als Steller wirkt. In diesem Zusammenhang kann die Drehrichtung zu diesem Zeitpunkt fakultativ durch die Phasenfolge der Mehrphasen-Wechselspannung bestimmt werden.

Fig. 2 zeigt den Zustand, in dem die Öffnungen 17 im beweg­ lichen Abschnitt 15 relativ zu den Öffnungen 18 im orts­ festen Abschnitt 11 nahezu verschoben sind, so daß sich der Saugluftkanal im wesentlichen in der Schließstellung be­ findet. Wenn der bewegliche Abschnitt 15 aus dieser Lage winkelmäßig in die Pfeilrichtung bewegt wird, wird der Saugluftkanal vergrößert. Wenn die Öffnungen 17 und 18 einander vollständig überlappen, ist der Saugluftkanal in der vollständigen Offenstellung. Daraus ist ersichtlich, daß die Saugluftdurchflußmenge einstellbar ist.

Es sei angenommen, daß nach dem Verdrehen des beweglichen Abschnitts 15 in eine andere als die vollständige Schließ­ stellung der Mehrphasen-Wechselstrom nicht mehr an das piezoelektrische Element 12 des Ultraschallmotors angelegt wird. Da in diesem Fall das Bewegungselement 14 durch den Elektromagneten 21 gegen das Vibrationselement 13 gedrückt wird, wird durch die zwischen beiden auftretende Reibungs­ kraft sichergestellt, daß der bewegliche Abschnitt 15 in dieser Lage gehalten wird, und zwar gegen die Rückstell­ kraft der Rückstellfeder 20, so daß ein vorbestimmter Drosselklappenöffnungsgrad unterhalten wird.

Weiterhin sei angenommen, daß die Zuführung von elektri­ schem Strom zum Elektromagneten 21 unterbrochen wird, wenn sich der bewegliche Abschnitt 15 in einer anderen als der vollständigen Schließstellung befindet. In diesem Fall wird die den beweglichen Abschnitt 15 über das bewegliche Ele­ ment 21a des Elektromagneten 21 beaufschlagende Druckkraft aufgehoben, so daß die Kontaktkraft zwischen dem Bewegungs­ element 14 und dem piezoelektrischen Vibrationselement 13 vermindert wird. Infolgedessen wird die Reibungskraft zwi­ schen beiden erheblich verringert, so daß der bewegliche Abschnitt 15 im wesentlichen freigegeben und unter der Kraft der Rückstellfeder 20 in die vollständige Schließ­ stellung zurückbewegt wird.

Wenn somit aus irgendeinem Grund bei laufendem Motor die Kontrolle in bezug auf den Ultraschallmotor verlorengeht, wird der bewegliche Abschnitt 15 unter der Rückstellkraft der Feder 20 in die vollständige Schließstellung zurück­ gebracht, wenn die Stromzuführung zum Elektromagneten 21 unterbrochen ist. Damit ist eine Failsafe-Funktion vorhan­ den, die z. B. die Gefahr bei leichtsinniger Fahrweise vermindert.

Es ist aus Gründen der Funktionsfähigkeit der Drosselklappe erwünscht, daß ein Spalt d (Fig. 2) zwischen der Innen­ fläche des Zylinders des ortsfesten Abschnitts 11 und der Außenfläche des Zylinders des beweglichen Abschnitts 15 eng ist. Andererseits kann der Spalt d aber im Hinblick darauf, daß ein Verklemmen aufgrund von Staubangriff verhindert werden muß, um eine ungehinderte Bewegung des beweglichen Abschnitts 15 zu erreichen, nicht zu eng gemacht werden. Es ist daher in der Praxis nützlich, wenn der Spalt d gleich oder größer als 30 µm gehalten wird. Dabei wird der Staub­ angriff bevorzugt durch Beschichten mit einem festen Schmiermittel, z. B. Molybdändisulfid od. dgl., verhindert. Auch kann in diesem Fall erwartet werden, daß die Ultra­ schallschwingung vom piezoelektrischen Element 12 des Ultraschallmotors auf den beweglichen Abschnitt 15 über­ tragen wird, wodurch der Staub entfernt wird.

Wenn sich im übrigen am Boden des ortsfesten Abschnitts 11 Wasser ansammelt, kann es geschehen, daß das Wasser ge­ friert und den Betrieb unmöglich macht. Daher wird es in der Praxis bevorzugt, eine Anordnung zu verwenden, bei der die feste Welle 16 der Horizontalen angenähert ist. Wenn dann der Ultraschallmotor aktiviert wird, so wird, wenn der bewegliche Abschnitt 15 und der ortsfeste Abschnitt 11 aufgrund von Eisbildung verklemmt sind, auf das Vibrations­ element 13 vom piezoelektrischen Element 12 eine sehr große Kraft ausgeübt, wodurch der Verschleiß des Vibrationsele­ ments 13 und des Bewegungselements 14 beschleunigt wird. Daher sollte die Frequenz der dem Ultraschallmotor zuge­ führten Mehrphasen-Wechselspannung so verringert werden, daß der bewegliche Abschnitt 15 langsam winkelbewegt wird.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein ringförmiger Ultraschallmotor vom Expansionsvibrationstyp als Steller zum Antreiben einer Drosselklappe verwendet wird. Dabei sind ein piezoelektrisches Element 12′, ein Vibrationselement 13′ und ein Bewegungselement 14′ vorge­ sehen, die jeweils als konischer Ringkörper ausgebildet sind.

Da bei dieser Ausführungsform das Vibrationselement 13′ und auch das Bewegungselement 14′ als konischer Ringkörper ausgebildet sind, ergibt sich eine ausreichende Reibungs­ kraft zwischen beiden, und zwar auch dann, wenn die von dem Elektromagneten 21 ausgeübte Kraft nicht so groß ist.

Nachstehend wird die Ausführungsform nach Fig. 1 insbeson­ dere unter Berücksichtigung ihrer Failsafe-Funktion unter Bezugnahme auf die Fig. 5A und 5B erläutert.

