DE8715061U1

DE8715061U1 - Vorrichtung zum Betätigen einer Drosselklappe

Info

Publication number: DE8715061U1
Application number: DE8715061U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-11-12
Filing date: 1987-11-12
Publication date: 1989-03-09

Description

R. 21499
29.10.1987 Sa/Kc

BOBERI BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

richtung aum Betätigen einer Drosselklappe"^? Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Betatigungsvorrichtiuig nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Vorrichtungen dienen zur selbsttätigen Optimierung beispielsweise der Beschleunigung des Kraftfahrzeugen auch auf problematischen Fahrbahnoberflächen, weil der Rechner u. a. auch Signale von Sensoren erhält, welche den momentanen Schlupf zwischen den Antriebsrädern und der Fahrbahn erfassen· Wenn dieser Schlupf zu groß wird, veranlaßt der Antriebsmotor eine Schließbewegung der Drosselklappe, bis der Schlupf wieder im zulässigen Bereich liegt·

Es ist schon eine Betätigungsvorrichtung im Handel, bei welcher dor Rechner für den Antriebsmotor alle Stellbewegungen der Drosselklappe veranlaßt, so daß diese vom Antriebsmotor ausgeführt werden. Um zu vermeiden, daß der Rechner unsinnige Steuerimpulse an den Antriebsmotor geben kann, ist eine aufwendige Sicherheitslogik erforderlich.

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Vorteile der Erfindung

I Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung mit den kennzeichnenden

% Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß

'■' während ctes Normalbetriebs des Kraftfahrzeuges die Drosselklappe

'» zwar vom Antriebsmotor betätigt wird, doch veranlaßt dieser lediglich das Nachführen des Drosselklappenanschlags gegenüber dem sollwertgeberabhängigen Gegenanschlag. Eine eigenständige Drossel-

% klappenregelung übernimmt der Antriebsmotor erst dann, we/ü eines

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Jj der Antriebsräder eine¹, unzulässigen Schlupf aufweist, und dadurch

I &igr; ) ein entsprechender Impuls eine Schließbewegung der Drosselklappe % auslöst. Eine korrigierende Regelbewecrmg der Drosselklappe ist also

I lediglich in einem Bereich möglich, der durch die Schließstellung

+ einerseits und durch den Gegenanschlag andererseits begrenzt ist.

• Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann somit ein großer Teil der

k aufwendigen Sicherheitslogik entfallen.

j Durch die in den Unteransprüchen aufgeführtes Maßnahmen sind vor-

I teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch

angegebenen Betätigungsvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das vom Antriebsmotor auf den Anschlag maximal aus-

,: geübte Drehmoment kleiner ist als das von der Rückstellfeder auf den

i ~. Gegenanschlag ausgeübte Drehmoment, weil dadurch im Störungsfal2 die ; Drosselklappe selbsttätig durch die Kraft der Rückstellfeder in

Schließstellung gelangt.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt utid in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert« Ey «eigen Figur 1 eine Priiizipskizze eines Kraftfahrzeuges, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet is'», Figur 2 einen &rgr; Schnitt durch die in vergrößerter Darstellung gezeigte Betätigungen

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Vorrichtung* Figur 3 einen Teilschnitt durch die Betätigungsvorrichtung entlang der Linie XII-IiI in vergrößerter Darstellung, wobei sich die Drosselklappe in Schließstellung befindet Und Figur 4 einen Teilschnitt gemäß Figur 3, wobei sich die Drosselklappe in einer Stellung zwischen Schließstellung und Öffnungsstellung befindet.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein in Figur 1 in Draufsicht prinzipiell dargestelltes Kraftfahrzeug 10 weist zwei Antriebsräder 12 und awei mitlaufende Räder 14 auf. V. Weiter hat das Kraftfahrzeug 10 als Antriebsmotor eine Brennkraftmaschine 16, der eine Vorrichtung zum Betätigen der Drosselklappe 18 zugeordnet ist. Zu der Betätigungsvorrichtung 18 gehören Sensoren zum Messen des Schlupfes zwischen der Fahrbahnoberfläche und den Fahrzeugrädern 12, 14. Die Sensoren der Antriebsräder 12 sind mit 20 bezeichnet, während die Sensoren der mitlaufenden Räder 14 mit der Bezugszahl 22 versehen worden sind. Die Sensoren 20 und 22 sind über Steuerleitungen 24 mit einer zur Betätigungsvorrichtung 18 gehörenden Steuerelektronik verbunden. Weiter ist in Figur 1 noch das Gaspedal 26 angedeutet, welches einen Sollwertgeber für die Betätigungsvorrichtung 18 bildet. Das Gaspedal 26 ist über eiiDBowdenzug 28 ausgebildetes Element mit der Betätigungsvorrichtung 18 verbunden.

