DE19811024A1 - Vorrichtung zum elektronischen Steuern eines Drosselventils in einem Motor mit innerer Verbrennung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an einer Vorrichtung zum elektronischen Steuern eines Drossel­ ventils, wie z. B. an einem elektronischen Motor, in einem Motor mit innerer Verbrennung.

Die bisher bekannte Vorrichtung 1, wie sie in Fig. 6 dar­ gestellt ist, ist in einem Ansaugluftkanal eines Motors mit innerer Verbrennung eingebaut, wobei ein Stellglied 2, wie z. B. ein elektronischer Motor, eine Antriebsleistung auf der Basis eines Treibersignals der Steuereinheit erzeugt, welche das Drosselventil über eine Zahnradübertragungsstruk­ tur 3 und die Achse 4 sowie eine weitere darauf bezogene Struktur öffnen oder schließen kann. Das Stellglied kann eine Einstellung an dem offenen Winkel des Drosselventils durchführen, welche von der Gaspedalbetätigung des Fahrers getrennt ist. Das Stellglied 2 ist jedoch an dem Flansch 1B des Körpers 1A mit einer Schraube 6 befestigt. Somit wird eine einendige Trägerstruktur verwendet, die die nachfolgend diskutierten Nachteile aufweist.

Eine einendige Trägerstruktur hat keine ausreichende Antivi­ brationskontrolle, weshalb das Stellglied 2 durch eine Ge­ gen-Rotationsleistung an der einen Endseite 2A, welche der Ausgangspunkt ist, ohne weiteres in Schwingung versetzt wird. Dieses Problem könnte reduziert werden, indem die Wanddicke des Flansches und der Körper des Stellglieds 2 verstärkt werden, oder indem die Stärke der inneren Struktur des Stellglieds 2 erhöht wird. Dies erhöht jedoch das Ge­ wicht, die Größe und die Kosten.

Ferner können die Antivibrationscharakteristika verbessert werden, indem die Seite des freien Endes 2B des Stellglieds 2 (die Nicht-Ausgangsseite) in dem Gehäuse 1C des Körpers 1A mit einem Preßsitz befestigt wird. In diesem ist jedoch eine hohe Genauigkeit erforderlich, um die genaue Position bezüg­ lich der Zahnradübertragungsstruktur 3 beizubehalten. Als Ergebnis wird in diesem Fall der Zusammenbau schwieriger, wodurch die Kosten wesentlich erhöht werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung zum elektronischen Steuern eines Drossel­ ventils in einem Motor mit innerer Verbrennung zu schaffen, bei der die Antivibrationscharakteristika verbessert sind, während die Kosten gleichzeitig reduziert werden, und wäh­ rend gleichzeitig eine einfache Struktur erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 7 gelöst.

Eine Vorrichtung zum elektronischen Steuern eines Drossel­ ventils gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Drossel­ ventil, das in einem Ansaugluftkanal eines Motors mit inne­ rer Verbrennung eingebaut ist, und ein Stellglied, um das Drosselventil in einen offenen bzw. geschlossenen Zustand zu steuern, ein Trägerbauglied, um einen Körper des Stellglieds auf der Ausgangsseite des Stellglieds zu befestigen, ein Abdeckungsbauglied, um den Körper des Stellglieds abzu­ decken, welcher einen vorbestimmten Abstand zu dem Ab­ deckungsbauglied hat, und welcher unabhängig von der Öff­ nen/Schließen-Steuerung des Drosselventils auf der Nicht-Aus­ gangsseite des Stellgliedes getragen wird, und ein ela­ stisches Bauglied in dem vorbestimmten Abstand.

Bei einer solchen erfindungsgemäßen Struktur wird die Nicht-Ausgangsseite des Körpers durch das elastische Bau­ glied getragen, und es werden beide Enden anstatt eines En­ des getragen, wodurch die Antivibrationscharakteristika wirksam verbessert werden können, selbst wenn eine einfache und preisgünstige Struktur verwendet wird.

Dies bedeutet, daß es nicht notwendig ist, eine starke Wand­ dicke des Flansches, durch den das Stellglied 2 getragen wird, oder des Körpers des Stellglieds herzustellen, und daß es ferner nicht notwendig ist, die Stärke der internen Struktur des Stellglieds zu erhöhen, bzw. das Gewicht, die Größe und die Kosten des Stellglieds zu erhöhen.

