WO2014082775A1 - Motorsteuereinheit - Google Patents

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WO2014082775A1
WO2014082775A1 PCT/EP2013/070518 EP2013070518W WO2014082775A1 WO 2014082775 A1 WO2014082775 A1 WO 2014082775A1 EP 2013070518 W EP2013070518 W EP 2013070518W WO 2014082775 A1 WO2014082775 A1 WO 2014082775A1
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WO
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control unit
module housing
housing
integrated
unit according
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Application number
PCT/EP2013/070518
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Daeubel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to IN1447DEN2015 priority Critical patent/IN2015DN01447A/en
Publication of WO2014082775A1 publication Critical patent/WO2014082775A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1035—Details of the valve housing
    • F02D9/105—Details of the valve housing having a throttle position sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
    • F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
    • F02D2009/0294—Throttle control device with provisions for actuating electric or electronic sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1035—Details of the valve housing
    • F02D9/1055—Details of the valve housing having a fluid by-pass

Definitions

  • the present invention relates to a motor control unit, preferably for single-cylinder engines.
  • the engine control unit is applied to small motor and low power motorcycles.
  • Control systems for single-cylinder engines are currently often used in such a way that the existing solutions of previous multi-cylinder engines from the automotive sector are adjusted by the unnecessary components in single-cylinder engines.
  • the focus is always on the electronic control unit, to which the necessary functional components are electrically connected via a cable harness.
  • each functional component own electrical connector and possibly even more connectors in the wiring harness available.
  • the functional components are installed in different locations, resulting in assembly and cabling for the vehicle manufacturer.
  • control unit board which is used for engine control, with the throttle valve in a common housing (also:
  • a motor control unit preferably for single-cylinder engines, comprising a housing, a rotatably mounted in the housing
  • Throttle shaft a control board integrated in the housing, and an integrated in the housing angle sensor.
  • the angle sensor is used to detect an angular position of the throttle shaft.
  • the angle sensor is contacted within the housing to the controller board. According to the invention, therefore, no further wiring between angle sensor and
  • the control unit board in particular with a CPU arranged thereon, serves as an electronic engine control unit for the entire engine, in particular a single-cylinder engine.
  • the housing in particular, in addition to the throttle shaft and the throttle valve including all elements for driving and resetting the throttle valve integrated.
  • the angle sensor is used to detect the throttle position.
  • Engine control unit with the module housing is built around the throttle body as a central carrier housing the entire engine control unit.
  • the integration of the control device board of the electrical control device and all directly integrable components is made possible in the housing.
  • Air filter box allows favorable vibration acceleration for all components. Because of the constant flow with fresh intake air also the cooling conditions for all components in the housing are optimal. Relevant characteristic of the engine control unit with the one
  • Control board and the integrated sensors and actuators exist.
  • the electrical connections are made directly in a suitable manner, for example by soldering, welding, crimping or PressFit technique, and molded with plastic.
  • the components of the throttle may be made in parts of metallic or plastic based materials.
  • the housing is preferably a one-piece injection molded part, which surrounds the control unit board and the integrated sensors normally undetachable.
  • the angle sensor is arranged directly on the control unit board.
  • the angle sensor is designed as a contactless angle sensor. Because of the highly integrated
  • the non-contact angle sensor is advantageously provided.
  • a counterpart to the non-contact angle sensor is preferably a magnet on the
  • Throttle valve shaft arranged, alternatively, a magnetization of the throttle shaft is conceivable
  • a tubular section open on both sides is formed in the housing as part of a suction tube.
  • Throttle shaft extends transversely through this tubular portion.
  • In the tubular portion is preferably on the throttle shaft
  • Throttle valve arranged.
  • the housing of the engine control unit forms with the tubular portion a part of the intake manifold.
  • the air for the engine is sucked in via the intake manifold.
  • a temperature sensor is preferably integrated in the housing.
  • Temperature sensor is arranged in particular in the tubular portion. Furthermore, the temperature sensor within the housing with the
  • the temperature sensor is used to measure the temperature of the intake air and is arranged in particular in the flow direction in front of the throttle valve. Furthermore, a pressure sensor is preferably integrated in the housing.
  • the pressure sensor is located in the tubular portion.
  • the pressure sensor is in contact with the control unit PCB inside the housing. Alternatively, it is possible to insert it directly on the controller board
  • This pressure measuring element is connected via a pneumatic line with the suction tube.
  • the pressure sensor or the pressure measuring element is used to detect the air pressure, in particular in
  • This actuator is also integrated in the housing and contacted with the control unit board. As a result, the need for an additional amount of air at idle can be set via the control unit board. In such a case, the actuator is controlled in such a way that the additional air directly via the throttle or over a
  • Bypass line can flow past the throttle.
