DE19840677A1 - Steuereinrichtung zum Steuern der Leistung einer Antriebsmaschine - Google Patents

Abstract

Bei Stellantrieben für Drosselklappen kann es vorkommen, daß die Drosselklappe hängenbleibt, beispielsweise durch Festfrieren. DOLLAR A Bei der vorgeschlagenen Steuereinrichtung kann mit einem relativ schwachen Stellantrieb (6) auch eine relativ stark festgefrorene Drosselklappe losgerüttelt werden. DOLLAR A Die Steuereinrichtung ist insbesondere für Fahrzeuge mit einer Drossel-Brennkraftmaschine geeignet.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung zum Steuern einer Leistung einer Antriebsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Moderne Motorsteuerungen steuern die Stellung der üblicher­ weise im Ansaugsystem einer Antriebsmaschine zur Leistungs­ beeinflussung angeordneten Drosselklappe auf elektrischem Wege. Dazu ist eine elektromotorisch arbeitende Steuer­ einrichtung, mit anderen Worten, ein elektrisch betätigbarer Drosselklappensteller vorgesehen, wie er beispielsweise in der DE-OS 36 31 283 und in dem US-Patent 4,947,815 be­ schrieben ist. Der dort dargestellte Drosselklappensteller weist Federn auf, die die Drosselklappe im stromlosen Zustand in einer vorgegebenen, von der vollständig geschlossenen Stellung verschiedenen Stellung halten. Der Stellantrieb des Drosselklappenstellers muß beim Schließen der Drosselklappe über diese Notluftstellung hinaus ein Drehmoment in Schließrichtung aufbringen, während er beim Öffnen zu größeren Öffnungswerten der Drosselklappe hin ein Drehmoment in Öffnungsrichtung zur Überwindung der Feder­ kräfte aufwenden muß. Bei derartigen Drosselklappenstellern kann es in besonderen Betriebszuständen zur Eisbildung im Drosselklappenstutzen kommen. Dies erfolgt erfahrungsgemäß insbesondere bei kurzer Fahrt mit niedrigen Ansaugluft­ temperaturen. Das beispielsweise aus dem Motoröl über die Kurbelgehäuseentlüftung austretende Wasser lagert sich im Bereich der Drosselklappe als Eis ab. Nach Abstellen der Antriebsmaschine in kalter Umgebung erwärmt diese zunächst den Drosselklappensteller, so daß das Eis schmilzt und sich im unteren Bereich der Drosselklappe sammelt. Dort bildet es erneut eine Eisschicht. Beim nächsten Start der Antriebs­ maschine ist die Drosselklappe in ihrer Ruhestellung, beim obengenannten Drosselklappensteller in ihrer Notluft­ stellung, festgefroren. Das an der Drosselklappe angreifende Drehmoment des Stellantriebs reicht nicht in allen Fällen aus, das Eis wegzuschieben und die Drosselklappe zu bewegen. Dies führt zu einer eingeschränkten Verfügbarkeit des Gesamtsystems.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den oben beschriebenen Nach­ teil zu vermeiden und die Verfügbarkeit der Steuer­ einrichtung zu erhöhen.

Aus der Offenlegungsschrift DE 37 43 309 A und aus dem US-Patent 5,078,110 ist in diesem Zusammenhang bekannt, die Vereisung einer Drosselklappe anhand einer Vergrößerung der Differenz zwischen Soll- und Istwerten einer Steuergröße für die Drosselklappe zu erkennen. Wird eine derartige Vereisung erkannt, schaltet die die Drosselklappe steuernde Steuer­ einheit den Stellantrieb an und aus bzw. der Stellantrieb wird so angesteuert, daß er ein reversierendes Drehmoment erzeugt. Auf diese Weise soll die Drosselklappe losgerissen und die Vereisung beseitigt werden. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Drosselklappe über ein Rüttelwerk ähnlich einer Schlagbohrmaschine gängig zu machen. Bei einer Schlag­ bohrmaschine erfolgt das Rütteln in Richtung der Drehachse. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieser Vorschlag bei einer Steuereinrichtung zum Steuern der Leistung einer Antriebs­ maschine nicht realisierbar ist, weil das die Leistung der Antriebsmaschine bestimmende Stellelement mit sehr engem Spiel eingebaut sein muß. Insbesondere bei einer Drossel­ klappe als Stellelement ist aufgrund der erforderlichen Einbauverhältnisse auch eine noch so kleine Rüttelbewegung längs der Drosselklappenwelle nicht möglich.

