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專利名稱：傳感器模塊組件和具有傳感器模塊組件的節(jié)氣門裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)在內(nèi)燃機(jī)燃料供給控制和進(jìn)氣流量控制中必不可少的各種數(shù)據(jù)的傳感器安裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，至少在包括大型摩托車在內(nèi)的汽車內(nèi)燃機(jī)(下面適于稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)上一般采用裝有計(jì)算機(jī)的電子式控制裝置進(jìn)行控制。
在發(fā)動(dòng)機(jī)的電子式控制裝置中，用于經(jīng)常檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)氣狀態(tài)的各種傳感器配置在發(fā)動(dòng)機(jī)上和在它的周圍裝置上，電子式集中控制發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU(Electronic Control Unit)根據(jù)從這些傳感器送來的各種數(shù)據(jù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行最優(yōu)控制。
發(fā)動(dòng)機(jī)是使汽油等燃料與空氣混合，利用使此空氣混合燃料在活塞內(nèi)燃燒，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的設(shè)備，所以控制向發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給量的同時(shí)控制進(jìn)氣流量的最優(yōu)化變得非常重要。
提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量可以用節(jié)氣門進(jìn)行調(diào)整，節(jié)氣門設(shè)在連接在發(fā)動(dòng)機(jī)上的進(jìn)氣管一側(cè)。節(jié)氣門裝置一般是在進(jìn)氣用圓筒管內(nèi)部設(shè)置節(jié)氣門閥(節(jié)流閥)的裝置，利用調(diào)整此節(jié)氣門閥(下面在本申請(qǐng)中簡(jiǎn)稱為“節(jié)氣門”)的開度，進(jìn)行空氣流量的調(diào)整。
因此，必須經(jīng)常檢測(cè)進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置中的節(jié)氣門的開度，ECU根據(jù)從設(shè)在此節(jié)氣門附近的節(jié)氣門-位置傳感器(Throttle PositionSensor下面適于稱為“TPS”)的輸出信號(hào)，進(jìn)行此節(jié)氣門開度的檢測(cè)。
TPS分成兩大類，一類是接觸型位置傳感器，它安裝成使電位計(jì)與節(jié)氣門的動(dòng)作連動(dòng)，利用使觸頭與電阻膜接觸，檢測(cè)節(jié)氣門的開度；除此之外還有一類是非接觸型位置傳感器，不直接接觸與節(jié)氣門連動(dòng)的可動(dòng)部件，利用霍爾元件和MR元件來檢測(cè)節(jié)氣門的開度。
使用電位計(jì)的接觸型TPS在向節(jié)氣門主體安裝時(shí)要求高的定位精度。也就是說，把TPS臨時(shí)固定在節(jié)氣門裝置主體上以后，要一邊監(jiān)測(cè)從TPS輸出的信號(hào)，一邊要在節(jié)氣門軸的周圍調(diào)整它的位置(例如參照日本特開平11-223508號(hào)公報(bào))。在多氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，必須在每個(gè)節(jié)氣門主體上進(jìn)行此調(diào)整，所以組裝工作變得非常麻煩。此外，在發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣管一側(cè)除了TPS以外，還必須安裝進(jìn)氣溫度傳感器和進(jìn)氣壓力傳感器等多個(gè)傳感器，單獨(dú)安裝這些傳感器的工作麻煩，使工作效率降低。
