CN204705315U - 非接触式电子节气门传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型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，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，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，两根插簧的第二端用于与节气门体的直流电动机电连接，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、转轴、磁环以及滤波电路，电路板与插针电连接，传感器芯片以及滤波电路均设置于电路板之上，转子用于与节气门体的转轴连接，所述磁环设置于转子内，磁环为圆柱体结构，传感器芯片正对磁环端面设置，传感器芯片靠近转子设置。本实用新型使用时无机械磨损、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

本实用新型属于发动机控制***技术领域，特别是一种汽车发动机控制***的非接触式电子节气门传感器。

背景技术

随着摩托车尾气排放国三标准的实施，电控燃油喷射技术己逐步得到应用。摩托车发动机***上通常安装有节气门位置传感器。它将节气门的位置信号转变为电压信号传输到发动机控制单元里面，然后发动机控制单元根据这个电压信号，准确控制喷油点火。

目前，汽车发动机上通常安装有电子节气门体，上面带有节气门开度位置传感器。该传感器将阀门板机械位置转变为电压信号传输到发动机控制单元里面，然后发动机控制单元根据这个电压信号，准确控制进气量。

普通电子节气门位置传感器通常采用柔性电路板(柔性导电膜)或厚膜电阻形式的可变电阻。这种接触式的薄膜容易磨损，长期使用会导致输出信号不准，而且由于使用贵金属导致价格偏高。另外，一般的非接触式霍尔传感器采用实心永磁体，周围磁场变化梯度较大，角度误差相对较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于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力案是：提供一种非接触式电子节气门传感器，它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，所述传感组件设置于本体内，所述传感组件包括电路板、传感器芯片、转子、转轴、磁环以及滤波电路，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，所述磁环设置于转子内，所述磁环为圆柱体结构，所述传感器芯片正对磁环端面设置，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环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，所述插针上依次设置有电机负极、电机正极、输入电压负、第一输出传感器信号、输入电压正和第二输出传感器信号。

进一步，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、下拉电阻用于防止经滤波处理后的电信号与电源或地线短路。

进一步，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。

进一步，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，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，所述电路板采用玻璃布基板或陶瓷基板材质制作。

进一步，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。

进一步，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，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，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，采用磁环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。

传感器芯片正对磁环端面，是通过磁环端面产生磁场，是端面产生磁力线，相比于传感器芯片正对磁环侧面，这种结构在生产工艺和要求体积小方面更容易实现。采用霍尔元件或磁电阻效应芯片作为传感器芯片，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，安装力便，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是本实用新型的***图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型中转子、磁环和转轴组合后的结构示意图。

图4是电路板上各元器件的连接框图。

图5是图1中磁环的结构示意图。

图6是图5中磁环的侧视图。

图中，10、凸柱容置体；11、本体；12、腔体；121、腔体盖；13、插头；14、插针；15、插簧；16、装配孔；21、电路板；22、传感器芯片；23、转子；24、磁环；25、滤波电路；26、上、下拉电阻；27、转轴。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1-6所示，本实用新型包括壳体以及传感组件。具体地，所述壳体包括本体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均同定设置于本体11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15一体成型。

所述传感组件包括电路板21、传感器芯片22、转子23、转轴27、磁环24、滤波电路25以及上、下拉电阻26，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，所述磁环24设置于转子23内，所述磁环24为圆柱体结构，所述传感器芯片22正对磁环24端面设置。所述转子23用于与节气门体的转轴27连 接。所述传感器芯片22靠近所述转子23设置，用于检测所述磁环24产生的磁场信号。所述节气门体的转轴27的转动带动转子23的转动，从而使得磁环24产中的磁场的变化，所述传感器芯片22用于检测磁环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。

具体地，传感器芯片22正对磁环24端面，是通过磁环24端面产生磁场，是端面产生磁力线，相比于传感器芯片22正对磁环24侧面，这种结构在生产工艺和要求体积小方面更容易实现。

本实用新型提供的非接触式电子节气门传感器，采用磁环24将节气门体的转轴27的转动机械信号转化为磁场信号，并通过传感器芯片22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27的转动机械信号，减少了摩擦损耗。并日采用的传感器芯片22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，安装力便，维护简单，方便保养的特点，适用于电控燃油喷射的汽车。

如图1和2所示，本实施例中，所述转子23的结构与磁环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)或陶瓷基板材质制造，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22或两块单路输出传感器芯片22，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一降磁电阻芯片、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22的一路输出信号是随阀H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22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阀片的角度控制直流电动机运转。

为减少电信号干扰，所述插针14上依次设置有电机负极插针14、电机正极插针14、地线插针14、第一输出传感器信号插针14、输入电压正极插针14和第二输出传感器信号插针14。

减少信号干涉的布线原则为：1、强电和弱电尽可能分开；2、强电和弱电如果必须进行交叉，最好是垂直交叉；3、弱电信号尽量采用屏蔽线。

本实用新型采用了原则1，即电机负极插针14、电机正极插针14、地线插针14、第一输出传感器信号插针14、输入电压正极插针14和第二输出传感器信号插针14。电机负极插针14和电机正极插针14是强电信号，第一输出传感器信号插针14和第二输出传感器信号插针14是弱电信号，所以在他们之间穿插地线插针14，并将强电和弱电分开，减少了电信号干扰。

将本实用新型安装到节气门体时，需要首先将转子23和两根接线柱分别对准转轴27和直流电动机的插片，再用螺钉通过装配孔16将整个壳体安装在节气门体上。

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27转动，从而使得节气门阀片角度变化。节气门体的转轴27转动，使得转子23也跟着其转动，从而设置在转子23内的磁环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，所述滤波电蹄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，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.非接触式电子节气门传感器，其特征在于，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，所述传感组件设置于本体内，所述传感组件包括电路板、传感器芯片、转子、转轴、磁环以及滤波电路，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，所述磁环设置于转子内，所述磁环为圆柱体结构，所述传感器芯片正对磁环端面设置，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环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。

2.裉据权利要求1所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，所述插针上依次设置有电机负极插针、电机正极插针、地线插针、第一输出传感器信号插针、输入电压正极插针和第二输出传感器信号插针。

3.裉据权利要求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、下拉电阻用于防止经滤波处理后的电信号与电源或地线短路。

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。

5.根据权利要求4所述的非接触式电子节气门传感器，其特征在于，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，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。

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，所述电路板采用玻璃布基板或陶瓷基板材质制作。

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。

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，所述传感器芯片采用霍尔元件或磁电阻效应芯片制作。