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EP0989292B1 - Elektromotorisches Stellglied, insbesondere mit einer Drosselklappe - Google Patents

Elektromotorisches Stellglied, insbesondere mit einer Drosselklappe Download PDF

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Publication number
EP0989292B1
EP0989292B1 EP99118566A EP99118566A EP0989292B1 EP 0989292 B1 EP0989292 B1 EP 0989292B1 EP 99118566 A EP99118566 A EP 99118566A EP 99118566 A EP99118566 A EP 99118566A EP 0989292 B1 EP0989292 B1 EP 0989292B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
electronics
actuator
electric
electronics housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99118566A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0989292A3 (de
EP0989292A2 (de
Inventor
Thomas Hannewald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP0989292A2 publication Critical patent/EP0989292A2/de
Publication of EP0989292A3 publication Critical patent/EP0989292A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0989292B1 publication Critical patent/EP0989292B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M17/00—Carburettors having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of preceding main groups F02M1/00 - F02M15/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/18—Packaging of the electronic circuit in a casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/02—Light metals
    • F05C2201/021—Aluminium

Definitions

  • the invention relates to an electromotive actuator with a housing and an electric motor disposed on a drive side within the housing for driving a arranged in the housing movable Elementes, in particular a throttle valve, wherein on the housing a separate Electronics housing for receiving a control and / or evaluation is fastened and the drive side via electrical connection means connected to the electronics housing
  • VDO engine management (T 51/91) is an electromotive Actuator known that there under the name “VDO E-gas III” shown is.
  • This electromotive actuator has a housing, wherein in the housing a throttle shaft carrying a throttle rotatably mounted is.
  • the throttle shaft is driven by an actuator, the on a drive side is disposed within the housing.
  • This electromotive actuator with a throttle serves the power control of foreign machinery, of vehicles, being in this Company publication is shown a system in which the throttle both over the actuator as well as a mechanical gesture gel (Bowden cable) can be adjusted by the operation of an accelerator pedal.
  • An electronic control unit for controlling the actuator is via a Connecting cable connected to the electromotive actuator, wherein the electronic control unit in a vehicle at a greater distance too the electromotive actuator, which is arranged in the engine compartment housed is. So is usually the electronic control unit in the direction of travel considered behind a bulkhead or even in the area of Glove compartment of the vehicle arranged. This results in a high Assembly effort in the installation of the e-gas system, in addition to comes that because of the long connection between the electronic Control unit and the electromotive actuator, the drive signals for the Actuator be corrupted due to electromagnetic radiation can, making it a flawed and possibly dangerous Performance can come.
  • EP-A-0 844 378 is an electromotive actuator with a housing and one disposed on a drive side within the housing Electric motor for driving a throttle valve disposed in the housing known.
  • On the housing is a separate electronics housing with a Control and / or evaluation mounted.
  • the drive side is over the housing guided wires connected to the electronics housing.
  • the invention is based on the object, an electromotive actuator to the effect to improve that Friedanberichtmaschine the actuator with simple Means are avoided, already known per se, mass-produced Housing of the electromotive actuator can continue to be used and a series production with rational assembly is made possible.
  • the electrical Connecting means are part of the electronics housing and the throttle body having a plug or a socket, wherein on the Plug or the socket facing the end of the connecting means on the connector or the socket tuned coupling is provided.
  • the electrical connection be kept short between these parts, so that the way on which electromagnetic Radiations can take place, is drastically reduced.
  • electromagnetic radiation can cause the output signal of a Sensor which detects the position of the movable element, wherein the output signal supplied to the electronic control unit, do not distort it, so that by the close spatial proximity of the electronic control unit to the actuator erroneous controls of the movable element due to erroneous position signals that distort the control process, be avoided.
  • the electronics housing is adhered to the housing, so that quickly and easily a complete unit with both the mechanics (Drive) and the electronics (control unit) in a compact design for Available.
  • the electronics eliminates the annoying cabling, the would be required if the controller mounted in distance to the actuator would.
  • the drive side of the electromotive actuator via electrical Connecting means is connected to the electronics housing and the electrical Connecting means are part of the electronics housing
  • the electronics housing with the connecting means in one Continuity can be produced, with only the control unit (in particular the control and / or the evaluation) in the Electronics housing must be used, in which case then this Unit be attached to the housing of the electromotive actuator got to. This makes itself in the series production due to a rational assembly positively noticeable.
