节流位置传感器、燃料供应单元及其控制模块、点火系统技术方案

本发明专利技术提供一种节流位置传感器、一种燃料供应单元及其控制模块、以及一种内燃机的点火系统。节流位置传感器包括：磁通量产生装置、磁敏元件、固定部、可移动部，特别地，节流轴和可移动部固定地连接至彼此，或通过运动传递元件连接，以具有适应性运动，并且每个磁敏元件被构造为根据磁通量密度产生两个可能值中的一个，并且至少两个磁敏元件安装在两个部中的任一个上，并且至少一个磁通量产生装置安装在两个部中的另一个上，从而使磁敏元件以及由此节流位置传感器为可移动部的第一和第二端位置产生唯一的值，可移动部的端位置对应于节流轴和节流阀的两个预定的端位置，两个预定的端位置又对应于内燃机的怠速和全油门状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃料供应单元，例如，化油器或低压喷射系统，用于控制供应至内燃机的空气/燃料混合物。该燃料供应单元包括设置有安装于其中的节流阀(throttlevalve)的主空气通道，该节流阀包括在彼此相对设置的两个轴侧之间延伸的节流轴(throttle shaft)。此外,本专利技术涉及燃料供应单元的控制模块及其动力供应以及与发动机的点火系统的可能配合。
技术介绍
两冲程或四冲程类型的内燃机通常设置有化油器类型或喷射类型的燃料供应系统。在化油器中，化油器的节流阀受操作者要求的影响，使得大开的节流阀产生化油器筒中最小的节流。由经过化油器文丘里管中的空气所产生的低压将燃料吸入发动机中。对于手持式发动机应用来说，膜片式(diaphragm-type，隔膜式)化油器尤其有用，其中，基本上可在任何方向上操作发动机，包括颠倒的方向。这种化油器典型地包括将燃料从燃料箱吸出并经由针阀将燃料供应至燃料压力调节器的燃料泵。燃料压力调节器通常包括储存从燃料泵供应的燃料的燃料计量室，并且通常用将燃料压力调节至恒压的膜片将燃料计量室与大气隔开。当膜片移动时，针阀打开和关闭从燃料泵到燃料计量室的燃料通道。经由主通路和怠速通路(idle channel)，燃料从燃料计量室输送至主空气通道。主通路流体地通向在节流阀之前的主空气通道中的主喷嘴，而怠速通路流体地通向在节流阀之后不远的怠速喷嘴(idle nozzle)。局部环境条件(例如温度和海拔，以及发动机负载和所使用的燃料类型)会影响发动机性能。例如，在寒冷天气中操作的发动机需要额外的燃料，因为寒冷条件阻止燃料汽化并且冷空气密度较大，需要额外的燃料来实现适当的燃料/空气比率。在更高的海拔处，空气密度较小，并且需要较少的燃料来获得适当的燃料/空气比率。不同的燃料质量也可能影响空气-燃料比率，例如由于燃料中氧气的量。发动机在起动、加热、加速以及减速时也可能有不同的表现。所有这些因素对最佳燃料-空气比率所需的燃料量具有影响；因此，希望能够在发动机运行期间轻松地影响空气-燃料比率。传统地，化油器发动机已经设置有固定喷嘴或可手动调节的喷嘴，以调节空气-燃料比率。然而，由于对更低燃料消耗的要求和对更清洁的废气的要求共同增加，而且也已经建议电控喷嘴，例如，如在US 5732682中建议的，例如，通过在燃料计量室与主空气通道中的喷嘴之间的通道中设置电磁阀。虽然通常在减少对大气的有害排放上有效，但是具有电磁阀的化油器更昂贵，且在装配时可能需要更多时间，因此增加与化油器的制造相关的总成本。使用螺线管型的燃料阀的另一问题是增加动力消耗。尤其是当发动机怠速运行时，所产生的能量低，并且因此，能够以在怠速期间将能量消耗保持较低的方式控制发动机是有利的。用于控制空气燃料比率的一个参数是节流阀的角位置，其能够从节流位置传感器(throttle position sensor)得到。已知的节流位置传感器包括霍尔传感器和用于检测蝶形节流阀的与内燃机的全油门状态相对应的全开位置的磁体。设置有磁体的可移动部与节流阀一起旋转，并具有与节流阀的全开状态相对应的端位置。提供数字型霍尔传感器，并将其设置为，根据其是否被所述磁体驱动(actuated)，而产生两个可能信号中的一个。可移动部上的磁体被设置为，当可移动部处于所述端位置中时，驱动霍尔传感器，由此由霍尔传感器产生输出信号，该输出信号由信号处理装置处理。所称得霍尔传感器通常包括实际的霍尔传感器和集成电路(IC)放大器。上述类型的节流位置传感器的主要缺点是，其仅提供检测内燃机的全油门状态的可能性，并且不可能对部分油门和怠速进行区别。通常称做旋转角度检测器的传统节流位置传感器也具有磁体，其与节流阀一起旋转。