DE29501451U1

DE29501451U1 - Drosselklappensystem

Info

Publication number: DE29501451U1
Application number: DE29501451U
Authority: DE
Original assignee: AB Elektronik GmbH
Current assignee: AB Elektronik GmbH
Priority date: 1995-02-01
Filing date: 1995-02-01
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2005-02-02
Also published as: DE59600188D1; WO1996023965A1; US5881695A; EP0754269B1; JPH09511309A; EP0754269A1; MX9604463A

Description

(ABG50JTX)

Drosselklappensystem

Die Erfindung betrifft ein Drosselklappensystem, aufweisend wenigstens

- ein Drosselklappengehäuseelement,

- ein Drosselklappenwellenelement, an dem ein Drosselklappeneleiaent angeordnet ist und das wenigstens im Drosselklappengehäuseelement in einem Gasgemischhohlraum verstellbar angeordnet ist,

- eine Drosselklappenantriebseinheit und eine Winkelsensoreinheit, die mit dem Drosselklappenwellenelement wenigstens teilweise verbunden sind sowie eine Steuerelektronikeinheit, die von dem Drosselklappengehäuseelement umschlossen sind,

- eine Temperatursensoreinheit und

- eine Ventileinheit.
25

Ein Drosselklappensystem ist aus der PCT/EP 94/03825 bekannt. In einem Drosselklappengehäuse ist eine Drosselklappenwelle mit einer daran angeordneten Drosselklappe sowie eine Drosselklappenantriebseinheit, eine Motor-Steuereinheit und eine Winkelsensoreinheit angeordnet.

Dabei ist die Drosselklappenantriebseinheit und eine rotierende Einheit der Winkelsensoreinheit mit der Drosselklappenwelle verbunden. Eine stationäre Einheit der Winkelsensoreinheit ist im Drosselklappengehäuse gehalten.

Aus der prioritätsälteren Patentanmeldung DE 44 03 604 Al ist eine Drosselklappenverstellvorrichtung bekannt.

An einer Drosselklappenwelle ist eine entkoppelte Drosselklappenantriebseinheit angeordnet, die durch eine Drosselklappensteuereinheit in Abhängigkeit von Stellkurven verstellt wird.

Zu einem Drosselklappensystem gehören darüber hinaus eine Temperatursensoreinheit, die außen am Drosselklappengehäuse angeordnet ist.

Obwohl sich diese Lösungen an sich bewährt haben, ist bei ihnen nachteilig, daß sämtliche elektrischen Verbindungen einzeln geführt werden. Das hat einen erhöhten Aufwand bei einer Neuinstallation, eine hohe Störanfälligkeit und eine erschwerte Instandhaltung zur Folge.

Zum Drosselklappensystem gehört auch ein Ventil, das die Aufgabe hat, vom Tank abgegebene Kraftstoffdämpfe einem Gasgemischhohlraum zuzuführen. Allerdings ist das Ventil vom Drosselklappengehäuse entfernt angeordnet. Deshalb

²^ ist eine gesonderte Schlauchverbindung zwischen dem Ventil und dem Drosselklappengehäuse notwendig. Außerdem muß das Ventil extra gehalten und ebenso wie der separat liegende Temperatursensor extra mit Steuerleitungen verbunden werden.

Demnach stellt sich die Aufgabe, ein Drosselklappensystem der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß eine einfache Neuinstallation und Instandhaltung möglich und eine sichere Betriebsweise gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, - daß die Ventileinheit ebenso wie die Drosselklappenantriebseinheit die Winkelsensoreinheit und die Steuerelektronikeinheit vom Drosselklappengehäuseelement umschlossen,

- daß die Ventileinheit mit einer durch das Drosselklappengehäuseelement führenden Kraftstoffdunstausnehmung mit dem Gasgemischhohlraum verbunden,

- daß an dem Drosselklappengehäuseelement eine Zentral-

Steckereinheit angeordnet und

- daß die Temperatursensoreinheit in der Zentralstecker- ^ einheit untergebracht ist.

Im Drosselklappengehäuseelement kann ein Leitungskanal angeordnet sein, der zur Zentralsteckereinheit, zur Winkelsensoreinheit, zur Steuerelektronikeinheit und/oder zur Drosselklappenantriebseinheit geführt ist. Der Leitungskanal kann dabei einen runden, viereckigen oder sonstigen Querschnitt aufweisen. Er kann darüber hinaus im Drosselklappengehäuseelement so geführt werden, daß er dessen Umfang wenigstens teilweise einschließt. Hierbei ist es möglich, den Kanal teilkreis- oder vollkreisförmig auszubilden.

