DE102015226331A1 - throttle module - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drosselklappenmodul, umfassend eine Drosselklappe (90), einen Saugrohrabschnitt (95), in welchem die Drosselklappe (90) angeordnet ist, und ein Steuermodul (6), welches am Saugrohrabschnitt (95) angeordnet ist, wobei das Steuermodul (6) eingerichtet ist, ausschließlich eine Datenverarbeitung auszuführen.The present invention relates to a throttle valve module comprising a throttle flap (90), a suction tube section (95) in which the throttle flap (90) is arranged, and a control module (6) which is arranged on the suction tube section (95), wherein the control module ( 6) is set up to execute exclusively data processing.
Description
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drosselklappenmodul einer Brennkraftmaschine mit integrierter Steuereinheit, welche keine elektrischen Leistungsbauteile umfasst. The present invention relates to a throttle module of an internal combustion engine with integrated control unit, which does not comprise electrical power components.
Drosselklappen sind heutzutage immer noch übliche Bauteile in Saugrohren von Brennkraftmaschinen. Die Vielfalt von Brennkraftmaschinen erfordert dabei jeweils unterschiedliche Motorsteuergeräte, welche individuell für eine Brennkraftmaschine bzw. ein Fahrzeug vorgesehen werden müssen. Hierdurch ergibt sich eine hohe Variantenvielfalt mit entsprechend hohen Kosten. Daher werden bisher Drosselklappen in das Saugrohr jeweils individuell montiert. Hierbei ist es notwendig, eine Vielzahl von Befestigungsmitteln, Dichtungen und dergleichen vorzusehen. Die Drosselklappe kann dabei einerseits über einen Bowden-Zug oder auch elektrisch (E-Gas-Steller) verstellt werden. Insbesondere bei elektrisch betätigbaren Drosselklappen ist jedoch auch ein Verkabelungs- und Steuerungsaufwand hoch. Throttles are still common today in intake manifolds of internal combustion engines. The variety of internal combustion engines requires in each case different engine control units, which must be provided individually for an internal combustion engine or a vehicle. This results in a high number of variants with correspondingly high costs. Therefore, previously throttle valves are individually mounted in the intake manifold. Here, it is necessary to provide a variety of fasteners, seals and the like. The throttle valve can be adjusted on the one hand via a Bowden train or electrically (E-gas adjuster). However, in particular with electrically operable throttle valves, a cabling and control effort is high.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Drosselklappenmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine signifikante Kostenreduzierung möglich ist. Weiterhin stellt das erfindungsgemäße Drosselklappenmodul eine große Einsparung von Bauraum bereit. Das Drosselklappenmodul kann dabei einfach und kostengünstig montiert werden. Insbesondere kann eine gewisse Vormontage von Bauteilen, welche üblicherweise am Saugrohr und/oder an einer Brennkraftmaschine angeordnet werden, vorgenommen werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Drosselklappenmodul eine Drosselklappe und einen Saugrohrabschnitt aufweist, in welchem die Drosselklappe angeordnet ist. Ferner umfasst das Drosselklappenmodul ein Steuermodul, welches am Saugrohrabschnitt angeordnet ist. Das Steuermodul ist dabei eingerichtet, ausschließliche eine Datenverarbeitung, d.h., insbesondere Steuerungs- und Regelungsaufgaben, auszuführen. Mit anderen Worten umfasst das Steuermodul keine elektrischen Leistungsbauteile. Hierdurch können die Anforderungen an eine elektromagnetische Verträglichkeit des Steuermoduls signifikant reduziert werden. Das erfindungsgemäße Steuermodul ist lediglich für eine Logikverarbeitung zuständig. Dabei können elektrische Bauteile, welche an dem Drosselklappenmodul vorgesehen sind und/oder am Saugrohr vorgesehen sind und/oder an der Brennkraftmaschine vorgesehen sind, durch das erfindungsgemäße Steuermodul des Drosselklappenmoduls angesteuert werden. Dadurch kann auch ein Verkabelungsaufwand der Brennkraftmaschine signifikant reduziert werden. The throttle valve module according to the invention with the features of claim 1, in contrast, has the advantage that a significant cost reduction is possible. Furthermore, the throttle valve module according to the invention provides a great savings of space. The throttle module can be easily and inexpensively mounted. In particular, a certain pre-assembly of components, which are usually arranged on the intake manifold and / or on an internal combustion engine, be made. This is inventively achieved in that the throttle valve module has a throttle valve and a Saugrohrabschnitt, in which the throttle valve is arranged. Furthermore, the throttle valve module comprises a control module, which is arranged on Saugrohrabschnitt. The control module is arranged to execute only data processing, that is, in particular, control and regulation tasks. In other words, the control module does not include any electrical power components. As a result, the requirements for electromagnetic compatibility of the control module can be significantly reduced. The control module according to the invention is only responsible for logic processing. In this case, electrical components, which are provided on the throttle valve module and / or are provided on the intake manifold and / or are provided on the internal combustion engine, are controlled by the control module according to the invention of the throttle valve module. As a result, a wiring effort of the internal combustion engine can be significantly reduced.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims show preferred developments of the invention.
