DE10204848B4

DE10204848B4 - Kühlmechanismus für ein elektronisches Steuermodul einer Kraftmaschine

Info

Publication number: DE10204848B4
Application number: DE10204848A
Authority: DE
Inventors: Keisuke Kariya Itakura; Yasuo Kariya Sagisaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2022-02-07
Also published as: US6644249B2; JP3562474B2; US20020104490A1; DE10204848A1; JP2002235618A

Abstract

Kühlmechanismus mit:
einem Einlassrohr (1), aus dem Luft für eine Kraftmaschine gesaugt wird;
einem Einlasskanal (6) mit einem Sauglufteinführungsanschluss (6A), der in das Einlassrohr (1) mündet;
einer Luftdurchsatzmessvorrichtung (3), die in dem Einlasskanal (6) zum Erfassen eines Saugluftdurchsatzes angeordnet ist; und
einem elektronischen Steuermodul (4) einer Kraftmaschine, das eine Grundplatte (4a) hat, die an dem Einlassrohr (1) angebracht ist, und
Luftgleichrichterrippen (5), die an der Grundplatte (4a) zum Kühlen des elektronischen Steuermoduls (4) einer Kraftmaschine, zum Konzentrieren von Saugluftströmungen zu einer Position an der Grundplatte (4a) beim Gleichrichten der Saugluftströmungen und zum Übertragen der Saugluft zu dem Sauglufteinführungsanschluss (6A) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftgleichrichterrippen (5) so geformt sind, dass sie die Saugluftströmungen zu einer Mitte der Grundplatte (4a) konzentrieren.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kühlmechanismus zum Kühlen eines elektronischen Steuermoduls (ECM) einer Kraftmaschine gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 2 und 5. Hierbei führt das an einem Fahrzeug angebrachte elektronische Steuermodul einer Kraftmaschine eine elektronische Steuerung wie zum Beispiel eine Kraftstoffeinspritzsteuerung durch.
Ein herkömmliches in einem Fahrzeug angebrachtes elektronisches Steuermodul einer Kraftmaschine ist in einer Fahrgastzelle angeordnet, damit es vor Wärme einer Fahrzeugkraftmaschine geschützt ist. Da viele Sensoren für das elektronische Steuermodul einer Kraftmaschine in einem Kraftmaschinenraum angeordnet sind, ist eine Verdrahtungslänge zwischen dem elektronischen Steuermodul einer Kraftmaschine und den Sensoren länger, wodurch die Verdrahtungsarbeit, die Verdrahtungskosten und ein Verdrahtungsraum ansteigen. Des Weiteren werden elektromagnetische Störungen in der Verdrahtung erzeugt.
JP 06-137 146 A schlägt daher ein Kühlen eines Computers eines in einem Fahrzeug angebrachten elektronischen Steuermoduls einer Kraftmaschine in der folgenden Art und Weise vor. Und zwar wird der in einer Einfassung enthaltene Computer in einem Einlassrohr angeordnet, und nur ein Kabelstrang wird aus dem Einlassrohr gezogen, so dass ein Anstieg einer Temperatur des Computers durch die in dem Einlassrohr strömende Luft begrenzt ist. Andererseits wird der in der Einfassung enthaltene Computer so an dem Einlassrohr angeordnet, dass ein mit der Einfassung integrierter Abstrahlungskörper in das Einlassrohr vorsteht, so dass die Temperatur des Computers mittels des Abstrahlungskörpers durch die in dem Einlassrohr strömende Luft verringert ist.
Jedoch kann bei dieser Kühlmethode nicht verhindert werden, dass unregelmäßige Luftwirbel an einer stromaufwärtigen Seite einer Luftdurchsatzmessvorrichtung erzeugt werden. Daher werden Kraftmaschinenabgabecharakteristika instabil, da ein Luftdurchsatzsignal von der Luftdurchsatzmessvorrichtung instabil ist. Des Weiteren kann keine ausreichende Kühlwirkung erzielt werden, da die Luft zu einem nicht-begrenzten Abschnitt in dem Einlassrohr strömt.
JP 58-186 121 U offenbart einen Kühlmechanismus mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Ansprüche 1, 2 und 5.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlmechanismus vorzusehen, der in wirksamer Weise ein elektronisches Steuermodul einer Kraftmaschine so kühlen kann, dass das elektronische Steuermodul einer Kraftmaschine ein stabiles Luftdurchsatzsignal von einer Luftdurchsatzmessvorrichtung erhalten kann, indem eine Erzeugung von unregelmäßigen Luftwirbeln an einer stromaufwärtigen Seite der Luftdurchsatzmessvorrichtung beschränkt wird.
