節流位置傳感器、燃料供應單元及其控制模塊、點火系統的製作方法

2023-05-21 18:58:51 2

專利名稱：節流位置傳感器、燃料供應單元及其控制模塊、點火系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃料供應單元，例如，化油器或低壓噴射系統，用於控制供應至內燃機的空氣/燃料混合物。該燃料供應單元包括設置有安裝於其中的節流閥(throttlevalve)的主空氣通道，該節流閥包括在彼此相對設置的兩個軸側之間延伸的節流軸(throttle shaft)。此外,本發明涉及燃料供應單元的控制模塊及其動力供應以及與發動機的點火系統的可能配合。
背景技術：
兩衝程或四衝程類型的內燃機通常設置有化油器類型或噴射類型的燃料供應系統。在化油器中，化油器的節流閥受操作者要求的影響，使得大開的節流閥產生化油器筒中最小的節流。由經過化油器文丘裡管中的空氣所產生的低壓將燃料吸入發動機中。對於手持式發動機應用來說，膜片式(diaphragm-type，隔膜式)化油器尤其有用，其中，基本上可在任何方向上操作發動機，包括顛倒的方向。這種化油器典型地包括將燃料從燃料箱吸出並經由針閥將燃料供應至燃料壓力調節器的燃料泵。燃料壓力調節器通常包括儲存從燃料泵供應的燃料的燃料計量室，並且通常用將燃料壓力調節至恆壓的膜片將燃料計量室與大氣隔開。當膜片移動時，針閥打開和關閉從燃料泵到燃料計量室的燃料通道。經由主通路和怠速通路(idle channel)，燃料從燃料計量室輸送至主空氣通道。主通路流體地通向在節流閥之前的主空氣通道中的主噴嘴，而怠速通路流體地通向在節流閥之後不遠的怠速噴嘴(idle nozzle)。局部環境條件(例如溫度和海拔，以及發動機負載和所使用的燃料類型)會影響發動機性能。例如，在寒冷天氣中操作的發動機需要額外的燃料，因為寒冷條件阻止燃料汽化並且冷空氣密度較大，需要額外的燃料來實現適當的燃料/空氣比率。在更高的海拔處，空氣密度較小，並且需要較少的燃料來獲得適當的燃料/空氣比率。不同的燃料質量也可能影響空氣-燃料比率，例如由於燃料中氧氣的量。發動機在起動、加熱、加速以及減速時也可能有不同的表現。所有這些因素對最佳燃料-空氣比率所需的燃料量具有影響；因此，希望能夠在發動機運行期間輕鬆地影響空氣-燃料比率。傳統地，化油器發動機已經設置有固定噴嘴或可手動調節的噴嘴，以調節空氣-燃料比率。然而，由於對更低燃料消耗的要求和對更清潔的廢氣的要求共同增加，而且也已經建議電控噴嘴，例如，如在US 5732682中建議的，例如，通過在燃料計量室與主空氣通道中的噴嘴之間的通道中設置電磁閥。雖然通常在減少對大氣的有害排放上有效，但是具有電磁閥的化油器更昂貴，且在裝配時可能需要更多時間，因此增加與化油器的製造相關的總成本。使用螺線管型的燃料閥的另一問題是增加動力消耗。尤其是當發動機怠速運行時，所產生的能量低，並且因此，能夠以在怠速期間將能量消耗保持較低的方式控制發動機是有利的。用於控制空氣燃料比率的一個參數是節流閥的角位置，其能夠從節流位置傳感器(throttle position sensor)得到。已知的節流位置傳感器包括霍爾傳感器和用於檢測蝶形節流閥的與內燃機的全油門狀態相對應的全開位置的磁體。設置有磁體的可移動部與節流閥一起旋轉，並具有與節流閥的全開狀態相對應的端位置。提供數字型霍爾傳感器，並將其設置為，根據其是否被所述磁體驅動(actuated)，而產生兩個可能信號中的一個。可移動部上的磁體被設置為，當可移動部處於所述端位置中時，驅動霍爾傳感器，由此由霍爾傳感器產生輸出信號，該輸出信號由信號處理裝置處理。所稱得霍爾傳感器通常包括實際的霍爾傳感器和集成電路(IC)放大器。上述類型的節流位置傳感器的主要缺點是，其僅提供檢測內燃機的全油門狀態的可能性，並且不可能對部分油門和怠速進行區別。通常稱做旋轉角度檢測器的傳統節流位置傳感器也具有磁體，其與節流閥一起旋轉。根據磁體的角度，磁場強度將在霍爾傳感器的位置處改變，並且霍爾傳感器的輸出電壓根據磁場強度而連續變化，並且因此也隨著節流閥的打開角度而變化。霍爾傳感器的輸出信號可由信號處理裝置處理，以轉換成角度。例如，霍爾傳感器的特性隨著溫度而變化，並且因此可提供溫度傳感器以測量霍爾傳感器的溫度，從而校正裝置在霍爾傳感器的不同溫度下應用校正補償。所稱的霍爾傳感器通常包括霍爾傳感器和集成電路(IC)放大器。通常，設置有這種角度檢測器的燃料供應單元昂貴且複雜，並且為了特定應用必須定製，這意味著其僅由非常少量的供應商提供。

發明內容
本發明的一個目的是，提供一種具有低燃料消耗和低廢氣排放的燃料供應系統。通過一開始提到類型的燃料供應單元來實現此目的，其中，用於燃料供應的控制模塊安裝至燃料供應單元的一個軸側。控制模塊包括用於監測節流閥的位置的節流位置傳感器、用於控制對主空氣通道的燃料供應的燃料閥，並且可能包括用於控制對主空氣通道的空氣供應的空氣閥。這樣，對於當前條件，可更輕鬆地調節供應至發動機的空氣/燃料混合物，並且因此降低燃料消耗。具有適當的空氣/燃料混合物也使得能夠從發動機獲得最大的動力輸出，這對於例如操作者攜帶式動力工具(例如，鏈鋸)來說非常有利。本發明的另一目的是，提供一種具有低動力消耗的燃料供應系統。通過燃料閥以及可能還通過空氣閥來實現此目的，燃料閥和空氣閥用於控制供應至內燃機的空氣/燃料混合物，當改變狀態時，即，從關閉轉換到打開或從打開轉換到關閉，僅對至少其中的一個閥供應動力。更具體地，通過螺線管類型的一個閥/多個閥來實現此目的，在詳細描述部分中將進一步描述所述閥。具有低動力消耗非常有利，因為這樣能夠通過點火系統對燃料供應系統供應動力，這意味著，不需要例如電池或發電機。電池或發電機增加產品的成本和重量，這尤其是對於手持或其他操作者攜帶式動力工具來說並不非常有利。沒有電池或發電機也使得能夠獲得更小的產品，當然這在許多情況下都是有利的，不僅是對於由操作者攜帶的產品。本發明的又一目的是，提供一種具有低燃料和動力消耗並且還提供簡單的動力供應單元的燃料供應系統。此目的通過在控制模塊中設置至少某些用於控制供應至發動機的空氣/燃料混合物的裝置來實現，該控制模塊安裝至上面所說明的燃料供應單元。這樣，可使用標準類型的燃料供應單元，其由任何燃料供應單元製造商以低價格簡單地製造。當需要替換控制模塊或燃料供應單元時，或當維修燃料供應系統時，具有分開的控制模塊也是有利的。


