EP0714478A1 - Drosselklappenvorrichtung - Google Patents

Drosselklappenvorrichtung

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EP0714478A1
EP0714478A1 EP95923335A EP95923335A EP0714478A1 EP 0714478 A1 EP0714478 A1 EP 0714478A1 EP 95923335 A EP95923335 A EP 95923335A EP 95923335 A EP95923335 A EP 95923335A EP 0714478 A1 EP0714478 A1 EP 0714478A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
throttle valve
unit
air
throttle
servomotor
Prior art date
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EP95923335A
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English (en)
French (fr)
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EP0714478B1 (de
Inventor
Peter Apel
Klaus Wilczek
Dirk WÜSTENBECKER
Georg Habel
Ottmar Paseos de los Jardines 74 KAPPES
Sergio H. R. Calz. del Hueso 713 CRUZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AB Elektronik GmbH
Original Assignee
AB Elektronik GmbH
Bocar SA de CV
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Publication date
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Application filed by AB Elektronik GmbH, Bocar SA de CV filed Critical AB Elektronik GmbH
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    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
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    • F02D11/10—Arrangements 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
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    • F02D2009/0269—Throttle closing springs; Acting of throttle closing springs on the throttle shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0277—Fail-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 device consisting of
  • a throttle valve shaft element on which a throttle valve element arranged in the housing element between a first air throughput cavity and a second air throughput cavity leading to a vehicle engine is adjustably held in at least one closed position, an idle position and a full throttle position, and
  • An adjustment unit which contains at least one servomotor unit and which is connected to the throttle valve shaft element.
  • the throttle valve is adjusted with an actuator.
  • This type of throttle valve adjustment is known under the technical term drive-by-wire.
  • the servomotor is connected to a throttle valve shaft which is rotatably mounted in the housing.
  • the object of the invention is to further develop a throttle valve device of the type mentioned at the outset in such a way that it is possible to drive a vehicle to a workshop or from a danger zone if the servomotor unit fails.
  • the object is achieved in that the second air throughput cavity is connected to an emergency air control device with which so much air can be supplied that a vehicle can be moved if the servomotor unit fails.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that if the servomotor unit fails, such an amount of air is made available that the air flow entrains the fuel and admixes it to the air, but does not gasify it. This creates an ignitable mixture which is used in a known manner. This ensures that the driver can move his vehicle, albeit at a reduced speed.
  • the emergency operation control device can be implemented in three embodiments: the first implementation is characterized by
  • That a valve unit arranged on the housing element is connected to the second air flow cavity with a fuel vapor recess leading through the housing element, and
  • valve unit can be controlled in the event of failure of the servomotor unit such that the air throughput for moving the vehicle is ensured by a tank or via a tank ventilation.
  • the valve unit itself has the task of selectively supplying fuel vapors emitted from the tank for further use. Through targeted control of the valve unit, if the servomotor unit fails, it takes on the task of doing so much for the air throughput cavity To provide air so that a sufficient ignitable mixture is available, which enables the driver to move his vehicle out of the danger zone or to another location in a very targeted manner.
  • That at least one remindstell ⁇ spring unit is arranged in the adjusting unit and
  • the servomotor unit is designed as a one-way motor, the motor movement of which is opposite to a spring movement of the return spring unit,
  • a motor Under a unidirectional motor, a motor is generally found, the torque of which is preferably only in one direction of rotation, i.e. works clockwise or counterclockwise.
  • a device motor working against a return spring unit and designed as a torque motor ensures that the throttle valve element can only be adjusted accordingly if the actuating unit is functioning. If, on the other hand, the servomotor unit fails, the return spring unit presses the throttle valve into such a position that an adequate air throughput is ensured.
  • the throttle valve element can then be kept in the following positions: a) above the idle position in a first limp home point, b) below the throttle valve closed position in a second limp home point,
  • This z. B. achieved that the vehicle engine reaches a speed between 1000 and 2000 rpm and exerts such a moment of force that the vehicle can be operated.
  • the spring torque of the return spring element is greater than that of the opening spring element.
  • the fact that the return spring element has a greater moment than the opening spring element ensures that the throttle valve always moves toward the position in which the spring stop is when the servomotor unit has failed.
  • the achievement of a defined opening angle, which is defined by the limp home points, is thus ensured from any position. It is also possible to restart the engine. Both springs can also have the same force.
  • the torque motor can have a direction of rotation with respect to the throttle valve element, which has from the full throttle position to the throttle valve closed position or from the throttle valve closed position to the full throttle position.
  • the return and the opening spring element and the return spring unit (s) are designed as spiral springs. In this way, a rotary movement of the shaft element is achieved.
  • other energy-storing elements can also be used, which produce a resilient effect, e.g. B. fluid, gas storage or the like.
  • control unit is arranged in the housing cover element or in the housing element.
  • REPLACEMENT SHEET (RULE 26 ⁇ This ensures that the corresponding control signals can be transmitted directly.
  • the valve unit can be an electromagnetically actuated valve which comprises an essentially ring-shaped magnet coil which encloses a magnet armature made of metallic material which can be moved back and forth in the axial direction, the magnet armature having a sealing body made of elastomer on the end face facing the valve seat Material is closed and the magnet armature and the sealing body are positively connected to each other.
  • the air throughput for realizing an emergency running position is between 20 and 80 kg air / h, preferably 40 kg air / h.
  • FIG. 2 shows an emergency air control device with a stop lever element in a full throttle position in a schematic side view
  • FIG. 3 shows an emergency air control device in an idle position in a schematic side view
  • Fig. 4 is an emergency air control device in a
  • FIG. 10 shows a throttle valve device according to FIG. 9 in a further illustration.
  • FIG. 1 shows part of a drive-by-wire system.
  • the throttle valve unit 1 and the adjusting unit 11 are located in a common housing element 4.
  • a throttle valve shaft element 3 is continuously arranged in the housing element 4 so as to be rotatably adjustable.
  • a throttle valve element 2 of the throttle valve unit 1 is connected to it.
  • the adjustment unit 11 comprises the following parts:
  • the return spring element 8 and the opening spring element 9 are also arranged in a non-positive manner on the throttle valve shaft element 3. Both spring elements 8 and 9 are spiral springs that act in opposite directions. Likewise, a stop lever element 6 is connected to the throttle valve shaft element 3. It strikes one side on an adjusting screw element 7, with which an idle position MS can be adjusted.
  • the servomotor unit 5 moves the throttle valve shaft element 2 into a full throttle position VL, as shown in FIG. 2.
  • the throttle valve element 2 is wide open.
  • An equivalent for its opening angle is the position of the stop lever element 6, which represents the opening angle of the throttle valve element 2.
  • the return spring element 8 is fully deflected and tensioned. It bears against a stop lever element 6 with its bent end.
