DE102006061610B4

DE102006061610B4 - Verfahren zur Verwendung eines Saugrohrs für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102006061610B4
Application number: DE102006061610.3A
Authority: DE
Inventors: Erich Nennstiel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: DE102006061610A1

Abstract

Verfahren zur Verwendung eines Saugrohrs (10) für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Schaltklappe (16), die auf einer Welle (18) angeordnet und drehfest mit dieser verbunden derart in dem Saugrohr (10) angeordnet ist, dass die Schaltklappe (16) in einem in dem Saugrohr (10) ausgebildeten Luftkanal (14) schwenkbar ist, wobei die Welle (18) in dem Saugrohr (10) gelagert und an einem Ende (20) mit einem Betätigungsorgan (22) zum Verschwenken der Welle (18) verbunden ist, wobei beabstandet von Enden (20) der Welle (18) und beabstandet von allen Schaltklappen (16) ein zusätzliches Anschlagelement (26) auf der Welle (18) angeordnet und mit dieser drehfest verbunden ist, wobei in dem Saugrohr (10) ein Freiraum (24) ausgebildet ist, in dem das Anschlagelement (26) angeordnet ist, wobei in dem Freiraum (24) zwei Anschläge (28) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass das Anschlagelement (26) an jeweils einem der Anschläge (28) anschlägt, wenn sich die wenigstens eine Schaltklappe (16) in einer Endstellung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (22) interne Anschläge aufweist, wobei ein Fehler im Betätigungsmechanismus der Welle (18) erkannt werden kann, wenn die Welle (18) nicht mit dem Anschlagelement (26) an einen der Anschläge (28) in dem Freiraum anschlägt, sondern das Betätigungsorgan (22) an einen seiner internen Anschläge anläuft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwendung eines Saugrohrs für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Schaltklappe, die drehfest auf einer Welle derart angeordnet ist, dass die Schaltklappe in einem in dem Saugrohr ausgebildeten Luftkanal schwenkbar ist, wobei die Welle in dem Saugrohr gelagert und an einem Ende mit einem Betätigungsorgan zum verschwenken der Welle verbunden ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 103 60 234 B3 ist eine Sensoranordnung für eine Klappenvorrichtung in einem Luftansaugsystem einer Brennkraftmaschine bekannt, die eine Welle aufweist, an der Klappenkörper angeordnet sind. An einem Ende der Welle ist ein Ringmagnet angeordnet, welcher von einem Sensor abgetastet wird, so dass die Stellung der Welle bestimmt werden kann. Auch bei leichter Torsion oder Bruch der Welle wird die tatsächliche Klappenendstellung gemessen, so dass bei einem Vergleich des Sollwertes der Stellvorrichtung mit dem Istwert der Lagerückmeldung des Sensors in einer Regelung auch Fehler detektiert werden können.
Aus der DE 43 09 904 A1 ist ein Klappensteller zur Umschaltung der Luftansaugrohr-Schwinglänge bei einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei ein mit einer Welle drehfest verbundener Betätigungshebel zwischen zwei mechanischen Anschlägen hin und her betätigbar ist, wobei eine bistabile Kippfeder den Betätigungshebel in der jeweiligen Anschlagstellung fest hält.
Aus der DE 196 07 285 A1 ist eine Umschalteinrichtung von Schaltklappen in Saugrohren von Bennkraftmaschinen bekannt, wobei eine Welle von einem Elektromotor angetrieben wird. Jeweilige Endanschläge für die an der Welle angeordnete Klappen bestimmen eine Schließsowie eine Offenstellung.
Aus der DE 103 17 802 A1 ist ein Hubkolbenmotor mit einem in einem Saugrohr angeordneten Lufttaktventil bekannt, wobei dieses Lufttaktventil eine auf einer Welle schwenkbar angeordnete Klappe aufweist. Mit der Welle ist ein Anker verbunden, der von Polen jeweiliger Elektromagneten hin und her bewegt wird, so dass die Klappen verschwenken, wobei die Pole gleichzeitig Anschläge für den Anker und damit der Drehung der Welle ausbilden.
Die Schrift DE 103 48 839 B4 zeigt eine Klappenanordnung für ein Luftansaugkanalsystem für Brennkraftmaschinen. Die Klappenanordnung weist eine mit einer Schaltwelle verbundene Klappe auf. Mit der Schaltwelle ist ferner ein Anschlagelement fest verbunden, das in den beiden Endstellungen der Schaltwelle mit unterschiedlichen Anschlagflächen gegen einen am Rahmen angeordneten Anschlag drückt.
