一种抗外磁场干扰电控执行器的制作方法

本实用新型涉及一种电控执行器，尤其是涉及一种抗外磁场干扰电控执行器。

背景技术：

目前，电控涡轮增压器逐步取代传统机械式涡轮增压器，是汽车发动机和其他内燃机关键部件，它主要包括涡壳、涡轮、压气机壳、压气机叶轮、中间体、可调截面喷嘴环、电控执行器。其工作方式由发动机的排气通过可调截面喷嘴环后驱动涡壳内的涡轮旋转，涡轮带动位于发动机进气道内的同轴连接的压气机壳内的压气机叶轮高速旋转，增加进入发动机的空气量，增大进气压力，提高发动机功率。电控执行器根据发动机中央控制单元ECU输出给直流马达的PWM驱动信号来实现可调截面喷嘴环旋转到设定的目标位置，使进入发动机气缸内的空气流量、压力控制在目标范围内。可调截面喷嘴环的开启角度减小，进气流量减小，进气流速大，进气压力增大；可调截面喷嘴环的开启角度增大，进气流量增大，进气流速低，进气压力减小，通过ECU的PID闭环控制，满足发动机在各个工况时所需要的进气流量和进气压力，提升发动机功率和扭矩，降低油耗，减少废气排放的作用。

电控执行器是电控涡轮增压器的重要部件，当前市场上的电控执行器大部分是由步进电机或直流马达、减速机构和位置传感器部件组成，而其位置传感器都是采用接触式电位计传感器或者磁感式非接触式传感器，接触式电位计传感器只能输出Analog信号，不能满足不同发动机中央控制单元更多的信号和协议要求，而且接触式电位计传感器使用寿命低、信号输出精度低；而磁感式非接触式传感器其受发动机室内磁场抗扰时信号输出不准确，而且大多受国外专利保护，同时由于该磁感式非接触式传感器电路板制做工艺复杂，成本高，精度低，不利于批量生产和降低成本的需要。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种结构科学合理，操作方便，工作效率高，抗干扰能力强的抗外磁场干扰电控执行器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种抗外磁场干扰电控执行器，包括外壳、直流马达、主动齿轮、减速机构、传感器组件、连杆组件；所述的直流马达设置在所述的外壳的内部上端；所述的主动齿轮连接所述的直流马达，主动齿轮位于直流马达的下方；所述的减速机构包括从动齿轮、蜗杆、斜齿轮和斜齿轮轴；所述的从动齿轮接触所述的主动齿轮，从动齿轮位于主动齿轮的左侧；所述的蜗杆连接所述的从动齿轮；所述的斜齿轮连接所述的斜齿轮轴；所述的传感器组件包括磁铁、椭圆形半圆铁圈、电路板和三轴可编程霍尔传感器；所述的磁铁连接所述的椭圆形半圆铁圈，磁铁和椭圆形半圆铁圈位于所述的外壳的内部下端；所述的三轴可编程霍尔传感器焊接在所述的电路板上；所述的连杆组件连接所述的斜齿轮轴。

如上所述的一种抗外磁场干扰电控执行器，所述的直流马达与所述的主动齿轮同轴连接，便于直流马达带动主动齿轮转动，能耗更小，更安全稳定。

如上所述的一种抗外磁场干扰电控执行器，所述的主动齿轮与所述的从动齿轮齿合，便于主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动蜗杆转动，蜗杆带动斜齿轮转动，斜齿轮带动斜齿轮轴转动，斜齿轮轴带动连杆组件转动。

如上所述的一种抗外磁场干扰电控执行器，所述的磁铁设有2块，2块所述的磁铁呈对称设置在所述的椭圆形半圆铁圈两端，便于磁铁与椭圆形半圆铁圈围成一个椭圆形圆圈，椭圆形圆圈构成椭圆形磁场。

