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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine elektronische Steuereinheit für eine Drosselklappe eines Motors. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Drosselklappenanordnung, die eine integrierte elektronische Steuereinheit und eine mechanische Drosselklappe umfasst.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Typischerweise weist ein elektronisches Kraftstoffeinspritzsystem, EFI, einer Brennkraftmaschine eine Luftdrosselklappe auf, um die Luftmenge zu steuern, die durch ein Motorkopfansaugventil und in eine Verbrennungskammer des Motors strömt. Mindestens eine Einspritzdüse des EFI spritzt Kraftstoff direkt in die Luftdrosselklappe oder alternativ in den Kolbenzylinder, um ihn mit der ankommenden Luft zu mischen, die durch die Drosselklappe strömt. Ein Zündkerzen- bzw. Zündsystem entzündet dann das sich ergebende Kraftstoff-Luft-Gemisch im Innern der Verbrennungskammer. Der Betrieb und die sequenzielle Zeiteinstellung jedes dieser Bauteile wird durch diverse Motorbetriebsparameter vorgeschrieben. Entsprechend werden diverse Sensoren benötigt, um ein Eingangssignal in eine elektronische Steuereinheit, ECU, des EFI-Systems für eine entsprechende Verarbeitung gemäß den Software-Anweisungen eines Mikroprozessors der ECU bereitzustellen, der dann Ausgangssignale bereitstellt, um zahlreiche Funktionen auszuführen.
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Die Sensoren umfassen typischerweise einen Lufttemperatursensor, einen Motorgeschwindigkeitssensor, einen Motortemperatursensor, einen Drucksensor, einen Luftdurchsatzsensor und einen Drosselklappenpositionssensor, die alle an verschiedenen Stellen um den Motor herum angeordnet sind. Die Sensoren stellen Eingangssignale für die ECU bereit, die wiederum Ausgangssignale bereitstellt, die diverse Treiber oder Leistungstransistoren diverser Bauteile des EFI-Systems steuern, wie etwa Einspritzdüsen, eine Zündspule und eine Kraftstoffpumpe. Wenn sie durch die Ausgangssignale des Mikroprozessors mit Strom versorgt werden, erzeugen die Leistungstransistoren Wärme und müssen somit abgekühlt werden und/oder entfernt aufgestellt werden, um eine Beschädigung des Mikroprozessors zu vermeiden.
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Die Herstellung von bekannten EFI-Systemen ist aufwendig und erfordert diverse Kabelbäume, Stecker und dazugehörige Trägerstrukturen, die sich um den Motor herum befinden oder um diesen bis zu den geeigneten Sensoren und Bauteilen, die im Allgemeinen in der ganzen Motornähe verteilt sind, verlegt werden. Das gesamte System ist somit voluminös bzw. unhandlich und hindert im Allgemeinen die Wartung des Motors und erhöht die Kosten. Zudem können zu viele elektrische Anschlüsse, die sich um den Motor herum befinden, zu Durchgang und Systemdefekten führen, die durch Verunreinigung durch Ablagerungen verursacht werden. Ein schlechtes Wärmemanagement kann für elektronische Bauteile, wie etwa den Mikroprozessor oder die Leiterplatten der ECU, ebenfalls schädlich sein. Somit befindet sich die ECU typischerweise in einem gewissen Abstand von dem Wärme ableitenden Motor, und die Treiber sind vom Mikroprozessor erheblich beabstandet. Dies trägt zu einer schlechten Unterbringung des Motors, der EFI-Systembauteile und/oder der gesamten Produktanwendung bei.
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Ferner ist das bestehende Motorsteuerungssystem für Kleinmotoren zu kostspielig, um in Schwellenländern verwendet zu werden. Einzeln untergebrachte Bauteile nutzen den Bauraum nicht effektiv und führen häufig zu einem komplizierten und begrenzten Wartungszugang.