^ Die Zentralsteckereinheit kann ein Steckergehäuse aufweisen. Im Inneren des Steckergehäues ist vorteilhafterweise die Temperatursensoreinheit angeordnet. Die Temperatursensoreinheit kann dabei als NTC-PeIIe ausgebildet sein.
25

Vorteilhaft ist es, wenn die Ventileinheit ein elektromagnetisch betätigbares Ventil ist, 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 zugewandten Stirnseite mit einem Dichtkörper aus elastomeren Werkstoff verschlossen ist und wobei der Magnetanker und der Dichtkörper formschlüssig miteinander verbunden sind.

Die Steuerelektronikeinheit kann aus einem Drosselklappensteuergerät und/oder einem Motorsteuergerät bestehen.

Das Drosselklappensteuergerät ist dabei vorzugsweise im Drosselklappengehäuseelement angeordnet und mit der Drosselklappenantriebseinheit und der Winkelsensoreinheit mit Leitungen verbunden, die durch den Leitungskanal im Drosselklappengehäuseelement geführt sind.

Das Motorsteuergerät ist vorzugsweise im Fahrgastraum angeordnet. Selbstverständlich ist es auch möglich, esganz oder teilweise ebenfalls im Gaspedalgehäuseelement unterzubringen. Die Entscheidung, wo das Motorsteuergerät am effektivsten untergebracht werden kann, hängt davon ab, welche Variante am günstigsten zu realisieren ist. Sind die Bauelemente temperatursicher und kostengünstig herzustellen, ist eine Unterbringung im Drosselklappengehäuseelement vorzuziehen, weil die Verdrahtungswege günstiger und übersichtlicher sind. Das Motorsteuergerät ist dabei mit der Temperatureinheit, der Ventileinheit, einer Automatikeinheit, einer Zündeinheit und einer Einspritzungseinheit ebenso wie die Verbindungen zum Drosselklappensteuergerät vorzugsweise über die Zentralsteckereinheit geführt. Ebenso ist eine Gaspedaleinheit, ein Tempomat und eine Antischlupfregelung, die mit dem Drosselklappengerät verbunden sind, über den Zentralstecker geführt.

Die sich aus der erfindungsgemäßen Lösung ergebenden Vorteile werden in Zusammenhang mit nachstehendem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Drosselklappensystem, schematisch dargestellt, als Blockschaltbild,

Fig. 2 eine Drosselklappenvorrichtung eines Drosselklap-³^ pensystems gemäß Fig. 1 in einer schematischen

Sehn i ttdars teilung,

Fig. 3 eine Drosselklappenvorrichtung eines Drosselklappensystems gemäß Fig. 1 in einer weiteren Schnittdarstellung und

■>

Fig. 4 eine Zentralsteckereinheit eines Drosselklappensystems gemäß Fig. 1 in einer schematisehen Schnittdarstellung.

Ein Drosselklappensystem gemäß Fig. 1 weist einen zentralen Block auf, der durch eine Drosselklappenvorrichtung 9 und ein Drosselklappensteuergerät 8 gebildet wird. Die Drosselklappenvorrichtung 9 setzt sich aus einem mechanischen Verbund einer Antriebseinheit 91, eines Drosselklappenstutzenelements 92, einer Winkel-¹^ sensoreinheit 93, einer Temperatursensoreinheit 94, einer Ventileinheit 95 und einer Zentralsteckereinheit 96 zusammen.

Das Drosselklappensteuergerät ist elektrisch mit einem Motorsteuergerät 7 verbunden. Das Motorsteuergerät 7 befindet sich vorzugsweise im Fahrgastraum oder an einer anderen Stelle des Fahrzeuges. Möglich ist natürlich auch, das Motorsteuergerät mit zum Zentralblock hinzuzufügen, der aus dem Drosselklappengerät 8 und der

