專利名稱：節(jié)氣門控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)機(jī)動(dòng)車的控制，例如機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門控制， 在這里可能需要或者使用多余的控制輸入。
背景技術(shù)：
卡車的電子節(jié)氣門控制通常包括多余的控制輸入。實(shí)例在共同擁 有的專利號(hào)為5,321,980、 5，237,891、 5,133,225和4,976,166的美國專 利中公開，這些美國專利的公開技術(shù)通過引用結(jié)合于本文中。發(fā)動(dòng)機(jī) 節(jié)氣門適用于響應(yīng)一個(gè)控制感應(yīng)器的變化的電子輸入而產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的 增速/減速。第二輸入產(chǎn)生"開/關(guān)"電子信號(hào)，例如如果處于"開"的 位置，這表示卡車踏板的怠速位置，并且在必要時(shí)其將覆蓋掉第一信 號(hào)以將發(fā)動(dòng)機(jī)速度降回到怠速。反之亦如此，即變化的信號(hào)表示卡車 踏板的怠速位置，且"開/關(guān)，，信號(hào)表示踏板已被壓下，在這種情況下 將又產(chǎn)生低速(例如怠速)。
傳統(tǒng)上，這些感應(yīng)器依靠基于接觸開關(guān)和電位計(jì)的技術(shù)，該技術(shù) 通常限制工作壽命和可靠性。普通形式的這些感應(yīng)器提供與節(jié)氣門控 制被壓下(模擬位置信號(hào))的程度成比例的輸出電壓，和被用來驗(yàn)證節(jié) 氣門控制是否處于"怠速"狀態(tài)(怠速有效開關(guān))的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)輸
出。
本發(fā)明的目的是例如釆用非接觸式節(jié)氣門控制感應(yīng)器，來提供典 型接觸式節(jié)氣門控制信號(hào)產(chǎn)生的安全特征，從而獲得更長的磨損壽命 而沒有減少節(jié)氣門控制的可靠性。
發(fā)明實(shí)施例簡述
本發(fā)明的實(shí)施例利用電磁場發(fā)生器以及兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的電》茲場
感應(yīng)器(sensor)。感應(yīng)器和電磁場可配置為相互之間移動(dòng)，在這里這一 移動(dòng)可由部件的物理移動(dòng)所致、例如駕駛員的手或腳促動(dòng)節(jié)氣門5t板 或桿。但是，感應(yīng)器都可讀出和/或感應(yīng)磁場的同一相對(duì)移動(dòng)，它們在 電子上都是獨(dú)立的，使得它們各自將自己獨(dú)立的電信號(hào)和/或電子信號(hào) 傳達(dá)給發(fā)動(dòng)機(jī)以控制例如節(jié)氣門。在一個(gè)實(shí)施例中， 一個(gè)感應(yīng)器可產(chǎn) 生成比例的模擬輸出(例如，變量)以及另一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字輸出(例如， 開/關(guān))。成比例的信號(hào)/輸出可以支配發(fā)動(dòng)機(jī)的速度，除非第二感應(yīng)器 的開/關(guān)輸出指示怠速位置，使得發(fā)動(dòng)機(jī)將減速至怠速位置。


圖1是可適用于本發(fā)明的設(shè)計(jì)用來將期望的速度信號(hào)傳達(dá)到卡車 發(fā)動(dòng)機(jī)的腳踏板的側(cè)視圖。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的節(jié)氣門操作的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的節(jié)氣門控制的示意圖。
圖4至圖7說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的各種節(jié)氣門控制裝置。
示例性實(shí)施例詳述
將使用本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員通常釆用的用語描述示例性實(shí)施例
而，對(duì)于本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員明顯的是僅用 一些所描述的方面可實(shí) 現(xiàn)替代的實(shí)施例。為了說明，闡述了特定材質(zhì)和配置以徹底理解示例
性實(shí)施例。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的一名技術(shù)人員明顯的是在沒有特定細(xì) 節(jié)的情況下，可實(shí)現(xiàn)替代的實(shí)施例。在其它實(shí)例中，為了不模糊示例 性實(shí)施例，省略或簡化了眾所周知的特征。