因此，提出了使用無須這些麻煩的安裝工作和調(diào)整的非接觸型TPS，并且把它和其他傳感器一起整體安裝在節(jié)氣門主體上的一體式節(jié)氣門主體的方案(例如參照日本特開平09-250374號(hào)公報(bào))，以及提出了把裝入多個(gè)傳感器的ECU基板安裝在節(jié)氣門主體上的安裝結(jié)構(gòu)的方案(例如參照日本特開平11-294216號(hào)公報(bào))。
可是，在日本特開平09-250374號(hào)公報(bào)所記載的一體式節(jié)氣門主體中，節(jié)氣門主體本身同時(shí)起到承載多個(gè)傳感器的傳感器承載裝置的作用，由于節(jié)氣門裝置的尺寸和節(jié)氣門主體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的形狀受到很大限制，這就會(huì)提高節(jié)氣門裝置的制造成本。此外，由于一個(gè)個(gè)傳感器單獨(dú)安裝在規(guī)定的部位，與現(xiàn)有的安裝方法相比，不能大幅度改善制造工序中的安裝工作效率。
此外，在日本特開平11-294216號(hào)公報(bào)發(fā)表的把裝入多個(gè)傳感器的ECU基板安裝在節(jié)氣門主體上的安裝方法，有助于減輕傳感器和ECU之間的布線工作，但是不僅在節(jié)氣門裝置的尺寸和節(jié)氣門主體的內(nèi)側(cè)形狀和外側(cè)形狀受到很大限制，而且在ECU基板的尺寸和基板內(nèi)的電器部件的配置位置上也受到很大限制。因此，有時(shí)會(huì)難以裝在特別是用于摩托車和小型汽車的小型形狀的節(jié)氣門裝置上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種傳感器安裝結(jié)構(gòu)，使設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管一側(cè)的多個(gè)傳感器的安裝非常容易，而且可以把各傳感器定位在正確的檢測(cè)位置，此外對(duì)作為傳感器安裝對(duì)象的裝置尺寸和形狀也不必有很大限制。
為此，本發(fā)明提供一種傳感器模塊組件，其特征在于，它是把內(nèi)燃機(jī)中的燃料供給控制和進(jìn)氣流量控制所必須的多個(gè)傳感器裝在一起的傳感器模塊組件，其具有安裝有進(jìn)氣溫度傳感器的進(jìn)氣溫度傳感器保持部分；至少有節(jié)氣門-位置傳感器保持部分和進(jìn)氣壓力傳感器保持部分中的一個(gè)，所述節(jié)氣門-位置傳感器保持部分安裝有用于檢測(cè)進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置中的節(jié)氣門閥開度的位置傳感器，所述進(jìn)氣壓力傳感器保持部分安裝有進(jìn)氣壓力傳感器；組件主體，它把至少一個(gè)上述進(jìn)氣溫度傳感器保持部分、上述節(jié)氣門-位置傳感器保持部分、上述進(jìn)氣壓力傳感器保持部分安裝成一體，定位在組件內(nèi)規(guī)定的配置位置；這樣，把上述組件主體安裝在進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置的節(jié)氣門軸附近時(shí)，使上述多個(gè)傳感器分別位于上述節(jié)氣門裝置中的規(guī)定的檢測(cè)位置。
其中，其特征在于，把上述組件主體安裝在上述進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置上時(shí)，上述進(jìn)氣溫度傳感器位于上述節(jié)氣門閥的進(jìn)氣上游一側(cè)，具有上述進(jìn)氣壓力傳感器保持部分的情況下，上述壓力傳感器位于上述節(jié)氣門閥的進(jìn)氣下游一側(cè)。
通過替代上述進(jìn)氣壓力傳感器或與上述進(jìn)氣壓力傳感器一起，在組件主體內(nèi)的與上述進(jìn)氣溫度傳感器保持部分相鄰的位置上設(shè)置安裝有外部氣體壓力傳感器的外部氣體壓力傳感器保持部分，以便靈活地應(yīng)對(duì)要安裝的傳感器的組合。其中，上述外部氣體壓力傳感器被安裝在上述進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置上時(shí)，被配置在上述節(jié)氣門閥的進(jìn)氣上游一側(cè)。
