专利名称：用于调节车辆内燃机的进气的调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调节内燃机的进气的调节装置。
本发明可以特别有利地但并不排它地用于机动车辆或摩托车，以下说明仅以示例方式将其作为参照。
背景技术：
如公知的，某些新一代车辆配备有调节装置，用于根据用户设置的加速器控制装置(踏板或把手)的位置，对发动机的进气进行全自动控制，发动机的进气是由相应传感器提供的多种车辆/发动机参数的函数。
所述调节装置基本上包括节气体(throttled body)，该节气体与发动机相连并具有供给管，发动机的进气沿该供给管流动；以及节气门，该节气门容置在供给管内部，并根据命令绕转动轴线转动，以调节发动机的进气并因而调整由发动机产生的扭矩。
在所述情况下，节气门在分别对应于最小气流和最大气流的两个极限位置之间绕其轴线转动。
所述调节装置还包括用于使节气门转动的电动致动器；电位计，该电位计与节气门相连以确定其角位置；以及电子中央控制单元，该电子中央控制单元根据用户的扭矩要求以及车辆/发动机的操作状态，计算节气门的目标角位置，从而对所述电动致动器进行相应控制以将节气门设置到计算出的目标角位置。
上述调节装置的主要缺点在于与电子中央控制单元有源配合以对节气门进行控制的传感器和/或电子部件的任何故障都会减小节气门位置的控制精度，并且当节气门保持在允许发动机产生高于用户要求的扭矩的位置时，会使用户产生某些不适。
事实上，在这种情况下，用户所做的释放加速器踏板(把手)以减少流向发动机的气流的任何企图都不能产生节气门的相应转动。换言之，在电动节气门控制失灵的情况下，用户不能减小发动机扭矩。
为了消除上述缺点，已提出增加车辆和/或发动机参数测量的数量，从而实现冗余数据处理，借此安全地控制节气门的操作。然而除了通过电子中央控制单元进行复杂的处理之外，该解决方案还需要大量传感器，因而增加了调节装置的制造成本。
EP-0089492公开了一种用于车辆的内燃机，该内燃机在一个气缸处具有导向气缸的进气歧管、燃料供应装置、加速器、设在所述进气歧管中的第一节气门。
US-4637487公开了一种位于具有进气通道的发动机中的牵引控制装置。在所述进气通道中串联设置有节气阀和流量控制阀。
EP-0659991公开了一种这样的系统，该系统用于控制进入多缸变排量内燃机的进气歧管的气流，该内燃机安装在具有驾驶者可操作的加速器控制装置的车辆中，该加速器控制装置包括加速器控制装置位置传感器，该传感器用于确定加速器控制装置的操作位置，并用于产生表示该位置的加速器控制装置位置信号；以及发动机速度传感器，该传感器用于确定发动机的速度，并用于产生表示该速度的发动机速度信号。
US-5520146公开了一种电子控制器，该电子控制器用于在信号阀或一组阀的节气机构中自动调整节气阀的位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于调节车辆内燃机的进气的调节装置，该调节装置可廉价制造，同时确保在加速器控制装置位于部分或完全释放位置时减小气流。
根据本发明，提供了一种用于调节内燃机的进气的调节装置，该调节装置包括至少一个节气体，所述节气体具有至少一个可与发动机相连的空气供给管；以及第一节气门和第二节气门，它们容置在所述至少一个供给管中以根据命令调节发动机的进气；所述调节装置的特征在于包括一手动操作的加速器控制装置，该手动操作的加速器控制装置机械连接至所述第一节气门，从而使该第一节气门绕第一转动轴线转动到与操作该加速器控制装置的用户所要求的发动机扭矩相关的操作角位置；以及电动控制装置，该电动控制装置用于使所述第二节气门绕第二转动轴线转动到作为所述第一节气门的所述操作角位置的函数而确定出的目标角位置；所述调节装置的特征在于，所述手动操作的加速器控制装置使所述第一节气门转动到预定的第一静止角位置(angular rest