  • the position of the throttle valve element opposite the full throttle position VL is the idle position MS.
  • the servomotor unit 5 moves the throttle valve element 2 into a position such that the motor can be moved while idling.
  • the opening spring element 9 strikes with its end on the stop lever element 6 and is tensioned.
  • the throttle valve element is brought in the direction of a stop element 10 by the return spring element 8 from the full load position VL and from the idle position by the further, but counteracting, opening spring element. This results in a Li p home point LHPl. Because the return spring element 8 has a greater moment than the opening spring element 9, it is now ensured that the throttle valve is always moved to the angular position in which the stop element 10 is in the de-energized state.
  • the throttle valve element is brought into a position which brings the engine to such a speed above the idle position MS. This ensures that the limp home point is always reached if the motor unit 5 fails.
  • the fact that the stop lever element 6 does not abut a fixed stop in the limp home point also ensures that this point is reached from every position of the throttle valve element 5. It is also achieved that the provision of a defined limp home point LHPl, which is defined by the point of the stop element 10, ensures that the throttle valve unit 1 and the servomotor unit 5 work together properly during normal operation .
  • FIG. 5 shows a further part of a drive-by-wire system.
  • REPLACEMENT BUTT (RULE 26) It consists of
  • the throttle valve unit 51 and the adjustment unit 61 are also located here in a common housing element 54.
  • the adjustment unit 51 consists of the following parts:
  • a torque motor (device motor) 55 which is non-positively connected to the throttle valve element 52 and
  • the throttle valve element performs a circular spring movement F through the return spring unit (s), which movement is directed clockwise.
  • the torque motor 55 as a unidirectional motor rotates counterclockwise with its motor movement M and thus counteracts the spring movement M. If the torque motor 55 is moved into its end position, the throttle valve element 52 assumes a throttle valve closing position DS. In this case, an air flow cavity 62 is created above the throttle valve element and an air flow cavity 63 on the vehicle engine side is created below the throttle valve element. If the force exerted by the torque motor 55 decreases in accordance with the driver's request (full load position), the spring movement F is greater than the motor movement M and the throttle valve element 52 moves 90 ° to a vertical position, i.e. H. in a full throttle VL.
  • FIG. 6 shows a drive-by-wire system which is constructed similarly to that of FIG. 5. It consists of
  • the throttle valve unit 51 'and the adjustment unit 61' are located in a housing element 54 '.
  • a throttle valve shaft element 53 ', to which a throttle valve element 2 is connected, is continuously rotatably arranged in the housing element 54'.
  • the adjustment unit 61 comprises the following parts:
  • the torque motor 55 ' as a unidirectional motor performs a motor movement M which is directed clockwise.
  • the return spring unit (s) 58 ' has a spring movement F which is directed counterclockwise.
  • the torque motor 55 moves the throttle valve element during normal operation in the range from the throttle valve closed position DS (minimal air flow) to the full throttle position VL (axial air flow). During this movement, the torque of the torque motor 55 is increased or decreased by changing the power supply in such a way that it completely overcomes, neutralizes or is less than the spring force of the return spring unit (s) 58. If the power supply to the torque motor 55 fails or if the torque motor is switched off, the reset spring unit (s) 58 rotates the throttle valve element 52 to such an extent that it is rotated beyond a full throttle position VL to a limp home point LHP2 and strikes there accordingly. The throttle valve element 52 encloses an angle ⁇ _ + with respect to the throttle valve closed position DS.
  • the throttle valve element moves during normal operation in the range from the throttle valve closed position DS (minimal air flow) to the full throttle position VL (maximum air flow). If the power supply to the torque motor fails or if the motor is switched off, the return spring unit (s) 58 'rotates the throttle valve element beyond the throttle valve closed position DS to a limp home point LHP3 and closes opposite the throttle valve closed position at an angle.
  • Throttle body cylindrical 40 mm diameter
  • Throttle valve 40 mm diameter at 0 ° (cylindrical throttle valve)
  • Negative pressure with the throttle valve closed 364 mm / Hg air mass in the Limp Home Point: 40 kg air / h.
  • the recorded measurement curve shows an inverted bell-shaped shape. The lowest point is at 0 ° and about 0 kg air / h and the highest air flow at 90 ° with about 480 kg air / h.
  • the emergency running position of the throttle valve element 52 or 52 'must be set such that an air throughput of about 40 kg air / h from the air throughput cavity 62 or 62' to Air throughput cavity 63 or 63 'must be given.
  • a throttle valve closed position DS of approximately 0 ° as shown in FIG. 8a, the throttle valve angle + at the limp home point LHP2 of a system according to FIG. 5 is approximately 158 °.
  • the limp home point LHP2 is at approximately 157 ° throttle valve angle and at a throttle valve inclination of approximately 8 ° at approximately 149 ° throttle valve angle. This ensures that the throttle valve element cannot jam or bite in the throttle valve closed position DS.
  • the limp home point LHP3 according to FIG. 8b is at a throttle valve angle - of approximately -21 ° throttle valve angle.
  • the relationship between a required air throughput in the limp home point of approximately 40 kg air / h and the throttle valve angle applies analogously to the system described in FIGS. 1 to 4.
  • the Federele ⁇ elements 8 and 9 are set so that they pull the throttle valve element 2 in a throttle valve angle of about 21 °, so that the necessary air flow is given.
  • a further part of a drive-by-wire system is shown in FIGS. 9 and 10.
  • the throttle valve unit 90 and the adjustment unit 107 are located in a common housing element 98.
  • a throttle valve shaft element 99 is arranged in the housing element 98.
  • the adjusting unit 107 is connected to the throttle valve shaft element 99. It consists of an actuator motor unit 91, which is connected to the throttle valve shaft element 99 via a rotor unit 97.
  • a reset mechanism is integrated in the adjustment unit 107, which ensures that the throttle valve element always returns to the throttle valve closed position DS after an adjustment to a throttle valve angle. This could be used for. B. a return spring.
  • An angle sensor unit 93 is fastened on the opposite side of the throttle valve shaft element 99. It consists of a stationary unit 93.1 and a rotating unit 93.2. The rotating unit 93.2 is connected to the throttle valve shaft element, while the stationary unit is held in the throttle valve housing element 98.
  • the throttle valve housing element 98 also encloses, as shown in FIG. 10, a valve unit 95.
  • the valve unit 95 has a connecting piece 95.1 for a rubber hose. It is connected to the interior of the gas mixture cavity 103 by a force vapor recess 102.
  • the valve unit 95 has the there would be, in particular to control the gasoline vapors coming from the tank or activated carbon filter of the tank ventilation accordingly.
  • an electromagnetically actuated valve comprising a ring-shaped magnet coil which encloses a magnet armature made of metallic material which can be moved back and forth in the axial direction of the magnet coil, the magnet armature having a Sealing body made of elastomeric material is provided.
