CN106481485A - 结构紧凑的智能egr阀 - Google Patents

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    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明涉及发动机尾气处理系统技术领域，尤其是一种结构紧凑的智能EGR阀，外壳设置在阀体的顶端，控制器固定安装在外壳内部，直流电机固定安装在外壳外侧；阀体内设置有阀杆，阀杆的底端设置有与阀体进气口相配装的阀芯；直流电机的输出轴经齿轮传动机构与阀杆的顶端连接；控制器安装在外壳内，并与外壳的插针通过焊锡以及螺丝固定连接，控制器连接外部的插针引脚分别为电源正、接地、CANH、CANL、电机正以及电机负。本发明提供的结构紧凑的智能EGR阀，通过将控制器置于EGR阀内部，通过CAN总线与ECU通信，控制器来驱动直流电机，直流电机又通过传动带动EGR阀的阀杆和阀芯动作，实现了对智能EGR阀的控制，提高EGR阀的适配性。

Description

结构紧凑的智能EGR阀
技术领域
本发明涉及发动机尾气处理系统技术领域，尤其是一种结构紧凑的智能EGR阀。
背景技术
EGR阀是一个安装在汽油机上用来控制反馈到进气系统的废气再循环量的机电一体化产品。它通常位于进气歧管的右侧，靠近节气门体，有一通向排气歧管的短金属管与它相连。其作用是对进入进气歧管的废气量进行控制，使一定量的废气流入进气歧管进行再循环。
随着汽车电机类产品的增加，大部分汽车ECU没有足够的驱动输出模块来驱动电机类产品，且ECU驱动模块占用电路板面积较大、发热量大，如果在ECU上集成多路驱动模块，不仅会大大增加ECU成本，还会影响其稳定性；同时随着发动机的结构越来越紧凑，其要求发动机零部件也需要更加紧凑，以方便发动机布置。
发明内容
本发明的目的是开发一种结构紧凑的智能EGR阀，其将控制器与驱动电路集成与EGR阀内部，使之能通过CAN总线与ECU建立通信，就能按ECU内部设置的工况进行工作；其结构紧凑、体积小，方便发动机布置。
为了达到开发目的，本发明提供的技术方案如下。
结构紧凑的智能EGR阀，包括阀体、外壳、控制器以及直流电机，所述的外壳设置在阀体的顶端，控制器固定安装在外壳内部，直流电机固定安装在外壳外侧；所述的阀体内设置有阀杆，阀杆的底端设置有与阀体进气口相配装的阀芯；所述的直流电机的输出轴经齿轮传动机构与阀杆的顶端连接；所述的控制器安装在外壳内，并与外壳的插针通过焊锡以及螺丝固定连接，所述的控制器连接外部的插针引脚分别为电源正、接地、CANH、CANL、电机正以及电机负。
所述的控制器，包括主芯片模块、传感器模块、传感器输入信号处理模块、通信模块、驱动输出模块以及电源模块；主芯片模块分别与传感器输入信号处理模块、通信模块、驱动输出模块连接，所述的传感器模块与传感器输入信号处理模块连接，所述的电源模块分别与主芯片模块、传感器模块连接。
所述传感器模块经传感器输入信号处理模块连接主芯片模块的输入端，主芯片模块通过通信模块与发动机ECU相互通讯，主芯片模块的输出端经驱动输出模块连接直流电机的受控端；所述电源模块分别与主芯片模块和传感器的电源端连接。
所述的齿轮传动机构，包括电机齿轮、被动齿轮组、过渡齿轮、偏心轮以及设置在阀杆顶端的滑块；所述的被动齿轮组包括匀布在外壳上的三个被动齿轮，所述的被动齿轮同轴上设置大齿轮和小齿轮；电机齿轮同轴设置在电机输出轴上，电机齿轮与所述的大齿轮相啮合，所述的小齿轮分别与过渡齿轮相啮合；偏心轮固定设置在过渡齿轮的短轴外端；偏心轮的轴向设置有轴承销，轴承销顶端安装有轴承，轴承嵌装在滑块中；所述的过渡齿轮上设置有磁钢，所述的控制器的传感器模块上有传感器芯片，传感器芯片与磁钢相对设置，传感器芯片位于磁钢的正上方；控制器通过传感器芯片读取磁钢的位置信号，即可获得阀芯的开度。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术效果有：
本发明提供的结构紧凑的智能EGR阀，通过将控制器置于EGR阀内部，使其能够通过CAN总线与ECU通信，并通过ECU发送的CAN命令给控制器，控制器来驱动直流电机，直流电机又通过传动带动EGR阀的阀杆和阀芯动作，实现了对智能EGR阀的控制，满足发动机ECU没有合适驱动模块的情况下控制电动EGR阀，提高EGR阀的适配性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明所述外壳与控制器位置示意图。
图3为本发明所述控制器结构框图。
图4为本发明所述控制器的传感器芯片与磁钢位置示意图。
其中：1-阀体、2-外壳、3-控制器、4-直流电机、5-电机齿轮、6-被动齿轮、7-大齿轮、8-小齿轮、9-过渡齿轮、10-短轴、11-偏心轮、12-轴承销、13-轴承、14-阀芯、15-阀杆、16-滑块、17-传感器芯片、18-磁钢。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示结构紧凑的智能EGR阀，包括阀体1、外壳2、控制器3以及直流电机4，所述的外壳2设置在阀体1的顶端，控制器3固定安装在外壳2内部，直流电机4固定安装在外壳2外侧；所述的阀体1内设置有阀杆15，阀杆15的底端设置有与阀体进气口相配装的阀芯14；所述的直流电机4的输出轴经齿轮传动机构与阀杆15的顶端连接；如图2所示，所述的控制器3安装在外壳2内，并与外壳2的插针通过焊锡以及螺丝固定连接，所述的控制器3连接外部的插针引脚分别为电源正、接地、CANH、CANL、电机正以及电机负。
如图3所示，所述的控制器3，包括主芯片模块、传感器模块、传感器输入信号处理模块、通信模块、驱动输出模块以及电源模块；主芯片模块分别与传感器输入信号处理模块、通信模块、驱动输出模块连接，所述的传感器模块与传感器输入信号处理模块连接，所述的电源模块分别与主芯片模块、传感器模块连接。
如图4所示，所述的齿轮传动机构，包括电机齿轮5、被动齿轮组、过渡齿轮9、偏心轮11以及设置在阀杆15顶端的滑块16；所述的被动齿轮组包括匀布在外壳2上的三个被动齿轮6，所述的被动齿轮6同轴上设置大齿轮7和小齿轮8；电机齿轮5同轴设置在电机输出轴上，电机齿轮5与所述的大齿轮7相啮合，所述的小齿轮8分别与过渡齿轮9相啮合；偏心轮11固定设置在过渡齿轮9的短轴10外端；偏心轮11的轴向设置有轴承销12，轴承销12顶端安装有轴承13，轴承13嵌装在滑块16中；所述的过渡齿轮9上设置有磁钢18，所述的控制器3的传感器模块上有传感器芯片17，传感器芯片17与磁钢18相对设置，传感器芯片17位于磁钢18的正上方；控制器3通过传感器芯片17读取磁钢18的位置信号，即可获得阀芯14的开度。
当ECU发送控制命令给智能EGR阀时，智能EGR阀内部控制器3通信模块接收CAN命令发送给主芯片模块，主芯片模块经过处理，使驱动输出模块输出占空比来驱动直流电机4，电机齿轮5与三个被动齿轮组的大齿轮7啮合，带动三个被动齿轮6旋转，三个小齿轮8与过渡齿轮9相啮合，从而带动短轴10以及短轴上的偏心轮11旋转，与偏心轮11通过轴承销12连接的轴承13在滑块16内滑动，从而带动阀杆15和阀芯14做上下运动，即实现电动EGR阀的开启和关闭功能；而控制器3内的传感器芯片17能检测到过渡齿轮9上的磁钢18旋转的角度，即阀芯14上下运动的距离，并将其反馈给主芯片模块，主芯片模块再控制输出不同的占空比，最终实现精确的控制智能EGR阀的开度。

