DE9409891U1 - Anordnung zur Notfahrstellung eines Drosselklappenelements - Google Patents

Anordnung zur Notfahrstellung eines Drosselklappenelements

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Description

(ABG44_TX)
Anordnung zur Notfahrstellung eines Drosselklappenelements
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Notfahrstel-1^ lung eines Drosselklappeneiements, das mit einem Drosselklappenwellenelement in einem Gehäuseelement einer Drosselklappeneinheit gehalten und durch eine Verstelleinheit, die wenigstens eine Stellmotoreinheit enthält, verstellbar ist.
20
Moderne Drosselkleippen werden mit einem Stellmotor verstellt, die unter dem Fachbegriff Drive by wire bekannt sind. Der Stellmotor ist mit einer Drosselklappenwelle verbunden, die im Gehäuse einer Drosselklappeneinheit drehbar gelagert ist.
Kommt es allerdings zu einem Ausfall des Stellmotors, ist nicht sichergestellt, daß die Drosselklappe eine solche stellung innehat, die es dem Fahrer ermöglicht,, sein Fahr2eug zu einer Werkstatt zu fahren bzw. es aus einer Gefahrenzone zu bewegen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Anordnung zur Notfahrstellung eines Drosselklappenwellenelements zu schaffen, die ein Fahren eines Fahrzeuges zu einer Werkstatt bzw. dessen Bewegen aus einer Gefahrenzone bei einem Ausfall des Stellmotoreinheit ermöglicht.
Erfindungsgeiaäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,
- daß in der Verstelleinheit ein Rückstellfederelement und ein, aber entgegengesetzt wirkendes, öffnerfederelement kraftschlüssig mit dem Drosselklappenwellenelement verbunden sind,
- daß das Rückstellfederelement an einem Anschlagelement anschlägt und gespannt ist, wenn das Drosselklappenwellenelement durch die Stellmotoreinheit in Richtung Vollgasstellung gedreht ist und
- daß die Öffnungsfeder an das Anschlagelement anschlägt und gespannt ist, wenn das Drosselklappenwellenelement durch die Stellmotoreinheit in einer Leerlaufstellung gehalten ist,
- so daß das Drosselklappenelement bei Ausfall der Stellmotoreinheit eine Position einnimmt, die einen Motor auf eine Drehzahl bringt, die oberhalb der Leerstellung liegt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Drosselklappe durch beide Federelemente bei Ausfall der Stellmotoreinheit in eine solche geöffnete stellung gebracht wird, die insbesondere ein Herausbewegen eines Fahrzeuges aus einer Gefahrenzone ermöglicht. Darüber hinaus ist gesichert, daß der Fahrer mit dieser Drosselklappenstellung das Fahrzeug, wenn auch mit verminderter Geschwindigkeit, in eine Werkstatt fahren kann. Von Vorteil ist darüber hinaus, daß die Federn so wirken, daß sie für den normalen Drive-by- wire-Betrieb nicht behindern. Die Stellmotoreinheit ist bei Funktionsfähigkeit mühelos in der Lage, beide Federkräfte zu überwinden und so den Motor in Richtung Vollgasstellung, d. h. Vollast oder Leerlaufstellung zu fahren.
Vorteilhaft ist es, wenn das Drosselklappenelement oberhalb der Leerlaufstellung in einem Limp-Home-Point
haltbar ist. Hierdurch wird gesichert, daß der Motor eine Drehzahl zwischen 1800 und 2000 U/min erreicht und so ein solches Kraftmoment ausübt, daß das Fahrzeug betreibbar ist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Federmoment des Rückstellfederelements größer ist als das des Öffnungsfederelements. Dadurch, daß das Rückstellfederelement ein größeres Moment als das Öffnerfederelement besitzt, ist si-
1^ chergestellt, daß die Drosselklappe im stromlosen Zustand immer auf die Winkelstellung sich hin bewegt, in der sich der Federanschlag befindet. Das Erreichen eines definierten öffnurigwinkels, der durch den Limp-Home-Point definiert ist, ist damit aus jeder Lage gewährleistet. Ein erneutes Starten des Motors ist somit auch möglich.
Vorteilhaft ist es, wenn das Rückstell- und das Öffnerfederelement als Spiralfedern ausgebildet sind. Hierdurch wird eine Drehbewegung des Wellenelements erreicht. Selbstverständlich sind auch andere kraftspeichernde Elemente einsetzbar, die eine rückfedernde Wirkung hervorrufen, z. B. Fluid, Gasspeicher oder dergleichen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Drosselklappeneinheit mit einer Verstelleinheit in einer schematischen geschnittenen Darstel
lung,
Fig. 2 eine Verstelleinheit mit einem Anschlaghebelelement in einer Vollgasstellung in einer schematisehen Seitenansicht,
Fig. 3 eine Verstelleinheit mit einem Anschlaghebelelement in einer Leerlaufstellung in einer schematischen Seitenansicht und