  • the housing is a throttle body for receiving a drivable by the electric motor throttle, wherein
  • This application is therefore of particular advantage, since within the engine compartment Of vehicles only little space is available, the now by the spatially adjacent arrangement and the electronics housing with the control unit is optimally utilized.
  • the connection between the controller and the actuator is kept short, especially with gasoline engines that power the vehicles, the ignition with their high voltage pulses to interference can lead. Therefore, the immediate arrangement of the electron housing is too the actuator advantageous because with the embodiment of the invention the Connection of a detection device for the position of the throttle valve and optionally further detection devices kept particularly short can be.
  • the tuned to the connector coupling is in a quick way and Make the electrical connection between the electronics side and the drive side hergestelt.
  • the coupling designed, for example, as the plug corresponding socket, wherein at the coupling still provided means for sealing this coupling connection are.
  • the coupling of the electrical connection means and / or the corresponding counterpart on the drive side so constructive put on each other that a light and unmistakable insertion given is.
  • the housing and / or the electronics housing Fastening means for mutual attachment to each other.
  • Such fastening means may, for example, as tabs on the electrical housing and the positions of the tabs on the electronics housing corresponding Holes with thread on the housing of the actuator, or vice versa, be formed, wherein for the introduction of threaded holes the standard housing of the actuator with only a few additional steps would have to be modified. Conceivable would be a minor Modification of the shape of the housing of the actuator, for example, this Holes (or tabs, if appropriate holes on the electronics housing be provided) already bring in the casting of the housing.
  • control and / or evaluation is high temperatures.
  • the electronics housing isolated against high temperatures. This also ensures that that not necessarily high temperature resistant electronics are used can, what achieved by a corresponding insulation of the electronics housing becomes.
  • a combination of the two mentioned is also conceivable Measures, namely that the control and / or evaluation electronics is formed high temperature resistant and the electronics housing against high Temperatures is isolated.
  • the electronics cooled is, in particular their loss heat through the air flow in the intake and / or other measures (such as use a fan) is dissipated.
  • the electronics housing is dust and / or formed moisture-proof, which dust and / or moisture density Training is also important for the already mentioned coupling. In order to This avoids contaminants in the form of dust or the like or moisture in the housing of the actuator or in The electronics housing can penetrate, so as to avoid malfunction.
  • the electronics housing has an electronics housing cover on; in particular receives at least one connector.
  • dust and moisture-proof attachment of the Electronics housing cover on the electronics housing is in the electronics housing housed control and / or evaluation not only before Housed dirt, but also for maintenance or Exchange purposes accessible at any time.
  • the connector which is arranged in particular in the electronics housing cover, but also in the electronics housing can be provided, an interface is made, with the the compact actuator with other control devices such as for a slip control, an anti-lock braking system, a distance control system or the like can communicate.
  • the actuator 1 shows a three-dimensional view of an electromotive actuator 1 shown with a throttle valve, not shown.
  • the actuator 1 has a throttle body 2 on that, for example, die-cast aluminum is made.
  • the throttle body 2 has as a main component an intake pipe 3, wherein the passage cross-section of the intake pipe. 3 by means of the adjustment of a throttle valve is changeable.
  • the actuator 1 is in the intake of an internal combustion engine, in particular between a Air filter and an air inlet of the internal combustion engine, arranged.
  • the actuator has a drive side 4, whose main components a drive housing 5 and a drive cover 5 closing the drive housing 5 6 are.
  • the throttle body 2 and the drive housing 5 are a single component and are cast in one pass.
  • the drive cover For example, 6 may be made of a different material than the drive housing 5 exist.
  • the drive side 4 such drive elements are arranged, the electromotive Serve adjustment of the throttle valve; these are in particular a reduction gear and, where appropriate, means for adjustment an emergency position for the throttle.
  • an electronics housing 8 on the throttle body. 2 arranged, wherein the electronics housing 8 as a separate component to the Throttle body 2 is formed.
  • the electronics housing 8 can either from the same material as the throttle body 2 or from another material, such as plastic.
  • an electronic control unit that has a control and / or Evaluation, which is not shown here includes, with the transmitter
  • signals from a device for detecting the position the throttle valve this device accommodated on the drive side 4 is, evaluates and feeds the control electronics, which from these signals and optionally other signals (such as a power request, by means of an accelerator pedal whose position also detected and the control electronics is supplied) the actuator on the drive side. 4 controls.