  • a minimum stop of the throttle valve is moved by the actuator.
  • the actuator is actuated at a suitable point so that it can open and close a bypass line in several stages. This bypass line is
  • Tank vent valve is integrated.
  • the tank vent valve is also contacted within the housing with the controller board.
  • Tank bleed valve a fuel tank can be vented.
  • an injection valve is integrated in the housing.
  • the injection valve is used for direct or indirect injection of fuel into the combustion chamber of the engine.
  • integrated injection valve is integrated into the housing and contacted within the housing with the control unit board.
  • Engine control unit can be integrated. These components are preferably: temperature sensor, pressure sensor, tank venting valve, Idler actuator and possibly an integration-optimized injection valve.
  • the housing is designed as a plastic housing, in one-piece construction. In the plastic housing are receptacles in which the additional components are mounted. The additional components are connected directly to the controller board within the housing. As a result, the entire engine control unit is an assembly, with the integrated into the housing components no longer separately via a wiring harness
  • the housing forms an assembly which is equipped with at most two electrical connectors.
  • two connectors are provided with a high functionality, preferably a power connector and a signal connector are desired.
  • the engine control unit according to the invention, the entire control of the engine is made.
  • the ignition and optionally a knock control and detection of exhaust gas parameters and quantities derived therefrom for the mixture control by means of the control unit board can also take place.
  • the electrical connection of the engine control unit to the various functional elements is preferably carried out with a larger range of functions via a power and a signal connector. In this case, it is taken into account that most high-current electrical lines are already brought together in a harness strand on the vehicle side.
  • Power connector is relatively low, typically between 6 and 8 contacts; Thus, relatively high current densities can be realized with relatively small connector housings.
  • the following connections are preferably provided in the power connector: continuous voltage and / or voltage and / or power ground and / or sensor ground and / or signal for ignition coil (as switching voltage or control voltage) and / or activation of an electric fuel pump and / or activation of a radiator fan
  • Output signals such as ⁇ -probe signal, ⁇ -probe heating, speed sensor signal, Engine temperature, engine stop signal, MIL indicator (Malefunction Indication Lamp) and various communication lines provided.
  • MIL indicator Malefunction Indication Lamp
  • the signal connector typically 9 to 1 5 pins. All other signals are used internally in the housing of the engine control unit, since the components integrated in the housing are contacted directly via the control unit board. In the case of a simple range of functions in the engine and vehicle control, a unit with only one electrical connection plug is provided. With the invention presented here is intended for the manufacturer of a
  • the electronic control unit control unit board
  • all meaningfully integrable sensors the fuel injection valve and all elements of the air control, such as the throttle, and optionally each of the actuator for the idle position and the tank vent valve in the module
  • Throttle body and control unit housing in one part, namely the housing of the engine control module summarized.
  • the number of contacts and a sensibly designed connector concept enable a very compact space requirement.
  • Figure 1 is a conceptual structure of an inventive
  • Motor control unit according to a first embodiment with further components of a single-cylinder engine, 2 shows a first view of the engine control unit according to the invention according to the first embodiment,
  • FIG. 3 two further views of the invention
  • FIG. 4 shows a first view of the engine control unit according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment
  • Figure 5 is a sectional view of the engine control unit according to the invention according to the second embodiment.
  • FIG. 6 shows a detailed view of FIG. 5.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the conceptual design of the engine control unit 1.
  • the engine control unit 1 is integrated in a housing 2.
  • Figure 1 does not show the geometric configuration of the housing 2, but indicates which components within the housing 2 of
  • Engine control unit 1 are integrated.
  • FIG. 1 shows individual components of a motor 3.
  • the engine control unit 1 according to the invention is preferably used in conjunction with the engine 3.
  • the engine 3 comprises a piston 4 in a cylinder.
  • the piston 4 defines a combustion chamber 5.
  • air is sucked in via a suction pipe.
  • a fuel mixture is ignited via a spark plug 7.
  • the spark plug 7 is connected to a corresponding ignition coil 8.
  • a phase sensor 9 is optionally located in the engine 3.
  • An ⁇ -probe 10 is integrated on an exhaust side of the engine 3.
  • the engine 3 further optionally includes a knock sensor 11 and a mandatory speed sensor 12.
  • FIG. 1 also shows a tank 13 for the fuel.
  • a Fuel pump 14 integrated in the tank 13, or in the connection between the tank and the injection valve 22 is a Fuel pump 14 integrated.
  • the tank 13 is optional via a
  • ECU board 16 with connection for Canbus 17 and diagnostic lamps 18, throttle valve 19, throttle position sensor 28/29, temperature sensor 20,
  • the central component of the engine control unit 1 is the housing 2.
