[发明专利]非接触式传感器电子节气门体

说明书

技术领域

本发明涉及汽车发动机进气系统部件，具体来说涉及用于汽车发动机进气系统的节气门体总成技术领域。 

背景技术

汽车发动机系统节气门体总成的作用是控制发动机的进气流量，决定发动机的运行工况。驾驶员通过操作油门踏板来操纵节气门开度。传统节气门体总成采用机械连接方式，通过拉杆或拉索传动连接油门踏板和节气门体总成，因此节气门开度完全取决于油门踏板的位置，即驾驶员的操作意图，但从动力性和经济性角度来看，发动机并不总是完全处于最佳运行工况，而且驾驶员的误操作也给安全性带来隐患。电子节气门体取消了传统的机械连接，通过电控单元驱动电子节气门体快速精确地开度到位。它的优点在于能根据驾驶员的需求以及整车各种行驶状况确定节气门的最佳开度，使发动机排放达到最佳，保证车辆最佳的动力性和燃油经济性，并具有牵引力控制、巡航控制等控制功能，  提高安全性和乘坐舒适性。 

电子节气门体的研究工作起源于20世纪70年代，80年代开始有产品问世，近10年来，国外对电子节气门的研究取得了非常迅速的发展。发展趋势可总结为：在控制策略上由线性控制发展为非线性控制，由辅助电子节气门发展为独立的电子节气门系统，从单一的控制功能发展到集成多种控制功能，兼顾提高动力性、经济性、操纵稳定性、排放性和乘坐舒适性。 

目前，国外多家公司已对电子节气门系统作了深入的研发，比如德国Bosch，Pierburg，美国Delphi，Visteon，日本Toyota，Hitachi，Denso，意大利Marelli等已推出系列化产品应用于各种品牌的中高档轿车。国内某些轿车，如POLO，也配备了电子节气门系统.目前的电子节气门体的位置传感器大多采用接触式，其缺点是使用一段时间后会导致电阻膜的磨损而影响输出信号的精度，从而影响节气门阀片的旋转精度和整体的使用寿命。节气门驱动电机一般为步进电机或直流电机，两者的控制方式也有所不同。驱动步进电机常采用H桥电路结构，控制单元 通过发出的脉冲个数、频率和方向控制电平对步进电机进行控制，其优点是精度较高、能耗低、位置保持特性较好，缺点是高速性能较差，不能满足节气门在较高的动态响应性能下的要求。 

发明内容

本发明的目的是提供一种非接触式传感器电子节气门体，以使节气门阀片在无电机驱动时总是处于高怠速状态，提高发动机系统的安全性。 

本发明的目的是这样实现的：一种非接触式传感器电子节气门体，包括节气门本体，经轴承安装在节气门本体上的节气门轴，节气门阀片，电机，位置传感器，电机为直流电机；位置传感器为双反馈信号的非接触式位置传感器；节气门轴上安装有扇形齿轮，安装在电机轴上的电机齿轮与安装在本体上的中间齿轮啮合，中间齿轮与扇形齿轮啮合；节气门本体上位于扇形齿轮的转动位置上设置有两个突起的限位挡块；扭簧一端固定在本体上，另一端固定在扇形齿轮上，位于扇形齿轮与齿轮挡盖之间的另一扭簧一端固定在扇形齿轮上，另一端固定在齿轮挡盖上；齿轮挡盖卡在扇形齿轮的挂钩上；在自然状态下扭簧的扭力使齿轮挡盖挡块抵到本体的限位挡块上，节气门体处在高怠速位置(也可以说，使节气门阀片的开启对应于高怠速状态)，节气门轴正转至全开位置式，第一扇形齿轮挡块抵到本体的另一限位挡块(一个作用面)上，节气门轴反转至低怠速位置时，第二扇形齿轮挡块抵到本体的另一限位挡块(另一作用面)上(也可以说，扇形齿轮挡块反转至抵到限位挡块上而使节气门轴反转至低怠速位置)。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

1、构思巧妙、独特的结构设计，解决了电子节气门阀片在无电机驱动状态下自动处于高怠速位置。 

当直流电机出现故障而导致无法正常工作时，节气门阀片在两个扭簧的共同作用下，总是处于高怠速状态，从而增加了发动机系统的安全性。 

2、增强了直流电机安装的可靠性 

采用非对称三孔压板以及精密定位圈、波形垫圈等零件，有效解决了外来振动，导致电机抖动而造成电机接头接触不可靠性、疲劳断裂等问题。而采用非对称三孔压板能防止电机安装位置出现错误。 

3、节气门轴与传感器接口处采用扁槽紧配合结构，使传感器转子与节气门轴 连接为一体，使传感器的输出信号能准确反映节气门阀片的开度位置。 

4、由ECU，油门踏板位置传感器以及两路非接触式传感器组成对节气门开度的闭环控制系统，具有控制精度高(节气门轴转动精度)、反应灵敏的特点。