此外，本發(fā)明的重要特征在于，把上述組件主體安裝在上述進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置上時(shí)，上述溫度傳感器保持部分進(jìn)行上述節(jié)氣門軸周圍的定位。其中，上述溫度傳感器是通到上述進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置的進(jìn)氣門主體的內(nèi)壁的突出來的導(dǎo)管，利用把此導(dǎo)管嵌入設(shè)在上述節(jié)氣門主體上的開口來進(jìn)行上述定位。
可是，上述節(jié)氣門-位置傳感器是用于檢測(cè)上述節(jié)氣門閥開度的霍爾元件、MR元件等的非接觸型位置傳感器。這樣就不需要麻煩的位置傳感器的安裝調(diào)整工作。
此外，本傳感器模塊組件具有連接來自上述多個(gè)傳感器的傳感器輸出線的電路基板，此電路基板裝有至少把來自上述非接觸型的位置傳感器的傳感器輸出變換成規(guī)定的輸出信號(hào)的輸出信號(hào)調(diào)整裝置。
此電路基板具有接口裝置(interface)，所述接口裝置用于向具有外部的進(jìn)氣用節(jié)氣門閥控制裝置或進(jìn)氣用節(jié)氣門控制裝置的電子式燃料噴射控制裝置發(fā)送上述多個(gè)傳感器的輸出或上述輸出信號(hào)。
本發(fā)明還提供包括這樣的傳感器模塊組件的進(jìn)氣用節(jié)氣門閥控制裝置和進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置。
在本發(fā)明的傳感器模塊組件中，組件主體被安裝在進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置的節(jié)氣門軸附近時(shí)，通過多個(gè)傳感器分別位于上述節(jié)氣門裝置中規(guī)定的檢測(cè)位置，使設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管一側(cè)的多個(gè)傳感器的安裝非常容易，而且可以實(shí)現(xiàn)把各個(gè)傳感器定位在正確的檢測(cè)位置，此外也不需要對(duì)作為傳感器安裝對(duì)象的裝置的尺寸和形狀進(jìn)行限制。


圖1為表示本傳感器模塊組件被安裝在節(jié)氣門裝置上的狀態(tài)的安裝剖面圖。
圖2為表示本傳感器模塊組件的第1實(shí)施例。
圖3為表示本傳感器模塊組件的第2實(shí)施例。
圖4為表示本傳感器模塊組件的第3實(shí)施例。
圖5為表示本傳感器模塊組件的第4實(shí)施例。
圖6為節(jié)氣門裝置中的節(jié)氣門主體的側(cè)視圖。
圖7為安裝本傳感器組件的節(jié)氣門主體的側(cè)視圖。
圖8為從安裝本傳感器模塊組件一側(cè)看的俯視圖。
圖9為簡(jiǎn)要表示構(gòu)成非接觸型位置傳感器的霍爾元件的電路結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖10為表示節(jié)氣門閥的角度與霍爾元件的輸出電壓的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的傳感器模塊組件的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1是表示本傳感器模塊組件1被安裝在節(jié)氣門裝置2上的節(jié)氣門軸15附近的節(jié)氣門主體20側(cè)面的狀態(tài)圖。
在圖1中，節(jié)氣門閥18的左側(cè)是進(jìn)氣上游一側(cè)(空氣過濾器一側(cè))，節(jié)氣門閥18的右側(cè)是進(jìn)氣下游一側(cè)(發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè))。節(jié)氣門主體20做成筒狀，在左端形成空氣吸入口10A，在右端形成法蘭10B。
從空氣引進(jìn)口引進(jìn)的外部空氣通過空氣過濾器(圖中沒有表示)過濾，把過濾的空氣從空氣吸入口10A一側(cè)提供給節(jié)氣門裝置2。節(jié)氣門裝置2通過使節(jié)氣門閥18的開度變窄或變寬，調(diào)整此過濾空氣的通道面積，控制向發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量。調(diào)整進(jìn)氣流量的節(jié)氣門軸15設(shè)置在節(jié)氣門主體20側(cè)面大致中央的位置上，節(jié)氣門閥18的閥門連接在此節(jié)氣門軸15上。如后面詳細(xì)說明所述，此節(jié)氣門閥18的開度利用例如具有霍爾元件31的非接觸型位置傳感器(TPS)進(jìn)行檢測(cè)。