Fig. 4 eine Verstelleinheit mit einem Anschlagehebelelement in einer Limp-Home-Point-Stellung in einer schematischen Seitenansicht.
In Fig. 1 ist ein Teil eines Drive-by-wire-Systems dargestellt.
Es besteht aus
- einer Drosselklappeneinheit 1 und
- einer Verstelleinheit 11.
Die Drosselklappeneinheit 1 und die Verstelleinheit 11 befinden sich in einem gemeinsamen Gehäuseelement 4. Im Gehäuseelement 4 ist durchgängig ein Drosselklappenwellenelement 3 drehverstellbar angeordnet. Mit ihm verbunden ist ein Drosselklappenelement 2 der Drosselklappeneinheit 1.
Die Verstelleinheit 11 umfaßt folgende Teile:
- eine Motoreinheit 5, die kraftschlüssig mit dem Drosselklappenwellenelement 3 verbunden sind und
- ein Rückstellfederelement 8 und
- ein Öffnerfederelement 9.
Wie weiterhin die Fig. 2 bis 4 zeigen, ist das Rückstellfederelement 8 und das Öffnerfederelement 9 ebenfalls kraftschlüssig an dem Drosselklappenwellenelement 3 angeordnet. Bei beiden Federelementen 8 und 9 handelt es sich um Spiralfedern, die entgegengesetzt wirken. Gleichfalls mit dem Drosselklappenwellenelement 3 ist ein Anschlaghebelelement 6 verbunden. Es schlägt einseitig an ein Verstellschraubenelement 7 an, mit dem eine Leerlaufstellung MS einjustierbar ist.
Die Arbeitsweise der Notfahrstellung, wie sie sich aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt, sei erläutert:
Wird das Gaspedal voll durchgetreten, wird durch die Stellmotoreinheit 5 das Drosselklappenweilenelement 2 in eine Vollgasstellung VL, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, bewegt. Das Drosselklappenelement 2 ist dabei weit geöffnet. Ein Äquivalent für seinen öffnungswinkel ist dabei die Stellung des Anschlaghebelelements 6, das den öffnungswinkel des Drosselklappenelements 2 wiedergibt. Das Rückstellfederelement 8 ist dabei voll ausgelenkt und gespannt. Es liegt mit seinem abgebogenen Ende an einem Anschlaghebelelement 6 an. Die der Vollgasstellung VL entgegengesetzte Stellung des Drosselklappenelements ist die Leerlaufstellung MS. Hierbei fährt die Stellmotoreinheit 5 das Drosselklappenelement 2 in eine solche Position, daß der Motor im Leerlauf bewegbar ist.
In diesem Fall schlägt das Öffnerfederelement 9 mit seinem Ende an dem Anschlaghebelelement 6 an und ist gespannt.
Da das Fahrzeug in der Leerlaufstellung MS nicht mehr zu bewegen ist, muß !sichergestellt werden, daß bei Ausfall der Motoreinheit 5 dem Fahrer noch eine ausreichende Leistung zur Verfügung steht, die es ihm ermöglicht, eine Werkstatt zu erreichen bzw. das Fahrzeug aus eim»r Gefahrenzone zu bewegen. Das Drosselklappenelement wird dabei durch das Rückstellfederelement 8 aus der Vollaststellung VL und aus der Leerlaufstellung durch das weitere, aber entgegengesetzt wirkende Öffnerfederelement in Richtung eines Anschlagelements 10 gebracht. Hierdurch wird ein Limp-Home-Point L erreicht. Dadurch, daß das Rückstellfederelement 8 ein größeres Moment besitzt als das Öffnerfederelement 9 ist nun sichergestellt, daß die Drosselklappe im stromlosen
Zustand immer auf die Winkelstellung bewegt wird, in der sich das Anschlagelement XO befindet. Hierdurch wird das Drosselklappenelement in eine Position gebracht, die den Motor auf eine solche Drehzahl oberhalb der Leerlaufstellung MS bringt. Hierdurch wird gesichert, daß bei
einem Ausfall der Motoreinheit 5 immer der Limp-Home-Point erreicht wird. Dadurch, daß das Anschlaghebelelement 6 im Limp-Home-Point nicht an einem festen Anschlag anliegt, wird außerdem sichergestellt, daß dieser Punkt aus jeder Lage des Drosselklappenelements 5 erreicht
wird. Erreicht wird darüber hinaus, daß durch das
Vorsehen eines definierten Limp-Home-Points L, der durch den Punkt des Anschlagelements 10 definiert ist, ein
einwandfreies Zusammenwirken der Drosselklappeneinheit 1 und der Stellmotoreinheit 5 bei Normalbetrieb gewährleistet wird.
Im Limp-Home-Point L findet an dem Drosselklappenwellenelement motorseitig eine Lastumkehrung statt. Diese Lastumlenkung hat auf die Dynamik des Motors jedoch nur sehr geringen Einfluß, da die als Schrittmotor ausgebildete
Stellmotoreinheit 5 nicht lastabhängig, sondern
winkelabhängig gesteuert wird.
(ABG44JBZ)
Bezugszeichenljste;
1 Drosselklappeneinheit
2 Drosselklappenelement
3 Drosselklappenwelleneleraent
4 Gehäuseelement
5 Stellmotoreinheit
6 Anschlaghebelelement
7 Verstellschraubenelement
8 Rückstellfedereleinent
9 öffnerfederelement 10 Anschlagelement
11 Verstelleinheit
L Limp-Home-Point
VL Vollgasstellung
MS Leerlaufstellung