根据磁体的角度，磁场强度将在霍尔传感器的位置处改变，并且霍尔传感器的输出电压根据磁场强度而连续变化，并且因此也随着节流阀的打开角度而变化。霍尔传感器的输出信号可由信号处理装置处理，以转换成角度。例如，霍尔传感器的特性随着温度而变化，并且因此可提供温度传感器以测量霍尔传感器的温度，从而校正装置在霍尔传感器的不同温度下应用校正补偿。所称的霍尔传感器通常包括霍尔传感器和集成电路(IC)放大器。通常，设置有这种角度检测器的燃料供应单元昂贵且复杂，并且为了特定应用必须定制，这意味着其仅由非常少量的供应商提供。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是，提供一种具有低燃料消耗和低废气排放的燃料供应系统。通过一开始提到类型的燃料供应单元来实现此目的，其中，用于燃料供应的控制模块安装至燃料供应单元的一个轴侧。控制模块包括用于监测节流阀的位置的节流位置传感器、用于控制对主空气通道的燃料供应的燃料阀，并且可能包括用于控制对主空气通道的空气供应的空气阀。这样，对于当前条件，可更轻松地调节供应至发动机的空气/燃料混合物，并且因此降低燃料消耗。具有适当的空气/燃料混合物也使得能够从发动机获得最大的动力输出，这对于例如操作者携带式动力工具(例如，链锯)来说非常有利。本专利技术的另一目的是，提供一种具有低动力消耗的燃料供应系统。通过燃料阀以及可能还通过空气阀来实现此目的，燃料阀和空气阀用于控制供应至内燃机的空气/燃料混合物，当改变状态时，即，从关闭转换到打开或从打开转换到关闭，仅对至少其中的一个阀供应动力。更具体地，通过螺线管类型的一个阀/多个阀来实现此目的，在详细描述部分中将进一步描述所述阀。具有低动力消耗非常有利，因为这样能够通过点火系统对燃料供应系统供应动力，这意味着，不需要例如电池或发电机。电池或发电机增加产品的成本和重量，这尤其是对于手持或其他操作者携带式动力工具来说并不非常有利。没有电池或发电机也使得能够获得更小的产品，当然这在许多情况下都是有利的，不仅是对于由操作者携带的产品。本专利技术的又一目的是，提供一种具有低燃料和动力消耗并且还提供简单的动力供应单元的燃料供应系统。此目的通过在控制模块中设置至少某些用于控制供应至发动机的空气/燃料混合物的装置来实现，该控制模块安装至上面所说明的燃料供应单元。这样，可使用标准类型的燃料供应单元，其由任何燃料供应单元制造商以低价格简单地制造。当需要替换控制模块或燃料供应单元时，或当维修燃料供应系统时，具有分开的控制模块也是有利的。附图说明下面将参照附图通过其各种实施例更详细地描述本专利技术。图1是示出了供应至膜片式化油器的燃料供应的示意图；图2和图3是控制模块、燃料阀、节流位置传感器的第一实施例、排气阀以及化油器主体的分解图；图4是示出了节流位置传感器的第一实施例的控制模块的透视图；图5是控制模块的主视图；图6示出了控制模块的后视图；图7a和图7b示出了磁场导向装置(magnetic field guide),其是节流位置传感器的第一实施例的可移动部的一部分；图8是排气阀和安装至化油器的控制模块的节流位置传感器的第一实施例的横截面；图9是燃料阀的示意性横截面；图1Oa至图1Oq是节流位置传感器的第一实施例的构造的磁场导向装置的示意图；图11示出了节流位置传感器的第三实施例；图12示出了节流位置传感器的第三实施例的另一视图。具体实施例方式图1是示出了膜片式化油器形式的燃料供应单元的示意图。化油器主体I具有从进气口侧23延伸至出气口侧24的主空气通道3。如箭头所示，空气从主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于感测内燃机的燃料供应单元(1)中的节流阀(8，9)及其节流轴(8)的位置的节流位置传感器(30)，所述内燃机具有怠速和全油门状态，所述节流位置传感器(30)包括：?至少一个磁通量产生装置(31)，用于产生磁通量，?至少一个磁敏元件(32)，用于感测由所述磁通量产生装置(31)产生的磁通量密度，所述磁敏元件(32)构造为根据所述磁通量密度是否已经达到阈值来产生两个可能值中的一个，?固定部(33)，相对于所述燃料供应单元(1)固定，?