Die Offenlegungsschrift DE 103 30 225 A1 beschreibt eine Klappenvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen, die drehbar in einem Gehäuse, beispielsweise eines Saugrohrs, gelagert ist. Im Bereich der die Klappenkörper verbindenden Welle sind besonders geformte Ausgleichselemente angeordnet, welche in der geschlossenen Stellung der Klappen gegen einen Anschlag des Gehäuses anschlagen.
Die Offenlegungsschrift DE 41 38 625 A1 offenbart einen Stellantrieb, insbesondere für eine Hand- beziehungsweise Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs, welcher einen Elektromotor, ein Schneckengetriebe und einen Federkraft-Speicher aufweist. Das als volles Rad ausgebildete Schneckenrad weist eine über 180° verlaufende Bogennut-Aussparung auf, in welche ein gehäusefest angeordneter Anschlagstift eingreift. Die Enden der Aussparung sind mit Puffern armiert.
Aus der DE 103 19 403 B4 ist eine Schaltklappenvorrichtung bekannt, die aus vier Schaltklappengrundkörpern besteht, die auf einer Welle angeordnet sind. Die Welle und die gesamte Schaltklappenvorrichtung sind in einem Luftansaugkanalgehäuse über neun Wellenlager gelagert. An einem ersten Ende der Welle befindet sich eine Verstelleinrichtung, die eine Antriebseinheit, die elektrisch oder pneumatisch gesteuert werden kann, mit der Welle verbindet. Bei Drehung der Verstelleinrichtung wird die Welle in den Wellenlagern gedreht und mit ihr die Schaltklappengrundkörper, welche dann vier Kurzschlußöffnungen zu den Luftansaugkanälen als Strömungsweg für die Ansaugluft zum Zylinder freigeben oder verschließen. Zur Begrenzung der Stellwinkel der Klappenvorrichtung beziehungsweise zur Definition der beiden Endlagen der Klappen in vollständiger Auf- oder Zustellung sind an der Welle Anschlagelemente angebracht. Das von der Verstelleinrichtung aus gesehen erste Anschlagelement liegt hinter dem ersten Schaltklappengrundkörper, während das von der Verstelleinrichtung aus gesehen zweite Anschlagelement vor dem letzten Klappengrundkörper ausgebildet ist. Das Anschlagelement verfügt über zwei Anschlagflächen, die in Wirkverbindung zu einem Anschlag,nämlich in Form einer Anschlagnase, stehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Saugrohr der o.g. Art hinsichtlich der Überwachung des Betätigungsmechanismus für die Welle der Schaltklappe zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verfahren zur Verwendungs eines Saugrohrs der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Bei einem Saugrohr der o.g. Art ist es vorgesehen, dass beabstandet von Enden der Welle und beabstandet von allen Schaltklappen ein zusätzliches Anschlagelement auf der Welle angeordnet und mit dieser drehfest verbunden ist, wobei in dem Saugrohr ein Freiraum ausgebildet ist, in dem das Anschlagelement angeordnet ist, wobei in dem Freiraum zwei Anschläge derart angeordnet und ausgebildet sind, dass das Anschlagelement an jeweils einem der Anschläge anschlägt, wenn sich die wenigstens eine Schaltklappe in einer Endstellung befindet.
Dies hat den Vorteil, dass durch Vergleich eines tatsächlichen Schwenkwinkels der Welle mit einem aufgrund der Anschläge maximal zu erwatenden Schwenkwinkel auf einfache Weise der Betätigungsmechanismus der Welle überwacht werden kann.
Dadurch, dass erfindungsgemäß das Betätigungsorgan interne Anschläge aufweist, kann auf einfache Weise dann ein Fehler im Betätigungsmechanismus der Welle erkannt werden, wenn die Welle nicht mit dem Anschlagelement an einen der Anschläge in dem Freiraum anschlägt, sondern das Betätigungsorgan an einen seiner internen Anschläge anläuft.
Zum noch genaueren Überwachen der Lage der Schaltklappe weist das Betätigungsorgan einen Lagesensor auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Betätigungsorgan ein Elektromotor.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Saugrohres in Aufsicht und
2 in einer Schnittansicht entlang Linie A-A von 1.