下面將參照附圖通過其各種實施例更詳細地描述本發明。圖1是示出了供應至膜片式化油器的燃料供應的示意圖；圖2和圖3是控制模塊、燃料閥、節流位置傳感器的第一實施例、排氣閥以及化油器主體的分解圖；圖4是示出了節流位置傳感器的第一實施例的控制模塊的透視圖；圖5是控制模塊的主視圖；圖6示出了控制模塊的後視圖；圖7a和圖7b示出了磁場導向裝置(magnetic field guide),其是節流位置傳感器的第一實施例的可移動部的一部分；圖8是排氣閥和安裝至化油器的控制模塊的節流位置傳感器的第一實施例的橫截面；圖9是燃料閥的示意性橫截面；圖1Oa至圖1Oq是節流位置傳感器的第一實施例的構造的磁場導向裝置的示意圖；圖11示出了節流位置傳感器的第三實施例；圖12示出了節流位置傳感器的第三實施例的另一視圖。
具體實施例方式圖1是示出了膜片式化油器形式的燃料供應單元的示意圖。化油器主體I具有從進氣口側23延伸至出氣口側24的主空氣通道3。如箭頭所示，空氣從主體I的進氣口側23，經由阻風門10、文丘裡管11，然後是節流閥8、9，朝著主體I的出氣口側24抽吸。如在圖2和圖3中看到的，主體I具有六個側面；進氣口側23與出氣口側24相對，燃料泵側4與燃料調節器側5相對，以及第一軸側6與第二軸側7相對。節流閥8、9和阻風門10優選為具有閥軸和閥板的蝶型閥，節流板的標號是9，而節流軸的標號是8。用於節流軸8的孔的標號是110，而用於阻風門的孔的標號是111。燃料泵20位於主體的燃料泵側4，並從燃料箱22抽吸燃料。燃料泵可以是已知的脈動控制膜片泵(pulsation controlled diaphragm pump),由發動機的曲軸箱產生的壓力脈衝驅動，化油器為發動機供應空氣和燃料的混合物。燃料泵20將燃料經由針閥21供應至位於相對的燃料調節器側5處的燃料調節器17的燃料計量室18。燃料計量室18通過膜片19與大氣壓隔離，並且該燃料計量室能夠保持預定量的燃料。管道27從燃料計量室18通向燃料閥60。燃料閥60打開或關閉燃料計量室18與燃料管線28、29之間的互相連接，通向主空氣通道3。較小的通路28通向節流閥8、9下遊的怠速噴嘴12，而較粗糙的通路29通向節流閥8、9上遊的主噴嘴13。由於當發動機運行時，主空氣通道3中變化的壓力，通過主噴嘴13和怠速噴嘴12從燃料計量室18抽吸燃料；當然，當燃料閥60關閉時，阻止從燃料計量室18抽吸燃料。當節流閥關閉時，從怠速噴嘴12抽吸燃料，並且當節流閥8、9全開時，從怠速噴嘴12和主噴嘴13抽吸燃料，然而，由於通向主噴嘴13的較粗糙的燃料管線29充分地大於通向怠速噴嘴12的較精細的燃料管線
28,所以怠速噴嘴12在全油門(full throttle)期間幾乎不影響燃料供應。燃料閥60由電子控制單元100控制，該電子控制單元接收傳感器輸入，例如，來自節流位置傳感器30 ；300的節流位置，來自發動機速度傳感器101的發動機速度，以及可選地附加傳感器102(例如，溫度傳感器)的傳感器輸入。電子控制單元100能夠利用這些傳感器輸入確定何時打開或關閉燃料閥60。電子控制單元100也可控制排氣閥40，以旁通節流閥8、9上的空氣。電子控制單元100還設置成向內燃機的點火系統傳遞信息。該信息通過監測裝置30 ;300、40、60中的至少一個的狀態而獲得，並且所述點火系統設置成根據所述信息控制點火定時。電子控制單元100也可設置成向內燃機的點火系統傳遞信息。該信息通過監測節流位置檢測裝置30 ；300的狀態而獲得，並且所述點火系統設置成根據所述信息控制點火定時。點火系統可設置成在內燃機的怠速狀態下控制點火定時，以控制怠速速度。如在圖2和圖3中看到的，燃料閥60與排氣閥40的主要部件以及節流位置傳感器30 ；300優選地安裝在控制模塊2中。優選地，電子控制單元100 (僅在圖1中示出)以及相應的電子部件(例如電容器)也安裝在控制模塊2中，從而控制模塊2能夠與化油器分開地裝配，即，在分開的生產線上裝配。控制模塊2安裝至第二軸側7，然而，也可將其安裝在第一軸側6或燃料調節器側5，當然，由此必須改變主體I中的燃料管線27、28、29的路徑。控制模塊2優選地由單個單元組成，但是，當然也能分成若干個單元，這些單元能夠安裝在燃料供應單元I的不同側4、5、6、7上。關於下面描述的燃料閥60和排氣閥40，方向「前」和「後」與化油器的主體I相關，其中，術語「前」指的是位於面向主體I的端部處的元件，而「後」指的是位於相對端的元件。燃料閥現在將參照圖1至圖3、圖5、圖6及圖9描述燃料閥60。燃料閥60包括:具有軸向延伸的腔室63的閥體73,包括永磁體62的能軸向移動的活塞61,用於當通電(energized)時施加磁力以使活塞61在打開和關閉位置之間快速移動(snap)的電磁操作裝置68a、68b,以及位於腔室63的每個縱向端處的兩個相對設置的鐵磁元件66、67。軸向延伸的腔室63在遠離主體I的方向上延伸，並具有兩個相對設置的閥座64、65,用於限制活塞61的軸向運動,前閥座64位於面向主體I的縱向端處，而後閥座65位於相對的縱向端處。在面向主體I的縱向端處，還設置有兩個埠，第一埠 71和第二埠72，其中一個埠 72用作燃料閥的進入埠，而另一個埠 71用作燃料閥60的排出埠。當燃料閥60打開時，這些埠彼此流體連通，在它們之間形成流體通道。第一埠 71 (優選地是進入埠 )能夠作為前閥座64中的開口，並且該第一埠連接至燃料管線27，該燃料管線在主體I的第二軸側7處具有連接開口。活塞61的前端具有適於關閉第一埠 71的開口的橫截面。第一埠 71優選地是連接至燃料管線27的具有圓形橫截面的通路。第二埠 72 (優選地是排出埠)能夠位於前閥座64的旁邊，並且該第二埠連接至燃料管線28、29，燃料管線28、29在主體I的第二軸側7處具有共用的連接開口。在每個閥座64、65處,具有鐵磁兀件66、67，前鐵磁兀件66和後鐵磁兀件67,優選地是鐵芯的形式。這些鐵磁元件66、67用來提供兩個穩定的閥位置，當活塞61鄰接後閥座65時的打開位置，和當活塞61鄰接前閥座64時的關閉位置。在關閉位置處，活塞61的前端關閉前閥座64處的第一埠 71，防止流體在第一埠 71和第二埠 72之間流動。前鐵磁元件66至少部分地圍繞第一埠 71的通路，優選地是圍繞通路的鐵管的形式，即，優選地，前鐵磁元件66提供第一埠 71的通路的一部分。活塞61的磁體62至少是活塞61的一部分；優選地，整個活塞61都是磁體62。活塞61的磁體62在縱向方向上磁性地定向，具有前磁極62a和後磁極62b，前磁極面向與前鐵磁兀件66相互作用的前閥座64,後磁極面向與後鐵磁兀件67相互作用的後閥座65。