Der Elektromagnet 21 ist an dem Halteorgan 19, das über dem ortsfesten Abschnitt 11 liegt, durch eine Schraubverbindung befestigt. Durch diesen Elektromagneten 21 sowie die Rück­ stellfeder 20 wird die bereits erläuterte Failsafe-Funktion erhalten. Fig. 5A zeigt den Zustand, in dem die Regelung durch den Ultraschallmotor störungsfrei durchgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird dem Elektromagneten 21 elektri­ scher Strom zugeführt. Somit wird das bewegliche Element 21a nach außen geschoben, so daß das Bewegungselement 14, das mit dem beweglichen Abschnitt 15 zusammenwirkt, mit vorbestimmter Kontaktkraft durch das zylindrische Element 22 gegen das Vibrationselement 13 gedrückt wird.

Wenn also in diesem Zustand an das piezoelektrische Element 12 eine Mehrphasen-Wechselspannung angelegt wird, wird eine Ultraschallmotor-Wirkung bzw. -Bewegung erhalten, so daß der bewegliche Abschnitt 15 winkelmäßig in die gewünschte Richtung unter Zentrierung um die feste Welle 16 bewegt werden kann. Damit ist es, wie bereits gesagt, möglich, den Drosselklappenöffnungsgrad durch Änderung des Überlappungs­ grads der Öffnungen 17 im beweglichen Abschnitt 15 und der Öffnungen 18 im ortsfesten Abschnitt 11 zu regeln.

Dagegen zeigt Fig. 5B einen Zustand, in dem bei der Steue­ rung des Ultraschallmotors eine Unregelmäßigkeit auftritt, also ein Zustand, in dem die Failsafe-Funktion eine Rolle spielt. Dabei ist die Stromzuführung zum Elektromagneten 21 unterbrochen. Infolgedessen verschwindet die Druckkraft, mit der das zylindrische Element 22 vom beweglichen Element 21a des Elektromagneten 21 beaufschlagt wird, und außerdem verschwindet auch die Druckkraft, die das Bewegungselement 14 des beweglichen Abschnitts 15 auf das Vibrationselement 13 ausübt. Somit ist das Bewegungselement 14 des bewegli­ chen Abschnitts 15 von dem Vibrationselement 13 durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 20 getrennt, so daß der bewegliche Abschnitt 15 in einen winkelverschiebbaren Zustand gebracht wird. Infolgedessen wird die Rückstell­ kraft in die vollständige Schließstellung unter der Ein­ wirkung der Feder 20 wirksam, so daß der bewegliche Ab­ schnitt 15 automatisch in die vollständige Schließstellung gebracht wird. Damit hat die Rückstellkraft die Wirkung, das Offenhalten der Drosselklappe zu verhindern, so daß die Drosselklappe die Failsafe-Funktion aufweist.

Fig. 6A zeigt einen kleinen Öffnungsgradbereich im Normal­ betrieb, während Fig. 6B einen vollständig geöffneten Bereich im Normalbetrieb zeigt. Dabei sind ein Anschlag 30 für die vollständige Offenstellung und ein Anschlag 31 für die vollständige Schließstellung vorgesehen. Ein Hebel 32 des beweglichen Abschnitts 15 ist so angeordnet, daß er zwischen den beiden Anschlägen 30 und 31 bewegbar ist. Fig. 6C zeigt einen Failsafe-Zustand zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Regelung aufgrund einer Fehlfunktion des Ultraschall­ motors od. dgl. unmöglich ist.

Die Funktionsprinzipien des ringförmigen Ultraschallmotors werden nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert.

In der Abwicklung von Fig. 7 sind Elektroden 33 vorgesehen, die an dem piezoelektrischen Element 12 angeordnet sind. Wenn an vorbestimmte Gruppen der Elektroden 33 Spannungen E₁ und E₂ mit jeweils vorbestimmter Phase angelegt werden, gelangt eine durch die Spannung E₁ bedingte Änderungsver­ teilung einer fortschreitenden Welle an eine Gruppe , während eine durch die Spannung E₂ bedingte Änderungsver­ teilung einer fortschreitenden Welle an eine Gruppe gelangt. Die Minimalverschiebung dieser fortschreitenden Wellen gelangt an eine in der Figur mit bezeichnete Gruppe. Damit ist es möglich, das erforderliche Auflösungs­ vermögen durch Ändern des mit bezeichneten Abstands zu erzielen.

Bei den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen ist die Form der im beweglichen Abschnitt 15 ausgebildeten Öffnun­ gen mit rechteckig oder quadratisch ebenso wie die Form der Öffnung 18 im ortsfesten Abschnitt 11 angegeben. Es ist jedoch zu beachten, daß die Form der Öffnungen nicht auf diese spezielle Ausbildung beschränkt ist. Fig. 8 zeigt eine andere Möglichkeit für die im beweglichen Abschnitt 15 gebildeten Öffnungen 17. Für die Form der Öffnungen 17 sind verschiedene Konfigurationen denkbar, so daß sich hinsicht­ lich der Regelungsmöglichkeiten der Saugluftdurchflußmenge eine Diversifikation ergibt. Durch Vorsehen eines mit a bezeichneten Abschnitts trachtet die Ausführungsform von Fig. 8 danach, ein hohes Auflösungsvermögen innerhalb eines Bereichs (links in der Figur) zu erreichen, in dem der Drosselklappenöffnungsgrad klein ist.

Die Fig. 9A und 9B sind ebenfalls abgewickelte Seitenan­ sichten des beweglichen Abschnitts 15. Wie diese Figuren zeigen, ist die Anordnung der Dreiecksöffnung 17 derart, daß der spitze Winkel in Richtung zum kleinen Öffnungsgrad (nach links in den Figuren) kleiner wird, wodurch sich die Querschnittsfläche der Öffnung 17 fortlaufend ändert. Bei dieser Anordnung ergibt sich der Vorteil, daß auch bei mäßiger Regelgenauigkeit des als Antriebsquelle für die Drosselklappe dienenden Motors die Regelgenauigkeit der Luftdurchflußmenge hinreichend ausgeprägt ist.