Die in den 1 und 2 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Saugrohres 10 umfasst Luftkanäle in Form von Drallkanälen 12 sowie Tangentialkanälen 14, wobei in den Tangentialkanälen 14 Schaltklappen 16 angeordnete sind, die die Tangentialkanäle 14 wahlweise öffnen oder verschließen. Die Schaltklappen 16 sind auf einer gemeinsamen Welle 18 angeordnet und drehfest mit dieser verbunden.
Die Welle 18 ist an einem Ende 20 mit einem Betätigungsorgan 22, beispielsweise einem E-Steller, insbesondere einem Elektromotor, verbunden, das zum schwenkenden Betätigen der Welle 18 aufgebildet ist. Das Betätigungsorgan 22 weist interne Anschläge (nicht dargestellt) und optional einen Lagesensor (nicht dargestellt) auf.
Innerhalb des Saugrohres 10 ist ein Freiraum 24 ausgebildet. In diesem Freiraum 24 ist ein Anschlagelement 26 angeordnet und drehfest mit der Welle 18 verbunden, so dass sich das Anschlagelement 26 in dem Freiraum 24 schwenkend bewegt, wenn die Welle 18 von dem Betätigungsorgan 22 schwenkend bewegt wird. Weiterhin sind in dem Freiraum 24 zwei Anschläge 28 ausgebildet, die eine schwenkende Bewegung das Anschlagelementes 26 und damit der Welle 18 begrenzen. Diese Anschläge 28 sind dabei derart angeordnet und ausgebildet, dass die schwenkende Bewegung der Welle 18 innerhalb der internen Anschläge des Betätigungsorganes 22 begrenzt ist und sich die Schaltklappen in jeweiligen Endstellungen befinden das Anschlagelement 26 an einem der Anschläge 28 anschlägt.
Die Anschläge 28 ermöglichen die Prüfung der Funktionsfähigkeit der Schaltklappeneinheit 16, 18, 22. Falls das Betätigungsorgan 22 nämlich an den internen Anschlägen anstößt, liegt ein Fehler bei der Welle 18 vor, da diese nicht mit dem Anschlagelement 26 an einem der Anschläge 28 angeschlagen ist. Die Welle 18 ist dann beispielsweise gebrochen oder entfernt, oder eine Verbindung zwischen der Welle 18 und dem Betätigungsorgan 22 ist unterbrochen. In jedem Fall ist eine ordnungsgemäße Stellung der Schaltklappen 16 nicht mehr gewährleistet und ein entsprechendes Steuergerät der Brennkraftmaschine gibt eine Fehlermeldung aus.
Mit anderen Worten bildet das Anschlagelement 26 auf der Welle 18 eine Abtastung der Endstellung der Schaltklappen 16 durch einen mechanischen Anschlag direkt auf der Welle 18 aus.

Claims

Verfahren zur Verwendung eines Saugrohrs (10) für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Schaltklappe (16), die auf einer Welle (18) angeordnet und drehfest mit dieser verbunden derart in dem Saugrohr (10) angeordnet ist, dass die Schaltklappe (16) in einem in dem Saugrohr (10) ausgebildeten Luftkanal (14) schwenkbar ist, wobei die Welle (18) in dem Saugrohr (10) gelagert und an einem Ende (20) mit einem Betätigungsorgan (22) zum Verschwenken der Welle (18) verbunden ist, wobei beabstandet von Enden (20) der Welle (18) und beabstandet von allen Schaltklappen (16) ein zusätzliches Anschlagelement (26) auf der Welle (18) angeordnet und mit dieser drehfest verbunden ist, wobei in dem Saugrohr (10) ein Freiraum (24) ausgebildet ist, in dem das Anschlagelement (26) angeordnet ist, wobei in dem Freiraum (24) zwei Anschläge (28) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass das Anschlagelement (26) an jeweils einem der Anschläge (28) anschlägt, wenn sich die wenigstens eine Schaltklappe (16) in einer Endstellung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (22) interne Anschläge aufweist, wobei ein Fehler im Betätigungsmechanismus der Welle (18) erkannt werden kann, wenn die Welle (18) nicht mit dem Anschlagelement (26) an einen der Anschläge (28) in dem Freiraum anschlägt, sondern das Betätigungsorgan (22) an einen seiner internen Anschläge anläuft.
Verfahren zur Verwendung eines Saugrohrs (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (22) einen Lagesensor aufweist.
Verfahren zur Verwendung eines Saugrohrs (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (22) ein Elektromotor ist.