CN1377443A - 内燃机传感器 - Google Patents

Abstract

一种介质流体控制组件,包括一个直接安装在进气岐管上提供发动机控制和诊断功能的发动机操作单元(ECU)。一罩包封该ECU,气密地密封并保护电路板及固定的部件。一些传感器最好穿过该罩,伸入进气歧管,以接收流经该进气歧管的介质的直接输入。在另一实施例中,一种诸如加速度计的不从该罩伸出的传感器接收振动输入。由于整个电路板被直接安装在进气岐管上,这些振动作为对该传感器的输入而被接收。

Description

内燃机传感器

发明背景

本发明涉及一种发动机控制传感器，尤其涉及一种直接安装于发动机进气岐管的ECU。

在车辆发动机领域中已采用各种发动机控制单位(ECU)。公知的各种ECU通常安装在远离车辆发动机处，以保护ECU电子设备免受车辆发动机加热。ECU与若干传感器连接，这些传感器通常安装在车辆发动机的各种部件、诸如进气岐，空气滤清器和燃油管路内。ECU经电气配线等与远距离的传感器连接。

ECU和多个传感器的远距离安装需要若干电气配线，传感器接线器，传感器固定件和为每一远距离传感器跟ECU连接所需的其它接线。这是昂贵的，并由于一些延伸的接线可能降低其可靠性。

因此，希望将一些ECU部件制成一体，以提高其可靠性，降低成本，并改善性能。

发明概述

本发明的介质流体控制组件包括一种直接安装在进气岐管上提供发动机控制和诊断功能的发动机控制单元(ECU)。该ECU包含一个控制器和多个安装在电路板上的传感器，诺如加速度计，温度传感器，流量传感器等。这些传感器最好以芯片的等级被安装在该电路板上，经诸如一些基底印制线(Substrate tracks)的接线与控制器连接。这些传感器的基底安装有利地消除了对电气配线、传感器接线器、传感器固定件和一些为远距离传感器通常所需的其它接线的需求。

一罩包封该ECU，气密地密封和保护该电路板及其固定的部件。在一个实施例中，该罩上的一小孔和进气岐管上的一相应小孔能使一传感器伸进该进气岐管内。因此，该传感器接收如温度、空气流量、压力或其它输入的这些参数的直接输入，它们被直接传输到ECU控制器。

在另一实施例中，一个第二小孔径一第二车辆部件，如燃料管路与一第二相应小孔对齐。因此，该传感器经该燃料管路接收与燃料流量相关的一些参数的直接输入，它们被传输到控制器。

在另一实施例中，一种诸如加速度计的不从该罩伸出的传感器接收振动输入。仅作为例子，火花震出声是点火控制所关心的，通过发动机振动来测量。由于整个电路板被直接安装在进气岐管上，这些振动作为对传感器的输入而被接收。

在又一个实施例中，传感器仅在规定的窗口期间工作，以检测燃料喷咀的开、闭。这些信息有利地提供了诊断功能，以满足诸如车上诊断步骤2(oBD2)技术条件的规定。

因此，本发明提供了一种整体ECU，其可靠性提高，成本降低，并改善了性能，同时减少了远距离安装部件的必要性。

附图简述

根据下列对目前优选实施例的详细说明，业内人士对本发明的各种特点和优点会变得明显。对伴有详细说明的附图可简述如下：

图1是为发动机的破碎透视图，带有本发明的整体燃料管路进气岐管和燃料喷咀固定件；

图2是图1的燃料喷咀固定件和整体的燃料管路和进气岐管的展开的局部破碎剖视图；

图2A是图2的ECU的局部破碎剖视图；

图2B是图2的ECU的另一局部破碎剖视图；

图3是图示本发明的一个实施例工作的简图。

优选实施例详细说明

图1表示一介质流体控制组件10，诸如固定在发动机(以12颇为简略地表示)上的进气岐管10。发动机控制单元(ECU)14最好直接安装在进气岐管10上，以提供发动机控制和诊断功能。

进气歧管10最好由基本上为非金属的材料制成，诸如尼龙，PET、LCP、PPC、PBT或各种其它塑料。应用于进气岐管仅是出于说明的目的，而本发明的方法可应用于其它流体控制质介部件上。

气缸盖15以普通方式安装在发动机12上。燃料管路部16形成燃料供应通道17(图2)，将燃料自燃料箱(以18简略表示)供给若干燃料喷咀20而进入各自的发动机气缸22。