此外，如圖1所示，其結(jié)構(gòu)是分別在節(jié)氣門閥18的進(jìn)氣上游一側(cè)配置進(jìn)氣溫度傳感器33，在節(jié)氣門閥18的下游一側(cè)配置進(jìn)氣壓力傳感器32。非接觸型TPS31等、進(jìn)氣壓力傳感器32和進(jìn)氣溫度傳感器33分別用設(shè)在組件主體10內(nèi)的規(guī)定位置上的TPS保持部分23A、進(jìn)氣壓力傳感器保持部分26和進(jìn)氣溫度傳感器保持部分24來支承。
這樣，本傳感器模塊組件1被安裝在進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2的節(jié)氣門軸15附近時(shí)，使各種傳感器分別位于節(jié)氣門裝置2中規(guī)定位置。其中，進(jìn)氣溫度傳感器33位于節(jié)氣門閥18的進(jìn)氣上游一側(cè)，進(jìn)氣壓力傳感器32配置在節(jié)氣門閥18的進(jìn)氣下游一側(cè)的規(guī)定位置。此外，如圖1所示，在節(jié)氣門主體20上形成大致為圓筒形的突起23。這樣使TPS31等的定位。
如圖1所示，在傳感器模塊的盒21內(nèi)設(shè)置電路基板30，此電路基板30被固定在傳感器組件模塊1的組件主體10的規(guī)定部位。在電路基板30上安裝構(gòu)成TPS的霍爾元件31、進(jìn)氣壓力傳感器32，同時(shí)安裝來自溫度傳感器33的引線34，所述溫度傳感器33設(shè)置在通向節(jié)氣門裝置2的進(jìn)氣筒內(nèi)的導(dǎo)管(進(jìn)氣溫度傳感器的保持部分)24的前端上。這些元件通過裝在電路基板30上的接線板28(參照?qǐng)D7和圖8)的端子，連接在電路基板30上的電子控制電路上。
構(gòu)成TPS31的霍爾元件31配置在定子(stator)放置部分23A內(nèi)，所述定子放置部分23A在大致呈圓筒形的突起23內(nèi)形成，為了控制霍爾元件31周圍的磁場(chǎng)，在此定子放置部分23A內(nèi)配置有由做成規(guī)定形狀的磁體構(gòu)成的定子。
進(jìn)氣溫度傳感器33被支承在溫度傳感器保持部分24上，所述溫度傳感器保持部分24是通到進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2的節(jié)氣門主體20內(nèi)壁的突出的導(dǎo)管。此導(dǎo)管24嵌入設(shè)在節(jié)氣門主體20上的開口20A中，所以本組件主體10被安裝到進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2上時(shí)，需要進(jìn)行在上述節(jié)氣門軸周圍的定位。
構(gòu)成TPS31的轉(zhuǎn)子(rotor)11連接在節(jié)氣門軸15上。轉(zhuǎn)子11用螺釘16固定在節(jié)氣門軸15上。這樣，轉(zhuǎn)子11與節(jié)氣門軸15形成一體轉(zhuǎn)動(dòng)。節(jié)氣門軸15貫通節(jié)氣門主體20，橫穿其大致中央。在與轉(zhuǎn)子11相反一側(cè)的端部，貫通節(jié)氣門主體20的節(jié)氣門軸15被連接在節(jié)氣門操縱桿17上。在節(jié)氣門主體20內(nèi)的流路40中，節(jié)氣門軸15安裝有節(jié)氣門閥18，根據(jù)它的位置(角度)調(diào)整流路40內(nèi)通過的進(jìn)氣量。也就是轉(zhuǎn)子11的旋轉(zhuǎn)角度與節(jié)氣門閥18的開度有關(guān)。其中，回位彈簧19通過節(jié)氣門操縱桿17與節(jié)氣門軸15配合。
在轉(zhuǎn)子11的一部分內(nèi)側(cè)圓周面上，沿它的圓周設(shè)置有磁鐵M。把傳感器組件模塊10安裝在節(jié)氣門主體20上時(shí)，磁鐵M被配置在沿定子放置部分23A的外圓周上。也就是TPS由轉(zhuǎn)子11、霍爾元件31、定子構(gòu)成，通過用霍爾元件31檢測(cè)轉(zhuǎn)子11對(duì)應(yīng)于節(jié)氣門閥18位置的旋轉(zhuǎn)造成的磁場(chǎng)變化，檢測(cè)節(jié)氣門閥18的位置。
進(jìn)氣溫度傳感器安裝口12和進(jìn)氣壓力傳感器檢測(cè)用通路13都與節(jié)氣門主體20內(nèi)的流路和外部連通。此外，例如設(shè)置兩個(gè)用于安裝傳感器組件模塊的主體盒10的螺釘孔14，把轉(zhuǎn)子11夾在中間(參照?qǐng)D6)。
下面對(duì)組裝在本發(fā)明的傳感器模塊組件中的多種傳感器的組合進(jìn)行說明。
實(shí)施例1.
圖2表示圖1所示的本發(fā)明的傳感器模塊組件的第1實(shí)施例。
本第1實(shí)施例的傳感器模塊組件裝有進(jìn)氣溫度傳感器33、TPS31和進(jìn)氣壓力傳感器32等三個(gè)傳感器。
因此，本傳感器模塊組件在組件盒10內(nèi)的規(guī)定位置上具有安裝有進(jìn)氣溫度傳感器的進(jìn)氣溫度傳感器保持部分24、TPS保持部分23A和進(jìn)氣壓力傳感器保持部分26。
其中，進(jìn)氣溫度傳感器保持部分24由通到進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2的進(jìn)氣門主體20(圖1)內(nèi)壁的突出導(dǎo)管24構(gòu)成，此導(dǎo)管24嵌入設(shè)在節(jié)氣門主體20上的開口20A中，所以在本組件主體10安裝在進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2上時(shí)，就會(huì)進(jìn)行上述節(jié)氣門軸周圍的定位。同時(shí)，進(jìn)氣溫度傳感器33位于節(jié)氣門閥18的進(jìn)氣上游一側(cè)，進(jìn)氣壓力傳感器32配置在節(jié)氣門閥18的進(jìn)氣下游一側(cè)的規(guī)定位置上。
在圖2中，進(jìn)氣溫度傳感器33通過引線34連接在電路基板30上，TPS31和進(jìn)氣壓力傳感器32是直接裝在電路基板上的。
在電路基板30上裝有根據(jù)來自這些傳感器的輸出信號(hào)變換成規(guī)定輸出信號(hào)的輸出信號(hào)調(diào)整裝置。
實(shí)施例2.
圖3表示本發(fā)明的傳感器模塊組件的第2實(shí)施例。
本第2實(shí)施例的傳感器模塊組件安裝有進(jìn)氣溫度傳感器33、TPS31、進(jìn)氣壓力傳感器32和外部氣體壓力傳感器35等四個(gè)傳感器。
因此，本傳感器模塊組件在組件盒10內(nèi)的規(guī)定位置具有安裝有進(jìn)氣溫度傳感器的進(jìn)氣溫度傳感器保持部分24、TPS保持部分23A和進(jìn)氣壓力傳感器保持部分26和外部氣體壓力傳感器保持部分36。
其中，外部氣體壓力傳感器35需要檢測(cè)主體盒10外側(cè)的空氣壓力，安裝成此傳感器面向上。
與上面說明的第1實(shí)施例相同，進(jìn)氣溫度傳感器保持部分24由通到進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2的進(jìn)氣門主體20(圖1)內(nèi)壁的突出導(dǎo)管24構(gòu)成，此導(dǎo)管24嵌入設(shè)在節(jié)氣門主體20上的開20A中，所以在本組件主體10安裝在進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2上時(shí)，就會(huì)進(jìn)行上述節(jié)氣門軸周圍的定位。同時(shí)，進(jìn)氣溫度傳感器33位于節(jié)氣門閥18的進(jìn)氣上游一側(cè)，進(jìn)氣壓力傳感器32配置在節(jié)氣門閥18的進(jìn)氣下游一側(cè)的規(guī)定位置上。再有外部氣體壓力傳感器35配置在檢測(cè)主體盒10外側(cè)空氣壓力的位置。
在圖3中，進(jìn)氣溫度傳感器33通過引線34連接在電路基板30上，TPS31和進(jìn)氣壓力傳感器32是直接裝在電路基板上的。
在電路基板30上裝有根據(jù)來自這些傳感器的輸出信號(hào)變換成規(guī)定輸出信號(hào)的輸出信號(hào)調(diào)整裝置。
實(shí)施例3.