  • the electronics housing 8 on the electronics side 7 is after insertion This control and / or evaluation electronics with dust and moisture-proof an electronics cover 9 closed, wherein on the electronics cover 9 still at least one connector 10 is disposed within the electronics housing 8 with the control and / or evaluation before placing the electronics cover 9 is connected or by placing the electronics cover 9 is automatically connected to this electronics.
  • About the connectors 10 takes place as already described above, a data exchange.
  • electrical Connecting means 11 provided by means of which at least the electrical Connection between the control electronics in the electronics housing 8 and the actuator on the drive side 4 is produced.
  • This electrical Connecting means 11 are in particular part of the electronics housing 8, so that with attachment of the electronics housing 8 to the throttle body 2 (for example by gluing) also by means of the electrical connection means 11 the electrical connection to the drive side 4 is herhered.
  • connection means 11 part of the drive housing 5 or form a separate component, what can be inserted between the drive side 4 and the electronics side 7.
  • FIG 2 is a plan view of the electromotive actuator 1 is shown, wherein the same elements as Figure 1 are provided with the same speedssziffem.
  • the drive housing 5 has a plug 12, which is indicated only schematically in Figure 2.
  • This plug 12 is at electromotive Actuators of the applicant already in series, so that the invention makes use of the fact that previously produced in series Actuator 1 (consisting of throttle body 2, drive housing 5 and Drive cover 6) to continue to use without further modifications and at the same time the control and / or evaluation electronics spatially closer to the To order actuator can.
  • the area of the electronics housing 8, with which it is attached to the throttle body 2 as far as possible or completely corresponds to the contour of the throttle body 2, whereby at Adhesion is given a higher adhesive surface and it is possible beyond that is the area with which the electronics housing 8 on the throttle body 2 is applied to the heat dissipation of the heat loss of the control and / or Evaluation electronics to use, because this heat loss from the intake manifold 3 air flowing through can be removed.

Landscapes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromotorisches Stellglied mit einem Gehäuse und einem auf einer Antriebsseite innerhalb des Gehäuses angeordneten Elektromotors für den Antrieb eines in dem Gehäuse angeordneten beweglichen Elementes, insbesondere einer Drosselklappe, wobei an dem Gehäuse ein separates Elektronikgehäuse zur Aufnahme einer Steuer- und/oder Auswerteelektronik befestigbar ist und die Antriebsseite über elektrische Verbindungsmittel mit dem Elektronikgehäuse verbunden ist
Aus der Firmenschrift "VDO Motormanagement" (T 51/91) ist ein elektromotorisches Stellglied bekannt, das dort unter dem Namen "VDO E-Gas III" gezeigt ist.
Dieses elektromotorische Stellglied weist ein Gehäuse auf, wobei in dem Gehäuse eine Drosselklappenwelle, die eine Drosselklappe trägt, drehbar gelagert ist. Die Drosselklappenwelle wird von einem Stellantrieb angetrieben, der auf einer Antriebsseite innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Dieses elektromotorische Stellglied mit einer Drosselklappe dient der Leistungssteuerung von Fremdkraftmaschinen, von Fahrzeugen, wobei in dieser Firmenschrift ein System gezeigt ist, bei dem die Drosselklappe sowohl über den Stellantrieb als auch über ein mechanisches Gestengel (Bowdenzug) durch die Betätigung eines Gaspedales verstellt werden kann.
Ein elektronisches Steuergerät zur Steuerung des Stellantriebes ist über ein Verbindungskabel mit dem elektromotorischen Stellglied verbunden, wobei das elektronische Steuergerät in einem Fahrzeug in einer größeren Entfernung zu dem elektromotorischen Stellglied, das im Motorraum angeordnet ist, untergebracht ist. So ist in der Regel das elektronische Steuergerät in Fahrtrichtung betrachtet hinter einer Spritzwand oder auch zum Beispiel im Bereich des Handschuhfaches des Fahrzeuges angeordnet. Daraus ergibt sich ein hoher Montageaufwand bei der Installation des E-Gas-Systemes, wobei noch dazu kommt, daß aufgrund der langen Verbindung zwischen dem elektronischen Steuergerät und dem elektromotorischen Stellglied die Ansteuersignale für den Stellantrieb aufgrund elektromagnetischer Einstrahlungen verfälscht werden können, so daß es zu einer fehlerhaften und gegebenenfalls gefährlichen Leistungseintellung kommen kann.