如上所述的一种抗外磁场干扰电控执行器，所述的椭圆形半圆铁圈设有2个，2个所述的椭圆形半圆铁圈呈对称设置，2个椭圆形半圆铁圈与2块所述的磁铁围成一个椭圆形圆圈，所述的三轴可编程霍尔传感器放置在所述的椭圆形圆圈内部，便于三轴可编程霍尔传感器感应到该磁场中X、Y、Z轴三个方向的磁场是封闭磁场，实现屏蔽发动机室内外磁场干扰的作用，而且2个磁铁和2个椭圆形半圆铁圈构成的椭圆形磁场旋转时，由于2个磁铁距离圆心远，2个椭圆形半圆铁圈距离圆心近，使三轴可编程霍尔传感器感应到的磁场强度均匀，通过随机编程使输出信号精度更高，以便于工作效率更高，抗外磁场干扰能力更强。

如上所述的一种抗外磁场干扰电控执行器，所述的三轴可编程霍尔传感器和所述的电路板是固定不转动的，便于通过三轴可编程霍尔传感器输出给发动机ECU的位置信号作为可调截面喷嘴环的位置信号，根据当前发动机工况所需要的进气流量和进气压力时，改变可调截面喷嘴环的开度达到ECU设定的目标位置，此时由ECU向直流马达输出PWM驱动信号，使直流马达正向或反向旋转来带动主动齿轮、减速机构、传感器组件、连杆组件和可调截面喷嘴环的正向或反向旋转，通过磁场组件正向或反向旋转使三轴可编程霍尔传感器同步输出的位置信号反馈给ECU，ECU检测三轴可编程霍尔传感器输出的位置信号与目标设定值进行比较，通过ECU的PID闭环控制来调整当前直流马达的角位移，使三轴可编程霍尔传感器输出的位置信号值与目标设定值接近，完成角位移矫正，也就是使可调截面喷嘴环的开度到达目标设定位置；当发动机低转速时发动机的排出的废气量较小，ECU向直流马达输出相应的PWM驱动信号，使直流马达反向旋转，控制可调截面喷嘴环开启角度使废气流通路的截面积减小到目标位置，提高进入涡壳中的进气压力和流速，产生足够大的驱动力使涡轮转速提高，就实现发动机在较低转速下涡轮仍然高转旋转，使压气机出口压力增大，提高电控高涡轮增压器工作效率，提升发动机低转速下的扭矩和功率；当发动机高转速时发动机的排出的废气量较大，ECU向直流马达输出相应的PWM驱动信号，使直流马达正向旋转，控制可调截面喷嘴环开启角度使废气流通路的截面积增大到目标位置，降低排气流速和压力，使涡轮转速减低，从而将增压压力控制在设定的目标范围内，防止压力过高对电控涡轮增压器造成损坏；当发动机加速时，需要控制可调截面喷嘴环开启角度减小，ECU向直流马达输出相应的PWM驱动信号，使直流马达反向旋转，控制喷嘴环开启角度迅速减小到目标位置，提高进入涡壳中的进气压力和流速，涡轮转速迅速提高，改善发动机的加速性能，提升发动机功率和扭矩，降低油耗，减少废气排放，同时实现屏蔽发动机室内外磁场干扰的作用。

如上所述的一种抗外磁场干扰电控执行器，还包括可调截面喷嘴环，所述的可调截面喷嘴环连接所述的连杆组件，便于主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动蜗杆转动，蜗杆带动斜齿轮转动，斜齿轮带动斜齿轮轴转动，斜齿轮轴带动连杆组件转动，连杆组件带动可调截面喷嘴环转动。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的直流马达设置在外壳的内部上端；主动齿轮连接直流马达，主动齿轮位于直流马达的下方；减速机构包括从动齿轮、蜗杆、斜齿轮和斜齿轮轴；从动齿轮接触主动齿轮，从动齿轮位于主动齿轮的左侧；蜗杆连接从动齿轮；斜齿轮连接斜齿轮轴；传感器组件包括磁铁、椭圆形半圆铁圈、电路板和三轴可编程霍尔传感器；磁铁连接椭圆形半圆铁圈，磁铁和椭圆形半圆铁圈位于外壳的内部下端；三轴可编程霍尔传感器焊接在电路板上；连杆组件连接斜齿轮轴，本实用新型能够用于电控涡轮增压器的抗外磁场干扰电控执行器，结构科学合理，操作方便，工作效率高，抗干扰能力强。

