CN206695993U - 一种节气门用非接触式三合一传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节气门用非接触式三合一传感器，包括壳体、集成电路板和转子，该壳体底部的中部向上隆起形成一凹槽；在壳体底部设有一进气口；在壳体靠近另一侧的底部竖向设有一测温杆，在壳体底部对应测温杆的位置设有一盲孔；所述集成电路板水平设于壳体内并与支撑凸台紧贴，在集成电路板上集成有压力探测单元、转角探测单元以及温度探测单元；在压力探测腔外侧的壳体内填充有灌封胶；所述转子竖直设于凹槽内，该转子上端设有一磁铁块，下端设有一用于与节气门轴相连的连接槽；所述磁铁块的位置与转角探测单元的位置相对应。本实用新型结构简单，测量精确度高，能够有效降低装配制作难度，并且整体体积更小，成本更低。

Description

一种节气门用非接触式三合一传感器

技术领域

本实用新型涉及发动机零部件技术领域，具体来说涉及节气门装置，尤其涉及一种节气门用非接触式三合一传感器。

背景技术

在节气门总成中，通常会利用传感器同时测量发动机进气压力、进气温度、节气门阀片角度位置，以供给EFI系统电控单元(简称ECU)计算燃油喷射量，精确控制进入气缸中可燃混合气的空燃比。最终实现对发动机运行状态的稳定、精确控制，降低发动机油耗，同时有效减小摩托车尾气中有害气体排放。

现有技术中为了实现进气压力、温度、节气门位置的测量，通常是采用两个分离的传感器，即进气温度和进气压力合二为一构成二合一传感器，节气门位置则单独使用另一个传感器。这种方式集成度低，两个传感器分开安装，使用两根线束和插头；不仅占用摩托车大量空间，使线束布置凌乱，而且装配效率低。

为解决上述问题，现有技术中也出现了三合一传感器，但已有的三合一传感器采用的则是线性霍尔原理的节气门位置测量方式。节气门位置测量的核心部件主要由线性霍尔芯片、弧形磁铁、两个半圆形导磁块构成，线性霍尔芯片夹在两个导磁块的平行面之间，弧形磁铁固定在节气门轴上，弧形磁铁与导磁块同轴放置，可随轴在导磁块外圈的同心圆轨道上旋转。利用弧形磁铁在两个导磁块的平行面之间形成的均匀磁场，且该磁场的磁感应强度大小随弧形磁铁旋转位置呈近似正弦规律变化；测量时利用磁场变化规律的近似线性段实现旋转位置到线性输出电压的转换。这种三合一传感器的节气门位置测量结构过于复杂，零件多、磁路要求定量设计、对磁路零件要求高，产品体积难以缩小，且输出线性角度范围有限，输出精度受温度影响大难以准确补偿；同时，现有三合一传感器的制造难度较大，生产成本也较高。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于解决现有三合一传感器结构复杂，装配制作难度大，测量精确度低，整体体积大，并且成本高的问题，提供一种节气门用非接触式三合一传感器，测量精确度高，结构更加简单，能够有效降低装配制作难度，提高装配效率，并且整体体积更小，成本更低。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种节气门用非接触式三合一传感器，包括壳体、集成电路板和转子，其特征在于：所述壳体为上端开放下端封闭的结构，其一侧具有插头，在插头内设有插针；该壳体底部的中部向上隆起形成一凹槽；在壳体内部靠近其一侧设有一环形支撑凸台，在支撑凸台内侧的壳体底部设有一进气口，且该进气口靠近壳体的侧壁；在壳体靠近另一侧的底部竖向设有一测温杆，在壳体底部对应测温杆的位置设有一盲孔，且该盲孔延伸至测温杆的下端；