Weiter bevorzugt umfasst das Drosselklappenmodul ferner wenigstens ein elektrisches Bauteil. Das elektrische Bauteil ist vorzugsweise vollständig in den Saugrohrabschnitt integriert. Das elektrische Bauteil ist bevorzugt ein Drucksensor oder ein Temperatursensor oder ein Drosselklappenaktor oder ein Positionssensor der Drosselklappe oder ein Tankentlüftungsventil oder ein Ventil zur Entlüftung eines Kurbelgehäuses. Das Steuermodul ist dabei eingerichtet, das wenigstens eine elektrische Bauteil anzusteuern. Somit erfolgt eine Ansteuerung des elektrischen Bauteils des Drosselklappenmoduls durch das in das Drosselklappenmodul integrierte Steuermodul. More preferably, the throttle valve module further comprises at least one electrical component. The electrical component is preferably completely integrated in the Saugrohrabschnitt. The electrical component is preferably a pressure sensor or a temperature sensor or a throttle actuator or a position sensor of the throttle valve or a tank vent valve or a valve for venting a crankcase. The control module is set up to control the at least one electrical component. Thus, a control of the electrical component of the throttle valve module is carried out by the integrated into the throttle module control module.
Besonders bevorzugt werden alle am Drosselklappenmodul angeordneten elektrischen Bauteile durch das Steuermodul angesteuert. Dadurch ergibt sich eine Gewichtreduzierung sowie eine Steigerung einer Qualität durch Vermeidung von Fehlerquellen, da eine PIN-Anzahl für das Steuermodul minimiert werden kann. Eine elektrische Versorgung ist dabei separat für die elektrischen Bauteile vorgesehen. Particularly preferably, all the electrical components arranged on the throttle valve module are activated by the control module. This results in a weight reduction and an increase in quality by avoiding sources of error, since a PIN number for the control module can be minimized. An electrical supply is provided separately for the electrical components.
Besonders bevorzugt ist hierbei eine gemeinsame elektrische Versorgung in Form eines elektrischen Leistungsmoduls vorgesehen, um alle am Drosselklappenmodul angeordneten elektrischen Bauteile elektrisch zu versorgen. Bevorzugt sind dabei im Drosselklappenmodul elektrische Bauteile angeordnet, welche am Saugrohr vorgesehen sind. Somit kann erfindungsgemäß eine Vormontage des Drosselklappenmoduls erfolgen, welches dann lediglich noch mit einem Saugrohr, an welchem keinerlei weitere elektrische Bauteile vorzusehen sind, verbunden wird. Somit kann für verschiedene spezifische Anforderungen von Herstellern von Brennkraftmaschinen jeweils ein spezielles Drosselklappenmodul vorbereitet werden und weitere Anpassungen im Saugrohr sind nicht notwendig. Dies ist besonders bevorzugt bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen möglich. Bei Saugrohreinspritzungen ist ggf. noch ein Kraftstoffinjektor am Saugrohr vorzusehen. In this case, a common electrical supply in the form of an electric power module is particularly preferably provided in order to supply all electrical components arranged on the throttle valve module electrically. In this case, electrical components which are provided on the intake manifold are preferably arranged in the throttle valve module. Thus, according to the invention, a pre-assembly of the throttle valve module take place, which is then only connected to a suction pipe to which no further electrical components are to be provided. Thus, a specific throttle module can be prepared for various specific requirements of manufacturers of internal combustion engines and further adjustments in the intake manifold are not necessary. This is particularly preferably possible with direct-injection internal combustion engines. In the case of intake manifold injections, it may be necessary to provide a fuel injector on the intake manifold.
