DE3878332T2

DE3878332T2 - Steuervorrichtung fuer eine drosselklappe.

Info

Publication number: DE3878332T2
Application number: DE8888111761T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki C O Himeji Shirakawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-07-27
Filing date: 1988-07-21
Publication date: 1993-09-09
Anticipated expiration: 2008-07-22
Also published as: EP0301410A3; KR890002528A; EP0301410A2; EP0301410B1; JPS6432033A; DE3878332D1; KR910009386B1; US4856476A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines Drosselventils eines Automotars in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Beschreibung des Stands der Technik

Vor kurzem ist, um das Fahrgefühl und die Fahreigenschaften eines Automobils zu verbessern, eine Vorrichtung zum Steuern eines Drosselventils entwickelt worden, bei der ein Gaspedal mit dem Drosselventil nicht mittels einer einfachen mechanischen Einrichtung, wie z.B. einem Drahtkabel, verbunden ist, sondern eine elektronische Vorrichtung zwischen dem Gaspedal und dem Drosselventil angeordnet ist, um das Drosselventil in Abhängigkeit von einem Antriebszustand des Motors und einem Fahrzustand des Automobils zusätzlich zu dem Wert, für den das Gaspedal betätigt ist, zu öffnen und zu schließen.
Die Vorrichtung zum Steuern des Drosselventils erfordert eine Anzahl von verschiedenen Arten von Fahrtinformationssensoren, einschließlich eines Sensors zum Detektieren des Werts eines betätigten Gaspedals, und auch ein Stellglied zum Betreiben des Drosselventils und eine elektronische Steuervorrichtung zum Bearbeiten von Signalen der jeweiligen Sensoren und zum Steuern des Stellglieds sind erforderlich, so daß die Vorrichtung relativ kompliziert verglichen mit den herkömmlichen Vorrichtungen wird, die nur ein Drahtkabel verwenden. Daraus ergibt sich ein gewichtiges Problem bezüglich Sicherheit und Zuverlässigkeit.
Man muß sagen, daß ein sogenannter Sicherheitsmechanismus zum Verhindern eines Zustands, bei dem ein Automobil aufgrund eines Problems in dieser elektronischen Steuereinrichtung durchgeht oder bei dem das Drosselventil plötzlich geschlossen wird, um plötzlich das Automobil während einer Hochgeschwindigkeitsfahrt zu bremsen, unverzichtbar ist.
Der Sicherheitsmechanismus der bekannten elektronischen Steuereinrichtung dieses Typs ist vorgeschlagen worden, bei dem eine Rückkehrfeder zum Rückfedern des Drosselventils in eine geschlossene Position, wenn ein Fehler aufgetreten ist, auf einer Drosselwelle befestigt ist.
Dieser bekannte Sicherheitsmechanismus hat jedoch Probleme gezeigt, die darin bestehen, daß wenn das Stellglied einmal in einen Zustand gefallen ist, der ein Stellen nicht mehr zuläßt, das Automobil zwar daran gehindert wird durchzugehen, aber die Fahrt des Automobils kann nicht beibehalten werden, weshalb das Automobil nicht zu einem vorgesehenen Platz zum Reparieren bewegt werden kann. Es besteht die Möglichkeit, daß das Automobil plötzlich während seiner Hochgeschwindigkeitsfahrt abgebremst wird und dann auf das Automobil von hinten aufgefahren wird, und ähnliches.
Die JP-A-6 175 023 beschreibt eine Vorrichtung zum Verhindern eines Durchdrehens der Antriebsräder bei Beschleunigung. Ein Drosselventil wird von einem Drosselhebel, der auf einer Drosselwelle befestigt ist, geöffnet, die mittels eines Gaspedalkabels betätigt wird. Das Gaspedalkabel erstreckt sich von einem Gaspedal aus über zwei Umlenkrollen zu dem Drosselhebel. Jede Umlenkrolle ist auf einem Versatzhebel gelagert und beide Versatzhebel sind durch ein Stellglied zum Andern des Abstands zwischen den Umlenkrollen bewegbar. Eine ähnliche Vorrichtung wird in der FR 2 535 263 beschrieben, in der ein bewegbarer Versatzhebel verwendet wird, um den Abstand zwischen den zwei Umlenkrollen einstellen zu können.
Das Dokument WO 88/02 063 gibt einen Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPÜ wieder und beschreibt einen Drosselventil-Controller mit ersten und zweiten Antriebsmotoren, von denen jeder eine Umlenkscheibe bzw. Umlenkrolle antreibt. Ein erster Draht erstreckt sich von einer ersten Umlenkscheibe aus über einen Block zu einer zweiten Umlenkscheibe. Ein zweiter Draht erstreckt sich von dem Block zu einer Drossel-Umlenkscheibe, die fest auf einer Drosselwelle zum Drehen eines Drosselventils angeordnet ist. Die Betätigung des Gaspedals wird von einem Sensor kontrolliert und eine arithmetische Steuereinheit steuert die zwei Motoren.
Die GB 2 146 384 A beschreibt eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuervorrichtung, die ein Bowden-Seilzugkabel enthält, das an einem Ende mit dem Gaspedal und am anderen Ende mit dem Drosselventil des Fahrzeugmotors verbunden ist. Ein Stellglied treibt einen Hebel an, der mit dem Bowdenzug über eine Umlenkrolle verbunden ist.
Die JP-A-59122 742 beschreibt eine Drossenventilsteuereinrichtung mit zwei Umlenkscheiben, die auf einer Motorwelle gelagert sind, und die Vorsprünge haben, die bei Drehung der Umlenkscheiben ineinander greifen.
Das Dokument JP-A-62-101 847 beschreibt eine Steuervorrichtung für die Drosselventilöffnung, die einen zylindrischen Körper hat, der koaxial mit einer Ausgangswelle eines Motors verbunden ist. Ein Mittenabschnitt eines Drahtes, der das Drosselventil mit dem Gaspedal verbindet, ist mehrfach auf einer Rille gewunden, die in einer Spiralform auf dem äußeren Umfang des zylindrischen Körpers ausgebildet ist.
Die Patentschrift AT 266 622 beschreibt eine Vorrichtung zum Steuern eines Drosselventils eines Motors, wobei ein Gaspedalhebel und ein Steuermotor mechanisch durch Züge und Hebel verbunden sind, um das Drosselventil einzustellon. Ein Fahrer kann einen Schalter verwenden, um den Steuermotor zu steuern, wenn der Gaspedalhebel nicht getreten ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit einer verbesserten Steuergenauigkeit zum Einstellen der Position des Drosselventils anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion einer Vorrichtung zum Steuern eines Drosselventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Aus führungsformen