  • the magnet armature and the sealing body are positively connected to one another.
  • the electromagnetically actuated valve is a complete component which is described in detail in EP 06 23 772 A2 in particular.
  • a central plug unit 96 is arranged opposite the valve unit 95.
  • a conduit 101 is provided in the housing element.
  • the housing element 98 also encloses a throttle valve control unit 106. According to FIG. 9, it is positioned directly behind the servomotor unit 91.
  • FIGS. 7a and 7b Another possibility of accommodating a control unit is shown in FIGS. 7a and 7b.
  • a throttle valve control unit is arranged inside a housing cover element 65. It is essential that in both cases the control unit 66 or 106 is a direct component of the throttle valve unit, protected from external influences. Control lines to be laid within the housing element can be routed in a protected manner into the line channel 101 and routed centrally to the outside via the central plug unit 96. In order to position a temperature sensor unit 94 also protected from external influences, it is arranged inside the central plug unit 96.
  • the accelerator pedal If the accelerator pedal is actuated, its position signal is transmitted to the throttle valve control unit 106.
  • the servomotor unit 91 with the rotor unit 97 ensures that the throttle valve angle is adjusted accordingly from the throttle valve closed position DS to the full throttle position VL. This ensures an air throughput which is necessary for the provision of a corresponding mixture.
  • the angle sensor unit 93 With the help of the angle sensor unit 93, the corresponding throttle valve angle is measured and made available for further processing.
  • the throttle valve element 100 is moved back into the throttle valve closed position DS by corresponding reset elements.
  • the valve unit is then actuated with an emergency position signal.
  • the emergency running position signal leads to a permanent opening of the valve unit 95, namely the opening is set so far that an air throughput of about 40 kg air / h is guaranteed.
  • This air is fed from the tank or via the activated carbon filter of the tank ventilation to the air throughput cavity 103.
  • the amount of air supplied in this way is sufficient to move the vehicle out of a danger zone or to drive it to a workshop to repair the damage.
  • the control of the valve unit 95 should be carried out so that it is independent of the control signals usually used. It must be ensured that, even if the control unit or the power supply to the throttle valve unit 90 fails, the valve unit 95 is actuated separately.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drosselklappenvorrichtung, bestehend aus einem Gehäuseelement (4; 54; 54'; 98), einem Drosselklappenwellenelement (3; 53; 53'; 99), an dem ein im Gehäuseelement (4; 54; 54'; 98) zwischen einem ersten Luftdurchsatzhohlraum (62; 62'; 92) und einem zweiten zu einem Fahrzeug-Motor führende Luftdurchsatzhohlraum (63, 63'; 103) angeordnetes Drosselklappenelement (2; 52; 52'; 100) verstellbar in wenigstens einer Schliessstellung (DS), einer Leerlaufstellung (MS) und einer Vollgasstellung (VS) gehalten ist, und einer Verstelleinheit (11; 61; 61'; 107), die wenigstens eine Stellmotoreinheit (5; 55; 55'; 91) enthält und die mit dem Drosselklappenwellenelement (3; 53; 53'; 99) verbunden ist. Der zweite Luftdurchsatzhohlraum (63; 63'; 103) ist mit einer Notlauf-Luftsteuereinrichtung (2, 3, 8, 9, 10, LHP1; 52, 55, 58, LHP2; 52', 55', 58', LHP3; 95, 102) verbunden, mit der so viel Luft zuführbar ist, dass bei Ausfall der Stellmotoreinheit (5; 55; 55'; 91) ein Fahrzeug bewegbar ist.

Description

Drosselklappenvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Drosselklappenvorrichtung, bestehend aus
- einem Gehäuseelement,
- einem Drosselklappenwellenelement, an dem ein im Ge- häuseelement zwischen einem ersten Luftdurchsatz¬ hohlraum und einem zweiten zu einem Fahrzeug-Motor führenden Luftdurchsatzhohlraum angeordnetes Drosselklappenelement verstellbar in wenigstens einer Schließstellung, einer LeerlaufStellung und einer Vollgasstellung gehalten ist, und
- einer Verstelleinheit, die wenigstens eine Stellmotor¬ einheit enthält und die mit dem Drosselklappenwellen- element verbunden ist.
In modernen Drosselklappenvorrichtungen wird die Dros¬ selklappe mit einem Stellmotor verstellt. Diese Art der Drosselklappenverstellung ist unter dem Fachbegriff Drive-by-wire bekannt. Der Stellmotor ist mit einer Drosselklappenwelle verbunden, die im Gehäuse drehbar gelagert ist.
Kommt es allerdings zu einem Ausfall des Stellmotors, ist nicht sichergestellt, daß die Drosselklappe eine solche Stellung innehat, die es dem Fahrer ermöglicht, sein Fahrzeug zu einer Werkstatt zu fahren bzw. es aus einer Gefahrenzone zu bewegen.
Demnach stellt sich der Erfindung die Aufgabe, eine Drosselklappenvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß ein Fahren eines Fahrzeuges zu einer Werkstatt bzw. aus einer Gefahrenzone bei Ausfall der Stellmotoreinheit möglich ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der zweite Luftdurchsatzhohlraum mit einer Notlauf-Luft¬ steuereinrichtung verbunden ist, mit der so viel Luft zuführbar ist, daß bei Ausfall der Stellmotoreinheit ein Fahrzeug bewegbar ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe¬ sondere darin, daß bei Ausfall der Stellmotoreinheit eine solche Luftmenge zur Verfügung gestellt wird, daß der Luftstrom den Kraftstoff mitreißt und feinstzer- stäubt der Luft beimischt, jedoch nicht vergast. Hier¬ durch entsteht ein zündfähiges Gemisch, das in bekannter Art und Weise seiner Verwendung zugeführt wird. Ge¬ sichert wird damit, daß der Fahrer sein Fahrzeug, wenn auch mit verminderter Geschwindigkeit bewegen kann.
Die Notlauf-Steuereinrichtung läßt sich in drei Ausfüh¬ rungsformen realisieren: die erste Realisierungsform ist dadurch gekennzeichnet,
- daß in der Verstelleinheit ein Rückstellfederelement und ein aber entgegengesetzt wirkendes, Öffnerfeder¬ element kraftschlüssig mit dem Drosselklappenwellen- element verbunden sind,
- daß das Rückstellfederelement an einem Anschlagelement anschlägt und gespannt ist, wenn das Drosselklappenwel- lenelement durch die Stellmotoreinheit in Richtung der Vollgasstellung gedreht ist und
- daß die Öffnungsfeder an das Anschlagelement anschlägt und gespannt ist, wenn das Drosselklappenwellenelement durch die Stellmotoreinheit in der Leerlaufstellung gehalten ist,
- so daß das Drosselklappenelement bei Ausfall der Stellmotoreinheit eine Position einnimmt, die einen solchen Luftdurchsatz gewährleistet, daß das Fahrzeug bewegbar ist.
