燃料供应单元的制作方法

专利名称：燃料供应单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料供应单元，例如，化油器或低压喷射系统，用于控制供应至内 燃机的空气/燃料混合物。该燃料供应单元包括设置有安装于其中的节流阀(throttle valve)的主空气通道，该节流阀包括在彼此相对设置的两个轴侧之间延伸的节流轴 (throttle shaft)。此外，本发明涉及燃料供应单元的控制模块及其动力供应以及与发动 机的点火系统的可能配合。
背景技术：
两冲程或四冲程类型的内燃机通常设置有化油器类型或喷射类型的燃料供应系 统。在化油器中，化油器的节流阀受操作者要求的影响，使得大开的节流阀产生化油器筒中 最小的节流。由经过化油器文丘里管中的空气所产生的低压将燃料吸入发动机中。对于手持式发动机应用来说，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发动机，包括颠倒的方向。这种化油器典型地包括将 燃料从燃料箱吸出并经由针阀将燃料供应至燃料压力调节器的燃料泵。燃料压力调节器通 常包括储存从燃料泵供应的燃料的燃料计量室，并且通常用将燃料压力调节至恒压的膜片 将燃料计量室与大气隔开。当膜片移动时，针阀打开和关闭从燃料泵到燃料计量室的燃料 通道。经由主通路和怠速通路(idle channel)，燃料从燃料计量室输送至主空气通道。主 通路流体地通向在节流阀之前的主空气通道中的主喷嘴，而怠速通路流体地通向在节流阀 之后不远的怠速喷嘴(idle nozzle)。局部环境条件(例如温度和海拔，以及发动机负载和所使用的燃料类型)会影响 发动机性能。例如，在寒冷天气中操作的发动机需要额外的燃料，因为寒冷条件阻止燃料汽 化并且冷空气密度较大，需要额外的燃料来实现适当的燃料/空气比率。在更高的海拔处， 空气密度较小，并且需要较少的燃料来获得适当的燃料/空气比率。不同的燃料质量也可 能影响空气-燃料比率，例如由于燃料中氧气的量。发动机在起动、加热、加速以及减速时 也可能有不同的表现。所有这些因素对最佳燃料-空气比率所需的燃料量具有影响；因此， 希望能够在发动机运行期间轻松地影响空气_燃料比率。传统地，化油器发动机已经设置有固定喷嘴或可手动调节的喷嘴，以调节空 气-燃料比率。然而，由于对更低燃料消耗的要求和对更清洁的废气的要求共同增加，而且 也已经建议电控喷嘴，例如，如在US 5732682中建议的，例如，通过在燃料计量室与主空气 通道中的喷嘴之间的通道中设置电磁阀。虽然通常在减少对大气的有害排放上有效，但是 具有电磁阀的化油器更昂贵，且在装配时可能需要更多时间，因此增加与化油器的制造相 关的总成本。使用螺线管型的燃料阀的另一问题是增加动力消耗。尤其是当发动机怠速运行时，所产生的能量低，并且因此，能够以在怠速期间将能 量消耗保持较低的方式控制发动机是有利的。用于控制空气燃料比率的一个参数是节流阀的角位置，其能够从节流位置传感器 (throttle position sensor)得到。已知的节流位置传感器包括霍尔传感器和用于检测蝶形节流阀的与内燃机的全油门状态相对应的全开位置的磁体。设置有磁体的可移动部与节 流阀一起旋转，并具有与节流阀的全开状态相对应的端位置。提供数字型霍尔传感器，并将 其设置为，根据其是否被所述磁体驱动(actuated)，而产生两个可能信号中的一个。可移动 部上的磁体被设置为，当可移动部处于所述端位置中时，驱动霍尔传感器，由此由霍尔传感 器产生输出信号，该输出信号由信号处理装置处理。所称得霍尔传感器通常包括实际的霍 尔传感器和集成电路(IC)放大器。上述类型的节流位置传感器的主要缺点是，其仅提供检测内燃机的全油门状态的 可能性，并且不可能对部分油门和怠速进行区别。通常称做旋转角度检测器的传统节流位置传感器也具有磁体，其与节流阀一起旋 转。根据磁体的角度，磁场强度将在霍尔传感器的位置处改变，并且霍尔传感器的输出电压 根据磁场强度而连续变化，并且因此也随着节流阀的打开角度而变化。霍尔传感器的输出 信号可由信号处理装置处理，以转换成角度。例如，霍尔传感器的特性随着温度而变化，并 且因此可提供温度传感器以测量霍尔传感器的温度，从而校正装置在霍尔传感器的不同温 度下应用校正补偿。所称的霍尔传感器通常包括霍尔传感器和集成电路(IC)放大器。通常，设置有这种角度检测器的燃料供应单元昂贵且复杂，并且为了特定应用必 须定制，这意味着其仅由非常少量的供应商提供。

发明内容
本发明的一个目的是，提供一种具有低燃料消耗和低废气排放的燃料供应系统。 通过一开始提到类型的燃料供应单元来实现此目的，其中，用于燃料供应的控制模块安装 至燃料供应单元的一个轴侧。控制模块包括用于监测节流阀的位置的节流位置传感器、用 于控制对主空气通道的燃料供应的燃料阀，并且可能包括用于控制对主空气通道的空气供 应的空气阀。这样，对于当前条件，可更轻松地调节供应至发动机的空气/燃料混合物，并 且因此降低燃料消耗。具有适当的空气/燃料混合物也使得能够从发动机获得最大的动力 输出，这对于例如操作者携带式动力工具(例如，链锯)来说非常有利。本发明的另一目的是，提供一种具有低动力消耗的燃料供应系统。通过燃料阀以 及可能还通过空气阀来实现此目的，燃料阀和空气阀用于控制供应至内燃机的空气/燃料 混合物，当改变状态时，即，从关闭转换到打开或从打开转换到关闭，仅对至少其中的一个 阀供应动力。更具体地，通过螺线管类型的一个阀/多个阀来实现此目的，在详细描述部分 中将进一步描述所述阀。具有低动力消耗非常有利，因为这样能够通过点火系统对燃料供 应系统供应动力，这意味着，不需要例如电池或发电机。电池或发电机增加产品的成本和重 量，这尤其是对于手持或其他操作者携带式动力工具来说并不非常有利。没有电池或发电 机也使得能够获得更小的产品，当然这在许多情况下都是有利的，不仅是对于由操作者携 带的产品。本发明的又一目的是，提供一种具有低燃料和动力消耗并且还提供简单的动力供 应单元的燃料供应系统。此目的通过在控制模块中设置至少某些用于控制供应至发动机的 空气/燃料混合物的装置来实现，该控制模块安装至上面所说明的燃料供应单元。这样，可 使用标准类型的燃料供应单元，其由任何燃料供应单元制造商以低价格简单地制造。当需 要替换控制模块或燃料供应单元时，或当维修燃料供应系统时，具有分开的控制模块也是
12有利的。


下面将参照附图通过其各种实施例更详细地描述本发明。图1是示出了供应至膜片式化油器的燃料供应的示意图；图2和图3是控制模块、燃料阀、节流位置传感器的第一实施例、排气阀以及化油 器主体的分解图；图4是示出了节流位置传感器的第一实施例的控制模块的透视图；图5是控制模块的主视图；图6示出了控制模块的后视图；图7a和图7b示出了磁场导向装置(magnetic field guide)，其是节流位置传感 器的第一实施例的可移动部的一部分；图8是排气阀和安装至化油器的控制模块的节流位置传感器的第一实施例的横 截面；图9是燃料阀的示意性横截面；图10a至图10q是节流位置传感器的第一实施例的构造的磁场导向装置的示意 图；图11示出了节流位置传感器的第三实施例；图12示出了节流位置传感器的第三实施例的另一视图。