磁體62與相應的鐵磁元件66、67之間的磁力控制成使得當活塞61鄰接前閥座64時，前磁極62a與前鐵磁元件66之間的磁力比後磁極62b與後鐵磁元件67之間的磁力強，並使得當活塞61鄰接後閥座65時，後磁極62b與後鐵磁元件67之間的磁力比前磁極62a與前鐵磁元件66之間的磁力強。磁體62與相應的鐵磁元件66、67之間的磁力通過使它們間隔而彼此不直接接觸來來控制，通過相應地用前後閥座64、65的相應的前後非磁性材料69、70來使它們間隔。這樣做的主要原因是為了避免鐵磁元件66、67與磁體62之間的直接接觸，因為鐵磁元件與磁體越靠近，它們之間的磁力會成指數地增長；因此，通過使它們間隔，它們之間的力曲線的斜度就不會像它們直接接觸時那麼陡，這是生產中的公差不需要像它們不間隔時那麼高的原因。應該觀察到，當然，通過在活塞61的相應端處設置非磁性材料，而不是在閥座64、65中封裝鐵磁元件66、67，能夠實現該間隔。如果間隔絕緣材料太薄，那麼存在其將磨損的危險，從而磁力將急劇增加。優選地，間隔材料是具有0.3mm至3_的範圍內的厚度的聚合物，更優選地，其厚度範圍為0.5mm至2mm。優選地，活塞是具有2mm至12mm的範圍內的直徑的圓柱體，更優選地，活塞的直徑的範圍為3mm至8mm，並且優選地，活塞具有比直徑長的長度。由纏繞在閥體73的軸向延伸的腔室63周圍的兩個電磁線圈68a、68b提供電磁操作裝置68a、68b。電磁線圈68a、68b在彼此相反的纏繞方向上纏繞，其中，兩個電磁線圈68a、68b中的第一個電磁線圈68a用於從打開位置快速移動至關閉位置,而兩個電磁線圈的第二個電磁線圈68b用於從關閉位置快速移動至打開位置。當然，將可行的是使一個或多個電磁線圈68a、68b在相同方向上纏繞，並且替代地，切換電流方向以在兩個位置之間快速移動。應該觀察到，不需要使電磁線圈68a、68b通電以將活塞61保持在兩個穩定位置中的任何一個位置處，從而燃料閥60是雙穩定的。排氣閥現在將參照圖2至圖3、圖5、圖6以及圖8描述排氣閥40。排氣閥40包括:具有軸向延伸的腔室43的閥體52，包括永磁體42的能軸向移動的活塞41，用於施加磁力以便當通電時使活塞41在打開和關閉位置之間快速移動的電磁操作裝置48a、48b，以及位於腔室43的每個縱向端處的兩個相對設置的鐵磁元件46、47。軸向延伸的腔室43在遠離主體I的方向上延伸，並具有相對設置的兩個閥座44、45，以限制活塞41的軸向運動，前閥座44位於面向主體I的縱向端處，後閥座45位於相對的縱向端處。活塞41包括由非磁性材料(優選地是聚合物材料)製成的前部54、和後部55，後部包括磁體42。前部54穿過前閥座44中的閥座孔51而伸出，該閥座孔51具有大到足以使前部54伸出但是小到足以防止後部55伸出的橫截面。節流閥板9在閥板9的邊緣中具有閥板孔25，並且化油器的主體I具有通向主空氣通道3的孔26，使得當活塞41與節流閥8、9處於它們的關閉位置中時，活塞前部54的前端53適於主要填充所述閥板孔25。當活塞處於其關閉位置中時，前端53從閥板孔25收回，允許排氣通過節流閥8、9，即使當其關閉時。閥板孔25的面積優選地在Imm2至12mm2的範圍內，更優選地在2mm2至8mm2的範圍內。在每個閥座44、45處,具有鐵磁元件46、47，前鐵磁元件46和後鐵磁元件47,優選地是鐵芯的形式。這些鐵磁元件46、47用來提供兩個穩定的閥位置，當活塞41的後部55鄰接後閥座45時的打開位置，和當活塞41的後部55鄰接前閥座44時的關閉位置。前鐵磁元件46至少部分地圍繞閥座孔51，優選地是圍繞孔的鐵管的形式，即，優選地，前鐵磁元件46提供孔的至少一部分。活塞41的磁體42至少是後部55的一部分，優選地是除了後部55的前端以外的整個後部55，該後部55的前端優選地為非磁性材料，用作前間隔元件49，使磁體42與前鐵磁元件46間隔。磁體42在縱向方向上磁性定向，具有前磁極42a和後磁極42b，前磁極面向與前鐵磁元件46相互作用的前閥座44,後磁極面向與後鐵磁元件47相互作用的後閥座45。磁體42與相應的鐵磁元件46、47之間的磁力控制成使得當活塞41鄰接前閥座44時，前磁極42a與前鐵磁元件46之間的磁力比後磁極42b與後鐵磁元件47之間的磁力強，並使得當活塞41鄰接後閥座45時，後磁極42b與後鐵磁元件47之間的磁力比前磁極42a與前鐵磁元件46之間的磁力強。活塞41的前部54優選為非磁性材料，更優選地為聚合物材料。磁體42與相應的鐵磁元件46、47之間的磁力是通過將它們間隔而彼此不直接接觸來控制的。因此，後閥座45包括在後鐵磁元件47的前面的間隔後非磁性材料50。不需要用非磁性材料覆蓋前閥座44，因為與前壁座接觸的後部的前端是非磁性的。這樣做的主要原因是為了避免鐵磁元件46、47與磁體42之間的直接接觸，因為鐵磁元件與磁體越靠近，它們之間的磁力會成指數地增長；因此，通過使它們間隔，它們之間的力曲線的斜度不會像它們直接接觸時那麼陡，這是生產中的公差不需要像它們不間隔時那麼高的原因。應該觀察到，當然，通過在閥座44、45或活塞41的接觸部分處設置非磁性材料能夠實現該間隔。如果間隔絕緣材料太薄，那麼存在其將磨損的危險，從而磁力將急劇增加。優選地，間隔材料是具有0.3mm至3mm的範圍內的厚度的聚合物,更優選地,其厚度範圍為0.5mm至2mm。活塞41的後部55優選地是具有2mm至12mm的範圍內的直徑的圓柱體，更優選地，其直徑範圍為3mm至8mm，並且活塞優選地具有比直徑長的長度。由纏繞在閥體52的軸向延伸的腔室43周圍的兩個電磁線圈48a、48b提供電磁操作裝置48a、48b。電磁線圈48a、48b在彼此相對的纏繞方向上纏繞，其中，兩個電磁線圈48a、48b中的第一個電磁線圈48a用於從打開位置快速移動至關閉位置,而兩個電磁線圈中的第二個電磁線圈48b用於從關閉位置快速移動至打開位置。當然，將可行的是使一個或多個電磁線圈48a、48b在相同方向上纏繞，並且替換地，切換電流方向以在兩個位置之間快速移動。應該觀察到，不需要使電磁線圈48a、48b通電以使活塞41保持在兩個穩定位置的任何一個位置處，從而旁通空氣閥40是雙穩定的。旁通空氣閥的能量消耗保持較低，因為僅當在關閉和打開位置之間快速移動時需要使其通電。通過具有消耗較低能量的雙穩定的旁通空氣閥，可以在怠速期間積極地使用它，以補償影響發動機性能的不同條件，例如，補償瞬時燃料質量、氣壓、空氣濾清器的條件、內摩擦等。當起動機器時，使用排氣閥，通過打開排氣閥，能夠幫助起動。當然，如上所述使燃料閥是雙穩定的對於使用該燃料閥的機器的能量消耗來說也是有利的。