In der DE-A 41 35 913 und in dem US-Patent 5,285,757 wird vorgeschlagen, vor dem Start grundsätzlich die Drosselklappe derart anzusteuern, daß sie wenigstens einmal ihren gesamten Bewegungsbereich durchfährt und auf diese Weise u. a. Schmutz, der zu einem Verklemmen der Drosselklappe führen kann, zu beseitigen. Doch auch bei diesem Vorschlag kann der Stellantrieb das Stellelement nicht verstellen, wenn der Bewegungswiderstand am Stellelement größer ist als das vom Stellantrieb aufgebrachte Drehmoment.

In der Veröffentlichung des europäischen Patentamts EP 0 285 868 A1 und in der US-Patentschrift 4,823,749 wird vorgeschlagen, bei festgefrorener Drosselklappe den Feld­ vektor des Stellantriebs mit einer Frequenz rotieren zu lassen, die der Resonanzfrequenz des mechanischen Systems benachbart ist. Die dadurch verursachte Rüttelbewegung soll die Drosselklappe freibrechen. Weil bei festgefrorener Drosselklappe jedoch diese keinerlei Beweglichkeit zeigt, kann auch durch Rotation des Feldvektors keine Rüttel­ bewegung erwartet werden.

Vorteile der Erfindung

Man erhält den Vorteil, daß auch ein relativ stark fest­ sitzendes Stellelement losgerissen werden kann, weil das Antriebselement bei feststehendem Stellelement von dem Stellelement abheben kann, um dann nach Umkehrung der Bewegungsrichtung mit dynamischer Wucht gegen das Stell­ element schlagen zu können. Deshalb kann vorteilhafterweise auch ein relativ schwacher Stellantrieb verwendet werden, ohne Beeinträchtigung der Funktionssicherheit. Besonders hilfreich ist die vorgeschlagene Erfindung insbesondere dann, wenn zwischen dem Stellantrieb und dem Stellelement kein ein Drehmoment übersetzendes Getriebe vorgesehen ist.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maß­ nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Steuereinrichtung möglich.

Durch den Antriebszweitanschlag am Antriebselement und durch den Stellelementzweitanschlag am Stellelement erhält man den Vorteil, daß die dynamische Wucht des Antriebselements in beiden Bewegungsrichtungen auf das Stellelement einwirken kann. Dies ergibt vorteilhafterweise ein besonders wirkungs­ volles Losrütteln des Stellelements. Ein weiterer Vorteil ist, daß durch die je beiden Anschläge am Antriebselement und am Stellelement das Antriebselement nie über ein be­ stimmtes Maß hinaus in Richtung Verringerung der Leistung der Antriebsmaschine verstellt wird, ohne daß das Stell­ element diese Bewegung zwangsweise mitmacht.

Die zwischen dem Stellelement und dem Antriebselement wirkende Rasteinrichtung hat den Vorteil, daß sichergestellt ist, daß das Stellelement die Bewegung des Antriebselements mitmacht. Dadurch ist vorteilhafterweise gewährleistet, daß auch bei Angriff von beispielsweise Strömungskräften an dem Stellelement, das beispielsweise eine Drosselklappe ist, es nicht ungewollt zum Abheben des Stellelements vom Antriebs­ element kommen kann. Üblicherweise ist eine zwischen einem Gehäuse und dem Stellelement wirkende Rückstellfeder vor­ gesehen. Diese Rückstellfeder wirkt jedoch im Bereich kleiner Leistung der Antriebsmaschine schwächer als im Be­ reich großer Leistung der Antriebsmaschine. Wenn die Rast­ einrichtung nicht vorhanden wäre, dann müßte die Rückstell­ feder so ausreichend dimensioniert sein, daß auch im Bereich kleiner Leistung der Antriebsmaschine die Kraft der Rück­ stellfeder zum sicheren Positionieren des Stellelements aus­ reicht. Die Rasteinrichtung übernimmt zumindest teilweise die Aufgabe, daß das Stellelement der Bewegung des Antriebs­ elements sicher folgt, so daß die Rückstellfeder schwächer und dadurch vorteilhafterweise kleiner ausgeführt sein kann. Dies hat den weiteren Vorteil, daß der Stellantrieb gegen eine weniger starke Rückstellfeder arbeiten muß, so daß der Stellantrieb noch schwächer und damit noch kostengünstiger ausgeführt sein kann.