具体实施例方式图1是示出了膜片式化油器形式的燃料供应单元的示意图。化油器主体1具有从 进气口侧23延伸至出气口侧24的主空气通道3。如箭头所示，空气从主体1的进气口侧 23，经由阻风门10、文丘里管11，然后是节流阀8、9，朝着主体1的出气口侧24抽吸。如在 图2和图3中看到的，主体1具有六个侧面；进气口侧23与出气口侧24相对，燃料泵侧4 与燃料调节器侧5相对，以及第一轴侧6与第二轴侧7相对。节流阀8、9和阻风门10优选 为具有阀轴和阀板的蝶型阀，节流板的标号是9，而节流轴的标号是8。用于节流轴8的孔 的标号是110，而用于阻风门的孔的标号是111。燃料泵20位于主体的燃料泵侧4，并从燃料箱22抽吸燃料。燃料泵可以是已知的 脉动控制膜片泵(pulsation controlled diaphragmpump)，由发动机的曲轴箱产生的压力 脉冲驱动，化油器为发动机供应空气和燃料的混合物。燃料泵20将燃料经由针阀21供应 至位于相对的燃料调节器侧5处的燃料调节器17的燃料计量室18。燃料计量室18通过膜片19与大气压隔离，并且该燃料计量室能够保持预定量的 燃料。管道27从燃料计量室18通向燃料阀60。燃料阀60打开或关闭燃料计量室18与燃 料管线28、29之间的互相连接，通向主空气通道3。较小的通路28通向节流阀8、9下游的 怠速喷嘴12，而较粗糙的通路29通向节流阀8、9上游的主喷嘴13。由于当发动机运行时， 主空气通道3中变化的压力，通过主喷嘴13和怠速喷嘴12从燃料计量室18抽吸燃料；当 然，当燃料阀60关闭时，阻止从燃料计量室18抽吸燃料。当节流阀关闭时，从怠速喷嘴12 抽吸燃料，并且当节流阀8、9全开时，从怠速喷嘴12和主喷嘴13抽吸燃料，然而，由于通向主喷嘴13的较粗糙的燃料管线29充分地大于通向怠速喷嘴12的较精细的燃料管线28，所 以怠速喷嘴12在全油门(full throttle)期间几乎不影响燃料供应。燃料阀60由电子控制单元100控制，该电子控制单元接收传感器输入，例如，来自 节流位置传感器30 ；300的节流位置，来自发动机速度传感器101的发动机速度，以及可选 地附加传感器102(例如，温度传感器)的传感器输入。电子控制单元100能够利用这些传 感器输入确定何时打开或关闭燃料阀60。电子控制单元100也可控制排气阀40，以旁通节 流阀8、9上的空气。如在图2和图3中看到的，燃料阀60与排气阀40的主要部件以及节流位置传感 器30 ；300优选地安装在控制模块2中。优选地，电子控制单元100 (仅在图1中示出)以 及相应的电子部件(例如电容器)也安装在控制模块2中，从而控制模块2能够与化油器 分开地装配，即，在分开的生产线上装配。控制模块2安装至第二轴侧7，然而，也可将其安 装在第一轴侧6或燃料调节器侧5，当然，由此必须改变主体1中的燃料管线27、28、29的路 径。控制模块2优选地由单个单元组成，但是，当然也能分成若干个单元，这些单元能够安 装在燃料供应单元1的不同侧4、5、6、7上。关于下面描述的燃料阀60和排气阀40，方向“前”和“后”与化油器的主体1相关， 其中，术语“前”指的是位于面向主体1的端部处的元件，而“后”指的是位于相对端的元件。燃料阀现在将参照图1至图3、图5、图6及图9描述燃料阀60。燃料阀60包括具有轴向 延伸的腔室63的阀体73，包括永磁体62的能轴向移动的活塞61，用于当通电(energized) 时施加磁力以使活塞61在打开和关闭位置之间快速移动(snap)的电磁操作装置68a、68b， 以及位于腔室63的每个纵向端处的两个相对设置的铁磁元件66、67。轴向延伸的腔室63在远离主体1的方向上延伸，并具有两个相对设置的阀座64、 65，用于限制活塞61的轴向运动，前阀座64位于面向主体1的纵向端处，而后阀座65位于 相对的纵向端处。在面向主体1的纵向端处，还设置有两个端口，第一端口 71和第二端口 72，其中一个端口 72用作燃料阀的进入端口，而另一个端口 71用作燃料阀60的排出端口。 当燃料阀60打开时，这些端口彼此流体连通，在它们之间形成流体通道。第一端口 71 (优选地是进入端口 )能够作为前阀座64中的开口，并且该第一端口 连接至燃料管线27，该燃料管线在主体1的第二轴侧7处具有连接开口。活塞61的前端具 有适于关闭第一端口 71的开口的横截面。第一端口 71优选地是连接至燃料管线27的具 有圆形横截面的通路。第二端口 72 (优选地是排出端口)能够位于前阀座64的旁边，并且该第二端口连 接至燃料管线28、29，燃料管线28、29在主体1的第二轴侧7处具有共用的连接开口。在每个阀座64、65处，具有铁磁元件66、67，前铁磁元件66和后铁磁元件67，优选 地是铁芯的形式。这些铁磁元件66、67用来提供两个稳定的阀位置，当活塞61邻接后阀座 65时的打开位置，和当活塞61邻接前阀座64时的关闭位置。在关闭位置处，活塞61的前 端关闭前阀座64处的第一端口 71，防止流体在第一端口 71和第二端口 72之间流动。前铁磁元件66至少部分地围绕第一端口 71的通路，优选地是围绕通路的铁管的 形式，即，优选地，前铁磁元件66提供第一端口 71的通路的一部分。活塞61的磁体62至少是活塞61的一部分；优选地，整个活塞61都是磁体62。活
14塞61的磁体62在纵向方向上磁性地定向，具有前磁极62a和后磁极62b，前磁极面向与前 铁磁元件66相互作用的前阀座64，后磁极面向与后铁磁元件67相互作用的后阀座65。磁 体62与相应的铁磁元件66、67之间的磁力控制成使得当活塞61邻接前阀座64时，前磁极 62a与前铁磁元件66之间的磁力比后磁极62b与后铁磁元件67之间的磁力强，并使得当活 塞61邻接后阀座65时，后磁极62b与后铁磁元件67之间的磁力比前磁极62a与前铁磁元 件66之间的磁力强。磁体62与相应的铁磁元件66、67之间的磁力通过使它们间隔而彼此不直接接触 来来控制，通过相应地用前后阀座64、65的相应的前后非磁性材料69、70来使它们间隔。 这样做的主要原因是为了避免铁磁元件66、67与磁体62之间的直接接触，因为铁磁元件与 磁体越靠近，它们之间的磁力会成指数地增长；因此，通过使它们间隔，它们之间的力曲线 的斜度就不会像它们直接接触时那么陡，这是生产中的公差不需要像它们不间隔时那么高 的原因。应该观察到，当然，通过在活塞61的相应端处设置非磁性材料，而不是在阀座64、 65中封装铁磁元件66、67，能够实现该间隔。如果间隔绝缘材料太薄，那么存在其将磨损的 危险，从而磁力将急剧增加。优选地，间隔材料是具有0. 3mm至3mm的范围内的厚度的聚合 物，更优选地，其厚度范围为0. 5mm至2mm。优选地，活塞是具有2mm至12mm的范围内的直径的圆柱体，更优选地，活塞的直径 的范围为3mm至8mm，并且优选地，活塞具有比直径长的长度。由缠绕在阀体73的轴向延伸的腔室63周围的两个电磁线圈68a、68b提供电磁 操作装置68a、68b。电磁线圈68a、68b在彼此相反的缠绕方向上缠绕，其中，两个电磁线圈 68a、68b中的第一个电磁线圈68a用于从打开位置快速移动至关闭位置，而两个电磁线圈 的第二个电磁线圈68b用于从关闭位置快速移动至打开位置。当然，将可行的是使一个或 多个电磁线圈68a、68b在相同方向上缠绕，并且替代地，切换电流方向以在两个位置之间 快速移动。应该观察到，不需要使电磁线圈68a、68b通电以将活塞61保持在两个稳定位置 中的任何一个位置处，从而燃料阀60是双稳定的。排气阀现在将参照图2至图3、图5、图6以及图8描述排气阀40。排气阀40包括具有 轴向延伸的腔室43的阀体52，包括永磁体42的能轴向移动的活塞41，用于施加磁力以便 当通电时使活塞41在打开和关闭位置之间快速移动的电磁操作装置48a、48b，以及位于腔 室43的每个纵向端处的两个相对设置的铁磁元件46、47。轴向延伸的腔室43在远离主体1的方向上延伸，并具有相对设置的两个阀座44、 45，以限制活塞41的轴向运动，前阀座44位于面向主体1的纵向端处，后阀座45位于相对 的纵向端处。活塞41包括由非磁性材料(优选地是聚合物材料)制成的前部54、和后部55，后 部包括磁体42。前部54穿过前阀座44中的阀座孔51而伸出，该阀座孔51具有大到足以 使前部54伸出但是小到足以防止后部55伸出的横截面。节流阀板9在阀板9的边缘中具有阀板孔25，并且化油器的主体1具有通向主空 气通道3的孔26，使得当活塞41与节流阀8、9处于它们的关闭位置中时，活塞前部54的前 端53适于主要填充所述阀板孔25。当活塞处于其关闭位置中时，前端53从阀板孔25收 回，允许排气通过节流阀8、9，即使当其关闭时。