Vorzugsweise sind am Drosselklappenmodul eine Vielzahl von elektrischen Bauteilen vorgesehen, wobei das Steuermodul eingerichtet ist, die Datenverarbeitung aller elektrischen Bauteile auszuführen. Preferably, a plurality of electrical components are provided on the throttle valve module, wherein the control module is configured to perform the data processing of all electrical components.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein elektrisches Bauteil vorgesehen, welches das Steuermodul direkt kontaktiert. Das elektrische Bauteil ist besonders bevorzugt ein Positionssensor zur Bestimmung einer Position der Drosselklappe. Hierdurch kann ein Verkabelungsaufwand signifikant reduziert werden. Insbesondere ist besonders bevorzugt das elektrische Bauteil direkt auf einer Platine des Steuermoduls angeordnet. Hierbei ist die Platine des Steuermoduls direkt an einer Welle der Drosselklappe, um welche sich die Drosselklappe dreht, angeordnet. According to a further preferred embodiment of the present invention, at least one electrical component is provided, which contacts the control module directly. The electrical component is particularly preferably a position sensor for Determining a position of the throttle. As a result, a cabling effort can be significantly reduced. In particular, the electrical component is particularly preferably arranged directly on a circuit board of the control module. Here, the board of the control module is directly on a shaft of the throttle valve, around which the throttle rotates disposed.
Vorzugsweise sind der Saugrohrabschnitt und ein Gehäuse des Steuermoduls aus einem Kunststoff hergestellt und einstückig, beispielsweise durch einen Spritzgussvorgang, hergestellt. Preferably, the Saugrohrabschnitt and a housing of the control module are made of a plastic and in one piece, for example by an injection molding process.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Leistungsmodul vorgesehen, welches am Saugrohrabschnitt angeordnet ist. Das elektrische Leistungsmodul stellt dabei eine elektrische Versorgung von elektrischen Bauteilen des Drosselklappenmoduls bereit. Besonders bevorzugt ist das elektrische Leistungsmodul dabei unmittelbar benachbart zum Steuermodul angeordnet. Hierbei ist vorzugsweise ein Direktkontakt zwischen dem elektrischen Leistungsmodul und dem Steuermodul zur Datenverarbeitung vorgesehen. Hierdurch können aufwendige Verkabelungen oder dergleichen vermieden werden. Die Anordnung des elektrischen Leistungsmoduls direkt am Saugrohrabschnitt hat ferner den Vorteil, dass hierdurch auf einfache Weise Wärme vom elektrischen Leistungsmodul an die durch das Saugrohr strömende Luft abgeführt werden kann. According to a further preferred embodiment of the present invention, an electrical power module is provided, which is arranged on the Saugrohrabschnitt. The electric power module thereby provides an electrical supply of electrical components of the throttle valve module. Particularly preferably, the electric power module is arranged directly adjacent to the control module. In this case, a direct contact between the electric power module and the control module for data processing is preferably provided. As a result, expensive cabling or the like can be avoided. The arrangement of the electric power module directly on Saugrohrabschnitt also has the advantage that in this way heat from the electric power module can be dissipated to the air flowing through the suction pipe in a simple manner.
