薄型非接觸式電子節氣門傳感器的製造方法

2023-10-06 09:37:49 2

薄型非接觸式電子節氣門傳感器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種薄型非接觸式電子節氣門傳感器，包括殼體以及傳感組件，殼體包括本體、與發動機電子控制單元電連接的插針以及兩根插簧，所述插針設置於本體的邊緣處，兩根插簧的第一端與發動機電子控制單元電連接，兩根插簧的第二端分別與兩根接線柱連接且用於與直流電動機電連接，傳感組件設置於本體內，傳感組件包括電路板、傳感器晶片、轉子、磁鐵以及濾波電路，電路板與插針電連接，傳感器晶片以及濾波電路設置於電路板之上，轉子與節氣門體的轉軸連接，磁鐵嵌入轉子內，傳感器晶片靠近轉子設置，傳感器晶片與濾波電路電連接。本實用新型的有益效果在於：使用時無機械磨損、使用壽命長、成本低且檢測精度高。
【專利說明】薄型非接觸式電子節氣門傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機控制系統【技術領域】，特別是涉及汽車發動機控制系統的薄型非接觸式電子節氣門傳感器。
【背景技術】
[0002]電噴發動機是採用電子控制單元(發動機控制器)，取代傳統的機械系統(如化油器)來控制發動機系統。電子節氣門是給電噴發動機提供助燃空氣的裝置，其內部設置有節氣門位置傳感器，將節氣門閥片的開度數值轉變為電子信號傳送電子控制單元。
[0003]現有技術中，對於電噴發動機的節氣門開度多採用手動拉索或者可變電阻的檢測方式。拉索和可變電阻的機械連接方式造成節氣門開度精度都不高，都不能實現精確定位；可變電阻多採用有觸點的厚膜電阻形式，長時間磨損容易造成接觸不良，引起發動機燃油給油量和動力性不匹配，造成燃油浪費。厚膜電阻常採用貴金屬材料，價格昂貴。
實用新型內容
[0004]本實用新型主要解決的技術問題是提供一種使用時無機械磨損、使用壽命長、成本低且檢測精度高的薄型非接觸式電子節氣門傳感器。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型採用的一個技術方案是:提供一種薄型非接觸式電子節氣門傳感器，使用於節氣門體，該薄型非接觸式電子節氣門傳感器包括殼體以及傳感組件，所述殼體包括本體、與發動機電子控制單元電連接的插針以及兩根插簧，所述插針設置於本體的邊緣處，所述兩根插簧的第一端與發動機電子控制單元電連接，所述兩根插簧的第二端用於與節氣門體的直流電動機電連接，所述傳感組件設置於本體內，所述傳感組件包括電路板、傳感器晶片、轉子、磁鐵以及濾波電路，所述電路板與插針電連接，所述傳感器晶片以及濾波電路均設置於電路板之上，所述轉子用於與節氣門體的轉軸連接，所述磁鐵呈圓弧狀且嵌入轉子內，所述傳感器晶片正對轉子的側面設置，所述傳感器晶片用於檢測磁鐵產生的磁場信號並將檢測到的磁場信號轉化為電信號，所述傳感器晶片與濾波電路電連接，所述濾波電路用於對接收到的電信號進行濾波處理並將濾波處理後的電信號發送給發動機電子控制單元。
[0006]進一步的，所述傳感組件還包括上、下拉電阻，所述濾波電路通過上、下拉電阻與發動機電子控制單元電連接，所述上、下拉電阻用於防止輸出信號與電源或地線短路。
[0007]再進一步的，所述殼體還包括插頭，所述插頭由本體向外突出形成，所述插針以及兩根插簧的第一端均設置於插頭內。
[0008]再進一步的，所述殼體還包括腔體，所述腔體設置於本體內，所述傳感組件設置於腔體內。