阀板孔25的面积优选地在1mm2至12mm2的范围内，更优选地在2mm2至8mm2的范 围内。在每个阀座44、45处，具有铁磁元件46、47，前铁磁元件46和后铁磁元件47，优选 地是铁芯的形式。这些铁磁元件46、47用来提供两个稳定的阀位置，当活塞41的后部55 邻接后阀座45时的打开位置，和当活塞41的后部55邻接前阀座44时的关闭位置。前铁磁元件46至少部分地围绕阀座孔51，优选地是围绕孔的铁管的形式，即，优 选地，前铁磁元件46提供孔的至少一部分。活塞41的磁体42至少是后部55的一部分，优选地是除了后部55的前端以外的 整个后部55，该后部55的前端优选地为非磁性材料，用作前间隔元件49，使磁体42与前铁 磁元件46间隔。磁体42在纵向方向上磁性定向，具有前磁极42a和后磁极42b，前磁极面 向与前铁磁元件46相互作用的前阀座44，后磁极面向与后铁磁元件47相互作用的后阀座 45。磁体42与相应的铁磁元件46、47之间的磁力控制成使得当活塞41邻接前阀座44时， 前磁极42a与前铁磁元件46之间的磁力比后磁极42b与后铁磁元件47之间的磁力强，并 使得当活塞41邻接后阀座45时，后磁极42b与后铁磁元件47之间的磁力比前磁极42a与 前铁磁元件46之间的磁力强。活塞41的前部54优选为非磁性材料，更优选地为聚合物材 料。磁体42与相应的铁磁元件46、47之间的磁力是通过将它们间隔而彼此不直接接 触来控制的。因此，后阀座45包括在后铁磁元件47的前面的间隔后非磁性材料50。不需要 用非磁性材料覆盖前阀座44，因为与前壁座接触的后部的前端是非磁性的。这样做的主要 原因是为了避免铁磁元件46、47与磁体42之间的直接接触，因为铁磁元件与磁体越靠近， 它们之间的磁力会成指数地增长；因此，通过使它们间隔，它们之间的力曲线的斜度不会像 它们直接接触时那么陡，这是生产中的公差不需要像它们不间隔时那么高的原因。应该观 察到，当然，通过在阀座44、45或活塞41的接触部分处设置非磁性材料能够实现该间隔。如 果间隔绝缘材料太薄，那么存在其将磨损的危险，从而磁力将急剧增加。优选地，间隔材料 是具有0. 3mm至3mm的范围内的厚度的聚合物，更优选地，其厚度范围为0. 5mm至2mm。活塞41的后部55优选地是具有2mm至12mm的范围内的直径的圆柱体，更优选地， 其直径范围为3mm至8mm，并且活塞优选地具有比直径长的长度。由缠绕在阀体52的轴向延伸的腔室43周围的两个电磁线圈48a、48b提供电磁 操作装置48a、48b。电磁线圈48a、48b在彼此相对的缠绕方向上缠绕，其中，两个电磁线圈 48a、48b中的第一个电磁线圈48a用于从打开位置快速移动至关闭位置，而两个电磁线圈 中的第二个电磁线圈48b用于从关闭位置快速移动至打开位置。当然，将可行的是使一个 或多个电磁线圈48a、48b在相同方向上缠绕，并且替换地，切换电流方向以在两个位置之 间快速移动。应该观察到，不需要使电磁线圈48a、48b通电以使活塞41保持在两个稳定位 置的任何一个位置处，从而旁通空气阀40是双稳定的。旁通空气阀的能量消耗保持较低，因为仅当在关闭和打开位置之间快速移动时需 要使其通电。通过具有消耗较低能量的双稳定的旁通空气阀，可以在怠速期间积极地使用 它，以补偿影响发动机性能的不同条件，例如，补偿瞬时燃料质量、气压、空气滤清器的条 件、内摩擦等。当起动机器时，使用排气阀，通过打开排气阀，能够帮助起动。当然，如上所 述使燃料阀是双稳定的对于使用该燃料阀的机器的能量消耗来说也是有利的。
节流位置传感器现在将参照图1至图8和图10a至图10q更详细地说明节流位置传感器30。如图 2至图3和图5至图8所示，第一实施例的节流位置传感器30包括可移动部34，其基本上 具有沿着中心平面分成两半的杯子形状。可移动部34可相对于燃料供应单元1和固定部 33移动，如图2至图6和图8所示，并且可移动部34连接至节流轴8，如图8所示。所述节 流轴8固定地连接至内燃机的化油器的节流阀8、9的节流阀板9。代替化油器，可使用其他 类型的燃料供应单元1，例如低压喷射系统。节流位置传感器30有利地连接至燃料供应单 元1 一侧的节流轴8的伸出端，如图8所示。然而，节流位置传感器30也可连接至节流轴 8的两端，或连接至响应于例如节流杆而旋转的其它的某种装置。节流轴8是节流阀8、9的一部分，并固定地连接至节流阀板9。图1和图8所示的 节流阀8、9是蝶型阀，并具有两个端位置，这两个端位置代表打开和关闭位置，这些位置又 对应于内燃机的怠速和全油门状态。在第一实施例中，这些端位置隔开约75°的角距离，但 是当然这也可变化。在两个端位置之间是部分油门(part throttle)范围。可移动部34与节流轴8能够固定地连接或通过运动传递元件连接，以具有适合的 运动。这意味着，在节流轴8与可移动部34之间会存在齿轮或其他元件，以传递节流轴8 的运动，允许可移动部34相对于节流轴8旋转更长或更短的角距离。例如，可移动部34能 够布置成在节流轴8与节流阀8、9的两个端位置之间旋转180°。这种运动传递元件未在 图中示出。固定部33相对于可移动部34固定，并设置有多个对，每个对包括一个磁通量产生 装置31和一个磁敏元件32。当磁通量未被磁通量导向装置35屏蔽时，磁敏元件32由同一 对中的磁通量产生装置31的磁通量所驱动。磁通量导向装置35连接至可移动部34，或是可移动部的一部分。所述实施例的磁 通量导向装置35包括5个齿36a-e，如图7a至图7b所示，并与可移动部34 —起沿着基本 圆形的运动路径在节流阀8、9的两个端位置之间旋转。替代地，运动路径可设置成基本为 线性的。磁通量导向装置35的齿36a-e设置成屏蔽从磁通量产生装置31产生的磁通量， 并因此减弱磁敏元件32处的磁通量密度。替代地，齿36a-e可设置成加强磁敏元件32处 的磁通量密度。在这种构造中，磁通量产生装置31和磁敏元件32可设置在磁通量导向装 置35的运动路径的同一侧上。在这种构造中，当齿36a_e处于所述齿36a_e与磁通量产生 装置31 —起形成磁路的位置中时，磁敏元件32被驱动。当经过齿36a-e而非气隙时，由于 磁路的磁阻减小，因而增强了磁通量密度。磁敏元件32布置成对于磁通量导向装置35的 某些位置，并由此也对于节流阀8、9的某些位置，由增强的磁通量对其进行驱动。磁敏元件32是数字霍尔传感器32，其能够产生两个可能输出中的一个，驱动或未 驱动，根据磁通量密度，例如，对于高于阈值的通量密度产生数字值“ 1 ”，对于低于所述阈值 的通量密度产生“0”。如图6所示，节流位置传感器30的第一实施例包括以三个对的形式设置的三个磁 体31和三个数字霍尔传感器32，每对包括一个磁体31和一个数字霍尔传感器32。每个霍 尔传感器32构造为产生两个可能值中的一个，驱动或未驱动。替代地，例如，为了提高可靠 性，一对能够包括多于一个的磁体31和多于一个的霍尔传感器32。磁体31和霍尔传感器 32安装在节流位置传感器30的固定部33上。因此，磁通量导向装置35的齿36a_e与节流轴8 —起相对于固定部33移动。磁通量导向装置35具有穿过三对中的每对(每对包括 一个磁体31和一个霍尔传感器32)的运动路径。当齿36a-e定位在这种对的磁体31与霍 尔传感器32之间时，磁通量被屏蔽，并且在霍尔传感器32处大幅减弱，使得霍尔传感器32 从驱动变成未驱动。节流位置传感器30的每个可检测的位置对应于节流位置传感器30的 状态。该状态由所有霍尔传感器32的状态一起形成。与怠速和全油门对应的状态是唯一 的，但是与部分油门范围对应的状态不是唯一的，这意味着，相同的状态在部分油门范围内 会出现多次。然而，部分油门范围内的每组三个连续状态的每个状态相对于其他两个状态 来说是唯一的。这使得可能检测部分油门范围内的变化方向。因此，根据此实施例的节流 位置传感器30允许指示怠速、全油门和部分油门以及部分油门内的变化方向的可能性。如果被驱动的霍尔传感器32用数字值“1”表示，而未驱动的霍尔传感器32由数 字值“0”表示，那么，具有三个霍尔传感器32和三个磁体31的节流位置传感器30能够具 有在从“000”到“111”范围的三个值的可能状态，这些值代表第一、第二和第三霍尔传感器 32的值。通过三个磁体31和三个霍尔传感器32以及具有五个齿36a-e的磁通量导向装置 35，至少能够获得十三个状态。对于所述实施例，节流阀8、9的两个端位置的两个唯一状态 是“000”和“011”，当然，能够颠倒或以其他方式改变。用最左边的值代表的第一霍尔传感 器32仅对于怠速和全油门状态具有值“0”。这是确保节流位置传感器30的唯一状态的方 便的方式。然而，这意味着，不使用状态“010”和“001”。替代地，改变构造，以便也使用这 些状态。部分油门范围对应于以下十一个状态'100 101 111 110100 101 111 110100 101 111，能够发现包括四个不同状态‘100 101 111 110’的两个完整系列。具有六个齿 36a-e的磁通量导向装置35的构造将增加一个这种系列，具有七个齿36a_e的磁通量导向 装置35将增加两个系列，等等。对于去除齿36a_e来说，将会出现相反的结果。具有四个 齿36a_e的磁通量导向装置35将意味着系列的数量减去一，并且对于3个齿36a_e，减去