附图说明

图1为实施例中抗外磁场干扰电控执行器的主视图；

图2为实施例中抗外磁场干扰电控执行器的剖视图；

图3为实施例中抗外磁场干扰电控执行器的左视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图1、图2及图3所示，一种抗外磁场干扰电控执行器，包括外壳1、直流马达2、主动齿轮3、减速机构4、传感器组件5、连杆组件6；所述的直流马达2设置在所述的外壳1的内部上端；所述的主动齿轮3连接所述的直流马达2，主动齿轮3位于直流马达2的下方；所述的减速机构4包括从动齿轮7、蜗杆8、斜齿轮9和斜齿轮轴10；所述的从动齿轮7接触所述的主动齿轮3，从动齿轮7位于主动齿轮3的左侧；所述的蜗杆8连接所述的从动齿轮7；所述的斜齿轮9连接所述的斜齿轮轴10；所述的传感器组件5包括磁铁11、椭圆形半圆铁圈12、电路板13和三轴可编程霍尔传感器14；所述的磁铁11连接所述的椭圆形半圆铁圈12，磁铁11和椭圆形半圆铁圈12位于所述的外壳1的内部下端；所述的三轴可编程霍尔传感器14焊接在所述的电路板13上；所述的连杆组件6连接所述的斜齿轮轴10。

抗外磁场干扰电控执行器的一个实施例中，所述的直流马达2与所述的主动齿轮3同轴连接，便于直流马达2带动主动齿轮3转动，能耗更小，更安全稳定。

抗外磁场干扰电控执行器的一个实施例中，所述的主动齿轮3与所述的从动齿轮7齿合，便于主动齿轮3带动从动齿轮7转动，从动齿轮7带动蜗杆8转动，蜗杆8带动斜齿轮9转动，斜齿轮9带动斜齿轮轴10转动，斜齿轮轴10带动连杆组件6转动。

抗外磁场干扰电控执行器的一个实施例中，所述的磁铁11设有2块，2块所述的磁铁11呈对称设置在所述的椭圆形半圆铁圈12两端，便于磁铁11与椭圆形半圆铁圈12围成一个椭圆形圆圈，椭圆形圆圈构成椭圆形磁场。

抗外磁场干扰电控执行器的一个实施例中，所述的椭圆形半圆铁圈12设有2个，2个所述的椭圆形半圆铁圈12呈对称设置，2个椭圆形半圆铁圈12与2块所述的磁铁11围成一个椭圆形圆圈，所述的三轴可编程霍尔传感器14放置在所述的椭圆形圆圈内部，便于三轴可编程霍尔传感器14感应到该磁场中X、Y、Z轴三个方向的磁场是封闭磁场，实现屏蔽发动机室内外磁场干扰的作用，而且2个磁铁11和2个椭圆形半圆铁圈12构成的椭圆形磁场旋转时，由于2个磁铁11距离圆心远，2个椭圆形半圆铁圈12距离圆心近，使三轴可编程霍尔传感器14感应到的磁场强度均匀，通过随机编程使输出信号精度更高，以便于工作效率更高，抗外磁场干扰能力更强。

抗外磁场干扰电控执行器的一个实施例中，所述的三轴可编程霍尔传感器14和所述的电路板13是固定不转动的，便于通过三轴可编程霍尔传感器14输出给发动机ECU的位置信号作为可调截面喷嘴环15的位置信号，根据当前发动机工况所需要的进气流量和进气压力时，改变可调截面喷嘴环15的开度达到ECU设定的目标位置，此时由ECU向直流马达2输出PWM驱动信号，使直流马达2正向或反向旋转来带动主动齿轮3、减速机构4、传感器组件5、连杆组件6和可调截面喷嘴环15的正向或反向旋转，通过磁场组件正向或反向旋转使三轴可编程霍尔传感器14同步输出的位置信号反馈给ECU，ECU检测三轴可编程霍尔传感器14输出的位置信号与目标设定值进行比较，通过ECU的PID闭环控制来调整当前直流马达2的角位移，使三轴可编程霍尔传感器14输出的位置信号值与目标设定值接近，完成角位移矫正，也就是使可调截面喷嘴环15的开度到达目标设定位置；当发动机低转速时发动机的排出的废气量较小，ECU向直流马达2输出相应的PWM驱动信号，使直流马达2反向旋转，控制可调截面喷嘴环15开启角度使废气流通路的截面积减小到目标位置，提高进入涡壳中的进气压力和流速，产生足够大的驱动力使涡轮转速提高，就实现发动机在较低转速下涡轮仍然高转旋转，使压气机出口压力增大，提高电控高涡轮增压器工作效率，提升发动机低转速下的扭矩和功率；当发动机高转速时发动机的排出的废气量较大，ECU向直流马达2输出相应的PWM驱动信号，使直流马达2正向旋转，控制可调截面喷嘴环15开启角度使废气流通路的截面积增大到目标位置，降低排气流速和压力，使涡轮转速减低，从而将增压压力控制在设定的目标范围内，防止压力过高对电控涡轮增压器造成损坏；当发动机加速时，需要控制可调截面喷嘴环15开启角度减小，ECU向直流马达2输出相应的PWM驱动信号，使直流马达2反向旋转，控制可调截面喷嘴环15开启角度迅速减小到目标位置，提高进入涡壳中的进气压力和流速，涡轮转速迅速提高，改善发动机的加速性能，提升发动机功率和扭矩，降低油耗，减少废气排放，同时实现屏蔽发动机室内外磁场干扰的作用。