[0009]再進一步的，所述腔體設置有中心孔，所述傳感組件的轉子轉動設置於中心孔內。
[0010]進一步的，所述電路板採用玻璃布基板或陶瓷基板材料製作。
[0011]進一步的，所述插簧的第二端設置有凸柱，所述凸柱用於與節氣門體的直流電動機電連接。
[0012]再進一步的，所述殼體還包括凸柱容置體，所述凸柱容置體固定設置於本體內，所述插簧的凸柱設置於凸柱容置體內。
[0013]進一步的，所述傳感器晶片為一塊雙路輸出傳感器晶片或兩塊單路輸出傳感器晶片。
[0014]進一步的，所述傳感器晶片採用霍爾元件或磁電阻效應晶片製作。
[0015]由於本實用新型薄型非接觸式電子節氣門傳感器，採用磁鐵將節氣門體的轉軸的轉動機械信號轉化為磁場信號，並通過傳感器晶片來實時檢測磁場信號並將磁場信號轉化為電信號，實現了非接觸式檢測節氣門轉軸的轉動機械信號，減少了摩擦損耗。並且採用的傳感器晶片為霍爾元件或磁電阻效應晶片，從而使得該薄型非接觸式電子節氣門傳感器具有靈敏度高，線性好，線性範圍寬，抗惡劣環境能力強，使用耐溫高，成本低，可靠性高，長壽命，安裝方便，維護簡單，方便保養的特點，適用於電控燃油噴射的汽車。再加上，採用的磁鐵呈圓弧狀，使得轉子在轉動時產生的磁場信號的變化更大，可以使磁鐵的外形做的更薄、更小,從而整個體積更薄、更小
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型薄型非接觸式電子節氣門傳感器的爆炸圖。
[0017]圖2為本實用新型薄型非接觸式電子節氣門傳感器的側視圖。
[0018]圖3為本實用新型薄型非接觸式電子節氣門傳感器的仰視圖。
[0019]圖4為本實用新型薄型非接觸式電子節氣門傳感器的俯視圖。
[0020]圖5為圖1中在電路板上各元器件的連接框圖。
[0021]圖6為圖1中磁鐵的結構示意圖。
[0022]圖7為圖1中磁鐵的俯視圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施方式對本實用新型進行詳細說明。
[0024]請參考圖1至圖5所示，本實用新型薄型非接觸式電子節氣門傳感器包括殼體I以及傳感組件2。
[0025]具體地，所述殼體I包括本體11、腔體12、插頭13、插針14、兩根插簧15以及兩個凸柱容置體10，所述本體11的邊緣處設置有若干個裝配孔16，所述本體11向外延伸形成插頭13，所述插針14設置於插頭13內，所述腔體12以及兩個凸柱容置體10均固定設置於本體I內，所述兩根插簧15的第一端設置於插頭13內且與發動機電子控制單元電連接，所述兩根插簧15的第二端設置有凸柱，所述兩根插簧15的凸柱分別與兩個凸柱容置體10連接且用於與節氣門體的直流電動機電連接。所述腔體12包括腔體蓋121，所述腔體12設置有一個中心孔，所述腔體蓋121與腔體12的下端連接。所述設置於插頭13內的插針14用於與發動機電子控制單元的接線端子對接，該發動機電子控制單元通過插簧15形成的電路來控制直流電動機的運作。所述本體11、插針14以及插簧15是一體成型的。
