CN105370415A - 电子节气门 - Google Patents

Abstract

本发明提供电子节气门，包括，节气门本体、节气门轴和盖板，节气门轴安装在节气门本体内，盖板固定连接至节气门本体上；还包括，位置传感器，所述位置传感器包括磁铁和磁力感应芯片，所述磁铁固定在节气门轴的安装扇形齿轮端的端部，所述磁力感应芯片固定在盖板上，感应磁铁的旋转角度信号然后输出相应的电压信号。位置传感器为非接触式，寿命更长；高温环境下仍具备很好的输出精度；可实现360°范围内任意角度范围内的信号输出。进一步在磁力感应芯片背面设抗干扰垫片，防止工作时受到外界电磁信号的干扰。进一步采用滚针轴承和球轴承固定和支撑节气门轴，减小节气门轴的摩擦磨损。保证位置传感器的输出精度，及稳定性和可靠性。

Description

电子节气门

技术领域

本发明涉及电子节气门技术领域，尤其涉及内置非接触式位置传感器的电子节气门。

背景技术

电子节气门，随着汽车技术的发展，电子节气门体得到了越来越广泛的应用，逐渐取代了传统的机械节气门体。电子节气门用于组建电子节气门控制系统，该系统能实现发动机全范围的最佳扭矩输出，精密控制节气门开度，改善发动机排放性能。因此，节气门开度的精密控制是非常关键的。

现有的电子节气门的开度是通过位置传感器进行控制的，目前电子节气门的位置传感器一般采用的是滑动变阻器原理，通过电刷在印刷陶瓷基板上的电阻条上滑动来产生输出信号。由于电刷和陶瓷基板之间是接触式的，在长期摩擦后电刷或电阻条可能被磨损，从而使传感器失效。而且这种位置传感器在高温下输出的电信号会产生偏移，从而影响节气门位置传感器的输出精度。还有，由于位置传感器的机械部分的限制，只能测量一定角度范围，超出适用范围外的不能测量。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是提供电子节气门，设置了非接触式的位置传感器，解决了现有电子节气门上的接触式位置传感器容易失效，且高温环境下的输出精度变差的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

电子节气门，包括，节气门本体、节气门轴和盖板，节气门轴安装在节气门本体内，盖板固定连接至节气门本体上；还包括，位置传感器，所述位置传感器包括磁铁和磁力感应芯片，所述磁铁固定在节气门轴的安装扇形齿轮端的端部，磁力感应芯片固定在盖板上，感应磁铁的旋转角度信号然后输出相应的电压信号。

进一步地，还包括，抗干扰垫片；所述抗干扰垫片固定在磁力感应芯片的背面，防止磁力感应芯片工作时受到外界电磁信号的干扰，从而增加了位置传感器的稳定性和可靠性。

进一步地，所述抗干扰垫片埋设在盖板内。

进一步地，所述磁铁为径向极化的片状磁铁。

进一步地，所述节气门轴通过滚针轴承和球轴承安装在节气门本体内。

具体地，所述滚针轴承的外圈与节气门本体过盈配合连接，所述球轴承的外圈与节气门本体过盈配合连接，节气门轴与球轴承的内圈过盈配合连接，节气门轴的另一端穿过滚针轴承的内孔。

本发明的电子节气门的位置传感器中的磁铁与磁力感应芯片利用霍尔效应输出与节气门轴的旋转角度相对应的电压信号，从而控制电子节气门的开度。其为非接触式的，解决了现有接触式位置传感器由于磨损导致容易失效的技术问题，寿命更长。且磁力感应芯片的感应灵敏度高，输出的旋转信号没有滞后现象，而且不会受高温影响，高温环境下仍可具备很好的输出精度。磁力感应芯片还可以实现360°范围内任意角度范围内的信号输出。进一步地，在磁力感应芯片的背面设置抗干扰垫片，防止工作时受到外界电磁信号的干扰，从而增加了位置传感器的稳定性和可靠性。进一步地，采用滚针轴承和球轴承固定和支撑节气门轴，采用球轴承代替现有的含油轴承，避免了原先含油轴承端的节气门轴摩擦磨损，减小节气门轴和滚针轴承间的摩擦磨损，保证了位置传感器输出精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的具体实施方式的电子节气门的外部结构示意图；

图2是图1中A-A向的剖面结构示意图；

图中，1、节气门本体，2、节气门轴，3、盖板，4、磁铁，5、磁力感应芯片，6、抗干扰垫片，7、滚针轴承，8、球轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1至图2所示，说明本发明的具体实施方式的电子节气门，包括节气门本体、节气门轴、盖板和位置传感器，节气门轴安装在节气门本体内，盖板固定连接至节气门本体上，保护节气门轴端部安装的扇形齿轮以及电机齿轮和中间齿轮等。所述位置传感器包括径向极化的片状磁铁和磁力感应芯片，磁力感应芯片采用市售产品即可，如型号为MLX90360的磁力感应芯片，所述径向极化的片状磁铁固定在节气门轴的安装扇形齿轮端的端部，磁力感应芯片固定在盖板的内侧壁上，磁铁与磁力感应芯片不接触，两者之间的距离依据实际情况选择即可。磁力感应芯片感应磁铁的旋转并输出相应的旋转角度信号，由于磁力感应芯片内的集磁片(IMC)可以将平行作用于芯片表面的磁场集中起来，并在IMC结构的边缘产生正比于磁场的垂直分量，再通过两对位于IMC下方的传统平面霍尔元件来测量此信号；这两对霍尔元件的放置方向相互垂直，并都平行于芯片表面(X和Y方向)，通过这样的结构可以将实际角度编码为两个相位差为90度的正弦信号(cos和sin信号)；如果外界环境中因温度变化等导致磁场发生变化，芯片感应X和Y方向的磁场也会同比例的变化，但最终的比值将与原状态保持一致。由于芯片内部运算采用比例值“VY/VX”的方式，而由间隙变化，温度变化以及老化等因素引起的磁场强度变化都将等同作用于两个信号上，因此得到的角度信号本身就有自适应补偿的特点。这一特性使得MLX90360芯片相对于传统的线性霍尔芯片，在温度变化下精确度得到很大的提高。

为了防止磁力感应芯片工作时受到外界电磁信号的干扰，在磁力感应芯片的背面固定设置抗干扰垫片，所述抗干扰垫片可以为金属片，如，铁片或者铜片等，从而增加了位置传感器的稳定性和可靠性。可以将抗干扰垫片埋设在盖板内，牢固，不会脱落。

现有电子节气门一般采用的是一端滚针轴承，另一端含油轴承式固定和支撑节气门轴，节气门轴与含油轴承在长时间摩擦后容易磨损，从而影响位置传感器输出精度。因此，优化的具体实施方式为，采用球轴承代替含油轴承，即所述节气门轴通过滚针轴承和球轴承安装在节气门本体内，滚针轴承外圈与节气门本体过盈配合连接，球轴承外圈与节气门本体过盈配合连接，节气门轴与球轴承内圈过盈配合连接，节气门轴的另一端穿过滚针轴承内孔。避免了原先含油轴承端的节气门轴摩擦磨损，减小节气门轴和滚针轴承间的摩擦磨损，保证了位置传感器输出精度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.电子节气门，包括，节气门本体、节气门轴和盖板，节气门轴安装在节气门本体内，盖板固定连接至节气门本体上；其特征在于：还包括，位置传感器，所述位置传感器包括磁铁和磁力感应芯片，所述磁铁固定在节气门轴的安装扇形齿轮端的端部，所述磁力感应芯片固定在盖板上，感应磁铁的旋转角度信号然后输出相应的电压信号。

2.根据权利要求1所述的电子节气门，其特征在于：所述磁铁为径向极化的片状磁铁。

3.根据权利要求1或2所述的电子节气门，其特征在于：还包括，抗干扰垫片；所述抗干扰垫片固定在磁力感应芯片的背面。

4.根据权利要求3所述的电子节气门，其特征在于：所述抗干扰垫片埋设在盖板内。

5.根据权利要求1、2或4所述的电子节气门，其特征在于：所述节气门轴通过滚针轴承和球轴承安装在节气门本体内。

6.根据权利要求5所述的电子节气门，其特征在于：所述滚针轴承的外圈与节气门本体过盈配合连接，所述球轴承的外圈与节气门本体过盈配合连接，节气门轴与球轴承的内圈过盈配合连接，节气门轴的另一端穿过滚针轴承的内孔。