Hierdurch wird gewährleistet, daß die Drosselklappe durch beide Federelemente bei Ausfall der Stellmotor¬ einheit in eine solche geöffnete Stellung gebracht wird, die insbesondere ein Herausbewegen des Fahrzeuges aus einer Gefahrenzone 'ermöglicht. Darüberhinaus ist ge¬ sichert, daß der Fahrer mit dieser Drosselklappenstel¬ lung das Fahrzeug in eine Werkstatt fahren kann. Von Vorteil ist darüber hinaus, daß die Federn so wirken, daß sie den normalen Drive-by-wire-Betrieb nicht behin¬ dern. Die Stellmotoreinheit ist bei Funktionsfähigkeit mühelos in der Lage, beide Federkräfte zu überwinden und so den Motor in Richtung Vollgasstellung, d. h. Vollast oder LeerlaufStellung zu fahren.
Die zweite Ausführungsvariante zeichnet sich dadurch aus, daß die Notlauf-Luftsteuereinrichtung derart ausge¬ bildet ist,
- daß eine am Gehäuseelement angeordnete Ventileinheit mit einer durch das Gehäuseelement führenden Kraft¬ stoffdunstausnehmung mit dem zweiten Luftdurchsatzhohl¬ raum verbunden ist und
- daß die Ventileinheit bei Ausfall der Stellmotorein¬ heit derart ansteuerbar ist, daß von einem Tank bzw. über eine Tankentlüftung der Luftdurchsatz für ein Bewegen des Fahrzeugs gewährleistet ist.
Die Ventileinheit hat an sich die Aufgabe, vom Tank ab¬ gegebene Kraftstoffdämpfe gezielt einer weiteren Ver¬ wendung zuzuführen. Durch eine gezielte Ansteuerung der Ventileinheit übernimmt diese bei Ausfall der Stellmotor¬ einheit die Aufgabe, dem Luftdurchsatzhohlraum so viel Luft zur Verfügung zu stellen, daß ein ausreichendes zündfähiges Gemisch zur Verfügung steht, die dem Fahrer ermöglicht, ganz gezielt sein Fahrzeug aus der Gefahrenzone bzw. an einen anderen Ort zu bewegen.
Die dritte Lösungsvariante zeichnet sich dadurch aus, daß die Notlauf-Luftsteuereinrichtung derart ausgebildet ist,
- daß in der Verstelleinheit wenigstens eine Rückstell¬ federeinheit angeordnet ist und
- daß die Stellmot'oreinheit als ein Einrichtungs-Motor ausgebildet ist, dessen Motorbewegung einer Feder¬ bewegung der Rückstellfedereinheit entgegengesetzt ist,
- so daß das Drosselklappenelement bei Ausfall des Einrichtungs-Motors den Luftdurchsatz gewährleistet, daß das Fahrzeug bewegbar ist. Unter einem Einrichtungs-Motor wird ganz allgemein ein Motor vestanden, dessen Drehmoment vorzugsweise nur in einer Drehrichtung, d.h. im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn wirkt.
Ein gegen eine Rückstellfedereinheit arbeitender, als Torque-Motor ausgebildeter Einrichtungs-Motor sorgt dafür, daß nur bei funktionierender Stelleinheit das Drosselklappenelement entsprechend verstellt werden kann. Fällt hingegen die Stellmotoreinheit aus, drückt die Rückstellfedereinheit die Drosselklappe in eine solche Stellung, daß ein ausreichender Luftdurchsatz gewährleistet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Drosselklappenelement dannin folgenden Positionen haltbar ist: a) oberhalb der LeerlaufStellung in einem ersten Limp- Home-Point , b) unterhalb der Drosselklappenschließstellung in einem zweiten Limp-Home-Point,
ERSATZBLAH(REGEL26) c) oberhalb der Vollgasstelluny in einem dritten Limp-
Home-Point. Hierdurch wird z. B. erreicht, daß der Fahrzeug-Motor eine Drehzahl zwischen 1000 und 2000 U/min erreicht und so ein solches Kraftmoment ausübt, daß das Fahrzeug betreibbar ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Federmoment des Rückstell¬ federelements größer ist als das des Öffnungsfederele¬ ments. Dadurch, daß das Rückstellfederelement ein größe¬ res Moment als das Öffnungsfederelement besitzt, ist sichergestellt, daß die Drosselklappe bei ausgefallener Stellmotoreinheit immer auf die Stellung sich hinbewegt, in der sich der Federanschlag befindet. Das Erreichen eines definierten Öffnungswinkels, der durch die Limp- Home-Points definiert ist, ist damit aus jeder Lage ge¬ währleistet. Ein erneutes Starten des Motors ist somit auch möglich. Beide Federn können auch eine gleiche Kraft aufweisen.
Um den zweiten und den dritten Limp-Home-Point reali¬ sieren zu können, kann der Torque-Motor eine Drehrich¬ tung bezogen auf das Drosselklappenelement haben, die von der Vollgasstellung zur Drosselklappenschließstel¬ lung oder von der Drosselklappenschließstellung zur Vollgasstellung aufweist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Rückstell- und das Öffner¬ federelement und die Rückstellfedereinheit(en) als Spiralfedern ausgebildet sind. Hierdurch wird eine Drehbewegung des Wellenelements erreicht. Selbstver¬ ständlich sind auch andere kraftspeichernde Elemente einsetzbar, die eine rückfedernde Wirkung hervorrufen, z. B. Fluid-, Gasspeicher oder dergleichen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinheit im Gehäuse¬ deckelelement oder im Gehäuseelement angeordnet ist.
ERSATZBLATT (REGEL 26} Hierdurch wird erreicht, daß die entsprechenden Steuer¬ signale unmittelbar übertragen werden können.
Die Ventileinheit kann ein elektromagneitsch betätigba¬ res Ventil sein, das eine im wesentlichen ringförmige Magnetspule umfaßt, die einen in axialer Richtung hin und her bewegbaren Magnetanker aus metallischem Werk¬ stoff umschließt, wobei der Magnetanker auf der dem Ventilsitz zugewandten Stirnseite mit einem Dichtkörper aus elastomerem Werkstoff verschlossen ist und wobei der Magnetanker und der Dichtkörper formschlüssig miteinan¬ der verbunden sind.