節流位置傳感器現在將參照圖1至圖8和圖1Oa至圖1Oq更詳細地說明節流位置傳感器30。如圖2至圖3和圖5至圖8所示，第一實施例的節流位置傳感器30包括可移動部34，其基本上具有沿著中心平面分成兩半的杯子形狀。可移動部34可相對於燃料供應單元I和固定部33移動，如圖2至圖6和圖8所示，並且可移動部34連接至節流軸8，如圖8所示。所述節流軸8固定地連接至內燃機的化油器的節流閥8、9的節流閥板9。代替化油器，可使用其他類型的燃料供應單元1，例如低壓噴射系統。節流位置傳感器30有利地連接至燃料供應單元I 一側的節流軸8的伸出端，如圖8所示。然而，節流位置傳感器30也可連接至節流軸8的兩端，或連接至響應於例如節流杆而旋轉的其它的某種裝置。節流軸8是節流閥8、9的一部分,並固定地連接至節流閥板9。圖1和圖8所示的節流閥8、9是蝶型閥，並具有兩個端位置，這兩個端位置代表打開和關閉位置，這些位置又對應於內燃機的怠速和全油門狀態。在第一實施例中，這些端位置隔開約75°的角距離，但是當然這也可變化。在兩個端位置之間是部分油門(part throttle)範圍。可移動部34與節流軸8能夠固定地連接或通過運動傳遞元件連接，以具有適合的運動。這意味著，在節流軸8與可移動部34之間會存在齒輪或其他元件，以傳遞節流軸8的運動，允許可移動部34相對於節流軸8旋轉更長或更短的角距離。例如，可移動部34能夠布置成在節流軸8與節流閥8、9的兩個端位置之間旋轉180°。這種運動傳遞元件未在圖中示出。固定部33相對於可移動部34固定,並設置有多個對,每個對包括一個磁通量產生裝置31和一個磁敏兀件32。當磁通量未被磁通量導向裝置35屏蔽時,磁敏兀件32由同一對中的磁通量產生裝置31的磁通量所驅動。磁通量導向裝置35連接至可移動部34，或是可移動部的一部分。所述實施例的磁通量導向裝置35包括5個齒36a-e，如圖7a至圖7b所示，並與可移動部34 —起沿著基本圓形的運動路徑在節流閥8、9的兩個端位置之間旋轉。替代地，運動路徑可設置成基本為線性的。磁通量導向裝置35的齒36a-e設置成屏蔽從磁通量產生裝置31產生的磁通量，並因此減弱磁敏元件32處的磁通量密度。替代地，齒36a-e可設置成加強磁敏元件32處的磁通量密度。在這種構造中，磁通量產生裝置31和磁敏元件32可設置在磁通量導向裝置35的運動路徑的同一側上。在這種構造中，當齒36a_e處於所述齒36a_e與磁通量產生裝置31 —起形成磁路的位置中時，磁敏元件32被驅動。當經過齒36a-e而非氣隙時，由於磁路的磁阻減小，因而增強了磁通量密度。磁敏元件32布置成對於磁通量導向裝置35的某些位置，並由此也對於節流閥8、9的某些位置，由增強的磁通量對其進行驅動。磁敏元件32是數字霍爾傳感器32，其能夠產生兩個可能輸出中的一個，驅動或未驅動，根據磁通量密度，例如，對於高於閾值的通量密度產生數字值「 I 」，對於低於所述閾值的通量密度產生「O」。如圖6所示，節流位置傳感器30的第一實施例包括以三個對的形式設置的三個磁體31和三個數字霍爾傳感器32，每對包括一個磁體31和一個數字霍爾傳感器32。每個霍爾傳感器32構造為產生兩個可能值中的一個，驅動或未驅動。替代地，例如，為了提高可靠性，一對能夠包括多於一個的磁體31和多於一個的霍爾傳感器32。磁體31和霍爾傳感器32安裝在節流位置傳感器30的固定部33上。因此，磁通量導向裝置35的齒36a_e與節流軸8 一起相對於固定部33移動。磁通量導向裝置35具有穿過三對中的每對(每對包括一個磁體31和一個霍爾傳感器32)的運動路徑。當齒36a-e定位在這種對的磁體31與霍爾傳感器32之間時，磁通量被屏蔽，並且在霍爾傳感器32處大幅減弱，使得霍爾傳感器32從驅動變成未驅動。節流位置傳感器30的每個可檢測的位置對應於節流位置傳感器30的狀態。該狀態由所有霍爾傳感器32的狀態一起形成。與怠速和全油門對應的狀態是唯一的，但是與部分油門範圍對應的狀態不是唯一的，這意味著，相同的狀態在部分油門範圍內會出現多次。然而，部分油門範圍內的每組三個連續狀態的每個狀態相對於其他兩個狀態來說是唯一的。這使得可能檢測部分油門範圍內的變化方向。因此，根據此實施例的節流位置傳感器30允許指示怠速、全油門和部分油門以及部分油門內的變化方向的可能性。如果被驅動的霍爾傳感器32用數字值「I」表示，而未驅動的霍爾傳感器32由數字值「O」表示，那麼，具有三個霍爾傳感器32和三個磁體31的節流位置傳感器30能夠具有在從「000」到「111」範圍的三個值的可能狀態，這些值代表第一、第二和第三霍爾傳感器32的值。通過三個磁體31和三個霍爾傳感器32以及具有五個齒36a-e的磁通量導向裝置35，至少能夠獲得十三個狀態。對於所述實施例，節流閥8、9的兩個端位置的兩個唯一狀態是「000」和「011」，當然，能夠顛倒或以其他方式改變。用最左邊的值代表的第一霍爾傳感器32僅對於怠速和全油門狀態具有值「O」。這是確保節流位置傳感器30的唯一狀態的方便的方式。然而，這意味著，不使用狀態「010」和「001」。替代地，改變構造，以便也使用這些狀態。部分油門範圍對應於以下十一個狀態:『100 101 111 110100 101 111 110100 101 111』能夠發現包括四個不同狀態『100 101 111 110』的兩個完整系列。具有六個齒36a-e的磁通量導向裝置35的構造將增加一個這種系列，具有七個齒36a_e的磁通量導向裝置35將增加兩個系列，等等。對於去除齒36a_e來說，將會出現相反的結果。具有四個齒36a_e的磁通量導向裝置35將意味著系列的數量減去一，並且對於3個齒36a_e,減去二。圖1Oa至圖1Oq中示出了具有六個齒36a_e和五個間隙的磁通量導向裝置35的示意圖，其中，五個間隙用五個孔代表。圖1Oa至圖1Oq進一步示出了磁通量導向裝置35的17個位置，其中，每個位置代表節流位置傳感器30的可能狀態，並且，用SI至S3表示的三條線代表三個對(每對由一個霍爾傳感器32和一個磁體31組成)的位置。跨越(across)孔的線意味著霍爾傳感器32沒有從磁體31屏蔽，因此被驅動，這進一步表示，由霍爾傳感器32產生數字值「I」。圖1Oa示出了磁通量導向裝置35的最右邊的位置，其對應於怠速。當磁通量導向裝置35接著向左側移動時，節流位置傳感器30經過圖1Ob至圖1Op中所示的部分油門狀態。圖1Oq中所示的磁通量導向裝置35的最左邊位置對應於全油門。