Die Rasteinrichtung läßt sich vorteilhafterweise sehr einfach und ohne großen Aufwand mit Hilfe der Magnetkraft eines Magneten oder mehrerer Magneten, die das Stellelement gegen das Antriebselement betätigt, erzeugen.

Der Stellantrieb hat üblicherweise einen Magneten. Wird die Magnetkraft dieses Magneten so eingesetzt, daß mindestens ein Teil der Magnetkraft für eine Betätigung des Stell­ elements gegen das Antriebselement sorgt, so kann die Rast­ einrichtung ohne merkbaren Zusatzaufwand bereitgestellt werden.

Die Koppelfeder zwischen dem Antriebselement und dem Stell­ element sorgt vorteilhafterweise ohne großen Aufwand für ein sicheres Ankoppeln der Bewegung des Stellelements an die Bewegung des Antriebselements.

Mit der Notfeder, die das Stellelement über das Antriebs­ element in einer Notposition hält, erhält man den Vorteil, daß auch bei Ausfall des Stellantriebs ein Weiterarbeiten der Antriebsmaschine mit einem Notprogramm ermöglicht wird.

Die vorgeschlagene Einrichtung ermöglicht auf vorteilhafte Weise auch bei einer Ausführung, bei der das die Leistung der Antriebsmaschine bestimmende Stellelement bei abge­ stellter Antriebsmaschine oder bei einem Defekt des Stell­ antriebs in einer Notposition stehen soll, die Möglichkeit zum effektiven Losschlagen des Stellelements, falls ein an dem Stellelement angreifender Bewegungswiderstand, beispielsweise durch Festfrieren, ein bestimmtes Maß über­ schreiten sollte.

Zeichnung

Ausgewählte, besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 eine linearisierte Darstellung eines ersten Aus­ führungsbeispiels, die Fig. 2 einen Längsschnitt und die Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht des ersten Ausführungs­ beispiels und die Fig. 4 eine linearisierte Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung kann bei jeder Antriebsmaschine verwendet werden, bei der die Leistung der Antriebsmaschine gesteuert werden soll. Die Antriebsmaschine kann entweder stationär aufgestellt sein, oder sie kann z. B. für eine selbstfahrende Maschine, d. h. für ein Fahr­ zeug sein. Die Antriebsmaschine ist beispielsweise ein Otto-Motor mit einem Saugkanal. In diesem Fall hat das Stell­ element beispielsweise die Form einer Drosselklappe. Die Antriebsmaschine kann auch ein Dieselmotor sein, wobei es sich in diesem Fall bei dem Stellelement um einen Stellhebel zum Verstellen der Einspritzmenge der Einspritzpumpe handeln kann. Die Antriebsmaschine kann auch ein Elektromotor sein.

Dann ist das Stellelement beispielsweise ein Hebel, mit dem die Bestromung des Elektromotors verändert werden kann. Obwohl nicht allein darauf begrenzt, wird in der nach­ folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele aus Vereinfachungsgründen angenommen, daß die erfindungsgemäße Steuereinrichtung in einem Fahrzeug mit einem Otto-Motor eingebaut sei.

Die Fig. 1 zeigt in symbolhafter Form ein erstes, besonders ausgewähltes, vorteilhaftes Ausführungsbeispiel. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist das Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 linearisiert dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt ein Stellelement 2, ein Antriebselement 4, einen Stellantrieb 6, einen Wegsensor 8, eine Rast­ einrichtung 10, eine Rückstellfeder 12, eine Notfeder 14, einen gehäusefesten Maximalanschlag 16, einen gehäusefesten Minimalanschlag 18, einen Freilauf 20, ein Mitnahmeelement 22, Abschnitte eines Gehäuses 26 und einen Notbetrieb­ anschlag 24.