-^⁵ Drosselklappenvorrichtung 9 besteht. An dem Drosselklappensteuergerät ist eine Gaspedaleinheit 1 angeordnet. Sie besteht aus einem Gaspedal 11, das mit einem Pedalwertgeber 12 verbunden ist und dessen Geber Signale über das Drosselklappensteuergerät 8 zum Motorsteuergerät 7 geführt werden. Mit dem Drosselklappensteuergerät 8 ist weiterhin ein Tempomat und eine Antischlupfregelung 3 verbunden. Der Tempomat hat die Aufgabe, eine erreichte und gespeicherte Geschwindigkeit ständig zu halten. Die Antischlupfregelung dagegen sorgt dafür, daß bei einer Erhöhung der Motordrehzahl und der Leistung die Antriebsleistung der Räder gegenüber dem Untergrund so übertragen wird, daß zwi-

sehen dem Boden und den Rädern kein Schlupf entsteht. Der Tempomat 2 wird ebenso wie das MotorSteuergerät 7 mit Sensorsignalen beaufschlagt, die von Geschwindigkeitssensoren abgegeben werden. An der Antischlupfregelungseinheit 3 hingegen kommen Bremssignale B, Kupplungssignale K, Raddrehzahlsignale und Geschwindigkeits-(Tacho-)signale an.

Vom Motorsteuergerät 7 sind darüber hinaus elektrische Verbindungsleitungen zur Temperatursensoreinheit 94, zur Ventileinheit 95, zu einer Automatikeinheit 4, einer Zündungseinheit 5 und einer Einspritzungseinheit 6 geführt. Wie die Fig. 1 zeigt, werden vom Motorsteuergerät 7 Leerlaufregelungssignale LPR zum Drosselklappensteuergerät abgegeben. Diese werden zusammen mit Signalen der Winkelsensoreinheit 93 entsprechend verknüpft und verarbeitet und die Drosselklappenantriebseinheit 91 so angesteuert, daß die Umdrehungen pro Minute eines Kraftstoffmotors so gesteuert werden, daß ein optimaler Leerlauf einstellbar ist. Durch diese Maßnahme wird ein zusätzlicher Bypaß vermieden.

In den Fig. 2 und 3 ist der mechanische Aufbau insbesondere der Drosselklappenvorrichtung 9 mit dem integrierten Drosselklappensteuergerät 8 gezeigt.

In einem Drosselklappengehäuseelement 98 ist ein Drosselklappenwellenelement 99 angeordnet. Am Drosselklappenwellenelement 99 befindet sich ein Drosselklappenelement 10O₇ das in einem Gasgemischhohlraum 103 des Drosselklappenstutzenelements 92 verstellbar ist. An dem Drosselklappenwellenelement 99 ist die Drosselklappenan— triebseinheit 91 angeordnet. Sie weist eine Getriebeeinheit zur Untersetzung und Übertragung der Antriebsleistung der Drosselklappenantriebseinheit 91 auf. Vor der Drosselklappenantriebseinheit 91 ist das Drosselklappensteuergerät 8 positioniert. An der gegenüberliegenden

Seite des Drosselklappenwellenelements 939 ist die Winkelsensoreinheit 99 befestigt. Die Drehwinkelsensoreinheit 93 besteht aus einer stationären Einheit 93.1 und einer rotierenden Einheit 93.2. Die rotierende Einheit 93.2 ist mit dem Drosselklappenwellenelement verbunden, während die stationäre Einheit im Drosselklappengehäuseelement 98 gehalten ist. In das Drosselklappengehäuseelement ist darüber hinaus, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, die

¹^ Ventileinheit 95 integriert. Die Ventileinheit 95 weist einen Anschlußstutzen 95.1 für einen Gummischlauch auf. ,Sie ist durch eine Kraftstoffdunstausnehmung 102 mit dem Inneren des Gasgemischhohlraums verbunden. Die Ventileinheit 95 hat dabei die Aufgabe, insbesondere die vom Tank bzw. Aktivkohlefilter der Tankentlüftung kommenden Benzindämpfe entsprechend zu steuern. Sie ist ein elektromagnetisch betätigbares Ventil (AKF-Ventil), umfassend eine ringförmig ausgebildete Magnetspule, die einen in axialer Richtung der Magnetspule hin- und herbewegbaren Magnetanker aus metallischen Werkstoff umschließt, wobei die Magnetanker auf der dem Ventilsitz zugewandten Stirnseite mit einem Dichtkörper aus elastomeren Werkstoff versehen ist. Der Magnetanker und der Dichtkörper sind formschlüssig miteinander verbunden.

Bei dem elektromagnetisch betätigbaren Ventil handelt es sich um ein Komplett-Bauteil der Firma K. Freudenberg, das insbesondere in der EP 06 23 772 A2 ausführlich beschrieben ist.