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Es wäre wünschenswert, eine Drosselklappenanordnung zu entwickeln, die eine elektronische Steuereinheit, eine Vielzahl von Sensoren und eine Drosselklappe integriert, um den Bauraum, die Herstellungskosten und die Herstellungsvorlaufzeiten zu reduzieren und dabei eine unabhängige Wartung der elektronischen Steuereinheit und der Drosselklappe zu ermöglichen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung mit und gemäß der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise eine Drosselklappenanordnung gefunden, die eine elektronische Steuereinheit, eine Vielzahl von Sensoren und eine Drosselklappe integriert, um den Bauraum, die Herstellungskosten und die Herstellungsvorlaufzeiten zu reduzieren und dabei eine unabhängige Wartung der elektronischen Steuereinheit und der Drosselklappe zu ermöglichen.
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Bei einer Ausführungsform umfasst eine elektronische Steueranordnung für eine Drosselklappe: einen unteren Gehäuseteil, durch den eine Vielzahl von Öffnungen gebildet ist; eine Leiterplatte, die neben mindestens einem Teil des unteren Gehäuseteils angeordnet ist; einen Drucksensor, der neben dem unteren Gehäuseteil angeordnet ist und elektrisch mit der Leiterplatte gekoppelt ist, wobei sich ein Messteil des Drucksensors in eine erste der Öffnungen erstreckt, die in dem unteren Gehäuseteil gebildet sind; einen Temperatursensor, der neben dem unteren Gehäuseteil angeordnet ist und elektrisch mit der Leiterplatte gekoppelt ist, wobei sich ein Messteil des Temperatursensors in eine zweite der Öffnungen erstreckt, die in dem unteren Gehäuseteil gebildet sind; und einen oberen Gehäuseteil, der mit der Drosselklappe gekoppelt ist und mit dem unteren Gehäuseteil zusammenwirkt, um die Leiterplatte, den Drucksensor und den Temperatursensor im Wesentlichen einzuschließen.
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Bei einer anderen Ausführungsform umfasst eine Drosselklappenanordnung: eine mechanische Drosselklappe, die ein Drosselventil umfasst, das in einem Durchgang angeordnet ist, der durch die Drosselklappe hindurch gebildet ist, wobei die Drosselklappe eine Vielzahl von ersten Öffnungen umfasst, die in einer Wand gebildet sind, die den Durchgang definiert; eine Wärmesenke, die neben einer Oberfläche der Drosselklappe angeordnet ist, wobei die Wärmesenke eine Vielzahl von zweiten Öffnungen umfasst, die durch diese hindurch gebildet sind, wobei jede der zweiten Öffnungen im Wesentlichen auf eine der ersten Öffnungen ausgerichtet ist, die in der Wand der Drosselklappe gebildet sind; eine Leiterplatte, die neben mindestens einem Teil der Wärmesenke angeordnet ist; einen Drucksensor der neben der Wärmesenke angeordnet ist und elektrisch mit der Leiterplatte gekoppelt ist, wobei sich ein Messteil des Drucksensors in eine erste der zweiten Öffnungen erstreckt, die in der Wärmesenke gebildet sind, um einen Druck in dem Durchgang der Drosselklappe zu messen; einen Temperatursensor, der neben der Wärmesenke angeordnet ist und elektrisch mit der Leiterplatte gekoppelt ist, wobei sich ein Messteil des Temperatursensor in eine zweite der zweiten Öffnungen erstreckt, die in der Wärmesenke gebildet sind, um eine Temperatur in dem Durchgang der Drosselklappe zu messen; und einen Gehäuseteil, der mit der Drosselklappe gekoppelt ist und mit der Wärmesenke zusammenwirkt, um die Leiterplatte im Wesentlichen einzuschließen, wobei der Gehäuseteil die Wärmesenke im Verhältnis zur Drosselklappe in einer im Wesentlichen statischen Position sichert.