因此，圖1Oa至圖1Oq對應於節流位置傳感器30的以下17個可能狀態:『000100 101 111 110100 101 111 110100 101 111 110100 101 111011』對於具有三個齒36a_e的磁通量導向裝置35，以下狀態是可能的:『000100 101 11101Γ 對於三個齒36a_e，所有五個狀態都是唯一的，這對於也在部分油門範圍內實現精確定位是有利的。如果使用一個或兩個齒36a-e，那麼三個磁體31和三個霍爾傳感器32不是必需的。因此，具有兩個磁體31和兩個霍爾傳感器32的構造是更理想的，其與一個或兩個齒36a-e—起能布置為產生四個狀態，例如:『11 10 0010，。在第一實施例的非常簡單的構造中，僅有一個齒36a_e與兩個磁體31和兩個霍爾傳感器32組合使用，並設置為僅產生兩個狀態，怠速和全油門。在另一構造中，磁體31和霍爾傳感器32安裝在可移動部34上，並且磁通量導向裝置35安裝在固定部33上。齒36a_e越多，更好的解析度越是可能的，這意味著，能夠檢測到部分油門範圍內的更小的變化。應該理解，能夠以許多方式改變磁通量導向裝置35的構造，以提供另一順序的可能狀態，或具有更多的可能狀態或更少的可能狀態。例如，能夠顛倒構造，即，圖7a至圖7b中的齒36a_e能夠改變成間隙，並且間隙能夠改變成齒36a_e，從而節流位置傳感器30的可能狀態也能夠顛倒。在節流位置傳感器30的第二實施例中，磁體31安裝在可移動部34上，並且數字霍爾傳感器32安裝在固定部33上，且不使用磁通量導向裝置35。可移動部34可以與圖7a至圖7b中的構造相似的方式構造，其中，每個齒36a-e能夠改變成磁體31，或者磁體31能夠安裝在每個齒36a_e上，但是優選地，可移動部34具有更像盤形的構造。每個霍爾傳感器32構造為，對於高於閾值的磁通量密度產生一個值，並且對於低於所述閾值的磁通量密度產生第二值。當磁體31和霍爾傳感器32相對於彼此處於某些位置時，並且優選地，當磁體31和霍爾傳感器32間隔短距離或間隔最短的可能距離時，霍爾傳感器32處的磁通量密度高於所述閾值。為了能夠檢測節流軸8和具有此構造的節流閥8、9的與內燃機的怠速和全油門狀態相對應的兩個唯一位置，必須使用兩個數字霍爾傳感器32和至少一個磁體31。優選地，使用更多磁體31 (例如，五個)和三個霍爾傳感器32。該實施例的這種構造的可能狀態的數量與根據節流位置傳感器30的第一實施例的節流位置傳感器30的可能狀態的數量相對應。在具有類似於圖7a至圖7b中的可移動部的可移動部34，但是具有安裝在五個齒36a-e中的每個齒上的磁體31的構造中，輕鬆地獲得了用於節流位置傳感器30的一組13個可能狀態。當可移動部34沿著其運動路徑在其兩個端位置之間移動時，安裝在固定部33上的霍爾傳感器32交替地被驅動和未驅動，因為，當磁體31經過時，它們被不同的磁通量密度所影響。具有三個霍爾傳感器32和五個磁體31，並且沒有磁通量導向裝置35的構造的13個可能狀態是:111011 010 000 001011 010 000 001011 010 000100第一狀態，「111」，和最後一個狀態，「100」，是唯一的，且與節流閥8、9的端位置以
及內燃機的怠速及全油門狀態相對應。相對於第一實施例的狀態，這些狀態是顛倒的。然而，節流位置傳感器30的可能狀態能夠輕鬆地以另一順序布置，可增加、去除或顛倒這些狀態，節流位置仍至少具有第一和第二唯一狀態，代表節流閥8、9的兩個端位置，因此也代表內燃機的怠速和全油門狀態。優選地，節流位置傳感器30具有與部分油門範圍相對應的一組可能狀態，使得節流位置傳感器30能夠指示怠速、部分油門、全油門以及部分油門範圍內的變化方向。在節流位置傳感器30的第二實施例的另一構造中，磁體31安裝在固定部33上，並且霍爾傳感器32安裝在可移動部34上。不使用磁通量導向裝置35，並且必須具有至少兩個霍爾傳感器32和至少一個磁體31，以檢測與內燃機的怠速和全油門狀態相對應的節流軸8和節流閥8、9的兩個唯一位置。在圖11和圖12所示的節流位置傳感器300的第三實施例中，磁敏元件320是安裝至固定部33的模擬霍爾裝置320，該固定部未在圖11和圖12中示出。模擬霍爾裝置具有霍爾元件321，該霍爾元件構造為產生與通過霍爾元件321的磁通量密度成比例的輸出電壓。霍爾效應裝置320能夠具有例如用於補償不同條件(例如，溫度變化)的集成電路。可移動部340具有基本上盤形的形狀，並附接至位於其中心的節流軸8，並具有優選地在垂直於固定部的方向上極化的兩個磁體310。然而，可移動部340當然能夠用不同方式構造，例如，具有三角形形狀，或僅設置有一個磁體310或設置有多於兩個的磁體310。磁體310在離旋轉軸線一定距離處固定至可移動部340，並且磁體310間隔開大約75°。此外，這兩個磁體310在關於彼此相反的方向上極化，以形成通過霍爾效應裝置320的霍爾元件321的磁通量密度，該磁通量密度與可移動部340和節流軸8的旋轉面積(size)基本上成比例。因此，模擬霍爾傳感器320產生輸出電壓，該輸出電壓相對於節流軸8和節流閥8、9的旋轉面積基本上是線性的。通過此類型的霍爾效應裝置320，在部分油門範圍內也能夠獲得節流閥8、9的位置的精確值。可以具有用於處理數據的處理單元，該處理單元集成在節流位置傳感器300中或與其分離。因此，節流位置傳感器300的輸出值在不同實施例或節流位置傳感器300的構造中能夠改變。優選地，節流位置傳感器300被布置為將數據傳遞至電子控制單元100，在那裡能夠實現更多的處理或所有處理。節流位置傳感器300的輸出(其也可稱做節流位置傳感器300的狀態)優選地是霍爾效應裝置320的霍爾元件321的霍爾電壓。輸出值能夠與例如內燃機的旋轉速度、空氣/燃料混合物的測量值以及/或溫度等一起處理，以優化供應至內燃機的空氣/燃料混合物。在節流位置傳感器300的第三實施例的優選構造中，適應性特徵(adaptivityfeature)被內置到電子控制單元100中，以便至少部分地提高檢測關閉或全開節流閥的精度。電子控制單元100控制兩個閾值，在發動機運行期間，這兩個閾值將改變，以適應與關閉和全開節流閥8、9相對應的實際值，這些實際值又對應於節流位置傳感器300的最大和最小輸出值，並能用Vmax和Vmin表示。然而,在不同條件(例如，不同溫度或雜散磁場)的影響下，Vmax和Vmin將改變。因此，電子控制單元100布置為在發動機運行期間測量Vmax和Vmin。有幾種推斷測量值與節流位置傳感器300的最大或最小值是否相對應的方法。例如，電子控制單元100能夠利用與發動機轉速和/或發動機轉速已經多長時間恆定相關的信息，以推斷是否已經達到節流位置傳感器300的最大或最小值。