Die Fig. 10-12 zeigen eine weitere Ausführungsform der elektronisch gesteuerten Drosselklappe für Brennkraftma­ schinen. Diese Ausführungsform verwendet einen Gleichstrom­ motor und ein Umlaufgetriebe anstelle des Ultraschallmotors als Antriebseinheit zum Verstellen des beweglichen Ab­ schnitts der Drosselklappe. Dabei sind Fig. 1 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 10 zeigt ein Drosselklappengehäuse 10. Ein Rohransatz 101 verläuft vom oberen Ende des Gehäuses 10. Der Rohransatz 101 weist an seinem Vorderende einen ringförmigen Vorsprung 102 auf, der in die an den Luftfilter angeschlossene bieg­ same Schlauchleitung 10′ gesteckt ist. Auf diese Weise ist die Schlauchleitung 10′ an dem ringförmigen Vorsprung 102 befestigt. Die Drosselklappe ist an einer Schulter des Drosselklappengehäuses 10 befestigt, und Saugluft strömt in Pfeilrichtung und wird den Zylindern der Maschine durch einen Auslaß auf der rechten Seite zugeführt.

Ein zylindrischer Motoraufnahmeraum 110 ist in der Mitte des am oberen Teil des ortsfesten Abschnitts 11 vorgese­ henen Halteorgans 19 ausgebildet. Der genannte Gleichstrom­ motor 50 ist in diesen Aufnahmeraum 110 eingebaut. Aus der Figur ist ersichtlich, daß das Halteorgan 19 einteilig mit dem ortsfesten Abschnitt 11 ausgebildet ist. Der Motorauf­ nahmeraum 110 ist im Innenraum des zylindrischen ortsfesten Abschnitts 11 und des beweglichen Abschnitts 15 jeweils konzentrisch damit angeordnet. Der Motoraufnahmeraum 110 hat Zylinderform, und sein Durchmesser ist kleiner als der Innendurchmesser des zylindrischen beweglichen Abschnitts 15. Der Gleichstrommotor 50 ist aufrecht in den zylindri­ schen Innenraum des Motoraufnahmeraums 110 eingesetzt und darin befestigt. Ferner ist unter dem Gleichstrommotor 50 ein Untersetzungsgetriebe 51 angeordnet.

Eine geeignete Anzahl Öffnungen (Luftströmungsbohrungen) 18 ist in der Seitenfläche bzw. Seitenwand des ortsfesten Abschnitts 11 ähnlich wie in Fig. 1 vorgesehen. Die Seiten­ fläche des beweglichen Abschnitts 15 weist ebenfalls eine geeignete Anzahl Öffnungen 17 auf. Dabei ist der Innenraum des zylindrischen beweglichen Abschnitts 15 atmosphären­ seitig aufstrom in bezug auf den Saugluftstrom relativ zum ortsfesten Abschnitt 11 angeordnet.

Der bewegliche Abschnitt 15 ist zylindrisch und hat einen etwas kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des ortsfesten Abschnitts 11. Der bewegliche Abschnitt 15 ist im ortsfesten Abschnitt 11 relativ dazu verschiebbar ange­ ordnet, so daß der bewegliche Abschnitt 15 entlang der Innenumfangsfläche des ortsfesten Abschnitts 11 verdrehbar ist. Ebenso wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 weist der bewegliche Abschnitt 15 die Öffnungen 17 auf, die jeweils den Öffnungen (Ventilbohrungen) 18 im ortsfesten Abschnitt 11 entsprechen. Außerdem ist das Innere des als drehbarer Ventilkörper dienenden beweglichen Abschnitts 15 durch eine Trennwand 151 in einen oberen und einen unteren Raum unterteilt, die längs der Rotationsachse angeordnet sind. Der obere Raum dient als Strömungskanal für die Saug­ luft, und der Gleichstrommotor 50 ist mittig im oberen Raum angeordnet. Im unteren Raum ist dagegen ein Antriebsdreh­ kraft-Umschaltmechanismus 52 angeordnet, der von dem Gleichstrommotor 50 und dem Untersetzungsgetriebe 51 ange­ trieben wird. Der Antriebsdrehkraft-Umschaltmechanismus 52 ist also zwischen der Trennwand 151 des beweglichen Ab­ schnitts 15 und der Bodenfläche des zylindrischen orts­ festen Abschnitts 11 angeordnet.

Die Anordnung der Antriebsdrehkraft-Umschaltvorrichtung 52 wird unter Bezugnahme auf die Draufsichten von Fig. 11A und 11B erläutert. Die Antriebsdrehkraft-Umschaltvorrich­ tung besteht aus einem Zentralrad 53, Umlaufrädern 54, einem Innenzahnrad 55, einem Umlaufradträger 56 und einem Anker- bzw. Stiftmechanismus 57.

Das Zentralrad 53 ist mit einer Abtriebswelle des Gleich­ strommotors 50 über das Untersetzungsgetriebe 51 verbunden. Das Innenzahnrad 55 ist am Innenumfang des als drehbarer Ventilkörper dienenden beweglichen Abschnitts 15 ausgebil­ det. Die Umlaufräder 54 sind zwischen dem Innenzahnrad 55 und dem Zentralrad 53 angeordnet. Der Ankermechanismus 57 besteht aus einem Elektromagneten 57a und einem Tauchanker 57b. Die Einstellung erfolgt so, daß bei entregtem Elektro­ magneten 57a, wobei sich der bewegliche Abschnitt 15 in einer Anfangs- bzw. Schließstellung befindet, der Tauch­ anker 57b in eine in der Trennwand 151 des beweglichen Abschnitts 15 ausgebildete Bohrung 152 eingreift, während der Tauchanker 57b bei erregtem Elektromagneten 57a in eine Bohrung 111 eintritt, die in einer Innenfläche eines Endes des ortsfesten Abschnitts 11 gebildet ist.

Die Fig. 12A und 12B zeigen einen Failsafe-Hebel 170, in dessen einem Ende eine Bohrung 170a ausgebildet ist. Der Failsafe-Hebel 170 ist an der Innenseite der Bodenfläche des ortsfesten Abschnitts 11 angeordnet. Normalerweise wird ein Elektromagnet 58a eines Tauchkolbenmechanismus 58 erregt, um einen Tauchkolben 58b in Eingriff mit der Boh­ rung 170a zu bringen, so daß der Failsafe-Hebel 170 riegelt ist. Der zu diesem Zeitpunkt herrschende Zustand ist in Fig. 12B gezeigt, wobei die Verriegelungslage des Hebels 170 eine Lage ist, die die Drehbewegung des beweg­ lichen Abschnitts 15 nicht stört. Dagegen wird bei unkon­ trolliertem Lauf des Motors, also im Fall einer Störung, der Elektromagnet 58a entregt, so daß der Tauchkolben 58b aus der Bohrung 170a austritt. Der zu diesem Zeitpunkt herrschende Zustand ist in Fig. 12A gezeigt, in der der Hebel 170 unter der Einwirkung der Rückholfeder 171 an einem Widerlager 153 des beweglichen Abschnitts 15 anliegt, so daß der bewegliche Abschnitt 15 zwangsläufig in die vollständige Schließstellung verdreht wird.

