УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F02D9/10 F02D11/10 

Изобретение касается управляющего устройства для ДВС согласно ограничительной части п. 1 и 9 формулы изобретения. Уже известно устройство (европейский патент N 0317813), содержащее дросселирующий орган, установленный в виде дроссельной заслонки с возможностью вращения в патрубке. Для перемещения дроссельной заслонки предусмотрен серводвигатель, вращающий ее через редуктор. Подробные устройства с электроприводом являются составной частью электронной системы управления мощностью двигателя, в которой электронный блок управления оценивает зарегистрированное датчиком положение педали акселератора, управляя серводвигателем дроссельной заслонки в соответствии с положением педали акселератора, в результате чего дроссельная заслонка занимает определенное положение. Электронная система управления мощностью двигателя способна при этом целенаправленно изменять положение дроссельной заслонки в зависимости от различных эксплуатационных параметров двигателя. Это позволяет, среди прочего, приводить в соответствие крутящий момент двигателя, что обеспечивает возможность так называемого регулирования проскальзывания ведущих колес, во время которого желание водителя, выраженное положением педали акселератора, корректируется таким образом, что при трогании с места целенаправленный возврат дроссельной заслонки в исходное положение препятствует проворачиванию приводимых двигателем колес автомобиля.

Электронная система управления мощностью двигателя является частью вышестоящей электронной системы управления двигателем, которая помимо основных функций образования смеси и ее электрического воспламенения управляет также вводом топливных паров посредством регенерирующего клапана в патрубок с дроссельной заслонкой. Регенерирующий клапан является частью системы в топливном баке, которая препятствует испарению топлива и у которой топливные пары в баке, например, сначала временно накапливаются в адсорбционном фильтре, а затем направляются посредством регенерирующего клапана в патрубок с дроссельной заслонкой.

Система управления двигателем требует большого объема информации о его основных эксплуатационных параметрах, подготавливаемых датчиками и подаваемых для обработки к электронному блоку управления. Важным датчиком является так называемый расходомер воздуха, который определяет впускаемое двигателем количество воздушной массы в патрубке с дроссельной заслонкой. Система управления двигателем содержит несколько отдельных компонентов, включающих в себя в основном электронный блок управления, дросселирующий орган, серводвигатель дроссельной заслонки, регенерирующий клапан и расходомер воздуха. Эти отдельные компоненты размещались до сих пор в индивидуальных корпусах, например, на двигателе в моторном отсеке или в салоне автомобиля, так что для соединения отдельных компонентов, в частности с электронным блоком управления, требуется большое число соединительных проводов и штепсельных разъемов.

Устройство согласно изобретению для ДВС с отличительными признаками п. 1 и 9 формулы изобретения имеет по сравнению с известным то преимущество, что создан компактный узел, экономичный в изготовлении и устанавливаемый на автомобиле, в частности, простым образом в виде предварительно изготовленного и проверенного узла. Преимущественно отсутствие обычных до сих пор индивидуальных корпусов, а также их соединительных проводов и штепсельных разъемов приводит к дополнительной экономии затрат. Кроме того, за счет уменьшения числа соединительных проводов и штепсельных разъемов повышается эксплуатационная надежность устройства.

Благодаря приведенным в зависимых пунктах формулы изобретения мероприятиям возможны предпочтительные модификации и усовершенствования устройства, указанного в пп. 1 и 2 формулы.

Сущность изобретения поясняется ниже чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 - в перспективе первый пример выполнения устройства;
на фиг. 2 - вид сбоку устройства по фиг. 1;
на фиг. 3 - в перспективе второй пример выполнения устройства;
на фиг. 4 - вид сбоку устройства по фиг. 3.

На фиг. 1 - 4 управляющее устройство 1 в виде функционального узла является частью электронной системы управления мощностью двигателя вышестоящей системы управления двигателем (не показан). Управляющее устройство 1 предназначено для использования, в частности, в двигателе со сжатием смеси и принудительным зажиганием. Управляющее устройство 1 включает в себя в основном дросселирующий орган 2, серводвигатель 3 дроссельной заслонки, электронный блок 4 управления, регенерирующий клапан 5 и/или расходомер 20 воздуха. Регенерирующий клапан 5 является частью системы в топливном баке, препятствующей испарению топлива, конструкция и работа которой описаны, например, в журнале "Bosch Technische Interrichtung, Motor manegement Motronic", 2-е издание, август 1993 г. , стр. 48, 49. Раскрытие этой публикации является составной частью настоящей заявки.

Управляющее устройство 1 содержит корпус 10, изготовленный, например, из пластика или алюминия, например, литьем. Устройство 1 или корпус 10 имеет трубчатую удлиненную форму, образованную в основном патрубком 11 для дроссельной заслонки. Патрубок 11 снабжен на обращенном к двигателю конце фланцем 12, например, прямоугольной формы. Дросселирующий орган 2 установлен в патрубке 11, в частности во фланце 12, с возможностью вращения и выполнен, например, в виде дроссельной заслонки 2, изображенной на фиг.1 - 4 штриховой линией. Внутри патрубка 11 протекает газообразная среда, в частности впускаемый двигателем воздух, который, например, через воздушный фильтр (не показан) попадает в патрубок 11 сверху вниз. Направление потока обозначено соответствующими стрелками 8. Фланец 12 служит, кроме того, для крепления устройства 1, например, в зоне головки блока цилиндров двигателя. Для этого во фланце выполнены четыре отверстия 17, в которые вставляют болты для привинчивания устройства 1.