而且，各個(gè)操作將作為多個(gè)離散操作依次以最有助于理解本發(fā)明 的方式描述。然而，描述的順序不應(yīng)該理解為暗示這些操作一定是順 序相關(guān)的。特別地，這些操作無需按說明的順序執(zhí)行。
在下文的描述和權(quán)利要求中
"在一個(gè)實(shí)施例中，，這一短語可重復(fù)使用。這一短語通常不指同一 實(shí)施例，然而，它可以指同一實(shí)施例。"包括"、"具有"和"包含" 這些用語是同義詞，除非上下文特別指示。
"A/B，，這一短語意思為"A或者B，， 。 "A和/或B"這一短語 意思為"(A)、 (B)或者(A和B)" 。 "A、 B和C中至少其中之一，，這 一短語意思為"(A)、 (B)、 (C)、 (A和B)、 (A和C)、 (B和C)或者(A、 B和C)" 。 "(A)B"這一短語意思為"(B)或者(AB)"，也就是A是 可選項(xiàng)。
可使用"耦合的，，和"連接的"這兩個(gè)用語以及它們的引申義。 應(yīng)理解這些用語并非特定為彼此的同義詞。而是，在特定的實(shí)施例中， "連接的"可用來表示兩個(gè)或多個(gè)元件直接相互物理接觸或者電接 觸。"耦合的"可意思為兩個(gè)或多個(gè)元件直接物理接觸或者電接觸。 然而，"耦合的，，還可意思為兩個(gè)或多個(gè)元件不直接相互接觸，但是 仍然相互協(xié)作或相互作用。
圖1說明了可裝配于卡車或其他類型重型設(shè)備的駕駛室中的腳踏 板10的實(shí)例。踏板10可圍繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)12樞轉(zhuǎn)，樞轉(zhuǎn)點(diǎn)12固定于裝配 支架14上。踏板10的形成部件是含有配置為產(chǎn)生節(jié)氣門控制輸出的 構(gòu)件的殼體18。臂22可從殼體18中突出，使得滾軸24可沿支架14 的斜面16上下直線地移動(dòng)。，踏板10在箭頭30、 32指示的方向上的促 動(dòng)使得臂22圍繞例如樞轉(zhuǎn)點(diǎn)25做如箭頭26、 28指示的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。殼 體18的構(gòu)件可配置為探測踏板10的位置，并且經(jīng)由在電纜20上纟皮發(fā)
送給機(jī)動(dòng)車的電子燃油控制系統(tǒng)的信號(hào)傳送這一位置。
圖2說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的節(jié)氣門控制裝置的示意圖，其 構(gòu)件可包括
1) 電磁場發(fā)生器34;
2) 探測器/感應(yīng)器36,其適用于探測和/或感應(yīng)電磁場并且提供 成比例的模擬輸出信號(hào)50;
3 ) 第二探測器/感應(yīng)器38，其獨(dú)立于第一感應(yīng)器36并且適用于 探測和/或感應(yīng)電磁場，將測量結(jié)果與閾值探測器44中的預(yù) 定闊值相比較，并且提供二進(jìn)制開/關(guān)輸出信號(hào)52;以及 4)操作部件35，其適用于相對(duì)于感應(yīng)器36和38搡作電磁場。 在各個(gè)實(shí)施例中，感應(yīng)器可安置于電磁場發(fā)生器附近，也是電磁 場附近，使得能夠更改、操作和/或改變電磁場發(fā)生器之間的耦合。在 使用中，"附近的"意思為被安置于臨近的、下一個(gè)、旁邊和/或在可 探測的范圍之內(nèi)。這樣場探測器/感應(yīng)器通常是經(jīng)由例如機(jī)械鏈接的部 件的物理位置(直線的、轉(zhuǎn)動(dòng)的和/或其他的)的函數(shù)，這通過下文可更 能理解。在一個(gè)實(shí)施例中，第二感應(yīng)器可適用于直接輸出二進(jìn)制和/或 數(shù)字輸出。
本發(fā)明的實(shí)施例可包括兩個(gè)電獨(dú)立和隔離的感應(yīng)器，其配置為對(duì) 于磁場作相對(duì)移動(dòng)并且產(chǎn)生基于其上的獨(dú)立輸出。因此，在任一感應(yīng) 器中出現(xiàn)的故障經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致被標(biāo)識(shí)為故障的輸出狀況。而且，在一個(gè) 感應(yīng)器電路上的故障通常不能串聯(lián)并且導(dǎo)致另一感應(yīng)器電路中的故 障。
在各個(gè)實(shí)施例中，電磁場發(fā)生器可以M于磁的發(fā)參器。圖3說 明了這樣一個(gè)實(shí)例。電磁場發(fā)生器包括由磁軛(yoke)348承載的一個(gè)或 多個(gè);茲體340、 342。 f茲軛348可配置為^f艮據(jù)如箭頭360所-說明的外部 輸入而轉(zhuǎn)動(dòng)，外部輸入例如操作員推動(dòng)節(jié)氣門踏板。磁軛348還可配 置為圍繞兩個(gè)磁場探測器344、 346轉(zhuǎn)動(dòng)，例如該探測器可對(duì)以某一軸 線定向的場敏感。由于探測器的方向敏感性，磁輒348的轉(zhuǎn)動(dòng)成為改 變場發(fā)生器和探測器344、 346之間耦合的方式。感應(yīng)器344、 346可 適用于分別產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)350和數(shù)字輸出信號(hào)352。
