DE68914259T2

DE68914259T2 - Einrichtung zur Steuerung einer Drosselklappe für die Zufuhreinstellung von inneren Brennkraftmaschinen.

Info

Publication number: DE68914259T2
Application number: DE68914259T
Authority: DE
Inventors: Philippe Wallerand
Original assignee: Solex SA
Current assignee: Solex SA
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2009-11-23
Also published as: FR2639679A1; US4989566A; JPH02181038A; FR2639679B1; EP0370908A1; BR8906169A; ES2051382T3; EP0370908B1; DE68914259D1

Description

Die Erfindung betrifft Anlagen zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit Kraftstoff, insbesondere eine Vorrichtung zur Steuerung des Drosselorgans der Einlaßleitung einer derartigen Anlage mit Vergasung oder vor allem Einspritzung.
Gegenwärtig besteht die Tendenz, die Steuervorrichtungen mit mechanischer Verbindung zwischen dem Drosselorgan (oder der Drosselklappe für Gase) und dem Gaspedal durch eine elektrische Verbindung zu ersetzen.
Das Ersetzen einer unmittelbaren mechanischen Verbindung durch einen elektrischen Kreis mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Drosselorgans hat den Vorteil, auf einfache Weise Korrekturen zu ermöglichen, die von verschiedenen Funktionsparametern des Motors abhängen, zum Beispiel von seiner Drehzahl und/oder Temperatur. Insbesondere ist es möglich, die Stellung des Drosselorgans während des Leerlaufbetriebs einzustellen und die Ruckbewegungen des vom Fahrer betätigten Organs aufzunehmen.
Um überdies bei einem Ausfall der Betätigungseinrichtung die Gefahr zu vermeiden, daß das Drosselorgan bei losgelassenem Gaspedal offen bleibt, wurde durch die DE-A-38 10270 eine Vorrichtung zur Steuerung des Drosselorgans vorgeschlagen mit einem ersten elektrischen Geber für die Wiedergabe der Stellung eines Organs, das vom Fahrer betätigt wird gegen eine elastische Einrichtung zur Rückstellung des Organs in eine minimale Öffnungsstellung des Drosselorgans, mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung und einem zweiten elektrischen Geber, die mit dem Drosselorgan verbunden sind, mit einem die Betätigungseinrichtung speisenden elektrischen Kreis, der die Ausgangssignale der Geber empfängt und dem Drosselorgan eine Stellung erteilt, die von derjenigen des vom Fahrer betätigten Organs abhängt, und mit einem beweglichen Anschlag, der die Bewegung des Drosselorgans in der Öffnungsstellung begrenzt und durch mechanische Mittel mit dem durch den Fahrer betätigten Organ verbunden ist.
Die auf diese Weise gebildete, in einer Richtung wirkende Verbindung verbietet der Drosselklappe ein Öffnen im wesentlichen über die Stellung hinaus, die durch den Fahrer festgelegt ist und durch den ersten Geber übertragen wird.
Jedoch gestattet nichts die Verstellung des Drosselorgans durch die Betätigungseinrichtung während des Anlassens und des Kaltbetriebs des Motors sowie für die Einstellung des Leerlaufs in Abhängigkeit von der Last des Motors.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Steuervorrichtung der oben definierten Art, die besser als die bekannten Vorrichtungen den Forderungen der Praxis genügt, insbesondere hinsichtlich der Vermeidung des obigen Fehlers, wobei sie nur die Anwendung einfacher Mittel benötigt.