  • a tubular portion 32 is formed. This tubular portion 32 forms part of the suction pipe 6.
  • a throttle shaft 27 is rotatably arranged in the tubular portion 32.
  • the throttle valve 19 is the throttle valve 19. At an exposed end of the
  • Throttle valve shaft 27, a lever 30 is arranged.
  • control unit board 16 is integrated with a CPU 26.
  • the angle sensor 28 is used for non-contact position detection of the throttle shaft 27 and the throttle valve 19.
  • a magnet 29 is attached to the throttle shaft 27 or the throttle shaft 27 magnetized in a suitable manner.
  • an optional temperature sensor 20 is integrated into the housing 2. As FIG. 3 shows, the temperature sensor 20 is ideally located in
  • the temperature sensor 20 is contacted in the interior of the housing 2 fixed to the control unit board 16.
  • FIG. 3 shows the integration of the injection valve 22 into the housing 2 of the engine control unit 1.
  • the injection valve 22 may be a conventional injection valve, in which case a fixation on the upper O-ring of the
  • Injector 22 by means of a defined fuel meter and an electrical connector on the wiring harness is necessary.
  • a defined fuel meter and an electrical connector on the wiring harness is necessary.
  • the actuator 24 is used to adjust a minimum stop of the throttle valve 19 or the variable cross-sectional change in an air bypass duct to
  • Throttle and can thus be used to control the air demand in idle.
  • the housing 2 is a closed one
  • Tank vent valve 23 or the actuator 24 are contacted within the housing to the control unit board 1 6 and need not be connected separately via cable.
  • FIG. 3 shows a plug 31.
  • Motor control unit 1 one or two of the plug 31 are provided to connect the controller board 1 6 with a wire harness.
  • FIGS. 4 to 6 show a second embodiment of the engine control unit 1.
  • the same or functionally identical components are provided in both embodiments with the same reference numerals.
  • 4 shows a first view of the engine control unit 1.
  • FIG. 5 shows a sectional view of FIG. 4.
  • FIG. 6 shows a detail view of FIG. 5.
  • the plug 31 is opposite to the
  • Injector 22 is arranged.
  • the actuator 24 is located on the underside of the module housing 2.
  • Fig. 6 shows in detail the angle sensor 28 and the magnet 29 on the end face of the throttle shaft 27th

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuereinheit (1), vorzugsweise für Einzylindermotoren, umfassend ein Modulgehäuse (2), eine in dem Modulgehäuse (2) drehbeweglich gelagerte Drosselklappenwelle (27), eine im Modulgehäuse (2) integrierte Steuergerätplatine (16), und einen im Modulgehäuse (2) integrierten Winkelsensor (28) zum Erfassen einer Winkelstellung der Drosselklappenwelle (27), wobei der Winkelsensor (28) innerhalb des Modulgehäuses (2) mit der Steuergerätplatine (16) kontaktiert ist.

Description

Beschreibung Titel
Motorsteuereinheit Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuereinheit, vorzugsweise für Einzylindermotoren. Insbesondere wird die Motorsteuereinheit bei Krafträdern mit kleinen Motoren und niedriger Leistung angewandt.
Bei Kleinmotoren, speziell für die Anwendung in Krafträdern mit niedriger Leistung, stehen zur Erfüllung der sich weltweit verschärfenden
Emissionsanforderungen erhebliche Veränderungen an. Die heute
vorherrschende Kraftstoffgemischaufbereitung mittels Vergasertechnik kann diese Emissionsanforderungen nicht erfüllen. Die Anwendung eines Katalysators mit einer dazu notwendigen Luft-Kraftstoff-Gemischregelung (λ-Regelung) und somit einer elektronisch gesteuerten Kraftstoffeinspritzung ist praktisch unabdingbar. Die aus größeren Motoren bekannte Kraftstoff- und Motorsteuerung ist in der Regel zu teuer für Einzylindermotoren. Bei der Konzeption von
Steuerungssystemen für Einzylindermotoren wird derzeit oft so vorgegangen, dass die existierenden Lösungen bisheriger Mehrzylindermotoren aus dem Automobilbereich um die nicht benötigten Komponenten bei Einzylindermotoren bereinigt werden. Im Zentrum steht immer das elektronische Steuergerät, an dem über einen Kabelbaum die notwendigen Funktionskomponenten elektrisch angeschlossen werden. Hierbei sind für jede Funktionskomponente eigene elektrische Stecker und gegebenenfalls noch weitere Steckverbindungen im Kabelbaum vorhanden. Die Funktionskomponenten sind an verschiedenen Orten verbaut, was für den Fahrzeughersteller Montage- und Verkabelungsaufwand zur Folge hat.
