EP0651147B1 - Drosselklappenstutzen - Google Patents

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EP0651147B1
EP0651147B1 EP94114802A EP94114802A EP0651147B1 EP 0651147 B1 EP0651147 B1 EP 0651147B1 EP 94114802 A EP94114802 A EP 94114802A EP 94114802 A EP94114802 A EP 94114802A EP 0651147 B1 EP0651147 B1 EP 0651147B1
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EP
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lever
throttle
throttle valve
spring
stop
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Hans-Jürgen Müller
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Pierburg GmbH
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Pierburg GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/107Safety-related aspects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D9/02Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F02D2009/0201Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0277Fail-safe mechanisms, e.g. with limp-home feature, to close throttle if actuator fails, or if control cable sticks or breaks

Definitions

  • the invention relates to a throttle valve assembly with accelerator pedal and electric motor drive according to the preamble of claim 1.
  • Such throttle valve neck are known and often have a plurality of return springs which are intended to bring the throttle valve into an emergency running position via the aid lever (DE-A1 41 41 104).
  • the return springs must be carefully coordinated.
  • the sum of the forces of the first and second return springs acting in the closing direction must not be greater than the force of the third return spring acting in the opening direction.
  • the electromotive actuator must be designed so strong for the idle control range that it can adjust the throttle valve in the opening direction against the first and second return spring and in the closing direction against the third return spring.
  • the object of the invention is to develop the device mentioned at the outset in such a way that only a return spring is required and auxiliary levers and the like are omitted, that is to say the mechanics are simplified.
  • Fig. 1 shows a throttle valve assembly 1 with a throttle valve shaft 2, on which a throttle valve 3 and a disc 4 are attached.
  • a motor lever 6 with a bushing 7 is pushed on and secured by a throttle lever 8 connected to the shaft 2.
  • An electric motor engages on the motor lever 6 via a transmission, the electric motor being controlled in a known manner by an electronic control unit.
  • the throttle lever 8 is held by a spring 9 clamped between the throttle lever 8 and the engine lever 6 against an engine lever stop 10 (FIG. 2) and when the accelerator pedal is actuated beyond an opening amount of the throttle valve 2 set by the engine lever 6, it also lifts off the latter.
  • a sleeve 11 connected to the engine lever bushing 7 has a slot 12 into which one end 13 of the spring 9 clamped between the engine and throttle lever is inserted, and receives a clamp spring 14, which has both ends 15, 16 of an engine lever pin 17 and a housing pin 18 clutched together, as shown in Fig. 2 as a detail from Fig. 1.
  • Fig. 3 shows an alternative to the detail from Fig. 2, in which the clamp spring 14 is mounted in or on a bushing 19 which, as an intermediate member, has a stop 20 for one of the spring legs 15, 16 and a stop 21 for the motor lever pin 17 and one Has stop 22 for the housing pin 18.
  • the other spring leg rests on the housing pin 18 '.
  • This version is suitable for pure e-gas operation, in which there is no need to operate the accelerator pedal via a Bowden cable.
  • the mode of operation of this design is the same as the embodiment according to FIG. 2, but has the advantage of easier assembly compared to the embodiment according to FIG. 2.
  • the positions of the motor lever pin (17) and the spring leg / stop 21 shown in broken lines shows the mode of operation.
  • An accelerator pedal lever travels with a stop in the movement path of the throttle lever 8 with the accelerator pedal drive and forcibly takes it with it, so that the throttle valve 2 is opened. If the engine lever 6 does not follow this throttle valve opening sufficiently quickly, the throttle lever 8 lifts off the engine lever stop 10 with tensioning of the spring 9.
  • the accelerator pedal lever can additionally have a driver stop, which causes the throttle valve 2 to be forced to close when the accelerator pedal is reset. However, this limits a cruise control function.
  • the motor lever 6 assumes a position which is fixed by the motor lever and the housing pins 17, 18. This position of the engine lever 6 causes an emergency opening of the throttle valve 2.
  • the electric motor drive strives to perform speed control of the internal combustion engine, that is, the engine lever 6 is for this purpose from the position fixed by the housing pin 18 into a smaller opening of the throttle valve Position moved, in which case the spring clip 14 is tensioned.
  • the motor lever 6 is adjusted the other way round in the sense of a throttle valve opening, the clamp spring 14 also being tensioned here.
  • the electric motor is designed for a safe adjustment of the motor lever 6, the clamp spring 14 having the same clamp torque in both adjustment directions, which is advantageous for a low drive power of the electric motor, that is, it is only designed for this low power and requires only a small one Installation space.