Die Funktionsweise der vorstehenden Ausführungsform wird nachstehend erläutert. Vor dem Anlassen des Motors wird z. B. der Elektromagnet 58a zuerst erregt, so daß der Tauchkolben 58b aus der Bohrung 152 in der Trennwand 151 des beweglichen Abschnitts 15 austritt, jedoch in die andere Bohrung 111 im ortsfesten Abschnitt 11 eintritt. In diesem Zustand wird ein sogenanntes Hochdrehmomentsystem gebildet, wobei die Antriebsdrehkraft auf das Zentralrad 53 durch den Gleichstrommotor 50 und das Untersetzungsgetriebe 51 und anschließend durch die Umlaufräder 54 und das Innen­ zahnrad 55 auf den beweglichen Abschnitt 15 übertragen wird. Wenn in dieser Phase der Gleichstrommotor 50 in Nor­ malrichtung, d. h. in Klappenöffnungsrichtung, umläuft, wird die Leistung auf das Zentralrad 53, die Umlaufräder 54 und das Innenzahnrad 55 in dieser Reihenfolge übertragen, wie Fig. 11A zeigt. Dadurch wird die Leistung durch die Umlaufräder 54 wesentlich reduziert, so daß der bewegliche Abschnitt 15 mit niedriger Geschwindigkeit und mit großem Drehmoment gedreht wird.

Dann wird der andere Elektromagnet 58a erregt, um den Tauchkolben 58b in Eingriff mit der Bohrung 170a im Fail­ safe-Hebel 170 zu bringen, wodurch der Hebel 170 festgelegt bzw. verriegelt wird. Der Tauchkolben 57b steht mit der Bohrung 152 auf der Seite des ortsfesten Abschnitts 11 in Eingriff, so daß das Drehmomentübertragungssystem entsteht, das vom Zentralrad 53 zum beweglichen Abschnitt 15 über den Umlaufradträger 56, den Tauchkolben 57b und die Bohrung 152 verläuft. In diesem Fall wirken die Umlaufräder 54 also nicht als Übertragungselement, so daß das Drehmomentsystem zum Normalantriebsdrehmomentsystem umgeschaltet wird, in dem das Antriebsdrehmoment relativ niedrig ist.

Wenn ferner die Drehzahl der Brennkraftmaschine während des Fahrens übermäßig hoch wird, wird der Elektromagnet 58a entregt, so daß der Tauchkolben 58b aus der Bohrung 170a des Hebels 170 austritt, wodurch der Hebel 170 den beweg­ lichen Abschnitt 15 in die vollständige Schließstellung von Fig. 12A unter der Kraft der Feder 171 rückstellt.

Bei dieser Ausführungsform wird durch Anwendung der An­ triebsdrehkraft-Umschaltvorrichtung 52 der bewegliche Abschnitt 15 bereits vor dem Anlassen der Brennkraftma­ schine mit niedriger Geschwindigkeit und großer Drehkraft drehangetrieben. Dadurch wird etwa an der Zwischenfläche zwischen dem beweglichen und dem ortsfesten Abschnitt 15 bzw. 11 haftender Staub und Schmutz durch die Zwangsdreh­ bewegung entfernt, was ein Verklemmen in wirksamer Weise ausschließt.

Die Fig. 13 und 14 zeigen eine weitere Ausführungsform. Dabei wird als Antriebseinheit ein bürstenloser Gleich­ strommotor 50′ verwendet. Außerdem hat die Ausführungsform eine Antriebsdrehkraft-Schaltvorrichtung entsprechend der­ jenigen von Fig. 10. Die Ausführungsform hat somit eine relativ einfache und praktische Konstruktion.

Diese Ausführungsform verwendet den bürstenlosen Gleich­ strommotor 50′ als Antriebseinheit für den beweglichen Abschnitt 15. Der Motor 50′ hat eine Abtriebswelle 501, die direkt mit der Unterseite des beweglichen Abschnitts 15 verbunden ist, um diesen unmittelbar anzutreiben. Der Innenraum des rohrförmigen ortsfesten Abschnitts 11 weist dabei zur Atmosphärendruckseite, d. h. zur Aufstromseite der Saugleitung 10, ausgehend von dem ortsfesten Abschnitt 11 für sich. Eine Atmosphärendruckbohrung 23 ist im Boden des beweglichen Abschnitts 15 ausgebildet, der im Innenraum des ortsfesten Abschnitts 11 aufgenommen ist. Aufgrund der Atmosphärendruckbohrung 23 ist der Druck an der Innenseite und der Druck an der Außenseite des Bodens des beweglichen Abschnitts 15 derselbe, was es ermöglicht, die zum Betäti­ gen des beweglichen Abschnitts 15 erforderliche Antriebs­ drehkraft zu vermindern.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 ist das Drosselklap­ pengehäuse 10 der Drosselklappe der Fig. 13 und 14 nach oben bzw. nach links in der Figur verlängert, und in der Verlängerung ist ein konventionelles Klappenventil 290 angeordnet. Die Ausführungsform nach Fig. 15 hat also einen Zweistufen-Drosselmechanismus, wobei die konventionelle Drosselklappe 290 und die elektronisch gesteuerte Drossel­ klappe nach der Erfindung miteinander kombiniert sind. Die Zweistufen-Drosselklappenkonstruktion wird aus folgendem Grund verwendet: Es kann davon ausgegangen werden, daß zwischen dem beweglichen Abschnitt 15 und dem ortsfesten Abschnitt 11, die die elektronisch gesteuerte Drosselklappe darstellen, ein geringfügiger Luftaustritt stattfindet. Aus diesem Grund ist das konventionelle Klappenventil 290 vor bzw. aufstrom von der elektronisch gesteuerten Drossel­ klappe angeordnet, um die Regelbarkeit der Drosselklappe zu verbessern. Die Figur zeigt einen Gasseilzug 300 und eine Rückstellfeder 310. Das Klappenventil 290 wird hinsichtlich seines Öffnungsgrads entsprechend der Betätigung eines Fahrpedals 320 von einem Drosselklappenmechanismus gere­ gelt, der aus dem Gasseilzug 300, der Rückstellfeder 310 etc. besteht.