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Bei noch einer anderen Ausführungsform umfasst eine Drosselklappenanordnung Folgendes:
eine mechanische Drosselklappe, die einen ersten Durchgang, der durch diese hindurch entlang einer ersten Achse der Drosselklappe gebildet ist, und ein zweiten Durchgang, der durch diese hindurch entlang einer zweiten Achse gebildet ist, umfasst, wobei die Drosselklappe eine Vielzahl von Sensoröffnungen umfasst, die in einer Wand gebildet sind, die den ersten Durchgang definiert; ein Drosselventil, das in dem ersten Durchgang angeordnet ist, der durch die Drosselklappe hindurch gebildet ist; eine Welle, die in dem zweiten Durchgang angeordnet ist, der durch die Drosselklappe hindurch gebildet ist, wobei die Welle mit dem Drosselventil gekoppelt ist, wobei eine Betätigung der Welle eine Position des Drosselventils und eine Fluidströmung durch den ersten Durchgang der Drosselklappe steuert; einen unteren Gehäuseteil, der neben einer Oberfläche der Drosselklappe angeordnet ist, wobei der untere Gehäuseteil eine Vielzahl von zweiten Öffnungen umfasst, die durch diesen hindurch gebildet sind, wobei jede der zweiten Öffnungen im Wesentlichen auf eine der ersten Öffnungen ausgerichtet ist, die in der Wand der Drosselklappe gebildet sind; eine Leiterplatte, die neben mindestens einem Teil des unteren Gehäuseteils angeordnet ist; einen Drucksensor, der neben dem unteren Gehäuseteil angeordnet ist und elektrisch mit der Leiterplatte gekoppelt ist, wobei sich ein Messteil des Drucksensors in eine erste der zweiten Öffnungen erstreckt, die in dem unteren Gehäuseteil gebildet sind, um einen Druck in dem Durchgang der Drosselklappe zu messen; einen Temperatursensor, der neben dem unteren Gehäuseteil angeordnet ist und elektrisch mit der Leiterplatte gekoppelt ist, wobei sich ein Messteil des Temperatursensors in eine zweite der zweiten Öffnungen erstreckt, die in dem unteren Gehäuseteil gebildet sind, um eine Temperatur in dem Durchgang der Drosselklappe zu messen; und einen oberen Gehäuseteil, der mit der Drosselklappe gekoppelt ist und mit dem unteren Gehäuseteil zusammenwirkt, um die Leiterplatte im Wesentlichen einzuschließen, wobei der obere Gehäuseteil den unteren Gehäuseteil in einer im Wesentlichen statischen Position im Verhältnis zur Drosselklappe sichert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen sowie andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugtes Ausführungsform ohne Weiteres hervorgehen, wenn sie angesichts der beiliegenden Zeichnungen betrachtet wird. Es zeigen:
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1 eine teilweise auseinandergezogene perspektivische Vorderansicht einer Drosselklappenanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine teilweise auseinandergezogene untere perspektivische Rückansicht der Drosselklappenanordnung aus 1, wobei ein Teil einer elektronischen Steuereinheit weggeschnitten ist;
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3 eine teilweise auseinandergezogene obere perspektivische Rückansicht der Drosselklappenanordnung aus 1, wobei ein Teil einer elektronischen Steuereinheit weggeschnitten ist;
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4 eine untere perspektivische Ansicht eines Teils der elektronischen Steuereinheit der Drosselklappenanordnung aus 1, wobei ein Teil der elektronischen Steuereinheit weggeschnitten ist;
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5 eine untere perspektivische Vorderansicht der Drosselklappenanordnung aus 1;
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6 eine Querschnittsansicht der Drosselklappenanordnung aus 5, an der Linie 6-6 entlang;
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7A eine teilweise auseinandergezogene obere perspektivische Ansicht eines Drosselklappenhalters der Drosselklappenanordnung aus 1;
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7B eine seitliche Aufrissansicht des Drosselklappenhalters aus 7A;
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8A eine teilweise auseinandergezogene obere perspektivische Ansicht eines Drosselklappenhalters gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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8B eine seitliche Aufrissansicht des Drosselklappenhalters aus 8A.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
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Die nachstehende ausführliche Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen beschreiben und erläutern beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, es dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung auf irgendeine Art und Weise einzuschränken. Mit Bezug auf die offenbarten Verfahren sind die vorgestellten Schritte rein beispielhaft und somit ist die Reihenfolge der Schritte weder notwendig noch kritisch.
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1 bis 6 bilden eine Drosselklappenanordnung 10 für eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ab. Wie gezeigt, umfasst die Drosselklappenanordnung 10 eine Drosselklappe 12, eine elektronische Steuereinheit (ECU) 14 und einen Drosselklappenhalter 16.