Ferner kann das Stellglied auf flexible Art und Weise befe­ stigt werden, wodurch kein Bedarf nach einer Präzisionsar­ beit zum genauen Positionieren erforderlich ist, wodurch der Zusammenbau schwieriger werden würde, und die Kosten steigen würden.

Zusätzlich wird das elastische Bauglied in einem vorbestimm­ ten Abstand, welcher zwischen der zylindrischen Außenseite des Stellglieds, das durch das Abdeckungsbauglied auf der Nicht-Ausgangsseite bedeckt ist, und dem Inneren des Ab­ deckungsbauglieds gebildet ist, plaziert, oder das elasti­ sche Bauglied wird in dem vorbestimmten Abstand plaziert, der zwischen der Ebene senkrecht zu der Ausgangsachse des Stellglieds und dem Inneren des Abdeckungsbauglieds gebildet wird.

Die vorliegende Erfindung umfaßt ferner eine Befestigungs­ einrichtung, um das elastische Bauglied in dem vorbestimmten Abstand zu befestigen, welcher zwischen der zylindrischen Außenseite des Stellglieds, welches durch das Abdeckungs­ bauglied auf der Nicht-Ausgangsseite bedeckt ist, und dem Inneren des Abdeckungsbauglieds gebildet wird, wodurch als Ergebnis die Befestigungseinrichtung die Bewegung des ela­ stischen Bauglieds entlang der zylindrischen Mittelachse der Nicht-Ausgangsseite des Stellglieds beschränkt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen detaillierter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum elek­ tronischen Steuern eines Drosselventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 2 eine Teilseitenansicht, in der die Verwendung eines weiteren elastischen Bauglieds gezeigt ist;

Fig. 3(A) eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines wei­ teren elastischen Bauglieds;

Fig. 3(B) eine Vorderansicht des in Fig. 3(A) gezeigten elastischen Bauglieds;

Fig. 3(C) eine III(C)-III(C)-Schnittansicht von Fig. 3(B);

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Teils des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5(A) und 5(B) Ansichten eines weiteren elastischen Bauglieds; und

Fig. 6 eine Schnittansicht einer bekannten Vorrichtung zum elektronischen Steuern eines Drosselventils.

Eine detailliertere Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend auf der Basis der beigefügten Figuren gege­ ben, welche für gleiche Elemente von Fig. 6 gleiche Bezugs­ zeichen aufweisen.

Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt. Das Drosselventil 5 ist in einem Ansaug­ luftkanal eines Motors mit innerer Verbrennung eingebaut, wobei die Ansaugluftkanalquerschnittsfläche durch das Dros­ selventil 5 eingestellt werden kann, welches um die Dreh­ achse 4 geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Das Stell­ glied 2, das als elektronischer Motor ausgeführt sein kann, erzeugt eine Antriebsleistung auf der Basis eines Treiber­ signals der Steuereinheit (nicht gezeigt), wodurch eine Ein­ stellung an dem Offenwinkel des Drosselventils durchgeführt werden kann, welche von einer Gaspedalbetätigung des Fahrers getrennt ist.

Das Stellglied 2, das dem ersten Ausführungsbeispiel zuge­ ordnet ist, ist über den Flansch 2D des Körpers des Stell­ glieds 2 an der Basisplatte 7 mittels einer Schraube 8 be­ festigt, wobei das Stellglied 2 und die Basisplatte 7 an dem Körper 1A befestigt sind, indem die Basisplatte 7 an dem Flansch 1B des Hauptkörpers 1 mit der Schraube 6 befestigt ist. Die Schraube 6, die Basisplatte 7 und die Schraube 8 bilden ein Trägerbauglied.

