专利名称：一种节气门和控制器集成化单元及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在汽车、摩托车电子领域中使用的节气门和控制器集成化单元及其制作 方法。
背景技术：
在汽车电子领域，传统的电子燃油喷射系统中，传感器都采用分布式布置，但随着系统集 成度的提高、接插件成本的上升，尤其是小型发动机正经历从化油器到电子燃油喷射系统转 换的过程，对电子燃油喷射系统在整车上的布置提出更高要求，如具备通用性、最大限度减 小体积、尽量减少接插件的使用数量等。因此，出现了节气门和控制器集成化单元，例如公 开号为CN1751174的专利中所描述的，在节气门体上设有电气部件存放部，用于存放吸气通 路内信息检出传感器、电路基板等。
然而，在实际应用中，特别是在小型发动机从化油器向电子燃油喷射系统切换过程中， 系统切换的成本和系统的通用性是至关重要的。本发明的主要目的在于可以为小型发动机从 化油器到电子燃油喷射系统转化，提供一种完全通用、低成本切换的结构。
另外，由于节气门体往往比较靠近发动机、周围区域热负荷大，这就对集成在节气门体 上的电气部件的特性和寿命造成很大威胁，这个问题在小型发动机电喷技术应用过程中显得 更为突出。特别是在热传导的作用下，发动机的热量很快会传递到节气门体上，使节气门体 本身成为热源，此时节气门体内部通道的气流运动的冷却效果甚小。
这种情况下，在公开号为CN1751174的专利中，把电路基板与节气门体正对放置、 并且将信息检出传感器置于二者之间，这将对电气部件的散热起到相反作用。即使是公开号 为CN1761806的专利中提到的，把电子控制装置置于进气通道上方，并且直接利用节气门体 为功率部件散热，效果也是如此。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，其目的在于提供一种完全通用、泡成本切换的节气门 和控制器集成化单元及其制作方法，并且提供一种有利于发热部件散热的结构，降低电气部 件整体热负荷。
本发明的目的通过以下技术方案实现
这种节气门和控制器集成化单元，包括节气门体，节气门体上连接有控制器，该控制器 内具有控制器内部气流通道，该控制器内部气流通道与节气门体侧面气流通道对接，并且对
接处设有密封件；控制器上集成有进气压力传感器、进气温度传感器、电子线路板。本发明 采用了节气门和控制器集成化单元结构，直接消除了分布式结构中的独进气压力传感器、进 气温度传感器等部件的接插件部分的成本，简化了各电气部件之间的线束，提高系统的可靠 性和可维修度。
进一步，进气压力传感器位于节气门体与电子线路板之间，电子线路板的一端与进气压 力传感器相邻，而另一端则向远离进气压力传感器方向延伸。电子线路板上方设有与其相互 平行的散热片。这样，可以大大改善电子线路板5以及相关的电子元器件的热负荷。
更进一步，控制器上还集成有角度位置传感器，该角度位置传感器固定在角度传感器壳 体上，而角度传感器壳体固定在主壳体上。角度传感器基于霍尔效应，包括永久磁铁和霍尔 元件。永久磁铁可以直接固定于节气门体的旋转轴上也可以固定于中介轴上，该中介轴与 节气门体的旋转轴相互连接。控制器上集成有怠速提高装置，该怠速提高装置的阀部分伸入 到节气门体的怠速控制通道。节气门体上设有燃油喷射装置，该燃油喷射装置单独安装在节 气门体的燃油喷射装置安装孔上。这样，可以进一步降低角度位置传感器、怠速提高装置等 部件的接插件部分的成本，简化了各电气部件之间的线束，提高系统的可靠性和可维修度。
这种上述节气门和控制器集成化单元的制作装配方法，其特征是，包括如下步骤
A、装配控制器，步骤如下
1) 将怠速提高装置与主壳体整体注塑成型，成型之后在主壳体内部设有怠速提高装
置电气引脚；
2) 电气线路接线针一端被压入到电气部件塑料壳体内部；
3) 功率元件和进气压力传感器被预先焊接到载有控制芯片的电子线路板上；
4) 霍尔元件被预先安装到角度传感器壳体上，之后角度传感器壳体再被整体安装到 主壳体上，在主壳体内留出霍尔元件引脚；