Offenbarung der Erfindung Erfindungsgemäß wird die Steuergerätplatine, welche zur Motorsteuerung genutzt wird, mit der Drosselklappe in ein gemeinsames Gehäuse (auch:
Modulgehäuse) integriert. In selbiges Gehäuse werden noch weitere
Komponenten für die Motor- und Kraftstoffregelung integriert. Dies hat eine kompakte Motorsteuereinheit zur Folge, die über eine minimale Anzahl notwendiger elektrischer Kontakte angeschlossen werden kann. Dadurch entsteht ein minimaler Raumbedarf. Des Weiteren hat dies einen minimalen Handhabungsaufwand bei der Montage beim Motorenhersteller zur Folge, wodurch sich auch die Gefahr von Montagefehlern reduziert und somit die
Sicherheit und Zuverlässigkeit erhöht wird. Darüber hinaus können eindeutige Wartungs- und Servicekonzepte festgelegt werden. Diese Vorteile ergeben sich durch eine Motorsteuereinheit, vorzugsweise für Einzylindermotoren, umfassend ein Gehäuse, eine in dem Gehäuse drehbeweglich gelagerte
Drosselklappenwelle, eine im Gehäuse integrierte Steuergerätplatine, und einen im Gehäuse integrierten Winkelsensor. Der Winkelsensor dient zum Erfassen einer Winkelstellung der Drosselklappenwelle. Der Winkelsensor ist innerhalb des Gehäuses mit der Steuergerätplatine kontaktiert. Erfindungsgemäß bedarf es also keiner weiteren Verkabelung zwischen Winkelsensor und
Steuergerätplatine. Die Steuergerätplatine, insbesondere mit einer darauf angeordneten CPU, dient als elektronisches Motorsteuergerät für den gesamten Motor, insbesondere Einzylindermotor. In dem Gehäuse wird insbesondere neben der Drosselklappenwelle auch die Drosselklappe samt aller Elemente für Antrieb- und Rückstellung der Drosselklappe integriert. Der Winkelsensor dient zum Erfassen der Drosselklappenstellung. Die erfindungsgemäße
Motorsteuereinheit mit dem Modulgehäuse, wird um den Drosselklappenteil als zentrales Trägergehäuse der gesamten Motorsteuereinheit aufgebaut. Neben der eigentlichen Standardfunktion der Drosseleinrichtung wird in dem Gehäuse auch die Integration der Steuergerätplatine des elektrischen Steuergerätes und aller direkt integrierbaren Komponenten ermöglicht. Durch eine mittels elastischer
Zwischenelemente entkoppelten Montage zwischen Zylinderkopf und
Luftfilterkasten sind für alle Komponenten günstige Schwingbeschleunigungen ermöglicht. Wegen der stetigen Durchströmung mit frischer Ansaugluft sind zudem auch die Kühlungsverhältnisse für alle Komponenten in dem Gehäuse optimal. Maßgebliches Kennzeichen der Motorsteuereinheit mit dem einen
Gehäuse, in dem verschiedene Komponenten integriert sind, ist die Tatsache, dass keine externen elektrischen Steckverbindungen zwischen der
Steuergerätplatine und den integrierten Sensoren und Aktoren existieren. Die elektrischen Verbindungen sind in geeigneter Weise direkt hergestellt, beispielsweise über Löt-, Schweiß-, Krimp- oder PressFit-Technik, und mit Kunststoff umspritzt. Die Komponenten der Drosselklappe können in Teilen aus metallischen oder kunststoffbasierten Werkstoffen ausgeführt werden. Das Gehäuse ist vorzugsweise ein einstückig hergestelltes Spritzgussteil, das die Steuergeräteplatine und die Integrierten Sensoren im Normalfall unlösbar umgibt. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass der Winkelsensor direkt auf der Steuergerätplatine angeordnet ist. Insbesondere ist der Winkelsensor als berührungsloser Winkelsensor ausgebildet. Wegen der hoch integrierten
Zusammenfassung mehrerer Funktionen in dem Gehäuse, ist eine hohe
Zuverlässigkeit aller einzelnen Funktionsgruppen notwendig. Aus diesem Grunde ist vorteilhaft der berührungslose Winkelsensor vorgesehen. Als Gegenstück zum berührungslosen Winkelsensor ist bevorzugt ein Magnet auf der
Drosselklappenwelle angeordnet, alternativ dazu ist auch eine Magnetisierung der Drosselklappenwelle denkbar
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass im Gehäuse ein beidseitig offener, rohrförmiger Abschnitt als Teil eines Saugrohrs ausgebildet ist. Die
Drosselklappenwelle erstreckt sich quer durch diesen rohrförmigen Abschnitt. In dem rohrförmigen Abschnitt ist auf der Drosselklappenwelle bevorzugt die
Drosselklappe angeordnet. Das Gehäuse der Motorsteuereinheit bildet mit dem rohrförmigen Abschnitt einen Teil des Saugrohrs. Über das Saugrohr wird die Luft für den Motor angesaugt. Des Weiteren ist bevorzugt in dem Gehäuse ein Temperatursensor integriert. Der
Temperatursensor wird insbesondere in dem rohrförmigen Abschnitt angeordnet. Des Weiteren ist der Temperatursensor innerhalb des Gehäuses mit der
Steuergerätplatine kontaktiert. Der Temperatursensor dient zur Messung der Temperatur der Ansaugluft und ist insbesondere in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe angeordnet. Des Weiteren ist in dem Gehäuse bevorzugt ein Drucksensor integriert.