所述集成电路板水平设于壳体内并与插针相连，且该集成电路板与支撑凸台紧贴，使集成电路板、支撑凸台以及壳体底部围成压力探测腔；在集成电路板上集成有压力探测单元、转角探测单元以及温度探测单元，其中，压力探测单元位于压力探测腔内，转角探测单元与凹槽的中部对应，温度探测单元与测温杆的位置相对应，且温度探测单元的温度感应元件位于盲孔内，并靠近测温杆的下端；在压力探测腔外侧的壳体内填充有灌封胶；

所述转子竖直设于凹槽内，且能够在凹槽内自由转动，该转子上端设有一磁铁块，下端设有一用于与节气门轴相连的连接槽；所述磁铁块的位置与转角探测单元的位置相对应。

进一步地，所述磁铁块沿其径向分为两部分，其中一部分磁极为N极，另一部分磁极为S极；所述转角探测单元能够根据磁场方向的变化获得转子的转动角度。

进一步地，所述进气口靠近插头一侧的侧壁为一斜面，且进气口下端的开度大于上端的开度。

进一步地，在进气口内水平设有一挡板，该挡板能够将压力探测单元遮挡。

进一步地，在压力探测单元四周的电路板上也设有一层灌封胶。

进一步地，在进气口外侧设有一测压密封圈，在壳体底部，对应该测压密封圈设有第一环形槽，所述测压密封圈安装于第一环形槽内，其内侧和外侧分别设有数个凸点，通过该凸点与第一环形槽紧配合在一起；在测压密封圈的外侧设有一凸耳，该凸耳凸出于壳体的外侧。

进一步地，在测温杆外侧设有一测温密封圈，在壳体底部，对应该测温密封圈设有第二环形槽，在第二环形槽内壁上，设有数个弧形凸块；所述密封圈安装于该第二环形槽内，并与弧形凸块紧配合在一起；在测温密封圈的外侧也设有一凸耳，该凸耳凸出于壳体的外侧。

进一步地，在测温杆靠近壳体一端的外侧，绕其一周竖直设有数根定位筋。

进一步地，在壳体底部的下方设有一定位柱，该定位柱位于壳体远离测温杆的一侧，并靠近壳体的一角。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、结构简单，装配方便，能够有效降低装配制作难度，提高装配效率，并且整体体积更小，成本更低。

2、整体密封效果更好，使得传感的输出精度受温度影响非常小，从而使得传感器的测量精确度高；并且，传感器的输出角度范围更广。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的仰视图。

图3为图2的沿A—A向的剖视图。

图4为图2的沿B—B向的剖视图。

图中：1—壳体，2—集成电路板，3—转子，4—插头，5—插针，6—凹槽，7—支撑凸台，8—进气口，9—测温杆，10—压力探测单元，11—转角探测单元，12—温度感应元件，13—灌封胶，14—磁铁块，15—连接槽，16—挡板，17—测压密封圈，18—凸点，19—凸耳，20—测温密封圈，21—弧形凸块，22—定位筋，23—定位柱。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：参见图1至图4，一种节气门用非接触式三合一传感器，包括壳体1、集成电路板2和转子3。所述壳体1为上端开放下端封闭的结构，其一侧具有插头4，在插头4内设有插针5；在加工过程中，插针5与壳体1注塑成型为一体。该壳体1底部的中部向上隆起形成一凹槽6；在壳体1内部靠近其一侧设有一环形支撑凸台7，在支撑凸台7内侧的壳体1底部设有一进气口8，且该进气口8靠近壳体1的侧壁。在进气口8外侧设有一测压密封圈17，在壳体1底部，对应该测压密封圈17设有第一环形槽，所述测压密封圈17安装于第一环形槽内，其内侧和外侧分别设有数个凸点18，通过该凸点18与第一环形槽紧配合在一起；从而使测压密封圈17的安装更加方便，并且装配稳定性更好。