--o图10a至图10q中示出了具有六个齿36a_e和五个间隙的磁通量导向装置35的示 意图，其中，五个间隙用五个孔代表。图10a至图10q进一步示出了磁通量导向装置35的 17个位置，其中，每个位置代表节流位置传感器30的可能状态，并且，用S1至S3表示的三 条线代表三个对(每对由一个霍尔传感器32和一个磁体31组成)的位置。跨越(across) 孔的线意味着霍尔传感器32没有从磁体31屏蔽，因此被驱动，这进一步表示，由霍尔传感 器32产生数字值“1”。图10a示出了磁通量导向装置35的最右边的位置，其对应于怠速。 当磁通量导向装置35接着向左侧移动时，节流位置传感器30经过图10b至图10p中所示 的部分油门状态。图10q中所示的磁通量导向装置35的最左边位置对应于全油门。因此， 图10a至图10q对应于节流位置传感器30的以下17个可能状态'000
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100 101 111011，对于具有三个齿36a_e的磁通量导向装置35，以下状态是可能的‘000100 101 111011，对于三个齿36a_e，所有五个状态都是唯一的，这对于也在部分油门范围内实现精 确定位是有利的。如果使用一个或两个齿36a-e，那么三个磁体31和三个霍尔传感器32不 是必需的。因此，具有两个磁体31和两个霍尔传感器32的构造是更理想的，其与一个或两 个齿36a_e—起能布置为产生四个状态，例如‘11 10 00 10，。在第一实施例的非常简单的构造中，仅有一个齿36a_e与两个磁体31和两个霍尔 传感器32组合使用，并设置为仅产生两个状态，怠速和全油门。在另一构造中，磁体31和霍尔传感器32安装在可移动部34上，并且磁通量导向 装置35安装在固定部33上。齿36a_e越多，更好的分辨率越是可能的，这意味着，能够检测到部分油门范围内 的更小的变化。应该理解，能够以许多方式改变磁通量导向装置35的构造，以提供另一顺序的可 能状态，或具有更多的可能状态或更少的可能状态。例如，能够颠倒构造，即，图7a至图7b 中的齿36a_e能够改变成间隙，并且间隙能够改变成齿36a_e，从而节流位置传感器30的可 能状态也能够颠倒。在节流位置传感器30的第二实施例中，磁体31安装在可移动部34上，并且数字 霍尔传感器32安装在固定部33上，且不使用磁通量导向装置35。可移动部34可以与图7a 至图7b中的构造相似的方式构造，其中，每个齿36a-e能够改变成磁体31，或者磁体31能 够安装在每个齿36a_e上，但是优选地，可移动部34具有更像盘形的构造。每个霍尔传感 器32构造为，对于高于阈值的磁通量密度产生一个值，并且对于低于所述阈值的磁通量密 度产生第二值。当磁体31和霍尔传感器32相对于彼此处于某些位置时，并且优选地，当磁 体31和霍尔传感器32间隔短距离或间隔最短的可能距离时，霍尔传感器32处的磁通量密 度高于所述阈值。为了能够检测节流轴8和具有此构造的节流阀8、9的与内燃机的怠速和 全油门状态相对应的两个唯一位置，必须使用两个数字霍尔传感器32和至少一个磁体31。 优选地，使用更多磁体31 (例如，五个)和三个霍尔传感器32。该实施例的这种构造的可能 状态的数量与根据节流位置传感器30的第一实施例的节流位置传感器30的可能状态的数 量相对应。在具有类似于图7a至图7b中的可移动部的可移动部34，但是具有安装在五个 齿36a_e中的每个齿上的磁体31的构造中，轻松地获得了用于节流位置传感器30的一组 13个可能状态。当可移动部34沿着其运动路径在其两个端位置之间移动时，安装在固定部 33上的霍尔传感器32交替地被驱动和未驱动，因为，当磁体31经过时，它们被不同的磁通 量密度所影响。具有三个霍尔传感器32和五个磁体31，并且没有磁通量导向装置35的构 造的13个可能状态是111 011 010 000 001
011 010 000 001Oil 010 000100第一状态，“111”，和最后一个状态，“100”，是唯一的，且与节流阀8、9的端位置以
及内燃机的怠速及全油门状态相对应。相对于第一实施例的状态，这些状态是颠倒的。然而，节流位置传感器30的可能状态能够轻松地以另一顺序布置，可增加、去除 或颠倒这些状态，节流位置仍至少具有第一和第二唯一状态，代表节流阀8、9的两个端位 置，因此也代表内燃机的怠速和全油门状态。优选地，节流位置传感器30具有与部分油门 范围相对应的一组可能状态，使得节流位置传感器30能够指示怠速、部分油门、全油门以 及部分油门范围内的变化方向。在节流位置传感器30的第二实施例的另一构造中，磁体31安装在固定部33上， 并且霍尔传感器32安装在可移动部34上。不使用磁通量导向装置35，并且必须具有至少 两个霍尔传感器32和至少一个磁体31，以检测与内燃机的怠速和全油门状态相对应的节 流轴8和节流阀8、9的两个唯一位置。在图11和图12所示的节流位置传感器300的第三实施例中，磁敏元件320是安装 至固定部33的模拟霍尔装置320，该固定部未在图11和图12中示出。模拟霍尔装置具有 霍尔元件321，该霍尔元件构造为产生与通过霍尔元件321的磁通量密度成比例的输出电 压。霍尔效应装置320能够具有例如用于补偿不同条件(例如，温度变化)的集成电路。可 移动部340具有基本上盘形的形状，并附接至位于其中心的节流轴8，并具有优选地在垂直 于固定部的方向上极化的两个磁体310。然而，可移动部340当然能够用不同方式构造，例 如，具有三角形形状，或仅设置有一个磁体310或设置有多于两个的磁体310。磁体310在 离旋转轴线一定距离处固定至可移动部340，并且磁体310间隔开大约75°。此外，这两个 磁体310在关于彼此相反的方向上极化，以形成通过霍尔效应装置320的霍尔元件321的 磁通量密度，该磁通量密度与可移动部340和节流轴8的旋转面积(size)基本上成比例。 因此，模拟霍尔传感器320产生输出电压，该输出电压相对于节流轴8和节流阀8、9的旋转 面积基本上是线性的。通过此类型的霍尔效应装置320，在部分油门范围内也能够获得节流 阀8、9的位置的精确值。可以具有用于处理数据的处理单元，该处理单元集成在节流位置传感器300中或 与其分离。因此，节流位置传感器300的输出值在不同实施例或节流位置传感器300的构 造中能够改变。优选地，节流位置传感器300被布置为将数据传递至电子控制单元100，在 那里能够实现更多的处理或所有处理。节流位置传感器300的输出(其也可称做节流位置 传感器300的状态)优选地是霍尔效应装置320的霍尔元件321的霍尔电压。输出值能够 与例如内燃机的旋转速度、空气/燃料混合物的测量值以及/或温度等一起处理，以优化供 应至内燃机的空气/燃料混合物。在节流位置传感器300的第三实施例的优选构造中，适应性特征(adaptivity feature)被内置到电子控制单元100中，以便至少部分地提高检测关闭或全开节流阀的精 度。电子控制单元100控制两个阈值，在发动机运行期间，这两个阈值将改变，以适应与关 闭和全开节流阀8、9相对应的实际值，这些实际值又对应于节流位置传感器300的最大和 最小输出值，并能用Vmax和Vmin表示。然而，在不同条件(例如，不同温度或杂散磁场)的影响下，Vmax和Vmin将改变。因此，电子控制单元100布置为在发动机运行期间测量 Vmax和Vmin。有几种推断测量值与节流位置传感器300的最大或最小值是否相对应的方 法。例如，电子控制单元100能够利用与发动机转速和/或发动机转速已经多长时间恒定 相关的信息，以推断是否已经达到节流位置传感器300的最大或最小值。替代地，当已经测 量到大于最大测量值的值时，电子控制单元100仅更新最大值，并且当检测到比最小测量 值小的值时，更新最小值。重新计算阈值，以适应测得的实际值。节流位置传感器300输出 值在一定跨度内，S = Vmax-Vmin，其中，S是跨度的长度。阈值与相应的实际值之间的差优 选地小于S的10%。在发动机起动时，电子控制单元100使用默认阈值，这意味着阈值与对 应的实际值之间的差在发动机起动时和这之后的一段时间较大。当节流位置传感器300的 输出大于最大阈值时，检测到关闭的节流阀，并且当输出小于最小阈值时，检测到全开的节 流阀。