Im Ergebnis langwieriger Versuche wurde festgestellt, daß für die Realisierung einer Notlaufstellung der Luft¬ durchsatz zwischen 20 bis 80 kg Luft/h, vorzugsweise 40 kg Luft/h beträgt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei werden die Vorteile der erfin¬ dungsgemäßen Lösung durch weitere Ausführungen ergänzt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Drosselklappenvorrichtung mit einer Not¬ lauf- Luftsteuereinrichtung in einer schemati¬ schen geschnittenen Darstellung,
Fig. 2 eine Notlauf-Luftsteuereinrichtung mit einem An¬ schlaghebelelement in einer Vollgasstellung in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 3 eine Notlauf-Luftsteuereinrichtung in einer Leer¬ laufstellung in einer schematischen Seitenan¬ sicht,
Fig. 4 eine Notlauf-Luftsteuereinrichtung in einer
Limp-Home-Point-Stellung in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 5 und 6 eine Drosselklappenvorrichtung mit einer anderen Notlauf-Luftsteuereinrichtung in unter¬ schiedlichen Lösungsvarianten,
Fig. 7a und 7b eine Unterbringungsvariante einer Steuer¬ einrichtung,
Fig. 8a und Fig. 8b eine funktionelle Darstellung des Luftdurchsatzes in Abhängigkeit vom Drossel¬ klappenanstellwinkel,
Fig. 9 eine Drosselklappenvorrichtung mit einer weite¬ ren Notlauf-Luftsteuereinrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung und
Fig. 10 eine Drosselklappenvorrichtung gemäß Fig. 9 in einer weiteren Darstellung.
In Fig. 1 ist ein Teil eines Drive-by-wire-Syste s dar¬ gestellt.
Es besteht aus
- einer Drosselklappeneinheit 1 und
- einer Verstelleinheit 11.
Die Drosselklappeneinheit 1 und die Verstelleinheit 11 befinden sich in einem gemeinsamen Gehäuseelement 4. Im Gehäuseelement 4 ist durchgängig ein Drosselklappenwel- lenelement 3 drehverstellbar angeordnet. Mit ihm verbun¬ den ist ein Drosselklappenelement 2 der Drosselklappen¬ einheit 1.
Die Verstelleinheit 11 umfaßt folgende Teile:
- eine Motoreinheit 5, die kraftschlüssig mit dem Dros- selklappenwellenelement 3 verbunden sind und - ein Rückstellfederelement 8 und
- ein Öffnerfederelement 9.
Wie weiterhin die Fig. 2 bis 4 zeigen, ist das Rückstell¬ federelement 8 und das Öffnerfederelement 9 ebenfalls kraftschlüssig an dem Drosselklappenwellenelement 3 ange¬ ordnet. Bei beiden Federelementen 8 und 9 handelt es sich um Spiralfedern, die entgegengesetzt wirken. Gleich¬ falls mit dem Drosselklappenwellenelement 3 ist ein Anschlaghebelelement 6 verbunden. Es schlägt einseitig an ein Verstellschraubenelement 7 an, mit dem eine Leer¬ laufstellung MS einjustierbar ist.
Die Arbeitsweise der Notlauf-Luftsteuereinrichtung gemäß den Fig. 1 bis 4 sei erläutert:
Wird das Gaspedal voll durchgetreten, wird durch die Stellmotoreinheit 5 das Drosselklappenwellenelement 2 in eine Vollgasstellung VL, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, bewegt. Das Drosselklappenelement 2 ist dabei weit geöffnet. Ein Äquivalent für seinen Öffnungswinkel ist dabei die Stellung des Anschlaghebelelements 6, das den Öffnungswinkel des Drosselklappenelements 2 wiedergibt. Das Rückstellfederelement 8 ist dabei voll ausgelenkt und gespannt. Es liegt mit seinem abgebogenen Ende an einem Anschlaghebelelement 6 an. Die der Vollgasstellung VL entgegengesetzte Stellung des Drosselklappenelements ist die LeerlaufStellung MS. Hierbei fährt die Stellmo¬ toreinheit 5 das Drosselklappenelement 2 in eine solche Position, daß der Motor im Leerlauf bewegbar ist. In diesem Fall schlägt das Öffnerfederelement 9 mit seinem Ende an dem Anschlaghebelelement 6 an und ist gespannt.
Da das Fahrzeug in der Leerlaufstellung MS nicht mehr zu bewegen ist, muß sichergestellt werden, daß bei Ausfall der Motoreinheit 5 dem Fahrer noch eine ausreichende Lei¬ stung zur Verfügung steht, die es ihm ermöglicht, eine Werkstatt zu erreichen bzw. das Fahrzeug aus einer Gefah¬ renzone zu bewegen. Das Drosselklappenelement wird dabei durch das Rückstellfederelement 8 aus der Vollaststel¬ lung VL und aus der LeerlaufStellung durch das weitere, aber entgegengesetzt wirkende Öffnerfederelement in Rich¬ tung eines Anschlagelements 10 gebracht. Hierdurch wird ein Li p-Home-Point LHPl erreicht. Dadurch, daß das Rück¬ stellfederelement 8 ein größeres Moment besitzt als das Öffnerfederelement 9 ist nun sichergestellt, daß die Drosselklappe im stromlosen Zustand immer auf die Winkel¬ stellung bewegt wird, in der sich das Anschlagelement 10 befindet. Hierdurch wird das Drosselklappenelement in eine Position gebracht, die den Motor auf eine solche Drehzahl oberhalb der LeerlaufStellung MS bringt. Hier¬ durch wird gesichert, daß bei einem Ausfall der Motor¬ einheit 5 immer der Limp-Home-Point erreicht wird. Da¬ durch, daß das Anschlaghebelelement 6 im Limp-Home-Point nicht an einem festen Anschlag anliegt, wird außerdem sichergestellt, daß dieser Punkt aus jeder Lage des Dros¬ selklappenelements 5 erreicht wird. Erreicht wird dar¬ über hinaus, daß durch das Vorsehen eines definierten Limp-Home-Points LHPl, der durch den Punkt des Anschlag¬ elements 10 definiert ist, ein einwandfreies Zusammen¬ wirken der Drosselklappeneinheit 1 und der Stellmotor¬ einheit 5 bei Normalbetrieb gewährleistet wird.
Im Limp-Home-Point LHPl findet an dem Drosselklappen¬ wellenelement motorseitig eine Lastumkehrung statt. Diese Lastumlenkung hat auf die Dynamik des Motors jedoch nur sehr geringen Einfluß, da die als Schritt-, Gleichstrommotor oder dergleichen ausgebildete Stell¬ motoreinheit 5 nicht lastabhängig, sondern winkel¬ abhängig gesteuert wird.
In Fig. 5 ist ein weiterer Teil eines Drive-by-wire- Systems dargestellt.
ERSATZBUTT (REGEL 26) Es besteht aus
- einer Drosselklappeneinheit 51 und
- einer Verstelleinheit 61.