Insbesondere befindet sich der Drucksensor in dem rohrförmigen Abschnitt. Der Drucksensor ist innerhalb des Gehäuses mit der Steuergerätplatine kontaktiert. Alternativ dazu ist es möglich, direkt auf der Steuergerätplatine ein
Druckmesselement anzuordnen. Dieses Druckmesselement wird über eine pneumatische Leitung mit dem Saugrohr verbunden. Der Drucksensor bzw. das Druckmesselement dient zum Erfassen des Luftdrucks, insbesondere in
Strömungsrichtung nach der Drosselklappe. Vorteilhafterweise ist in der Motorsteuereinheit ein Aktor zum Einstellen eines
Leerlaufluftbedarfs angeordnet. Dieser Aktor ist ebenfalls in das Gehäuse integriert und mit der Steuergerätplatine kontaktiert. Dadurch kann über die Steuergerätplatine der Bedarf an einer zusätzlichen Luftmenge im Leerlauf festgelegt werden. In einem solchen Fall wird der Aktor in der Art und Weise angesteuert, dass die Zusatzluft direkt über die Drosselklappe oder über eine
Bypassleitung an der Drosselklappe vorbeifließen kann. Im ersten Fall wird ein Minimalanschlag der Drosselklappe durch den Aktor verschoben. Im zweiten Fall wird an geeigneter Stelle der Aktor so angesteuert, dass er eine Bypassleitung in mehreren Stufenöffnen und schließen kann. Diese Bypassleitung ist
insbesondere im Gehäuse ausgebildet.
Darüber hinaus ist optional vorgesehen, dass in dem Gehäuse ein
Tankentlüftungsventil integriert ist. Das Tankentlüftungsventil ist ebenfalls innerhalb des Gehäuses mit der Steuergerätplatine kontaktiert. Über das
Tankentlüftungsventil kann ein Kraftstofftank entlüftet werden.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass in dem Gehäuse ein Einspritzventil integriert ist. Das Einspritzventil dient zum direkten oder indirekten Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum des Motors. Bei Ausführung eines
integrationsoptimierten Einspritzventils ist dieses in das Gehäuse integriert und innerhalb des Gehäuses mit der Steuergerätplatine kontaktiert.
Im Rahmen der vorteilhaften Ausgestaltungen wurde beschrieben, dass neben der Drosselklappe weitere Komponenten direkt in das Gehäuse der
Motorsteuereinheit integriert werden können. Diese Komponenten sind vorzugsweise: Temperatursensor, Drucksensor, Tankentlüftungsventil, Leerlaufsteller und ggf. ein integrationsoptimiertes Einspritzventil. Insbesondere ist das Gehäuse als Kunststoffgehäuse, in einteiliger Bauweise, ausgebildet. In dem Kunststoffgehäuse befinden sich Aufnahmen, in die die zusätzlichen Komponenten montiert sind. Die zusätzlichen Komponenten sind innerhalb des Gehäuses direkt mit der Steuergerätplatine verbunden. Dadurch stellt die gesamte Motorsteuereinheit eine Baugruppe dar, wobei die in das Gehäuse integrierten Komponenten nicht mehr separat über einen Kabelbaum
angeschlossen werden müssen. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine Baugruppe bildet, die mit höchstens zwei elektrischen Steckern ausgestattet ist. Für den Fall, dass bei hohem Funktionsumfang zwei Stecker vorgesehen werden, sind vorzugsweise ein Leistungsstecker und ein Signalstecker angestrebt. In der
erfindungsgemäßen Motorsteuereinheit wird die gesamte Steuerung des Motors vorgenommen. Neben den bereits beschriebenen Funktionen kann des Weiteren die Zündung und gegebenenfalls eine Klopfregelung und ein Erfassen von Abgaskenngrößen und daraus abgeleiteten Größen für die Gemischregelung mittels der Steuergerätplatine erfolgen. Auch die Steuerung der Kraftstoffpumpe und gegebenenfalls eine Steuerung von Starter und Kühlerlüfter,
Systemdiagnose und Kommunikation erfolgt über die Steuergerätplatine.