然而，通过例如改变磁体310的极性，最大阈值将对应于全开位置，而最小阈值将对 应于关闭位置。替代地，电子控制单元100控制在发动机运行期间从Vmax和Vmin获得的三个阈 值；第三阈值是例如在跨度S的中间，以将该跨度分成四个子范围，其中的两个用于检测全 油门和怠速，而另两个用于检测部分油门的较低部分和部分油门的较高部分。优选地，电子 控制单元100控制多于三个的阈值，以形成多于四个离散位置，例如十个离散位置。离散位 置越多，当检测节流位置时，精度越高。替代地，适应性特征用于得到连续的输出值。这能够实现，因为输出值(优选地是 霍尔电压)与节流阀的角位移之间的关系基本上是线性的，并且因此，描述等式V = kD+h 或D= (V-h)/k，其中，V是节流位置传感器的输出电压，D是节流阀的角位移，而h和k是 常数。已知节流位置传感器300的最大和最小输出值，并且已知它们对应于角位移D的已 知最小和最大值，这意味着，能够轻松地得到常数h和k。因此，在发动机运行期间，通过测 量节流位置传感器300的最大和最小输出值，在部分油门范围内也能提高角位移D的检测 精度。适应性特征非常有利，因为其不仅补偿诸如温度变化或杂散磁场的条件，而且补 偿节流位置传感器之中的变化。由于制造公差的原因，这些节流位置传感器将在每个单元 上不同。该适应性使得能够具有更小的临界公差(critical tolerance)，这进而使得能够 得到更便宜的单元。点火系统点火系统的优选实施例包括具有磁体和电磁转换装置的飞轮，该电磁转换装置被 设置成将磁能转换成电能，该电能用于点火，并用于对控制模块2中的装置30 ；300、40、60、 100或控制模块2中的装置30 ；300,40,60,100中的至少一个以及/或其他不位于控制模 块2中的部件供应动力。优选地，飞轮包括间隔约180°的第一和第二磁体。当飞轮旋转且 磁体靠近线圈移动时，磁体周期性地使第一电磁转换装置(优选地，初级线圈)通电。初级 线圈优选地使第二电磁转换装置(次级线圈)通电，次级线圈的绕组具有比初级线圈多的 电线匝数。因此，对次级线圈增加负载，使得能够产生适于点火的非常高的电压。优选地， 在通过两个磁体中的至少第一磁体通电之后，但是优选地也在通过第二磁体通电之后，从 初级线圈获得用于供应动力的电能，并且从次级线圈获得用于点火的电能，该次级线圈已 通过初级线圈而通电。
替代地，飞轮仅设置有一个磁体，或设置有多于两个磁体，这些磁体能间隔小于 180°，并且至少一个电磁转换装置能够具有其他构造，但是仍被构造为将磁能转换成用于 点火和供应动力的电能。
权利要求
一种燃料供应单元(1)，例如内燃机的化油器或低压喷射系统，所述燃料供应单元包括 主空气通道(3)，所述主空气通道(3)具有安装于其内的节流阀(8，9)，所述节流阀包括在彼此相对设置的两个轴侧(6，7)之间延伸的节流轴(8)，并且其特征在于，用于燃料供应(2)的控制模块(2)安装至所述轴侧(6，7)中的一个轴侧(7)，所述控制模块(2)包括 节流位置检测装置(30；300)，用于监测所述节流阀(8，9)的位置，以及 燃料阀装置(60)，用于控制对所述主空气通道(3)的燃料供应。
2.根据权利要求1所述的燃料供应单元(1)，其中，所述燃料阀装置(60)包括根据权 利要求38至41中任一项所述的燃料阀(60)。
3.根据权利要求1或2所述的燃料供应单元(1)，其中，所述节流位置检测装置(30) 包括根据权利要求50至81中任一项所述的节流位置传感器(30 ；300)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料供应单元(1)，其中，所述节流阀(8，9)的 节流阀板(9)设置有用于旁通空气的孔(25)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料供应单元(1)，其中，所述主空气通道(3) 的壁设置有用于旁通所述节流阀(8，9)周围的空气的凹槽或管道。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料供应单元(1)，其中，所述控制模块(2)包 括用于当所述节流阀(8，9)关闭时旁通所述节流阀(8，9)周围的空气的旁通空气装置。
7.根据权利要求6所述的燃料供应单元(1)，其中，所述旁通空气装置包括根据权利要 求42至49中任一项所述的旁通空气阀(40)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃料供应单元(1)，其中，所述控制模块(2)包 括用于控制或监测所述控制模块(2)中的装置(30 ；300，40，60)中的至少一个、优选地控制 或监测所述控制模块(2)中的所有装置的电子控制单元(100)。
9.根据权利要求8所述的燃料供应单元(1)，其中，所述电子控制单元(100)设置为向 所述内燃机的点火系统传递信息，所述信息通过监测所述装置(30;300，40，60)中的至少 一个装置的状态获得，并且所述点火系统设置为根据所述信息控制点火定时。
10.根据权利要求9所述的燃料供应单元(1)，其中，所述电子控制单元(100)设置为 向所述内燃机的点火系统传递信息，所述信息通过监测所述节流位置检测装置(30 ；300) 的状态获得，并且所述点火系统设置为根据所述信息控制点火定时。
11.根据权利要求9或10所述的燃料供应单元(1)，其中，所述点火系统设置为控制所 述内燃机怠速状态下的点火定时，以控制怠速速度。
12.一种用于燃料供应单元(1)的控制模块(2)，所述燃料控制单元例如内燃机的化油 器或低压喷射系统，所述控制模块包括-节流位置检测装置(30 ;300)，用于监测安装于所述燃料供应单元(1)的主空气通道 (3)中的节流阀(8，9)的位置，-燃料阀装置(60)，用于控制对所述主空气通道(3)的燃料供应。
13.根据权利要求12所述的控制模块(2)，其中，所述控制模块(2)进一步包括根据权 利要求42至49中的任一项所述的旁通空气阀(40)，所述旁通空气阀用于控制在所述主空 气通道(3)中的所述节流阀(8，9)上的旁通气流，以便当所述节流阀关闭(8，9)时旁通空气。
14.根据权利要求12或13所述的控制模块(2)，其中，所述燃料供应单元(1)是膜片 式化油器，具有-一对彼此相对设置的轴侧(6，7)，支撑所述节流阀(8，9)的阀轴⑶；以及_燃料调节器侧(5)，包括用于向所述主空气通道(3)供应燃料的燃料调节器(17)；并且所述控制模块(2)设置在以下本体侧中的一个处1)两个轴侧中的第一轴侧(6)， 2)两个轴侧中的第二轴侧(7)，或3)燃料调节器侧(5)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的控制模块(2)，其中，所述燃料阀装置(60) 包括根据权利要求38至41中任一项所述的燃料阀(60)。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的控制模块(2)，其中，所述节流位置检测装 置(30 ；300)包括根据权利要求50至81中任一项所述的节流位置传感器(30 ；300)。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的控制模块(2)，设置有或连接至用于控制或 监测所述装置(30 ；300,40,60)中的至少一个装置的电子控制单元(100)。
18.根据权利要求17所述的控制模块(2)，其中，所述电子控制单元(100)还控制点火 定时。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的控制模块(2)，其中，所述装置(30；300，40， 60)中的至少一个装置或所述电子控制单元(100)由点火系统供应动力。
20.一种内燃机的点火系统，所述点火系统至少部分地包括权利要求17、18或19中的 电子控制单元(100)，或者所述点火系统与所述电子控制单元(100)通信，所述点火系统能 够控制所述内燃机的点火定时。
21.根据权利要求20所述的点火系统，设置为接收来自所述电子控制单元(100)的关 于所述装置(30;300，40，60)中的至少一个装置的状态的信息，并且所述点火系统设置为 至少根据所述装置(30;300，40，60)中的至少一个装置的状态来控制点火定时。