Der Ventileinheit gegenüberliegend ist die Zentral-Steckereinheit 96 angeordnet. Die Zentralsteckereinheit besteht, wie insbesondere Fig. 4 zeigt, aus einem Steckergehäuse 96.6, das Steckerkontaktelemente 96.3 hält. Im Inneren des Steckergehäuses 96.1 ist ein Temperatursensorhalterungselement 96.2 angeordnet, das die Temperatursensoreinheit 94 hält. Die Temperatursensoreinheit ist dabei eine an sich bekannte NTC-Temperatur-

pille. An einer der Außenseiten des Steckergehäuses 96.1 ist eine Durchführung 96.4 angeordnet. Durch sie können Anschlußleitungen und dergleichen geführt werden.

Wesentlich ist, daß durch das Drosselklappengehäuseelement 98 nicht nur das Drosselklappenstutzenelement 92 mit dem darin positionierten Drosselklappenelement, sondern vor allem auch

- die Drosselklappenantriebseinheit 9I₇ - die Winkelsensoreinheit 93,

- die Temperatursensoreinheit 94,

- die Ventileinheit 95 und

- das Drosselklappensteuergerät 8 umschlossen ist sowie

- die Zentralsteckereinheit 96 direkt am - <äer Leitungskanal 101 im

Drosselklappengehäuseelement 98 angeordnet ist. Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile:

Durch das Integrieren der Ventileinheit 95 in das Drosselklappengehäuseelement 98 verringert sich der Weg zum Gasgemischhohlraum 103. Der Leitungskanal 101 ersetzt die üblicherweise verwendete Gummileitung und erhöht dadurch nicht nur die Stabilität der Verbindung, sondern wirkt sich vor allen Dingen positiv auf die Übertragungseigenschaften aus. Durch den kurzen und stabilien Leitungskanal treten keinerlei Turbulenzen auf.

Der Leitungskanal 101 ermöglicht es, die Leitungsverbindungen zwischen dem Drosselklappensteuergerät 8 mit der Drosselklappenantriebseinheit 91 und der Winkelsensoreinheit 93 auf einem sehr kurzen und vor allen Dingen vor mechanischen Einflüssen geschützten Weg vorzunehmen, über den Leitungskanal 101 werden darüber hinaus die Leitungen von dem Drosselklappensteuergerät 8 und der Ventileinheit 95 zur Zentralsteckereinheit 96 geführt.

Die so zusammengefaßten Leitungsverbindungen werden von

• ·

der Zentralsteckereinheit 96 zum Motorsteuergerät 7 weitergeleitet. Desweiteren werden die Leitungen, die von der Gaspedaleinheit 1, dem Teraporaat 2 und der Antischlupfregelungseinheit 3 zum Drosselklappensteuergerät 8 geführt sind, über die Zentralsteckereinheit 96 geleitet. Darüber hinaus ist es möglich, die Automatikeinheit 4, die Zündungseinheit 5 und die Einspritzungseinheit 6 ebenfalls über die ZentralSteckereinheit 96 zu führen.

Hervorzuheben ist dabei, daß sämtliche zur Drosselklappenvorrichtung 9 gehörenden Einheiten mechanisch und elektrisch geschützt zusammengefaßt sind. Darüber hinaus werden die in diesem Zusammenhang verlegten Leitungen gleichfalls zusammengefaßt und gemeinsam geführt und geschützt. Damit verringert sich wesentlich der Montage- und Verlegungsaufwand für diesen Komplex. Darüber hinaus wird die Wartungsfreundlichkeit wesentlich erhöht. Treten Fehler in der Drosselklappenvorrichtung 9 auf, wird der Anschluß aus der Zentralsteckereinheit 96 gezogen, die fehlerhafte Drosselklappenvorrichtung 9 mit den daran befindlichen Elementen ausgebaut, durch eine neue ersetzt und durch Herstellen der Verbindung mit der Zentralsteckereinheit 96 der normale Betrieb wieder hergestellt. Anschließend kann die fehlerhafte Drosselklappenvorrichtung 9 entsprechend repariert werden. Dadurch, daß die einzelnen Einheiten entweder am Drosselklappengehäuseelement 98 angeschraubt oder mit entsprechenden Flanschen, z. B. 93.3, der als Bodengruppe der Winkelsensoreinheit 93 ausgebildet ist, verschlossen sind.