Мощностью двигателя управляют, как известно, поворотом дроссельной заслонки 2 в патрубке 11, в результате чего мимо нее проходит большее или меньшее количество воздуха. К дросселированному воздуху посредством по меньшей мере одной топливной форсунки примешивают топливо для получения топливовоздушной смеси, воспламеняемой затем в камерах сгорания двигателя. Для поворота дроссельной заслонки предусмотрен серводвигатель 3, который при включении приводит в действие, например через редуктор, валик 14, соединенный с дроссельной заслонкой 2. Управление серводвигателем 3 происходит при этом посредством электронного блока управления, соединенного, например, с датчиком хода панели, который регистрирует желание водителя по изменению мощности двигателя, выраженное положением педали акселератора, и передает его в виде электрических сигналов к электронному блоку 4 управления, включающему серводвигатель 3, с тем чтобы дроссельная заслонка 2 заняла определенное, соответствующее желанию водителя угловое положение, приведенное в соответствие с эксплуатационными параметрами двигателя. Возвратное устройство 27, установленное против серводвигателя 3 на фланце 12 и воздействующее на валик 14 дроссельной заслонки 2, обеспечивает ее постоянный возврат в заданное положение холостого хода или запорное положение при выходе из строя серводвигателя 3. Помимо описанного электронного управления мощностью двигателя посредством серводвигателя 3 электронный блок 4 управления выполняет еще и другие функции вышестоящей электронной системы управления двигателем, которая наряду с основными функциями образования смеси и ее электрического воспламенения управляет также ограниченным по количеству и времени вводом топливных паров посредством регенерирующего клапана 5. Последний является частью системы в топливном баке, которая препятствует испарению топлива и содержит, например, адсорбционный фильтр для временного накопления образовавшихся в топливном баке паров топлива для их ввода только в определенных режимах двигателя через регенерирующий клапан 5 в патрубках 11. Электронный блок 4 управления требует большого объема информации об основных эксплуатационных параметрах двигателя, которые подготавливаются датчиками и подаются к блоку 4 для обработки. Важным датчиком является расходомер 20 воздуха, который определяет в патрубке 11 количество впускаемой двигателем воздушной массы.

Как показано на фиг.1, серводвигатель 3 имеет продолговатую цилиндрическую форму и установлен на соответственно цилиндрически выполненной части 15 картера двигателя, которая является частью корпуса 10 устройства 1 и переходит за одно целое в коробчатую часть 16 корпуса 10. Как показано на фиг. 2, в коробчатой части 16 размещено несколько компонентов: по меньшей мере, электронный блок 4 управления, серводвигатель 11 дроссельной заслонки и штекерная колодка 22. Основной составной частью электронного блока 4 управления является подложка 21, на которую, например, гибридным способом нанесено множество электрических элементов. Для контактирования и электропитания блока 4 на штекерную колодку 22 может быть насажен один или несколько штекеров. Подложка 21 размещена в коробчатой части 16 корпуса 10 в пространственной близости патрубка 11 для отвода в хорошем тепловом контакте возникающего при работе тепла от протекающего в патрубке 11 воздуха. Как показано на фиг.1, коробчатая часть 16 корпуса 10 плотно закрывается надеваемой крышкой 18, с тем чтобы в эту часть 16 корпуса не проникала вода, грязь и т.п. Крышка 18 оставляет при этом место, например, для закрепленной на подложке 21 штекерной колодки 22, которая при надетой крышке 18 может немного отстоять от нее. Для наглядности крышка 18 на фиг. 2 и 4 не показана. Можно также разместить штекерную колодку 22 на крышке 18 или встроить в нее, а для электрического соединения штекерной колодки 22 с подложкой 21 предусмотреть, например, гибкую многожильную кабельную ленту. Для обеспечения при этом электрического соединения с электрическими элементами на подложке 21 кабельную ленту электрически соединяют одним ее концом на обращенной к подложке 21 стороне крышки 18 со штекерной колодкой 22, а другим концом направляют к электрическим элементам на подложке 21.

Как показано на фиг. 1 и 2, регенерирующий клапан 5 закреплен на патрубке 11, например, посредством размещенного на нем 11 хомута 19. Регенерирующий клапан 5 соединен шлангопроводом (не показан) с адсорбционным фильтром системы в топливном баке, препятствующей испарению топлива. Регенерирующий клапан 5 направляет через шлангопровод 23 на фиг. 2 топливные пары в дозированном количестве в патрубок 11 преимущественно за дроссельной заслонкой 2. Регенерирующий клапан 5 выполнен с электромагнитным управлением и имеет конструкцию, описанную, например, в заявке ФРГ N 4023044, а поэтому подробно не поясняется. Управление регенерирующим клапаном 5 происходит от электронного блока 4, для чего тот электрически соединен штекером (не показан), например, через штекерную колодку 22 с блоком 4.