Überdies ist durch die GB-A-2 072 753 eine Vorrichtung zur Steuerung des Drosselorgans für einen Vergaser bekannt, die nur einen beweglichen Anschlag aufweist. Dieser Anschlag dient jedoch nicht zur Begrenzung der Bewegung des Drosselorgans in der Öffnungsrichtung, sondern zur Begrenzung dieser Bewegung in der Schließrichtung. Das Drosselorgan wird nicht durch eine Betätigungseinrichtung gesteuert, die über einen elektrischen Kreis mit Gebern verbunden ist. Die Vorrichtung nach der Patentschrift GB-A-2 072 753 dient nicht zum Erreichen des von der Erfindung angestrebten und oben erwähnten Ergebnisses und würde auch die Erzielung dieses Ergebnisses nicht ermöglichen.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine Vorrichtung der durch die DE-A-38 10270 bekannten Art vor, die sich dadurch auszeichnet, daß die Betätigungseinrichtung in der Schließrichtung des Drosselorgans gegen eine Gegenfeder wirkt, die bestrebt ist, das Drosselorgan zu öffnen und es in Berührung mit dem beweglichen Anschlag zu bringen, wobei das von der Gegenfeder ausgeübte Moment stets kleiner als das Moment der elastischen Rückstelleinrichung ist, und daß die Ruhestellung des vom Fahrer betätigten Organs so beschaffen ist, daß sie der Betätigungseinrichtung die Möglichkeit läßt, das Drosselorgan in einem eingeengten Bereich zu verstellen, der so gewählt ist, daß er der Auslenkung entspricht, die erforderlich ist zur Einstellung des Leerlaufs in Abhängigkeit von der Motorlast und von der erzwungenen teilweisen Öffnung während des Anlassens und des Kaltbetriebs.
Der Wirkung des vom Fahrer betätigten Organs kommt folglich stets Priorität in der Schließrichtung zu, was ein Sicherheitselement darstellt.
Die Wahl dieser Wirkungsweisen hat Vorteile:
- bei einer sich durch das Verschwinden des elektrischen Steuersignals der Betätigungseinrichtung ausdrückenden Störung folgt das Drosselorgan dabei nicht weniger der Stellung des Gaspedals und ermöglicht somit dem Fahrer das Erreichen einer Entstörungsstation;
- wenn aus einem beliebigen Grund auf die Betätigungseinrichtung eine Überspannung ausgeübt wird, kommt das Drosselorgan lediglich in Anlage an den die minimale Öffnung festlegenden Anschlag.
Wenn das vom Fahrer betätigte Organ losgelassen ist, kann die elektrische Betätigungseinrichtung das Drosselorgan nur in einem eingeengten Bereich verstellen, der so gewählt ist, daß er der Auslenkung entspricht, die erforderlich ist zur Einstellung des Leerlaufs in Abhängigkeit von der Last des Motors, und der erzwungenen teilweisen Öffnung während des Anlassens und des Kaltbetriebs entspricht, wenn die Vorrichtung frei von anderen in diesen Situationen eingreifenden Kreisen ist. Wenn dagegen das vom Fahrer betätigte Organ vollständig eingedrückt ist, gestattet der bewegliche Anschlag der Vorrichtung nach der Erfindung das vollständige Öffnen des Drosselorgans.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht der Einlaßleitung eines Motors und der Steuervorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Schrägansicht der Verteilung der Komponenten der Vorrichtung, wobei die mit dem Drosselorgan fest verbundenen Komponenten mit dicken Strichen dargestellt sind.
Die Fig. 1 zeigt eine Einlaßleitung 10 in einem Gehäuse 12, das das Gehäuse eines Vergasers sein kann. In dieser Einlaßleitung befindet sich ein Drosselorgan 14 als Drosselklappe, die auf einer die Einlaßleitung durchquerenden Achse 16 befestigt ist. Diese Achse wird in an sich bekannter Weise durch eine in Fig. 2 als Drehbetätigungseinrichtung dargestellte und in Fig. 1 nicht sichtbare Betätigungseinrichtung 18 angetrieben und treibt den Schieber 20 eines als Drehpotentiometer 22 dargestellten Stellungsgeber für das Drosselorgan 14 an.
Die Stellung des Drosselorgans 14 wird durch die Verstellung eines Gaspedals 23 gesteuert, das das bewegliche Organ eines elektrischen Stellungsgebers antreibt. Dieser Geber besteht in Fig. 1 und 2 aus einem Potentiometer 24. Im dargestellten Fall ist der Schieber 26 dieses Potentiometers mit einem Finger 28 fest verbunden, der um die Achse 16 drehbar ist, die durch das Gaspedal 23 über ein Gestänge mit Seil 30 von herkömmlicher Bauart angetrieben wird. Das Potentiometer könnte sich jedoch an einem anderen Ort befinden, zum Beispiel unmittelbar auf der Drehachse des Gaspedals 23.