Weiter bevorzugt umfasst das Drosselklappenmodul eine Saugrohranordnung mit einem Saugrohr und einer ersten elektrischen Leitung und wenigstens einer zweiten elektrischen Leitung, welche in das Saugrohr integriert sind. Bevorzugt sind dabei auch weitere elektrische Bauteile am Saugrohr angeordnet. Die elektrischen Bauteile werden dabei über die erste und zweite elektrische Leitung elektrisch versorgt. Dabei übernimmt besonders bevorzugt das Steuermodul des Drosselklappenmoduls die Steuerung der am Saugrohr angeordneten elektrischen Bauteile. Die Integration der elektrischen Leitungen und/oder von Steuerungsleitungen in das Saugrohr ermöglicht es, dass insbesondere auf einen aufwendig zu fertigenden und zu montierenden Kabelbaum verzichtet werden kann. Das Saugrohr ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt und die erste und zweite Leitung und ggf. Steuerungsleitungen sind beispielsweise als Einlegekörper bei einer Herstellung des Saugrohrs als Kunststoffspritzteil vorgesehen. More preferably, the throttle valve module comprises a suction tube arrangement with a suction tube and a first electrical line and at least one second electrical line, which are integrated into the intake manifold. In this case, further electrical components are preferably arranged on the intake manifold. The electrical components are supplied electrically via the first and second electrical line. In this case, the control module of the throttle valve module particularly preferably takes over control of the electrical components arranged on the intake manifold. The integration of the electrical lines and / or control lines in the intake manifold makes it possible in particular to dispense with a cable harness which is expensive to manufacture and to install. The suction pipe is preferably made of plastic and the first and second line and optionally control lines are provided, for example, as a loading body in a production of the suction pipe as a plastic injection molded part.
Es sei angemerkt, dass erfindungsgemäß unter dem Begriff „elektrisches Bauteil“ elektrische Aktoren, Sensoren wie auch Anschlussstecker oder dergleichen, verstanden werden. Aktoren sind besonders bevorzugt stellbare Bauteile wie Einspritzventile, Saugrohr-Umschalteinrichtungen, Swirlklappen, Drallklappen, Resonanzklappen, Abgasrückführventile, Tankentlüftungsventile, Kurbelgehäuse-Entlüftungsventile oder dergleichen. Sensoren sind besonders bevorzugt Drucksensoren, Temperatursensoren oder Luftmassensensoren. It should be noted that according to the invention the term "electrical component" means electrical actuators, sensors as well as connecting plugs or the like. Actuators are particularly preferably adjustable components such as injectors, intake manifold changeover devices, swirl valves, swirl valves, resonance valves, exhaust gas recirculation valves, tank ventilation valves, crankcase ventilation valves or the like. Sensors are particularly preferably pressure sensors, temperature sensors or air mass sensors.
Weiter bevorzugt umfasst die Saugrohranordnung elektrische Bauteile, welche ausschließlich an der ersten Leitung im Saugrohr angeordnet sind. Derartige elektrische Bauteile sind über Steuerungsleitungen (Datenverarbeitungsleitungen) mit dem Steuermodul am Drosselklappenmodul verbunden. Derartige elektrische Bauteile sind besonders bevorzugt Sensoren, wie z. B. ein Temperatursensor, ein Drucksensor oder ein Luftmassensensor. Die Steuerungsleitungen sind bevorzugt in das Saugrohr integriert. More preferably, the intake manifold assembly comprises electrical components which are arranged exclusively on the first line in the intake manifold. Such electrical components are connected via control lines (data processing lines) to the control module on the throttle module. Such electrical components are particularly preferred sensors, such. B. a temperature sensor, a pressure sensor or an air mass sensor. The control lines are preferably integrated in the intake manifold.