position)和从该预定的第一静止角位置转动，所述第一节气门在该预定的第一静止角位置提供足以在预定的最小发动机温度条件下起动所述发动机的气流；所述电动控制装置对所述第二节气门到预定的第二最小开度角位置的转动和从该预定的第二最小开度角位置的转动进行控制，所述第二节气门在该预定的第二最小开度角位置提供允许在预定的发动机操作状态下使发动机操作的预定最小气流；在所述第一角位置，所述第一节气门处于以下平面中，该平面相对于与所述供给管的纵向轴线垂直的平面以第一角度倾斜；并且在所述第二角位置，所述第二节气门处于以下平面中，该平面相对于与所述供给管的纵向轴线垂直的平面以第二角度倾斜；所述第一角度大于所述第二角度。
将参照附图以示例方式描述本发明的非限制性实施例，在附图中图1示意性表示用于调节车辆内燃机的进气的调节装置；图2表示图1的调节装置的变型例。
具体实施例方式
图1中的附图标记1整体表示一调节装置，该调节装置用于调节车辆(未示出)的内燃机(未示出)的进气，从而调整由发动机产生的扭矩。
调节装置1基本上包括至少一个节气体2，所述节气体又包括外壳3，该外壳具有至少一个可与发动机相连以向发动机供应空气的供给管4；以及两个节气门，它们容置在供给管4内，以适当地调节发动机的进气(如以下所述)。
更具体地，所述两个节气门依次定位在供给管4内，并根据命令绕相应的转动轴线A和B转动，所述转动轴线优选但不必须地彼此平行并垂直于供给管4的纵向轴线L。
如以下详细描述的，所述两个节气门中的一个通过由用户手动操作的机械加速器控制装置而绕轴线A转动，以向发动机要求给定扭矩，而另一个节气门通过采用电子控制的电动控制装置而绕轴线B转动，该电动控制装置根据“机械控制的”节气门的角位置来控制相应节气门的转动，所述角位置优选但不必须地作为车辆/发动机操作状态的函数。
参照图1，机械操作的节气门(以下称为节气门5)优选但不必须地沿气流方向(图1中的箭头所示)位于所述另一个节气门的上游，并具有销6，该销安装成在供给管4内绕轴线A转动；以及挡板7，该挡板用于减少沿供给管4的气流量，该气流量作为所述挡板的角位置的函数。
更具体地，板7牢固地固定到销6上，并绕轴线A转动到静止角位置和从该静止角位置转动(图1)，板7在该静止角位置与和轴线A共轴线的平面共面，该平面相对于与供给管4的纵向轴线L垂直的平面以角度α倾斜。
如以下详细描述的，节气门5的处于静止角位置的板7的“开度”角α大小设定成提供足以“冷起动”发动机的、沿供给管4的气流。
在图1的示例中，节气门5通过加速器线缆21连接至机械加速器控制装置8，例如加速器踏板(示意性示出)(或把手)，该加速器控制装置被用户手动操作，从而机械地控制节气门5在静止角位置和给定开度操作位置之间绕轴线A的转动。
更具体地，当加速器控制装置8处于释放位置(例如，通过用户释放加速器踏板而获得)时，节气门5运动到静止角位置，而加速器控制装置8的操作(例如，通过按压加速器踏板)使节气门5相应地转动到开度操作角位置(未示出)。在所示示例中，加速器控制装置8将用户要求的扭矩转换成节气门5的相应操作角位置。
应当指出的是，在所示示例中，节气门5具有例如由弹簧9限定的弹性部件，所述弹簧装配到节气门5上，从而在加速器控制装置8的用户直接手动操作停止时(当释放了加速器踏板时)使该节气门复位到静止位置。为此，节气门5可优选地设有止动件10，该止动件在相应的静止角位置，在加速器控制装置8的用户释放时阻止由弹簧9的弹性推力产生的节气门5的转动。在所示示例中，止动件10可以优选但不必须地由牢固地连接到外壳3的机械止动部限定，节气门5通过弹簧9而转动到该止动部上。
“电子控制的”节气门(以下称为节气门11)优选但不必须地沿气流方向(图1中的箭头所示)位于节气门5的下游，并具有销12，该销安装成在供给管4内绕轴线B转动；以及挡板13，该挡板用于减小沿供给管4的气流量，该气流量作为所述挡板的角位置的函数。
更具体地，板13牢固地固定到销12上，并绕轴线B转动到最小开度角位置和从该最小开度角位置转动(图1)，节气门11的板13在该最小开度角位置与和轴线B共轴线的平面共面，该平面相对于与供给管4的纵向轴线L垂直的平面以角度β倾斜。
如以下详细描述的，节气门11在最小开度位置的“最小开度”角β大小设定成提供足以在给定发动机/车辆操作状态中控制发动机速度的、沿供给管4的最小气流。
与上述相关，应当指出的是，节气门11在最小开度角位置的开度角β优选小于机械控制的节气门5在静止角位置的开度角α。
在图1的示例中，节气门11由电动控制装置14进行控制，该电动控制装置包括电动驱动器15；两个测量装置16、17，它们用于提供节气门5的板7和节气门11的板13的角位置；以及电子中央控制单元18，该电子中央控制单元用于即时(by instant)控制节气门11的板13的角位置。
更具体地，电动驱动器15(在图1中示意性示出)可以由可连接至节气门11的电动致动器、或电动马达、或者任何其它类似的电动致动装置限定，从而使该节气门转动到最小开度角位置和从该最小开度角位置转动；并且测量装置16、17可以由两个电位计限定，所述电位计装配到节气门5的销6和节气门11的销12上，从而提供表示节气门5的角位置的第一信号S1和表示节气门11的角位置的第二信号S2。
电子中央控制单元18设置用于控制电动驱动器15从而控制节气门11的转动。在图1的示例中，电子中央控制单元18包括计算模块19，该计算模块接收表示节气门5的板7的角位置的信号S1，接收对发动机/车辆操作参数进行编码的多个信号Si，并提供表示节气门11的目标角位置的信号S0。
在所示示例中，计算模块19对节气门5的角位置进行处理以确定用户要求的发动机扭矩，并据此以及发动机/车辆操作参数来计算待由发动机产生的最佳扭矩。一旦确定了最佳扭矩，计算模块19就计算设置节气门11的相应目标角位置。
电子中央控制单元18还包括控制模块20，该控制模块接收表示目标位置的信号S0，接收对节气门11的角位置进行编码的信号S2，并且通过对这些参数进行处理来控制电动驱动器15，从而使节气门11的板13转动到计算出的目标角位置。
调节装置1如下进行操作。用户通过操作加速器控制装置8(例如，通过按压加速器踏板)而要求给定的发动机扭矩，从而使节气门5转动到与用户要求的发动机扭矩相关的操作角位置。
在该阶段，测量装置16将对被测角位置进行编码的信号S1提供给电子中央控制单元18，计算模块19对节气门11的目标角位置进行计算，该目标角位置作为车辆/发动机操作参数以及节气门5的操作角位置(如所述，该操作角位置与用户的扭矩要求有关)的函数。此时，控制模块20致动电动致动器15，从而使节气门11转动到由计算模块19计算出的目标角位置。
与上述相关，应当指出的是，分别对应于板7的静止角位置和板13的最小开度角位置的角α和β的所述大小具有很大优点，即，一方面允许用户冷起动发动机，另一方面允许电子中央控制单元18在任何环境条件下通过控制节气门11的转动来控制发动机的起动和空转。
更具体地，当起动发动机时，设置在静止角位置的节气门5提供对任何起动温度都足够的气流，从而无论如何都对发动机的进气调整没有影响，所述发动机的进气调整由节气门11根据由电子中央控制单元18生成的命令直接控制。
与上述相关，还应当指出的是，在第二节气门11的角位置的电子控制发生故障的情况下(例如第二节气门11的开度与用户的扭矩要求不对应，或者第二节气门11被卡在给定开度角位置，或者第二节气门11与用户的控制不对应的任何其它故障)，手动操作的加速器控制装置8机械地控制第一节气门5的转动，从而允许用户直接减少发动机的进气。
上述调节装置1具有一些优点。具体地，消除了由节气门11的电子控制中的潜在故障引起的任何不确定性。即，由用户直接操作的机械控制的节气门5在电子控制的节气门11发生故障的情况下允许用户直接降低发动机扭矩。换言之，在由电子中央控制单元18进行的对节气门11的角位置的电子控制出现任何故障的情况下，手动操作的加速器控制装置8使节气门5转动，从而允许用户直接减少发动机的进气。事实上，当用户释放加速器控制装置8时，弹簧9使节气门5复位到静止位置，从而降低发动机扭矩。
