DE3040144A1 - Einrichtung zur steuerung der fahrgeschwindigkeit und regelung der leerlaufdrehzahl in kraftfahrzeugen mit ottomotor - Google Patents
Einrichtung zur steuerung der fahrgeschwindigkeit und regelung der leerlaufdrehzahl in kraftfahrzeugen mit ottomotorInfo
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Description
3040H4
VDO Adolf Schindling AG --4—. Grafstraße 103
60D0 Frankfurt/Main
G-S Kl-do
19.August 1980
1539
Einrichtung zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit und Regelung der Leerlaufdrehzahl in Kraftfahrzeugen mit Ottomotor
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung
der Fahrgeschwindigkeit und Regelung der Leerlaufdrehzahl
in Kraftfahrzeugen mit Ottomotor, mit einem die
Stellung des Stellglieds zur Fahrzeuggeschuindigkeitssteuerung
in Abhängigkeit von der Stellung eines Sollwertgebers einstellenden Stellantrieb und einem den Durchgangsquerschnitt
eines den Bereich vor dem Stellglied mit dem Bereich hinter dem Stellglied verbindenden By-passes bestimmenden
Schließglied, das von einem reglergesteuerten Stellantrieb verstellbar ist.
Bei bekannten Einrichtungen erfolgt die Leerlaufdrehzahlregelung und die Fahrzeuggeschuiindigkeitssteuerung mit
zwei voneinander unabhängigen Vorrichtungen. D.h., die Leerlaufdrehzahlregelung und die Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung
besitzen jede ihr eigenes Stell- bzw. Schließglied, welches jedes von einem eigenen Stellantrieb verstellbar
ist. Ein derartiger Aufbau ist sehr bauteilauf-
.:.·..· ·..-■..' 30401U
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Laendig und erfordert einen großen Einbauraum. Dies ist insbesondere
dann von Nachteil, wenn die Einrichtung in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, da hier nur wenig Einbauraum
zur Verfugung steht.
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Eb 1st daher Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung nach
dem Oberbegriff zu schaffen, die sich durch ein geringes Bauvolumen auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen einzigen für die Fahrzeuggeschuiindigkeitssteuerung und die Leerlaufdrehzahlregelung
gemeinsamen Stellantrieb gelöst, durch den in einem ersten Arbeitsbereich das Schließglied zur Regelung
der Leerlaufdrehzahl und in einem zweiten Arbeitsbereich das Stellglied der FahrzeuggGachwindigkeitoateuerung betStigbar
ist. Durch den gemeinsamen Stellantrieb für die FahrzeuggeschuindigkeitssteuErung
und die Leerlaufdrehzahlregelung ujird eine Einrichtung erreicht, die neben einer Einsparung
von Einbauraum auch eine wesentliche Verbilligung gegenüber herkömmlichen Einrichtungen bringt.
Ist der Stellantrieb in der Leerlaufstellung des Sollwertgebers von einer Leerlaufdrehzahlelektronik und bei einer
Verstellung des Sollwertgebers aus seiner Leerlaufstellung
vom Sollwertgeber ansteuerbar, so kann eine gemeinsame Elektronik
für beide Funktionen verwandt werden, was ebenfalls zu einer Vereinfachung und Verbilligung der Einrichtung
führt. Besonders günstig ist es dabei, wenn der Sollwertgeber ein ein elektrisches Signal abgebender Geber ist.
Durch den Stellantrieb kann das Schließglied zur Leerlaufdrehzahlregelung
und von diesem wiederum das Stellglied zur Fahrzeuggeschidind.; ^keitssteuerung betätigbar sein, wobei
es vorteilhaft ist. wenn das Schließglied zur Leerlauf-
drehzahlregelung in seiner offenen Endstellung mit dem
Schließglied zur Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung in LJirkverbindung
bringbar ist. Dies ermöglicht auf einfache Art, daß in der Leerlaufstellung des Sollwertgebers durch den
Stellantrieb nur das SchlieBglied zur Leerlaufdrehzahlregelung
betätigt wird, während bei Betätigung des Sollwertgebers der Stellantrieb über das SchlieBglied zur Leerlaufdrehzahlregelung
das Stellglied zur FahrzEuggeschwindigkeitssteuerung
betätigt. Besondere Antriebsbaueinheiten zur Übertragung der Antriebsbewegung sind nicht erforderlich.
Ist das Stellglied zur Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung eine auf einerum seine Längsachse verdrehbaren Welle fest angeordnete
Drosselklappe, so ist das besonders günstig, wenn die Welle eine Hohlwelle ist, durch die koaxial eine mit dem
SchlieBglied zur Regelung der Leerlaufdrehzahl· verbundene Betätigungswelle hindurchgeführt ist, die von dem Stellantrieb
drehbar antreibbar ist. Dies führt zu einer weiteren Integration der einzelnen Bauteile und damit zu einer weiteren
Verringerung des Einbauraumes. Damit bei Leerlaufstellung des
Sollwertgebers die Drosselklappe auch tatsächlich in ihrer Schließstellung ist, kann die Hohlwelle durch eine Feder in
die die Drehbewegung begrenzende der Schließstellung der Drosselklappe entsprechende Endstellung vorgespannt sein.
Damit ist kein unkontrolliertes Verstellen der Drosselklappe möglich.
Zwischen Betätigungswelle und Hohlwelle ist vorteilhafterweise eine Kupplung angeordnet, durch die eine Drehbewegung
3D der Betätigungswelle nach deren Verdrehung aus einer der Schließstellung des Schließglieds zur Leerlaufdrehzahlregelung
entsprechenden Stellung in die der Dffenstellung entsprechende
Stellung auf die Hohlwelle übertragbar ist. Eine einfache Ausbildung einer solchen Kupplung besteht darin,
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daß an der Betätigunsgwelle bzw. der Hohlwelle ein radial
gerichteter Anschlag angeordnet ist, der in eine in Umfangsrichtung
mit einem dem öffnungsquerschnitt des Schließglieds zur Leerlaufdrehzahlregelung entsprechenden Dinkel verlaufende
Nut der Hohlwelle bzw. der Betätigungsteile eingreift.
Eine besonders geringe Baugröße und eine einfache Ausgestaltung der By-Pass-l/erbindung zwischen den Bereichen vor und
hinter der Drosselklappe wird dadurch erreicht, daß die Betätigungsujelle
eine vom Bereich vor zum Bereich hinter der
Drosselklappe durchgehende Ausnehmung besitzt, die aus einer durch die Innenwand der Hohlwelle völlig verschlossenen Stellung
durch relative Verdrehung von Betätigungsteile und Hohlwelle mit einer vom Bereich vor zum Bereich hinter der Drosseiklappe
durchgehenden Ausnehmung in Überdeckung bringbar ist. Ge nach dem Grad der Überdeckung der beiden Ausnehmungen
ist dabei der Durchgangsquerschnitt unterschiedlich groß. In einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann dabei auch die
Bctätigungswelle eine Rohrwelle nein, deren knnxinle Bohrung
2D mit dem Bereich vor der Drosselklappe und mit dem Ucreich
hinter der Drosselklappe verbindbar ist. Bei der Verwendung einer Rohrwelle als Betätigungswelle kann die Hohlwelle und
die Rohrwelle jeweils eine radial durchgehende zum Bereich vor bzw. hinter der Drosselklappe führende Ausnehmung besitzen,
die durch relative Verdrehung der beiden Wellen um deren Längsachse in Überdeckung bringbar sind, und wobei die
Koaxialbohrung der Rohrwelle mit dem Bereich hinter bzw. vor der Drosselklappe in Verbindung ist.
3D Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine Einrichtung
geschaffen, die zum einen durch Wegfall seither erforderlicher Komponenten und zum anderen durch weitgehend
ineinander integrierten . jfbau von Stell- und Schließglied einen bauteilarmen und kcmpakten Aufbau besitzt, durch eine
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gemeinsame Elektronik ansteuerbar ist und nur geringen Einbauraum
benötigt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und uird im folgenden näher beschrieben. Es zei gen:
Figur 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemSße Einrichtung
1G
1G
Figur 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II - II in
Figur 1
Figur 1
Figur 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III - III in Figur 1
Figur k ein Arbeitsbereichsdiagramm der erfindungsgemäßen
Einrichtung
2D Figur 5 einen Querschnitt durch ein zuieites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäBen Einrichtung,
Figur 6 eine Schnittansicht entlang der Linie UI-UI in
Figur 5.
Figur 5.
In Figur 1 ist ein Ansaugstutzen 1 an der Stelle der Drosselklappe
2 im Schnitt dargestellt. Die Drosselklappe 2 ist fest mit einer Hohlujelle 3 verbunden, die mittig quer durch den
Ansaugstutzen 1 verläuft und mit ihren freien Enden drehbar in entsprechenden Bohrungen in der LJand des Ansaugstutzena 1 gelagert ist. Durch Federn *t und 5, die an dem einen freien Ende der Hohlwelle und an dem Gehäuse 6 des Ansaugstutzens 1 angreifen, ist die Drosselklappe 2 in ihre Schließstellung
vorgespannt.
Ansaugstutzen 1 verläuft und mit ihren freien Enden drehbar in entsprechenden Bohrungen in der LJand des Ansaugstutzena 1 gelagert ist. Durch Federn *t und 5, die an dem einen freien Ende der Hohlwelle und an dem Gehäuse 6 des Ansaugstutzens 1 angreifen, ist die Drosselklappe 2 in ihre Schließstellung
vorgespannt.
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Koaxial in der Hohlwelle 3 ist eine Rohrwelle 7 angeordnet,
die relativ zur Hohlwelle 3 um ihre Längsachse drehbar ist.
Diese Relativverdrehung ist durch einen an der Rohrwelle 7 befestigten radial gerichteten Anschlag ß begrenzt, der in
eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 9 der Hohlwelle 3
hineinragt. Die Erstreckung und die Lage der Nut 9 ist so,
daß eine radial durchgehende Ausnehmung 10 der Hohlwelle 3 und eine radial durchgehende Ausnehmung 11 der Rohrwelle 7
in der einen Anlßgestellung den Anschlags ö am einen Nutende
in völliger Überdeckung und in der Anlagestellung des Anschlags am anderen Nutende in keiner Überdeckung sind. Da die Ausnehmungen
1D und 11 jeweils in den Axialbohrungen der Hohlwelle 3 bzw. der Rohrwelle 7 zum Bereich des Ansaugstutzens
vor der Drosselklappe 2 führen, ist durch Relativverdrehung
der beiden tdellen 3 und 7 eine Verbindung der Koaxialbohrung
12 der Rohrwelle 7 mit dem Bereich vor der Drosselklappe 2
herstellbar bzw. absperrbar.
Da das eine Ende der Rohrwelle 7 offen ist und an dieser
Öffnung eine Uerbindungsleitung 13 angeschlossen ist, die
zum Bereich des Ansaugstutzens 1 hinter der Drosselklappe 2 führt, ist durch Relativverdrehung der Wellen 3 und 7 über
die Ausnehmungen 10 und 11 eine By-Pass-l/erbindung des Bereichs
vor der Drosselklappe 2 zum Bereich hinter der Drosselklappe herstellbar, wobei durch den Grad der überdeckung der beiden
Ausnehmungen 10 und 11 der Durchtrittsquerschnitt bestimmt ist.
Das der Uerbindungsleitung 13 entgegengesetzte Ende der RDhrwelle
7 ist geschlossen. An diesem Ende greift der Drehantrieb eines Stellantriebs 14 an.
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Dieser Stellantrieb wird von einer RegelelektrDnik 15 gesteuert,
an die neben den nicht dargestellten Meßwertanschlüssen
für die für die Leerlaufdrehzahl erforderlichen Meßwerte
ein Sollwertgeber 16 für die Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit
angeschlossen ist.
Durch die Regelelektronik 15 wird entsprechend Figur *t der
Stellantrieb 1*t derart angesteuert, daß er in der Leerlaufstellung
des Sollwertgebers 1G nur in einem Arbeitsbereich 17 arbeitet, in dem eine Uerdrehung der Rohruelle 7 möglich
ist. Dadurch erfolgt durch mehr oder wenigeres Öffnen des
Luftdurchtrittsquerschnitts an den Ausnehmungen 1D und 11
vom Bereich vor zum Bereich hinter der geschlossenen Drosselklappe 2 eine Leerlaufdrehzahlregelung des Ottomotors.
Wird der Sollwertgeber 16 aus seiner Leerlaufstellung heraus
bewegt, so wird der Stellantrieb 1*t von der Regelelektronik
15 derart angesteuert, daß sich die Rohrwelle 7 über ihre
Öffnungsendstellung hinaus weiter verdreht, wodurch die Hohlwelle
3 vom Anschlag 8 entgegen der Kraft der Federn k und
verdreht wird. Damit wird auch die Drosselklappe 2 verdreht und somit ein direkter Durchgang am Ansaugstutzen 1 geöffnet.
Dieser Arbeitsbereich der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in Figur 5 mit 18 bezeichnet.
Uie die Einrichtung in den Figuren 1 bis 3, so weist auch die
Einrichtung in den Figuren 5 und 6 eine in einem Ansaugstutzen 1 mit einer Hohlwelle 3 drehbar antreibbare Drosselklappe 2
auf. In der Hohlwelle 3 ist eine von einem Stellantrieb *\k
drehbar antreibbare Delle 7 koaxial angeordnet und,wie in
Figur 1 bis 3 die Hohlwelle 3 mit der Hohlwelle 7, mit der Hohlwelle 3 verbunden. Diese Verbindung ist in den Figuren
und 6 nicht dargestellt.
Die Drosselklappe 2 weist eine Koaxialäffnung 19 auf,
die durch eine fest mit der Welle 7 verbundene Leerlaufklappe 2D verschließbar ist, welche die gleiche Größe
uiie die Koaxialöffnung 19 besitzt.
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Die Funktion des Ausführungsbeispiels der Figuren 5 und G ist im Prinzip gleich der des Ausführungsbeispiels in den
Figuren 1 bis 3.
1D Durch eine nicht dargestellte Regelelektronik wird entsprechend
Figur h der Stellantrieb 1** derart angesteuert,
daß er in der Leerlaufstellung des ebenfalls nicht dargestellten Sollwertgebers nur in einem Arbeitsbereich 17,
wie er in Figur k dargestellt ist, arbeitet. In diesem Arbeitsbereich 17 ist nur eine Verdrehung der Welle 7 möglich.
Durch mehr oder wenigeres Verschwenken der Leerlaufklappe 2D wird dabei entsprechend ein Luftdurchlaßquerschnitt an
der Koaxialöffnung 19 geöffnet bzw. geschlossen. Dementsprechend
kann Luft vom Bereich vor zum Bereich hinter der Drosselklappe 2 strömen und eine Leerlaufdrehzahlregelung
des Motors bewirken.
Wird der Sollwertgeber aus seiner Leerlaufstellung herausbewegt,
so wird der Stellantrieb 1*t so angesteuert, daß
sich die Welle 7 derart weiterverdreht, daß die Welle 7, wie bei Figur 1 bis 3 beschrieben, mit der Hohlwelle 3 in
Wirkverbindung kommt und diese mitverdreht. Dadurch wird der
3D durch die Drosselklappe 2 verschlossene Querschnitt des Ansaugstutzens
1 mehr oder weniger geöffnet, so daß ein direktes Durchströmen van Luft von der Seite vor zur Seite hinter der
Drosselklappe 2 ermöglic. t wird. Dieser Arbeitsbereich entspricht
dem in Figur 5 mit 1B bezeichneten Bereich.