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend konkret beschrieben. In der Figur 1, die ein Blockdiagramm ist, das eine Konstruktion einer Vorrichtung zum Steuern eines Drosselventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Lufteinlaßrohr eines Motors (nicht gezeigt), und das Bezugszeichen 2 ein Drosselventil, das in dem Lufteinlaßrohr 1 angeordnet ist. Das Drosselventil 2 ist fest auf einer Welle 3 gelagert, so daß das Ventil 2 durch Drehen der Welle 3 geöffnet und geschlossen werden kann. Die Welle 3 ist mit einer Umlenkscheibe 4, die fest auf ihr angeordnet ist versehen, und ein Drosseldraht 5 erstreckt sich in einer Rille der Umlenkscheibe 4. Zudem umgibt eine Umkehrfeder 6, die fest auf einem Ende der Umlenkscheibe 4 befestigt ist, die Welle 3, und die Umkehrfeder 6 ist mit ihrem anderen Ende mit einem festen Ende des Motors verbunden, so daß ein Drehmoment zum Rückführen des Drosselventils 2 in die geschlossene Richtung erzeugt wird und eine Spannung des Drosseldrahts 5 erzeugt wird. Die Welle 3 ist an ihrem freien Ende mit einem Öffnungssensor 7 zum Detektieren der Öffnungsstellung des Drosselventils 2 versehen.
Andererseits bezeichnet das Bezugszeichen 8 einen Beschleunigerhebel, der mit einem Gaspedal 19 verbunden ist und mit einer Feder 9 zum Zurückfedern des Beschleunigerhebels 8 in seine Ausgangsposition versehen ist. Ein Gaspedalsensor 10 zum Detektieren des Wertes, für den das Gaspedal 19 betätigt ist, ist vorgesehen. Zudem ist ein Ende des Drahtkabels 11 fest an dem Beschleunigerhebel 8 befestigt, wobei das andere Ende des Drahtkabels 11 fest an der Motor-Umlenkscheibe 14 über eine Umlenkscheibe 12 und einen Block l3 befestigt ist. Die Motor-Umlenkscheibe 14 ist fest auf einer Welle des Motors 15 befestigt, wobei die Umlenkscheibe 12 und der Motor 15 an einer Basis 16 angeordnet sind.
Der Block l3 umfaßt eine zentrale Welle 131, wobei die zentrale Welle 131 in einer Rille 161, die in der Basis 16 ausgebildet ist, eingesetzt ist, damit sie in Aufwärts- und Abwärtsrichtung gleiten kann. Zudem ist die zentrale Welle 131 mit einem Haken 132 versehen, der in sie eingreift, wobei der Drosseldraht 5 um diesen Haken 132 herum gewunden ist und wobei ein Ende des Drosseldrahtes fest an dem Haken 132 befestigt ist.
Zudem bezeichnet das Bezugszeichen 17 einen Fahrzustands-Detektionssensor, der verschiedene Arten von Sensoren zum Detektieren von z.B. der Drehgeschwindigkeit eines Motors, der Fahrtgeschwindigkeit, dem Durchdrehen der Räder und ähnliches aufweist und diese an den Controller 18 ausgibt. Der Controller 18 steuert den Motor 15 auf der Basis des Wertes, für den das Gaspedal getreten ist, von dem Gaspedalsensor 10, auf der Basis der Informationen von dem Fahrzustands-Detektionssonsor 17 und auf der Basis des Eingangssignals von dem Drosselventil-Öffnungssensors 7.
Beim Betrieb wird beim Treten des Gaspedals 19 das Drahtkabel 11 in die linke Richtung durch die Bewegung des Beschleunigerhebels 8 gezogen. Zudem wird der Block 13, der derart angeordnet ist, daß er in Berührung mit dem Drahtkabel 11 gebracht wird, bei der Drehung der Motor-Umlenkscheibe 14 in der Richtung, die mit dem Pfeil A gezeigt wird, mittels des Motors 15 nach oben gezogen.