Diese Aufgabe wird von einem Kühlmechanismus mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2 und 5 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Bei einem Kühlmechanismus für ein elektronisches Steuermodul einer Kraftmaschine ist eine Grundplatte eines elektronischen Steuermoduls einer Kraftmaschine an dem Einlassrohr angebracht, aus dem Luft für eine Kraftmaschine gesaugt wird. Die Grundplatte hat Luftgleichrichterrippen zum Kühlen des elektronischen Steuermoduls einer Kraftmaschine, zum Konzentrieren von Saugluftströmungen zu einer Position an der Grundplatte, während sie die Saugluftströmungen gleichrichten, und zum Übertragen der Saugluft zu einem Sauglufteinführungsanschluss einer Luftdurchsatzmessvorrichtung. Daher kann eine Erzeugung von unregelmäßigen Wirbeln an einer stromaufwärtigen Seite der Luftdurchsatzmessvorrichtung verhindert werden, so dass ein Luftdurchsatzsignal von der Luftdurchsatzmessvorrichtung stabil erhalten werden kann. Zusätzlich kann das elektronische Steuermodul einer Kraftmaschine wirksam gekühlt werden.
Eine Einführungsplatte oder ein Luftströmungsänderungsmechanismus in dem Einlassrohr kann an einer stromaufwärtigen Seite der Grundplatte allein oder zusätzlich zu den Luftgleichrichterrippen vorgesehen sein.
Zusätzliche Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich:
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Einlassrohrs mit einem Kühlmechanismus für ein elektronisches Steuermodul einer Kraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2A bis 2C zeigen schematische Ansichten von Luftgleichrichterrippen, wobei sich ein Sauglufteinführungsanschluss einer Luftdurchsatzmessvorrichtung direkt unterhalb einer Mitte eines elektronischen Steuermoduls einer Kraftmaschine bei dem Kühlmechanismus gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel befindet;
3 zeigt eine schematische Ansicht einer Luftgleichrichterrippe, wobei sich ein Sauglufteinführungsanschluss einer Luftdurchsatzmessvorrichtung direkt unterhalb eines Eckabschnitts des elektronischen Steuermoduls einer Kraftmaschine bei dem Kühlmechanismus gemäß einem Vergleichsbeispiel befindet;
4A zeigt eine schematische Ansicht eines Einlassrohrs mit einem Kühlmechanismus für ein elektronisches Steuermodul einer Kraftmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 4B zeigt eine schematische Ansicht in der Richtung eines Pfeils 4B in der 4A;
5 zeigt eine schematische Ansicht eines Einlassrohrs mit einem Kühlmechanismus für ein elektronisches Steuermodul einer Kraftmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6A bis 6C zeigen schematische Ansichten eines Kühlmechanismusses für ein elektronisches Steuermodul einer Kraftmaschine gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7A bis 7D zeigen schematische Ansichten eines Kühlmechanismusses für ein elektronisches Steuermodul einer Kraftmaschine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei das elektronische Steuermodul einer Kraftmaschine in dem Einlassrohr an einer stromabwärtigen Seite einer Luftreinigungsvorrichtung angeordnet ist;
8A zeigt eine schematische Ansicht eines Kühlmechanismusses für ein elektronisches Steuermodul einer Kraftmaschine gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, wobei das elektronische Steuermodul einer Kraftmaschine in dem Einlassrohr an einer stromaufwärtigen Seite von einer Luftreinigungsvorrichtung angeordnet ist, und die 8B bis 8C zeigen schematische Ansichten in der Richtung eines Pfeils 8B (8C) in der 8A.
Nachfolgend wird ein Kühlmechanismus für ein elektronisches Steuermodul (ECM) einer Kraftmaschine unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsbeispiele näher beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Gemäß der 1 hat ein Einlassrohr 1 einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) ein Luftreinigungselement 2 zum Reinigen von Luft, und es ist mit einem Einlasskanal 6 gekoppelt. Durch das Luftreinigungselement 2 hindurch strömende Luft strömt im Allgemeinen horizontal in das Einlassrohr 1 und dann vertikal in den Einlasskanal 6 im Falle einer in der 1 gezeigten Einlasssystemordnung. Diese Luft strömt durch eine Luftdurchsatzmessvorrichtung 3 in dem Einlasskanal 6 hindurch. Anschließend strömt die Luft in einen Einlasskrümmer (nicht gezeigt) der Kraftmaschine durch ein Drosselventil (nicht gezeigt) und einen Druckausgleichsbehälter (nicht gezeigt). Ein elektronisches Steuermodul 4 einer Kraftmaschine einschließlich eines elektronischen Computers (nicht gezeigt) und dergleichen ist an dem Einlassrohr 1 zwischen dem Luftreinigungselement 2 und der Luftdurchsatzmessvorrichtung 3 angebracht. Insbesondere wird Saugluft aus dem Einlasskanal 6 in die Kraftmaschine durch den Einlasskrümmer hindurch eingeführt.