替代地，當已經測量到大於最大測量值的值時，電子控制單元100僅更新最大值，並且當檢測到比最小測量值小的值時，更新最小值。重新計算閾值，以適應測得的實際值。節流位置傳感器300輸出值在一定跨度內，S = Vmax-Vmin，其中，S是跨度的長度。閾值與相應的實際值之間的差優選地小於S的10%。在發動機起動時，電子控制單元100使用默認閾值，這意味著閾值與對應的實際值之間的差在發動機起動時和這之後的一段時間較大。當節流位置傳感器300的輸出大於最大閾值時，檢測到關閉的節流閥，並且當輸出小於最小閾值時，檢測到全開的節流閥。然而，通過例如改變磁體310的極性，最大閾值將對應於全開位置，而最小閾值將對應於關閉位置。替代地，電子控制單元100控制在發動機運行期間從Vmax和Vmin獲得的三個閾值；第三閾值是例如在跨度S的中間，以將該跨度分成四個子範圍，其中的兩個用於檢測全油門和怠速，而另兩個用於檢測部分油門的較低部分和部分油門的較高部分。優選地，電子控制單元100控制多於三個的閾值，以形成多於四個離散位置，例如十個離散位置。離散位置越多，當檢測節流位置時，精度越高。替代地，適應性特徵用於得到連續的輸出值。這能夠實現，因為輸出值(優選地是霍爾電壓)與節流閥的角位移之間的關係基本上是線性的，並且因此，描述等式V = kD+h或D= (V-h)/k，其中，V是節流位置傳感器的輸出電壓，D是節流閥的角位移，而h和k是常數。已知節流位置傳感器300的最大和最小輸出值，並且已知它們對應於角位移D的已知最小和最大值，這意味著，能夠輕鬆地得到常數h和k。因此，在發動機運行期間，通過測量節流位置傳感器300的最大和最小輸出值，在部分油門範圍內也能提高角位移D的檢測精度。適應性特徵非常有利，因為其不僅補償諸如溫度變化或雜散磁場的條件，而且補償節流位置傳感器之中的變化。由於製造公差的原因，這些節流位置傳感器將在每個單元上不同。該適應性使得能夠具有更小的臨界公差(critical tolerance),這進而使得能夠得到更便宜的單元。
點火系統點火系統的優選實施例包括具有磁體和電磁轉換裝置的飛輪，該電磁轉換裝置被設置成將磁能轉換成電能，該電能用於點火，並用於對控制模塊2中的裝置30 ;300、40、60、100或控制模塊2中的裝置30 ;300、40、60、100中的至少一個以及/或其他不位於控制模塊2中的部件供應動力。優選地，飛輪包括間隔約180°的第一和第二磁體。當飛輪旋轉且磁體靠近線圈移動時，磁體周期性地使第一電磁轉換裝置(優選地，初級線圈)通電。初級線圈優選地使第二電磁轉換裝置(次級線圈)通電，次級線圈的繞組具有比初級線圈多的電線匝數。因此，對次級線圈增加負載，使得能夠產生適於點火的非常高的電壓。優選地，在由兩個磁體中的至少第一磁體通電之後，但是優選地也在由第二磁體通電之後，從初級線圈獲得用於供應動力的電能，並且從次級線圈獲得用於點火的電能，該次級線圈已通過初級線圈而通電。替代地，飛輪僅設置有一個磁體，或設置有多於兩個磁體，這些磁體能間隔小於180°，並且至少一個電磁轉換裝置能夠具有其他構造，但是仍被構造為將磁能轉換成用於點火和供應動力的電能。根據一個實施例，點火系統中的該至少一個電磁轉換裝置中的至少一個的輸出電壓用來對裝置30 ;300、40、60、100中的至少一個供應動力，該電磁轉換裝置已經通過磁體組中的至少一個通電，並且以不減少用於點火的能量的量的方式從點火系統獲得用於供應動力的電能。根據一個實施例，飛輪具有第一和第二磁體組，第一磁體組包括第一磁體，而第二磁體組包括第二磁體，並且第一和第二磁體間隔至少90°的角距離。來自第一磁體的磁能用於點火，並且來自第一和第二磁體中的至少一個的磁能用於對裝置30 ;300、40、60、100中的至少一個供應動力。內燃機的點火系統可至少部分地包括、或者與電子控制單元100通信，該點火系統能夠控制內燃機的點火定時。點火系統可設置成接收來自電子控制單元100的關於裝置30 ;300、40、60中的至少一個的狀態的信息，並且所述點火系統可設置成至少根據裝置30 ;300、40、60中的至少一個的狀態控制點火定時。點火系統可設置成至少根據節流位置檢測裝置30 ；300的狀態控制點火定時。點火系統可設置成通過控制內燃機的點火定時控制怠速速度。
權利要求
1.一種用於感測內燃機的燃料供應單元(I)中的節流閥(8，9)及其節流軸(8)的位置的節流位置傳感器(30)，所述內燃機具有怠速和全油門狀態，所述節流位置傳感器(30)包括: -至少一個磁通量產生裝置(31)，用於產生磁通量， -至少一個磁敏元件(32)，用於感測由所述磁通量產生裝置(31)產生的磁通量密度，所述磁敏元件(32)構造為根據所述磁通量密度是否已經達到閾值來產生兩個可能值中的一個， -固定部(33)，相對於所述燃料供應單元(I)固定， -可移動部(34)，能夠相對於所述固定部(33)和所述燃料供應單元(I)移動，當所述節流軸轉動時，所述可移動部(34)隨著所述節流軸(8)運動，所述磁敏元件(32)以及由此所述節流位置傳感器(30)設置為，當由所述磁通量產生裝置(31)在所述可移動部(34)的第一端位置驅動時，產生一唯一的值，所述可移動部的第一端位置對應於所述節流軸(8)和所述節流閥(8，9)的端位置， 其特徵在於，所述節流軸(8)和所述可移動部(34)固定地連接至彼此，或通過運動傳遞元件連接，以具有適應性運動，並且每個磁敏元件(32)被構造為根據磁通量密度產生兩個可能值中的一個，並且 至少兩個磁敏元件(32)安裝在兩個部(33，34)中的任一個上，即，安裝在所述固定部(33)或所述可移動部(34)上，並且至少一個磁通量產生裝置(31)安裝在所述兩個部(33，34)中的另一個上， 從而使所述磁敏元件(32)以及由此所述節流位置傳感器(30)為所述可移動部(34)的第一和第二端位置產生唯一的值，所述可移動部(34)的端位置對應於所述節流軸(8)和所述節流閥(8，9)的兩個預定的端位置，所述兩個預定的端位置又對應於所述內燃機的怠速和全油門狀態。
2.根據權利要求1所述的節流位置傳感器(30)，其中，所述磁通量產生裝置(31)為磁體。
3.根據權利要求1所述的節流位置傳感器(30)，其中，所述磁敏元件(32)為數字霍爾傳感器。
4.根據權利要求1所述的節流位置傳感器(30)，其中，至少兩個磁敏元件(32)安裝在所述固定部(33)上，並且至少一個磁通量產生裝置(31)安裝在所述可移動部(34)上。