在一個(gè)實(shí)施例中，可使用磁通集中器以增強(qiáng)由電磁場發(fā)生器產(chǎn)生 的磁場。在各個(gè)實(shí)施例中，磁場探測器可使用霍爾效應(yīng)(Hall-effect)和/ 或磁阻技術(shù)。磁場探測器還可配置為或者提供成比例的線性輸出信號(hào) 和/或提供二進(jìn)制數(shù)字輸出信號(hào)，這可在預(yù)定的磁場級(jí)別開啟和關(guān)閉。 在示例性實(shí)施例中， 一個(gè)探測器344可提供模擬輸出信號(hào)350，然而 另一個(gè)探測器346提供二進(jìn)制數(shù)字輸出信號(hào)352，這兩個(gè)信號(hào)都被發(fā) 送給發(fā)動(dòng)機(jī)以控制節(jié)氣門。
本發(fā)明的實(shí)施例不限制到基于旋轉(zhuǎn)磁的位置感應(yīng)器，但是可包括 基于其它磁的感應(yīng)器。圖4示出相關(guān)實(shí)施例，在該實(shí)施例中可探測直 線位置。正如在前一實(shí)例中的，；溪擬輸出感應(yīng)器444和數(shù)字二進(jìn)制輸 出感應(yīng)器446都可使用。磁體454、 456凈皮耦合到磁軛458上，并且相 應(yīng)地相對(duì)于感應(yīng)器444和446直線地(如箭頭460指示的)移動(dòng)，以由此 探測磁場中的變化。在一個(gè)實(shí)施例中，探測器444提供模擬輸出信號(hào) 450，然而另一探測器446提供二進(jìn)制輸出信號(hào)452,這兩個(gè)信號(hào)都被 發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)以控制節(jié)氣門。
在各個(gè)實(shí)施例中，可使用基于感應(yīng)的電磁場發(fā)生器。圖5說明了 這樣一個(gè)實(shí)例，在這里電磁場發(fā)生器包括生成時(shí)變(time -varying)電壓 信號(hào)的振蕩器562,時(shí)變電壓信號(hào)被傳送到發(fā)電線圈564，使得可產(chǎn)生 時(shí)變磁場。磁場探測器可包括4^^:置在發(fā)電線圈564附近的感應(yīng)線圈 566、 568。相應(yīng)的信號(hào)探測器576、 578凈支用于將由各個(gè)感應(yīng)線圈566、 568提供的時(shí)變信號(hào)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的輸出信號(hào)570、 572。 一個(gè)輸出信號(hào) 570可提供^^莫擬輸出信號(hào)，并且然后將另一輸出信號(hào)572與使用例如 閾值探測器574而來的預(yù)定閾值進(jìn)行比較，閾值探測器574可配置為 產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)字輸出580。
在一個(gè)實(shí)施例中，可移動(dòng)鐵氧體棒582可用來改變發(fā)電線圏564 和感應(yīng)線圈566、 568之間的f茲耦合。當(dāng)將豐奉582向一個(gè)感應(yīng)線圏移動(dòng) 時(shí)，更多產(chǎn)生的磁場將被引向那個(gè)線圈。因此，至少可如箭頭584所 示的直線地移動(dòng)棒582。
圖6說明了基于感應(yīng)(induction)的節(jié)氣門控制，在這里導(dǎo)電部件轉(zhuǎn) 動(dòng)以相對(duì)于感應(yīng)線圈移動(dòng)，從而操作相對(duì)于感應(yīng)線圏產(chǎn)生的f茲場。振 蕩器662生成被傳送到發(fā)電線圈664的時(shí)變電壓信號(hào)?？墒箤?dǎo)電部件 682介于發(fā)電線圈664和一對(duì)感應(yīng)線圈666、 668之間。在該實(shí)例中， 導(dǎo)電部件682適用于轉(zhuǎn)動(dòng)和操作(例如、吸收)磁場，因此可選擇地屏蔽 與其轉(zhuǎn)動(dòng)呈函數(shù)關(guān)系的感應(yīng)線圈666、 668。當(dāng)使用圖5說明的實(shí)施例 時(shí)，相應(yīng)的信號(hào)探測器676、 678可用來將由各感應(yīng)線圈666、 668提 供的信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成連續(xù)的輸出信號(hào)670、 672。 一個(gè)輸出信號(hào)670可 提供模擬輸出信號(hào)，并且然后將另一個(gè)輸出信號(hào)672與使用例如閾值 探測器674而來的預(yù)定閾值進(jìn)行比較，閾值探測器674可配置為產(chǎn)生 二進(jìn)制數(shù)字輸出680。
在各個(gè)實(shí)施例中，基于電容的磁場發(fā)生器可用來產(chǎn)生控制信號(hào)。 圖7說明了這樣一個(gè)實(shí)例，在這里電磁場發(fā)生器包括耦合于場發(fā)生板 和/或線圈764上的振蕩器762?？山拥氐臄嗬m(xù)器(interrupter)板782介 于場發(fā)生板764和兩個(gè)感應(yīng)板766、 768之間。當(dāng)斷續(xù)器板782移動(dòng)時(shí) (如箭頭784所示)，其提供在發(fā)生板764和感應(yīng)板766、 768之間的可 變耦合。
而且，相應(yīng)的信號(hào)探測器776、 778可用來將各感應(yīng)板766、 768 提供的信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成連續(xù)的輸出信號(hào)770、 772。 一個(gè)輸出信號(hào)770 可提供模擬輸出信號(hào)，并且然后將另一個(gè)輸出信號(hào)772與使用例如閾 值探測器774而來的預(yù)定閾值進(jìn)行比較，閾值探測器774可配置為產(chǎn) 生二進(jìn)制數(shù)字輸出780。
在各個(gè)描述的實(shí)施例中，相對(duì)于感應(yīng)器操作(例如，磁體的移動(dòng)和 /或斷續(xù)部件的移動(dòng))電磁場時(shí)，在各個(gè)其他的實(shí)施例中，感應(yīng)器可配置 為相對(duì)于電磁場發(fā)生器操作(例如、通過扭矩和切斷)從而更改由感應(yīng) 器感應(yīng)到的磁場通量。
雖然根據(jù)機(jī)動(dòng)車上的節(jié)氣門控制已經(jīng)描述了示例性實(shí)施例，但機(jī) 動(dòng)車廣泛地應(yīng)用到移動(dòng)機(jī)器例如汽車、卡車、工程機(jī)械、飛機(jī)、船舶、 火車等。而且，本發(fā)明的控制系統(tǒng)還應(yīng)用到各種機(jī)動(dòng)車控制上，包括 但不限于節(jié)氣門控制、動(dòng)力輸出控制等。
盡管為了說明優(yōu)選實(shí)施例，本文已說明和描述了某些實(shí)施 例，本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將理解^皮精心考慮以實(shí)現(xiàn)同一目的的 廣范圍的替換和/或等價(jià)的實(shí)施例或?qū)崿F(xiàn)方式可替換所示出和描述的 實(shí)施例。本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將容易地理解根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可 以非常廣范圍的方式實(shí)現(xiàn)。本申請意圖覆蓋本文所討論的實(shí)施例的任 何適應(yīng)和變型。因此，很顯然，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例僅被權(quán)利要求和 其等同技術(shù)所限制。
權(quán)利要求
1、一種用于產(chǎn)生并且傳輸信號(hào)給機(jī)動(dòng)車控制系統(tǒng)的控制裝置，包括電磁場發(fā)生器，其配置為產(chǎn)生電磁場；第一感應(yīng)器和第二感應(yīng)器，其安置于所述電磁場發(fā)生器附近；控制部件，其配置為相對(duì)于所述第一感應(yīng)器和第二感應(yīng)器產(chǎn)生所述電磁場的操作；以及其中，所述第一感應(yīng)器配置為探測所述電磁場的操作并且產(chǎn)生模擬輸出，且其中，所述第二感應(yīng)器配置為探測所述電磁場的操作并且獨(dú)立地產(chǎn)生二進(jìn)制輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述控制部件是 由機(jī)動(dòng)車駕駛員的腳操作的腳踏板。
3. 如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述控制部件是 由機(jī)動(dòng)車駕駛員操作的手動(dòng)桿。
4. 如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述電磁場的操 作包括相對(duì)于所述電磁場發(fā)生器移動(dòng)所述第一感應(yīng)器和第二感應(yīng)器。
5. 如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所迷電磁場的操 作包括相對(duì)于第一感應(yīng)器和第二感應(yīng)器移動(dòng)所述電磁場。