Der Einlasskanal 6 ist so angeordnet, dass sein Einlassabschnitt in dem Einlassrohr 1 angeordnet ist. Eine Öffnung des Einlasskanals 6 ist in dem Einlassrohr 1 als ein Sauglufteinführungsanschluss 6A vorgesehen. Eine Grundplatte 4a des elektronischen Steuermoduls 4 einer Kraftmaschine ist an dem Einlassrohr 1 um den Sauglufteinführungsanschluss 6A angebracht.
Die Grundplatte 4a hat an ihrer Bodenseite Luftgleichrichterrippen 5, die dem Sauglufteinführungsanschluss 6A zugewandt sind. Die Luftgleichrichterrippen 5 haben eine Gleichrichterfunktion zum Konzentrieren von Saugluftströmungen zu einer Position, während sie die Saugluftströmungen gleichrichten. Des Weiteren haben die Luftgleichrichterrippen 5 eine Kühlfunktion zum Kühlen des elektronischen Steuermoduls 4 einer Kraftmaschine.
Die 2A bis 2C zeigen jeweils eines von vier Beispielen einer Form der Luftgleichrichterrippen 5, wobei sich der Sauglufteinführungsanschluss 6A direkt unterhalb einer Mitte der Grundplatte 4a befindet. Jede Rippe 5 ist so geformt, dass sie zu dem Sauglufteinführungsanschluss 6A vorsteht. Bei dem in der 2A gezeigten Beispiel sind die Luftgleichrichterrippen 5 an der Grundplatte 4a von deren Mitte aus in deren radialer Richtung so ausgebildet, dass die Saugluft aus allen Richtungen an der Grundplatte 4a in den Einlasskanal 6 eingeführt wird. Daher kann das Auftreten einer turbulenten Strömung in dem Einlasskanal 6 beschränkt werden. Bei dem in der 2B gezeigtem Beispiel sind die Luftgleichrichterrippen 5 so ausgebildet, dass die Saugluft parallel von einer stromaufwärtigen Seite (Seite des Luftreinigerelements) strömt, und dass Luftströmungen, die von der Mitte der Grundplatte 4a weg abgelenkt werden, einigermaßen zu der Mitte geändert werden. Bei dem in der 2C gezeigtem Beispiel sind die Luftgleichrichterrippen 5 an der Grundplatte 4a schräg zur Mitte hin ausgebildet, so dass Luftströmungen von der stromaufwärtigen Seite zu der Mitte gerichtet werden.
Bei einem nicht beanspruchten Vergleichsbeispiel der Luftgleichrichterrippen 5, das in der 3 gezeigt ist, befindet sich der Sauglufteinführungsanschluss 6A direkt unterhalb eines Eckabschnitts der Grundplatte 4a. Daher sind die Luftgleichrichterrippen 5 an der Grundplatte 4a von dem Eckabschnitt in der radialen Richtung so ausgebildet, dass die Luftströmungen zu dem Eckabschnitt konzentriert werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Bei dem in den 4A und 4B gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Luftströmung in dem Einlassrohr 1 in mehrere Strömungen geteilt. Genauer gesagt ist gemäß der 4A eine Einführungsplatte 7 zwischen den Luftgleichrichterrippen 5 und dem Sauglufteinführungsanschluss 6A vorgesehen. Somit wird eine Strömung zwangsweise zu dem elektronischen Steuermodul 4 einer Kraftmaschine durch die Einführungsplatte 7 eingeführt. Andere Luftströmungen werden in den Sauglufteinführungsanschluss 6A eingeführt, ohne dass sie die Luftgleichrichterrippen 5 passieren. Die Einführungsplatte 7 hat einen Auslassanschluss 7a, aus dem die eingeführte Luft zu dem Sauglufteinführungsanschluss 6A ausgelassen wird. Der Auslassanschluss 7a ist um den Sauglufteinführungsanschluss 6A angeordnet. Wie dies in der
4B gezeigt ist, sind die Luftgleichrichterrippen 5 an der Grundplatte 4a ausgebildet. Jedoch können die Luftgleichrichterrippen 5 eine andere Form wie zum Beispiel jene Formen haben, die in den 2B bis 2C und 3 gezeigt sind.