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Die Drosselklappe 12 ist typischerweise eine mechanische Drosselklappe, die aus Kunststoff geformt (z. B. spritzgegossen) ist. Die Drosselklappe 12 kann jedoch aus anderen Materialien unter Verwendung anderer Formprozesse gebildet werden, wie es der Fachmann verstehen wird. Die Drosselklappe 12 umfasst einen ersten Durchgang 18, der durch diese hindurch entlang einer ersten Achse A-A gebildet ist, und einen zweiten Durchgang 20, der durch diese hindurch entlang einer zweiten Achse B-B gebildet ist. Als nicht einschränkendes Beispiel ist die erste Achse A-A zur zweiten Achse B-B orthogonal.
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Der erste Durchgang 18 umfasst einen Einlass 22, der mit einem Schlauch an einen Luftfilter (nicht gezeigt) angeschlossen werden kann, und einen Auslass 24, der mit einem anderen Schlauch an ein Ansaugrohr (nicht gezeigt) einer Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Der erste Durchgang 18 umfasst auch eine Vielzahl von ersten Sensoröffnungen 25 oder Bohrungen, die in einer Wand gebildet sind, die den ersten Durchgang definiert 18.
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Ein Drosselventil 26 ist an einem Schnittpunkt des ersten Durchgangs 18 und des zweiten Durchgangs 20 angeordnet, um einen Luftdurchsatz durch den ersten Durchgang 18 der Drosselklappe 12 und in den Motor zu steuern. Wie gezeigt, ist das Drosselventil 26 ein Flügelventil, das eine Drehscheibe 28 oder einen Drehteller umfasst, die bzw. der starr mit einer drehenden Drosselklappenwelle 30 in Eingriff steht, die in dem zweiten Durchgang 20 und entlang der zweiten Achse B-B angeordnet ist. Als nicht einschränkendes Beispiel ist die Drehscheibe 28 in einem Schlitz 31 angeordnet, der durch die Welle 30 hindurch gebildet ist. Es können jedoch andere Anordnungen verwendet werden. Die Welle 30 erstreckt sich axial entlang der Achse B-B durch den zweiten Durchgang 20 hindurch und seitlich über den ersten Durchgang 18. Die Welle 30 wird typischerweise von einem mechanischen Gestänge (nicht gezeigt) oder einem Bowden-Zugseil betätigt, das mit einem Nocken 32 oder Hebelarm verbunden ist, der an einem ersten Ende 34 an der Welle 30 angebracht ist, um die Welle 30 zu drehen, wodurch das Drosselventil 26 in dem ersten Durchgang 18 geöffnet und geschlossen wird.
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Als nicht einschränkendes Beispiel ist eine Rückstellfeder 36 gegen den Nocken 32 und einen Teil der Drosselklappe 12 (oder eine andere im Verhältnis zum Nocken 32 statische Struktur) vorgespannt, um eine Rückstellkraft bereitzustellen, um eine Rückstellkraft bereitzustellen, um das Drosselventil 26 zu schließen, wie es der Fachmann verstehen wird.
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Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel ist eine Dichtung 38 (z. B. aus FKM-Elastomer) umfangsmäßig um die Welle 30 herum angeordnet, um den zweiten Durchgang 20 effektiv abzudichten, während die Welle 30 darin angeordnet ist. Zudem kann eine Vielzahl von Lagern 39 umfangsmäßig um die Welle 30 herum angeordnet sein.
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Bei bestimmten Ausführungsformen ist ein Drosselklappenpositionssensor 40 (TPS) mit der Welle 30 an einem zweiten Ende 42 derselben gekoppelt, um eine Position und Drehung der Welle 30, und dadurch einen geöffneten/geschlossenen Zustand des Drosselventils 26, zu messen. Es versteht sich, dass der Drosselklappenpositionssensor 40 an verschiedenen Stellen positioniert werden kann, um eine Drehung der Welle 30 zu messen. Es versteht sich ferner, dass andere Sensoren, Messmittel und Verfahren verwendet werden können, um eine Position und Drehung der Welle 30 oder den Gesamtzustand des Drosselventils 26 zu messen.