抗外磁场干扰电控执行器的一个实施例中，还包括可调截面喷嘴环15，所述的可调截面喷嘴环15连接所述的连杆组件6，便于主动齿轮3带动从动齿轮7转动，从动齿轮7带动蜗杆8转动，蜗杆8带动斜齿轮9转动，斜齿轮9带动斜齿轮轴10转动，斜齿轮轴10带动连杆组件6转动，连杆组件6带动可调截面喷嘴环15转动。

本实用新型的直流马达2设置在外壳1的内部上端；主动齿轮3连接直流马达2，主动齿轮3位于直流马达2的下方；减速机构4包括从动齿轮7、蜗杆8、斜齿轮9和斜齿轮轴10；从动齿轮7接触主动齿轮3，从动齿轮7位于主动齿轮3的左侧；蜗杆8连接从动齿轮7；斜齿轮9连接斜齿轮轴10；传感器组件5包括磁铁11、椭圆形半圆铁圈12、电路板13和三轴可编程霍尔传感器14；磁铁11连接椭圆形半圆铁圈12，磁铁11和椭圆形半圆铁圈12位于外壳1的内部下端；三轴可编程霍尔传感器14焊接在电路板13上；连杆组件6连接斜齿轮轴10；所述的直流马达2与所述的主动齿轮3同轴连接；所述的主动齿轮3与所述的从动齿轮7齿合；所述的磁铁11设有2块，2块所述的磁铁11呈对称设置在所述的椭圆形半圆铁圈12两端；所述的椭圆形半圆铁圈12设有2个，2个所述的椭圆形半圆铁圈12呈对称设置，2个椭圆形半圆铁圈12与2块所述的磁铁11围成一个椭圆形圆圈，所述的三轴可编程霍尔传感器14放置在所述的椭圆形圆圈内部；所述的三轴可编程霍尔传感器14和所述的电路板13是固定不转动的；还包括可调截面喷嘴环15，所述的可调截面喷嘴环15连接所述的连杆组件6，使用时，通过三轴可编程霍尔传感器14输出给发动机ECU的位置信号作为可调截面喷嘴环15的位置信号，根据发动机工况所需要的进气流量和进气压力时，改变可调截面喷嘴环15的开度达到ECU设定的目标位置，由ECU向直流马达2输出PWM驱动信号，使直流马达2正向或反向旋转来带动主动齿轮3、减速机构4、传感器组件5、连杆组件6和可调截面喷嘴环15的正向或反向旋转，通过2个椭圆形半圆铁圈12与2块所述的磁铁11围成的椭圆形磁场正向或反向旋转使三轴可编程霍尔传感器14同步输出的位置信号反馈给ECU，ECU检测三轴可编程霍尔传感器14输出的位置信号与目标设定值进行比较，通过ECU的PID闭环控制来调整当前直流马达2的角位移，使三轴可编程霍尔传感器14输出的位置信号值与目标设定值接近，完成角位移矫正，也就是使可调截面喷嘴环15的开度到达目标设定位置。本实用新型能够用于电控涡轮增压器的抗外磁场干扰电控执行器，结构科学合理，操作方便，工作效率高，抗干扰能力强。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。