Das Stellelement 2 besteht beispielsweise im wesentlichen aus einem Mitnehmer 2a, einer Drosselklappe 2b, einer Drosselklappenwelle 2c, einer Verbindung 2d und einem Federanlenkstück 2e. Am Mitnehmer 2a des Stellelements 2 sind ein Anschlag 2g, ein Anschlag 2h, ein Stellelement­ anschlag 2.1 und ein Stellelementzweitanschlag 2.2 vorge­ sehen. Der Mitnehmer 2a, die Drosselklappe 2b, die Drossel­ klappenwelle 2c, die Verbindung 2d und das Federanlenkstück 2e sind so miteinander verkoppelt, daß diese Teile eine Bewegung nur gemeinsam ausführen können.

Das Antriebselement 4 besteht beispielsweise im wesentlichen aus einem Rotor 4a, einem Dauermagneten 4b, einem Dauer­ magneten 4c, einem ersten Mitnahmezapfen 4d und einem zweiten Mitnahmezapfen 4e. Je nach Art des Stellantriebs 6 wird der Rotor 4a häufig auch als Anker bezeichnet. Am ersten Mitnahmezapfen 4d ist ein Antriebsanschlag 4.1 vorge­ sehen. Am zweiten Mitnahmezapfen 4e ist ein Antriebszweit­ anschlag 4.2 vorgesehen. Am Antriebselement 4 gibt es einen Mitnahmeelementanschlag 4f. Der Rotor 4a, die Dauermagneten 4b, 4c, die Mitnahmezapfen 4d, 4e, der Antriebsanschlag 4.1, der Antriebszweitanschlag 4.2 und der Mitnahmeelement­ anschlag 4f des Antriebselements 4 sind bewegungsmäßig fest aneinander gekoppelt.

Das Antriebselement 4, insbesondere aber der Rotor 4a und die Dauermagneten 4b, 4c sowie ein Eisenpaket 28 und eine gewickelte Magnetspule 30 sind Bestandteile des Stell­ antriebs 6. Das Antriebselement 4 mit dem Rotor 4a, den Magneten 4b, 4c, dem Eisenpaket 28 und der Magnetspule 30 bilden einen kleinen Elektroantrieb, bei dem je nach Be­ stromung der Magnetspule 30 das Antriebselement 4 exakt in die jeweils gewünschte Position gestellt werden kann. Mit Hilfe des Wegsensors 8 kann überprüft werden, ob das Stell­ element 2 der Bewegung des Antriebselements 4 folgt. Dargestellt ist ein Pfeil 32. Der Pfeil 32 weist in Richtung größerer Leistung der Antriebsmaschine, d. h. in Vollast­ richtung. Eine Verstellung des Stellelements 2 in Richtung des Pfeils 32 bedeutet eine Vergrößerung der Leistung der Antriebsmaschine; entsprechend bedeutet eine Verstellung des Stellelements 2 entgegen Pfeil 32 ein Verringern der Leistung der Antriebsmaschine.

In der linearisierten Darstellung der Fig. 1 bewegen sich der Mitnehmer 2a und der Rotor 4a geradlinig. In vielen Fällen, insbesondere dann, wenn die Leistung der Antriebs­ maschine von einer schwenkbar gelagerten Drosselklappe ge­ steuert wird, ist das Stellelement 2 insgesamt so ausge­ führt, daß es eine Schwenkbewegung konzentrisch zur Drossel­ klappenwelle 2c ausführt. Auch das Antriebselement 4 des Stellantriebs 6 ist üblicherweise so gelagert, daß es eine Drehbewegung konzentrisch zur Drosselklappenwelle 2c oder zumindest achsparallel zur Drosselklappenwelle 2c ausführt. In den Fig. 2 und 3 ist die drehbare Lagerung des Stell­ elements 2 und des Antriebselements 4 deutlich erkennbar. In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Sofern nichts Gegen­ teiliges erwähnt bzw. in der Zeichnung dargestellt ist, gilt das anhand eines der Figuren Erwähnte und Dargestellte auch bei den anderen Ausführungsbeispielen. Sofern sich aus den Erläuterungen nichts anderes ergibt, sind die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar.

Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Steuer­ einrichtung in der Ebene der Drehachse der Drosselklappen­ welle 2c. Die Schnittebene und Blickrichtung der Fig. 2 ist in der Fig. 3 mit II-II angedeutet. Die Fig. 3 zeigt eine stirnseitige Ansicht der Steuereinrichtung; die Blick­ richtung der Fig. 3 ist in der Fig. 2 mit III markiert. Die Rückstellfeder 12 ist in den Fig. 2 und 3 der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist das Antriebselement 4 mit dem Ro­ tor 4a und den Magneten 4b, 4c des Stellantriebs 6 platz­ sparend und Bauaufwand sparend unmittelbar auf der Drossel­ klappenwelle 2c des Stellelements 2 drehbar gelagert.

Die Rückstellfeder 12 wirkt entgegen Pfeil 32 auf das Stell­ element 2 mit dem Bestreben, daß der Stellelementanschlag 2.1 des Stellelements 2 ohne abzuheben an dem Antriebs­ anschlag 4.1 anliegt. Unterstützt wird die Rückstellfeder 12 von der Rasteinrichtung 10, die ebenfalls den Stellelement­ anschlag 2.1 in Anlage an dem Antriebsanschlag 4.1 festhält.

Durch diese beiden, sich gegenseitig unterstützenden Maß­ nahmen ist im Normalbetrieb sichergestellt, daß das Stell­ element 2 spielfrei der Bewegung des Antriebselements 4 folgt.

An dem Rotor 4a sind die Dauermagnete 4b, 4c des Stell­ antriebs 6 befestigt. Der Rotor 4a besteht aus magnetisier­ barem Weicheisen. Dadurch wird erreicht, daß sich die Magnetkraft der Magnete 4a, 4c durch den Rotor 4a in den Mitnahmezapfen 4d erstreckt, so daß diese Magnetkraft den Stellelementanschlag 2.1 des Mitnehmers 2a gegen den Mitnahmezapfen 4d zieht. Dadurch entsteht die Wirkung der Rasteinrichtung 10.

Die Notfeder 14 wirkt mit einem Ende auf den Rotor 4a des Antriebselements 4 in Richtung des Pfeils 32, und mit ihrem anderen Ende stützt sich die Notfeder 14 an dem Mitnahme­ element 22 ab. Die Notfeder 14 drückt das Mitnahmeelement 22 gegen den am Antriebselement 4 vorgesehenen Mitnahmeelement­ anschlag 4f. Die Rückstellfeder 12 beaufschlagt über das Stellelement 2 das Antriebselement 4 entgegen Pfeil 32, bis das Mitnahmeelement 22 an dem am Gehäuse 26 vorgesehenen Notbetriebanschlag 24 zur Anlage kommt. Weil die Kraft der Notfeder 14 bzw. das entsprechende Drehmoment der Notfeder 14 größer ist, als die Kraft bzw. das Drehmoment der Rückstellfeder 12, kann die Rückstellfeder 12 das Antriebs­ element 4 nur so weit entgegen der Richtung des Pfeils 32 verstellen, bis das Mitnahmeelement 22 an dem Notbetrieb­ anschlag 24 zur Anlage kommt.

Bei nicht angesteuertem Stellantrieb 6 stehen das Stell­ element 2 und das Antriebselement 4 in der in der Zeichnung dargestellten Position. In dieser Position steht die Drosselklappe 2b in einer Stellung, in der der Saugkanal der Antriebsmaschine so weit geöffnet ist, daß ein Notbetrieb der Antriebsmaschine möglich ist.

Soll die Leistung der Antriebsmaschine erhöht werden, dann wird die Spule 30 so bestromt, daß der Stellantrieb 6 das Antriebselement 4 in Richtung des Pfeils 32 verstellt. Dabei drückt der Antriebsanschlag 4.1 über den Stellelement­ anschlag 2.1 das Stellelement 2 in Richtung des Pfeils 32 in Vollastrichtung entgegen der Kraft der Rückstellfeder 12. Der Stellantrieb 6 kann das Antriebselement 4 und das Stell­ element 2 so weit in Richtung des Pfeils 32 verstellen, bis der Anschlag 2g des Stellelements 2 am Maximalanschlag 16 zur Anlage kommt.