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist gemäß der 5 ein bewegbarer Ventilmechanismus 8 zum Ändern einer Luftströmungsrichtung an einem Ende der Einführungsplatte 7 an der stromaufwärtigen Seite vorgesehen. Wenn eine Luftströmungsmenge klein ist, dann wird die Luftströmung nur zu dem elektronischen Steuermodul einer Kraftmaschine durch Schließen des Ventilmechanismus 8 eingeführt, wie dies durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, so dass das elektronische Steuermodul 4 einer Kraftmaschine ausreichend gekühlt wird. Wenn die Luftströmungsmenge groß ist, dann wird die Luftströmung in zwei Luftströmungen durch Öffnen des Ventilmechanismusses 8 geteilt, wie dies durch eine gepunktete Linie dargestellt ist, so dass ein Druckverlust der Luftströmung reduziert wird. Der Ventilmechanismus 8 mit einer Feder kann mittels einer Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Ventilmechanismusses 8 betätigt werden. Des Weiteren kann der Ventilmechanismus 8 durch einen Aktuator wie zum Beispiel ein Gleichstrommotor betätigt werden, der durch ein Steuersignal von dem elektronischen Steuermodul 4 einer Kraftmaschine gesteuert wird. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind die Luftgleichrichterrippen 5 ebenfalls an der Grundplatte 4a ausgebildet.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist gemäß den 6A bis 6C ein Luftströmungsänderungsmechanismus zum Ändern einer Luftströmungsrichtung an der stromaufwärtigen Seite der Luftgleichrichterrippen 5 des elektronischen Steuermoduls 4 einer Kraftmaschine vorgesehen. Die 6A bis 6C zeigen jeweils eines von drei Beispielen des Luftströmungsänderungsmechanismusses. Bei dem in der 6A gezeigten Beispiel ist der Luftströmungsänderungsmechanismus so aufgebaut, dass sich eine Klappe 9 in einer Hoch-Runter-Richtung bewegen kann. Wenn die Luftströmungsmenge klein ist, dann wird die Klappe 9 nach oben bewegt, wie dies durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, so dass die Luftströmungsgleichrichtung bevorzugt ausgeführt wird. Wenn die Luftströmungsmenge groß ist, dann wird die Klappe 9 nach unten bewegt, wie dies durch eine gepunktete Linie dargestellt ist, so dass der Druckverlust der Luftströmung reduziert wird. Bei dem in der 6B gezeigten Beispiel ist eine Welle 9a der Klappe 9 an einem oberen Ende des Luftkanals 6 befestigt, und die Klappe 9 ist drehbar an der Welle 9a angebracht. Wenn die Luftströmungsmenge klein ist, dann wird die Klappe 9 nach oben gedreht. Wenn die Luftströmungsmenge groß ist, dann wird die Klappe 9 nach unten gedreht. Bei dem in der 6C gezeigtem Beispiel ist der Luftströmungsänderungsmechanismus so aufgebaut, dass der Sauglufteinführungsanschluss 6A in dem Einlassrohr 1 in der Hoch-Runter-Richtung gleiten kann. Zum Beispiel kann der Änderungsmechanismus des Sauglufteinführungsanschlusses 6A ein Getriebemechanismus 10 sein. Wenn die Luftströmungsmenge klein ist, dann gleitet der Sauglufteinführungsanschluss 6A nach oben. Wenn die Luftströmungsmenge groß ist, dann gleitet der Sauglufteinführungsanschluss 6A nach unten.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß den 7A bis 7D und 8A bis 8C ist das elektronische Steuermodul 4 einer Kraftmaschine innerhalb des Einlassrohrs 1 angeordnet. Bei dem in den 7A bis 7D gezeigten Beispiel ist das elektronische Steuermodul 4 einer Kraftmaschine in dem Einlassrohr 1 an einer Seite sauberer Luft angeordnet, und zwar zwischen dem Luftreinigerelement 2 und dem Sauglufteinführungsanschluss 6A. Bei dem in den 8A bis 8C gezeigten Beispiel ist das elektronische Steuermodul 4 einer Kraftmaschine in dem Einlassrohr 1 an einer Seite nicht-gereinigter Luft angeordnet, und zwar direkt oberhalb des Luftreinigerelements 2 an dessen stromaufwärtigen Seite. Des Weiteren ist das elektronische Steuermodul 4 einer Kraftmaschine gemäß den 8B und 8C an einem Mittenabschnitt eines Luftdurchlasses des Einlassrohrs 1 bzw. an einem Seitenabschnitt angeordnet, der von dem Mittenabschnitt zu einer Seite versetzt ist.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorstehenden bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben ist, sollte für einen Fachmann klar sein, dass Änderungen der Ausführungsform geschaffen werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den Ansprüchen definiert ist. Zum Beispiel können die Luftgleichrichterrippen 5 an einer Einfassung des elektronischen Steuermoduls 4 einer Kraftmaschine anstatt an der Grundplatte 4a ausgebildet sein.