5) 进气温度传感器被预先固定在主壳体上在^fe内留出进气凝度传感器引脚；
6) 霍尔元件、角度传感器壳体、进气温度传感器采用硅胶局部灌封，起到固定和减 震作用；
7) 完成上述步骤之后，将电子线路板放入主壳体内部，将进气温度传感器引脚、霍 尔元件引脚、电气线路接线针、怠速提高装置电气引脚分别对准在电子线路板上的 相应的焊盘，然后焊接；
8) 将散热片安装到电气部件塑料壳体，在散热片与功率元件之间需要有导热绝缘片:
B、 将控制器和节气门体连接，步骤如下
9) 将怠速提高装置的阀部分伸入到节气门体的怠速控制通道内；
10) 通过螺钉将节气门体和控制器锁紧，中间有密封件，密封件起到节气门体侧面 气流通道与控制器内部气流通道对接时的密封作用；
C、 将燃油喷射装置单独安装在节气门体的燃油喷射装置安装孔上。 如果产品中有中介轴结构，在步骤9)和步骤10)之间，还包括如下步骤将中介轴
13插入到节气门旋转轴11的扁上。
通过该方法制作出的节气门和控制器集成化单元，可以大大降低角度位置传感器、怠速 提高装置等部件的接插件部分的成本，简化了各电气部件之间的线束，提高系统的可靠性和 可维修度。并且大大改善电子线路板以及相关的电子元器件的热负荷。
本发明有益效果(一)由于采用了节气门和控制器集成化单元结构，直接消除了分布
式结构中的进气压力传感器、进气温度传感器、角度位置传感器、怠速提高装置等部件的接 插件部分的成本，简化了各电气部件之间的线束，提高系统的可靠性和可维修度。(二)由 于电子线路板向远离节气门体的方向延伸，并与散热片平行布置，可以大大改善电子线路板 以及相关的电子元器件的热负荷。(三)怠速提高装置和燃油喷射装置集成到节气门和控制 器集成化单元上会进一步縮小进气系统的尺寸，使得该系统在某些跨骑式摩托车上的布置问 题得到了解决。
图1是本发明的实施例1的立体图。
图2是本发明的实施例1的针对怠速提高装置部分的剖视图。
图3是本发明的实施例1的针对进气压力传自部分的剖貌图。 图4是本发明的实施例1的针对角度位置传感器部分的剖视图。
图5是本发明的实施例2的针对角度位置传感器部分的剖视图。 附图标记说明1节气门和控制器集成化单元，2节气门体，3进气压力传感器，4进气温度 传感器，5电子线路板，6功率元件，7怠速提高装置，8角度传感器，9永久磁铁，IO霍尔 元件，ll旋转轴，12磁铁固定架，13中介轴，14主壳体，15角度传感器壳体，16燃油喷 射装置，17节气门体轴线，18密封件，19控制器，20螺钉，21导热绝缘片，22控制器内 部气流通道，23节气门体主气流通道，24节气门体侧面气流通道，25燃油喷射装置安装孔， 26怠速控制通道，27怠速提高装置电气引脚，28霍尔元件引脚，29进气温度传感器引脚， 30电气线路接线针，31怠速提高装置的阀部分，32硅胶，33散热片
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细描述
实施例1:如图所示这种节气门和控制器集成化单元1由燃油喷射装置16、节气门体
2和控制器19三大部分组成。控制器19连接在节气门体2上，该控制器19内具有控制器内 部气流通道22，该控制器内部气流通道22与节气门体侧面气流通道24对接，并且对接处设 有密封件18;控制器19上集成有进气压力传感器3、进气温度传感器4、电子线路板5、角 度位置传感器8。控制器19上集成有怠速提高装置7，该怠速提高装置的阀部分31伸入到 节气门体2的怠速控制通道26。节气门体2上设有燃油喷射装置16,该燃油喷射装置16单 独安装在节气门体2的燃油喷射装置安装孔25上。控制器19包括主壳体14,进气压力传感 器3、进气温度传感器4、电子线路板5固定在该主壳体14上，并且进气压力传感器3、进 气温度传感器4主体位于控制器内部气流通道22内。角度位置传感器8固定在角度传感器 壳体15上，而角度传感器壳体15固定在主壳体14上。这样，就直接消除了分布式结构中 的进气压力传感器、进气温度传感器、角度位置传感器、怠速提高装置等部件的接插4牛部分 的成本，简化了各电气部件之间的线束，提高系统的可靠性和可维修度，达到了完全通用、 低成本切换的目的。怠速提高装置7和燃油喷射装置16集成到节气门和控制器集成化单元1 上会进一步縮小进气系统的尺寸，使得该系统在某些跨骑式摩托车上的布置问题得到了解 决。