Wenn die mechanisch und die elektronisch geregelte Drossel­ klappe wie im vorliegenden Fall in zwei Stufen vorgesehen sind, wird der Öffnungsgrad des beweglichen Abschnitts 15, der als umlaufender Ventilkörper der elektronisch geregel­ ten Drosselklappe dient, aufgrund eines elektronischen Steuerbefehls, der auf dem Betriebszustand der Maschine beruht, sowie aufgrund des Zustands des Fahrpedals 320 feingeregelt. Damit ist es möglich, die Maschine hochgenau einzustellen. Ferner verwendet die Ausführungsform die elektronisch geregelte Drosselklappe nach den Fig. 13 und 14. Es ist jedoch ersichtlich, daß auch die elektronisch geregelte Drosselklappe nach den Fig. 1 oder 10 verwendbar ist.

Die Fig. 16A und 16B sowie 17A und 17B zeigen weitere Aus­ führungsformen. Die Grundkonstruktion einer Drosselklappe gemäß diesen Ausführungsformen ist in den Fig. 16A und 16B gezeigt. Anders als die vorher beschriebenen Ausführungs­ formen ist diese Ausführungsform so aufgebaut, daß der Innenraum eines als rohrförmiger Ventilsitz wirkenden orts­ festen Abschnitts 11′′ der Unterdruckseite der Saugluftlei­ tung zugewandt ist, und daß der als drehbarer Ventilkörper dienende bewegliche Abschnitt 15′ im Unterdruck-Innenraum aufgenommen ist. Der zylindrische ortsfeste Abschnitt 11′′ ist im Drosselklappengehäuse 10 derart fest montiert, daß ein offenes Ende des ortsfesten Abschnitts 11′′ unten und eine Bodenfläche des Abschnitts 11′′ oben liegt. Der beweg­ liche Abschnitt 15′ ist ebenfalls zylindrisch, aber ein stabartiges Stützorgan 155 ist so ausgebildet, daß es diametral zu dem beweglichen Abschnitt 15′ verläuft. Das Stützorgan 155 ist mittig mit einem Wellenteil 156 ver­ sehen, der in der Figur nach vertikal oben verläuft. Der Wellenteil 156 des zylindrischen beweglichen Abschnitts 15′ ist in eine Bohrung 112 eingesetzt, die in der Mitte des Bodens des ortsfesten Abschnitts 11′′ gebildet ist, und eine Schraube 157 od. dgl. ist auf das Vorderende des Wellen­ teils 156 geschraubt. Somit ist der bewegliche Abschnitt 15′ drehbar in dem ortsfesten Abschnitt 11′′ gehaltert. Da die Stützkonstruktion dieser Ausführungsform insbesondere so beschaffen ist, daß der bewegliche Abschnitt 15′ am Boden des ortsfesten Abschnitts 11′′ aufgehängt ist, wird die Kontaktfläche zwischen dem beweglichen Abschnitt 15′ und dem ortsfesten Abschnitt 11′′ verkleinert. Daher bietet die Stützkonstruktion den Vorteil, daß durch Einfügen eines Kugellagers od. dgl. an der Kontaktfläche diese minimierbar ist. Wie ferner durch die Pfeile in der Figur angedeutet ist, durchströmt von einer Stelle aufstrom vom Drossel­ klappengehäuse 10 zugeführte Luft zuerst einen zwischen dem Drosselklappengehäuse 10 und dem Außenumfang des ortsfesten Abschnitts 11′′ begrenzten Raum, tritt dann in den Innenraum des beweglichen Abschnitts 15′ durch die Ventilbohrungen ein und wird dann jeweils in die Maschinenzylinder an einer Stelle abstrom vom Drosselklappengehäuse 10 eingeleitet. Da auf die Wandfläche des ein Ventil bildenden beweglichen Abschnitts 15′ eine Kraft in Richtung zur Rotationsmitten­ achse des beweglichen Abschnitts 15′ ausgeübt wird, kann der bewegliche Abschnitt 15′ in einfacher Weise abgeglichen werden gegenüber den vorher beschriebenen Ausführungsfor­ men, bei denen eine nach außen gerichtete Kraft auf die Wandfläche des beweglichen Abschnitts einwirkt. Dies wurde auch durch Versuche erhärtet. Da ferner bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen eine nach außen gerichtete Kraft auf die Zylinderwandfläche des beweglichen Abschnitts 15 unter der Einwirkung der einströmenden Luft einwirkt, dehnt sich die Wandfläche nach außen aus. Daher ergibt sich das Problem, daß der Spalt zwischen dem beweglichen Ab­ schnitt 15 und dem ortsfesten Abschnitt 11 kleiner wird und der Kontaktwiderstand ansteigt, so daß eventuell der beweg­ liche Abschnitt 15 unbeweglich werden kann. Um dieses Problem zu überwinden, muß die Wand des beweglichen Ab­ schnitts 15 größere Starke haben. Das hat aber wiederum eine Erhöhung des Gewichts des beweglichen Abschnitts 15 zur Folge. Entgegen den vorher beschriebenen Ausführungs­ formen ist die Ausführungsform nach den Fig. 16A und 16B so ausgelegt, daß die aus der einströmenden Luft resultierende Kraft nach innen wirkt. Dabei kann das vorgenannte Problem beseitigt werden, und die Stärke der Wand des beweglichen Abschnitts 15 kann verringert werden, was eine Verminderung des Gesamtgewichts ermöglicht.