Wie Figur 2 zeigt, weist die Betätigungsvorrichtung 18 eine Drosselklappe 30 auf, die über einen Antriebsmotor 32 um die Längsachse einer zur Drosselklappe 30 gehörenden Drosselklappenwelle 34 drehbar ist. Dir Abtriebswelle 36 des drehrichtungsumkehrbaren, elektrisch konanutierten Antriebsmotors 32 ist über einen Zahnriemen 38 mit der Drosselklsppenvelle 34 verbunden.. Dazu vsist sowohl die Abferiehswelle 36 als auch die Drosselklappenwelle 34 je ein mit der Verzahnung des Zahnriemens 38 zusammenarbeitendes Zahnrad auf. Das Zahnrad der Abtriebswelle 36 ist mit 40 bezeichnet worden, während das Zahn-

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rad der Örosselklappenwelle mit 42 bezeichnet ist« Die Kommutierung des Elektromotors 32 erfolgt über eine Zentralelektronik 44/ in welche auch die Impulse der Sensoren 20 und 22 eingespeist werden. Die Drosselklappe 30 ist in einem zur Brennkraftmaschine 16 führenden Ansaugrohr 46 angeordnet/ das von einem zur Brennkraftmaschine 16 gehörenden Vergaser zu den Brennkammern der Maschine führt. Je nach Stellung der Drosselklappe 30 wird den Brennkammern mehr oder

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34 ist in einem Gehäuse 4B gelagert. Die Zahnriemanübersetzung 40, 38/ 42 zwischen der Abtriebswelle 30 des Elektromotors 32 und der

( Drosselklappenwelle 34 ist mit einem Deckel 50 abgedeckt, der zum

Gehäuse 48 gehört. Im Deckel 50 ist eine Hilfswelle 52 drehbar gelagert, deren Längs- oder Drehachse mit der Drehachse der Drosselklappenwelle 34 fluchtet. An der Hilfswelle 52 ist ein Hebel 54 befestigt/ an welchem der Bowdenzug 28 angreift, welcher zum Sollwertgeber 26 führt. An dem der Hilfswelle 52 zugewandten Ende der Drosselklappenwelle 34 ist eine Scheibe 56 befestigt/ während an dem der Drosselklappenwelle 34 zugewandten Ende der Hilfswelle 52 eine Platte 58 befestigt ist. Hie insbesondere Figur 2 zeigt, befinden sich die Scheibe 56 und die Platte 58 in zwei zueinander parallslen, einander benachbarten Ebenen. Aus der Scheibe 56 ist eine Käse 60 herausgebogen, die sich bis in die Ebene erstreckt/ in welcher sich die Platte 58 befindet. Hie insbesondere die Figuren 3 und 4 zeigen,

^- weist die Platte 58 einen kreissegmentförmigen Ausschnitt 62 auf, in

welchen die Hase 60 der Scheibe 56 eintaucht. Heiter hat die Platte 58 einen randoffenen/ im wesentlichen radial verlaufenden Schlitz 64, in welchen Abkröpfungen 66 und zwei zugfederartig aufgebauten Sclieülcelfsdsrü 68 t2£d *7Q si&tänclien? vsXdie voä Hi&Tintsn 72 imd 74 das Dackels 50 aufgenommen sind. Weiter sind auch die anderen, ia den Ringnuten 72, 74 befindlichen Enden 76 der beiden Schenkelfedern 68 und 70 abgekröpft und an Schultern des Deckels 50 festgelegt. Die beiden Schenkelfedern 68 und 70 sind maßlich derart voneinander verschieden, daß die Schenkelfeder 68 von der anderen Schenkelfeder