Die Herstellung des Gehäuses des elektromotorischen Stellgliedes mit Drosselklappe hingegen hat sich in den letzten Jahren bewährt, so daß ein solches Gehäuse beispielsweise aus Aluminiumdruckguß rationell gefertigt werden kann.
Neben dem in der Firmenschrift gezeigten E-Gas-System sind auch solche Systeme bekannt, die unter den Begriff "Drive-by-wire" fallen, worunter zu verstehen ist, daß die Betätigung des Gaspedales in ein elektrischen Signal umgesetzt wird, wobei dieses elektrische Signal dem elektronischen Steuergerät zugeführt wird, und das elektronische Steuergerät den Stellantrieb in dem elektromotorischen Stellglied in Abhängigkeit der erfaßten Gaspedalbetätigung ansteuert. Auch hier ist wieder die gleiche, schon eingangs beschriebene Problematik gegeben, daß nämlich das elektronische Steuergerät weit entfernt ist von dem elektromotorischen Stellglied und es so zu Fehlansteuerungen des Stellantriebes kommen kann; sollen diese Fehlansteuerungen durch elektomagnetische Einstrahlungen von außen vermieden werden, ist eine aufwendige Abschirmung der Verbindung zwischen dem elektronischen Steuergerät und dem elektromotorischen Stellglied erforderlich, was ebenfalls aufgrund des hohen Aufwandes für die Abschirmung von Nachteil ist.
Aus der EP-A-0 844 378 ist ein elektromotorisches Stellglied mit einem Gehäuse und einem auf einer Antriebsseite innerhalb des Gehäuses angeordneten Elektromotor für den Antrieb einer in dem Gehäuse angeordneten Drosselklappe bekannt. An dem Gehäuse ist ein separates Elektronikgehäuse mit einer Steuer- und/oder Auswerteelektronik befestigt. Die Antriebsseite ist über durch das Gehäuse geführte Leitungsdrähte mit dem Elektronikgehäuse verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromotorisches Stellglied dahingehend zu verbessern, daß Fehlansteuerungen des Stellantriebes mit einfachen Mittel vermieden werden, auch schon an sich bekannte, in Serie gefertigte Gehäuse des elektromotorischen Stellgliedes weiter verwendet können und eine Serienfertigung mit rationeller Montage ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrischen Verbindungsmittel Bestandteil des Elektronikgehäuses sind und das Drosselklappengehäuse einen Stecker oder eine Buchse aufweist, wobei an dem dem Stecker oder der Buchse zugewandtem Ende der Verbindungsmittel eine auf dem Stecker oder die Buchse abgestimmte Kupplung vorgesehen ist.
Durch die räumliche Nähe des Steuergerätes (Steuer- und/oder Auswerteelektronik) zumindest zu dem Stellantrieb kann die elektrische Verbindung zwischen diesen Teilen kurz gehalten werden, so daß der Weg, auf dem elektomagnetische Einstrahlungen stattfinden können, drastisch reduziert ist. Daurch können elektromagnetische Einstrahlungen das Ausgangssignal eines Sensors, der die Stellung des beweglichen Elementes erfaßt, wobei das Ausgangssignal dem elektronischen Steuergerät zugeführt wird, nicht verfälschen, so daß durch die enge räumliche Nachbarschaft des elektronischen Steuergerätes zu dem Stellantrieb fehlerhafte Ansteuerungen des beweglichen Elementes aufgrund fehlerhafter Stellungssignale, die den Regelprozeß verfälschen, vermieden werden.
Außerdem ist der Vorteil gegeben, daß ein an sich bekanntes (insbesondere das elektromotorische Stellglied, daß aus der Firmenschrift bekannt ist) und sich schon in Serienproduktion befindes Gehäuse nicht abgeändert werden muß, da das Elektronikgehäuse selber an dem Gehäuse des elektromotorischen Stellgliedes befestigt wird. Darüber hinaus wird die Änderung der Formen, mit denen das Gehäuse zum Beispiel im Druckguß hergestellt wird, vermieden, so daß eine teure und aufwendige Änderung der Formen für das Druckgussgehäuse entfallen kann. Dies ist gerade unter wirtschaftlichen Aspekten, insbesondere bei einer Serienproduktion, von großer Bedeutung.