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Bei der gezeigten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Befestigungsöffnungen 44 in der Drosselklappe 12 gebildet. Als nicht einschränkendes Beispiel sind die Befestigungsöffnungen 44 konfiguriert, um eine Vielzahl von gewindeschneidenden Befestigungselementen 46 zu bilden. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel sind die Befestigungsöffnungen 44 mit einem Gewinde vorbereitet, um ein Gewindebefestigungselement aufzunehmen. Obwohl die Befestigungsöffnungen 44 in/auf einem beliebigen Teil der Drosselklappe 12 gebildet sein können, wurden günstige Ergebnisse erreicht, indem die Befestigungsöffnungen 44 neben einem umlaufenden Rand der Drosselklappe 12 im Allgemeinen symmetrisch positioniert wurden. Es versteht sich, dass die Befestigungsöffnungen 44 fehlersichere Einrichtungen umfassen können, um die Befestigungselemente 46 mit den Befestigungsöffnungen 44 zu positionieren.
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Die ECU 14 umfasst ein Gehäuse 48, das lösbar mit der Drosselklappe 12 gekoppelt ist, wobei das Gehäuse 48 mindestens eine Leiterplatte 50, einen Drucksensor 52 und einen Temperatursensor 54 im Wesentlichen einschließt. Als nicht einschränkendes Beispiel wird das Gehäuse 48 aus einem glasfaserverstärkten Polybutylenterephthalat (PBT) gebildet. Es können jedoch andere Materialien verwendet werden.
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Ein unterer Teil 48A des Gehäuses 48 ist neben einer Oberfläche der Drosselklappe 12 angeordnet. Als nicht einschränkendes Beispiel ist der untere Teil 48A des Gehäuses 48 eine Wärmesenkenplatte, die aus einem Material (z. B. Metall) gebildet ist, das eine wünschenswerte Wärmeleitfähigkeit aufweist. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel umfasst der untere Teil 48A des Gehäuses 48 einen vertieften Teil 56, um die Leiterplatte 50 und/oder die Bauteile aufzunehmen, die auf der Leiterplatte 50 montiert sind. Der untere Teil 48A des Gehäuses 48 umfasst ferner eine Vielzahl von zweiten Sensoröffnungen 58, die durch diesen hindurch gebildet sind, wobei jede der zweiten Sensoröffnungen 58 im Wesentlichen auf eine der ersten Sensoröffnungen 25 ausgerichtet ist, die in der Wand gebildet sind, die den ersten Durchgang definiert 18. Bei bestimmten Ausführungsformen ist eine Dichtung 60 zwischen dem unteren Teil 48A des Gehäuses 48 und der Drosselklappe 12 angeordnet, um eine Verbindungsstelle der ersten Sensoröffnungen 25 und der zweiten Sensoröffnungen 58 effektiv abzudichten. Als nicht einschränkendes Beispiel ist die Dichtung 60 eine „eingepresste” Dichtung, die eine im Allgemeinen ringförmige Form aufweist. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann ein Kanal 62 mindestens entweder in der Drosselklappe 12 oder in dem unteren Teil 48A des Gehäuses 48 gebildet sein, um die Dichtung 60 darin aufzunehmen und eine Position der Dichtung 60 mit Bezug auf die Sensoröffnungen 25, 58 zu bewahren.
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Ein oberer Teil 48B des Gehäuses 48 ist mit der Drosselklappe gekoppelt 12 und wirkt mit dem unteren Teil 48A des Gehäuses 48 zusammen, um mindestens die Leiterplatte 50, den Drucksensor 52 und den Temperatursensor 54 im Wesentlichen einzuschließen. Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst der obere Teil 48B des Gehäuses 48 einen vertieften Bereich 64, um die Leiterplatte 50 und den unteren Teil 48A des Gehäuses 48 darin aufzunehmen. Als nicht einschränkendes Beispiel umfasst der obere Teil 48B des Gehäuses 48 eine Vielzahl von Durchgangslöchern 66, wobei jedes der Durchgangslöcher 66 auf die Befestigungsöffnungen 44 ausgerichtet ist, die in der Drosselklappe 12 gebildet sind und konfiguriert sind, um die Befestigungselemente 46 durch diese hindurch aufzunehmen. Wenn der obere Teil 48B des Gehäuses 48 entsprechend mit der Drosselklappe 12 gekoppelt ist, ist der untere Teil 48A des Gehäuses 48 zwischen dem oberen Teil 48B des Gehäuses 48 und der Drosselklappe 12 eingeschoben und in einer im Wesentlichen statischen Position im Verhältnis zur Drosselklappe 12 gesichert. Es versteht sich, dass (nicht gezeigte) Schnappverschlüsse enthalten sein können, um den oberen Teil 48B des Gehäuses 48 mindestens mit der Drosselklappe 12 zu koppeln.