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70 Umgeben ist. Beiüe Schenkelfedern sind derart vorgespannt/ daß ■ie die Platte 58 entgegen einem in Figur 3 angegebenen Pfeil 76 zu drehen suchen· !Dabei schlägt eine Radialkante 78 des Ausschnitts in der Platte 58 an einer ihr zugewandten Stirnseite 80 der Nase an. Die Stirnseite 80/ der über die Drosselklappenwelle 34 fest mit der Drosselklappe 30 verbundenen Hase 60/ bildet somit einen Anschlag/ der mit einem in Schließrichtung der Drosselklappenfeder *-—■'--·-—«-—— /3———-—-—j»^-— - ssjslich die Esa**** 79 ^¹SS Ausschnitts £2 in der Platte 58 zusammenarbeitet. Zu beachten ist noch besonders* daß das von dem Antriebsmotor 32 erzeugte Drehmoment kleiner ist als . ' das von den beiden Schenkelfedern 68 und 70 erzeugte Rückstellmoment, welches über die Platte 58, den Gegenanschlag 78, den Anschlag 80 und die Scheibe 56 auf die Drosselklappe 30 bzw. auf die Drosselklappenwelle 34 übertragen wird. Heiter hat die Betätigungsvorrichtung 18 noch eine Einrichtung 100 zur Kommutierung des Antriebsmotors 32, welche auch die jeweilige Stellung der Drosselklappe 30 erfaßt und der Zentralelektronik 44 meldet.

Während des Normalbetriebs des Kraftfahrzeuges - also wenn der Schlupf Antriebsräder 12 innerhalb vorgegebener Grenzen bleibt und das Fahrzeug in Richtung des Pfeiles 90 (Figur 1) fahrt, drückt d*>r Fahrer des Kraftfahrzeuges 10 das Gaspedel 26 in Richtung des . _x Pfeiles 92, so daß das Fahrzeug beschleunigt. Dabei zieht der

Bowdenzug 28 den Hebel 54 und damit die Hilfswelle 52 in Richtung des Pfeiles 76 (Figur 3), so daß die Platte 58 in ihre in Figur 4 dargestellte Betriebsstellung gelangt. Weil der Antriebsmotors 32 während des Hormalbetriebs des Kraftfahrzeuges 10 des Zahnrads 42, und mit diesem susaromen die Scheibe 56 «nd die Drosselklappe 30 ständig in Sichtung des Pfeiles 76 au drehen sucht, folgt die Käse 60 der Bewegung der Anschlagkante 78, wenn diese sich in Richtung des Pfeiles 76 dreht. Der Antriebsmotor 32 führt somit also lediglich eine Nachführbewegung aus im Rahmen dessen, was der Drosselklappen-Sollwertgeber 26 über den Bowdenzug 28 die Anschlagkante an der Platte 58 vorgibt. Wenn jedoch einer der Sensoren 20 der

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Antriebsräder 12 einen zu hohen Schlupf an die Elektronik 44 meldet/ steuert diese den Antriebsmotor 32 um, so daß sich die Hase 60 von der ÖsgenanschlagKante 7b lost und die Drosselklappe 30 in Richtung ihrer Schließstellung zurückschwingt. Diese Ruckstellbevegung der Drosselklappe 30 ist in Figur 4 durch den mit der Bezugszahl 94 ver-■ehenen Pfeil angedeutet· Die Drosselklappe 30 kenn somit durnh den Antriebsmotor 32 innerhalb eines Bereiches bewegt werden/ der durch

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p-nrch einen Schließstcllungsanschlag 96 (Figur 2) begrenzt ist. Mit dem Schließstellungsanschlag 96 arbeitet ein Schenkel 98 zusammen,

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der aus Scheibe 56 ausgebogen ist/ und zwar entgegensetzt der Hase

60. Der Anschlag 96 ist am Gehäuse 48 ausgebildet« Bei Störungen, beispielsweise in der Steuerelektronik 44, können die möglicherweise an dem Antriebsmotor 32 gelangenden falscnet* Steuersignale ohne Schwierigkeiten unschädlich gemacht werden, weil beim Loslassen des Gaspedals 26 durch den Fahrzeuglenker, die beiden Rückstellfedern 68 und 70 die Drosselklappe entgegen einer möglicherweise falschen Drehbewegung des Antriebsmotors 32 die Drosselklappe 30 in ihre Leerlaufstellung zwingen. Dies wird durch das Ruckste1!moment der XuckstelTfedern 68 und 70 erreicht, das größer ist ^Is das vom Betriebsmotors 32 maximal erzeugte Drehmoment.