而且，如以上指出的，节气门5和11在它们的相应角位置的开度角α和β的差异允许发动机在任何环境条件下进行最优起动和空转控制。
显然，可对这里所述和所示的调节装置进行改变，而不会背离如所附权利要求所限定的本发明的范围。
图2的实施例涉及与调节装置1类似的调节装置30，并且在可能时使用与调节装置1的相应部件相同的附图标记来表示调节装置30的组成部件。
除了上述的节气体2，调节装置30还包括多个节气体23，每个节气体都包括供给管24，该供给管容置有机械结构与节气门5相同的节气门25、以及机械结构与上述节气门11相同的节气门26。
更具体地，调节装置30包括机械传动装置27(以虚线示意性示出)，该传动装置例如包括多个轴或关节臂，它们使节气门25和节气门5相连接，从而通过用户操作的加速器控制装置8所引起的节气门5的机械转动使节气门25产生相同角度的转动。
调节装置30还包括机械传动装置28(以虚线示意性示出)，该传动装置例如包括多个轴或关节臂，它们使节气门26和节气门11相连接，从而通过电动控制装置14所引起的节气门11的电动转动使节气门26产生相同角度的转动。
应当指出，当加速器不操作时，节气门25被设置为与节气门5相同的静止角位置(角α)；而节气门26在任何时候都保持在与节气门11相同的角位置，并且从与节气门11相同的最小开度位置(角β)移开。
在未示出的可选实施例中，调节装置30包括单个节气体2，该节气体包括多个供给管24，每个供给管都容置有机械结构与节气门5相同的节气门25、以及机械结构与上述节气门11相同的节气门26。
如图2中的实施例，节气门25通过一机械系统机械连接至节气门5，该机械系统将节气门5的转动传递至节气门25；而节气门26通过一机械系统机械连接至节气门11，该机械系统将节气门11的转动传递至节气门26，从而使操作与图2的实施例的操作相同。
权利要求
1.一种用于调节内燃机的进气的调节装置(1、30)，该调节装置包括至少一个节气体(2、23)，所述节气体具有至少一个可与发动机相连的空气供给管(4、24)；以及第一节气门(5、25)和第二节气门(11、26)，它们容置在所述至少一个供给管(4、24)中以根据命令调节发动机的进气；所述调节装置的特征在于包括一手动操作的加速器控制装置(8)，该手动操作的加速器控制装置机械连接至所述第一节气门(5、25)，从而使所述第一节气门绕第一转动轴线(A)转动到与操作所述加速器控制装置(8)的用户所要求的发动机扭矩相关的操作角位置；以及电动控制装置(14)，该电动控制装置用于使所述第二节气门(11、26)绕第二转动轴线(B)转动到作为所述第一节气门(5)的所述操作角位置的函数而确定出的目标角位置；所述调节装置的特征在于，所述手动操作的加速器控制装置(8)使所述第一节气门(5、25)转动到预定的第一静止角位置和从该预定的第一静止角位置转动，所述第一节气门(5、25)在该预定的第一静止角位置提供足以在预定的最小发动机温度条件下起动所述发动机的气流；所述电动控制装置(14)对所述第二节气门(11、26)到预定的第二最小开度角位置的转动和从该预定的第二最小开度角位置的转动进行控制，所述第二节气门(11、26)在该预定的第二最小开度角位置提供允许在预定的发动机操作状态下使发动机操作的预定最小气流；在所述第一角位置，所述第一节气门(5、25)处于以下平面中，该平面相对于与所述供给管(4)的纵向轴线(L)垂直的平面以第一角度(α)倾斜；并且在所述第二角位置，所述第二节气门(11、26)处于以下平面中，该平面相对于与所述供给管(4)的纵向轴线(L)垂直的平面以第二角度(β)倾斜；所述第一角度(α)大于所述第二角度(β)。