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Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel wird eine Aufnahme 67 oder ein Stutzen an einem umlaufenden Rand des oberen Teils 48B des Gehäuses 48 entlang gebildet. Die Aufnahme 67 wird als eine im Allgemeinen rechteckige Aufnahmege zeigt, um einen Kabelbaumstecker 68 aufzunehmen und den Kabelbaumstecker 68 mechanisch an dem oberen Teil 48B des Gehäuses 48 zu sichern. Zudem wird ein elektrisch leitfähiger Stecker 70 (z. B. ein pressgepasster Stecker, eine 24-polige Steckverbindung, ein Stiftsockel oder dergleichen) mit dem oberen Teil 48B des Gehäuses 48 gebildet oder gekoppelt, um eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte 50 und dem Kabelbaumstecker 68 herzustellen. Es versteht sich, dass andere Aufnahmen und Koppelmittel in oder an dem oberen Teil 48B des Gehäuses 48 gebildet werden können. Es versteht sich ferner, dass andere Koppelmittel verwendet werden können, um eine elektrische Zusammenschaltung zwischen der Leiterplatte 50, die von dem Gehäuse 48 eingeschlossen ist, und einer (nicht gezeigten) sekundären Vorrichtung bereitzustellen.
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Die Leiterplatte 50 stellt typischerweise eine Zusammenschaltung zwischen mindestens einem von dem Drucksensor 52 und dem Temperatursensor 54 und dem elektrisch leitfähigen Stecker 70 bereit. Als nicht einschränkendes Beispiel umfasst die Leiterplatte 50 eine Vielzahl von thermischen Durchkontaktierungen 72 oder Wärmehaftbereichen zur Handhabung der Wärmeübertragung von der Leiterplatte 50 und dazugehörigen Bauteilen auf den unteren Teil 48A des Gehäuses 48. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel umfasst die Leiterplatte 50 eine Vielzahl von leitfähigen Öffnungen 74, die durch diese hindurch gebildet sind, um den elektrisch leitfähigen Stecker 70 aufzunehmen, um eine elektrische Zusammenschaltung zwischen der Leiterplatte 50 und dem elektrisch leitfähigen Stecker 70 herzustellen.
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Der Drucksensor 52 ist auf der Leiterplatte 50 montiert und neben dem unteren Teil 48A des Gehäuses 48 positioniert, wobei ein Messteil 76 des Drucksensors 52 in oder durch mindestens eine der Sensoröffnungen 25, 58 angeordnet ist, um einen Druck in dem ersten Durchgang 18 zu messen, der in der Drosselklappe 12 gebildet ist. Als nicht einschränkendes Beispiel ist der Drucksensor 52 ein Krümmerabsolutdrucksensor. Es versteht sich, dass der Drucksensor 52 ein lötloser pressgepasster Sensor zur Montage auf der Leiterplatte 50 sein kann.
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Der Temperatursensor 54 ist auf der Leiterplatte 50 montiert und ist neben dem unteren Teil 48A des Gehäuses 48 positioniert, wobei ein Messteil 78 des Temperatursensors 54 in oder durch mindestens eine der Sensoröffnungen 25, 58 angeordnet ist, um eine Temperatur indem ersten Durchgang 18, der in der Drosselklappe 12 gebildet ist, zu messen. Als nicht einschränkendes Beispiel ist der Temperatursensor 54 ein Ansauglufttemperatursensor. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel umfasst der Temperatursensor 54 einen Stift 80, der gegenüber seinem Messteil 78 angeordnet ist, wobei der Stift 80 aus dem Temperatursensor 54 und durch die Leiterplatte 50 hindurch vorsteht, um den Temperatursensor 54 mit Bezug auf die Leiterplatte 50 auszurichten und zu sichern. Es versteht sich, dass der Temperatursensor 54 ein lötloser pressgepasster Sensor zur Montage auf der Leiterplatte 50 sein kann.
