一种位置传感电路的制作方法

本实用新型涉及汽车废气再循环
技术领域：
，尤其涉及一种位置传感电路。
背景技术：
：EGR(ExhaustGasRecirculation废气再循环)阀是一个安装在发动机上用来控制反馈到进气系统的废气再循环量的机电一体化产品。它通常位于进气歧管的右侧，靠近节气门，有一通向排气歧管的短金属管与它相连。其作用是对进入进气歧管的废气量进行控制，使一定量的废气流入进气歧管进行再循环。EGR阀是废气再循环装置中非常重要的、关键的部件。EGR阀通过将发动机燃烧排出的废气引导至进气歧管，进而参与燃烧来降低燃烧室的温度，达到提高发动机工作效率的目的。同时还能改善燃烧环境、降低发动机负担、有效减少一氧化氮化合物的排放以及减少爆震，从而延长各部件使用寿命。但是过度的废气再循环将会影响发动机的正常工作，特别是在怠速、低转速小负荷及发动机处于冷态运行时，以及在全负荷(节气门全开)要求发动机动力性时，再循环的废气将对发动机的性能产生严重的影响。为了使废气再循环量对发动机性能不产生过度影响，现代电控发动机对废气再循环也采用了闭环控制策略，在废气再循环阀处设置位置传感器，对实际的废气再循环量进行闭环修正和反馈控制。图1所示是现有的一种由霍尔元件及信号放大电路构成的传感电路。图中，JK2为节气门位置传感器插座，其中，①脚+5V电源来自汽车ECU，②脚为地线，③脚为放大后的霍尔信号输出线；JKl为线性霍尔元件，其中，①脚+5V电源，②脚为地线，③脚为霍尔元件的线性电压输出信号，所述的霍尔元件的线性电压输出经电阻R1送至运算放大器U1A3脚进行同相放大。放大增益由电阻R1与电阻R2的比值决定。三极管Ql、三极管Q2及电阻R3～R8组成增幅电路，使运算放大器输出摆幅达到0～5V，再经电阻R11、电容C4滤波后输出符合需求的模拟信号。但是，在实车环境中，不可避免的会有各种电磁干扰和噪声，上述的传感电路抗电磁干扰和滤除噪声能力较弱，在各种电磁干扰和电磁噪声作用下即便是放大后的霍尔信号也容易发生波动，导致反馈给ECU(ElectricControlUnit电子控制单元)的信号异常，从而影响EGR系统的正常工作。因此，需要在有限空间内，使用较少的电子元器件，实现优异的抗电磁干扰能力。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种能够简单有效的滤除电磁干扰的传感电路，提高EGR系统控制的准确性。一种位置传感电路，包括一位置传感器芯片，所述位置传感器芯片的电源端和地之间跨接一用于滤除高频噪声的第一电容、一用于滤除中频噪声的第二电容和一用于滤除低频噪声的第三电容。上述的位置传感电路，其中，所述位置传感器芯片的信号输出端和地之间跨接一用于滤除高频噪声的第四电容、一用于滤除中频噪声的第五电容和一用于滤除低频噪声的第六电容。上述的位置传感电路，其中，所述位置传感器芯片的信号输出端还串接一匹配电阻。上述的位置传感电路，其中，在排布电路板时，所述位置传感器芯片的电源经由一接插件引入所述电路板，所述第一电容设置于所述接插件端。上述的位置传感电路，其中，在排布电路板时，所述第三电容设置于所述位置传感器芯片的电源端。上述的位置传感电路，其中，在排布电路板时，所述位置传感器芯片的输出信号经由一接插件接出所述电路板，所述第四电容设置于所述接插件端。上述的位置传感电路，其中，在排布电路板时，所述第六电容设置于所述位置传感器芯片的信号输出端。上述的位置传感电路，其中，所述位置传感器芯片的电源端和地之间还跨接一用于消除寄生振荡的退耦电容。上述的位置传感电路，其中，所述第一电容的取值范围为(0.5～10)nF，所述第二电容的取值范围为(100～330)nF，所述第三电容的取值范围为(0.1～1)μF。上述的位置传感电路，其中，所述第四电容的取值范围为(0.5～10)nF，所述第五电容的取值范围为(10～100)nF，所述第六电容的取值范围为(47～330)nF。上述的位置传感电路，其中，所述退耦电容的取值范围为(47～220)nF。上述的位置传感电路，其中，所述匹配电阻的取值范围为(10～100)Ω。与现有技术相比，本实用新型选用位置传感器芯片，并在电源输入端配以分别滤除高中低频噪声的滤波电容，对全波段滤波，因此本实用新型提出的位置传感电路的抗电磁干扰能力强，有很好的电磁兼容性，提高了EGR系统工作的准确性。同时，由于外围电路较为精简，因此大大缩小了电路板的面积，有助于提高电子设备排布的灵活性。另外，本实用新型在所述位置传感器芯片的信号输出端也分别设置滤除高中低频噪声的滤波电容，对全波段滤波，进一步提高EGR系统工作的准确性。附图说明图1是一种现有的传感电路图；图2是本发明中的一种传感电路图；图3是图2中电路的改进电路图。具体实施方式为使本实用新型的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。然而，本实用新型可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征允许相互组合或替换。