Soll die Leistung der Antriebsmaschine verringert werden, dann wird die Spule 30 so bestromt, daß der Stellantrieb 6 den Rotor 4a entgegen Pfeil 32 in Schließrichtung, d. h. in Leerlaufrichtung der Antriebsmaschine, betätigt. Wenn im Verlauf dieser Bewegung das Mitnahmeelement 22 an dem Not­ betriebanschlag 24 zur Anlage gekommen ist, dann hebt bei weiterer Bewegung des Antriebselements 4 der Mitnahme­ elementanschlag 4f vom Mitnahmeelement 22 ab und die Not­ feder 14 wird zunehmend gespannt. Die Rückstellfeder 12 sorgt bei dieser Bewegung dafür, daß das Stellelement 2 der Bewegung des Antriebselements 4 spielfrei folgt. Der Stell­ antrieb 6 bzw. die Rückstellfeder 12 können das Stellelement 2 nur so weit entgegen Pfeil 32 betätigen, bis der Anschlag 2h des Stellelements 2 am Minimalanschlag 18 zur Anlage kommt.

Bei Betätigung des Stellelements 2 entgegen Pfeil 32 ent­ spannt sich die Rückstellfeder 12 zunehmend. Um auch bei relativ entspannter Rückstellfeder 12 bei Angriff von Strömungskräften an der Drosselklappe 2b für eine spielfreie Verbindung zwischen dem Stellelement 2 und dem Antriebs­ element 4 zu sorgen, wird die Rückstellfeder 12 von der Rasteinrichtung 10 wirkungsvoll unterstützt.

Bei abgestellter Antriebsmaschine, wenn der Stellantrieb 6 nicht angesteuert ist, steht das Stellelement 2 mit der Drosselklappe 2b in der in der Zeichnung dargestellten Position. Wenn beispielsweise beim Starten der Antriebs­ maschine ein das Stellelement 2 bzw. die Drosselklappe 2b festhaltender Bewegungswiderstand, beispielsweise durch Festfrieren der Drosselklappe 2b, ein Maß überschreitet, so daß das normale Drehmoment des Stellantriebs 6 nicht mehr ausreicht, um das Stellelement 2 in Bewegung zu setzen, dann verstellt der Stellantrieb 6 das Antriebselement 4 entgegen Pfeil 32, so daß der Antriebsanschlag 4.1 von dem Stell­ elementanschlag 2.1 abhebt. Der Stellantrieb 6 betätigt das Antriebselement 4 in eine Abhebbewegungsrichtung, wobei das Antriebselement 4 vom Stellelement 2 abhebt. Dabei kann das Antriebselement 4 um die Länge des Freilaufs 20 bzw. um den Schwenkwinkel des Freilaufs 20 betätigt werden. Nachdem der Antriebsanschlag 4.1 von dem Stellelementanschlag 2.1 abge­ hoben hat, wird der Stellantrieb 6 umgesteuert, wodurch das Antriebselement 4 in Richtung des Pfeils 32 betätigt wird, und zwar so, daß das Antriebselement 4 mit möglichst hoher kinetischer Energie gegen den Stellelementanschlag 2.1 schlägt. Durch das plötzliche Abstoppen des Antriebselements 4 tritt eine hohe Beschleunigungskraft und damit eine starke Losschlagkraft auf. Die an dem Stellelement 2 angreifende Kraft bzw. das angreifende Drehmoment ist dabei wesentlich größer als die Kraft bzw. das Drehmoment, welches üblicher­ weise allein von den magnetischen Kräften des Stellantriebs 6 erzeugt werden kann. In vielen Fällen reicht ein ein­ maliger Schlag aus, um das Stellelement 2 wieder gängig zu machen, so daß anschließend eine normale Verstellung des Stellelements 2 möglich ist.

Verbessert wird das Losschlagen des Stellelements 2 zusätzlich dadurch, daß bei feststehendem Stellelement 2 bei der Betätigung des Antriebselements 4 entgegen dem Pfeil 32 auch noch der Antriebszweitanschlag 4.2 mit möglichst großer kinetischer Energie gegen den Stellelementzweitanschlag 2.2 des Stellelements 2 geschlagen wird. Dieses Anschlagen des Antriebselements 4 gegen das Stellelement 2 kann in beiden Richtungen so lange wiederholt werden, bis die gewünschte Beweglichkeit des Stellelements 2 erreicht ist. Dabei wird das Antriebselement 4 jeweils um die Länge bzw. um den Winkel des Freilaufs 20 hin- und herbewegt, und es schlagen abwechselnd der Antriebsanschlag 4.1 an dem Stellelement­ anschlag 2.1 und der Antriebszweitanschlag 4.2 an dem Stell­ elementzweitanschlag 2.2 an.