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drosselklappenstutzen mit Gaspedal- und Elektromotorantrieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Derartige Drosselklappenstutzen sind bekannt und weisen häufig mehrere Rückstellfedern auf, die die Drosselklappe über Hilfehebel in eine Notlaufstellung bringen sollen (DE-A1 41 41 104).
  • Zu diesem Zweck müssen die Rückstelffedern sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Die Summe der in Schließrichtung wirkenden Kräfte der ersten und zweiten Rückstellfeder darf nicht größer sein als die in Öffnungsrichtung wirkende Kraft der dritten Rückstellfeder. Andererseits muß der elektromotorische Stellantrieb schon für den Leerlaufregelbereich so stark ausgelegt werden daß er die Drosselklappe in Öffnungsrichtung gegen die erste und zweite Rückstellfeder und in Schließrichtung gegen die dritte Rückstellfeder verstellen kann.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Einrichtung so weiterzubilden, daß nur eine Rückstellfeder benötigt wird und Hilfshebel und dergleichen entfallen daß heißt die Mechanik vereinfacht wird.
  • Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst worden.
    Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird mit Angabe erreichbarer Vorteile nachfolgend beschrieben.
  • Diese zeigt:
    • Fig. 1
      einen Teilschnitt eines Drosselklappenstutzens,
    • Fig. 2
      eine Einzelheit aus Fig. 1,
    • Fig. 3
      eine alternative zur Einzelheit aus Fig. 2.
  • Fig. 1 zeigt einen Drosselklappenstutzen 1 mit einer Drosselklappenwelle 2, an der eine Drosselklappe 3 und eine Scheibe 4 befestigt sind. Auf dem nach außen ragenden Ende 5 der Drosselklappenwelle 2 ist ein Motorhebel 6 mit einer Buchse 7 aufgeschoben und durch einen mit der Welle 2 verbundenen Drosselhebel 8 gesichert. An den Motorhebel 6 greift ein nicht dargestellter Elektromotor über ein Getriebe an, wobei der Elektromotor von einem elektronischen Steuergerät in bekannter Weise gesteuert wird.
  • Der Drosselhebel 8 ist durch eine zwischen Drosselhebel 8 und Motorhebel 6 eingespannte Feder 9 gegen einen Motorhebelanschlag 10 gehalten (Fig. 2) und bei Gaspedalbetätigung über einen vom Motorhebel 6 eingestellten Öffnungsbetrag der Drosselklappe 2 hinaus hebt er von diesem ab.
  • Eine mit der Motorhebelbuchse 7 verbundene Hülse 11 weist einen Schlitz 12 auf, in den ein Ende 13 der zwischen Motor- und Drosselhebel eingespannten Feder 9 eingeschoben ist, und nimmt eine Klammerfeder 14 auf, die mit ihren beiden Enden 15, 16 einen Motorhebelzapfen 17 und einen Gehäuserzapfen 18 gemeinsam umklammert, wie in Fig. 2 als Einzelheit aus Fig. 1 dargestellt ist.
  • Fig. 3 zeigt eine Alternative zur Einzelheit aus Fig. 2, bei der die Klammerfeder 14 in oder auf einer Buchse 19 gelagert ist, die als Zwischenglied einen Anschlag 20 für einen der Federschenkel 15, 16 und einen Anschlag 21 für den Motorhebelzapfen 17 sowie einen Anschlag 22 für den Gehäusezapfen 18 aufweist. Der andere Federschenkel liegt an dem Gehäusezapfen 18' an. Diese Ausführung eignet sich für reinen E-Gas-Betrieb, bei dem die Gaspedal-betätigung über einen Bowdenzug entfällt.
  • Die Funktionsweise dieser Ausbildung ist gleich der Ausführung nach Fig. 2, hat jedoch den Vorteil einer erleichterten Montage gegenüber der Ausführung nach Fig. 2. Die gestrichelt dargestellten Positionen des Motorhebelzapfens (17) bzw. des Federschenkels/Anschlags 21 zeigt die Wirkweise.
  • Ein nicht dargestellter Gaspedalhebel wandert bei Gaspedalantrieb mit einem Anschlag in die Bewegungsbahn des Drosselhebels 8 und nimmt diesen zwangsweise mit, so daß die Drosselklappe 2 geöffnet wird. Falls der Motorhebel 6 dieser Drosselklappenöffnung nicht ausreichend schnell folgt, hebt der Drosselhebel 8 von dem Motorhebelanschlag 10 ab unter Verspannung der Feder 9.
  • Der nicht dargestellte Gaspedalhebel kann zusätzlich einen Mitnehmeranschlag aufweisen, der bei Gaspedalrückstellung eine Zwangsschließung der Drosselklappe 2 bewirkt. Hierdurch wird jedoch eine Tempomatfunktion eingeschränkt.
  • Fällt der Elektromotorantrieb des Motorhebels 6 oder die zugehörige elektronische Steuerung aus, dann nimmt der Motorhebel 6 eine Stellung ein, die durch den Motorhebel- und den Gehäusezapfen 17, 18 fixiert ist. Diese Position des Motorhebels 6 bewirkt eine Notlauföffnung der Drosselklappe 2. Bei normalem Leerlaufbetrieb ist der Elektromotorantrieb bestrebt, eine Drehzahlregelung der Brennkraftmaschine auszuführen, daß heißt, der Motorhebel 6 wird hierfür aus der durch den Gehäusezapfen 18 fixierten Stellung in eine eine kleinere Öffnung der Drosselklappe bewirkende Stellung bewegt, wobei hierbei die Klammerfeder 14 verspannt wird.
  • Im Falle einer Tempomatfunktion wird andersherum der Motorhebel 6 im Sinne einer Drosselklappenöffnung verstellt, wobei auch hier die Klammerfeder 14 verspannt wird. Der Elektromotor ist ausgelegt für eine sichere Verstellung des Motorhebels 6, wobei die Klammerfeder 14 in beide Verstellrichtungen das gleiche Klammermoment aufweist, was vorteilhaft für eine geringe Antriebsleistung des Elektromotors ist, daß heißt, dieser ist nur für diese geringe Leistung ausgelegt und benötigt nur einen kleinen Bauraum.