进气压力传感器3位于节气门体2与电子线路板5之间，电子线路板5的一端与进气压
力传感器3相邻，而另一端则向远离进气压力传感器3方向延伸。电子线路板5上方设有与 其相互平行的散热片33。电子线路板5向远离节气门体2的方向延伸，并与散热片33平行 布置，可以大大改善电子线路板5以及相关的电子元器件的热负荷。
角度传感器8基于霍尔效应，包括永久磁铁9和霍尔元件10。本实施例中，永久磁铁9 固定于中介轴13上，该中介轴13与节气门体的旋转轴11相互连接。在该方案中，采用中 介轴13可以基本消除节气门体旋转轴11在轴向的窜动对角度位置传感器8的输出信号的影 响。
本发明的制作装配过程如下 A、装配控制器19,步骤如下
1) 将怠速提高装置7与主壳体14整体注塑成型，成型之后在主壳体14内部设有怠
速提高装置电气引脚27;
2) 电气线路接线针30 —端被压入到电气部件塑料壳体14内部；
3) 功率元件6和进气压力传感器3被预先焊接到载有控制芯片的电子线路板5上；
4) 霍尔元件10被预先安装到角度传感器壳体15上，之后角度传感器壳体15再被 整体安装到主壳体14上，在主壳体14内留出霍尔元件引脚28;
5) 进气温度传感器4被预先固定在主壳体14上，在主壳体14内留出进气温度传感 器引脚29;
6) 霍尔元件10、角度传感器壳体15、进气温度传感器4采用硅胶局部灌封，起到
固定和减震作用；
7) 完成上述步骤之后，将电子线路板5放入主壳体14内部，将进气温度传感器引 脚29、霍尔元件引脚28、电气线路接线针30、怠速提高装置电气引脚27分别 对准在电子线路板5上的相应的焊盘，然后焊接；
8) 将散热片33安装到电气部件塑料壳体14，在散热片33与功率元件6之间需要 有导热绝缘片2h
B、将控制器19和节气门体2连接，步骤如下
9) 将怠速提高装置的阀部分31伸入到节气门体2的怠速控制通道26内；
10) 将中介轴13插入到节气门旋转轴11的扁上。
11) 通过螺钉20将节气门体2和控制器19锁紧，中间有密封件18,密封件18起
到节气门体侧面气流通道24与控帝燃内部气流遞叠22对接时的资封作用；
C、将燃油喷射装置16单独安装在节气门体2的燃油喷射装置安装孔25上。 实施例2:与实施例1的不同之处在于永久磁铁9是直接通过磁铁固定架12安装到节 气门体旋转轴ll上，如图5所示，可以完全消除角度位置传感器8的反向间隙，也可以避 免因中介轴13的磨损而带来的角度信号误差问题。
权利要求
1、一种节气门和控制器集成化单元，包括节气门体(2)，其特征是所述节气门体(2)上连接有控制器(19)，该控制器(19)内具有控制器内部气流通道(22)，该控制器内部气流通道(22)与节气门体侧面气流通道(24)对接，并且对接处设有密封件(18)；所述控制器(19)上集成有进气压力传感器(3)、进气温度传感器(4)、电子线路板(5)。
2、 根据权利要求1所述节气门和控制器集成化单元，其特征是所述进气压力传感器 (3)位于节气门体(2)与电子线路板(5)之间，电子线路板(5)的一端与进气压力传感器(3)相邻，而另一端则向远离进气压力传感器(3)方向延伸。
3、 根据权利要求2所述节气门和控制器集成化单元，其特征是所述电子线路板(5) 上方设有与其相互平行的散热片(33)。
4、 根据权利要求1或2所述节气门和控制器集成化单元，其特征是所述控制器(19) 包括主壳体(14)，所述进气压力传感器(3)、进气温度传感器(4)、电子线路板(5)固定 在该主壳体(14)上，并且进气压力传感器(3)、进气温度传感器(4)主体位于控制器内 部气流通道(22)内。