Claims (4)

(ABG44_SA) Schutzansprüche:
1. Anordnung zur Notfahrstellung eines Drosselklappenelements, das mit einem Drosselklappenwellenelement (3) in einem Gehäuseelement (4) einer Drosselklappeneinheit (1) gehalten und durch eine Verstelleinheit (H)/ die wenigstens eine Stellmotoreinheit (5) enthält, verstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß in der Verstelleinheit (H) ein Rückstellfeder-1^ element (8) und ein, aber entgegengesetzt wirkendes, Öffnerfederelement (9) kraftschlüssig mit dem Drosselklappenwellenelement (3) verbunden sind,
- daß das Rückstellfederelement (8) an einem Anschlagelement (10) anschlägt und gespannt ist, wenn das Drosselklappenwellenelement (3) durch die
Stellmotoreinheit (5) in Richtung Vollgasstellung (VL) gedreht ist und
- daß die Öffnungsfeder (9) an das Anschlagelement (H) anschlägt und gespannt ist, wenn das Drosselklappenwellenelement (3) durch die Stellmotorein
heit (5) in einer Leerlaufstellung (MS) gehalten ist,
- so daß das Drosselklappenelement (2) bei Ausfall der Stellmotoreinheit (5) eine Position (L) einnimmt, die einen Motor auf eine Drehzahl bringt,
die oberhalb der Leerstellung (MS) liegt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselklappenelement (2) auf einer Position oberhalb der Leerlaufstellung (MS) in einem
Limp-Home-Point (L) haltbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da6 das Federmoment des Rückstellfederelements (8) größer ist als das des Öffnungsfederelements (9).
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstell- und das Öffnerfederelement (8; 9) als Spiralfedern ausgebildet sind.
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