Claims (4)

  1. Drosselklappenstutzen mit Gaspedal- und Elektromotorantrieb, wobei letzterer auf einen Motorhebel (6) einwirkt, der in Ruhestellung eine durch Federkraft fixierte Notlaufstellung einnimmt, die einen Drosselhebel (8) derart einstellt, daß die Drosselklappe (3) eine entsprechende Notlauföffnung erfährt, wobei der Elektromotorantrieb den Motorhebel (6) entgegen der Federkraft im Sinne einer Öffnungs- oder Schließstellung der Drosselklappe (3) verstellen kann, dadurch gekennzeichnet , daß die Federkraft von einer Klammerfeder (14) bereitgestellt wird, die mit ihren beiden Enden (15, 16) einen Motorhebelzapfen (17) und einen Gehäusezapfen (18) gemeinsam umklammert.
  2. Drosselstutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammerfeder (14) in oder auf einer Buchse (19) gelagert ist, die als Zwischenglied einen Anschlag (20) für einen der Federschenkel (15, 16) und einen Anschlag (21) für den Motorhebelzapfen (17) sowie einen Anschlag (22) für den Gehäusezapfen (18) aufweist.
  3. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß Klammerfeder (14) und Motorhebel (6) konzentrisch zur Drosselklappenwelle (2) angeordnet sind.
  4. Drosselklappenstutzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Drosselhebel (8) durch eine zwischen Drosselhebel (8) und Motorhebel (6) eingespannte Feder (9) gegen einen Motorhebelanschlag (10) gehalten und bei Gaspedalbetätigung über einen vom Motorhebel (6) eingestellten Öffnungsbetrag der Drosselklappe (2) hinaus von diesem Motorhebelanschlag (10) abhebt.
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