Elastische Rückstellmittel sind bestrebt, das Gaspedal 23 in eine Ruhestellung zurückzuführen, die erreicht wird, wenn das Gaspedal nicht der Betätigung des Fahrers unterworfen ist. Diese elastischen Mittel umfassen bei der dargestellten Ausführungsform wenigstens eine Feder 31, die zwischen dem Finger 28 und einem festen Verankerungspunkt gespannt und deren Wirkung in Fig. 2 durch einen Pfeil F1 dargestellt ist. Es werden vorzugweise zwei parallele Federn angeordnet, um zu vermeiden, daß ein Brechen der Feder sich nicht dadurch ausdrückt, daß das Gaspedal in eine Stellung gelangt, die das Öffnen des Drosselorgans 14 bewirkt.
Zum Vermeiden des Klemmens des Drosselorgans 14 in der vollständigen Schließstellung kann ein einstellbarer Anschlag 32 vorgesehen sein, der in Fig. 1 durch eine Anlageschraube gebildet ist. Die dargestellte Schraube 32 ist in einem Vorsprung der Rohrleitung montiert und arbeitet mit einem Vorsprung 34 zusammen, der zu einem Finger 36 gehört, der mit der Achse 16 verbunden und dessen Aufgabe weiter unten angegeben ist.
Das Ausgangssignal des Potentiometers 24 für die Wiedergabe der Stellung des Gaspedals 23, dessen Wirkung in Fig. 2 durch einen Pfeil F0 dargestellt ist, liefert ein Steuersignal zu einem Rechenkreis 38, der ausgehend von diesem Signal (und gegebenenfalls von Temperatur- und Geschwindigkeitssignalen Θ bzw. n) und auch von einem durch das Potentiometer 22 gelieferten Regelkreisrücksignal ein elektrisches Steuersignal berechnet, das auf die Betätigungseinrichtung 18 gegeben wird.
Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem Gaspedal 23 und dem Drosselorgan 14 eine in einer Richtung wirkende Verbindung in Form einer Anschlagverbindung zwischen den Fingern 28 und 36 vorgesehen. Zu diesem Zweck trägt der Finger 28 einen Zapfen 40, der mit einer Anlagefläche 42 am Finger 36 zusammenarbeitet.
Die Grenzen für die Auslenkung des Fingers 28 und folglich des Gaspedals 23 sind durch Anschlagorgane festgelegt. Sie bestehen im Fall von Fig. 1 aus Schrauben 44 und 46, die die Auslenkung des Fingers 28 in der Schließrichtung bzw. in der Öffnungsrichtung begrenzen.
Die Betätigungseinrichtung 18 dient zur Verstellung der Drosselklappe 14 in der Schließrichtung. Die Drosselklappe wird in der Öffnungsrichtung durch eine Rückstellfeder beaufschlagt, die bei der dargestellten Ausführungsform aus einer Spiralfeder 48 besteht, die zwischen der Achse 16 und einem Verankerungsvorsprung 50 am Gehäuse 12 angeordnet ist. Das von der Feder 48 ausgeübte Moment muß weit kleiner als das von der (oder den) Feder(n) 31 ausgeübte Moment sein, damit sich das System bei fehlender Betätigung am Gaspedal 23 in der Schließrichtung selbst dann verstellt, wenn eine der Federn 31 gebrochen ist. Die Stellung der Anschläge 32 und 44 ist von der Art, daß die elektrische Betätigungseinrichtung 18 die Stellung des Drosselorgans 14 verändern kann, wenn das Gaspedal 23 losgelassen ist, und zwar entweder zur Einstellung des Leerlaufbereichs, insbesondere in Abhängigkeit von der Motorlast (zum Beispiel wenn eine Klimaanlage in Betrieb gesetzt wird), oder zur Ermöglichung eines Kaltstarts bei großer Kälte (zum Beispiel bis zu -40 ºC), was ein verstärktes Öffnen des Drosselorgans 14 erfordert.
Wenn man das Gaspedal 23 ausgehend von der Ruhestellung leicht betätigt, verschiebt sich der Anschlagzapfen 40 und gibt das Drosselorgan 14 frei, das unter den Gegenwirkungen der Betätigungseinrichtung 18 und der Rückstellfeder 48 öffnen kann, bis es gegebenenfalls von Neuem in Anlage an den Anschlagvorsprung 40 gelangt. Dieses Öffnen erfolgt langsamer bei einer ein mechanisches Gestänge verwendenden herkömmlichen Vorrichtung und folgt dabei einem in einen sich bekannten Rechner 38 gespeicherten Programm.