In vorteihafter Weise wird das Elektronikgehäuse an das Gehäuse angeklebt, so daß schnell und einfach eine komplette Einheit sowohl mit der Mechanik (Antrieb) als auch der Elektronik (Steuergerät) in kompakter Bauweise zur Verfügung steht. Darüber hinaus entfällt der lästige Verkabelungsaufwand, der erforderlich wäre, wenn das Steuergerät in Entfernung zu dem Stellglied angebracht wäre.
Dadurch daß die Antriebsseite des elektromotorischen Stellgliedes über elektrische Verbindungsmittel mit dem Elektronikgehäuse verbunden ist und die elektrischen Verbindungsmittel Bestandteil des Elektronikgehäuses sind, wird der Vorteil erreicht, daß das Elektronikgehäuse mit den Verbindungsmitteln in einem Durchgang herstellbar ist, wobei nur noch das Steuergerät (insbesondere die Steuer- und/oder die Auswerteelektronik) in das Elektronikgehäuse eingesetzt werden muß, wobei dann anschließend diese Einheit an dem Gehäuse des elektromotorischen Stellgliedes befestigt werden muß. Dies macht sich bei der Serienfertigung aufgrund einer rationellen Montage positiv bemerkbar.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse ein Drosselklappengehäuse zur Aufnahme einer von dem Elektromotor antreibbaren Drosselklappe, wobei diese Anwendung daher von besonderem Vorteil ist, da innerhalb des Motorraumes von Fahrzeugen nur wenig Bauraum zur Verfügung steht, der nunmehr durch die räumlich benachbarte Anordnung auch des Elektronikgehäuses mit dem Steuergerät optimal ausgenutzt wird. Auch hier ist es wieder von besonderer Bedeutung, daß die Verbindung zwischen dem Steuergerät und dem Stellglied kurz gehalten wird, da gerade bei Ottomotoren, die die Fahrzeuge antreiben, die Zündung mit deren Hochspannungsimpulsen zu Störeinstrahlungen führen kann. Daher ist die unmittelbare Anordnung des Elektronigehäuses zu dem Stellglied von Vorteil, da mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Verbindung einer Erfassungseinrichtung für die Position der Drosselklappe und gegebenenfalls weiterer Erfassungseinrichtungen besonders kurz gehalten werden kann.
Durch die auf den Stecker abgestimmte Kupplung wird auf schnelle Art und Weise die elektrische Verbindung zwischen der Elektronikseite und der Antriebseite hergestelt. Bei einem Stecker auf der Antriebsseite ist die Kupplung beispielsweise als dem Stecker entsprechende Buchse ausgestaltet, wobei bei der Kupplung noch Mittel zum Abdichten dieser Kupplungsverbindung vorgesehen sind. Darüber hinaus ist die Kupplung der elektrischen Verbindungsmittel und/oder das entsprechende Gegenstück auf der Antriebsseite so konstruktiv aufeinander abgestellt, daß ein leichtes und verwechslungsfreies Einführen gegeben ist.
In Weiterbildung der Erfindung weisen das Gehäuse und/oder das Elektronikgehäuse Befestigungsmittel zur gegenseitigen Befestigung aneinander auf. Solche Befestigungmittel können zum Beispiel als Laschen an dem Elektrogehäuse und den Positionen der Laschen an dem Elektronikgehäuse entsprechende Bohrungen mit Gewinde an dem Gehäuse des Stellgliedes, oder umgekehrt, ausgebildet sein, wobei zur Einbringung von Bohrungen mit Gewinde das serienmäßige Gehäuse des Stellgliedes mit nur wenigen zusätzlichen Arbeitsschritten modifiziert werden müßte. Denkbar wäre auch eine geringfügige Modifikation der Form für das Gehäuse des Stellgliedes, um zum Beispiel diese Bohrungen (oder Laschen, wenn entsprechende Bohrungen am Elektronikgehäuse vorgesehen werden) beim Gießen des Gehäuses schon einzubringen.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Steuer- und/oder Auswerteelektronik hochtemperaturfest. Dies hat den Vorteil, daß das der Betrieb des Steuergerätes, das nun im Ansaugbereich der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wo hohe Temperaturen herrschen, zuverlässig arbeitet, so daß auf zusätzliche Isolationen des Elektronikgehäuses verzichtet werden kann. Unter hohen Temperaturen, die im Motorraum des Fahrzeuges herrschen, sind beispielsweise solche Temperaturen in einem Bereich von 80° bis 120° C zu verstehen.