2.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述电动控制装置(14)包括第一测量装置(16)和第二测量装置(17)，它们分别用于测量所述第一节气门(5)和所述第二节气门(11)的角位置；以及电动致动装置(15)，该电动致动装置用于控制所述第二节气门(11)的转动。
3.根据权利要求2所述的调节装置，其特征在于，所述电动控制装置(14)包括一电子中央控制单元(18)，该电子中央控制单元具有计算装置(19)，该计算装置用于接收所述第一节气门(5)的角位置以及多个发动机/车辆操作参数；所述计算装置(19)计算所述第二节气门(11)的目标角位置，该目标角位置作为所述第一节气门(5)的角位置的函数，并作为所述发动机/车辆操作参数的函数。
4.根据权利要求3所述的调节装置，其特征在于，所述电子中央控制单元(18)包括控制装置(20)，该控制装置作为由所述计算装置(19)计算出的目标角位置的函数并根据所述第二节气门(11)的角位置，对所述电动致动装置(15)进行控制，从而使所述第二节气门(11)转动到所述目标角位置。
5.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，该调节装置包括多个节气体(2，23)，每个节气体都包括至少一个空气供给管(24)，所述供给管容置有第一节气门(5，25)以及第二节气门(11，26)；所述手动操作的加速器控制装置(8)机械连接至所述第一节气门(5，25)，从而使它们绕相应的第一转动轴线(A)转动到与用户要求的发动机扭矩相关的相同操作角位置；并且所述电动控制装置(14)控制所述第二节气门(11，26)绕相应的第二转动轴线(B)的转动，使它们转动到作为所述第一节气门(5，25)的所述操作角位置的函数而计算出的相同目标角位置。
6.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述至少一个节气体(2)包括多个供给管(24)，每个供给管都容置有所述第一节气门(5，25)和第二节气门(11，26)；所述手动操作的加速器控制装置(8)机械连接至所述第一节气门(5，25)，从而使它们绕相应的第一转动轴线(A)转动到与用户要求的发动机扭矩相关的相同操作角位置；并且所述电动控制装置(14)控制所述第二节气门(11，26)绕相应的第二转动轴线(B)的转动，使它们转动到作为所述第一节气门(5，25)的操作角位置的函数而计算出的相同目标角位置。
7.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，在电子控制所述第二节气门(11)的角位置发生故障的情况下，所述手动操作的加速器控制装置(8)使所述第一节气门(5，25)转动，从而允许用户直接减少发动机的进气。
全文摘要
本发明提供了一种用于调节车辆内燃机的进气的调节装置(1)，该调节装置包括至少一个节气体(2、23)，所述节气体具有至少一个可与发动机相连的空气供给管(4、24)；以及第一节气门(5、25)和第二节气门(11、26)，它们容置在所述至少一个供给管中以根据命令调节发动机的进气；该调节装置包括手动操作的加速器控制装置(8)，其机械连接至第一节气门(5、25)，从而使第一节气门绕第一转动轴线(A)转动到与操作该加速器控制装置的用户所要求的发动机扭矩相关的操作角位置；以及电动控制装置(14)，用于使第二节气门(11、26)绕第二转动轴线(B)转动到作为第一节气门(5)的操作角位置的函数而确定出的目标角位置。
文档编号F02D41/00GK1944986SQ200610141859
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月8日 优先权日2005年10月3日
发明者米尔科·阿尔贝奇尼, 毛里齐奥·菲奥伦蒂尼, 克劳迪奥·格罗西 申请人:玛涅蒂玛瑞利动力系公开有限公司