Wenn jedoch das Stellglied 2 an dem Körper 1A auf nur einer Endseite 2A (der Ausgangsseite) des Stellglieds 2 befestigt ist, werden die Antivibrationscharakteristika an einem Ende ungünstig sein. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist je­ doch das Stellglied 2 nicht nur an dem Körper 1A an einer Endseite 2A (der Ausgangsseite) befestigt, sondern ebenfalls an der anderen Endseite 2B (der Nicht-Ausgangsseite). Als Ergebnis sind die Antivibrationscharakteristika besser. Ein elastisches Bauglied 9 (ein O-Ring aus Gummi, Silikon usw.) ist zwischen der äußeren Oberfläche des zylindrischen Vor­ stands 2C, welcher auf einer Endseite 2B des Körpers des Stellglieds 2 befestigt ist, und der inneren Oberfläche des Gehäuses oder der Abdeckung 1C des Körpers 1A positioniert, mit der der zylindrische Vorstand 2C abgedeckt ist, weshalb die Endseite 2B des Körpers des Stellglieds 2 durch den Kör­ per 1A getragen wird. Auf diese Art und Weise ist eine Trä­ gerstruktur geschaffen, die beide Enden trägt, im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die Trägerstruktur nur ein Ende trägt. Die Struktur an der Endseite 2B des Körpers des Stellglieds 2 wird auf dem Körper 1A mit dem O-Ring getra­ gen, und die Antivibrationscharakteristika werden wirksam verbessert, obwohl eine einfache und preisgünstige Struktur eingesetzt wird. Das heißt, daß es nicht mehr notwendig ist, eine starke Wanddicke des Flansches, durch den das Stell­ glied 2 getragen wird, oder des Körpers des Stellglieds 2 herzustellen, oder die Stärke der inneren Struktur des Stellglieds zu erhöhen, oder das Gewicht, die Größe und die Kosten des Stellglieds zu steigern.

Ferner kann das Stellglied mit dem O-Ring an dem Gehäuse 1C des Körpers 1A flexibel befestigt werden, wodurch keine hochgenaue Arbeit für eine Präzisionspassung und eine Präzi­ sionspositionierung an der Zahnradübertragungsstruktur 3 er­ forderlich ist. Dies erleichtert den Zusammenbau und redu­ ziert die Kosten.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der O-Ring für das elastische Bauglied ein Standard-O-Ring, welcher vor­ zugsweise nach Kostengesichtspunkten ausgewählt wird. Zu­ sätzlich hat ein Verstärkungsring 10 (das Ringbauglied be­ steht aus Metall, Kunststoff, Gummi, Silizium, usw.), wel­ cher zwischen dem elastischen Bauglied 9 und einem Ende 2E des Körpers des Stellglieds 2 befestigt ist, die Funktion des Befestigens des Bauglieds 9 und des Verhinderns einer Torsion oder einer anderen Bewegung des elastischen Bau­ glieds 9, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Derselbe wird eben­ falls nach Kostengesichtspunkten ausgewählt Ferner kann die äußere Oberfläche des Vorstands 2C des Körpers des Stell­ glieds 2 in der Form einer Stufe sein und die gleiche Funk­ tion und Auswirkung wie der Verstärkungsring 10 haben, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Ferner kann die innere Oberfläche des Gehäuses 1C des Körpers 1A eine Rille haben, in der das elastische Bauglied 9 getragen wird, wodurch dieselbe die gleiche Funktion und Auswirkung wie der Verstärkungsring 10 ausführt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.

Obwohl beim ersten Ausführungsbeispiel das elastische Bau­ glied 9 auf der äußeren Oberfläche des Vorstands 2C des Kör­ pers des Stellglieds 2 befestigt ist, ist die Erfindung nicht auf die oben erwähnte Struktur begrenzt. Wenn die Trä­ gerstruktur an beiden Enden statt an einem Ende durch eine weitere Einrichtung bereitgestellt wird, wird das elastische Bauglied 9 beispielsweise auf der äußeren Oberfläche des Körpers des Stellglieds 2 an einer anderen Stelle als dem Vorstand 2C befestigt, wodurch ein ähnliches Ergebnis er­ halten wird.

Bei dem obigen ersten Ausführungsbeispiel wird bevorzugt, daß der Verstärkungsring 10 zwischen dem elastischen Bau­ glied 9 und einem Ende 2E des Körpers des Stellglieds 2 po­ sitioniert ist, um einen einfachen Zusammenbau zu erreichen, und um eine Torsion oder eine andere Bewegung des elasti­ schen Bauglieds 9 zu verhindern, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Alternativ kann ein O-Ring 9A, der eine im Querschnitt flache Form und einen Vorstand 9B in der Richtung der äuße­ ren Oberfläche zum Beibehalten der Trägerstärke des Stell­ glieds 2 aufweist, wie es in den Fig. 3(A) bis 3(C) gezeigt, eingesetzt werden. Wenn der O-Ring 9A verwendet wird, ist er in der Lage, das Stellglied adäquat zu tragen, und derselbe erlaubt ferner einen einfachen Zusammenbau und eine Torsion des elastischen Bauglieds.

Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung beschrieben. Im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird das elastische Bauglied 9 verwen­ det, das an der äußeren Oberfläche des Vorstands 2C des Kör­ pers des Stellglieds 2 befestigt ist, welches an beiden En­ den durch eine Trägerstruktur getragen wird, um die Anti-Vi­ brationscharakteristika zu verbessern. Im zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel werden die Antivibrationscharakteristika eben­ falls verbessert, wie es nachfolgend erörtert wird.

Eine detailliertere Beschreibung des zweiten Ausführungsbei­ spiels wird mit gleichen Bezugszeichen für die gleichen Ele­ mente wie in Fig. 6 oder Fig. 1 gegeben, welche dem ersten Ausführungsbeispiel zugeordnet sind.

Das elastische Bauglied 11 (beispielsweise eine spulenför­ mige Feder) ist zwischen einem Ende des Vorstands 2C des Körpers des Stellglieds 2 und der inneren Oberfläche des Gehäuses des Körpers 1A befestigt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Zusätzlich paßt ein Teil des elastischen Bauglieds 11 in eine Vertiefung, wodurch das Bauglied 11 befestigt wird. Daher wird eine Bewegung (Vibration) des Endes 2B des Kör­ pers des Stellglieds 2 durch die starke Trägerwirkung des Stellglieds 2 an einem Ende des Vorstands 2C unter Verwen­ dung des elastischen Bauglieds 11 verhindert, welches eine Reibung zwischen dem elastischen Bauglied 11 und dem Ende des Vorstands 2C erzeugt. Dies verbessert die Antivibra­ tionscharakteristika wirksam, obwohl die Struktur einfach und preisgünstig ist. Damit ist es nicht mehr notwendig, eine starke Wanddicke des Flansches einzusetzen, durch den das Stellglied 2 getragen wird, oder des Körpers des Stell­ glieds, und es ist nicht mehr notwendig, die Stärke der in­ neren Struktur des Stellglieds, das Gewicht, die Größe und die Kosten des Stellglieds zu erhöhen.

Ferner kann die Endseite 2B des Stellglieds flexibel an dem Gehäuse 1C des Körpers 1A befestigt werden, wodurch keine Präzisionsarbeit zum genauen Einpassen und genauen Positio­ nieren bezüglich der Zahnradübertragungsstruktur 3 notwendig ist. Dadurch wird der Zusammenbau einfacher und die Kosten werden dementsprechend geringer.

Das elastische Bauglied 11 kann ebenfalls ein elastisches Bauglied mit massiver oder hohler Körpergestalt oder in Bo­ genform (Gummi, Silikon, usw.) statt der Spulenform sein. Dasselbe kann auch in Ringform hergestellt sein (z. B. aus Gummi, Silikon, usw.). Ferner kann eine Wellenbeilagscheibe, wie sie in den Fig. 5(A) in Draufsicht und in Fig. 5(B) in Schnittansicht gezeigt ist, statt des elastischen Bauglieds in Form der Spule, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, verwendet werden.

Zusätzlich kann die Erfindung sowohl das elastische Bauglied 9 des ersten Ausführungsbeispiels als auch das elastische Bauglied 11 des zweiten Ausführungsbeispiels verwenden, wo­ durch die Antivibrationscharakteristika weiter wirksam ver­ bessert werden können, und wodurch die vorliegende Erfindung ebenfalls auf eine Struktur anpaßbar ist, die keinen Vor­ stand 2C aufweist.

Ferner kann die vorliegende Erfindung ebenfalls an ein Ge­ häuse 1C angepaßt sein, das nicht einstückig mit dem Körper 1A ausgeführt ist. Ebenfalls kann die vorliegende Erfindung an ein Gehäuse 1C angepaßt sein, das nur ein Ende 2B des Körpers des Stellglieds 2 bedeckt (d. h. nur einen Teil der Nicht-Ausgangsseite), statt daß der größte Teil des Stell­ glieds durch das Gehäuse bedeckt ist.