Die elektrische Verbindung der Motorsteuereinheit zu den verschiedenen Funktionselementen erfolgt bei größerem Funktionsumfang vorzugsweise über einen Leistungs- und über einen Signalstecker. Hierbei wird berücksichtigt, dass die meisten elektrischen Leitungen mit hohen Strömen bereits fahrzeugseitig in einem Kabelbaumstrang zusammengeführt sind. Die Pin-Anzahl in dem
Leistungsstecker ist relativ gering, typisch zwischen 6 und 8 Kontakten; damit können relativ hohe Stromdichten mit relativ kleinen Steckergehäusen realisiert werden. In dem Leistungsstecker sind vorzugsweise folgende Anschlüsse vorgesehen: Dauerspannung und/oder vom Zündschalter geschaltete Spannung und/oder Leistungsmasse und/oder Sensormasse und/oder Signal für Zündspule (als Schaltspannung oder Steuerspannung) und/oder Ansteuerung einer Elektrokraftstoffpumpe und/oder Ansteuerung eines Kühlerlüfters
(gegebenenfalls nur Steuerspannung) und/oder Ausgangssignal für
Anlasserverbot. In dem Signalstecker sind insbesondere Kontakte für: Ein- und
Ausgangssignale, wie λ-Sondensignal, λ-Sondenheizung, Drehzahlgebersignal, Motortemperatur, Motor-Stoppsignal, MIL-Anzeige (Malefunction Indication Lamp) und diverse Kommunikationsleitungen vorgesehen. Je nach
Anforderungen weist der Signalstecker typisch 9 bis 1 5 Pins auf. Alle anderen Signale werden in dem Gehäuse der Motorsteuereinheit intern genutzt, da die in dem Gehäuse integrierten Komponenten direkt über die Steuergerätplatine miteinander kontaktiert sind. Für den Fall eines einfachen Funktionsumfanges in der Motor- und Fahrzeugsteuerung ist eine Einheit mit nur einem elektrischen Anschluss-Stecker vorgesehen. Mit der hier vorgestellten Erfindung soll eine für den Hersteller eines
Einzylindermotors kostenoptimale Motorsteuereinheit realisiert werden. Hierbei werden die elektronische Steuereinheit (Steuergerätplatine), alle sinnvoll integrierbaren Sensoren, das Kraftstoffeinspritzventil und alle Elemente der Luftsteuerung, wie beispielsweise die Drosselklappe, sowie jeweils optional der Aktor für die Leerlaufstellung und das Tankentlüftungsventil in dem Modul-
Gehäuse integriert. Erfindungsgemäß sind das herkömmliche
Drosselklappengehäuse und Steuergerätgehäuse in einem Teil, nämlich dem Gehäuse des Motorsteuerungsmoduls, zusammengefasst. Mit diesem Konzept ist eine Minimierung der notwendigen Anzahl elektrischer Kontakte zur
Motorsteuereinheit verbunden. Die Minimierung der prinzipiell notwendigen
Kontaktanzahl und ein sinnvoll ausgelegtes Steckerkonzept ermöglichen einen sehr kompakten Raumbedarf. Darüber hinaus sind die Umgebungsbedingungen für die Motorsteuereinheit hinsichtlich Schwingbeschleunigung und
Temperaturen günstig. Eine Ausführung in der vorgestellten Version minimiert den Handlings-Aufwand für den Kunden bei der Motormontage in vielfältiger
Weise.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
Figur 1 einen konzeptionellen Aufbau einer erfindungsgemäßen
Motorsteuereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit weiteren Komponenten eines Einzylindermotors, Figur 2 eine erste Ansicht der erfindungsgemäßen Motorsteuereinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 3 zwei weitere Ansichten der erfindungsgemäßen
Motorsteuereinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 4 eine erste Ansicht der erfindungsgemäßen Motorsteuereinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 5 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Motorsteuereinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und
Figur 6 eine Detailansicht zu Figur 5.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung den konzeptionellen Aufbau der Motorsteuereinheit 1 . Die Motorsteuereinheit 1 ist in ein Gehäuse 2 integriert. Figur 1 zeigt nicht die geometrische Ausgestaltung des Gehäuses 2, sondern deutet an, welche Komponenten innerhalb des Gehäuses 2 der
Motorsteuereinheit 1 integriert sind.
