專利名稱：電子節(jié)氣門體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)智能管理系統(tǒng)的電子節(jié)氣門體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是汽油機(jī)智能管理系統(tǒng)的電子節(jié)氣門體技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電控汽油機(jī)上應(yīng)用電子節(jié)氣門體，可以使汽車具備定速行駛、雪地防滑等功能，目前長(zhǎng)春一汽大眾公司生產(chǎn)的寶來轎車，使用了德國(guó)BOSCH公司的電子節(jié)氣門體，其結(jié)構(gòu)和原理是電子節(jié)氣門體內(nèi)部是一個(gè)氣道，氣道中有一個(gè)節(jié)氣門閥片，固定在一節(jié)氣門軸上，節(jié)氣門軸可以帶動(dòng)節(jié)氣門閥片在氣道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變節(jié)氣門閥片的開度，實(shí)現(xiàn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的目的。節(jié)氣門軸安裝了一個(gè)復(fù)位彈簧，使該軸作用著一個(gè)關(guān)閉節(jié)氣門方向的復(fù)位力矩，有一個(gè)直流司服電機(jī)，經(jīng)齒輪給節(jié)氣門軸傳遞控制力矩，當(dāng)節(jié)氣門軸所受的控制力矩與復(fù)位力矩相等時(shí)，節(jié)氣門軸的位置固定不動(dòng)。節(jié)氣門軸的一端固定著一個(gè)接觸式的旋轉(zhuǎn)位置傳感器，反饋節(jié)氣門軸的旋轉(zhuǎn)位置，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。美國(guó)專利US-6067961公開了另一種電子節(jié)氣門體，與上述設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)是節(jié)氣門軸和旋轉(zhuǎn)位置執(zhí)行器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸是同一根軸，省略了齒輪傳動(dòng)。這兩種設(shè)計(jì)的共性是都使用旋轉(zhuǎn)位置傳感器輸出的模擬電信號(hào)反饋節(jié)氣門軸的角度位移，節(jié)氣門軸角度采用閉環(huán)控制。其缺點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)位置傳感器大多是接觸式的，使用多次后會(huì)因電阻膜的磨損而影響輸出模擬信號(hào)的精度，進(jìn)而影響節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置的控制精度和電子節(jié)氣門體的使用壽命；由于節(jié)氣門軸的角度采用閉環(huán)反饋控制，在控制過程中占用電控單元的控制時(shí)間較多；旋轉(zhuǎn)位置傳感器的成本較高。
本發(fā)明的目的是提出一種電子節(jié)氣門體的設(shè)計(jì)新方案，它能提高節(jié)氣門軸角度位置的控制精度、延長(zhǎng)電子節(jié)氣門體的使用壽命，同時(shí)本發(fā)明適合于節(jié)氣門軸位置的開環(huán)控制，可以節(jié)省電控單元的控制時(shí)間，還可以節(jié)省整體成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電子節(jié)氣門體，包括節(jié)氣門閥片、節(jié)氣門軸、外殼、和氣道，節(jié)氣門閥片固定在節(jié)氣門軸上，并可以在氣道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。有一步進(jìn)電機(jī)，上有一電機(jī)軸，節(jié)氣門軸受電機(jī)軸帶動(dòng)并做同步跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)。還包括一節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定裝置，該標(biāo)定裝置至少包括一套觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器或一套節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)。該裝置可以在節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)至某固定角度時(shí)發(fā)出突變的光或電信號(hào)，或者可以在節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)至某固定角度時(shí)受到剛性阻擋，或者可以在節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)至某固定角度時(shí)受到剛性阻擋的同時(shí)發(fā)出突變的光或電信號(hào)。
節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定裝置有3個(gè)具體的實(shí)施方案。方案1所述的節(jié)氣門軸位置標(biāo)定裝置，是一套觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器，當(dāng)節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)到某一個(gè)或多個(gè)固定的已知角度時(shí)，該裝置產(chǎn)生突變的光或電信號(hào)；方案2所述的節(jié)氣門軸位置標(biāo)定裝置是一套節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)，當(dāng)節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)到節(jié)氣門閥片的最小開度或最大開度時(shí)，該機(jī)構(gòu)阻止節(jié)氣門軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；方案3是上述兩個(gè)方案的組合，節(jié)氣門軸位置標(biāo)定裝置同時(shí)包括了一套觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器和一套節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明還可以包括一個(gè)節(jié)氣門閥片復(fù)位彈簧。該復(fù)位彈簧在節(jié)氣門軸的所有轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)，提供一個(gè)促使所述節(jié)氣門閥片關(guān)閉的力矩，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)斷電時(shí)，該力矩能使節(jié)氣門閥片順利復(fù)位到最小開度。
和旋轉(zhuǎn)位置傳感器相比，旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定裝置只需對(duì)節(jié)氣門軸的有限個(gè)角度進(jìn)行標(biāo)定，節(jié)氣門軸的旋轉(zhuǎn)位置的控制精度是通過步進(jìn)電機(jī)的控制精度來保證的，避免了傳感器模擬信號(hào)的失真問題，因此提高了電子節(jié)氣門體的控制精度和整體壽命。和利用旋轉(zhuǎn)位置傳感器模擬信號(hào)的閉環(huán)控制方式相比，本發(fā)明適合采用開環(huán)控制方式，因此可以節(jié)省電控單元的控制時(shí)間。而且旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定裝置的成本較低。


下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是一個(gè)具體實(shí)施例的電子節(jié)氣門體橫向剖視圖。
圖2是圖1的A-A方向的局部剖視圖。
圖3是節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)另一種實(shí)施方式的電子節(jié)氣門體局部剖視圖。
圖4是觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器的第1種實(shí)施方式的電子節(jié)氣門體局部剖視圖。
圖5是觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器的第2種實(shí)施方式的電子節(jié)氣門體局部剖視圖。
圖6是觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器的第3種實(shí)施方式的電子節(jié)氣門體局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1、圖2所示的是一個(gè)電子節(jié)氣門體的一個(gè)具體實(shí)施例，包括節(jié)氣門閥片7、節(jié)氣門軸8、外殼4、和氣道6，節(jié)氣門閥片7固定在節(jié)氣門軸8上，并可以在氣道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，用于改變節(jié)氣門閥片的開度。15所指的是電子節(jié)氣門體的進(jìn)氣方向。有一步進(jìn)電機(jī)9，上有一電機(jī)軸10，節(jié)氣門軸8和電機(jī)軸10是一體的。該實(shí)施例的節(jié)氣門旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定裝置是一套旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括固定于節(jié)氣門軸8上的一擺臂14以及固定于外殼4上的一擋塊12，該擋塊的凸出高度是可調(diào)的，由固定在外殼4上的螺釘支架13、調(diào)整螺釘2以及鎖緊螺母1組成。在擺臂14與固定在外殼4上的彈簧掛銷11之間，有一閥片復(fù)位彈簧3，該彈簧通過擺臂14使節(jié)氣門軸8作用著一個(gè)促使節(jié)氣門閥片關(guān)閉的復(fù)位力矩，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)9斷電時(shí)，該彈簧使得節(jié)氣門閥片7復(fù)位到最小開度位置。在外殼4上有多個(gè)安裝孔5，用于將電子節(jié)氣門體安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管上。擺臂14與擋塊12接觸時(shí)所對(duì)應(yīng)的節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)角度是固定的而且是已知的，因此可以給步進(jìn)電機(jī)9提供了一個(gè)已知的起始角度，起到節(jié)氣門旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定的作用。擺臂14也可以固定在電機(jī)軸10上。