5.根據權利要求4所述的節流位置傳感器(30)，其中，所述至少兩個磁敏元件(32)安裝在所述可移動部(34)上，並且至少一個磁通量產生裝置(31)安裝在所述固定部(33)上。
6.根據權利要求4或5所述的節流位置傳感器(30)，包括至少兩個磁通量產生裝置(31)。
7.根據權利要求4或5所述的節流位置傳感器(30)，包括至少四個磁通量產生裝置(31)。
8.根據權利要求4或5所述的節流位置傳感器(30)，包括至少三個磁敏元件(32)。
9.根據權利要求1所述的節流位置傳感器(30)，其中，至少兩個磁通量產生裝置(31)和至少兩個磁敏元件(32)均安裝在所述固定部(33)上，並以成對的方式分組，每對包括一個磁敏元件(32)和一個磁通量產生裝置(31)，這種對中的每個磁敏元件(32)設置為產生兩個可能值中的一個，該值取決於所述磁敏元件(32)目前是否被同一對中的所述磁通量產生裝置(31)驅動， 磁通量導向裝置(35)固定地連接至所述可移動部(34)，或者所述磁通量導向裝置是所述可移動部(34)的一部分，因此所述磁通量導向裝置(35)也沿著預定的運動路徑隨著所述節流軸(8)和所述節流閥(8，9)移動，所述磁通量導向裝置(35)包括至少一個齒(36a_e)，根據所述齒(36a_e)的位置，並且由此也根據所述節流軸(8)和所述節流閥(8，9)的位置，所述至少一個齒(36a_e)允許一對中的所述磁敏元件(32)是否由同一對中的所述磁通量產生裝置(31)驅動。
10.根據權利要求1所述的節流位置傳感器(30)，其中，至少兩個磁通量產生裝置(31)和至少兩個磁敏元件(32)均安裝在所述可移動部(34)上， 磁通量導向裝置(35)固定地連接至所述固定部(33)，或者所述磁通量導向裝置是所述固定部(33)的一部分，所述磁通量導向裝置(35)包括至少一個齒(36a-e)，所述至少一個齒(36a-e)允許包括一個磁通量產生裝置(31)和一個磁敏元件(32)的一對中的所述磁敏元件(32)是否由同一對中的所述磁通量產生裝置(31)驅動。
11.根據權利要求9所述的節流位置傳感器(30)，其中，所述磁通量導向裝置(35)的運動路徑基本上是圓形的，並且所述磁通量導向裝置(35)的兩個端位置之間的角度是30。-360。。
12.根據權利要求9所述的節流位置傳感器(30)，其中，所述磁通量導向裝置(35)的運動路徑是基本上線性的。
13.根據權利要求9、11或12所述的節流位置傳感器(30)，其中，所述至少兩個磁通量產生裝置(31)設置在所述磁通量導向裝置(35)的運動路徑的第一側上，並且所述至少兩個磁敏元件(32)被設置在第二側上，其中，當所述磁通量導向裝置(35)的所述至少一個齒(36a-e)位於所述磁敏元件(32)與所述磁通量產生裝置(31)之間時，所述至少一個齒(36a-e)設置為減弱所述磁敏元件(32)處的磁通量。
14.根據權利要求9、11或12所述的節流位置傳感器(30)，其中，一對中的至少一個磁通量產生裝置(31)和至少一個磁敏元件(32)設置在所述磁通量導向裝置(35)的運動路徑的相同側上，其中，所述磁通量導向裝置(35)的所述至少一個齒(36a_e)設置為增強所述磁敏元件(32)處的磁通量。
15.根據權利要求9所述的節流位置傳感器(30)，其中，所述磁通量導向裝置(35)包括至少兩個齒(36a_e)。
16.根據權利要求9所述的節流位置傳感器(30)，其中，所述磁通量導向裝置(35)包括至少四個齒(36a_e)。
17.根據權利要求9所述的節流位置傳感器(30)，包括至少三個磁通量產生裝置(31)和至少三個磁敏元件(32)。
18.根據權利要求1至5中任一項所述的節流位置傳感器(30)，設置為區分所述節流軸(8)和所述節流閥(8，9)的至少三個位置，其中至少兩個位置對應於所述節流位置傳感器(30)的唯一的狀態，並代表所述節流軸(8)的兩個端位置，並且由此也代表所述節流閥(8,9)的端位置，另外的至少一個位置代表所述內燃機的部分油門範圍。
19.根據權利要求1至5中任一項所述的節流位置傳感器(30)，設置為區分所述節流軸(8)和所述節流閥(8，9)的至少四個位置，其中至少兩個位置對應於所述節流位置傳感器(30)的唯一的狀態，並代表所述節流軸(8)的兩個端位置，並且由此也代表所述節流閥(8.9)的端位置，另外的至少兩個位置代表所述內燃機的部分油門範圍。
20.根據權利要求1至5中任一項所述的節流位置傳感器(30)，設置為區分所述節流軸(8)和所述節流閥(8，9)的至少九個位置，其中至少兩個位置對應於所述節流位置傳感器(30)的一唯一的狀態，並代表所述節流軸(8)的兩個端位置，並且由此也代表所述節流閥(8，9)的端位置，另外至少七個位置代表所述內燃機的部分油門範圍。
21.根據權利要求1至5中任一項所述的節流位置傳感器(30)，其中，所述節流位置傳感器(30)的至少三個連續狀態的任何可能的順序中的任何單個狀態相對於另外至少兩個狀態來說是唯一的，所述至少三個狀態對應於所述節流軸(8)和所述節流閥(8，9)的至少三個連續位置。
22.根據權利要求1至5中任一項所述的節流位置傳感器(30)，其中，所述磁通量產生裝置(31)包括至 少一個磁體(31)，並且所述磁敏元件(32)包括至少一個霍爾傳感器(32)。
23.一種用於感測內燃機的燃料供應單元(I)中的節流閥(8，9)及其節流軸(8)的位置的節流位置傳感器(30)，所述內燃機具有怠速和全油門狀態，所述節流位置傳感器(30)包括: -固定部(33)，相對於所述燃料供應單元(I)固定， -可移動部(340)，能夠相對於所述固定部(33)和所述燃料供應單元(I)移動，並且當所述節流軸轉動時所述可移動部(340)隨著所述節流軸(8)運動， -至少一個磁通量產生裝置(310)，用於產生磁通量， -磁敏元件(320)，用於感測由所述磁通量產生裝置(310)產生的磁通量密度，所述磁敏元件(320)和所述磁通量產生裝置(310)設置為使得所述磁敏元件(320)處的磁通量密度以與所述可移動部(340)的角位移基本上成線性的方式變化，並因此也以與所述節流軸(8)和所述節流閥(8，9)的角位移基本上成線性的方式變化， 其特徵在於， 所述節流軸(8)和所述可移動部(340)固定地連接至彼此，或通過運動傳遞元件連接，以具有適應性運動，並且所述磁通量產生裝置(310)安裝在所述兩個部(33，340)中的任一個上，即，安裝在所述固定部(33)或所述可移動部(340)上，並且所述磁敏元件(320)安裝在所述兩個部(33，340)中的另一個上，以使所述磁敏元件(320)以及由此所述節流位置傳感器(300)根據所述可移動部(340)的位置並由此也根據所述節流軸(8)和所述節流閥(8.9)的位置而產生連續的值。