Des Weiteren zeigt Figur 1 einzelne Komponenten eines Motors 3. Die erfindungsgemäße Motorsteuereinheit 1 wird bevorzugt in Verbindung mit dem Motor 3 verwendet. Der Motor 3 umfasst einen Kolben 4 in einem Zylinder. Der Kolben 4 begrenzt eine Brennkammer 5. In die Brennkammer 5 wird über ein Saugrohr 6 Luft eingesaugt. In der Brennkammer 5 wird über eine Zündkerze 7 ein Brennstoffgemisch gezündet. Die Zündkerze 7 ist mit einer entsprechenden Zündspule 8 verbunden. Des Weiteren befindet sich im Motor 3 optional ein Phasensensor 9. Auf einer Abgasseite des Motors 3 ist eine λ-Sonde 10 integriert. Der Motor 3 weist des Weiteren optional einen Klopfsensor 1 1 und einen obligatorischen Drehzahlsensor 12 auf.
Figur 1 zeigt darüber hinaus einen Tank 13 für den Kraftstoff. In dem Tank 13, oder in der Verbindung zwischen Tank und Einspritzventil 22 ist eine Kraftstoffpumpe 14 integriert. Der Tank 13 wird optional über einen
Aktivkohlefilter 14 entlüftet.
Die folgenden Komponenten sind in dem Modulgehäuse 2 integriert:
Steuergerätplatine 16 mit Anschluss für Canbus 17 und Diagnoselampen 18, Drosselklappe 19, Drosselklappensensor 28/29, Temperatursensor 20,
Drucksensor 21 , Einspritzventil 22, optional Tankentlüftungsventil 23 und Aktor 24 für die Leerlaufregelung
Einen exemplarischen Aufbau der Motorsteuereinheit 1 mit dem Modulgehäuse 2 zeigen die Figuren 2 und 3. Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die
Motorsteuereinheit 2. Figur 3 zeigt zwei weitere Ansichten.
Zentrales Bauteil der Motorsteuereinheit 1 ist das Gehäuse 2. In dem Gehäuse 2 ist ein rohrförmiger Abschnitt 32 ausgebildet. Dieser rohrförmige Abschnitt 32 bildet einen Teil des Saugrohrs 6. In dem rohrförmigen Abschnitt 32 ist eine Drosselklappenwelle 27 drehbar angeordnet. Auf der Drosselklappenwelle 27 befindet sich die Drosselklappe 19. An einem freiliegenden Ende der
Drosselklappenwelle 27 ist ein Hebel 30 angeordnet.
Des Weiteren ist in dem Gehäuse 2 die Steuergerätplatine 16 mit einer CPU 26 integriert. Auf der Steuergerätplatine 16 ist direkt ein Winkelsensor 28
angebracht. Der Winkelsensor 28 dient zur berührungslosen Positionserfassung der Drosselklappenwelle 27 bzw. der Drosselklappe 19. Hierzu ist auf der Drosselklappenwelle 27 ein Magnet 29 befestigt oder die Drosselklappenwelle 27 in geeigneter Weise magnetisiert.
Des Weiteren ist in das Gehäuse 2 ein optionaler Temperatursensor 20 integriert. Wie Figur 3 zeigt, befindet sich der Temperatursensor 20 idealerweise in
Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 19. Der Temperatursensor 20 ist im Inneren des Gehäuses 2 fest mit der Steuergerätplatine 16 kontaktiert.
Stromabwärts der Drosselklappe 19 ist der Drucksensor 21 in das Gehäuse 2 integriert und ebenfalls innerhalb des Gehäuses mit der Steuergerätplatine 16 kontaktiert. Des Weiteren zeigt Figur 3 die Integration des Einspritzventils 22 in das Gehäuse 2 der Motorsteuereinheit 1 . Das Einspritzventil 22 kann ein konventionelles Einspritzventil sein, wobei dann eine Fixierung am oberen O-Ring des
Einspritzventils 22 mittels eines definierten Kraftstoffzuteilers und ein elektrischer Stecker über den Kabelbaum notwendig ist. Bei Ausführung eines speziellen
Einspritzventils für optimierte Modulintegration sind diese Maßnahmen nicht notwendig.
Der Aktor 24 dient zur Verstellung eines Minimalanschlags der Drosselklappe 19 oder zur variablen Querschnittsänderung in einem Luft-Bypasskanal zur
Drosselklappe und kann somit zur Steuerung des Luftbedarfs im Leerlauf genutzt werden.
Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, ist das Gehäuse 2 eine abgeschlossene
Komponente. Alle in das Gehäuse 2 integrierten Elemente, wie beispielsweise der Winkelsensor 28, die Drosselklappenwelle 27, der Temperatursensor 20, der Drucksensor 21 , ein integrationsoptimiertes Einspritzventil 22, das
Tankentlüftungsventil 23 oder der Aktor 24 sind innerhalb des Gehäuses mit der Steuergerätplatine 1 6 kontaktiert und müssen nicht separat über Kabel angeschlossen werden.
Die rechte Darstellung in Figur 3 zeigt einen Stecker 31 . Bei der
Motorsteuereinheit 1 sind ein oder zwei der Stecker 31 vorgesehen, um die Steuergerätplatine 1 6 mit einem Kabelbaum zu verbinden.
Fig. 4 bis 6 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Motorsteuereinheit 1 . Gleiche bzw. funktional gleiche Bauteile sind in beiden Ausführungsbeispielen mit denselben Bezugszeichen versehen. Fig. 4 zeigt eine erste Ansicht der Motorsteuereinheit 1 . Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht zu Fig. 4. Fig. 6 zeigt eine Detailansicht zu Fig. 5.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der Stecker 31 gegenüber dem
Einspritzventils 22 angeordnet. Der Aktor 24 befindet sich an der Unterseite des Modulgehäuses 2. Fig. 6 zeigt im Detail den Winkelsensor 28 und den Magneten 29 auf der Stirnseite der Drosselklappenwelle 27.

Claims

Ansprüche
Motorsteuereinheit (1 ), vorzugsweise für Einzylindermotoren, umfassend ein Modulgehäuse (2),
eine in dem Modulgehäuse (2) drehbeweglich gelagerte Drosselklappenwelle (27),
eine im Modulgehäuse (2) integrierte Steuergerätplatine (16), und einen im Modulgehäuse (2) integrierten Winkelsensor (28) zum Erfassen einer Winkelstellung der Drosselklappenwelle (27), wobei der Winkelsensor (28) innerhalb des Gehäuses (2) mit der Steuergerätplatine (16) kontaktiert ist.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (28), insbesondere ausgebildet als berührungsloser
Winkelsensor, direkt auf der Steuergerätplatine (16) angeordnet ist.
Motorsteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Modulgehäuse (2) ein beidseitig offener, rohrförmiger Abschnitt (32) als Teil eines Saugrohrs (6) ausgebildet ist, wobei sich die Drosselklappenwelle (27) quer durch den rohrförmigen Abschnitt (32) erstreckt.
Motorsteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Modulgehäuse (2), vorzugsweise in dem rohrförmigen Abschnitt (32), ein Temperatursensor (20) integriert ist, wobei der Temperatursensor (20) innerhalb des Modulgehäuses (2) mit der Steuergerätplatine (16) kontaktiert ist.
Motorsteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Modulgehäuse (2), vorzugsweise in dem rohrförmigen Abschnitt (32), ein Drucksensor (21 ) integriert ist, wobei der Drucksensor (21 ) innerhalb des Modulgehäuses (2) mit der
Steuergerätplatine (16) kontaktiert ist. Motorsteuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass auf der Steuergerätplatine (16) ein
Druckmesselement angeordnet ist, wobei das Druckmesselement über eine pneumatische Leitung mit einem Saugrohr verbindbar ist.
Motorsteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Drosselklappenwelle (27) eine Drosselklappe (19) angeordnet ist, wobei in dem Modulgehäuse (2) ein Aktor (24) zum Einstellen eines Leerlaufluftbedarfs angeordnet ist.
Motorsteuereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, der Aktor (24) zum Verändern einer Position eines Minimalanschlags der
Drosselklappe ausgebildet ist.
Motorsteuereinheit nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (24) zum stufenweise Öffnen und
Schließen einer um die Drosselklappe (19) herum führenden Bypassleitung ausgebildet ist.
Motorsteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Modulgehäuse (2) ein Tankentlüftungsventil (2§) integriert ist, wobei das Tankentlüftungsventil (23) innerhalb des Modulgehäuses (2) mit der Steuergerätplatine (16) kontaktiert ist.
Motorsteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Modulgehäuse (2) ein Einspritzventil (22) integriert ist, wobei das Einspritzventil (22) vorzugsweise innerhalb des Modulgehäuses (2) mit der Steuergerätplatine (16) kontaktiert ist.
Motorsteuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (2) eine vormontierte Baueinheit bildet, die durch höchstens zwei elektrische Stecker (31 ), vorzugsweise durch einen Stecker, oder bei höherem Funktionsumfang durch einen Leistungsstecker und einen Signalstecker, kontaktierbar ist.
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