(ABG50 BZ)

Bezuqszeichenliste: 5

1 Gaspedaleinheit

. 2 Tempomat

3 Antischlupfregelungseinheit

4 Automatikeinheit 5 Zündungseinheit

6 Einspritzungseinheit

7 Motorsteuergerät

8 Drosselklappensteuergerät

9 Drosselklappenvorrichtung 11 Gaspedal

12 Pedalwertgeber

91 Drosselklappenantriebseinheit

92 Drosselklappenstutzenelement

93 Winkelsensoreinheit 93.1 stationäre Einheit

93.2 rotierende Einheit

93.3 Plansch

94 Temperatursensoreinheit

95 Ventileinheit 95.1 Anschlußstutzen

96 Zentralsteckereinheit

96.1 Steckergehäuse

96.2 Temperatursensorhalterungselement

96.3 Steckkontaktelemente 9 6.4 Durchführung

97 Getriebeeinheit

98 Drosselklappengehäuseelement

99 Drosselklappenwellenelement

100 Drosselklappenelement 101 Leitungskanal

102 Kraftstoffdunstausnehmung

103 Gasgemischhohlraum

S Sensorsignale

B Bremssignale

K Kupplungssignale

LFR Leerlaufregelungssignal

Claims

(ABG50_SA) Schutzansprüche:

1. Drosselklappensystem, aufweisend wenigstens

- ein Drosselklappengehäuseelement (98),

- ein Drosselklappenwellenelement (99), an dem ein Drosselklappenelement (100) angeordnet ist und das wenigstens im Drosselklappengehäuseelement in einem Gasgemischhohlraum (103) verstellbar angeordnet ist,

- eine Drosselklappenantriebseinheit (91) und eine ¹^ Winkelsensoreinheit (93), die mit dem Drosselklappenwellenelement (99) wenigstens teilweise verbunden sind sowie eine Steuerelektronikeinheit (7, 8), die von dem Drosselklappengehäuseelement (98) umschlossen sind,

²^ _ eine Temperatursensoreinheit (94) und

- eine Ventileinheit (95),
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Ventileinheit (95) ebenso wie die Drosselklappenantriebseinheit (91) die Winkelsensoreinheit (93) und die Steuerelektronikeinheit (7, 8)

vom Drosselklappengehäuseelement (98) umschlossen,

- daß die Ventileinheit (95) mit einer durch das Drosselklappengehäuseelement (98) führenden Kraftstoffdunstausnehmung (102) mit dem Gasgemischhohlraum (103) verbunden,

- daß an dem Drosselklappengehäuseelement (98) eine Zentralsteckereinheit (96) angeordnet und

- daß die Temperatursensoreinheit (95) in der Zentralsteckereinheit (96) untergebracht ist.

2. Drosselklappensystem nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß im Drosselklappengehäuseelement (98)

ein Leitungskanal (101) angeordnet ist, der zur Zentralsteckereinheit (96), zur Winkelsensoreinheit (93), zur Steuerelektronikeinheit (7, 8) und/oder zur Drosselklappenantriebseinheit (91) führt.

3. Drosselklappensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralsteckereinheit (96) ein Steckergehäuse (96.1) aufweist, in dessen Inneren die Temperatursensoreinheit (95) angeordnet ist.

4. Drosselklappensystem nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursensoreinheit eine NTC-Pille ist.

5. Drosselklappensystem nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (95) ein elektromagnetisch betätigbares Ventil ist, das eine im wesentlichen ringförmige Magnetspule umfaßt, die einen in axialer Richtung hin und her

^u bewegbaren Magnetanker aus metallischem Werkstoff

umschließt, wobei der Magnetanker auf der dem Ventilsitz zugewandten Stirnseite mit einem Dichtkörper aus elastomeren Werkstoff verschlossen ist und wobei der Magnetanker und der Dichtkörper formschlüssig miteinander verbunden sind.

6. Drosselklappensystem nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik aus einem Drosselklappensteuergerät (8) und/oder

einem Motorsteuergerät (7) besteht, die miteinander

verbunden sind.

7. Drosselklappensystem nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselklappensteuergerät (8) im Drosselklappengehäuseelement (98)

angeordnet ist und mit der Drosselklappenantriebseinheit und der Winkelsensoreinheit mit Leitungen

A3

verbunden ist, die durch den Leitungskanal (101) geführt sind.

8. Drosselklappensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5

7, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorsteuerungsgerät (7) im Fahrgastraum angeordnet ist und mit der Temperatureinheit (94), der Ventileinheit (95), einer Automatikeinheit (4), einer Zündungseinheit (5) und einer Einspritzeinheit (6) ebenso wie die Verbindung zum Drosselklappensteuergerät (8) und

eine Gaspedaleinheit (1), ein Tempomat (2) und eine Antischlupfregelung (3) mit dem Drosselklappensteuergerät (8) über Leitungen verbunden sind, die über

die Zentralsteckereinheit (96) geführt sind.