Weil die zwischen dem Stellelementanschlag 2.1 und dem Antriebsanschlag 4.1 wirkende, magnetische Kraft der Rast­ einrichtung 10 stark zunimmt, kurz bevor der Antriebs­ anschlag 4.1 an dem Stellelementanschlag 2.1 zur Anlage kommt, wird das Losrütteln des Stellelements 2 durch die Rasteinrichtung 10 wirkungsvoll verstärkt. Auch die Notfeder 14 unterstützt das Schlagen des Antriebsanschlags 4.1 gegen den Stellelementanschlag 2.1. Dadurch unterstützt auch die Notfeder 14 das Losschlagen des Stellelements 2 in wirkungs­ voller Weise.

Die Masse des Antriebselements 4 zusammen mit den Magneten 4b, 4c und mit der Notfeder 14 bilden einen Schwingkörper mit einer Eigenfrequenz. Besonders wirkungsvoll wird das Losschlagen des Stellelements 2, wenn die Magnetkraft des Stellantriebs 6 mit der Frequenz umgepolt wird, die der Eigenfrequenz des Antriebselements 4 entspricht und dadurch das Antriebselement 4 mit seiner Eigenfrequenz um den Betrag des Freilaufs 20 von Anschlag zu Anschlag hin- und her­ schwingt.

Die Fig. 4 zeigt in symbolhafter, linearisierter Form eine weitere, beispielhaft ausgewählte Möglichkeit zur Ausführung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.

Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine einerseits am Stellelement 2 und andererseits am Antriebselement 4 angreifende Koppelfeder 40 vorgesehen. Die Koppelfeder 40 gehört funktionsmäßig zur Rasteinrichtung 10.

Die Koppelfeder 40 sorgt dafür, daß im normalen Betriebs­ zustand der Stellelementanschlag 2.1 des Stellelements 2 sicher an dem Antriebsanschlag 4.1 des Antriebselements 4 anliegt. Dadurch kann bei Bedarf darauf verzichtet werden, das Antriebselement 4 so auszuführen, daß die Magnetkraft der Magnete 4b, 4c den Stellelementanschlag 2.1 gegen den Antriebsanschlag 4.1 zieht. Weil der Freilauf 20 relativ kurz ausgeführt sein kann, kann die Koppelfeder 40 relativ kräftig und trotzdem relativ kleinbauend sein.

Das zwischen dem Stellelement 2 und dem Antriebselement 4 wirkende, durch die Magnetkraft zwischen dem Stellelement­ anschlag 2.1 und dem Antriebsanschlag 4.1 erzeugte Rast­ moment und/oder wahlweise das durch die Koppelfeder 40 erzeugte Rastmoment der Rasteinrichtung 10 ist unabhängig von der gemeinsamen Stellung des Stellelements 2 und des Antriebselements 4. Das Rastmoment der Rasteinrichtung 10 bildet ein geschlossenes Kraftsystem bzw. ein geschlossenes Momentensystem, so daß es keine Auswirkung auf das erforder­ liche Drehmoment des Stellantriebs 6 hat.

Die Rasteinrichtung 10 bewirkt, daß beim Auftreten von Stör­ momenten, die beispielsweise infolge von Strömungs­ veränderungen auf die Drosselklappe 2b wirken können, das Stellelement 2 nicht ungewollt in Richtung Öffnen verdreht wird. Die Rasteinrichtung 10 ist auch dann voll wirksam, wenn das Stellelement 2 an dem Minimalanschlag 18 steht, das heißt, wenn die Rückstellfeder 12 weit entspannt ist.