Claims (12)

1. Vorrichtung (1) zum elektronischen Steuern eines Dros­ selventils (5) in einem Motor mit innerer Verbrennung, mit folgenden Merkmalen:

• a) einem Hauptkörper (1A);
• b) einem Drosselventil (5), das in einem Ansaugluftka­ nal eines Motors mit innerer Verbrennung angebracht ist;
• c) einem Stellglied (2) zum Steuern des Drosselventils (5) in Öffnungs- bzw. Schließrichtung;
• d) einem Trägerbauglied (6, 7, 8), um einen Körper des Stellglieds (2) an dem Hauptkörper an einer Aus­ gangsseite des Stellglieds (2) zu befestigen;
• e) einem Abdeckungsbauglieds (1C), um den Körper des Stellglieds (2) abzudecken, wobei das Abdeckungs­ bauglied in der Nähe einer Nicht-Ausgangsseite (2B) des Stellglieds (2) durch den Hauptkörper (1A) ge­ tragen ist, und wobei das Stellglied (2) einen vor­ bestimmten Zwischenraum zu dem Abdeckungsbauglieds (1C) aufweist; und
• f) einem elastischen Bauglied (9; 9A; 11) in dem vor­ bestimmten Zwischenraum auf der Nicht-Ausgangsseite (2B) des Stellglieds (2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das elastische Bauglied (9; 9A) zwischen einer zylindrischen Außen­ seite des Stellglieds (2) auf der Nicht-Ausgangsseite (2B) und innerhalb des Abdeckungsbauglieds (1C) gebil­ det ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das elastische Bauglied (11) zwischen einer Ebene senkrecht zu einer Ausgangsachse des Stellglieds (2) und innerhalb des Abdeckungsbauglieds (1C) gebildet ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner ein Befestigungsbauglied (9B), um das elastische Bauglied (9A) an einer vorbestimmten Position innerhalb des Ab­ deckungsbauglieds (1C) zu befestigen, aufweist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der das elastische Bauglied (9A) zwischen einer zylindrischen Außenseite des Stellglieds (2) auf der Nicht-Ausgangsseite und innerhalb des Abdeckungsbauglieds (1C) gebildet ist, und wobei das Befestigungsbauglied (9B) eine Bewegung des elastischen Bauglieds (9A) entlang einer zylindri­ schen Mittelachse der Nicht-Ausgangsseite des Stell­ glieds (2) begrenzt.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der das ela­ stische Bauglied (9; 9A) ein O-Ring ist.

7. Vorrichtung (1) zum elektronischen Steuern eines Dros­ selventils (5) in einem Motor mit innerer Verbrennung, mit folgenden Merkmalen:

• a) einem Hauptkörper (1A);
• b) einer Öffnen/Schließen-Einrichtung (5) zum Einstel­ len eines Flusses in einem Ansaugluftkanal eines Motors mit innerer Verbrennung;
• c) einer Stellgliedeinrichtung (2) zum Steuern der Öffnen/Schließen-Einrichtung (5);
• d) einer Trägereinrichtung (6, 7, 8) zum Befestigen eines Körpers der Stellgliedeinrichtung an dem Hauptkörper auf einer Ausgangsseite der Stellglied­ einrichtung (5);
• e) einer Abdeckungseinrichtung (1C) zum Abdecken der Stellgliedeinrichtung (2), welche neben einer Aus­ gangsseite der Stellgliedeinrichtung (2) durch den Hauptkörper getragen wird, wobei die Stellgliedein­ richtung (2) einen vorbestimmten Zwischenraum zu der Abdeckungseinrichtung (1C) hat; und
• f) einer elastischen Einrichtung (9; 9A; 11) in dem vorbestimmten Zwischenraum auf der Nicht-Ausgangs­ seite der Stellgliedeinrichtung (2).

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die elastische Einrichtung (9, 9A) zwischen einer zylindrischen Außen­ seite der Betätigungseinrichtung (2) auf der Nicht-Aus­ gangsseite (2B) und innerhalb der Abdeckungseinrichtung (1C) gebildet ist.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die elastische Einrichtung (11) zwischen einer Ebene senkrecht zu ei­ ner Ausgangsachse der Stelleinrichtung (2) und inner­ halb der Abdeckungseinrichtung (1C) gebildet ist.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, welche ferner eine Befe­ stigungseinrichtung (9B) zum Befestigen der elastischen Einrichtung (9A) an einer vorbestimmten Position inner­ halb der Abdeckungseinrichtung (1C) aufweist.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, bei der die elastische Einrichtung (9A) zwischen einer zylindrischen Außen­ seite der Stellgliedeinrichtung (2) auf der Nicht-Aus­ gangsseite und der Innenseite der Abdeckungseinrichtung (1C) gebildet ist, und bei der die Befestigungseinrich­ tung (9B) eine Bewegung der elastischen Einrichtung (9A) entlang einer zylindrischen Mittelachse der Nicht-Ausgangsseite der Stellgliedeinrichtung (2) be­ grenzt.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die elastische Einrichtung (9; 9A) ein O-Ring ist.