可移动部(34)，能够相对于所述固定部(33)和所述燃料供应单元(1)移动，当所述节流轴转动时，所述可移动部(34)随着所述节流轴(8)运动，所述磁敏元件(32)以及由此所述节流位置传感器(30)设置为，当由所述磁通量产生装置(31)在所述可移动部(34)的第一端位置驱动时，产生一唯一的值，所述可移动部的第一端位置对应于所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的端位置，其特征在于，所述节流轴(8)和所述可移动部(34)固定地连接至彼此，或通过运动传递元件连接，以具有适应性运动，并且每个磁敏元件(32)被构造为根据磁通量密度产生两个可能值中的一个，并且至少两个磁敏元件(32)安装在两个部(33，34)中的任一个上，即，安装在所述固定部(33)或所述可移动部(34)上，并且至少一个磁通量产生装置(31)安装在所述两个部(33，34)中的另一个上，从而使所述磁敏元件(32)以及由此所述节流位置传感器(30)为所述可移动部(34)的第一和第二端位置产生唯一的值，所述可移动部(34)的端位置对应于所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的两个预定的端位置，所述两个预定的端位置又对应于所述内燃机的怠速和全油门状态。...

【技术特征摘要】
1.一种用于感测内燃机的燃料供应单元(I)中的节流阀(8，9)及其节流轴(8)的位置的节流位置传感器(30)，所述内燃机具有怠速和全油门状态，所述节流位置传感器(30)包括: -至少一个磁通量产生装置(31)，用于产生磁通量， -至少一个磁敏元件(32)，用于感测由所述磁通量产生装置(31)产生的磁通量密度，所述磁敏元件(32)构造为根据所述磁通量密度是否已经达到阈值来产生两个可能值中的一个， -固定部(33)，相对于所述燃料供应单元(I)固定， -可移动部(34)，能够相对于所述固定部(33)和所述燃料供应单元(I)移动，当所述节流轴转动时，所述可移动部(34)随着所述节流轴(8)运动，所述磁敏元件(32)以及由此所述节流位置传感器(30)设置为，当由所述磁通量产生装置(31)在所述可移动部(34)的第一端位置驱动时，产生一唯一的值，所述可移动部的第一端位置对应于所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的端位置， 其特征在于，所述节流轴(8)和所述可移动部(34)固定地连接至彼此，或通过运动传递元件连接，以具有适应性运动，并且每个磁敏元件(32)被构造为根据磁通量密度产生两个可能值中的一个，并且 至少两个磁敏元件(32)安装在两个部(33，34)中的任一个上，即，安装在所述固定部(33)或所述可移动部(34)上，并且至少一个磁通量产生装置(31)安装在所述两个部(33，34)中的另一个上， 从而使所述磁敏元件(32)以及由此所述节流位置传感器(30)为所述可移动部(34)的第一和第二端位置产生唯一的值，所述可移动部(34)的端位置对应于所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的两个预定的端位置，所述两个预定的端位置又对应于所述内燃机的怠速和全油门状态。2.根据权利要求1所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁通量产生装置(31)为磁体。3.根据权利要求1所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁敏元件(32)为数字霍尔传感器。4.根据权利要求1所述的节流位置传感器(30)，其中，至少两个磁敏元件(32)安装在所述固定部(33)上，并且至少一个磁通量产生装置(31)安装在所述可移动部(34)上。5.根据权利要求4所述的节流位置传感器(30)，其中，所述至少两个磁敏元件(32)安装在所述可移动部(34)上，并且至少一个磁通量产生装置(31)安装在所述固定部(33)上。6.根据权利要求4或5所述的节流位置传感器(30)，包括至少两个磁通量产生装置(31)。7.根据权利要求4或5所述的节流位置传感器(30)，包括至少四个磁通量产生装置(31)。8.根据权利要求4或5所述的节流位置传感器(30)，包括至少三个磁敏元件(32)。9.根据权利要求1所述的节流位置传感器(30)，其中，至少两个磁通量产生装置(31)和至少两个磁敏元件(32)均安装在所述固定部(33)上，并以成对的方式分组，每对包括一个磁敏元件(32)和一个磁通量产生装置(31)，这种对中的每个磁敏元件(32)设置为产生两个可能值中的一个，该值取决于所述磁敏元件(32)目前是否被同一对中的所述磁通量产生装置(31)驱动， 磁通量导向装置(35)固定地连接至所述可移动部(34)，或者所述磁通量导向装置是所述可移动部(34)的一部分，因此所述磁通量导向装置(35)也沿着预定的运动路径随着所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)移动，所述磁通量导向装置(35)包括至少一个齿(36a_e)，根据所述齿(36a_e)的位置，并且由此也根据所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的位置，所述至少一个齿(36a_e)允许一对中的所述磁敏元件(32)是否由同一对中的所述磁通量产生装置(31)驱动。