Die Ausführungsform nach den Fig. 17A und 17B verwendet den Aufbau nach den Fig. 16A und 16B. Ferner ist hier ein als Antriebseinheit dienender Schrittmotor 50′′ an der Boden­ fläche des ortsfesten Abschnitts 11′′ fest montiert. Wie aus der Figur hervorgeht, hat der Motor 50′′ eine Abtriebswelle 501, die direkt an dem Stützteil 155 des beweglichen Ab­ schnitts 15′ befestigt ist. Bei dieser Ausführungsform dreht sich der bewegliche Abschnitt 15′ auf der Unterdruck­ seite. Damit wird die Betriebsdrehkraft, die aus einem auf den beweglichen Abschnitt 15′ wirkenden Ungleichgewicht resultiert, im wesentlichen zu Null. Ferner steht die Stärke der Hydraulikdruck-Aufnahmefläche des Luftauslasses 18 nicht mehr zu der Betriebsdrehkraft in Beziehung.

Fig. 18 zeigt eine weitere Ausführungsform, deren Aufbau eine Kombination aus der Drosselklappenkonstruktion nach den Fig. 16A, 16B und 17A, 17B und einem konventionellen Klappenventil 290′ ist. In Fig. 18 hat der obere Abschnitt des Drosselklappengehäuses einen größeren Innendurchmesser. Der ortsfeste Abschnitt 11′′ ist an einer im Drosselklap­ pengehäuse 10 gebildeten Stufe 101 fest montiert. Der orts­ feste Abschnitt 11′′ hat eine Bodenfläche, an der der An­ triebsmotor 50 montiert ist. Der Boden des ortsfesten Ab­ schnitts 11′′ hat einen sphärisch geformten Außenumfang, um den ankommenden Luftstrom möglichst nicht zu zerstreuen. Außerdem ist bei dieser Ausführungsform das Klappenventil 290′ abstrom von der elektronisch gesteuerten Drosselklappe angeordnet.

Die Fig. 19-21 zeigen jeweils Beispiele für eine Anordnung zum Befestigen der elektronisch gesteuerten Drosselklappe an der Brennkraftmaschine.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 sind an einem Sammelbehälter 330 der Ansaugeinrichtung der Maschine ein Luftdurchflußmesser 340′ die elektronisch gesteuerte Dros­ selklappe 350 und eine Steuereinheit befestigt. Diese Teile sind mit einer Mehrfacheinspritzdüse 370 kombiniert zur Einstellung der Luft und des Kraftstoffs, die in die Ma­ schine angesaugt werden, wodurch die Maschinenleistung regelbar ist.

Die Ausführungsform nach Fig. 20 ist eine Kombination der elektronisch gesteuerten Drosselklappe gemäß irgendeinem der vorher erläuterten Ausführungsbeispiele mit einer mit Abstrom-Einpunkteinspritzung arbeitenden Brennkraftma­ schine. Der von der Einpunkteinspritzdüse 370 kommende Kraftstoff wird mit von der elektronisch gesteuerten Dros­ selklappe 350 kommender Luft durchsetzt, so daß das Kraft­ stoff-Luftgemisch in die Maschine gesaugt wird.

Die Ausführungsform nach Fig. 21 ist eine Kombination der elektronisch gesteuerten Drosselklappe gemäß einer der erläuterten Ausführungsformen mit einer Brennkraftmaschine mit Zwillings-Einpunkteinspritzung. Dabei sind zwei Ein­ punkteinspritzdüsen 370 vorgesehen. Da der Luftstrom aus der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 350 symmetrische Konfiguration hat, wird die Gemischverteilung zum Motor verbessert.

Da die Ausführungsformen nach den Fig. 19-21 jeweils direkt an einem Einlaß des Sammelbehälters 330 des Motors befe­ stigt werden können, wird kein Raum zur Montage der Dros­ selklappe benötigt. Die Ausführungsform eignet sich ins­ besondere im Hinblick auf die heutige Tendenz zur Verklei­ nerung des Motorraums. Da ferner in diesem Fall das Dros­ selklappengehäuse nahe der Maschine angeordnet ist, wird hinsichtlich des Ansprechverhaltens der Maschine auf die Regelung ein gutes Ergebnis erhalten.

Die Fig. 22A und 23A zeigen eine Dichtungsvorrichtung zwischen dem ortsfesten Abschnitt 11 und dem beweglichen Abschnitt 15 der vorgenannten elektronisch gesteuerten Drosselklappe. Wie bereits gesagt, wird es bevorzugt, daß der Zwischenraum zwischen dem jeweils zylindrischen orts­ festen und beweglichen Abschnitt 11, 15 der Drosselklappe in der Größenordnung von 30 µm gehalten wird, um eine ungehinderte Rotation des beweglichen Abschnitts 15 sicher­ zustellen. In diesem Zusammenhang muß die Dichtungsanord­ nung eine hohe Gasdichtheit zwischen den beiden Abschnitten 11 und 15 gewährleisten. Beispielsweise sind gemäß den Figuren Dreiecksöffnungen 18 in der Außenwandfläche des ortsfesten Abschnitts 11 vorgesehen. Selbstverständlich können die Öffnungen auch Viereckform haben. Auf der dem beweglichen Abschnitt 15 zugewandten Fläche des ortsfesten Abschnitts 11 ist eine Labyrinthdichtung die Öffnung 18 umgebend ausgebildet. Unter der Einwirkung der Labyrinth­ dichtung 113 kann der Luftaustritt durch den Zwischenraum zwischen den Wandflächen der beiden Abschnitte 11 und 15 verringert werden. Damit kann eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe erhalten werden, die die Saugluftmenge exakt innerhalb eines Bereichs zwischen der vollständigen Schließstellung und der vollständigen Offenstellung ein­ stellen kann.

Unter Bezugnahme auf Fig. 25 wird ein Beispiel einer Motor­ anlage beschrieben, bei der die Erfindung angewandt wird.

Die Figur zeigt ein Fahrpedal 633, einen Fahrpedalfühler 634, eine Steuereinheit 635, einen Drosselklappen-Antriebs­ kreis 636, einen Einspritzventil-Antriebskreis 637 und ein Drosselklappengehäuse 638. Das Drosselklappengehäuse 638 enthält eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe, die von einem Ultraschallmotor, wie er z. B. unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert wurde, geöffnet bzw. geschlossen wird. Ferner sind vorgesehen ein Einspritzventil 639, ein Kurbel­ winkelsensor 640, ein Luftdurchflußsensor 641, ein Elektro­ magnet-Antriebskreis 642, eine Seilzugverbindungseinheit 643 sowie Gasseilzüge 644 und 645. Der Gasseilzug 644 ist mit der Bewegung des Fahrpedals 633 verriegelt, und der Gasseilzug 645 ist mit dem beweglichen Abschnitt 15 (vgl. Fig. 1) im Drosselklappengehäuse 638 verriegelt. Die Seil­ zugverbindungseinheit 643 besteht aus einer Art von elek­ tromagnetisch betätigter Kupplung und hat die Funktion, die Gasseilzüge 644 und 645 miteinander zu verbinden, wenn an die Verbindungseinheit 643 ein elektrisches Steuersignal angelegt wird.