22.根据权利要求21所述的点火系统，设置为至少根据所述节流位置检测装置(30; 300)的状态来控制点火定时。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的点火系统，设置为通过控制所述内燃机的点 火定时来控制怠速速度。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的点火系统，设置为向所述控制模块(2)中的 所述装置(30 ;300，40，60，100)中的至少一个装置供应动力。
25.一种内燃机的点火系统，包括-飞轮，设置有至少两个磁体组，所述飞轮和所述磁体组设置为与例如所述内燃机的曲 轴一起旋转，-用于将磁能转换成电能的至少一个电磁转换装置，例如充电线圈、初级线圈或次级线 圈，当所述飞轮旋转时，所述至少一个电磁转换装置中的至少一个通过所述飞轮上的至少 一个磁体组而被通电，并且所述至少一个电磁转换装置中的所述至少一个向所述装置(30 ； 300，40，60，100)中的至少一个供应动力。
26.根据权利要求25所述的点火系统，其中，所述至少一个电磁转换装置中的至少一 个的输出电压用来点火，所述电磁转换装置已通过所述磁体组中的至少一个通电。
27.根据权利要求26所述的点火系统，其中，所述至少一个电磁转换装置中的至少一个的输出电压用来对所述装置(30 ;300，40，60，100)中的至少一个供应动力，所述电磁转 换装置已通过所述磁体组中的至少一个通电，并且以不减小用于点火的能量的量的方式， 从所述点火系统获得用于供应动力的电能。
28.根据权利要求27所述的点火系统，其中，所述飞轮具有第一磁体组和第二磁体组， 所述第一磁体组包括第一磁体，而所述第二磁体组包括第二磁体，并且所述第一磁体和第 二磁体隔开至少90°的角距离，来自所述第一磁体的磁能用于点火，并且来自所述第一磁 体和第二磁体中的至少一个的磁能用于对所述装置(30 ;300，40，60，100)中的至少一个供 应动力。
29.一种用于控制燃料供应单元(1)中的流体通道中的流体流的电操作流体阀，所述 燃料供应单元例如内燃机的化油器或低压喷射系统，所述流体阀(40 ；60)包括-能轴向移动的活塞(41 ；61)，所述活塞包括永磁体(42 ;62)，所述永磁体的磁方向轴 向地定向，并提供前磁极(42a ；62a)和后磁极(42b ；62b)；-轴向延伸的腔室(43 ；63)，具有两个相对设置的阀座(44，45 ；64，65)，所述阀座限制 所述活塞(41 ；61)的轴向运动，前阀座(44 ；64)面向所述前磁极(42a ；62a)，而后阀座(45 ； 65)面向所述后磁极(42b ；62b)；-位于所述前阀座(44 ；64)处的至少一个前铁磁元件(46 ；66)和位于所述后阀座(45 ； 65)处的后铁磁元件(47 ；67)，使得能够具有两个稳定的阀位置，当所述活塞(41 ；61)靠在 所述前阀座(44;64)上时防止流体在流体通道中流动的关闭位置，和当所述活塞(41 ；61) 靠在至少一个后阀座(45 ；65)上时允许流体在流体通道中流动的打开位置，通过设计所述 磁体(42 ；62)与相应的铁磁元件(46，47 ；66，67)之间的力，使得当所述活塞(41 ；61)处于 所述前阀座(44 ；64)时，所述前磁极(42a ；62a)与所述前铁磁元件(46 ；66)之间的磁力比 所述后磁极(42b ；62b)与所述后铁磁元件(47 ；67)之间的磁力强，并使得当所述活塞(41 ； 61)处于所述后阀座(45 ；65)时，所述后磁极(42b ；62b)与所述后铁磁元件(47 ；67)之间 的磁力比所述前磁极(42a ；62a)与所述前铁磁元件(46 ；66)之间的磁力强；以及-电磁操作装置(48a，48b ；68a，68b)，当通电时，使所述活塞(41 ；61)在所述两个稳定 的阀位置之间轴向地快速移动。
30.根据权利要求29所述的电操作流体阀，其中，分别在所述关闭和打开位置处，所述 活塞(41 ；61)的磁体(42 ；62)与相应阀座(44，45 ；64，65)的铁磁元件(46，47 ；66，67)间 隔开以免彼此直接接触。
31.根据权利要求30所述的电操作流体阀，其中，所述阀座(44，45；64,65)中的至少 一个包括面向所述活塞(41 ；61)的间隔非磁性材料(49，50 ；69，70)，优选地是聚合物材料。
32.根据权利要求31所述的电操作流体阀，其中，面向所述活塞(41；61)的所述间隔 非磁性材料(49，50 ；69，70)的厚度在0. 3mm-3mm的范围内，优选在0. 5mm-2mm的范围内。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的电操作流体阀，其中，所述磁体(42;62)至 少是所述活塞(41 ；61)的一部分，并且优选地是直径范围为2mm-12mm的圆柱体，更优选地 直径范围为3mm-8mm。
34.根据权利要求29至33中任一项所述的电操作流体阀，其中，所述磁体(42；62)具 有比直径长的长度。
35.根据权利要求29至34中任一项所述的电操作流体阀，其中，所述电磁操作装置(48a, 48b ；68a, 68b)由缠绕在包括所述磁体(42 ；62)的所述活塞(41 ；61)的至少一部分周 围的至少一个电磁线圈(48a，48b ；68a, 68b)提供。
36.根据权利要求35所述的电操作流体阀，其中，两个电磁线圈(48a，48b;68a，68b) 在彼此相反的缠绕方向上缠绕在包括所述磁体(42 ；62)的所述活塞(41 ；61)的至少一部 分周围，其中，所述两个电磁线圈(48a，48b ;68a，68b)中的第一线圈(48a ;68a)用于从打 开位置快速移动至关闭位置，而所述两个电磁线圈中的第二线圈(48b;68b)用于从关闭位 置快速移动至打开位置。
37.根据权利要求35所述的电操作流体阀，其中，所述至少一个电磁线圈(48a，48b; 68a, 68b)是至少两个在相同方向上缠绕的电磁线圈，并且通过切换使所述至少两个电磁线 圈(48a，48b ；68a,68b)通电的电流方向来实现从打开至关闭和从关闭至打开的快速移动。
38.根据权利要求29至37中任一项所述的电操作流体阀，其中，所述流体阀(40;60) 是用于控制对所述燃料供应单元(1)的主空气通道(3)的燃料供应的燃料阀(60)。
39.根据权利要求38所述的电操作流体阀，其中，所述流体通道形成在通向所述腔室 (63)的至少一个进入端口(72)与至少一个排出端口(71)之间，该至少两个端口(71，72) 均设置在所述腔室(63)的前端。
40.根据权利要求39所述的电操作流体阀，其中，所述前阀座(64)包括所述端口(71， 72)中的至少一个排出端口(71)，并且其中，所述活塞(61)的前端具有适于关闭所述至少 一个排出端口(71)的横截面。
41.根据权利要求40所述的电操作流体阀，其中，所述第一端口(71)是圆形横截面的 通路，并且其中，所述前铁磁元件(66)至少部分地包围所述通路，优选地是围绕所述通路 的管子的形式。
42.根据权利要求29至37所述的电操作流体阀，其中，所述流体阀(40，60)是用于旁 通安装于所述燃料供应单元(1)的主空气通道(3)中的已关闭节流阀(8，9)上的空气的旁 通空气阀(40)，所述节流阀(8，9)包括可旋转地安装的阀轴(8)，所述阀轴具有中心地固定 至所述阀轴(8)的阀板(9)。
43.根据权利要求42所述的电操作流体阀，其中，所述流体通道是所述阀板(9)的边缘 中的阀板孔(25)，并且其中，所述活塞(41)包括前端(53)，当所述活塞(41)和所述节流阀 (8,9)处于其关闭位置时，所述前端适于主要填充所述阀板孔(25)，并且当所述活塞(41) 处于其打开位置时，所述前端(53)从所述阀板孔(25)收回。
44.根据权利要求43所述的电操作流体阀，其中，所述阀板孔(25)的面积在 1mm2-12mm2的范围内，优选地在2mm2-8mm2的范围内。
45.根据权利要求43至44中任一项所述的电操作流体阀，其中，所述活塞(41)的前端(53)穿过所述燃料供应单元(1)中的孔(26)进入所述主空气通道(3)。
46.根据权利要求42至45中任一项所述的电操作流体阀，其中，所述活塞(41)相对于 所述主空气通道(3)中的气流方向基本上横向地移动。