参照图2，气缸盖15相应于每一气缸包含一流道(26)，延伸到每一气缸处的一个或几个进气阀24。每缸与进气岐管10的流道26对齐。各燃料喷咀20由ECU控制，将受控的燃料流以定时的间隔导入各自的发动机气缸内。

ECU14包含一个通常安装在一电路板或基底30上的控制器28，最好通过储存在存储器32内的软件实现发动机的控制和诊断功能。最好，多个传感器34，诸如加速度计、温度传感器，流量传感器等，安装在该电路板30上。

罩38包封ECU14，将电路板30气密地密封和保护。罩30最好为诸如铝的导热材料，并直接安装在进气岐管10的外表面39上。罩38处在进气岐管10上关键的部位，能使传感器34从那里接收输入信号。

罩38上的小孔40和进气岐管10上相应的小孔41能使传感器34A伸入到进气歧管10内。最好，一密封件43，如O形环等确保罩38在贴近该传感器34A处密封，以保护ECU不与流过进气岐管10的流道的被测媒质接触。因此，传感器34A接收例如温度、空气、流量、压力这些参数的直接输入或其它输入，它们被直接输给控制器28。

由于ECU14安装在比较接近产热介质部件，因此设置一种诸如散热片的冷却装置45。该冷却装45(图2A)最好是罩38的一部分，然而，它也可以是直接固定在电路板30上的一个单独部件。应当理解，冷却装置45也可以是一个活动部件，如固定于电路板30并直接自其吸取功率的风扇。罩38最好安装成使散热片45与循环流体连接(如箭头A简略所示)，以有助于将ECU保持在可接受的温度之下。该循环流体可以是诸如流径进气岐管10的空气或流到燃料喷咀的燃料。

在另一实施例中，罩38’(图2B)在进气岐管10内被整体制出。只有盖39需被可拆卸地固定到罩38’上，以将电路板30密封在ECU14内，并形成通向那里的通道。在图2B中所示的该实施例中，散热片45直接安装在电路板30上，使它延伸到与循环流体连接(如箭头A简略所示)，这些循环流体可以是诸如流经进气岐管10的空气或流到燃料喷咀的燃料，以有助于将ECU14保持在可接受的温度之下。

在另一实施例中，第二小孔42经第二介质部件，如燃料管路16，与第二相应小孔44对齐。因此，传感器34B接收与燃料流相关的参数的直接输入，该燃料流经燃料管路16被输送到控制器28。密封件43，如O形环等，确保罩38和燃料管路16密封。

应当理解，该第二相应小孔44也可经进气岐管配置在第二部位上。通过颇为策略地配置ECU28，多个传感器34便得以从多个介质部件上获得各种输入。仅作为例子传感器34可暴露于如燃料压力这些输入，如进入燃料管路的燃料压力；进入空气滤清器或歧管的进气空气温度；进入该岐管的歧管压力；进入该燃料管路的燃料成分；进入该岐管或空气滤清器的空气流动方向；进入该岐管或空气滤清器的空气质量流量；或进入该空气滤清器的气压。

在另一实施例中，如加速度计的传感器34C可接收振动输入。值得注意的是，传感器34C无需自罩38伸入。仅作为例子，火花震击声是点火控制所关心的，通过发动机振动来测量。由于整个电路板3被直接安装在进气岐管10上，这些振动作为对传感器34C的输入而被接收。

在另一实施例中，传感器34D也是一加速度计。传感器34D最好仅在一些规定的窗口期间工作，以检测燃料喷咀的开、闭。这种信息有利地提供了诊断功能，以满足诸如在车上诊断步骤2(OBD2)技术条件的规定。

参照图3，在点I1开始发出喷射指令，而在I2终止，如喷咀指令信号46所示。喷咀工作的规则系统是公知的，通常由ECU28控制。喷咀按照其指令信号46的开/闭便产生S1和S2点的振动波形。最好，传感器34D仅在测量窗口期间W1和W2可以工作，它们应与ECU14的振动波形点S1和S2相应，但不是必须的。

燃料喷咀通常安装在进气岐管附近，燃料喷咀的振动波形被传输到传感器34b上。ECU14控制喷咀指令信号46，并能计算出预期的最佳喷咀开、闭定时S1、S2。ECU14确定测量窗口W1和W2的相应定时。测量窗口W1和W2最好由控制器28和传感器34D之间的选择传输产生。