Vorausgesetzt, daß eine Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtkabels 11 durch den Beschleunigerhebel 8 gleich Va ist, eine Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtkabels 11 durch die Motor-Umlenkscheibe 14 gleich Vm ist und eine Bewegungsgeschwindigkeit des Drosseldrahts 5, der auf dem Block angeordnet ist, gleich Vs ist, wird eine Beziehung Vs = (Va + Vm)/2 eingehalten. Da der Drosseldraht 5 um die Umlenkscheibe 4 gewunden ist, wobei eines seiner Enden auf der Umlenkscheibe 4 befestigt ist, und die Umlenkscheibe 4, die Welle 3 und das Drosselventil 2 zusammen bewegt werden, wird das Drosselventil 2 schließlich durch sowohl den Beschleunigerhebel 8 (das Gaspedal 19) als auch durch den Motor 15 eingestellt.
Da die Bewegungsgeschwindigkeit des Drahtkabels 11 durch die Motor-Umlenkscheibe 14 proportional zur Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 15 ist, können verschiedene Arten von Fahrbetrieben, die nie in dem Fall erreicht werden konnten, wenn nur das Gaspedal getreten wurde, durch die Steuerung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 15 erreicht werden.
Z.B. in dem Fall, wenn eine starke Beschleunigung gewünscht wird, kann ein Automobil gleichmäßig durch Erhöhen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 15 losfahren. Im Gegensatz dazu, wenn der Fall vorliegt, daß ein Automobil auf einer gefrorenen Straße und ähnlichen losfahren soll, kann das Automobil gleichmäßig durch Reduzieren der Umdrehungsgeschwindigkeit oder Umkehren der Umdrehung des Motors 15 gemäß den jeweiligen Umständen losfahren. Zu dem ist es auch möglich, den Antriebsbereich, der den besten Motorwirkungsgrad beim Fahren des Automobils zeigt, auszuwählen.
Daneben werden diese Betriebsvorgänge durch Verarbeiten der Informationen von dem Beschleunigersensor 10, dem DrosselventilÖffnungssensor 7 und dem Fahrzustands-Detektionssensor 17 mittels des Controllers 18 ausgeführt.
Mit dieser Vorrichtung zum Steuern eines Drosselventils wird das Drosselventil 2 durch sowohl den Beschleunigerhebel 8 als auch den Motor 15, wie zuvor beschrieben wurde, betätigt, so daß auch in dem Fall, wenn das Motorsystem im schlimmsten Fall unkontrollierbar wird, der Drosselungsbetrieb bis zu einem Maße eingehalten werden kann, daß die Fahrt eines Automobils nur mittels des Gaspedals 19 aufrechterhalten werden kann, indem ein Durchmesser der Motor-Umlenkscheibe 14 in geeigneterweise ausgelegt wird, wodurch die Störsicherheitsvorkehrung eingehalten werden kann.
Obwohl die Motor-Umlenkscheibe 14 direkt mit dem Motor 15 in der bevorzugten Ausführungsform verbunden ist, kann die Motor-Umlenkscheibe 14 mit dem Motor 15 über ein Schneckengetriebe verbunden sein.
Wie zuvor beschrieben wurde, ist das Drosselventil gemäß der vorliegenden Erfindung dafür ausgelegt, durch einen Block geöffnet und geschlossen zu werden, der in Berührung mit einem Drahtkabel angeordnet ist, welches zwischen dem Gaspedal und dem Motor verläuft, so daß nicht nur eine Fahrt des Automobils, die optimal für die Fahrbedingungen ist, erreicht werden kann, sondern auch die Fahrt eines Automobils möglich ist, wenn das Motorsystem nicht mehr funktioniert.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern eines Drosselventils (2), das fest auf einer Welle (3) befestigt ist und das durch Drehen der Welle (3) geöffnet und geschlossen wird, wobei die Vorrichtung aufweist