■η-
Leerseite
Claims (1)
- 30401UUDO Adolf Schindling AG -M-* Gräfstraße 1D36DD0 Frankfurt/MainG-S Kl-do19.August 19801539PatentansprücheEinrichtung zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit und Regelung der LeerlauFdrehzahl in Kraftfahrzeugen mit Ottomotor, mit einem die Stellung des Stellglieds zur FahrzeuggeschuiindigkeitsstEuerung in Abhängigkeit υοη dsr Stellung eines Sollwertgebers einstellenden Stellantrieb und einem den Durchgangsquerschnitt eines den Bereich vor dem Stellglied mit dem Bereich hinter dem Stellglied verbindenden By-Paoses bestimmenden Schließglied, das von einem reglergesteuerten Stellantrieb verstellbar ist, gekennzeichnet durch einen einzigen für die FahrzEuggEschuiindigkeitssteuerung und die Leerlauf drehzahlregElung gemEinsamen Stellantrieb (1*0, durch den in einem ersten Arbeitsbereich (17) das Schließglied zur Regelung der Leerlaufdrehzahl und in einem zweiten Arbeitsbereich (18) das Stellglied der FahrzeuggEschtdindigkeitssteuErung betätigbar ist.Z. Einrichtung nach P-r.^nruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb in ,^er Leerlaufstellung des Sc-lluertgebers (16) von einer .Eerlaufdrehzahlelektronik und bei-z-einer Verstellung des Sollwertgebers (16) aus seiner LeerlaufStellung vom Sollwertgeber (1G) ansteuerbar ist.3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (16) ein ein elektrisches Signal abgebender Geber ist.if. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Stellantrieb (14) das Schließglied zur Leerlaufdrehzahlregelung "und von diesem iiiinrlnrurn dnu Stellglied zur FnhrzeuggeschuiindigkEitsateuerung betätigbar ist.5. Einrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied zur Leerlaufdrehzahlregelung in seiner offen Endstellung mit dem Stellglied zur Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung in Dirkverbindung bringbar ist.6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Stellglied zur Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung eine auf eine um seine Längsachse verdrehbaren Delle fest angeordnete Drosselklappe ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Delle eine Hohlujelle (3) ist, durch die koaxial eine mit dem Schließglied zur Regelung der Leerlaufdrehzahl verbundene Betätigungsteile hindurchgeführt ist, die von dem Stellantrieb (14) drehbar antreibbar ist.7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohluielle (3) durch eine Feder (h und 5) in die die Drehbewegung begrenzende der Schließstellung der Drosselklappe (2) entsprechende Endstellung vorgespannt ist.B. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Betätigungswelle undBAD ORIGINALHohlwelle (3) eine Kupplung angeordnet ist, durch die eine Drehbewegung der Betätigungswelle nach deren Verdrehung aus einer der Schließstellung des Schließglieds zur Leerlaufdrehzahlregelung entsprechenden Stellung in diE der Offenstellung entsprechenden Stellung auf die Hohlwelle (3) übertragbar ist.9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Betätigungswelle bzw. der Hohlwelle (3) ein radial1D gerichteter Anschlag (B) angeordnet ist, der in eine in Umfangsrichtung mit einem dem Öffnungsweg des Schließglieds zur Leerlaufdrehzahlregelung entsprechenden Idinkel verlaufenden Nut (9) der Hohlwelle (3) bzw. der Betätigungswelle eingreift.10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle eine vom Bereich vor zum Bereich hinter der Drosselklappe durchgehende Ausnehmung besitzt, die aus einer durch die In-ZO nenwand der Hohlwelle völlig verschlossenen Stellung durch relative Verdrehung von Betätigungswelle und Hohlwelle mit einer vom Bereich vdt zum Bereich hinter der Drosselklappe durchgehenden Ausnehmung in Überdeckung bringbar ist.11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die BetMtigungswelle eine Rohrwelle (7) ist, deren Koaxialbohrung (12) mit dem Bereich vor der Drosselklappe (2) und mit dem Bereich hinter der Drosselklappe (2) verbindbar ist.
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