Zur Prüfung der Funktionstüchtigkeit der beiden ein Federpaket bildenden Rückstellfedern 68, 70 kann beispielsweise wie folgt verfahren werden: Über die Elektronik wird in kurzen Abständen, beispielsweise alle 5^&Lgr; Millisekunden, das Motordrehmoment für einige Millisekunden verdoppelt. Sollte eine dei beiden Rückstellfedern gebrochen sein, väre das Motorärehmoment größer gegenüber dem der verbleibenden Feder, so daß diese Testbewegungen als "Zucken" dar Vorrichtung über die Einrichtung 100 vom Rechner erkannt wird, der dann auf Notlauf schaltet, wobei die Betätigungsvorrichtung stromlos wird. Die Eigendiagnose kann diesen mechanischen Defekt wafev»-·-*- _s Fährbetriebs erkennen und speichern bzw. an einen Tester melden.

Claims

R. 21499 29.10.1987 Sa/Kc ROBERT BOSCH GMBH, 700Q Stuttgart 1 Ansprüche

1. Vorrichtung zum Betätigen der Drosselklappe einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem in Abhängigkeit des Schlupfes eines Fahrzeug-Antriebsrades rechnergesteuerten, drehrichtungsumkehrbaren elektrisch kommutierten Antriebsmotor, desseü Abtriebswelle mit einer zu ihrer Schließstellung federbelasteten, über einen Sollwertgeber regelbaren Drosselklappe wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (30) einen in Richtung ihrer Öffnungsbewegung (76) weisenden Anschlag (80) hat, dem ein von dem Drosselklappen-Sollwertgeber (26) bewegbarer in Schließrichtung (94) der Drosselklappe (30) federbelasteter Gegenanschlag (78) zugeordnet ist und daß der Sollwertgeber (26) den Gegenanschlag (78) gegen die Kraft der Schließfeder (68, 70) bewegt, wenn er eine Öffnungsbewegung (76) der Drosselklappe (30) veranlaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß de~ Antriebsmotor (32), während des Normalbetriebs des Kraftfahrzeugs (10), den Anschlag (80) der Drosselklappe (30) dem Gegenanschlag (78) nachführt, so daß der Anschlag (80) stets am Gegenanschlag (78) anliegt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Antriebsmotor (32) auf den Anschlag (80) maximal ausgeübte Drehmoment kleiner ist als das von der Rückstellfeder (68, 70) auf den Gegenanschlag (78) ausgeübte Drehmoment.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (80) der Drosselklappe (30) an einer mit einer Drosselklappenwelle (34) festverbundenen Scheibe (56) angeordnet ist und daß der Gegenanschlag (78) an einer der Scheibe (56) benachbarten Platte (58) sitzt, welche fest mit einer zur Drosselklappenwelle (34) fluchtenden Hilfswelle (52) fest verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Drosselklapp&nwelle (34) als auch die Hilfswelle (52) in zusammengehörenden. Körpern (48, 50) gelagert sinß.

6. Vorrichtung r-ach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswelle (52) mit einem Ende aus ihrem Körper (50) ragt und daß dieses Ende mit einem Hebel (54) versehen ist, an welchem ein mit dem Sollwertgeber (26) verbundenes Element (28) angreift.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennvzeichnet, daß die Rückstellfeder durch eine die Hilfswelle (52) umgebende, vorgespannte Schenkelfeder (68, 70) gebildet ist, deren eines Ende an dem die Hilfswelle (52) lagernden Körper (50) festgelegt und deren anderes Ende (66) an der Platte (58) gehalten ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, daduich gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder durch zwei gleichartige, zur Hilfswelle (52) im wesentlichen koaxial angeordnete Schenkelfedern (68, 70) gebildet ist.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (80) der Drosselklappe (30) an einer aus der Scheibe (56) zur Platte (58) herausgebogenen Hase (60) gebildet ist, die länger ist als der Abstand zwischen der Scheibe (56) und der Platte (58).

10. Vorrichtung nach einsm der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenanschlag durch eine Begrenzungskante (78) einer in der Platte (58) angeordneten Ausnehmung (62) geMldet ist.

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