只要在测量窗口W1和W2期间出现振动波形点S1和S2，ECU14便确定燃料喷咀正在正确的范围内工作。然而，如果振动信号在测量窗口W1和W2期间没有被发现，则ECU14便确定有问题存在。例如，喷咀粘住，便不出现振动信号。此外，由于测量窗口W1和W2最好处在每一燃料喷咀程序的最佳定时区段，因此，指示迟、早工作的振动波形便和也指示问题的测量窗口W1和W2不相应。根据这个问题，ECU14此时会发出一个警报，例如OBD2预警灯光等，这样可对单个故障喷咀提供矫正动作。

上述说明是示例性的，而非将其限制在这些实例中。按照上面所述，可以有各种修改和变化。已公开了本发明的一些优先实施例，然而业内人士会认识到一些修改会处在本发明的范围内。因此，应当理解在所附权利要求书的范围内，本发明可以不像具体说明的那样来实施。据此，应研究下列权利要求书，以确定本发明的实际范围和内容。

Claims (20)

1.一种介质流体控制组件，包括：

一根用以控制流体的基本上为非金属导管，所述导管有一外表面；

一个使其控制器与一传感器连接的控制单元，所述控制单元被安装在所述外表面上。

2.权利要求1的组件，其特征在于所述控制单元是一发动机控制单元。

3.权利要求1的组件，其特征在于所述控制单元密封在一罩内，所述罩被安装在所述外表面上。

4.权利要求3的组件，其特征在于所述罩在所述外表面上整体形成。

5.权利要求3的组件，其特征在于所述罩包含一个第一小孔，所述导管包含一相应的小孔，所述传感器被安装成至少部分地穿过所述第一小孔和所述相应小孔，以接收与所述流体相关的输入信号。

6.权利要求3的组件，其特征在于所述传感器整个地被安装在所述罩内。

7.权利要求1的组件，其特征在于所述传感器包含一加速度计。

8.权利要求7的组件，其特征在于所述传感器在应答所述控制器的时限内只和所述控制器连接。

9.权利要求1的组件，其特征在于还包括一个与所述控制器连接的第二传感器。

10.权利要求9的组件，其特征在于所述第二传感器可以工作来接收与一种第二介质部件相关的第二输入信号。

11.一种进气歧管组件，包括：

一根用以控制气体的基本上为非金属的导管，所述导管有一外表面；

一个使其控制器与一传感器连接的发动机控制单元；

一个气密地密封所述发动机控制单元的罩，所述罩被安装在所述外表面上。

12.权利要求11的组件，其特征在于还包括一个至少部分地被安装在所述导管内的燃料喷咀。

13.权利要求11的组件，其特征在于还包括一个邻近所述罩的冷却装置。

14.权利要求11的组件，其特征在于所述传感器包含一个加速度计。

15.权利要求13的组件，其特征在于所述传感器在应答所述发动机控制单元的时限内仅与所述控制器连接。

16.权利要求11的组件，其特征在于所述发动机控制单元包含一基底，所述控制器和传感器被安装在所述基底上。

17.权利要求11的组件，其特征在于还包括一个与所述控制器连接的第二传感器，所述第二传感器可工作来接收与第二个介质部件相关的第二输入信号。

18.权利要求11的组件，其特征在于所述罩包含一个第一小孔，所述导管包含一个相应的小孔，所述传感器被安装成至少部分地穿过所述第一小孔和相应小孔，以接收与所述气体相关的输入信号。

19.一种利用发动机控制单元识别故障燃料喷咀的方法，所述发动机控制单元具有一控制器和一传感器，它被安装在一个基本上为非金属的进气岐管上，所述方法包括如下步骤：

(1)发送一个喷咀工作指令；

(2)根据所述步骤(1)的喷咀工作指令，确定预期的最佳喷咀开、闭时间周期；

(3)确定相应于预期的最佳喷咀开启时间周期的第一测量窗口和相应于预期的最佳喷咀关闭时间周期的第二测量窗口；

(4)识别在所述各自的第一和第二测量窗口期间是否有振动信号存在。

20.权利要求19的方法，其特征在于所述步骤(3)还包括仅在所述第一和第二测量窗口之间与该传感器连接。

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