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Bei bestimmten Ausführungsformen wird eine Dichtungsmasse 82 um einen Umfang der Leiterplatte 50 und zwischen der Leiterplatte 50 und dem oberen Teil 48B des Gehäuses 48 angeordnet. Die Dichtungsmasse 82 kann auch um jeden von dem Drucksensor 52 und dem Temperatursensor 54 und zwischen den Sensoren 52, 54 und dem unteren Teil 48A des Gehäuses 48 angeordnet sein. Die Dichtungsmasse 82 kann auch angrenzend an einen Umfang des unteren Teils 48A des Gehäuses 48 und zwischen dem unteren Teil 48A und dem oberen Teil 48B des Gehäuses 48 angeordnet sein.
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Der in 7A–7B gezeigte Drosselklappenhalter 16 kann zwischen einem Teil der Drosselklappe 12 und der ECU 14 angeordnet sein. Wie gezeigt, umfasst der Drosselklappenhalter 16 einen Hauptkörper 83, in dem eine Vielzahl von Montageöffnungen 84 gebildet ist. Die Montageöffnungen 84 sind typischerweise auf die Befestigungsöffnungen 44 ausgerichtet, die in der Drosselklappe 12 gebildet sind und konfiguriert sind, um die Befestigungselemente 46 durch diese hindurch aufzunehmen, um den Drosselklappenhalter 16 zwischen dem oberen Teil 48B des Gehäuses 48 und der Drosselklappe 12 zu koppeln.
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Beider gezeigten Ausführungsform umfasst der Drosselklappenhalter 16 auch eine Kabelführung 86 und einen Anschlag 88 für die voll geöffnete Drosselklappe (WOT). Die Kabelführung 86 umfasst typischerweise einen Beschlag 90, der sich von dem Hauptkörper 83 des Drosselklappenhalters 16, in dem eine Öffnung 92 gebildet ist, aus erstreckt. Es versteht sich, dass das mechanische Gestänge, das verwendet wird, um den Nocken 32 zu betätigen, durch die Öffnung 92 aufgenommen wird, die in dem Beschlag 90 der Kabelführung 86 gebildet ist, um das mechanische Gestänge auszurichten und zu tragen.
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Der WOT-Anschlag 88 erstreckt sich von dem Hauptkörper 83 des Drosselklappenhalters 16 aus und ist positioniert, um selektiv an einem Teil des Nockens 32 anzuschlagen, um eine Drehung der Welle 30 und dadurch eine Betätigung des Drosselventils 26 einzuschränken, wie es der Fachmann verstehen wird.
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Bei bestimmten Ausführungsformen ist eine Leerlaufschraubenöffnung 94 in einem Teil des Hauptkörpers 83 gebildet und nimmt eine Leerlaufschraube 96 darin auf. Eine Sperrmutter 98 ist umfangsmäßig um die Leerlaufschraube 96 herum angeordnet und kann im Verhältnis zum Hauptkörper 83 des Drosselklappenhalters 16 positioniert sein, um eine Position der Leerlaufschraube 16 anzupassen. Als nicht einschränkendes Beispiel wird ein Leerlaufschraubenflansch 100 neben der Leerlaufschraubenöffnung 94 gebildet und nimmt die Leerlaufschraube 96 durch diesen hindurch auf. Entsprechend schlägt die Sperrmutter 98, die um die Leerlaufschraube 96 herum angeordnet ist, an dem Leerlaufschraubenflansch 100 an, um eine Position der Leerlaufschraube 96 zu bewahren.