ein Gaspedal (19), ein Drahtkabel (11), von dem ein Ende mit dem Gaspedal (19) verbunden ist, einen Motor (15), der von Treiberinformationen eines Fahrzeugs gesteuert wird, eine Motor-Umlenkscheibe (14), die mit dem Motor (15) verbunden ist,

einen Block (13), der in Berührung mit der Welle (3) zum Drehen der Welle angeordnet ist, der in Berührung mit dem Drahtkabel (11) angeordnet ist und der von dem Drahtkabel (11) angetrieben wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

das andere Ende des Drahtkabels (11) fest auf der Motor-Umlenkscheibe (14) über eine weitere Umlenkscheibe (12) und den Block (13) befestigt ist,

die Motor-Umlenkscheibe von dem Motor (15) angetrieben wird, die weitere Umlenkscheibe (12) und die Motor-Umlenkscheibe (14) auf einem Sockel (16) gelagert sind,

eine Umlenkscheibe (4) fest auf der Welle (3) gelagert ist und von einer Umkehrfeder (6) vorgespannt ist,

ein Drosseldraht (5) vorgesehen ist, von dem ein Ende fest auf dem Block (13) gelagert ist und das andere Ende fest auf der Umlenkscheibe (4) angeordnet ist,

der Block (13) auf dem Sockel (16) beweglich gelagert ist, um von dem Drahtkabel (11) nach oben gezogen zu werden, wenn das Gaspedal (19) getreten wird und/oder der Motor (15) die Motor-Umlenkscheibe (14) dreht.

2. Vorrichtung zum Steuern eines Drosselventils gemäß Anspruch 1, in der die Motor-Umlenkscheibe (14) fest auf der Welle des Motors (15) gelagert ist.

3. Vorrichtung zum Steuern eines Drosselventils gemäß Anspruch 1, in der der Motor (15) mit der Motor-Umlenkscheibe (14) über ein Schneckengetriebe verbunden ist.

4. Vorrichtung zum Steuern eines Drosselventils nach Anspruch 1, in der die Treiberinformationen eines Fahrzeugs zumindest die Umdrehungszahl des Motors und/oder die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder das Durchdrehen der Räder und/oder einen Wert des getretenen Gaspedals und/oder eine Öffnung des Drosselventils (2) aufweisen.