圖3所示的是節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)的另一種實(shí)施方式，由位于氣道6中的一凸起平面16和節(jié)氣門閥片7組成，凸起平面16位于阻擋銷釘17上，阻擋銷釘17固定在外殼4上。當(dāng)節(jié)氣門閥片7旋轉(zhuǎn)到最小開度時(shí)，節(jié)氣門閥片7受到突起平面的阻擋，無法繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。凸起平面16也可以設(shè)計(jì)成別的形式，比如將該平面與氣道6的內(nèi)壁制成一體。
擋塊12或凸起平面16還可以設(shè)置在節(jié)氣門閥片7旋轉(zhuǎn)到最大開度時(shí)起阻擋作用的位置，也可以設(shè)置兩個(gè)擋塊或凸起平面，使節(jié)氣門閥片7旋轉(zhuǎn)到最大開度和最小開度時(shí)都受到阻擋。
圖4所示的電子節(jié)氣門體，其旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定裝置是一套觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器。該觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器包括固定在節(jié)氣門軸8上的由鐵磁性材料制成的偏心突起20，和固定在外殼4上的磁感應(yīng)元件19。在節(jié)氣門軸8旋轉(zhuǎn)過程中，偏心突起20接近或離開磁感應(yīng)元件19時(shí)，該磁感應(yīng)元件會(huì)發(fā)出突變的電信號(hào)，從18所指的方向輸出。觸發(fā)信號(hào)突變時(shí)所對(duì)應(yīng)的節(jié)氣門軸的旋轉(zhuǎn)角度是固定的而且是已知的，因此起到節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定的作用。偏心突起20也可以安裝在電機(jī)軸10上。
圖5所示的是觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器的第2種實(shí)施方式。該觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器包括固定在節(jié)氣門軸8上的偏心遮光片22，和固定在外殼4上的光電傳感器21。在節(jié)氣門軸8旋轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)偏心遮光片22遮擋或撤離光電傳感器21中的光路時(shí)，該光電傳感器會(huì)發(fā)出突變的電信號(hào)，該信號(hào)從18所指的方向輸出。由于觸發(fā)信號(hào)突變時(shí)所對(duì)應(yīng)的節(jié)氣門軸的旋轉(zhuǎn)角度是固定的而且是已知的，因此起到節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定的作用。偏心遮光片22也可以固定在電機(jī)軸10上。光電傳感器21也可以被光纖傳感器取代，此時(shí)輸出的觸發(fā)信號(hào)是光信號(hào)。
圖6所示的是觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器的第3種實(shí)施方式。該觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器包括一個(gè)在節(jié)氣門軸8上偏心安裝并和外殼4電導(dǎo)通的動(dòng)觸點(diǎn)28，和固定在外殼4上并和外殼4電絕緣的靜觸點(diǎn)27。靜觸點(diǎn)27的凸出高度是可調(diào)的，靜觸點(diǎn)27位于電極24的下端，電極24通過電絕緣層25固定在觸點(diǎn)調(diào)整螺釘26內(nèi)，觸點(diǎn)調(diào)整螺釘26通過螺紋固定在螺釘支架13上，螺釘支架13固定在外殼4上，鎖緊螺母1用于鎖緊觸點(diǎn)調(diào)整螺釘26。動(dòng)觸點(diǎn)28通過外殼4接地，靜觸點(diǎn)27經(jīng)電極24與引出電線23相通，引出電線23與電控單元中的上拉電阻相連，因此平時(shí)引出電線23輸出為高電平，當(dāng)節(jié)氣門閥片7旋轉(zhuǎn)至最小開度時(shí)，靜觸點(diǎn)27與動(dòng)觸點(diǎn)28接觸而接地，引出電線23輸出低電平，發(fā)出突變電信號(hào)。靜觸點(diǎn)與動(dòng)觸點(diǎn)的接觸位置，還可以設(shè)置在節(jié)氣門的最大開度位置，也可以采用兩套靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)，在節(jié)氣門旋轉(zhuǎn)到最小開度和最大開度位置，都能產(chǎn)生突變的電信號(hào)。
在上述的實(shí)施例或?qū)嵤┓桨钢?，?jié)氣門軸8的軸心線與電機(jī)軸10的軸心線在空間上是重合的，而且兩者是一體的。也可以將節(jié)氣門軸8與電機(jī)軸10設(shè)計(jì)成分立零件，中間通過連軸器連接。節(jié)氣門軸8的軸心線與電機(jī)軸10的軸心線在空間上也可以是不重合的，兩軸之間通過齒輪、齒形帶或其他目前公知的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
在上述的實(shí)施例或?qū)嵤┓桨钢?，?fù)位彈簧3是可有可無的，復(fù)位彈簧3的安裝位置可以如圖1所示裝在節(jié)氣門軸8附近，彈簧力作用在節(jié)氣門軸8上；也可以裝在電機(jī)軸10附近，彈簧力作用在電機(jī)軸10上；還可以將彈簧安裝在節(jié)氣門軸8與電機(jī)軸10之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上。當(dāng)沒有復(fù)位彈簧3時(shí)，節(jié)氣門軸8的復(fù)位動(dòng)作靠步進(jìn)電機(jī)9帶動(dòng)產(chǎn)生。