结合以下的说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。EGR阀中的角度传感器用于检测EGR阀的开度并将其反馈给ECU，由ECU控制、调节EGR阀的开度，即调节参与再循环的废气的流量，从而使发动机的燃烧处于比较理想的温度，减少一氧化氮化合物的排放以及减少爆震，提高发动机的寿命。如图2所示，位置传感器芯片IC1是一种可以感知三维(XYZ坐标系)角度变化的传感器芯片，其内部逻辑是通过霍尔元件分别感应X、Y、Z三个方向的角度变化，然后通过其他模块对该角度变化进行数/模转换和简单的信号处理得到适合车辆ECU处理的信号，由ECU中的相关模块对角度变化进行判断并相应的控制EGR阀的开度，以调节参与循环的废气量。进一步地，本实施例选用了Melexis(迈来芯)公司的位置传感器MLX90371。该传感器的内部还包括了信号放大、模数转换、数字信号处理和输出驱动等部件。具体的管脚定义如表1所示：表1管脚号名称描述1VDD电源2Input测试管脚3Test测试管脚4NC空5OUT信号输出6VSSD地7VEDC退耦输出8VSSA地由表1可知，1号管脚是芯片的工作电源输入端。由于汽车发动机附近的电磁环境比较复杂，可能对电源端形成比较明显的串扰，因此对输入位置传感器芯片IC1的电源进行滤波处理。如图2中所示，第一电容C4的一端与电源+5V连接，另一端与地GND连接，主要用于滤除高频噪声，其取值范围为(0.5～10)nF，其中，一个较优的取值为1nF。由于电路板上一般通过接插件引入电源，因此，一般滤除高频的第一电容C4在排布电路板时设置于靠近所述接插件的位置。继续参考图2，第三电容C1的一端与电源+5V连接，另一端与地GND连接，主要用于滤除低频噪声，其取值范围为(0.1～1)μF，其中，一个较优的取值为440nF。在电路板排布时，滤除低频噪声的第三电容C1一般设置于靠近电源管脚的地方，即靠近管脚1的位置。由表1可知，5号管脚是芯片的信号输出端。同样基于汽车发动机附近电磁环境复杂的原因，本发明对信号输出端也进行了滤波处理。如图2所示，第四电容C5的一端与位置传感器芯片IC1的5号管脚(即信号输出端)连接，另一端与地GND连接，主要用于滤除高频噪声，其取值范围为(0.5～10)nF，其中，一个较优的取值为1nF。由于5号管脚输出的输出信号一般通过一个接插件输出电路板，因此一般滤除高频噪声的第四电容C5在排布电路板时设置于靠近所述接插件的位置。继续参考图2，第六电容C2的一端与位置传感器芯片IC1的5号管脚(即信号输出端)连接，另一端与地GND连接，主要用于滤除低频噪声，其取值范围为(47～330)nF，其中，一个较优的取值为100nF。在电路板排布时，滤除低频噪声的第六电容C2一般设置于靠近信号输出端的地方，即靠近管脚5的位置。进一步地，如表1所示，本实施例中的位置传感器芯片MLX90371提供了一个专用的退耦输出管脚(管脚7)，在电源端接入退耦电容能有效抑制寄生寄生振荡的产生。一个较佳的实施例如图2所示，退耦电容C3的一端与管脚7(即退耦输出端)连接，另一端与地GND连接，其取值范围为(47～220)nF，其中一个较优的取值为100nF。进一步地，为了防止信号反射，本发明还在信号输出端(管脚5)串接了一个匹配电阻R1，其取值范围为(10～100)Ω，本实施例中的优选阻值为50Ω。经过实践，发明人发现图2所示的电路图在发动机附近的复杂电磁环境中的滤波效果不能令人完全满意，输出至ECU的位置信号还存在一定概率的错漏码的情况。经过分析，发明人认为，由于发动机附近的电磁环境对传感电路造成的干扰是全频段的，而图2所示的电路注重了高频和低频的滤波，对中频频段没有给予充分的关注。因此在图2的基础上，本发明进一步提出了如图3所示的位置传感电路。图3与图2的区别在于，在位置传感器芯片IC1的电源端和信号输出端分别增加了用于对中频噪声进行滤波的电容。如图3所示，第二电容C6的一端与电源+5V连接，另一端与地GND连接，其取值范围为(100～330)nF，其中，一个较优的取值为100nF。继续参考图3，第五电容C7的一端与信号输出端连接，另一端与连接，其取值范围为(10～100)nF，其中，一个较优的取值为10nF。图3中，其余元器件的选用和连接关系与图2相同，此处不多赘述。增加两个用于中频滤波的电容后，图3所示的电路的中频滤波能力得到加强，且整体降低了外围电路的阻抗，在有干扰电压通过本传感电路时，可以及时将干扰通过滤波电容导入大地。综合来说，本实用新型所述的位置传感电路合理设计传感器芯片的外围电路，按高、中、低频段分别设置滤波电容，通过调整电容的容量来调整外围电路的滤波能力，有效的改善了输出信号，提高了EGR系统工作的准确性。同时，由于外围电路较为精简，因此大大缩小了电路板的面积，有助于提高电子设备排布的灵活性。显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页1 2 3