在壳体1靠近另一侧的底部竖向设有一测温杆9，在壳体1底部对应测温杆9的位置设有一盲孔，且该盲孔延伸至测温杆9的下端。在测温杆9靠近壳体1一端的外侧，绕其一周竖直设有数根定位筋22，加工更加方便；并且减小了测温杆9与节气门的接触面积，可降低节气门本体的高温对进气温度测量的影响。在测温杆9外侧设有一测温密封圈20，在壳体1底部，对应该测温密封圈20设有第一环形槽，在第一环形槽内壁上，设有数个弧形凸块21；所述密封圈安装于该第一环形槽内，并与弧形凸块21紧配合在一起；从而使测温密封圈20的安装更加方便，并且装配稳定性更好。在壳体1底部的下方设有一定位柱23，该定位柱23位于壳体1远离测温杆9的一侧，并靠近壳体1的一角；该定位柱23与定位筋22外接圆一起组成传感器整体在节气门上的“一面两销”定位副；具体加工使，尽量拉开定位柱23与定位筋22的距离，可在相同的柱、孔间隙下获得更小的传感器整体与节气门轴的相对旋转角度，从而提高节气门位置传感器的精度。

实际加工过程中，在测压密封圈17的外侧设有一凸耳19，该凸耳19凸出于壳体1的外侧；在测温密封圈20的外侧也设有一凸耳19，该凸耳19凸出于壳体1的外侧。使得传感器整体装配到节气门后，可用目测判别密封圈是否有漏装，生产管理更加便利；其中，凸耳19仅成型在密封圈分型面的一侧，也使得密封圈模具更易于制作。

所述集成电路板2水平设于壳体1内并与插针5相连，且该集成电路板2与支撑凸台7紧贴，使集成电路板2、支撑凸台7以及壳体1底部围成压力探测腔。具体实施时，所述进气口8靠近插头4一侧的侧壁为一斜面，且进气口8下端的开度大于上端的开度；从而使得压力探测腔内的冷凝水、异物可在重力作用下自行向外排出，避免了进气口8的堵塞，提高了产品可靠性。在集成电路板2上集成有压力探测单元10、转角探测单元11以及温度探测单元。其中，所述压力探测单元10包括压敏电阻和信号调理电路，可将表面空气的绝对气压转换为与其大小成正比的线性模拟电压信号；所述转角探测单元11包括霍尔元件和信号调理电路，可将霍尔感应单元处的感应磁场方向的变化转换为与旋转角度成正比的线性模拟电压信号；所述温度探测单元包括热敏电阻和调理电路；其电阻值可随周围空气温度上升而下降。所述调理电路均与插针5相连。所述压力探测单元10位于压力探测腔内，转角探测单元11与凹槽6的中部对应，温度探测单元与测温杆9的位置相对应，且温度探测单元的温度感应元件12（热敏电阻）位于盲孔内，并靠近测温杆9的下端。在进气口8内水平设有一挡板16，该挡板16能够将压力探测单元10遮挡；以避免异物或从节气门气道过来的灰尘径直进入压力芯片造成污染，提高了产品可靠性。

在压力探测腔外侧的壳体1内填充有灌封胶13；在压力探测单元10四周的电路板上也设有一层灌封胶13。通过两步灌封，省去构成压力探测腔时所需的电路板与外壳之间的密封圈，使得零件数量进一步减少，同时，两步灌封对压力探测腔形成双重隔离，其气密可靠性得到提升；从而提高传感器整体的探测精度。