5、 根据权利要求4所述节气门和控制器集成化单元，其特征是所述控制器(19)上 还集成有角度位置传感器(8)，该角度位置传感器(8)固定在角度传感器壳体(15)上， 而角度传感器壳体(15)固定在主壳体(14)上。
6、 根据权利要求5所述节气门和控制器集成化单元，其特征是所述角度传感器(8) 基于霍尔效应，包括永久磁铁(9)和霍尔元件(10)。
7、 根据权利要求6所述节气门和控制器集成化单元，其特征是所述永久磁铁(9)直 接固定于节气门体(2)的旋转轴(11)上。
8、 根据权利要求6所述节气门和控制器集成化单元，其特征是所述永久磁铁(9)固 定于中介轴(13)上，该中介轴(13)与节气门体的旋转轴(11)相互连接。
9、 根据权利要求1或2所述节气门和控制器集成化单元，其特征是所述控制器(19) 上集成有怠速提高装置(7)，该怠速提高装置的陶都分(31)伸入到节气门体(2)的怠速 控制通道(26)。
10、 根据权利要求1或2所述节气门和控制器集成化单元，其特征是所述节气门体(2) 上设有燃油喷射装置(16),该燃油喷射装置(16)单独安装在节气门体(2)的燃油喷射装 置安装孔(25)上。
11、 一种上述节气门和控制器集成化单元的制作装配方法，其特征是，包括如下步骤A、 装配控制器(19)，步骤如下1) 将怠速提高装置(7)与主壳体(14)整体注塑成型，成型之后在主壳体(14) 内部设有怠速提高装置电气引脚(27);2) 电气线路接线针(30) —端被压入到电气部件塑料壳体(14)内部；3) 功率元件(6)和进气压力传感器(3)被预先焊接到载有控制芯片的电子线路板(5)上；4) 霍尔元件(10)被预先安装到角度传感器壳体(15)上，之后角度传感器壳体U5) 再被整体安装到主壳体(14)上，在主壳体(14)内留出霍尔元件引脚(28);5) 进气温度传感器(4)被预先固定在主壳体(14)上，在主壳体(14)内留出进 气温度传感器引脚(29);6) 霍尔元件(10)、角度传感器壳体(15)、进气温度传感器(4)采用硅胶局部灌 封，起到固定和减震作用-,7) 完成上述步骤之后，将电子线路板(5)放入主壳体(14)内部，将进气温度传 感器引脚(29)、霍尔元件引脚(28)、电气线路接线针(30)、怠速提高装置电 气引脚(27)分别对准在电子线路板(5)上的相应的焊盘，然后焊接；8) 将散热片(33)安装到电气部件塑料壳体(14)，在散热片(33)与功率元件(6) 之间需要有导热绝缘片(21);B、 将控制器(19)和节气门体(2)连接，步骤如下9) 将怠速提高装置的阀部分(31)伸入到节气门体(2)的怠速控制通道(26)内；10)通过螺钉(20)将节气门体(2)和蹈制器(19)锁紫，中间有密封件(18), 密封件(18)起到节气门体侧面气流通道(24)与控制器内部气流通道(22)对 接时的密封作用；C、将燃油喷射装置(16)单独安装在节气门体(2)的燃油喷射装置安装孔(25) 上。
12、根据权利要求11所述节气门和控制器集成化单元的制作装配方法，其特征是在 步骤9)和步骤10)之间，还包括如下步骤将中介轴(13)插入到节气门旋转轴(11) 的扁上。
全文摘要
一种节气门和控制器集成化单元，包括节气门体，节气门体上连接有控制器，该控制器内具有控制器内部气流通道，该控制器内部气流通道与节气门体侧面气流通道对接，并且对接处设有密封件；控制器上集成有进气压力传感器、进气温度传感器、电子线路板。本发明优点本发明可以为小型发动机从化油器到电子燃油喷射系统转化，提供一种完全通用、低成本切换的结构。同时，本发明不仅能够简化各电气部件之间的线束连接，降低系统成本，提高系统的可靠性、可维修度和安装灵活度，而且充分考虑到节气门和控制器集成化单元结构中的突出的热负荷问题，通过采用减小与热源的接触面、远离热源、提高电气部件的散热能力等结构，大大降低电气部件的热负荷。
文档编号F02D9/08GK101363368SQ20081006259
公开日2009年2月11日 申请日期2008年6月18日 优先权日2008年6月18日
发明者刘晓吉, 平 张, 郗大光 申请人:浙江飞亚电子有限公司