CN107023702A - 蜗轮增压阀门控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了蜗轮增压阀门控制器，包括：执行组件、驱动组件、传动组件、位置检测组件、控制模块和壳体组件，执行组件传动连接蜗轮增压阀门，传动组件包括动力输入部和动力输出部，动力输入部传动连接驱动组件，动力输出部传动连接执行组件；其中，位置检测组件包括非接触磁铁式位置传感器，非接触磁铁式位置传感器的动子固定在动力输出部或执行组件上。本发明提供了一种非接触地检测动力输出部或执行组件的位置、不存在磨损、耐腐蚀好、受环境影响极低、能够实时检测、执行和检测反馈为线性的蜗轮增压阀门控制器。

Description

蜗轮增压阀门控制器

技术领域

本发明涉及汽车部件技术领域，具体而言，涉及蜗轮增压阀门控制器。

背景技术

现有常见汽车蜗轮增压系统，其原理是利用发动机排出的废气作为动力来推动蜗轮室内的蜗轮，蜗轮又带动同轴的叶轮，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与蜗轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。

而蜗轮增压控制器，是蜗轮增压系统最主要的控制单元，它从行车电脑获取信号，将信号转换给控制输出，控制蜗轮阀门何时介入，及开度大小。一个好的蜗轮增压控制器，可以精确及时的执行行车电脑的信号，对蜗轮的介入和介入大小进行精确的控制，从而提升蜗轮系统的性能。减少动能的损耗，提升动力。对减少排放和环保有积极的作用。

现有的蜗轮增压控制器及缺点是：

1)为了提高控制精度，需直接或间接检测阀门开度，以控制驱动机构的运行时间、速度等参数，以检测传动杆的位置来判断阀门开度为例，对于传动杆的位置检测，采用电阻基板电刷式原理，或电路脉冲式原理。

缺点：如果采用电阻基板电刷式原理，虽然成本低，但是老旧车型已经通过实际使用证明，故障率高，可靠性差，耐腐蚀性差，受环境影响大；如果采用电路脉冲式原理，该原理为分阶段控制和检测，无法实现线性控制，即无法实现精确位置控制和检测。

2)对于执行传动杆装配方式，采用螺丝装配，或压铆，或简易激光焊接熔合。

缺点方面：牢固性差，可靠性差，使用寿命短。

3)对于产品关键配件，蜗杆的材质，采用塑胶的材质。

缺点方面：塑胶在高温和长时间工作后，容易因摩擦损耗而损坏，影响整个产品或系统寿命。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了蜗轮增压阀门控制器。具体地，其技术方案如下：

一种蜗轮增压阀门控制器，包括：

执行组件，所述执行组件传动连接蜗轮增压阀门，用于带动所述蜗轮增压阀门开启和/或关闭预设的角度；

驱动组件，用于提供驱动所述执行组件运动的初始动力；

传动组件，所述传动组件包括动力输入部和动力输出部，所述动力输入部传动连接所述驱动组件，所述动力输出部传动连接所述执行组件；

位置检测组件，所述位置检测组件包括非接触磁铁式位置传感器，所述非接触磁铁式位置传感器的动子固定在所述动力输出部或所述执行组件上；

控制模块，用于接收所述位置检测组件传输的位置信号及根据所述位置信号控制所述驱动组件的运行参数；

壳体组件，其内部安装所述执行组件、所述传动组件、所述驱动组件和所述位置检测组件，所述执行组件伸出所述壳体组件，所述非接触磁铁式位置传感器的定子固定在所述壳体组件内。

作为对技术方案的改进，所述动力输入部为蜗杆，所述动力输出部为与所述蜗杆匹配的蜗轮，所述非接触磁铁式位置传感器的动子固定在所述蜗轮的端面。

作为对技术方案的改进，所述蜗杆的材质为金属。

作为对技术方案的改进，所述执行组件包括相互铰接的第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆与所述蜗轮固定连接，所述第二传动杆与所述蜗轮增压阀门固定连接。

作为对技术方案的改进，所述第一传动杆与所述蜗轮之间采用大功率激光焊接。

作为对技术方案的改进，所述驱动组件包括电机，所述电机的输出轴转动连接所述蜗杆。

作为对技术方案的改进，所述驱动组件为伺服电机，所述伺服电机的输出轴转动连接所述蜗杆。

作为对技术方案的改进，所述壳体组件的外部设置有电连接头，所述电连接头用于连接车载电源以及与车载电脑通信。

作为对技术方案的改进，所述壳体组件包括底壳和上盖，所述底壳和所述上盖之间可拆卸连接，所述非接触磁铁式位置传感器的定子固定在所述上盖内。

作为对技术方案的改进，所述壳体组件的外表面设置有若干加强筋。

本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的蜗轮增压阀门控制器中，位置检测组件包括非接触磁铁式位置传感器，非接触磁铁式位置传感器的动子固定在动力输出部或执行组件上，非接触磁铁式位置传感器的定子固定在壳体组件内，该动子可随动力输出部或执行组件运动，此时，可以利用霍尔元件等元件通过测试磁通量的变化等方法测定动力输出部或执行组件的位置，进而间接判断阀门开度。由于非接触磁铁式位置传感器为无接触式，对比电阻基板原理，不存在磨损情况，磁铁磁极原理测试，耐腐蚀好。受环境影响极低。而且，由于能够实时检测，执行和检测反馈为线性，可以精确控制开度大小的角度。

(2)第一传动杆与蜗轮之间采用大功率激光焊接，对焊接熔合深度严格要求。通过破坏性测试对比，在大扭力扭转破坏测试，折弯破坏测试，改进后的可靠性和牢固性提高非常明显。

(3)改进后蜗杆材料为金属材质，大幅度提高了使用寿命。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例中蜗轮增压阀门控制器的模块组成示意图；

图2是本发明实施例中蜗轮增压阀门控制器的实体结构的第一示意图；

图3是本发明实施例中蜗轮增压阀门控制器的实体结构的第二示意图；

图4是本发明实施例中蜗轮增压阀门控制器的实体结构的第三示意图。

主要元件符号说明：

100-蜗轮增压阀门控制器；

0100-执行组件；

0200-驱动组件；

0300-传动组件；

0400-位置检测组件；

0500-控制模块；

0600-壳体组件；

0110-第一传动杆；

0120-第二传动杆；

0210-电机；

0220-电机引脚插头；

0230-电机引脚插座；

0310-蜗杆；

0320-蜗轮；

0410-动子；

0420-定子；

0610-上盖；

0620-底壳；

0630-电连接头；

0640-加强筋。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例

如图1-图4所示，本实例提供了蜗轮增压阀门控制器100，用于精确控制蜗轮增压阀门的开度。

在本实施例中，蜗轮增压阀门控制器100包括执行组件0100、驱动组件0200、传动组件0300、位置检测组件0400、控制模块0500和壳体组件0600等组件。

具体地，驱动组件0200用于提供驱动执行组件0100运动的初始动力。作为一种优选的驱动组件0200，本实施例中的驱动组件0200包括电机0210，例如普通电机、步进电机或伺服电机。电机0210设置在壳体组件0600内，壳体组件0600还设置有电路、电机引脚插头0220、电机引脚插座0230等部件，用于给电机0210供电。进一步地，本实施例中的驱动组件0200为伺服电机，伺服电机具有反馈功能，由此能够提高控制精度。

具体地，执行组件0100传动连接蜗轮增压阀门，用于带动蜗轮增压阀门开启和/或关闭预设的角度。

作为一种优选的执行组件0100，本实施例中的执行组件0100包括相互铰接的第一传动杆0110和第二传动杆0120，第二传动杆0120与蜗轮增压阀门固定连接。

具体地，传动组件0300用于将驱动组件0200输出的动力传递到执行组件0100，其包括动力输入部和动力输出部，动力输入部传动连接驱动组件0200，用于输入动力，动力输出部传动连接执行组件0100，用于输出动力给执行组件0100。

作为一种优选的传动组件0300，本实施例中，动力输入部为蜗杆0310，动力输出部为与蜗杆0310匹配的蜗轮0320。具体地，蜗杆0310与驱动组件0200传动连接，例如当驱动组件0200为电机时，蜗杆0310与电机的输出轴同轴固定或者通过联轴器连接。相应地，第一传动杆0110与蜗轮0320固定连接。由此，当电机转动时，其首先带动蜗杆0310转动，蜗杆0310带动蜗轮0320转动，蜗轮0320带动第一传动杆0110转动，第一传动杆0110带动第二传动杆0120转动，第二传动杆0120带动蜗轮增压阀门打开和/或关闭预设的角度。

在本实施例中，蜗轮增压阀门打开和/或关闭预设的角度，是指车载电脑、汽车动力系统等上位控制单元根据发动机的运行状态实时设置的蜗轮增压阀门的开度。

在本实施例中，位置检测组件0400包括非接触磁铁式位置传感器，其主要通过磁场的变化才测定位置变化，通常包括两部分，分别设置在可相对移动的两个物体之间，即非接触磁铁式位置传感器的定子0420和非接触磁铁式位置传感器的动子0410。

作为一种优选的非接触磁铁式位置传感器，包括环状永久磁铁(为动子0410)，其可以与转子一体地转动，并且磁极沿着圆周方向变化；环状固定侧轭铁(为定子0420)，其由在轴向重叠的第一轭铁和第二轭铁构成，并且隔开固定间隙包围环状永久磁铁的外周面；磁感应元件，其配置在形成于第一轭铁的环上的缺口处，第一轭铁的轴向高度沿着圆周方向变化。作为一种优选的磁感应元件，本实施例中的磁感应元件为霍尔元件。

在本实施例中，非接触磁铁式位置传感器的动子0410固定在动力输出部或执行组件0100上。由于非接触磁铁式位置传感器的动子0410固定在动力输出部或执行组件0100上，例如，可以检测动力输出部或执行组件0100的位置，进而间接判断阀门开度。

此时，可以利用霍尔元件等元件通过测试磁通量的变化等方法测定动力输出部或执行组件0100的位置，进而间接判断阀门开度。由于非接触磁铁式位置传感器为无接触式，对比电阻基板原理，不存在磨损情况，磁铁磁极原理测试，耐腐蚀好。受环境影响极低。而且，由于能够实时检测，执行和检测反馈为线性，可以精确控制开度大小的角度。

当动力输出部为蜗轮0320，执行组件0100包括第一传动杆0110和第二转动杆时，非接触磁铁式位置传感器的动子0410优选固定在蜗轮0320的端面。

在本实施例中，控制模块0500用于接收位置检测组件0400传输的位置信号及根据位置信号控制驱动组件0200的运行参数。具体地，控制模块0500包括单片机、电路、继电器等结构。

在本实施例中，壳体组件0600内部安装执行组件0100、传动组件0300、驱动组件0200和位置检测组件0400，执行组件0100伸出壳体组件0600，非接触磁铁式位置传感器的定子0420固定在壳体组件0600内。

作为一种优选的壳体组件0600，其包括底壳0620和上盖0610，底壳0620和上盖0610之间可拆卸连接，非接触磁铁式位置传感器的定子0420固定在上盖0610内。

优选地，蜗杆0310的材质为金属。由于蜗杆0310的材质为金属，大幅度延长了蜗杆0310和蜗轮0320的使用寿命。

优选地，第一传动杆0110与蜗轮0320之间采用大功率激光焊接。第一传动杆0110与蜗轮0320之间采用大功率激光焊接，对焊接熔合深度严格要求。通过破坏性测试对比，在大扭力扭转破坏测试，折弯破坏测试，改进后的可靠性和牢固性提高非常明显。

优选地，壳体组件0600的外部设置有电连接头0630，电连接头0630用于连接车载电源以及与车载电脑通信。

优选地，壳体组件0600的外表面设置有若干加强筋0640。由于壳体组件0600的外表面设置有若干加强筋0640，当壳体组件0600的材质为塑料时，加强筋0640使壳体组件0600具有足够的结构强度。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种蜗轮增压阀门控制器，其特征在于，包括：

执行组件，所述执行组件传动连接蜗轮增压阀门，用于带动所述蜗轮增压阀门开启和/或关闭预设的角度；

驱动组件，用于提供驱动所述执行组件运动的初始动力；

传动组件，所述传动组件包括动力输入部和动力输出部，所述动力输入部传动连接所述驱动组件，所述动力输出部传动连接所述执行组件；

位置检测组件，所述位置检测组件包括非接触磁铁式位置传感器，所述非接触磁铁式位置传感器的动子固定在所述动力输出部或所述执行组件上；

控制模块，用于接收所述位置检测组件传输的位置信号及根据所述位置信号控制所述驱动组件的运行参数；

壳体组件，其内部安装所述执行组件、所述传动组件、所述驱动组件和所述位置检测组件，所述执行组件伸出所述壳体组件，所述非接触磁铁式位置传感器的定子固定在所述壳体组件内。

2.根据权利要求1所述的蜗轮增压阀门控制器，其特征在于，所述动力输入部为蜗杆，所述动力输出部为与所述蜗杆匹配的蜗轮，所述非接触磁铁式位置传感器的动子固定在所述蜗轮的端面。

3.根据权利要求2所述的蜗轮增压阀门控制器，其特征在于，所述蜗杆的材质为金属。

4.根据权利要求2所述的蜗轮增压阀门控制器，其特征在于，所述执行组件包括相互铰接的第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆与所述蜗轮固定连接，所述第二传动杆与所述蜗轮增压阀门固定连接。

5.根据权利要求4所述的蜗轮增压阀门控制器，其特征在于，所述第一传动杆与所述蜗轮之间采用大功率激光焊接。

6.根据权利要求2所述的蜗轮增压阀门控制器，其特征在于，所述驱动组件包括电机，所述电机的输出轴转动连接所述蜗杆。

7.根据权利要求6所述的蜗轮增压阀门控制器，其特征在于，所述驱动组件为伺服电机，所述伺服电机的输出轴转动连接所述蜗杆。

8.根据权利要求1或2所述的蜗轮增压阀门控制器，其特征在于，所述壳体组件的外部设置有电连接头，所述电连接头用于连接车载电源以及与车载电脑通信。

9.根据权利要求1所述的蜗轮增压阀门控制器，其特征在于，所述壳体组件包括底壳和上盖，所述底壳和所述上盖之间可拆卸连接，所述非接触磁铁式位置传感器的定子固定在所述上盖内。

10.根据权利要求1所述的蜗轮增压阀门控制器，其特征在于，所述壳体组件的外表面设置有若干加强筋。