Claims (3)

1.结构紧凑的智能EGR阀，包括阀体（1）、外壳（2）、控制器（3）以及直流电机（4），所述的外壳（2）设置在阀体（1）的顶端，其特征在于，所述的控制器（3）固定安装在外壳（2）内部，直流电机（4）固定安装在外壳（2）外侧；所述的阀体（1）内设置有阀杆（15），阀杆（15）的底端设置有与阀体进气口相配装的阀芯（14）；所述的直流电机（4）的输出轴经齿轮传动机构与阀杆（15）的顶端连接；所述的控制器（3）安装在外壳（2）内，并与外壳（2）的插针通过焊锡以及螺丝固定连接，所述的控制器（3）连接外部的插针引脚分别为电源正、接地、CANH、CANL、电机正以及电机负。
2.根据权利要求1所述的结构紧凑的智能EGR阀，其特征在于，所述的控制器（3），包括主芯片模块、传感器模块、传感器输入信号处理模块、通信模块、驱动输出模块以及电源模块；所述传感器模块经传感器输入信号处理模块连接主芯片模块的输入端，主芯片模块通过通信模块与发动机ECU相互通讯，主芯片模块的输出端经驱动输出模块连接直流电机的受控端；所述电源模块分别与主芯片模块和传感器的电源端连接。
3.根据权利要求2所述的结构紧凑的智能EGR阀，其特征在于，所述的齿轮传动机构，包括电机齿轮（5）、被动齿轮组、过渡齿轮（9）、偏心轮（11）以及设置在阀杆（15）顶端的滑块（16）；所述的被动齿轮组包括匀布在外壳（2）上的三个被动齿轮（6），所述的被动齿轮（6）同轴上设置大齿轮（7）和小齿轮（8）；电机齿轮（5）同轴设置在电机输出轴上，电机齿轮（5）与所述的大齿轮（7）相啮合，所述的小齿轮（8）分别与过渡齿轮（9）相啮合；偏心轮（11）固定设置在过渡齿轮（9）的短轴（10）外端；偏心轮（11）的轴向设置有轴承销（12），轴承销（12）顶端安装有轴承（13），轴承（13）嵌装在滑块（16）中；所述的过渡齿轮（9）上设置有磁钢（18），所述的控制器（3）的传感器模块上有传感器芯片（17），传感器芯片（17）与磁钢（18）相对设置，传感器芯片（17）位于磁钢（18）的正上方；控制器（3）通过传感器芯片（17）读取磁钢（18）的位置信号，即可获得阀芯（14）的开度。
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