Die Bewegung des Fahrpedals 633 wird von dem Fahrpedal­ sensor 634 so erfaßt, daß der Eindrückbetrag α des Fahr­ pedals 633 in die Steuereinheit 635 eingegeben wird.

Außerdem werden in die Steuereinheit 635 verschiedene weitere Informationen eingegeben, unter anderem die Motor­ temperatur Tw von einem Wassertemperatursensor (nicht ge­ zeigt), die Motordrehzahl N vom Kurbelwinkelsensor 640, die Saugluftdurchflußmenge Qa vom Saugluftdurchflußsensor 641, der Drosselklappenöffnungsgrad E vom Drosselklappengehäuse 638 etc. Auf der Basis dieser Informationen führt die Steuereinheit 635 einen vorbestimmten Rechenvorgang aus und liefert ein Ansteuersignal an den Ultraschallmotor-An­ triebskreis 636. Auf der Grundlage des Ansteuersignals legt der Antriebskreis 636 an den Ultraschallmotor im Drossel­ klappengehäuse 638 eine Antriebsspannung an. Die Regelung erfolgt derart, daß der Drosselklappenöffnungsgrad infolge des Anlegens der Antriebsspannung entsprechend der vom Fahrpedal 633 abgeleiteten Information α erhalten wird. Ein Kraftstoffeinspritzsignal wird dem Einspritzventil-An­ triebskreis 637 zur Ausführung der Regelung der Kraftstoff­ zuführmenge zugeführt.

Zu diesem Zeitpunkt erfolgt die Rückführungsregelung der Kraftstoffzuführmenge durch Eingabe der Information Qa.

Parallel zu den oben erläuterten Steuervorgängen wird in die Steuereinheit 635 ein Ist-Drosselklappenöffnungsgrad auf der Grundlage der Information E eingegeben, um die Rückführungsregelung des Drosselklappenöffnungsgrads durch­ zuführen, wodurch die Übereinstimmung zwischen dem Ist- und einem Soll-Drosselklappenöffnungsgrad vom Fahrpedal 633 überwacht wird. Wenn entschieden wird, daß im Übereinstim­ mungszustand eine einen vorbestimmten Wert übersteigende Störung ("crumbling") auftritt, wird an den Elektromagnet-Antriebskreis 642 ein Signal angelegt, so daß die Stromzu­ fuhr zum Elektromagneten 612 im Drosselklappengehäuse 638 unterbrochen und dadurch eine Failsafe-Funktion ausgeübt wird. Somit wird die Drosselklappe in die vollständige Schließstellung gebracht, und ein Verbindungssignal wird an die Seilzugverbindungseinheit 643 angelegt, um die Seilzüge 644 und 645 miteinander zu verbinden.

Infolgedessen kann der Drosselklappenöffnungsgrad direkt vom Fahrpedal 633 über die Gasseilzüge 644 und 645 bestimmt werden. Damit kann ein fortgesetzter minimaler Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs bei Ausübung der Failsafe-Funktion, also langsames Heimfahren bzw. "Heimhumpeln" ermöglicht werden.

Fig. 26 ist ein Steuerungsblockschaltbild für das vorste­ hend beschriebene Motorsystem. Das Drosselklappengehäuse 638 umfaßt einen Ventilkörper, bestehend aus dem piezo­ elektrischen Element 12′ dem Vibrationselement 13, dem Bewegungselement 14 sowie dem beweglichen Abschnitt 15 (z. B. entsprechend Fig. 1), ferner den Elektromagneten 21 für die Failsafe-Funktion und den Drosselklappenöffnungs­ gradsensor 24. Normalerweise wird an das piezoelektrische Element 12 eine Treiberspannung gelegt, während der Elek­ tromagnet 21 erregt gehalten wird, so daß der Drosselklap­ penöffnungsgrad geregelt wird. Im Störungsfall wird jedoch der Elektromagnet 21 entregt, so daß der Failsafe-Zustand erhalten wird.

Fig. 27 dient der Erläuterung der Steuereinheit 635. Diese umfaßt eine Öffnungsgrad- bzw. θ-Recheneinheit zum Be­ rechnen eines Soll-Drosselklappenöffnungsgrads e auf der Basis der Eindrückgröße α des Fahrpedals 633 und der Was­ sertemperatur Tw vom Wassertemperaturfühler, und eine Geschwindigkeits- bzw. dθ/dt-Recheneinheit zum Errechnen einer Änderungsrate dθ/dt der Information θ auf der Grundlage der Information von der Fahrpedalgeschwindig­ keits- bzw. dα/dt-Recheneinheit, die die Änderungsrate dα/dt der Information α errechnet. Auf der Basis von Aus­ gangssignalen dieser Einheiten aktiviert die Steuereinheit 635 eine Frequenzrecheneinheit, die die Frequenz F eines dem Ultraschallmotor-Antriebskreis 636 zuzuführenden Sig­ nals errechnet.

Parallel dazu wird in die Steuereinheit 635 die Information E vom Öffnungsgradsensor 24 eingegeben zum Errechnen eines Ist-Öffnungsgrads θ′ durch einen Umsetzer. Der Ist-Öff­ nungsgrad θ′ wird in einem Vergleicher mit dem Soll-Öff­ nungsgrad θ verglichen. Wenn eine Differenz zwischen beiden um einen vorbestimmten Wert oder mehr von Null abweicht, werden ein Beaufschlagungskraft-Freigabesignal­ former und ein Langsamheimfahrsignalformer angesteuert und unterbrechen die Stromzuführung zum Elektromagneten 21. Damit wird die Failsafe-Funktion erhalten, und das Signal wird der Seilzugverbindungseinheit 643 zugeführt, so daß die Gasseilzüge 644 und 645 miteinander verbunden werden, wodurch der Langsamheimfahrzustand erreicht ist.