47.根据权利要求42至46中任一项所述的电操作流体阀，其中，所述活塞(41)包括 后部(42)和具有前端(53)的前部(54)，并且所述后部(42)包括所述磁体(42)，所述前部(54)穿过所述前阀座(44)中的阀座孔(51)伸出，并具有比所述后部(42)小的横截面，并 且所述阀座孔(51)具有大到足以使得所述前部(53)伸出但是小到足以防止所述后部(42)伸出的横截面。
48.根据权利要求47所述的电操作流体阀，其中，所述前铁磁元件(66)至少部分地包 围所述阀座孔(51)，优选地是铁磁材料的管子的形式。
49.根据权利要求42至48中任一项所述的电操作流体阀，其中，所述活塞(41)的所述 前部(53)为非磁性材料，优选地为聚合物材料。
50.一种用于感测燃料供应单元(1)中的节流阀(8，9)及其节流轴(8)的位置的节流 位置传感器(30)，所述燃料供应单元例如内燃机的化油器或低压喷射系统，所述内燃机具 有怠速和全油门状态，所述节流位置传感器(30)包括-至少一个磁通量产生装置(31)，例如磁体，用于产生磁通量，-至少一个磁敏元件(32)，例如数字霍尔传感器，用于感测由所述磁通量产生装置 (31)产生的磁通量密度，所述磁敏元件(32)构造为根据所述磁通量密度是否已经达到阈 值来产生两个可能值中的一个，_固定部(33)，相对于所述燃料供应单元(1)固定，-可移动部(34)，能够相对于所述固定部(33)和所述燃料供应单元(1)移动，当所述 节流轴转动时，所述可移动部(34)随着所述节流轴(8)运动，所述磁敏元件(32)以及由 此所述节流位置传感器(30)设置为，当由所述磁通量产生装置(31)在所述可移动部(34) 的第一端位置驱动时，产生一唯一的值，所述可移动部的第一端位置对应于所述节流轴(8) 和所述节流阀(8，9)的端位置，其特征在于，所述节流轴(8)和所述可移动部(34)固定地连接至彼此，或通过运动传 递元件连接，以具有适应性运动，并且每个磁敏元件(32)被构造为根据磁通量密度产生两 个可能值中的一个，并且至少两个磁敏元件(32)安装在两个部(33，34)中的任一个上，即，安装在所述固定部 (33)或所述可移动部(34)上，并且至少一个磁通量产生装置(31)安装在所述两个部(33， 34)中的另一个上，或者至少两个磁通量产生装置(31)安装在与所述至少两个磁敏元件(32)相同的部(33， 34)上，并且磁通量导向装置(35)安装在另一个部(33，34)上，所述磁通量导向装置(35) 被设置为增强或减弱磁敏元件(32)处的磁通量密度，从而使所述磁敏元件(32)以及由此所述节流位置传感器(30)为所述可移动部(34) 的第一和第二端位置产生唯一的值，所述可移动部(34)的端位置对应于所述节流轴(8)和 所述节流阀(8，9)的两个预定的端位置，所述两个预定的端位置又对应于所述内燃机的怠 速和全油门状态。
51.根据权利要求50所述的节流位置传感器(30)，其中，至少两个磁敏元件(32)安装 在两个部(33，34)中的任一个上，即，安装在所述固定部(33)或所述可移动部(34)上，并 且至少一个磁通量产生装置(31)安装在所述两个部(33，34)中的另一个上，从而使得节流 位置传感器(30)能够区分与所述节流阀(8，9)的两个端位置相对应的至少两个位置。
52.根据权利要求51所述的节流位置传感器(30)，其中，至少两个磁敏元件(32)安装 在所述固定部(33)上，并且至少一个磁通量产生装置(31)安装在所述可移动部(34)上。
53.根据权利要求52所述的节流位置传感器(30)，其中，所述至少两个磁敏元件(32) 安装在所述可移动部(34)上，并且至少一个磁通量产生装置(31)安装在所述固定部(33)上。
54.根据权利要求52或53所述的节流位置传感器(30)，包括至少两个磁通量产生装 置(31)，并且优选地包括三个。
55.根据权利要求52或53所述的节流位置传感器(30)，包括至少四个磁通量产生装 置(31)，并且优选地包括五个。
56.根据权利要求52至55中任一项所述的节流位置传感器(30)，包括至少三个磁敏 元件(32)。
57.根据权利要求50所述的节流位置传感器(30)，其中，至少两个磁通量产生装置 (31)和至少两个磁敏元件(32)均安装在所述固定部(33)上，并以成对的方式分组，每对包 括一个磁敏元件(32)和一个磁通量产生装置(31)，这种对中的每个磁敏元件(32)设置为 产生两个可能值中的一个，该值取决于所述磁敏元件(32)目前是否被同一对中的所述磁 通量产生装置(31)驱动，所述磁通量导向装置(35)固定地连接至所述可移动部(34)，或者所述磁通量导向装 置是所述可移动部(34)的一部分，因此所述磁通量导向装置(35)也沿着预定的运动路径 随着所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)移动，所述磁通量导向装置(35)包括至少一个齿 (36a_e)，根据所述齿(36a_e)的位置，并且由此也根据所述节流轴⑶和所述节流阀(8，9) 的位置，所述至少一个齿(36a_e)允许一对中的所述磁敏元件(32)是否由同一对中的所述 磁通量产生装置(31)驱动。
58.根据权利要求50所述的节流位置传感器(30)，其中，至少两个磁通量产生装置 (31)和至少两个磁敏元件(32)均安装在所述可移动部(34)上，所述磁通量导向装置(35)固定地连接至所述固定部(33)，或者所述磁通量导向装置 是所述固定部(33)的一部分，所述磁通量导向装置(35)包括至少一个齿(36a-e)，所述至 少一个齿(36a-e)允许包括一个磁通量产生装置(31)和一个磁敏元件(32)的一对中的所 述磁敏元件(32)是否由同一对中的所述磁通量产生装置(31)驱动。
59.根据权利要求57所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁通量导向装置(35) 的运动路径基本上是圆形的，并且所述磁通量导向装置(35)的两个端位< 置之间的角度是 30° -360° 。
60.根据权利要求57所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁通量导向装置(35)的 运动路径是基本上线性的。
61.根据权利要求57、59或60所述的节流位置传感器(30)，其中，所述至少两个磁通 量产生装置(31)设置在所述磁通量导向装置(35)的运动路径的第一侧上，并且所述至少 两个磁敏元件(32)被设置在第二侧上，其中，例如当所述磁通量导向装置(35)的所述至少 一个齿(36a-e)位于所述磁敏元件(32)与所述磁通量产生装置(31)之间时，所述至少一 个齿(36a_e)设置为减弱所述磁敏元件(32)处的磁通量。
62.根据权利要求57、59或60所述的节流位置传感器(30)，其中，一对中的至少一个 磁通量产生装置(31)和至少一个磁敏元件(32)设置在所述磁通量导向装置(35)的运动 路径的相同侧上，其中，所述磁通量导向装置(35)的所述至少一个齿(36a_e)设置为增强 所述磁敏元件(32)处的磁通量。
63.根据权利要求57至62中任一项所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁通量导向装置(35)包括至少两个齿(36a_e)，并且优选地包括三个。
64.根据权利要求57至62中任一项所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁通量导 向装置(35)包括至少四个齿(36a_e)，并且优选地包括五个。
65.根据权利要求57至64中任一项所述的节流位置传感器(30)，包括至少三个磁通 量产生装置(31)和至少三个磁敏元件(32)。
66.根据权利要求51至65中任一项所述的节流位置传感器(30)，设置为区分所述节 流轴(8)和所述节流阀(8，9)的至少三个位置，其中至少两个位置对应于所述节流位置传 感器(30)的唯一的状态，并代表所述节流轴(8)的两个端位置，并且由此也代表所述节流 阀(8，9)的端位置，另外的至少一个位置代表所述内燃机的部分油门范围。