Die Drosselklappeneinheit 51 und die Verstelleinheit 61 befinden sich auch hier in einem gemeinsamen Gehäuse¬ element 54. Im Gehäuseelement ist ein Drosselklappen¬ wellenelement 53 angeordnet, das ein Drosselklappenele¬ ment 52 hält.
Die Verstelleinheit 51 besteht aus folgenden Teilen:
- einem Torque-Motor (Einrichtungs-Motor) 55, der kraftschlüssig mit dem Drosselklappenelement 52 verbunden ist und
- einer Rückstellfedereinheit(en) 58.
Wie Fig. 5 zeigt, führt das Drosselklappenelement durch die Rückstellfedereinheit(en) eine kreisförmige Federbe¬ wegung F durch, die im Uhrzeigersinn gerichtet ist. Der Torque-Motor 55 als Einrichtungsmotor dreht sich mit seiner Motorbewegung M entgegen dem Uhrzeigersinn und wirkt damit der Federbewegung M entgegen. Wird der Torque-Motor 55 bis in seine Endstellung gefahren, nimmt das Drosselklappenelement 52 eine Drosselklappenschlu߬ stellung DS ein. In diesem Fall entsteht oberhalb des Drosselklappenelements ein Luftdurchsatzthohlraum 62 und unterhalb des Drosselklappenelements ein fahrzeugmotor- seitiger Luftdurchsatzhohlraum 63. Läßt die vom Torque-Motor 55 ausgeübte Kraft entsprechend dem Fahrerwunsch (Vollaststellung) nach, ist die Federbewegung F größer als die Motorbewegung M und das Drosselklappenelement 52 bewegt sich um 90° in eine senkrechte Stellung, d. h. in eine Vollgasstellung VL.
In Fig. 6 ist ein Drive-by-wire-Syste dargestellt, das ähnlich dem der Fig. 5 aufgebaut ist. Es besteht aus
- einer Drosselklappeneinheit 51'und
- einer Verstelleinheit 61'.
In einem Gehäuseelement 54' befinden sich die Drossel¬ klappeneinheit 51' und die Verstelleinheit 61'. Im Ge¬ häuseelement 54' ist durchgängig ein Drosselklappenwel¬ lenelement 53' drehverstellbar angeordnet, mit dem ein Drosselklappenelement 2 verbunden ist.
Die Verstelleinheit 61' umfaßt folgende Teile:
- einen Torque-Motor 55', der kraftschlüssig mit dem Drosselklappenwellenelement 53' verbunden ist, und
- eine Rückstellfedereinheit(en) 58'.
Der Torque-Motor 55' als Einrichtungs-Motor führt eine Motorbewegung M durch, die in Uhrzeigersinn gerichtet ist. Die Rückstellfedereinheit(en) 58' hat demgegenüber eine Federbewegung F, die im Uhrzeigersinn entgegen¬ gerichtet ist. Durch ein Zusammenwirken des Torque-Motors 55' ist gleichfalls eine Verstellung des Drosselklappenelements von der Drosselklappenschlie߬ stellung DS bis hin zur Vollaststellung VL möglich. In der Drosselklappenschließstellung ist oberhalb des Drosselklappenelements ein Luftdurchsatzhohlraum 62' und unterhalb ein fahrzeugmotorseitiger Luftdurchsatzhohl¬ raum 63' vorhanden. Bei Vollgasstellung VL werden beide Hohlräume 62' und 63' gleichfalls miteinander verbunden.
Die Arbeitsweise der Notlauf-Luftsteuereinrichtung gemäß den Fig. 5 und 6 sei erläutert:
Der Torque-Motor 55 bewegt, wie die Fig. 5 zeigt, das Drosselklappenelement während des normalen Betriebs im Bereich von der Drosselklappenschließstellung DS (mini¬ maler Luftdurchsatz) bis zur Vollgasstellung VL ( axi- aier Luftdurchsatz) . Bei dieser Bewegung wird durch eine Veränderung der Stromzuführung die Drehkraft des Torque-Motors 55 so erhöht oder vermindert, daß sie die Federkraft der Rückstellfedereinheit(en) 58 vollkommen überwindet, neutralisiert oder kleiner ist. Bei Ausfall der Stromversorgung des Torque-Motors 55 oder wenn der Torque-Motor ausgeschaltet wird, dreht die Rückstellfe¬ dereinheit(en) 58 das Drosselklappenelement 52 so weit, daß es über die Vollgasstellung VL hinaus auf einen Limp-Home-Point LHP2 gedreht wird und dort entsprechend anschlägt. Hierbei schließt das Drosselklappenelement 52 gegenüber der Drosselklappenschließstellung DS einen Winkel <_+ ein.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Variante bewegt sich das Drosselklappenelement während des normalen Betriebs im Bereich von der Drosselklappenschließstellung DS (mini¬ maler Luftdurchsatz) bis hin zur Vollgasstellung VL (maximaler Luftdurchsatz). Bei Ausfall der Stromversor¬ gung des Torque-Motors bzw. dann, wenn der Motor ausge¬ schaltet wird, dreht die Rückstellfedereinheit(en) 58' das Drosselklappenelement über die Drosselklappenschlie߬ stellung DS hinaus auf einen Limp-Home-Point LHP3 und schließt gegenüber der Drosselklappenschließstellung damit einen Winkel - ein.
In Fig. 8a und 8b ist der Luftdurchsatz in Abhängigkeit vom Drosselklappenwinkel α dargestellt.
Die Meßkurven wurden unter folgenden Versuchsbedingungen aufgenommen:
Drosselklappenstutzen zylindrisch: 40 mm Durchmesser Drosselklappe: 40 mm Durchmesser bei 0° (zylindrische Drosselklappe)
Unterdruck bei geschlossener Drosselklappe: 364 mm/Hg Luftmasse im Limp-Home-Point: 40 kg Luft/h. Die aufgenommene Meßkurve zeigt eine umgekehrt glocken¬ förmige Form. Der tiefste Punkt liegt bei 0° und etwa 0 kg Luft/h und der höchste Luftdurchsatz bei 90° mit etwa 480 kg Luft/h.
Im Ergebnis der durchgeführten Versuche und Meßreihen wurde überraschend festgestellt, daß zur Realisierung eines Notlaufverhaltens eines Motors die Notlaufstellung des Drosselklappenelements 52 bzw. 52' so gestellt sein muß, daß ein Luftdurchsatz von etwa 40 kg Luft/h vom Luftdurchsatzhohlraum 62 bzw. 62' zum Luftdurchsatz¬ hohlraum 63 bzw. 63' gegeben sein muß. Bei einer Drosselklappenschließstellung DS von etwa 0° liegt, wie Fig. 8a zeigt, der Drosselklappenanstellwinkel + bei dem Limp-Home-Point LHP2 eines Systems gemäß Fig. 5 bei etwa 158°. Ist die Drosselklappe um etwa 4° vorgeneigt, liegt der Limp-Home-Point LHP2 bei etwa 157° Drossel¬ klappenanstellwinkel und bei einer Drosselklappen- vorneigung von etwa 8° bei etwa 149° Drosselklappenan¬ stellwinkel. Damit ist sichergestellt, daß sich das Drosselklappenelement nicht in der Drosselklappen¬ schließstellung DS verklemmen bzw. verbeißen kann.