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8A–8B bilden einen Drosselklappenhalter 16' ab, der ähnlich wie der Drosselklappenhalter 16 ist, außer wie es nachstehend beschrieben wird. Wie gezeigt, umfasst der Drosselklappenhalter 16' einen Trägerbeschlag 102, der sich von dem Hauptkörper 83 aus erstreckt. Angrenzend an ein Ende des Trägerbeschlags 102 ist eine Verankerungsöffnung 104 gebildet und konfiguriert, um darin ein Befestigungselement 106 aufzunehmen, um den Drosselklappenhalter 16' an der Drosselklappe 12 zu sichern, ohne auf die Befestigungselemente 46 angewiesen zu sein. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die Drosselklappe 12 eine (nicht gezeigte) Öffnung oder Aufnahme umfassen, um das Befestigungselement 106 aufzunehmen und zu sichern. Entsprechend können die Befestigungselemente 46 aus den Befestigungsöffnungen 44 entnommen werden, und die ECU 14 kann von der Drosselklappe 12 getrennt werden, ohne eine Position des Drosselklappenhalters 16' im Verhältnis zur Drosselklappe 12 zu stören. Es können jedoch andere Mittel zum Koppeln des Drosselklappenhalters 16' mit der Drosselklappe 12 verwendet werden. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann der WOT-Anschlag 88 auf dem Trägerbeschlag 102 gebildet sein.
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Im Betrieb wird das Drosselventil 26 auf herkömmliche Art und Weise betätigt, um einen Fluiddurchsatz durch den ersten Durchgang 18 zu steuern. Der Drucksensor 52 und der Temperatursensor 54 sind positioniert, um einen Druck und eine Temperatur in dem ersten Durchgang 18 zu messen. Der gemessene Druck und die gemessene Temperatur werden als Signal von der Leiterplatte 50 empfangen und anschließend analysiert, um diverse Funktionen zu steuern, die mit Kraftstoffverbrauch, Kraftstoffgemisch, Zündung und dergleichen zusammenhängen, und zwar als Reaktion mindestens auf den gemessenen Druck und die gemessene Temperatur.
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Bei bestimmten Ausführungsformen steuert die ECU 14 zahlreiche Funktionen über eine interne Software-Anweisung, die ein Kraftstoffraster, eine Matrix oder eine Verweistabelle als Reaktion auf die gemessene tatsächliche Position des Drosselventils 26 gegenüber der Motordrehzahl und der Winkelposition der Kurbelwelle anwenden kann. Die interne Software-Anweisung kann genutzt werden, um einen genauen Moment zum Öffnen auszuwählen und die Öffnungsdauer einer (nicht gezeigten) Einspritzdüse zu bestimmen, die bevorzugt Druckkraftstoff in den ersten Durchgang 18 der Drosselklappe 12 einspritzt, um ihn mit Luft zu mischen und das Kraftstoff-Luft-Gemisch in einen (nicht gezeigten) Kolbenzylinder des Motors strömen zu lassen.
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Die Drosselklappenanordnung 10 integriert die Drosselklappe 12, die ECU 14 und die Sensoren 52, 54 in einer Konfiguration, um einen gesamten Bauraum zu reduzieren. Beispielsweise wirken die ECU 14 und die Drosselklappe 12 zusammen, um den Drosselklappenhalter 16 in einer im Wesentlichen statischen Position einzuklemmen und festzuhalten und dabei einen Bedarf an getrennten Befestigungsmitteln zu minimieren. Die Drosselklappe 12 und mindestens ein Teil des Gehäuses 48 der ECU 14 können aus Kunststoff oder einem ähnlichen Material gebildet sein, um die Kosten und Herstellungsvorlaufzeiten zu minimieren, wodurch eine Fertigungsmöglichkeit in Schwellenländern maximiert wird. Das Gehäuse 48 der ECU 14 kann aus dem Kontakt mit der Drosselklappe 12 entfernt werden, ohne die Bauteile des Drosselventils 26 und der Drosselklappe 12 auseinanderzunehmen. Entsprechend können die Drosselklappe 12, die ECU 14 und das Drosselventil 26 jeweils unabhängig gewartet werden.
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Aus der vorhergehenden Beschreibung kann ein Fachmann ohne Weiteres die wesentlichen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung feststellen und, ohne ihren Geist und Umfang zu verlassen, diverse Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vornehmen, um sie diversen Verwendungen und Bedingungen anzupassen.
