DE3931144A1

DE3931144A1 - Betaetigungsvorrichtung fuer eine in einer ansaugleitung einer dieselbrennkraftmaschine angeordneten drosselklappe

Info

Publication number: DE3931144A1
Application number: DE3931144A
Authority: DE
Inventors: Detlef Dipl Ing Panten; Gernot Dipl Ing Hertweck; Franz Bender
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1989-09-19
Filing date: 1989-09-19
Publication date: 1991-03-28
Also published as: US5065719A; EP0418484A1; JPH03121220A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für eine in einer Ansaugleitung einer Dieselbrennkraftma schine angeordneten Drosselklappe mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen weiteren Merkmalen.

Eine Betätigungsvorrichtung der gattungsgemäßen Bauart ist aus der DE-OS 29 39 805 bekannt. Der wesentliche Nachteil der bekannten Betätigungsvorrichtung besteht darin, daß die Drosselklappe nur in Abhängigkeit der Last verstellbar ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, mit welcher eine Drosselklappensteuerung in Abhängigkeit mehrerer Betriebs parameter realisierbar ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung hat den Vor teil, daß die Drosselklappe infolge des Leerweges im Be tätigungsgestänge nunmehr in Abhängigkeit der verschie densten Betriebsparameter steuerbar ist. So ist es z. B. bei einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung möglich, die Drosselklappe bei konstanter Fahrpedalstellung aus der momentanen lastabhängigen Klappenstellung in eine für die Abgasrückführung günstige Stellung zu verschwenken.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung in der Stellung für Nullast bei inaktivem Verstellantrieb,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung in der Stellung für Nullast bei aktivem Verstellantrieb und

Fig. 3 die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung in der Stellung für Vollast bei aktivem Verstellantrieb.

Fig. 4 ein Diagramm VH ∡ = f(DK ∡).

Eine nicht dargestellte Dieselbrennkraftmaschine besitzt eine Ansaugleitung 1, in welcher eine Drosselklappe 2 auf einer Welle 3 drehbar gelagert ist. Die Betätigung der Drosselklappe 2 erfolgt über ein mechanisches Verstellge stänge 4, daß einerseits am nicht gezeigten Fahrpedal und andererseits an einem mit der Welle 3 drehfest verbundenen Mitnehmerhebel 5 angelenkt ist. Im Einzelnen umfaßt das Verstellgestänge 4 zwei teleskopartig ineinander ver schiebbare Gestängeabschnitte 6 und 7, von denen der Ge stängeabschnitt 6 am Fahrpedal und der Gestängeabschnitt 7 an einem ersten Schwenkarm S eines am Motorgehäuse über die Achse 9 drehbar abgestützten Winkelhebels 10 angelenkt ist und einer Verbindungsstange 12, die einerseits am zweiten Schwenkarm 11 des Winkelhebels 10 und andererseits am Mitnehmerhebel 5 angelenkt ist. Der Gestängeabschnitt 7 weist ein Langloch 13 auf, in dem ein Kulissenstein 14 geführt ist, welcher am Gestängeabschnitt 6 befestigt ist. Durch das Langloch 13 und dem darin geführten Kulis senstein 14 ist ein Ineinanderschieben der Gestängeab schnitte 6 und 7 über den durch die Länge "l" des Lang loches 13 vorgegebenen Leerweg möglich, so daß die Dros selklappenbewegung von der Fahrpedalbewegung über diesen Leerweg "l" entkoppelt ist.

Gemäß der Erfindung ist der Mitnehmerhebel 5 der Drossel klappe 2 ferner verbunden mit einem hilfskraftbetätigten Verstellantrieb 15, über den die lastabhängig vorgegebene Drosselklappenstellung innerhalb des Leerweges "l" verän derbar ist.

Der Verstellantrieb 15 ist als Unterdruckantrieb ausge bildet und umfaßt ein Gehäuse 16, in dem eine Steuermem bran 17 eingespannt ist. An der Steuermembran 17 ist eine Stellstange 18 befestigt, die mit dem Mitnehmerhebel 5 der Drosselklappe 2 gekoppelt ist. Dabei setzt sich die Stellstange 18 aus zwei teleskopartig ineinander ver schiebbaren Gestängeteilen 19 und 20 zusammen, welche ge gen die Kraft einer Feder 21 auseinanderziehbar sind. Das Gestängeteil 20 besitzt am freien Ende einen Kolben 22, welcher in einem mit dem Gestängeteil 19 verbundenen Zy linder 23 geführt ist. Die Feder 21 ist einmal an der stangenseitigen Fläche des Kolbens 22 und zum andern am Zylinder so abgestützt, daß die beiden Gestängeteile 19 und 20 nur gegen die Kraft der Feder 21 auseinanderziehbar sind.