10.根据权利要求1所述的节流位置传感器(30)，其中，至少两个磁通量产生装置(31)和至少两个磁敏元件(32)均安装在所述可移动部(34)上， 磁通量导向装置(35)固定地连接至所述固定部(33)，或者所述磁通量导向装置是所述固定部(33)的一部分，所述磁通量导向装置(35)包括至少一个齿(36a-e)，所述至少一个齿(36a-e)允许包括一个磁通量产生装置(31)和一个磁敏元件(32)的一对中的所述磁敏元件(32)是否由同一对中的所述磁通量产生装置(31)驱动。11.根据权利要求9所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁通量导向装置(35)的运动路径基本上是圆形的，并且所述磁通量导向装置(35)的两个端位置之间的角度是30。-360。。12.根据权利要求9所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁通量导向装置(35)的运动路径是基本上线性的。13.根据权利要求9、11或12所述的节流位置传感器(30)，其中，所述至少两个磁通量产生装置(31)设置在所述磁通量导向装置(35)的运动路径的第一侧上，并且所述至少两个磁敏元件(32)被设置在第二侧上，其中，当所述磁通量导向装置(35)的所述至少一个齿(36a-e)位于所述磁敏元件(32)与所述磁通量产生装置(31)之间时，所述至少一个齿(36a-e)设置为减弱所述磁敏元件(32)处的磁通量。14.根据权利要求9、11或12所述的节流位置传感器(30)，其中，一对中的至少一个磁通量产生装置(31)和至少一个磁敏元件(32)设置在所述磁通量导向装置(35)的运动路径的相同侧上，其中，所述磁通量导向装置(35)的所述至少一个齿(36a_e)设置为增强所述磁敏元件(32)处的磁通量。15.根据权利要求9所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁通量导向装置(35)包括至少两个齿(36a_e)。16.根据权利要求9所述的节流位置传感器(30)，其中，所述磁通量导向装置(35)包括至少四个齿(36a_e)。17.根据权利要求9所述的节流位置传感器(30)，包括至少三个磁通量产生装置(31)和至少三个磁敏元件(32)。18.根据权利要求1至5中任一项所述的节流位置传感器(30)，设置为区分所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的至少三个位置，其中至少两个位置对应于所述节流位置传感器(30)的唯一的状态，并代表所述节流轴(8)的两个端位置，并且由此也代表所述节流阀(8,9)的端位置，另外的至少一个位置代表所述内燃机的部分油门范围。19.根据权利要求1至5中任一项所述的节流位置传感器(30)，设置为区分所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的至少四个位置，其中至少两个位置对应于所述节流位置传感器(30)的唯一的状态，并代表所述节流轴(8)的两个端位置，并且由此也代表所述节流阀(8.9)的端位置，另外的至少两个位置代表所述内燃机的部分油门范围。20.根据权利要求1至5中任一项所述的节流位置传感器(30)，设置为区分所述节流轴(8)和所述节流阀(8，9)的至少九个位置，其中至少两个位置对应于所述节流位置传感器(30)的一唯一的状态，并代表所述节流轴(8)的两个端位置，并且由此也代表所述节流阀(8，9)的端位置，另外至少七个位置代表所述内燃机的部分油门范围。21.根据权利要求1至5中任一项所述的节流位置传感器(30)，其中，所述节流位置传感器(30)的至少三个连续状态的任何可能的顺序中的任何单个状态相对于另外至少两个状态来说是唯一的，所述至少三个状...

【专利技术属性】
技术研发人员：米卡埃尔·拉松，布·卡尔松，比约恩·兰登，马茨·拉韦纽斯，
申请(专利权)人：胡斯华纳有限公司，
类型：发明
国别省市：