In alternativer oder ergänzender Ausgestaltung der Erfindung ist das Elektronikgehäuse gegen hohe Temperaturen isoliert. Auch damit ist sichergestellt, dass eine nicht unbedingt hochtemperaturfeste Elektronik eingesetzt werden kann, was durch eine entsprechende Isolation des Elektonikgehäuses erreicht wird. Denkbar ist selbstverständlich auch eine Kombination der beiden genannten Maßnahmen, daß nämlich die Steuer- und/oder Auswerteelektronik hochtemperaturfest ausgebildet ist und das Elektronikgehäuse gegen hohe Temperaturen isoliert ist. Darüber hinaus ist es möglich, daß die Elektronik gekühlt wird, insbesondere das deren Verlustwärme durch den Luftstrom im Ansaugbereich und/oder durch sonstige Maßnahmen (wie zum Beispiel der Einsatz eines Lüfters) abgeführt wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Elektronikgehäuse staub- und/oder feuchtigkeitsdicht ausgebildet, wobei diese staub- und/oder feuchtigkeitsdichte Ausbildung auch für die schon erwähnte Kupplung von Bedeutung ist. Damit wird vermieden, daß Verunreinigungen in Form von Staub oder dergleichen oder auch Feuchtigkeit in das Gehäuse des Stellgliedes beziehungsweise in das Elektronikgehäuse eindringen kann, um somit Fehlfunktionen zu vermeiden.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Elektronikgehäuse einen Elektronikgehäusedeckel auf; der insbesondere zumindest einen Steckverbinder aufnimmt. Durch insbesondere staub- und feuchtigkeitsdichte Anbringung des Elektronikgehäusedeckels auf dem Elektronikgehäuse ist die in dem Elektronikgehäuse untergebrachte Steuer- und/oder Auswerteelektronik nicht nur vor Verschmutzungen geschützt untergebracht, sondern auch für Wartungs- beziehungsweise Austauschzwecke jederzeit zugänglich. Über den Steckverbinder, der insbesondere in dem Elektronikgehäusedeckel angeordnet ist, aber auch in dem Elektronikgehäuse vorgesehen werden kann, ist eine Schnittstelle hergestellt, mit der das kompakte Stellglied mit anderen Steuergeräten wie zum Beispiel für eine Schlupfregelung, ein Antiblockiersystem, ein Abstandsregelsystem oder dergleichen kommunizieren kann. Dabei kommt diesem Steckverbinder die Aufgabe zu, daß über ihn Daten mit den anderen Steuergeräten ausgetauscht werden können, so daß Daten, die im Bereich des Stellgliedes mittels Sensoren erfaßt worden sind, an andere Steuergeräte übermittelt und dort weiterverarbeitet werden können, wobei auch Parameter und Daten, die im Bereich der anderen Steuergeräte erfaßt beziehungsweise erzeugt worden sind, dem Steuergerät des Stellgliedes zugeführt werden können.
Eine beispielhafte Ausgestaltung eines elektromotorischen Stellgliedes, daß zur Leistungssteuerung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Ottomotoren, insbesondere von Fahrzeugen, eingesetzt wird, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist im folgenden näher beschrieben und anhand der Figuren erläutert.
Es zeigen:
Figur 1:
eine dreidimensionale Darstellung eines elektromotorischen Stellgliedes,
Figur 2:
eine Draufsicht auf das elektromotorische Stellglied.
In Figur 1 ist eine dreidimensionale Ansicht eines elektromotorischen Stellgliedes 1 mit einer nicht gezeigten Drosselklappe dargestellt. Das Stellglied 1 weist ein Drosselklappengehäuse 2 auf, daß zum Beispiel aus Aluminium-Druckguß hergestellt ist. Das Drosselklappengehäuse 2 weist als einen Hauptbestandteil ein Ansaugrohr 3 auf, wobei der Durchtrittsquerschnitt des Ansaugrohres 3 mittels der Verstellung einer Drosselklappe veränderbar ist. Das Stellglied 1 ist im Ansaugbereich einer Brennkraftmaschine, insbesondere zwischen einem Luftfilter und einem Lufteinlaß der Brennkraftmaschine, angeordnet.