Bei einer Verzögerung, insbesondere wenn der Fahrer den Motor als Bremse wirken lassen will, zwingt die Freigabe des Gaspedals 23 die Drosselklappe mechanisch, in eine geringe Öffnungsstellung zurückzukehren.
Die Erfindung ist nicht auf die besondere beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es sind zahlreiche Varianten möglich. Zum Beispiel kann der einfach einstellbare Anschlag 32 für die minimale Öffnung des Drosselorgans 14 durch einen beweglichen Anschlag ersetzt werden, der durch ein Organ verschoben werden kann, das auf die Motortemperatur (etwa eine Wachskapsel), die Motordrehzahl oder andere Parameter anspricht. Die Einstellfunktion für den Leerlaufbetrieb kann nicht nur durch die Betätigungseinrichtung 18, sondern auch durch eine zweite Betätigungseinrichtung ausgeführt werden, die auf einen Luftkreis einwirkt, der die Drosselklappe umgeht und in Fig. 1 durch einen Kanal 52 schematisch dargestellt ist. Die für den Kaltstart des Motors erforderliche Zusatzluft kann ihrerseits durch einen derartigen Kanal geliefert werden. Der die minimale Öffnungsstellung des Gaspedals 23 festlegende Anschlag 44 kann in gewissen derartigen Fällen weggelassen werden. Schließlich können die Geber 22 und 24 sowie die Betätigungseinrichtung 18 von Bauarten sein, die von den dargestellten abweichen und insbesondere mit geradliniger statt kreisförmiger Verstellung arbeiten.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung des Drosselorgans (14) der Einlaßleitung (10) einer Anlage zur Speisung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff mit einem ersten elektrischen Geber (24) für die Wiedergabe der Stellung eines Organs (23), das vom Fahrer betätigt wird gegen eine elastische Einrichtung (31) zur Rückstellung des Organs (23) in eine minimale Öffnungsstellung des Drosselorgans (14), mit einer elektrischen Betätigungseinrichtung (18) und einem zweiten elektrischen Geber (22), die mit dem Drosselorgan (14) verbunden sind, mit einem die Betätigungseinrichtung (18) speisenden elektrischen Kreis (38), der die Ausgangssignale der Geber (22, 24) empfängt und dem Drosselorgan (14) eine Stellung erteilt, die von derjenigen des vom Fahrer betätigten Organs (23) abhängt, und mit einem beweglichen Anschlag (40), der die Bewegung des Drosselorgans (14) in der Öffnungsrichtung begrenzt und durch mechanische Mittel (28, 30) mit dem durch den Fahrer betätigten Organ (23) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet daß die Betätigungseinrichtung (18) in der Schließrichtung des Drosselorgans (14) gegen eine Gegenfeder (48) wirkt, die bestrebt ist, das Drosselorgan (14) zu öffnen und es in Berührung mit dem beweglichen Anschlag (40) zu bringen, wobei das von der Gegenfeder (48) ausgeübte Öffnungsmoment stets kleiner als das Moment der elastischen Rückstelleinrichtung (31) ist, und daß die Ruhestellung des vom Fahrer betätigten Organs (23) so beschaffen ist, daß sie der Betätigungseinrichtung (18) die Möglichkeit läßt, das Drosselorgan (14) in einem eingeengten Bereich zu verstellen, der so gewählt ist, daß er der Auslenkung entspricht, die erforderlich ist zur Einstellung des Leerlaufs in Abhängigkeit von der Motorlast und von der erzwungenen teilweisen Öffnung während des Anlassens und des Kaltbetriebs.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einrichtung (31) mit einer Anordnung verbunden ist, die um die Achse (16) einer das Drosselorgan bildenden Drosselklappe (14) drehbar ist und einen Finger (28) mit einem den beweglichen Anschlag bildenen Zapfen (40) sowie ein Steuerorgan (26) des ersten Gebers (24) aufweist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geber (22, 24) durch Potentiometer gebildet sind.