本發(fā)明的電子節(jié)氣門體，其中的節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定裝置也可以同時(shí)包括一套觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器和旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)。作為其中的一個(gè)特例，圖6所示方案中的靜觸點(diǎn)27可以同時(shí)起到擋塊12的功能，動(dòng)觸點(diǎn)28可以同時(shí)起到擺臂14的功能，因此兼有旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)的功能。
權(quán)利要求
1.一種電子節(jié)氣門體，包括節(jié)氣門閥片(7)、節(jié)氣門軸(8)、外殼(4)、和氣道(6)，節(jié)氣門閥片固定在節(jié)氣門軸上，并可以在氣道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于有一步進(jìn)電機(jī)(9)，上有一電機(jī)軸(10)，節(jié)氣門軸(8)受電機(jī)軸(10)帶動(dòng)并做同步跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，還包括一節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定裝置，該標(biāo)定裝置至少包括一套觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器或一套旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)，包括固定于節(jié)氣門軸(8)或電機(jī)軸(10)上的一擺臂(14)以及固定于所述外殼(4)上的擋塊(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)，由位于所述氣道(6)中的一凸起平面(16)和所述節(jié)氣門閥片(7)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器包括固定在節(jié)氣門軸(8)或電機(jī)軸(10)上的由鐵磁性材料制成的偏心突起(20)，和固定在所述外殼(4)上的磁感應(yīng)元件(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器包括固定在節(jié)氣門軸(8)或電機(jī)軸(10)上的偏心遮光片(22)，和固定在所述外殼(4)上的光電傳感器(21)或光纖傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)氣門體，其特征在于所述的觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器包括一個(gè)在節(jié)氣門軸(8)或電機(jī)軸(10)上偏心安裝并和外殼(4)電導(dǎo)通的動(dòng)觸點(diǎn)(28)，和固定在所述外殼(4)上并和外殼電絕緣的靜觸點(diǎn)(27)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)氣門體，其特征在于所述節(jié)氣門軸(8)的軸心線與所述電機(jī)軸(10)的軸心線在空間上是重合的，所述節(jié)氣門軸(8)與所述電機(jī)軸(10)是一體的或者通過一個(gè)聯(lián)軸器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)氣門體，其特征在于所述節(jié)氣門軸(8)與所述電機(jī)軸(10)通過一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子節(jié)氣門體，其特征在于還包括一個(gè)節(jié)氣門閥片復(fù)位彈簧(3)。
全文摘要
一種電子節(jié)氣門體，包括節(jié)氣門閥片7、節(jié)氣門軸8、外殼4、和氣道6，節(jié)氣門閥片與節(jié)氣門軸固定，并可以在氣道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。有一步進(jìn)電機(jī)9，上有一電機(jī)軸10，節(jié)氣門軸受電機(jī)軸帶動(dòng)并作同步跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，還包括一節(jié)氣門軸旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)定裝置，該裝置至少包括一套觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器或一套旋轉(zhuǎn)位置阻擋機(jī)構(gòu)。本發(fā)明可提高節(jié)氣門軸角度位置的控制精度，延長(zhǎng)電子節(jié)氣門體的使用壽命，降低整體成本，并且適合于節(jié)氣門軸位置的開環(huán)控制，節(jié)省電控單元的控制時(shí)間。
文檔編號(hào)F02D9/10GK1548708SQ0313063
公開日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2003年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月6日
發(fā)明者汪峰, 汪 峰 申請(qǐng)人:汪峰, 汪 峰