Im Gehäuse 16 des Stellantriebes 15 befindet sich auf der dem Gestängeteil 19 abgewandten Seite der Membran 17 ein Steuerraum 24, der über einen Unterdruckanschluß 25 mit einer nicht dargestellten Unterdruckquelle verbunden ist. Die Steuermembran 17 ist zwischen zwei Endstellungen schaltbar. Bei belüftetem Steuerraum 24 befindet sich die Steuermembran 17 in derjenigen Endstellung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Sofern der Steuerraum 24 mit Un terdruck beaufschlagt ist, befindet sich die Steuermembran 17 in ihrer alternativen Stellung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Durch die Bewegung der Steuermembran 17 wird das Gestängeteil 19 um einen vorgegebenen Hub "h" verstellt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:
Bei einer angenommenen Nullastvorgabe über das Fahrpedal befindet sich die Betätigungsvorrichtung in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Hierbei ist der Unterdruckantrieb 15 belüftet, wodurch über die Stellstange 18 die Drossel klappe 2 in einer teilweise geöffneten Stellung (ca. 35°) gehalten wird. Dabei befinden sich die beiden Gestängeab schnitte 6 und 7 des Verstellgestänges 4 in der um den Leerweg "l" auseinandergezogenen Position. Ausgehend von dieser Position hat eine Erhöhung der Last über das Fahr pedal um den Leerweg "1" keinen Einfluß auf die Stellung der Drosselklappe 2. Nach Verschiebung des Gestängeab schnitts 6 um den Leerweg "1" kommt der Kulissenstein 14 am Gestängeabschnitt 7 zur Anlage, so daß bei einer weiteren Betätigung des Fahrpedals die Drosselklappe 2 proportional zum Fahrpedal verstellt wird.

Ausgehend von der Position des Verstellgestänges 4 in Fi gur 1 wurde in Fig. 2 der Stellantrieb 15 mit Unterdruck beaufschlagt, wobei durch die Bewegung der Stellstange 18 um den Hub "h" die Drosselklappe 2 in Schließstellung verschwenkt wird. Gleichzeitig wird dadurch der Gestänge abschnitt 7 um den Leerweg "l" verschoben so, daß der Kulissenstein 14 am winkelhebelseitigen Ende des Lang loches 13 anliegt. Hierdurch ergibt sich eine starre Ver bindung zwischen Fahrpedal und Drosselklappe, so daß eine weitere Auslenkung des Fahrpedals mit einer proportionalen Verstellung der Drosselklappe 2 verbunden ist. Dabei er folgt die Verstellung der Drosselklappe 2 entgegen der Kraft der Feder 21, in dem die beiden Gestängeteile 19 und 20 auseinandergezogen werden. Bei einer weiteren Verstel lung des Fahrpedals bis hin zu Vollast wird die Position des Verstellgestänges 4 gemäß Fig. 3 erreicht. Die Dros selklappe 2 ist voll geöffnet und die Feder 21 maximal vorgespannt. Ein Belüften des Stellantriebs 15 führt le diglich dazu, daß die beiden Gestängeteile 19 und 20 bei gleichzeitiger Entspannung der Feder 21 ineinander ver schoben werden. Die Stellung der Drosselklappe 2 verändert sich dabei nicht.

In Fig. 4 ist in einem Diagramm VH ∡ = f(DK ∡) der Zu sammenhang zwischen dem Verstellwinkel (VH ∡) des Fahr pedals und dem Verstellwinkel (DK ∡) der Drosselklappe 2 bei belüftetem und bei mit Unterdruck beaufschlagtem Stellantrieb 15 dargestellt. In diesem Diagramm 25 ist auf der Abzisse der Verstellwinkel (VH ∡) der Drosselklappe 2 und auf der Ordinate der Verstellwinkel des Fahrpedales aufgetragen. In dem Diagramm 25 stellt die durchgezogene Kennlinie 26 den Zusammenhang zwischen Verstellwinkel des Fahrpedals und Verstellwinkel der Drosselklappe 2 bei mit Unterdruck beaufschlagtem Verstellantrieb 15 dar. Durch die gestrichelte Kennlinie 27 ist dieser Zusammenhang bei belüftetem Stellantrieb 15 veranschaulicht. Aus dem Dia gramm 25 ergibt sich, daß der Verstellwinkel der Drossel klappe 2 ab dem Kennlinienpunkt 28 unabhängig davon ist, ob der Stellantrieb 15 belüftet oder mit Unterdruck be aufschlagt ist. Ferner ergibt sich aus dem Diagramm, daß ausgehend von Nullast bis zu einer dem Kennlinienpunkt 28 entsprechenden Lastwert (VH₂₈∡), ausgehend von Nullast, die vom Stellantrieb 15 bewirkte Korrektur der Dros selklappenstellung bis zum Kennlinienpunkt 28 stetig ver ringert wird. Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ansteuerung des Stellantriebes 15 in Abhängigkeit der Betriebsparameter Brennkraftmaschinendrehzahl, Kühlmit teltemperatur und Atmosphärendruck erfolgen soll. Dabei erfolgt die Ansteuerung des Stellantriebes 15 derart, daß in einem Bereich von ca. 1000 bis 2500 l/min und einer Kühlmitteltemperatur von ca. 40 bis ca. 100°C der Steuer raum 24 mit Unterdruck beaufschlagt ist. In den übrigen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine ist der Steuer raum 24 dagegen belüftet.

Claims

1. Betätigungsvorrichtung für eine in einer Ansaugleitung einer Dieselbrennkraftmaschine angeordneten Drosselklappe mit einem mechanischen Verstellgestänge zur lastabhängigen Verstellung der Drosselklappe, das einen die Drosselklap penbewegung von der Fahrpedalbewegung entkoppelnden Leer weg aufweist, gekennzeichnet durch einen hilfskraftbetätigten Stellantrieb (15) über den die last abhängig vorgegebene Drosselklappenstellung innerhalb des Leerweges ("1") veränderbar ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (15) ein Unterdruckantrieb mit einer in einem Gehäuse (16) eingespannten Steuermembran (17) ist.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermembran (17) über eine Stellstange (18) mit der Drosselklappe (2) gekoppelt ist, wobei die Stellstange (18) aus zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Ge stängeteilen (19, 20) besteht, welche gegen die Kraft ei ner Feder (21) auseinanderziehbar sind.