Bei einem System gemäß Fig. 6 liegt der Limp-Home-Point LHP3 gemäß Fig. 8b bei einem Drosselklappenwinkel - von etwa -21° Drosselklappenanstellwinkel.
Der Zusammenhang zwischen einem erforderlichen Luft¬ durchsatz im Limp-Home-Point von etwa 40 kg Luft/h und dem Drosselklappenwinkel gilt in analoger Weise für das in den Fig. 1 bis 4 beschriebene System. Die Federele¬ mente 8 und 9 sind dabei so einzustellen, daß sie das Drosselklappenelement 2 in einen Drosselklappenwinkel von etwa 21° ziehen, damit der notwendige Luftdurchsatz gegeben ist. In den Fig. 9 und 10 ist ein weiterer Teil eines Drive- by-wire-Systems dargestellt.
Es setzt sich aus
- einer Drosselklappeneinheit 90 und
- einer Verstelleinheit 107 zusammen.
Die Drosselklappeneinheit 90 und die Verstelleinheit 107 befinden sich in einem gemeinsamen Gehäuseelement 98. Im Gehäuseelement 98 ist ein Drosselklappenwellenelement 99 angeordnet. Am Drosselklappenwellenelement 99 befindet sich ein Drosselklappenelement 100, das in einer Drosselklappenschließstellung DS einen Luftdurchsatzhohl¬ raum 91 von einem Luftdurchsatzhohlraum 103 trennt. Mit der Drosselklappenwellenelement 99 ist die Verstell¬ einheit 107 verbunden. Sie besteht aus einer Stell¬ motoreinheit 91, die über eine Rotoreinheit 97 mit dem Drosselklappenwellenelement 99 verbunden ist. In die Verstelleinheit 107 ist ein Rückstellmechanismus integriert, der dafür sorgt, daß das Drosselklappen¬ element nach einer Verstellung in einen Drosselklappen¬ winkel immer in die Drosselklappenschließstellung DS zurückkehrt. Einsetzbar hierfür wäre z. B. eine Rückstellfeder. An der gegenüberliegenden Seite des Drosselklappenwellenelements 99 ist eine Winkel¬ sensoreinheit 93 befestigt. Sie besteht aus einer stationären Einheit 93.1 und einer rotierenden Einheit 93.2. Die rotierende Einheit 93.2 ist mit dem Drossel¬ klappenwellenelement verbunden, während die stationäre Einheit im Drosselklappengehäuseelement 98 gehalten ist. Das Drosselklappengehäuseelement 98 umschließt darüber hinaus, wie Fig. 10 zeigt, eine Ventileinheit 95. Die Ventileinheit 95 weist einen Anschlußstutzen 95.1 für einen Gummischlauch auf. Sie ist durch eine Kraftdunst- ausnehmung 102 mit dem Inneren des Gasgemischhohlraums 103 verbunden. Die Ventileinheit 95 hat an sich die Auf- gäbe, insbesondere die vom Tank bzw. Aktivkohlefilter der Tankentlüftung kommenden Benzindämpfe entsprechend zu steuern. Sie ist ein elektromagnetisch betätigbares Ventil (AKF-Ventil) , umfassend eine ringförmig ausge¬ bildete Magnetspule, die einen in axialer Richtung der Magnetspule hin und her bewegbare Magnetanker aus metal¬ lischem Werkstoff umschließt, wobei der Magnetanker auf der dem Ventilsitz zugewandten Stirnseite mit einem Dichtkörper aus elastomerem Werkstoff versehen ist. Der Magnetanker und der Dichtkörper sind formschlüssig mit¬ einander verbunden. Bei dem elektromagnetisch betätig¬ baren Ventil handelt es sich um ein Komplett-Bauteil das insbesondere in der EP 06 23 772 A2 ausführlich beschrieben ist.
Der Ventileinheit 95 gegenüberliegend ist eine Zentral¬ steckereinheit 96 angeordnet. Im Gehäuseelement ist ein Leitungskanal 101 vorgesehen. Das Gehäuseelement 98 um¬ schließt dabei darüber hinaus eine Drosselklappensteuer¬ einheit 106. Sie ist gemäß Fig. 9 unmittelbar hinter der Stellmotoreinheit 91 positioniert.
Eine andere Möglichkeit der Unterbringung einer Steuer¬ einheit ist in den Fig. 7a und 7b gezeigt. Hier wird eine Drosselklappensteuereinheit im Inneren eines Ge¬ häusedeckelelements 65 angeordnet. Wesentlich ist, daß in beiden Fällen die Steuereinheit 66 bzw. 106 vor äußeren Einflüssen geschützt direkter Bestandteil der Drosselklappeneinheit ist. Innerhalb des Gehäuseelements zu verlegende Steuerleitungen können geschützt in den Leitungskanal 101 geführt werden und zentral über die Zentralsteckereinheit 96 nach außen geleitet werden. Um eine Temperatursensoreinheit 94 gleichfalls vor äußeren Einflüssen geschützt zu positionieren, ist diese im Inneren der Zentralsteckereinheit 96 angeordnet.
Die Arbeitsweise der Notlauf-Luftsteuereinrichtung, wie sie in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist, sei erläutert:
Wird das Gaspedal betätigt, wird dessen Stellungssignal auf die Drosselklappensteuereinheit 106 übertragen. Die Stellmotoreinheit 91 mit der Rotoreinheit 97 sorgt dabei dafür, daß der Drosselklappenwinkel von der Dros¬ selklappenschließstellung DS bis hin zur Vollgasstellung VL entsprechend verstellt wird. Hierdurch wird ein Luft¬ durchsatz gewährleistet, der für die Bereitstellung eines entsprechenden Gemisches erforderlich ist. Mit Hilfe der Winkelsensoreinheit 93 wird der entsprechende Drosselklappenwinkel gemessen und für eine weitere Ver¬ arbeitung bereitgestellt.