Claims

Kühlmechanismus mit: einem Einlassrohr (1), aus dem Luft für eine Kraftmaschine gesaugt wird; einem Einlasskanal (6) mit einem Sauglufteinführungsanschluss (6A), der in das Einlassrohr (1) mündet; einer Luftdurchsatzmessvorrichtung (3), die in dem Einlasskanal (6) zum Erfassen eines Saugluftdurchsatzes angeordnet ist; und einem elektronischen Steuermodul (4) einer Kraftmaschine, das eine Grundplatte (4a) hat, die an dem Einlassrohr (1) angebracht ist, und Luftgleichrichterrippen (5), die an der Grundplatte (4a) zum Kühlen des elektronischen Steuermoduls (4) einer Kraftmaschine, zum Konzentrieren von Saugluftströmungen zu einer Position an der Grundplatte (4a) beim Gleichrichten der Saugluftströmungen und zum Übertragen der Saugluft zu dem Sauglufteinführungsanschluss (6A) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftgleichrichterrippen (5) so geformt sind, dass sie die Saugluftströmungen zu einer Mitte der Grundplatte (4a) konzentrieren.
Kühlmechanismus mit: einem Einlassrohr (1), aus dem Luft für eine Kraftmaschine gesaugt wird; einem Einlasskanal (6) mit einem Sauglufteinführungsanschluss (6A), der in das Einlassrohr (1) mündet; einer Luftdurchsatzmessvorrichtung (3), die in dem Einlasskanal (6) zum Erfassen eines Saugluftdurchsatzes angeordnet ist; und einem elektronischen Steuermodul (4) einer Kraftmaschine, das eine Grundplatte (4a) hat, die an dem Einlassrohr (1) angebracht ist, des Weiteren gekennzeichnet durch eine Einführungsplatte (7), die in dem Einlassrohr (1) an einer stromaufwärtigen Seite der Grundplatte (4a) vorgesehen ist, um eine Saugluftströmung in eine Vielzahl Strömungen in dem Einlassrohr (1) zu teilen und um zumindest eine aus der Vielzahl Strömungen zu dem elektronischen Steuermodul (4) einer Kraftmaschine zwangsweise einzuführen, wobei die Einführungsplatte (7) einen Auslassanschluss (7a) zum Auslassen von Luft der eingeführten einen Strömung zu dem Sauglufteinführungsanschluss (6A) aufweist.
Kühlmechanismus gemäß Anspruch 2, des Weiteren gekennzeichnet durch Luftgleichrichterrippen (5), die an der Grundplatte (4a) zum Kühlen des elektronischen Steuermoduls (4) einer Kraftmaschine vorgesehen sind.
Kühlmechanismus gemäß Anspruch 2 oder 3, des Weiteren gekennzeichnet durch einen Ventilmechanismus (8), der an einem durch die Einführungsplatte (7) ausgebildeten Verzweigungsabschnitt der Saugluftströmung vorgesehen ist, um einen Luftdurchsatz der anderen Strömungen aus der Vielzahl Strömungen einzustellen.
Kühlmechanismus mit: einem Einlassrohr (1), aus dem Luft für eine Kraftmaschine gesaugt wird; einem Einlasskanal (6) mit einem Sauglufteinführungsanschluss (6A), der in das Einlassrohr (1) mündet; einer Luftdurchsatzmessvorrichtung (3), die in dem Einlasskanal (6) zum Erfassen eines Saugluftdurchsatzes angeordnet ist; und einem elektronischen Steuermodul (4) einer Kraftmaschine, das eine Grundplatte (4a) hat, die an dem Einlassrohr (1) angebracht ist, des Weiteren gekennzeichnet durch einen Luftströmungsänderungsmechanismus (9), der in dem Einlassrohr (1) an einer stromaufwärtigen Seite der Grundplatte (4a) zum Konzentrieren von Saugluftströmungen, zum Ändern einer Strömungsrichtung der Saugluft und zum Übertragen der Saugluft zu dem Sauglufteinführungsanschluss (6A) vorgesehen ist.
Kühlmechanismus gemäß Anspruch 5, des Weiteren gekennzeichnet durch Luftgleichrichterrippen (5), die an der Grundplatte (4a) zum Kühlen des elektronischen Steuermoduls (4) einer Kraftmaschine vorgesehen sind.