Дополнительно или при необходимости вместо регенерирующего клапана 5 управляющее устройство 1 может быть оборудовано расходомером 20 воздуха, имеющим продолговатую форму, конструкция которого описана, например, в заявке ФРГ N 3844354. Расходомер 20 вставлен приблизительно посередине длины патрубка 11 в выступ 25 на нем и своей измерительной частью 26 (фиг. 3) направлен приблизительно в середину ограниченного патрубком 11 проходного сечения для определения проходящего через него количества воздушной массы. Электрическим проводом (не показан) расходомер 20 соединен, например, через штекерную колодку 22 с электронным блоком 4 управления.

За счет размещения согласно изобретению нескольких компонентов в или на общем корпусе 10, в частности дросселирующего органа 2, электронного блока 4 управления и регенерирующего клапана 5, а также расходомера 20 воздуха, создан компактный узел, объединяющий в одном агрегате функции нескольких отдельных элементов. Устройство 1 можно полностью изготовлять и проверять при предварительной сборке, так что для окончательной установки на двигателе его следует лишь привинтить к головке блока цилиндров. За счет объединения нескольких компонентов отпадает необходимость в большом числе обычных штепсельных разъемов и электрических проводов, в частности к блоку 4, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность устройства 1.

На фиг. 3 и 4 изображен второй пример выполнения, в котором те же или действующие так же детали обозначены теми же ссылочными позициями, что и в первом примере выполнения на фиг.1 и 2. По сравнению с ним регенерирующий клапан 5 закреплен на патрубке 11 не хомутом 19, а размещен в коробчатой части 16 корпуса 10 на ее дне 24, например посредством зажима или фиксатора, таким образом, что через отверстие в дне 24 происходит непосредственный ввод топливных паров в патрубок 11 за дроссельной заслонкой 2, причем преимущественно необходимость в шлангопроводе 23 на фиг. 2 отпадает.

Как показано на фиг. 4, расходомер 20 воздуха тоже может быть установлен в коробчатой части 16 корпуса. При этом часть корпуса расходомера направлена через отверстие в дне 24 коробчатой части 16 корпуса в проходное сечение патрубка 11. Упрощенно изображенный на фиг. 4 в форме окружности расходомер 20 направлен при этом, как в первом примере выполнения, своей измерительной частью 26 приблизительно в середину ограниченного патрубком 11 проходного сечения. Общее размещение регенерирующего клапана 5 и расходомера 20 воздуха в коробчатой части 16 корпуса обеспечивает особенно простое выполнение электрических соединительных путей, в частности к электронному блоку 4 управления. Электрическое соединение может осуществляться, например, посредством выполненных на подложке 21 проводящих дорожек, которые, например, посредством пайки, соединяют регенерирующий клапан 5 и расходомер 20 воздуха с электронными элементами на подложке 21, благодаря чему отпадает необходимость в обычных штепсельных разъемах с соединительными проводами.

Устройство предназначено для двигателей внутреннего сгорания со сжатием смеси и принудительным зажиганием. Устройство (1) включает в себя по меньшей мере дросселирующий орган (2), установленный в патрубке (11) с возможностью поворота и приводимый серводвигателем (3), электронный блок (4) управления, регенерирующий клапан (5) и/или расходомер (20) воздуха. Указанные элементы размещены в виде предварительно собираемого узла в общем корпусе (10). Технический результат заключается в упрощении конструкции, экономичности в изготовлении и повышении эксплуатационной надежности. 2 с. и 10 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания, содержащее по меньшей мере один дросселирующий орган, установленный в патрубке и снабженный приводом от серводвигателя, и электронный блок управления в общем корпусе в виде предварительно собираемого узла, отличающееся тем, что содержит регенерирующий клапан (5). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит расходомер (20) воздуха. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что расходомер (20) воздуха установлен с возможностью вставки на патрубке (11) корпуса (10) для дроссельной заслонки. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что расходомер (20) воздуха установлен к коробчатой части (16) корпуса (10). 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электронный блок (4) управления установлен в коробчатой части (16) корпуса (10). 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что регенерирующий клапан (5) установлен в коробчатой части (16) корпуса (10). 7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что регенерирующий клапан (5) установлен посредством крепежного хомута (19) на патрубке (11) корпуса (10) для дроссельной заслонки. 8. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что регенерирующий клапан (5) установлен в коробчатой части (16) корпуса (10) с возможностью соединения с проходным сечением за дроссельной заслонкой (2). 9. Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания, содержащее по меньшей мере один дросселирующий орган, установленный в патрубке и снабженный приводом от серводвигателя, и электронный блок управления в общем корпусе в виде предварительно собираемого узла, отличающееся тем, что содержит расходомер (20) воздуха. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что расходомер (20) воздуха установлен с возможностью вставки на патрубке (11) корпуса (10) для дроссельной заслонки. 11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что расходомер (20) воздуха установлен в коробчатой части (16) корпуса (10). 12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что электронный блок (4) управления установлен в коробчатой части (16) корпуса (10).