所述转子3竖直设于凹槽6内，且能够在凹槽6内自由转动，具体实施时，该转子3与壳体1无接触或间隙配合，从而避免对节气门轴的转动造成影响。该转子3上端设有一磁铁块14，该磁铁块14的横截面呈圆形，并嵌设于转子3内，从而进一步减小传感器整体的体积。为进一步提高测量精度，所述转子3、磁铁块14以及凹槽6的轴心线重合。下端设有一用于与节气门轴相连的连接槽15；在装配使用时，转子3通过该连接槽15与节气门轴相连。所述磁铁块14的位置与转角探测单元11的位置相对应。所述磁铁块14沿其径向分为两部分，其中一部分磁极为N极，另一部分磁极为S极；所述转角探测单元11能够根据磁场方向的变化获得转子3的转动角度。这样，磁铁块14的磁极在靠近电路板（的霍尔元件）的位置的磁场方向与电路板（的霍尔元件）近似于平行，而霍尔元件测量的是平行磁场在X、Y方向分量大小的比值；从而使得磁铁块14中心与霍尔元件发生偏移时，也会因为磁场方向不变，仅大小变化，因而霍尔元件获得的比值基本不变；这样就降低了装配时磁铁块14与霍尔元件的位置要求，配合零件的精度要求就可降低，更易于制造。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种节气门用非接触式三合一传感器，包括壳体、集成电路板和转子，其特征在于：所述壳体为上端开放下端封闭的结构，其一侧具有插头，在插头内设有插针；该壳体底部的中部向上隆起形成一凹槽；在壳体内部靠近其一侧设有一环形支撑凸台，在支撑凸台内侧的壳体底部设有一进气口，且该进气口靠近壳体的侧壁；在壳体靠近另一侧的底部竖向设有一测温杆，在壳体底部对应测温杆的位置设有一盲孔，且该盲孔延伸至测温杆的下端；

所述集成电路板水平设于壳体内并与插针相连，且该集成电路板与支撑凸台紧贴，使集成电路板、支撑凸台以及壳体底部围成压力探测腔；在集成电路板上集成有压力探测单元、转角探测单元以及温度探测单元，其中，压力探测单元位于压力探测腔内，转角探测单元与凹槽的中部对应，温度探测单元与测温杆的位置相对应，且温度探测单元的温度感应元件位于盲孔内，并靠近测温杆的下端；在压力探测腔外侧的壳体内填充有灌封胶；

所述转子竖直设于凹槽内，且能够在凹槽内自由转动，该转子上端设有一磁铁块，下端设有一用于与节气门轴相连的连接槽；所述磁铁块的位置与转角探测单元的位置相对应。

2.根据权利要求1所述的一种节气门用非接触式三合一传感器，其特征在于：所述磁铁块沿其径向分为两部分，其中一部分磁极为N极，另一部分磁极为S极；所述转角探测单元能够根据磁场方向的变化获得转子的转动角度。

3.根据权利要求1所述的一种节气门用非接触式三合一传感器，其特征在于：所述进气口靠近插头一侧的侧壁为一斜面，且进气口下端的开度大于上端的开度。

4.根据权利要求1所述的一种节气门用非接触式三合一传感器，其特征在于：在进气口内水平设有一挡板，该挡板能够将压力探测单元遮挡。

5.根据权利要求1所述的一种节气门用非接触式三合一传感器，其特征在于：在压力探测单元四周的电路板上也设有一层灌封胶。

6.根据权利要求1所述的一种节气门用非接触式三合一传感器，其特征在于：在进气口外侧设有一测压密封圈，在壳体底部，对应该测压密封圈设有第一环形槽，所述测压密封圈安装于第一环形槽内，其内侧和外侧分别设有数个凸点，通过该凸点与第一环形槽紧配合在一起；在测压密封圈的外侧设有一凸耳，该凸耳凸出于壳体的外侧。

7.根据权利要求1所述的一种节气门用非接触式三合一传感器，其特征在于：在测温杆外侧设有一测温密封圈，在壳体底部，对应该测温密封圈设有第二环形槽，在第二环形槽内壁上，设有数个弧形凸块；所述密封圈安装于该第二环形槽内，并与弧形凸块紧配合在一起；在测温密封圈的外侧也设有一凸耳，该凸耳凸出于壳体的外侧。

8.根据权利要求1所述的一种节气门用非接触式三合一传感器，其特征在于：在测温杆靠近壳体一端的外侧，绕其一周竖直设有数根定位筋。

9.根据权利要求1所述的一种节气门用非接触式三合一传感器，其特征在于：在壳体底部的下方设有一定位柱，该定位柱位于壳体远离测温杆的一侧，并靠近壳体的一角。