Andererseits wird die Steuerung der Kraftstoffzuführmenge wie folgt durchgeführt.

Zuerst werden die Informationen α, Tw und N in die Steuer­ einheit 635 eingegeben. Auf der Grundlage dieser Informa­ tionen wird von der Kraftstoffmengen-Recheneinheit ein Grund-Einspritzimpuls Tp errechnet. Außerdem werden in die Steuereinheit 635 die Motordrehzahl N und die Saugluft­ durchflußmenge Qa eingegeben. Aufgrund dieser Information wird von einer Kraftstoffmengenkorrektur-Recheneinheit ein Kraftstoffmengenkorrekturwert Tp′ errechnet. Die Signale Tp und Tp′ werden dem Einspritzventil-Antriebskreis 637 zur Einstellung der Kraftstoffzuführmenge zugeführt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 28 wird die Seilzugverbindungs­ einheit 643 erläutert. Fig. 28 zeigt ein Führungsteil 646 aus Magnetwerkstoff, einen Elektromagneten 647, einen Tauchanker 648 aus Magnetwerkstoff, einen Schieberhalte­ abschnitt 649 und Federn 650 und 651.

Angenommen, dem Elektromagneten 647 wird kein Strom zuge­ führt, so ist der Tauchanker 648 in bezug auf den Elektro­ magneten 647 und das Führungsteil 646 frei. Selbst wenn also das Fahrpedal 633 (vgl. Fig. 25) betätigt wird und der Gasseilzug 644 dieser Betätigung folgend sich bewegt, wird die Bewegung nicht auf den Seilzug 645 übertragen.

Wenn dem Elektromagneten 647 von der Spannungserzeugungs­ einheit 6351 in der Steuereinheit 635 Strom zugeführt wird, wird der Tauchkolben 648 aus Magnetwerkstoff magnetisiert und mit dem ebenfalls aus Magnetwerkstoff bestehenden Füh­ rungsteil 646 vereinigt. Zu diesem Zeitpunkt wird daher die Bewegung des Seilzugs 644 auf den Seilzug 645 so, wie sie ist, übertragen. Damit wird das Eindrücken des Fahrpedals 633 ebenso auf die Drosselklappe übertragen, so daß das Langsamheimfahren ermöglicht wird. Die Federn 650 und 651 sind dabei so angeordnet, daß die Seilzüge 644 und 645 nicht durchhängen können.

Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, daß die elek­ tronische Drosselklappeneinrichtung genügend Failsafe-Funktionen einschließlich der Langsamheimfahr-Funktion aufweist.

Aus der vorstehenden Erläuterung ist ersichtlich, daß die elektronisch gesteuerte Drosselklappe für Brennkraftma­ schinen den folgenden Vorteil aufweist: Die Betriebsdreh­ kraft zum Einstellung des Drosselklappenöffnungsgrads ist gering, so daß die Gesamteinrichtung klein gebaut werden kann. Damit ergibt sich eine ausgezeichnete Montierbarkeit im Inneren des engen Motorraums.

Da außerdem der als Antrieb für die Drosselklappe dienende Motor in dem ortsfesten Abschnitt untergebracht ist, wird der Motor durch die Saugluft gekühlt. Daher kann die elek­ tronisch gesteuerte Drosselklappe für Brennkraftmaschinen nahe der Maschine montiert werden, wodurch sich ein über­ legenes Regelansprechverhalten der Maschine ergibt.

Claims (7)

1. Elektronisch gesteuertes Drosselorgan für eine Brenn­ kraftmaschine, wobei das Drosselorgan in der Ansaug­ leitung der Maschine angeordnet und aufgrund eines zu steuernden Fahrzustands der Maschine oder des Betäti­ gungsgrads eines Fahrpedals zur Regelung einer Saug­ luftmenge einstellbar ist, mit

• - einem ortsfesten Abschnitt (11), der in der Ansaug­ leitung (10) konzentrisch angeordnet ist und einen rohrförmigen Körper mit wenigstens einem geschlosse­ nen Ende umfaßt, wobei der ortsfeste Abschnitt (11) eine Umfangswand hat, deren Außenfläche mit einer Innenumfangsfläche der Ansaugleitung (10) einen Gas­ strömungskanal bildet und wenigstens zwei Öffnungen (18) aufweist;
• - einem beweglichen Abschnitt (15), der konzentrisch in den ortsfesten Abschnitt (11) und relativ zu diesem verstellbar eingesetzt ist, wobei der bewegliche Ab­ schnitt Wandungen hat, durch die die in der Umfangs­ wand des ortsfesten Abschnitts (11) ausgebildeten symmetrisch angeordneten Öffnungen (18) verschließbar sind, und mit Umfangsöffnungen (17), die den Öffnungen (18) in der Umfangswand des ortsfesten Ab­ schnitts (11) entsprechen, wobei der bewegliche Ab­ schnitt (15) durch eine Drehung um seine Längsachse gegenüber dem ortsfesten Abschnitt (11) verstellbar ist,
• - der bewegliche Abschnitt (15) einen Boden mit einem Durchgang (23) aufweist, der einen Druckausgleich zwischen den beiden Seiten des Bodens sicherstellt und
• - einer integrierten Rotationsantriebseinheit, die den beweglichen Abschnitt (15) verstellt.

2. Drosselorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens bei einem der beiden Abschnitte (11, 15) für jede Öffnung (18, 17) das Ausmaß in Richtung der Längsachse in Abhängigkeit von der Umfangsposition monoton veränderlich ist.

3. Drosselorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (18, 17) in wenigstens einem der Ab­ schnitte (11, 15) dreieckig geformt sind.

4. Drosselorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (18, 17) in wenigstens einem der Be­ reiche (11, 15) aus einem trapezförmigen und wenigstens einem rechteckigen Bereich (a) zusammengesetzt sind.

5. Drosselorgan nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rotationsantriebseinheit an einem Teil des ortsfesten Abschnitts (11) fest montiert ist.

6. Drosselorgan nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rotationsantriebseinheit ein um­ laufender Elektromotor ist.

7. Drosselorgan nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Elektromotor ein Ultraschallmotor ist.