Weiter bevorzugt ist am Steuermodul ein gemeinsamer Anschluss für alle zugeführten Steuerungsleitungen vorgesehen. Hierdurch kann ein Verkabelungsaufwand und insbesondere auch ein Raumbedarf signifikant reduziert werden. More preferably, a common connection for all supplied control lines is provided on the control module. As a result, a cabling effort and in particular a space requirement can be significantly reduced.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Steuermodul eine Platine auf, welche senkrecht zur Welle der Drosselklappe angeordnet ist. Die Welle der Drosselklappe ist vorzugsweise eine magnetisierte Drosselklappenwelle. Ein Positionssensor ist dabei besonders bevorzugt direkt auf der Platine angeordnet und die Drosselklappenwelle reicht bis direkt zur Platine. Dadurch kann ein Abgriff einer Position über die Drosselklappenwelle direkt an der Platine im Steuermodul erfolgen. Dadurch muss kein separater Sensor oder dergleichen an der Drosselklappenwellle angeordnet werden. According to a further preferred embodiment of the present invention, the control module has a circuit board, which is arranged perpendicular to the shaft of the throttle valve. The shaft of the throttle valve is preferably a magnetized throttle shaft. A position sensor is particularly preferably arranged directly on the board and the throttle shaft extends directly to the board. As a result, a tap of a position via the throttle shaft directly on the board in the control module done. As a result, a separate sensor or the like does not have to be arranged on the throttle shaft.
Besonders bevorzugt ist das Steuermodul des Drosselklappenmoduls derart ausgebildet, dass das Steuermodul alle Datenverarbeitungsvorgänge einer Brennkraftmaschine nebst zugehörigen Komponenten übernimmt. Hierdurch kann ein Verkabelungsaufwand maximal minimiert werden. Particularly preferably, the control module of the throttle valve module is designed such that the control module assumes all data processing operations of an internal combustion engine together with associated components. As a result, a maximum cabling effort can be minimized.
Weiter bevorzugt umfasst das Drosselklappenmodul ferner einen Aktor zur Verstellung einer Position der Drosselklappe. Zwischen der Drosselklappe und dem Aktor ist besonders bevorzugt noch ein Getriebe angeordnet. Der Aktor ist vorzugsweise ein Stellmotor. More preferably, the throttle valve module further comprises an actuator for adjusting a position of the throttle valve. Between the throttle valve and the actuator, a transmission is particularly preferably arranged. The actuator is preferably a servomotor.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine umfassend ein erfindungsgemäßes Drosselklappenmodul. Furthermore, the present invention relates to an internal combustion engine comprising a throttle valve module according to the invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist: Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Preferred embodiment of the invention
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die
Wie aus
Das Drosselklappenmodul
Das Drosselklappenmodul
Das Drosselklappenmodul
Das Drosselklappenmodul
Das Steuermodul
Das Steuermodul
Das Drosselklappenmodul
Wie aus
An der Drosselklappenwelle
Das Steuermodul
Am Steuermodul
Wie weiter aus
Wie aus
Die erste und zweite elektrische Leitung
Wie aus den
Weiterhin ist in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich noch ein Direktkontakt des Luftmassensensors
Somit umfasst die Saugrohranordnung
Das elektrische Leistungsmodul
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das elektrische Leistungsmodul
Wie aus
Weiterhin ist das elektrische Leistungsmodul
Wie in
In das Saugrohr
Somit kann erfindungsgemäß eine Antriebsanordnung
Die Erfindung verbessert auch eine elektrische Funktionssicherheit einer Motorsteuerung von Brennkraftmaschinen über deren kompletten Lebenszyklus sowie eine Minimierung einer Anzahl von individuellen elektrischen Steckern, Kontakten und Kabeln und dergleichen. Wie unmittelbar aus
Durch die Trennung der Leistungselektronik in das elektrische Leistungsmodul
Die metallische Schraubverbindung
Durch die für den Motorbetrieb notwendige Spannungsversorgung über die erfindungsgemäße Saugrohranordnung
Die in das Saugrohr
Da bevorzugt am Saugrohr
Somit wird eine elektrische Versorgung von Verbrauchern, die am Saugrohr
Die Integration von elektrischen Bauteilen in das Drosselklappenmodul
Claims (14)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |