CN203550969U - 非接触式电子节气门传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式电子节气门传感器，包括壳体以及传感组件，壳体包括本体、与发动机电子控制单元电连接的插针以及两根插簧，所述插针设置于本体的边缘处，两根插簧的第一端与发动机电子控制单元电连接，两根插簧的第二端分别与两根接线柱连接且用于与直流电动机电连接，传感组件设置于本体内，传感组件包括电路板、传感器芯片、转子、磁铁以及滤波电路，电路板与插针电连接，传感器芯片以及滤波电路设置于电路板之上，转子与节气门体的转轴连接，磁铁设置于转子上，传感器芯片靠近转子设置，传感器芯片与滤波电路电连接。本实用新型的有益效果在于：使用时无机械磨损、使用寿命长、成本低且检测精度高。

Description

非接触式电子节气门传感器

技术领域

本实用新型涉及发动机控制系统技术领域，特别是涉及汽车发动机控制系统的非接触式电子节气门传感器。

背景技术

电喷发动机是采用电子控制单元（发动机控制器），取代传统的机械系统（如化油器）来控制发动机系统。电子节气门是给电喷发动机提供助燃空气的装置，其内部设置有节气门位置传感器，将节气门阀片的开度数值转变为电子信号传送电子控制单元。

现有技术中，对于电喷发动机的节气门开度多采用手动拉索或者可变电阻的检测方式。拉索和可变电阻的机械连接方式造成节气门开度精度都不高，都不能实现精确定位；可变电阻多采用有触点的厚膜电阻形式，长时间磨损容易造成接触不良，引起发动机燃油给油量和动力性不匹配，造成燃油浪费。厚膜电阻常采用贵金属材料，价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种使用时无机械磨损、使用寿命长、成本低且检测精度高的非接触式电子节气门传感器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种非接触式电子节气门传感器，包括壳体以及传感组件，所述壳体包括本体、与发动机电子控制单元电连接的插针以及两根插簧，所述插针设置于本体的边缘处，所述两根插簧的第一端与发动机电子控制单元电连接，所述两根插簧的第二端用于与节气门体的直流电动机电连接，所述传感组件均设置于本体内，所述传感组件包括电路板、传感器芯片、转子、磁铁以及滤波电路，所述电路板与插针电连接，所述传感器芯片以及滤波电路均设置于电路板之上，所述转子用于与节气门体的转轴连接，所述磁铁设置于转子上，所述传感器芯片靠近转子设置，所述传感器芯片用于检测磁铁产生的磁场信号并将检测到的磁场信号转化为电信号，所述传感器芯片与滤波电路电连接，所述滤波电路用于对接收到的电信号进行滤波处理并将滤波处理后的电信号发送给发动机电子控制单元。

进一步的，所述传感组件还包括上、下拉电阻，所述滤波电路通过上、下拉电阻与发动机电子控制单元电连接，所述上、下拉电阻用于防止输出信号与电源或地线短路。

再进一步的，所述壳体还包括插头，所述插头由本体向外突出形成，所述插针以及两根插簧的第一端均设置于插头内。

再进一步的，所述壳体还包括腔体，所述腔体设置于本体内，所述传感组件设置于腔体内。

再进一步的，所述腔体设置有中心孔，所述传感组件的转子转动设置于中心孔内。

进一步的，所述电路板采用玻璃布基板或陶瓷基板材料制作。

进一步的，所述插簧的第二端设置有凸柱，所述凸柱用于与节气门体的直流电动机电连接。所述壳体还包括凸柱容置体，所述凸柱容置体固定设置于本体内，所述插簧的凸柱设置于凸柱容置体内。

进一步的，所述磁铁为圆柱体结构，所述磁铁以其直径为分界线一部分为N极、另一部分为S极，所述磁铁设置在转子内，所述传感器芯片正对转子底面设置。

进一步的，所述传感器芯片为一块双路输出传感器芯片或两块单路输出传感器芯片。

进一步的，所述传感器芯片采用霍尔元件或磁电阻效应芯片制作。

由于本实用新型非接触式电子节气门传感器，采用磁铁将节气门体的转轴的转动机械信号转化为磁场信号，并通过传感器芯片来实时检测磁场信号并将磁场信号转化为电信号，实现了非接触式检测节气门转轴的转动机械信号，减少了摩擦损耗。并且采用的传感器芯片为霍尔元件或磁电阻效应芯片，从而使得该非接触式电子节气门传感器具有灵敏度高，线性好，线性范围宽，抗恶劣环境能力强，使用耐温高，成本低，可靠性高，长寿命，安装方便，维护简单，方便保养的特点，适用于电控燃油喷射的汽车。

附图说明

图1为本实用新型非接触式电子节气门传感器的爆炸图。

图2为本实用新型非接触式电子节气门传感器的侧视图。

图3为本实用新型非接触式电子节气门传感器的仰视图。

图4为本实用新型非接触式电子节气门传感器的俯视图。

图5为图1中在电路板上各元器件的连接框图。

图6为图1中磁铁的结构示意图。

图7为图1中磁铁的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进行详细说明。

请参考图1至图5所示，本实用新型非接触式电子节气门传感器包括壳体1以及传感组件2。

具体地，所述壳体1包括本体11、腔体12、插头13、插针14、两根插簧15以及两个凸柱容置体10，所述本体11的边缘处设置有若干个装配孔16，所述本体11向外延伸形成插头13，所述插针14设置于插头13内，所述腔体12以及两个凸柱容置体10均固定设置于本体1内，所述两根插簧15的第一端设置于插头13内且与发动机电子控制单元电连接，所述两根插簧15的第二端设置有凸柱，所述两根插簧15的凸柱分别与两个凸柱容置体10连接且用于与节气门体的直流电动机电连接。所述腔体12包括腔体盖121，所述腔体12设置有一个中心孔，所述腔体盖121与腔体12的下端连接。所述设置于插头13内的插针14用于与发动机电子控制单元的接线端子对接，该发动机电子控制单元通过插针14以及插簧15形成的电路来控制直流电动机的运作。所述本体11、插针14以及插簧15是一体成型的。

所述传感组件2包括电路板21、传感器芯片22、转子23、磁铁24、滤波电路25以及上、下拉电阻26（上拉电阻或下拉电阻），所述传感器芯片22、滤波电路25以及上、下拉电阻26均设置于电路板21上，所述磁铁24为圆柱体结构，所述磁铁24安装于转子23内，所述转子23用于与节气门体的转轴连接。所述传感器芯片22靠近所述转子23设置，以与检测所述磁铁24产生的磁场信号。所述节气门体的转轴的转动带动转子23的转动，从而使得磁铁24产生的磁场的变化，所述传感器芯片22用于检测磁铁24产生的磁场的变化，将磁场信号转化为电信号，该电信号代表节气门阀片角度。所述传感器芯片22与滤波电路25电连接，所述滤波电路25通过上、下拉电阻26与发动机电子控制单元连接，所述滤波电路25对接收到的信号进行滤波，并将滤波后的信号通过上、下拉电阻26传送到节气门体的发动机电子控制单元中，发动机电子控制单元对接收到的电信号进行计算，得出节气门阀片的精确角度，从而可以精确控制带动节气门阀片旋转的直流电动机。所述上、下拉电阻26用来防止输出信号与电源或地线短路。

如图6及图7所示，图7中箭头方向为磁铁24的磁场方向。本实施例中，磁铁24为圆柱体结构，所述磁铁24以其直径和其轴向所在的面为分界，所述磁铁24一半为S极、一半为N极，所述转子23的结构与磁铁24的结构相匹配，且所述传感器芯片22设置于转子23的底部，从而利于传感器芯片22检测磁场信号。电路板21采用玻璃布基板（FR-4）或陶瓷基板材料制造，耐高温性好，使用安全。传感器芯片22为一块双路输出传感器芯片或两块单路输出传感器芯片，该传感器芯片22采用霍尔元件或磁电阻效应芯片制作。磁电阻效应芯片为基于各向异性磁电阻芯片、巨磁电阻芯片或隧道磁电阻效应芯片；双路输出传感器芯片的一路输出信号是随阀片开度增大而上升的电压信号，另一路输出信号是随阀片开度增大而下降的电压信号，两块单路输出传感器芯片的一块输出信号是随阀片开度增大而上升的电压信号，另一块输出信号是随阀片开度增大而下降的电压信号，其输出电压与节气门阀片角度的关系一致。由于传感器芯片22采用了霍尔元件或磁电阻效应芯片，提高了灵敏度和耐久性，而且可以在线编程实现更改输出曲线，增加了信号输出精度，减少了安装误差。

总体上，所述传感组件2整体设置于腔体12内，所述转子23可转动地设置于腔体12的中心孔内。所述插针14与电路板21电连接，插针14不仅实现了给电路板21上的电路供电，而且也实现了滤波电路25通过上、下拉电阻26与发动机电子控制单元的信号连接，使得经滤波电路25处理后的传感器芯片22采集的电信号经过插针14传输到发动机电子控制单元。将两根插簧15的第一端设置在插头13内且与发动机电子控制单元电连接，两根插簧15的凸柱与直流电动机电连接，实现了发动机电子控制单元根据节气门阀片的角度控制直流电动机运转。

将本实用新型安装到节气门体时，需要首先将转子23和两根接线柱10分别对准转轴和直流电动机的插片，再用螺钉通过装配孔16将整个壳体1安装在节气门体上。

本实用新型在工作时，发动机电子控制单元发出控制信号，该控制信号通过壳体1上的插头13内两根插簧15到达直流电动机，所述直流电动机接收到信号后开始运作。直流电动机带动节气门体的转轴转动，从而使得节气门阀片角度变化。节气门体的转轴转动，使得转子23也跟着其转动，从而设置在转子23内的磁铁24产生的磁场发生变化。对着转子23侧面安装的传感器芯片22实时采集磁场信号，所述传感器芯片22将磁场信号转换为电信号输出。所述滤波电路25接收来自传感器芯片22输出的电信号，所述滤波电路25对接收到的信号进行滤波处理，并将滤波后的信号通过上、下拉电阻26以及插头13内的插针14传送到节气门体的发动机电子控制单元中，发动机电子控制单元对接收到的电信号进行计算，得出节气门阀片的精确角度，从而可以精确控制带动节气门阀片旋转的直流电动机。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种非接触式电子节气门传感器，使用于节气门体，其特征在于，所述非接触式电子节气门传感器包括壳体（1）以及传感组件（2），所述壳体（1）包括本体（11）、与发动机电子控制单元电连接的插针（14）以及两根插簧（15），所述插针（14）设置于本体（11）的边缘处，所述两根插簧（15）的第一端与发动机电子控制单元电连接，所述两根插簧（15）的第二端用于与节气门体的直流电动机电连接，所述传感组件（2）设置于本体（11）内，所述传感组件（2）包括电路板（21）、传感器芯片（22）、转子（23）、磁铁（24）以及滤波电路（25），所述电路板（21）与插针（14）电连接，所述传感器芯片（22）以及滤波电路（25）均设置于电路板（21）之上，所述转子（23）用于与节气门体的转轴连接，所述磁铁（24）设置于转子（23）上，所述传感器芯片（22）靠近转子（23）设置，所述传感器芯片（22）用于检测磁铁（24）产生的磁场信号并将检测到的磁场信号转化为电信号，所述传感器芯片（22）与滤波电路（25）电连接，所述滤波电路（25）用于对接收到的电信号进行滤波处理并将滤波处理后的电信号发送给发动机电子控制单元。

2.根据权利要求1所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，所述传感组件（2）还包括上、下拉电阻（26），所述滤波电路（25）通过上、下拉电阻（26）与发动机电子控制单元电连接，所述上、下拉电阻（26）用于防止经滤波处理后的电信号与电源或地线短路。

3.根据权利要求2所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，所述壳体（1）还包括插头（13），所述插头（13）由本体（11）向外突出形成，所述插针（14）以及两根插簧（15）的第一端均设置于插头（13）内。

4.根据权利要求3所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，所述壳体（1）还包括腔体（12），所述腔体（12）设置于本体（11）内，所述传感组件（2）设置于腔体（12）内，所述腔体（12）设置有中心孔，所述传感组件（2）的转子（23）转动设置于中心孔内。

5.根据权利要求1所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，所述磁铁（24）为圆柱体结构，所述磁铁（24）以其直径和其轴向所在的面为分界，所述磁铁（24）一半为S极、一半为N极，所述磁铁（24）设置在转子（23）内，所述传感器芯片（22）正对转子（23）底面设置。

6.根据权利要求1所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，所述电路板（21）采用玻璃布基板或陶瓷基板材料制作。

7.根据权利要求1所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，所述插簧（15）的第二端设置有凸柱，所述凸柱用于与节气门体的直流电动机电连接。

8.根据权利要求7所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，所述壳体（1）还包括凸柱容置体（10），所述凸柱容置体（10）固定设置于本体（11）内，所述插簧（15）的凸柱设置于凸柱容置体内。

9.根据权利要求1所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，所述传感器芯片（22）为一块双路输出传感器芯片或两块单路输出传感器芯片。

10.根据权利要求1所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，所述传感器芯片（22）采用霍尔元件或磁电阻效应芯片制作。

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