Fällt die Stellmotoreinheit 91 aus, wird durch entspre¬ chende Rückstellelemente das Drosselklappenelement 100 in die Drosselklappenschließstellung DS zurückgefahren. Danach wird die Ventileinheit mit einem Notlaufstellungs- signal angesteuert. Das NotlaufStellungssignal führt zu einem dauerhaften Öffnen der Ventileinheit 95, und zwar wird die Öffnung so weit gestellt, daß ein Luftdurchsatz von etwa 40 kg Luft/h gewährleistet ist. Diese Luft wird aus dem Tank bzw. über den Aktivkohlefilter der Tankent¬ lüftung dem Luftdurchsatzhohlraum 103 zugeführt. Die so zugeführte Luftmenge reicht, wie bereits beschrieben, aus, um das Fahrzeug aus einer Gefahrenzone heraus zu bewegen bzw. es zu einer Werkstatt zur Behebung des Schadens zu fahren. Die Ansteuerung der Ventileinheit 95 sollte dabei so vorgenommen werden, daß sie von den üblicherweise verwendeten Steuersignalen unabhängig ist. Es ist zu gewährleisten, daß selbst bei Ausfall der Steuereinheit bzw. der Stromversorgung zur Drosselklappeneinheit 90 ein separates Ansteuern der Ventileinheit 95 gegeben ist.

Claims

Patentansprüche:
1. Drosselklappenvorrichtung, bestehend aus
- einem Gehäuseelement (4; 54; 54'; 98),
- einem Drosselklappenwellenelement (3; 53; 53'; 99), an dem ein im Gehäuseelement (4; 54; 54'; 98) zwischen einem ersten Luftdurchsatzholraum (62; 62'; 92) und einem zweiten zu einem Fahrzeug-Motor führende Luftdurchsatzhohlraum (63, 63'; 103) angeordnetes Drosselklappenelement (2; 52; 52'; 100) verstellbar in wenigstens einer Schließstellung (DS), einer Leerlaufstellung (MS) und einer Vollgasstellung (VS) gehalten ist, und
- einer Verstelleinheit (11; 61; 61'; 107), die wenigstens eine Stellmotoreinheit (5; 55; 55'; 91) enthält und die mit dem Drosselklappenwellenele¬ ment (3; 53; 53'; 99) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Luftdurchsatz¬ hohlraum (63; 63'; 103) mit einer Notlauf-Luftsteuer¬ einrichtung (2, 3, 8, 9, 10, LHPl; 52, 55, 58, LHP2; 52', 55', 58', LHP3; 95, 102) verbunden ist, mit der so viel Luft zuführbar ist, daß bei Ausfall der Stellmotoreinheit (5; 55; 55'; 91) ein Fahrzeug bewegbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Notlauf-Luftsteuereinrichtung derart ausge¬ bildet ist,
- daß in der Verstelleinheit (11) ein Rückstellfeder¬ element (8) und ein aber entgegengesetzt wirken¬ des, Öffnerfederelement (9) kraftschlüssig mit dem Drosselklappenwellenelement (3) verbunden sind,
- daß das Rückstellfederelement (8) an einem An¬ schlagelement (10) anschlägt und gespannt ist, wenn das Drosselklappenwellenelement (3) durch die Stellmotoreinheit (5) in Richtung der Vollgas¬ stellung (VL) gedreht ist und
- daß die Öffnungsfeder (9) an das Anschlagelement (11) anschlägt und gespannt ist, wenn das Drossel¬ klappenwellenelement (3) durch die Stellmotorein¬ heit (5) in der LeerlaufStellung (MS) gehalten ist,
- so daß das Drosselklappenelement (2) bei Ausfall der Stellraotoreinheit (5) eine Position (LHPl) ein¬ nimmt, die einen solchen Luftdurchsatz (L) gewähr¬ leistet, daß das Fahrzeug bewegbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Notlauf-Luftsteuereinrichtung derart ausge¬ bildet ist,
- daß eine am Gehäuseelement (98) angeordnete Ventil¬ einheit (95) mit einer durch das Gehäuseelement (98) führenden Kraftstoffdunstausnehmung (102) mit dem zweiten Luftdurchsatzhohlraum (103) verbunden ist und
- daß die Ventiieinheit (95) bei Ausfall der Stell¬ motoreinheit (91) derart ansteuerbar ist, daß von einem Tank bzw. über eine Tankentlüftung der Luft¬ durchsatz (L) für ein Bewegen des Fahrzeugs ge¬ währleistet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Notlauf-Luftsteuereinrichtung derart ausge¬ bildet ist,
- daß in der Verstelleinheit (61; 61') wenigstens eine Rückstellfedereinheit (58; 58') angeordnet ist und
- daß die Stellmotoreinheit als ein Einrichtungs- Motor (55, 55') ausgebildet ist, dessen Motorbewegung (M) einer Federbewegung der Rückstellfedereinheit (58; 58') entgegengesetzt ist, - so daß das Drosselklappenelement (52; 52') bei Aus¬ fall des Einrichtungs-Motors (55; 55') den Luftdurchsatz (L) gewährleistet, daß das Fahrzeug bewegbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 1 oder 3 oder 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselklap¬ penelement (2; 52; 52') in folgenden Positionen, die den Luftdurchsatz bei Ausfall der Stellmotoreinheit bzw. des Einrichtung-Motors sichern, haltbar ist: a) oberhalb der LeerlaufStellung (MS) in einem ersten Li p-Home-Punkt (LHPl), b) unterhalb der Drosselklappenschließstellung (DS) in einem zweiten Limp-Home-Punkt (LHP2), c) oberhalb der Vollgasstellung (VL) in einem drit¬ ten Limp-Home-Punkt (LHP3).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Federmoment des Rück¬ stellfederelements (8) größer ist als das des Öff¬ nungsfederelements (9).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Torque-Motor (55; 55') eine Drehrichtung bezogen auf das Drosselklappenele¬ ment (52; 52') von der Vollgasstellung (VL) zur Drosselklappenschließstellung (DS) oder von der Drosselklappenschließstellung (DS) zur Vollgasstel¬ lung (VL) hat.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Rückstell- und das Öffnerfederelement (8, 9) und die Rückstellfederein¬ heit(en) (58; 58') als Spiralfedern ausgebildet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (95) ein elektromagnetisch betätigbares Ventil, das eine im wesentlichen ringförmige Magnetspule umfaßt, die einen in axialer Richtung hin und her bewegbaren Magnetanker aus metallischem Werkstoff umschließt, wobei der Magnetanker auf der dem Ventilsitz zuge¬ wandten Stirnseite mit einem Dichtkörper aus elasto¬ merem Werkstoff verschlossen ist und wobei der Mag¬ netanker und der Dichtkörper formschlüssig mitein¬ ander verbunden sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (66; 106) im Gehäusedeckelelement (65) oder im Gehäuse¬ element (98) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Luftdurchsatz (L) 20 bis 80 kg Luft/h, vorzugsweise 40 kg Luft/h beträgt.
EP95923335A 1994-06-18 1995-06-16 Drosselklappenvorrichtung Expired - Lifetime EP0714478B1 (de)

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