Weiterhin weist das Stellglied eine Antriebsseite 4 auf, deren Hauptbestandteile ein Antriebsgehäuse 5 und ein das Antriebsgehäuse 5 verschließender Antriebsdeckef 6 sind. Das Drosselklappengehäuse 2 und das Antriebsgehäuse 5 sind ein einziges Bauteil und werden in einem Durchgang gegossen. Der Antriebsdeckel 6 kann beispielsweise aus einem anderen Material als das Antriebsgehäuse 5 bestehen. Der Vollständigkeit halber sei ausgeführt, daß auf der Antriebsseite 4 solche Antriebselemente angeordnet sind, die der elektromotorischen Verstellung der Drosselklappe dienen; hierbei handelt es sich insbesondere um ein Untersetzungsgetriebe und gegebenenfalls Mittel zur Einstellung einer Notlaufstellung für die Drosselklappe.
Auf der der Antriebsseite 4 gegenüberliegenden Seite, die als Elektronikseite 7 bezeichnet ist, ist ein Elektronikgehäuse 8 an dem Drosselklappengehäuse 2 angeordnet, wobei das Elektronikgehäuse 8 als separates Bauteil zu dem Drosselklappengehäuse 2 ausgebildet ist. Das Elektronikgehäuse 8 kann entweder aus dem gleichen Material wie das Drosselklappengehäuse 2 oder aus einem anderen Material, wie zum Beispiel Kunststoff, bestehen. In dem Elektronikgehäuse 8 ist ein elektronisches Steuergerät, das eine Steuer- und/oder Auswerteelektronik, die hier nicht gezeigt ist, beinhaltet, wobei die Auswerteelektronik zum Beispiel Signale einer Einrichtung zur Erfassung der Position der Drosselklappe, wobei diese Einrichtung auf der Antriebsseite 4 untergebracht ist, auswertet und der Steuerelektronik zuführt, die aus diesen Signalen und gegebenenfalls weiteren Signalen (wie beispielsweise eine Leistungsanforderung, die mittels eines Gaspedales, dessen Stellung ebenfalls erfaßt und der Steuerelektronik zugeführt wird) den Stellantrieb auf der Antriebsseite 4 ansteuert.
Das Elektronikgehäuse 8 auf der Elektronikseite 7 wird nach dem Einsetzen dieser Steuer- und/oder Auswerteelektronik staub- und feuchtigkeitsdicht mit einem Elektronikdeckel 9 verschlossen, wobei auf dem Elektronikdeckel 9 noch zumindest ein Steckverbinder 10 angeordnet ist, der innerhalb des Elektronikgehäuses 8 mit der Steuer- und/oder Auswerteelektronik vor dem Aufsetzen des Elektronikdeckels 9 verbunden wird oder durch Aufsetzen des Elektronikdeckels 9 automatisch mit dieser Elektronik verbunden wird. Über die Steckverbinder 10 findet wie oben schon beschrieben ein Datenaustausch statt.
Weiterhin sind zwischen der Antriebsseite 4 und der Elektronikseite 7 elektrische Verbindungsmittel 11 vorgesehen, mittels derer zumindest die elektrische Verbindung zwischen der Steuerelektronik in dem Elektronikgehäuse 8 und dem Stellantrieb auf der Antriebsseite 4 hergestellt wird. Diese elektrischen Verbindungsmittel 11 sind insbesondere Bestandteil des Elektronikgehäuses 8, so daß mit Anbringung des Elektronikgehäuses 8 an dem Drosselklappengehäuse 2 (zum Beispiel durch Ankleben) auch mittels der elektrischen Verbindungsmittel 11 die elektrische Verbindung auf die Antriebsseite 4 herbestellt ist.
Alternativ dazu ist es denkbar, daß die elektrischen Verbindungsmittel 11 Bestandteil des Antriebsgehäuses 5 sind oder ein separates Bauteil bilden, was zwischen der Antriebsseite 4 und der Elektronikseite 7 einsetzbar ist.