[0026]所述傳感組件2包括電路板21、傳感器晶片22、轉子23、磁鐵24、濾波電路25以及上、下拉電阻26 (上拉電阻或下拉電阻)，所述傳感器晶片22、濾波電路25以及上、下拉電阻26均設置於電路板21上，所述磁鐵24為圓柱體結構，所述磁鐵24安裝於轉子23內，所述轉子23用於與節氣門體的轉軸連接。所述傳感器晶片22靠近所述轉子23設置，以與檢測所述磁鐵24產生的磁場信號。所述節氣門體的轉軸的轉動帶動轉子23的轉動，從而使得磁鐵24產生的磁場的變化，所述傳感器晶片22用於檢測磁鐵24產生的磁場的變化，將磁場信號轉化為電信號，該電信號代表節氣門閥片角度。所述傳感器晶片22與濾波電路25電連接，所述濾波電路25通過上、下拉電阻26與發動機電子控制單元連接，所述濾波電路25對接收到的信號進行濾波，並將濾波後的信號通過上、下拉電阻26傳送到節氣門體的發動機電子控制單元中，發動機電子控制單元對接收到的電信號進行計算，得出節氣門閥片的精確角度，從而可以精確控制帶動節氣門閥片旋轉的直流電動機。所述上、下拉電阻26用來防止輸出信號與電源或地線短路。
[0027]請參考圖6及圖7,所述圖7的箭頭表不磁鐵24的磁場方向，本實施例中，磁鐵24呈圓弧狀，所述磁鐵24嵌入在轉子23內，所述傳感器晶片22正對轉子23的側面設置。電路板21採用玻璃布基板(FR-4)或陶瓷基板材料製造，耐高溫性好，使用安全。傳感器晶片22為一塊雙路輸出傳感器晶片或兩塊單路輸出傳感器晶片，該傳感器晶片22採用霍爾元件或磁電阻效應晶片製作。磁電阻效應晶片為基於各向異性磁電阻晶片、巨磁電阻晶片或隧道磁電阻效應晶片；雙路輸出傳感器晶片的一路輸出信號是隨閥片開度增大而上升的電壓信號，另一路輸出信號是隨閥片開度增大而下降的電壓信號，兩塊單路輸出傳感器晶片的一塊輸出信號是隨閥片開度增大而上升的電壓信號，另一塊輸出信號是隨閥片開度增大而下降的電壓信號，其輸出電壓與節氣門閥片角度的關係一致。由於傳感器晶片22採用了霍爾元件或磁電阻效應晶片，提高了靈敏度和耐久性，而且可以在線編程實現更改輸出曲線，增加了信號輸出精度，減少了安裝誤差。
[0028]總體上，所述傳感組件2整體設置於腔體12內，所述轉子23可轉動地設置於腔體12的中心孔內。所述插針14與電路板21電連接，插針14不僅實現了給電路板21上的電路供電，而且也實現了濾波電路25通過上、下拉電阻26與發動機電子控制單元的信號連接，使得經濾波電路25處理後的傳感器晶片22採集的電信號經過插針14傳輸到發動機電子控制單元。將兩根插簧15的第一端與發動機電子控制單元電連接，兩根插簧15的凸柱與直流電動機電連接，實現了發動機電子控制單元根據節氣門閥片的角度控制直流電動機運轉。
[0029]將本實用新型安裝到節氣門體時，需要首先將轉子23和兩根接線柱10分別對準轉軸和直流電動機的插片，再用螺釘通過裝配孔16將整個殼體I安裝在節氣門體上。
[0030]本實用新型在工作時，發動機電子控制單元發出控制信號，該控制信號通過殼體I上的插頭13內兩根插簧15到達直流電動機，所述直流電動機接收到信號後開始運作。直流電動機帶動節氣門體的轉軸轉動，從而使得節氣門閥片角度變化。節氣門體的轉軸轉動，使得轉子23也跟著其轉動，從而設置在轉子23內的磁鐵24產生的磁場發生變化。對著轉子23側面安裝的傳感器晶片22實時採集磁場信號，所述傳感器晶片22將磁場信號轉換為電信號輸出。所述濾波電路25接收來自傳感器晶片22輸出的電信號,所述濾波電路25對接收到的信號進行濾波處理，並將濾波後的信號通過上、下拉電阻26以及插頭13內的插針14傳送到節氣門體的發動機電子控制單元中，發動機電子控制單元對接收到的電信號進行計算，得出節氣門閥片的精確角度，從而可以精確控制帶動節氣門閥片旋轉的直流電動機。[0031]本實用新型的特點是:採用的磁鐵24呈圓弧狀，使其安裝於與其形狀相匹配的轉子23上，讓轉子23在轉動時磁鐵24產生的磁場信號呈周期性變化，由轉子23的側面安裝電路板21使得腔體12的製作更薄、更小，從而整體製作更薄、更小。