67.根据权利要求51至65中任一项所述的节流位置传感器(30)，设置为区分所述节 流轴(8)和所述节流阀(8，9)的至少四个或优选地至少五个位置，其中至少两个位置对应 于所述节流位置传感器(30)的唯一的状态，并代表所述节流轴(8)的两个端位置，并且由 此也代表所述节流阀(8，9)的端位置，另外的至少两个或优选地至少三个位置代表所述内 燃机的部分油门范围。
68.根据权利要求51至65中任一项所述的节流位置传感器(30)，设置为区分所述节 流轴(8)和所述节流阀(8，9)的至少九个或优选地至少十三个位置，其中至少两个位置对 应于所述节流位置传感器(30)的一唯一的状态，并代表所述节流轴(8)的两个端位置，并 且由此也代表所述节流阀(8，9)的端位置，另外至少七个或优选地至少十一个位置代表所 述内燃机的部分油门范围。
69.根据权利要求51至68中任一项所述的节流位置传感器(30)，其中，所述节流位置 传感器(30)的至少三个连续状态的任何可能的顺序中的任何单个状态相对于另外至少两 个状态来说是唯一的，所述至少三个状态对应于所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的至 少三个连续位置。
70.根据权利要求50至69中任一项所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁通量 产生装置(31)包括至少一个磁体(31)，并且所述磁敏元件(32)包括至少一个霍尔传感器 (32)。
71.一种用于感测燃料供应单元(1)中的节流阀(8，9)及其节流轴(8)的位置的节流 位置传感器(30)，所述燃料供应单元例如内燃机的化油器或低压喷射系统，所述内燃机具 有怠速和全油门状态，所述节流位置传感器(30)包括_固定部(33)，相对于所述燃料供应单元(1)固定，-可移动部(340)，能够相对于所述固定部(33)和所述燃料供应单元(1)移动，并且当 所述节流轴转动时所述可移动部(340)随着所述节流轴(8)运动，-至少一个磁通量产生装置(310)，例如磁体，用于产生磁通量，-磁敏元件(320)，例如模拟霍尔传感器，用于感测由所述磁通量产生装置(310)产生 的磁通量密度，所述磁敏元件(320)和所述磁通量产生装置(310)设置为使得所述磁敏元 件(320)处的磁通量密度以与所述可移动部(340)的角位移基本上成线性的方式变化，并 因此也以与所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的角位移基本上成线性的方式变化，其特征在于，所述节流轴(8)和所述可移动部(340)固定地连接至彼此，或通过运动传递元件连接，以具有适应性运动，并且所述磁通量产生装置(310)安装在所述两个部(33，340)中的任一 个上，即，安装在所述固定部(33)或所述可移动部(340)上，并且所述磁敏元件(320)安装 在所述两个部(33，340)中的另一个上，以使所述磁敏元件(320)以及由此所述节流位置传 感器(300)根据所述可移动部(340)的位置并由此也根据所述节流轴(8)和所述节流阀 (8,9)的位置而产生连续的值。
72.根据权利要求71所述的节流位置传感器(300)，其中，所述节流位置传感器(300) 是根据权利要求12至19中任一项所述的控制模块(2)的一部分。
73.根据权利要求71或72所述的节流位置传感器(300)，具有至少两个磁通量产生装 置(31)。
74.根据权利要求71至73中任一项所述的节流位置传感器(300)，其中，所述磁通量 产生装置(310)安装在所述可移动部(340)上，并且所述磁敏元件(320)安装在所述固定 部(33)上。
75.根据权利要求71至73中任一项所述的节流位置传感器(300)，其中，所述磁通量 产生装置(310)安装在所述固定部(33)上，并且所述磁敏元件(320)安装在所述可移动部 (340)上。
76.根据权利要求71至75中任一项所述的节流位置传感器(300)，其中，所述磁敏元 件(320)的最高值和最低值对应于所述节流轴⑶和所述节流阀(8，9)的两个端位置，所 述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的两个端位置又对应于所述内燃机的怠速和全油门状 态。
77.根据权利要求71至76中任一项所述的节流位置传感器(300)，其中，所述磁敏元 件(320)包括一个模拟霍尔传感器，并且所述磁通量产生装置(310)包括一个磁体。
78.根据权利要求71至77中任一项所述的节流位置传感器(300)，其中，所述节流位 置传感器(300)与电子控制单元(100)通信，所述电子控制单元(100)设置为处理所述节 流位置传感器(300)的输出值，所述电子控制单元(100)设置为至少间断地存储所述节流 位置传感器(300)的最高值和最低值，在这两个值中，第一值对应于所述节流阀(8，9)的关 闭位置，而第二值对应于所述节流阀(8，9)的全开位置，所述电子控制单元(100)将所述节 流位置传感器(300)的最高值与最高阈值进行比较，并将所述节流位置传感器(300)的最 低值与最低阈值进行比较，并且在发动机运行期间，所述阈值动态地增加或减小，以适应于 所述节流位置传感器(300)的最高值和最低值，使得所述最高阈值低于所述节流位置传感 器(300)的最高值，并且所述最低阈值高于所述节流位置传感器(300)的最低值，所述电子 控制单元(100)将所述节流位置传感器(300)的高于所述最高阈值或低于所述最低阈值的 值解释为所述节流阀(8，9)的关闭位置或全开位置中的一个。
79.根据权利要求78所述的节流位置传感器(300)，其中，所述电子控制单元(100)控 制至少三个阈值，以将所述节流位置传感器(300)的输出值分成至少四个子范围，每个子 范围代表所述节流位置传感器(300)的一个位置。
80.根据权利要求71至79中任一项所述的节流位置传感器(300)，其中，所述节流位 置传感器(300)的值与所述节流阀(8，9)的角位移之间的关系基本上是线性的，因此描述 等式V = kD+h或D = (V-h)/k，其中，V是所述节流位置传感器(300)的输出值，D是所述 节流阀(8，9)的角位移，并且h和k是常数，所述节流位置传感器(300)与所述电子控制单元(100)通信，所述电子控制单元(100)设置为至少间断地测量所述节流位置传感器(300) 的最高值和最低值，这些值对应于所述节流阀(8，9)的两个端位置，并使得所述电子控制 单元(100)在发动机运行期间能够重新计算常数h和k，因此，所述电子控制单元(100)能 够使所述节流阀(8，9)的角位移的测量适应于当前条件。
81.根据权利要求50至80中任一项所述的节流位置传感器(30;300)，与电子控制单 元(100)通信，所述电子控制单元(100)是所述控制模块(2)的一部分或连接至所述控制 模块，并且所述电子控制单元(100)是具有可控的点火定时的点火系统的一部分或与所述 点火系统通信，所述电子控制单元(100)设置为将所述节流位置传感器(30 ；300)的当前 状态发送至所述点火系统，所述点火系统设置为至少在怠速状态根据所述节流位置传感器 (30 ；300)的所述状态来控制点火定时，以控制怠速速度。
全文摘要
提供一种燃料供应单元(1)，例如，内燃机的化油器或低压喷射系统。该燃料供应单元(1)包括具有安装于其内的节流阀(8，9)的主空气通道(3)，该节流阀(8，9)包括在彼此相对设置的两个轴侧(6，7)之间延伸的节流轴(8)。用于燃料供应(2)的控制模块(2)安装至轴侧(6，7)中的一个轴侧(7)，该控制模块(2)包括用于监测节流阀(8，9)的位置的节流位置检测装置(30；300)、和用于控制对主空气通道(3)的燃料供应的燃料阀装置(60)。而且提供点火系统，其能够根据控制模块(2)中的装置(30；300，40，60，100)中的至少一个的状态来控制点火定时以至少控制发动机的怠速速度。点火系统进一步设置为给控制模块(2)的装置(30；300，40，60，100)中的至少一个供应动力。
文档编号F02P5/02GK101978152SQ200880128153
公开日2011年2月16日 申请日期2008年3月17日 优先权日2008年3月17日
发明者布·卡尔松, 比约恩·兰登, 米卡埃尔·拉松, 马茨·拉韦纽斯 申请人:胡斯华纳有限公司