In Figur 2 ist eine Draufsicht auf das elektromotorische Stellglied 1 gezeigt, wobei gleiche Elemente wie Figur 1 mit den gleichen Bezugsziffem versehen sind. Zusätzlich gegenüber den in Figur 1 gezeigten Elementen ist auf der Antriebsseite 4 erkennbar, daß das Antriebsgehäuse 5 einen Stecker 12 aufweist, der in Figur 2 nur schematisch angedeutet ist. Dieser Stecker 12 ist bei elektromotorischen Stellgliedern der Anmelderin schon jetzt in Serie, so daß sich die Erfindung die Tatsache zu Nutze macht, daß bisher in Serie produzierte Stellglied 1 (bestehend aus Drosselklappengehäuse 2, Antriebsgehäuse 5 und Antriebsdeckel 6) ohne weitere Modifikationen weiterverwenden zu können und gleichzeitig die Steuer- und/oder Auswerteelektronik räumlich näher zu dem Stellglied anordnen zu können. Zu diesem Zweck sind die elektrischen Verbindungsmittel 11 an dem Stecker 12 zugewandten Ende mit einer Kupplung 13 versehen, wobei diese Kupplung 13 auf die Geometrie und die elektrischen Anschlüsse des Steckers 12 abgestimmt ist. Durch die in Figur 2 gezeigte konstruktive Ausgestaltung wird es ermöglicht, daß mit Anbringung des Elektronikgehäuses 8 an dem Drosselklappengehäuse 2 gleichzeitig auch die elektrische Verbindung der Antriebseite 7 schnell und ohne zusätzlichen Arbeitsschritt hergestellt ist.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß der Bereich des Elektronikgehäuses 8, mit dem er an dem Drosselklappengehäuse 2 befestigt ist, weitestgehend oder vollkommen der Kontur des Drosselklappgehäuses 2 entspricht, wodurch beim Ankleben eine höhere Klebefläche gegeben ist und es darüber hinaus möglich wird, die Fläche, mit der das Elektronikgehäuse 8 an dem Drosselklappengehäuse 2 anliegt, zur Wärmeabfuhr der Verlustwärme der Steuer- und/oder Auswerteelektronik zu verwenden, da diese Verlustwärme von der das Ansaugrohr 3 durchströmenden Luft abgeführt werden kann.
Bezugszeichenliste:
1.
elektromotorisches Stellglied mit Drosselklappe
2.
Drosselklappengehäuse
3.
Ansaugrohr
4.
Antriebsseite
5.
Antriebsgehäuse
6.
Antriebsdeckel
7.
Elektronikseite
8.
Elektronikgehäuse
9.
Elektronikdeckel
10.
Steckverbinder
11.
elektrische Verbindungsmittel
12.
Stecker
13.
Kupplung
14.
Elektromotor

Claims (8)

  1. Elektromotorisches Stellglied (1) mit einem Gehäuse (2) und einem auf einer Antriebsseite (4) innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Elektromotors (14) für den Antrieb eines in dem Gehäuse (2) angeordneten beweglichen Elementes, insbesondere einer Drosselklappe, wobei an dem Gehäuse (2) ein separates Elektronikgehäuse (8) zur Aufnahme einer Steuer- und/oder Auswerteelektronik befestigbar ist und die Antriebsseite (4) über elektrische Verbindungsmittel (11) mit dem Elektronikgehäuse (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungsmittel (11) Bestandteil des Elektronikgehäuses (8) sind und das Drosselklappengehäuse (2) einen Stecker (12) oder eine Buchse aufweist, wobei an dem dem Stecker (12) oder der Buchse zugewandtem Ende der Verbindungsmittel (11) eine auf dem Stecker (12) oder die Buchse abgestimmte Kupplung (13) vorgesehen ist.
  2. Elektromotorisches Stellglied (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) ein Drosselklappengehäuse (2) zur Aufnahme einer von dem Elektromotor (14) antreibbaren Drosselklappe ist.
  3. Elektromotorisches Stellglied (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselklappengehäuse (2) und/oder das Elektronikgehäuse (8) Befestigungsmittel zur gegenseitigen Befestigung aneinander aufweisen.
  4. Elektromotorisches Stellglied (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikgehäuse (8) an das Drosselklappengehäuse (2) angeklebt wird.
  5. Elektromotorisches Stellglied (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und/oder Auswerteelektronik hochtemperaturfest ist.
  6. Elektromotorisches Stellglied (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikgehäuse (8) gegen hohe Temperaturen isoliert ist.
  7. Elektromotorisches Stellglied (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikgehäuse (8) staubund feuchtigkeitsdicht ausgebildet ist.
  8. Elektromotorische Stellglied (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikgehäuse (8) einen Elektronikgehäusedeckel (9) aufweist, der insbesondere zumindest einen Steckverbinder (10) aufnimmt.
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