24.根據權利要求23所述的節流位置傳感器，其中，所述磁通量產生裝置為磁體。
25.根據權利要求23所述的節流位置傳感器，其中，所述磁敏元件為模擬霍爾傳感器。
26.根據權利要求23所述的節流位置傳感器(300)，具有至少兩個磁通量產生裝置(31)。
27.根據權利要求23至26中任一項所述的節流位置傳感器(300)，其中，所述磁通量產生裝置(310)安裝在所述可移動部(340)上，並且所述磁敏元件(320)安裝在所述固定部(33)上。
28.根據權利要求23至26中任一項所述的節流位置傳感器(300)，其中，所述磁通量產生裝置(310)安裝在所述固定部(33)上，並且所述磁敏元件(320)安裝在所述可移動部(340)上。
29.根據權利要求23至26中任一項所述的節流位置傳感器(300)，其中，所述磁敏元件(320)的最高值和最低值對應於所述節流軸⑶和所述節流閥(8，9)的兩個端位置，所述節流軸(8)和所述節流閥(8，9)的兩個端位置又對應於所述內燃機的怠速和全油門狀態。
30.根據權利要求23至26中任一項所述的節流位置傳感器(300)，其中，所述磁敏元件(320)包括一個模擬霍爾傳感器，並且所述磁通量產生裝置(310)包括一個磁體。
31.根據權利要求23至26中任一項所述的節流位置傳感器(300)，其中，所述節流位置傳感器(300)與電子控制單元(100)通信，所述電子控制單元(100)設置為處理所述節流位置傳感器(300)的輸出值，所述電子控制單元(100)設置為至少間斷地存儲所述節流位置傳感器(300)的最高值和最低值，在這兩個值中，第一值對應於所述節流閥(8，9)的關閉位置，而第二值對應於所述節流閥(8，9)的全開位置，所述電子控制單元(100)將所述節流位置傳感器(300)的最高值與最高閾值進行比較，並將所述節流位置傳感器(300)的最低值與最低閾值進行比較，並且在發動機運行期間，所述閾值動態地增加或減小，以適應於所述節流位置傳感器(300)的最高值和最低值，使得所述最高閾值低於所述節流位置傳感器(300)的最高值，並且所述最低閾值高於所述節流位置傳感器(300)的最低值，所述電子控制單元(100)將所述節流位置傳感器(300)的高於所述最高閾值或低於所述最低閾值的值解釋為所述節流閥(8，9)的關閉位置或全開位置中的一個。
32.根據權利要求31所述的節流位置傳感器(300)，其中，所述電子控制單元(100)控制至少三個閾值，以將所述節流位置傳感器(300)的輸出值分成至少四個子範圍，每個子範圍代表所述節流位置傳感器(300)的一個位置。
33.根據權利要求23至26中任一項所述的節流位置傳感器(300)，其中，所述節流位置傳感器(300)的值與所述節流閥(8，9)的角位移之間的關係基本上是線性的，因此描述等式V = kD+h或D = (V-h)/k，其中，V是所述節流位置傳感器(300)的輸出值，D是所述節流閥(8，9)的角位移，並且h和k是常數，所述節流位置傳感器(300)與所述電子控制單元(100)通信，所述電子控制單元(100)設置為至少間斷地測量所述節流位置傳感器(300)的最高值和最低值，這些值對應於所述節流閥(8，9)的兩個端位置，並使得所述電子控制單元(100)在發動機運行期間能夠重新計算常數h和k，因此，所述電子控制單元(100)能夠使所述節流閥(8，9)的角位移的測量適應於當前條件。
34.根據權利要求23至26中任一項所述的節流位置傳感器(30；300)，與電子控制單元(100)通信，所述電子控制單元(100)是所述控制模塊(2)的一部分或連接至所述控制模塊，並且所述電子控制單元(100)是具有可控的點火定時的點火系統的一部分或與所述點火系統通信，所述電子控制單元(100)設置為將所述節流位置傳感器(30;300)的當前狀態發送至所述點火系統，所述點火系統設置為至少在怠速狀態根據所述節流位置傳感器(30 ；300)的所述狀態來控制點火定時，以控制怠速速度。
35.一種燃料供應單元(I),所述燃料供應單元包括:-主空氣通道(3)，所述主空氣通道(3)具有安裝於其內的節流閥(8，9)，所述節流閥包括在彼此相對設置的兩個軸側(6，7)之間延伸的節流軸(8)，並且用於燃料供應(2)的控制模塊(2)安裝至所述軸側出，7)中的一個軸側(7)，所述控制模塊(2)包括: -燃料閥裝置(60)，用於控制對所述主空氣通道(3)的燃料供應，以及-根據權利要求1至34中任一項所述的節流位置傳感器(30 ;300)，用於監測所述節流閥(8,9)的位置。
36.一種用於燃料供應單元(I)的控制模塊(2)，所述控制模塊包括: -燃料閥裝置(60)，用於控制對所述主空氣通道(3)的燃料供應，以及 -根據權利要求1至34中任一項所述的節流位置傳感器(30 ;300)，用於監測安裝在所述燃料供應單元(I)的主空氣通道(3)內的節流閥(8，9)的位置。
37.一種內燃機的點火系統，其中，所述點火系統與電子控制單元(100)通信，所述點火系統能夠控制所述內燃機的點火定時，所述點火系統設置為接收來自所述電子控制單元(100)的關於節流位置檢測裝置和流體閥(30 ;300、40、60)中的至少一個裝置的狀態的信息，並且所述點火系統設置為至少根據所述節流位置檢測裝置(30;300)的狀態控制點火定時，所述節流位 置檢測裝置為根據權利要求1-34中任一項所述的節流位置傳感器。
全文摘要
本發明提供一種節流位置傳感器、一種燃料供應單元及其控制模塊、以及一種內燃機的點火系統。節流位置傳感器包括磁通量產生裝置、磁敏元件、固定部、可移動部，特別地，節流軸和可移動部固定地連接至彼此，或通過運動傳遞元件連接，以具有適應性運動，並且每個磁敏元件被構造為根據磁通量密度產生兩個可能值中的一個，並且至少兩個磁敏元件安裝在兩個部中的任一個上，並且至少一個磁通量產生裝置安裝在兩個部中的另一個上，從而使磁敏元件以及由此節流位置傳感器為可移動部的第一和第二端位置產生唯一的值，可移動部的端位置對應於節流軸和節流閥的兩個預定的端位置，兩個預定的端位置又對應於內燃機的怠速和全油門狀態。
文檔編號F02M17/12GK103216346SQ20131010040
公開日2013年7月24日 申請日期2008年3月17日 優先權日2008年3月17日
發明者米卡埃爾·拉松, 布·卡爾松, 比約恩·蘭登, 馬茨·拉韋紐斯 申請人:胡斯華納有限公司