[0032]以上僅為本實用新型的實施方式，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種薄型非接觸式電子節氣門傳感器，使用於節氣門體，其特徵在於，所述薄型非接觸式電子節氣門傳感器包括殼體(I)以及傳感組件(2)，所述殼體(I)包括本體(11)、與發動機電子控制單元電連接的插針(14)以及兩根插簧(15)，所述插針(14)設置於本體(11)的邊緣處，所述兩根插簧(15)的第一端與發動機電子控制單元電連接，所述兩根插簧(15)的第二端用於與節氣門體的直流電動機電連接，所述傳感組件(2)設置於本體(11)內，所述傳感組件(2)包括電路板(21)、傳感器晶片(22)、轉子(23)、磁鐵(24)以及濾波電路(25)，所述電路板(21)與插針(14)電連接，所述傳感器晶片(22)以及濾波電路(25)均設置於電路板(21)之上，所述轉子(23)用於與節氣門體的轉軸連接，所述磁鐵(24)呈圓弧狀且嵌入轉子(23 )內，所述傳感器晶片(22 )正對轉子(23 )的側面設置，所述傳感器晶片(22 )用於檢測磁鐵(24)產生的磁場信號並將檢測到的磁場信號轉化為電信號，所述傳感器晶片(22)與濾波電路(25)電連接，所述濾波電路(25)用於對接收到的電信號進行濾波處理並將濾波處理後的電信號發送給發動機電子控制單元。
2.根據權利要求1所述的薄型非接觸式電子節氣門傳感器，其特徵在於，所述傳感組件(2)還包括上、下拉電阻(26)，所述濾波電路(25)通過上、下拉電阻(26)與發動機電子控制單元電連接，所述上、下拉電阻(26)用於防止輸出信號與電源或地線短路。
3.根據權利要求2所述的薄型非接觸式電子節氣門傳感器，其特徵在於，所述殼體(I)還包括插頭(13)，所述插頭(13)由本體(11)向外突出形成，所述插針(14)以及兩根插簧(15)的第一端均設置於插頭(13)內。
4.根據權利要求3所述的薄型非接觸式電子節氣門傳感器，其特徵在於，所述殼體(I)還包括腔體(12)，所述腔體(12)設置於本體(11)內，所述傳感組件(2)設置於腔體(12)內。
5.根據權利要求4所述的薄型非接觸式電子節氣門傳感器，其特徵在於，所述腔體(12)設置有中心孔，所述傳感組件(2)的轉子(23)轉動設置於中心孔內。
6.根據權利要求1所述的薄型非接觸式電子節氣門傳感器，其特徵在於，所述電路板(21)採用玻璃布基板或陶瓷基板材料製作。
7.根據權利要求1所述的薄型非接觸式電子節氣門傳感器，其特徵在於，所述插簧(15)的第二端設置有凸柱，所述凸柱用於與節氣門體的直流電動機電連接。
8.根據權利要求7所述的薄型非接觸式電子節氣門傳感器，其特徵在於，所述殼體(I)還包括凸柱容置體(10)，所述凸柱容置體(10)固定設置於本體(11)內，所述插簧(15)的凸柱設置於凸柱容置體內。
9.根據權利要求1所述的薄型非接觸式電子節氣門傳感器，其特徵在於，所述傳感器晶片(22)為一塊雙路輸出傳感器晶片或兩塊單路輸出傳感器晶片。
10.根據權利要求1所述的薄型非接觸式電子節氣門傳感器，其特徵在於，所述傳感器晶片(22)採用霍爾元件或磁電阻效應晶片製作。
【文檔編號】G01B7/30GK203550970SQ201320672709
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】吳浪, 張冠旭, 莊建兵, 張尚勇 申請人:重慶長安偉世通發動機控制系統有限公司