6. 如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述第一感應(yīng)器 和第二感應(yīng)器通常是靜止的并且所述電磁場相對(duì)于所述感應(yīng)器移動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，所述發(fā)生器包括 可轉(zhuǎn)動(dòng)圓形磁軛，所述磁輒具有產(chǎn)生跨越其中心開口的電磁場的相對(duì) 的石茲體，所述感應(yīng)器固定地裝配于所述開口內(nèi)，由此所述f茲扼的;^走轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變相對(duì)于所述感應(yīng)器的所述電; 茲場。
8. 如權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，所迷發(fā)生器包括 可直線地移動(dòng)的》茲軛，所述》茲輒岸〈載細(xì)長的間隔開的f茲體，所述感應(yīng) 器固定地裝配于所述石茲體之間的位置處，由此所述石茲體的直線移動(dòng)改 變相對(duì)于所述感應(yīng)器的所述電磁場。
9. 如權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，所述發(fā)生器是振蕩器-線圈電磁場發(fā)生器，并且所述感應(yīng)器包括感應(yīng)線圈和導(dǎo)電部件， 所述導(dǎo)電部件相對(duì)于所述線圈可移動(dòng)，用于改變相對(duì)于所述感應(yīng)線圈 的所述電-茲場。
10. 如權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，所述發(fā)生器是 振蕩器-線圈電磁場發(fā)生器，并且其中所述感應(yīng)器包括感應(yīng)線圈，并且 還包括在所述電磁場內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)電部件，所述電f茲場配置為通過其4t 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來改變相對(duì)于所述感應(yīng)線圈的所述電-茲場的效應(yīng)。
11. 如權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，所述發(fā)生器產(chǎn) 生電磁場，并且具有安置于所述場內(nèi)的感應(yīng)板，以及可移動(dòng)板，所述 可移動(dòng)板可移動(dòng)地布置于所述發(fā)生器和感應(yīng)板之間，以可變地屏蔽所 述感應(yīng)板，從而操作由所述感應(yīng)板感應(yīng)的電》茲場。
12. 如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述第二感應(yīng) 器配置為輸出模擬信號(hào)，并且其中所述控制裝置還包括適用于接收所 述第二感應(yīng)器模擬信號(hào)并產(chǎn)生所述二進(jìn)制輸出的比較器。
13. —種機(jī)動(dòng)車節(jié)氣門控制裝置，包括 電磁場發(fā)生器，其配置為產(chǎn)生電磁場；第一感應(yīng)器，其適用于探測所述電磁場，并提供成比例的第一才莫 擬輸出信號(hào)；第二感應(yīng)器，其獨(dú)立于所述第一感應(yīng)器，所述第二感應(yīng)器配置為 感應(yīng)所述電磁場，產(chǎn)生第二模擬輸出信號(hào)，將所述第二模擬輸出信號(hào) 與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，并且提供二進(jìn)制開/關(guān)輸出信號(hào)；以及控制部件，其適用于相對(duì)于所述第一感應(yīng)器和第二感應(yīng)器操作所 述電磁場。
14. 如權(quán)利要求13所述的機(jī)動(dòng)車節(jié)氣門控制裝置，其特征在于， 還包括適用于將所述第二才莫擬輸出信號(hào)與所述預(yù)定閾值進(jìn)行比較，并 且根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生所述二進(jìn)制開/關(guān)輸出信號(hào)的比較器。
全文摘要
一種用于將信號(hào)傳輸給機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)的電子燃油控制系統(tǒng)的節(jié)氣門控制裝置，其包括電磁場發(fā)生器和被安置于電磁場附近的第一電磁場感應(yīng)器和第二電磁場感應(yīng)器。電磁場和第一、第二感應(yīng)器相互之間是可操作的，并且該感應(yīng)器能響應(yīng)于這種相對(duì)操作。感應(yīng)器被配置為獨(dú)立地傳輸代表所述相對(duì)操作的信號(hào)。
文檔編號(hào)F02D11/10GK101189418SQ200680016157
公開日2008年5月28日 申請日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者E·拉姆斯登, F·亞特斯, J·S·摩根, J·赫里克 申請人:威廉斯控制裝置公司