一種隔離式非接觸節氣門位置傳感器的製作方法

2023-04-23 13:20:01

一種隔離式非接觸節氣門位置傳感器，用於測量電子節氣門閥門板位置，實現發動機控制單元(ECU)對發動機進氣的閉環控制，屬於汽車發動機控制系統技術領域。

背景技術：

目前車用汽油發動機上通常安裝有電子節氣門體，為了確切知道閥門板開度，工程人員設計了角度位置傳感器。該傳感器將電子節氣門閥門板角度位置轉變為電壓信號，再傳輸到發動機ECU，然後ECU根據這個電壓信號，準確了解並控制進氣量，從而根據駕駛者的需求實現閉環控制。

一般電子節氣門位置傳感器通常採用厚膜電阻形式的可變電阻，是接觸式的。這種接觸式的薄膜容易磨損，長期使用會導致輸出信號不準確。而且貴金屬的市場供應波動，更換厚膜電阻可能會造成價格偏高等問題。另外,現有技術中的傳感器將只一個殼體腔，元器件(如電路板)設置在殼體腔內，一般的非接觸式磁阻或霍爾晶片傳感器電路板安裝在齒輪箱，對於很多應用環境，如渦輪增壓和廢氣再循環(EGR)環境，部分水分和(或)部分腐蝕型氣體會進入齒輪轉動箱，從而進入殼體腔導致電路板腐蝕。另外，電路板三防膠的選擇不當，容易出現揮發出小分子腐蝕驅動電機等問題。

技術實現要素：

本實用新型針對上述不足之處提供了一種非接觸節氣門位置傳感器，解決現有技術中的電子節氣門位置傳感器的厚膜電阻容易磨損，長期使用會導致輸出信號不準確，厚膜電阻更換可能會出現價格偏高；以及其它非接觸傳感器的適用環境差導致傳感器和驅動電機的使用壽命縮短等問題。

本實用新型採用的技術方案如下：

一種隔離式非接觸節氣門位置傳感器,其特徵在於：包括殼體腔，殼體腔內設置有一隔離牆，隔離牆把殼體腔隔離成第一隔離腔和第二隔離腔，第一隔離腔內設置有電路板、設置在電路板上的霍爾晶片，第二隔離腔內設置有一圓餅型磁鐵。

進一步，所述隔離牆採用非磁性材料製成。

進一步，所述晶片為霍爾晶片。

進一步，所述圓餅型磁鐵通過轉軸齒輪注塑在節氣門閥門板轉軸上。

進一步，所述第二隔離腔設置在齒輪箱上。

綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型沒有採用厚膜電阻，不會出現經常更換厚膜電阻的情況，而且本實用新型的傳感器結構使用壽命長；

2、本實用新型由於有隔離牆的存在，將殼體腔分為了兩個腔體，電路板設置在第一隔離腔內而第一隔離腔未設置在齒輪箱上，進入第二隔離腔內的有害物質如H2O、HS、SO2及有機酸等不會進入第一隔離腔，從而與電路板就分開了，避免了電路板的腐蝕；

3、本實用新型由於有隔離牆的存在，電路板上的矽膠揮發出來地小分子不會進入第二隔離腔，從而與設置在齒輪箱的電機隔離開來，避免了電機內電弧燒蝕矽膠，導致矽沉積在電機換向器上，從而形成接觸不良或開路；

4、圓餅磁鐵的特殊設計，優化了晶片周圍的磁場分布，降低了從磁鐵中心開始的徑向磁場強度變化梯度，因此在霍爾晶片中軸與圓餅型磁鐵中軸對中度出現誤差時，霍爾晶片輸出的信號容錯率大幅提高；

5、本實用新型所採用的霍爾晶片，可以依據客戶需求在線編程，實現發動機控制單元對電子節氣門不同算法的控制。

附圖說明

圖1是本實用新型的剖視圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

一種隔離式非接觸節氣門位置傳感器,包括殼體腔1，殼體腔1內設置有一隔離牆2，隔離牆2把殼體腔1隔離成第一隔離腔3和第二隔離腔4，第一隔離腔3內設置有電路板5、設置在電路板5上的晶片6，如霍爾晶片或其它晶片等，第二隔離腔4內設置有一圓餅型磁鐵7。所述圓餅型磁鐵7通過轉軸齒輪注塑在節氣門閥門板轉軸8上。所述第二隔離腔4安裝在齒輪箱9上。

工作原理如下：

如圖1所示，圓餅型磁鐵7通過轉軸齒輪注塑在節氣門閥門板轉軸8上，圓餅型磁鐵7(如圖所示的南北極各自半塊餅)相對於節氣門閥門板轉軸8就不會存在任何位置變動，當節氣門閥門板轉軸8在電機的帶動下旋轉時，圓餅型磁鐵7的N/S極也以相同的速度同步轉動，它所形成的空間磁場同樣也發生旋轉，旋轉的磁場會穿透非磁性材料製成的隔離牆2，貼片在電路板5(帶自保護電路的霍爾傳感器電路板)上的霍爾晶片6就能探測到周圍磁場的旋轉變化(即霍爾晶片6上產生霍爾效應)，該效應通過電路板調理和放大，這個變化的角度就能線性地以電壓信號輸出，通過對引號的調理、放大和預先的標定，電壓和角度就能形成一一對應的關係，從而實現對角度的測量。與此同時，第二隔離腔4與齒輪箱9為一體，實物分子被隔離在隔離牆3兩邊。對於渦輪增壓及EGR應用，由進氣道進入齒輪箱9的有害氣體、液體(如H2O、HS、SO2及有機酸等)就不能對電路板5造成傷害，避免了電路板的腐蝕。而電路板5上易揮發矽基小分子三防膠(如道康寧的C4555，揮發出來的小分子，分子主鏈Si原子數目小於等於20)也不能透過隔離牆，進入到安裝在齒輪箱的電機內部，從而避免了電機運轉時電弧對矽膠的燒蝕，導致矽沉積在電機換向器上，從而形成接觸不良或開路，保護了電機的正常運行。圓餅磁鐵的特殊設計，優化了晶片周圍的磁場分布，降低了從磁鐵中心開始的徑向磁場強度變化梯度。因此在霍爾晶片中軸與圓餅型磁鐵中軸對中度出現誤差時，霍爾晶片輸出的信號容錯率大幅提高。本設計所採用的霍爾晶片，可以依據客戶需求在線編程，實現發動機控制單元對電子節氣門不同算法的控制。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。