Kommt es beispielsweise infolge einer Beschädigung oder infolge eines zwischen der Drosselklappe 2b und dem Gehäuse 26 eingeklemmten Schmutzpartikels zu einem Verklemmen der Drosselklappe 2b, so daß das Rückstellmoment der Rückstell­ feder 12 und das Rastmoment der Rasteinrichtung 10 nicht ausreichen sollten, um das Stellelement 2 mit der Drossel­ klappe 2b entgegen Pfeil 32 in Schließrichtung zu ver­ stellen, so löst sich bei einem Antriebsmoment entgegen Pfeil 32 in Richtung Schließen der Antriebsanschlag 4.1 des Antriebselements 4 vom Stellelementanschlag 2.1 des Stell­ elements 2 ab und nach Überwinden des Freilaufs 20 schlägt der Antriebszweitanschlag 4.2 am Stellelementzweitanschlag 2.2 an, so daß nun das Antriebsmoment des Stellantriebs 6, als zusätzliches Schließmoment die Rückstellfeder 12 unter­ stützend, entgegen Pfeil 32 an dem Stellelement 2 und an der Drosselklappe 2b zur Verfügung steht. Verstärkt wird dies durch den dynamischen Effekt beim Anschlagen des Antriebs­ zweitanschlags 4.2 gegen den Stellelementzweitanschlag 2.2.

Claims (9)

1. Steuereinrichtung zum Steuern einer Leistung einer Antriebs­ maschine, insbesondere einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugs, mit einem die Leistung der Antriebsmaschine bestimmenden Stell­ element (2, 2a, 2b) und mit einem Stellantrieb (6) zum Ver­ stellen des Stellelements (2, 2a, 2b), dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (2, 2a, 2b) einen Stellelementanschlag (2.1) aufweist und der Stellantrieb (6) ein Antriebselement (4, 4a) mit einem Antriebsanschlag (4.1) aufweist, wobei das Antriebselement (4, 4a) über einen Eingriff des Antriebs­ anschlags (4.1) am Stellelementanschlag (2.1) das Stellelement (2, 2a, 2b) verstellen kann und wobei, wenn das Stellelement (2, 2a, 2b) mit einem ein bestimmtes Maß überschreitenden Bewegungs­ widerstand behaftet ist, der Stellantrieb (6) das Antriebs­ element (4, 4a) in eine Abhebbewegungsrichtung verstellen kann, so daß dabei der Antriebsanschlag (4.1) vom Stellelementanschlag (2.1) abhebt und beim folgenden Verstellen des Antriebselements (4) entgegengesetzt zur Abhebbewegungsrichtung der Antriebs­ anschlag (4.1) am Stellelementanschlag (2.1) anschlägt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (4, 4a) einen Antriebszweitanschlag (4.2) aufweist und das Stellelement (2, 2a, 2b) einen Stell­ elementzweitanschlag (2.2) aufweist, wobei beim Verstellen des Antriebselements (4, 4a) in Abhebbewegungsrichtung der Antriebs­ zweitanschlag (4.2) an dem Stellelementzweitanschlag (2.2) zur Anlage kommen kann.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine den Stellelementanschlag (2.1) am Antriebs­ anschlag (4.1) haltende Rasteinrichtung (10, 40) vorgesehen ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung (10) dadurch gebildet wird, daß eine zwischen dem Stellelement (2, 2a, 2b) und dem Antriebselement (4, 4a) wirkende Magnetkraft eines Magneten (4b, 4c) den Stell­ elementanschlag (2.1) gegen den Antriebsanschlag (4.1) betätigt.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (4b, 4c) ein Funktionselement des Stellantriebs (6) ist.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasteinrichtung (10, 40) dadurch gebildet wird, daß eine zwischen dem Stellelement (2, 2a, 2b) und dem Antriebselement (4, 4a) wirkende Federkraft einer Koppelfeder (40) den Stell­ elementanschlag (2.1) gegen den Antriebsanschlag (4.1) betätigt.

7. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder (12) vorgesehen ist, die den Stellelementanschlag (2.1) des Stellelements (2, 2a, 2b) gegen den Antriebsanschlag (4.1) des Antriebselements (4, 4a) beaufschlagt.

8. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Notfeder 14 vorgesehen ist, die das Antriebselement (4, 4a) in einer Notposition hält.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von der Notposition das Stellelement (2, 2a, 2b) vom Stellantrieb (6) in Richtung größerer Leistung der Antriebs­ maschine und in Richtung kleinerer Leistung der Antriebsmaschine verstellbar ist.