圖4表示本發(fā)明的傳感器模塊組件的第3實(shí)施例。
本第3實(shí)施例的傳感器模塊組件裝有進(jìn)氣溫度傳感器33和TPS31等兩個(gè)傳感器。
因此，本傳感器模塊組件在組件盒10內(nèi)的規(guī)定位置具有裝有進(jìn)氣溫度傳感器的進(jìn)氣溫度傳感器保持部分24和TPS保持部分23A。
與上面說明的第1和第2實(shí)施例相同，進(jìn)氣溫度傳感器保持部分24由通到進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2的進(jìn)氣門主體20(圖1)內(nèi)壁的突出導(dǎo)管24構(gòu)成，此導(dǎo)管24嵌入設(shè)在節(jié)氣門主體20上的開20A中，所以在本組件主體10安裝在進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2上時(shí)，就會(huì)進(jìn)行上述節(jié)氣門軸周圍的定位。同時(shí)，進(jìn)氣溫度傳感器33位于節(jié)氣門閥18的進(jìn)氣上游一側(cè)。
在圖4中進(jìn)氣溫度傳感器33通過引線34連接在電路基板30上，TPS31是直接裝在電路基板上的。
在電路基板30上裝有根據(jù)來自這些傳感器的輸出信號(hào)變換成規(guī)定輸出信號(hào)的輸出信號(hào)調(diào)整裝置。
實(shí)施例4.
圖5表示本發(fā)明的傳感器模塊組件的第4實(shí)施例。
本第4實(shí)施例的傳感器模塊組件裝有進(jìn)氣溫度傳感器33和進(jìn)氣壓力傳感器等兩個(gè)傳感器。
因此，本傳感器模塊組件在組件盒10內(nèi)的規(guī)定位置具有裝有進(jìn)氣溫度傳感器的進(jìn)氣溫度傳感器保持部分24和進(jìn)氣壓力傳感器保持部分26。
與以上說明的其他實(shí)施例相同，進(jìn)氣溫度傳感器保持部分24由通到進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2的進(jìn)氣門主體20(圖1)內(nèi)壁的突出導(dǎo)管24構(gòu)成，此導(dǎo)管24嵌入設(shè)在節(jié)氣門主體20上的開口20A中，所以在本組件主體10安裝在進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置2上時(shí)，進(jìn)行上述節(jié)氣門軸周圍的定位。同時(shí)，進(jìn)氣溫度傳感器33位于節(jié)氣門閥18的進(jìn)氣上游一側(cè)，進(jìn)氣壓力傳感器32配置在節(jié)氣門閥18的進(jìn)氣下游一側(cè)的規(guī)定位置上。
在圖5中，進(jìn)氣溫度傳感器33通過引線34連接在電路基板30上，進(jìn)氣壓力傳感器32是直接裝在電路基板上的。
在電路基板30上裝有根據(jù)來自這些傳感器的輸出信號(hào)變換成規(guī)定輸出信號(hào)的輸出信號(hào)調(diào)整裝置。
圖6為安裝有本傳感器模塊組件1的節(jié)氣門裝置2的側(cè)視圖，是表示作為節(jié)氣門裝置的節(jié)氣門閥采用蝶閥的節(jié)氣門裝置2的節(jié)氣門主體20側(cè)面圖。
在圖6中，在節(jié)氣門主體20側(cè)面的大致中央，設(shè)有被連接在調(diào)整進(jìn)氣流量的節(jié)氣門軸15上的轉(zhuǎn)子11。在此轉(zhuǎn)子11的進(jìn)氣上游一側(cè)(左側(cè))形成用于裝上進(jìn)氣溫度傳感器(參照?qǐng)D2至圖5)的溫度傳感器安裝口12(參照?qǐng)D6)，在轉(zhuǎn)子11的進(jìn)氣下游一側(cè)(右側(cè))形成用于檢測(cè)節(jié)氣門閥后面的負(fù)壓的壓力檢測(cè)用通道13(參照?qǐng)D6)。
溫度傳感器安裝口12和壓力檢測(cè)用通道13都與節(jié)氣門主體20內(nèi)的流路和外部連通。此外，例如設(shè)置兩個(gè)用于安裝傳感器組件模塊的10(參照?qǐng)D2至圖5)的螺釘孔14，把轉(zhuǎn)子11夾在中間。
節(jié)氣門主體20做成筒形，在左端形成空氣吸入口10A，在右端形成法蘭10B。在節(jié)氣門主體20側(cè)面的大致中央，設(shè)置被連接在節(jié)氣門軸(參照?qǐng)D1)上的轉(zhuǎn)子11。此外，在轉(zhuǎn)子11的上游一側(cè)(左側(cè))形成用于安裝進(jìn)氣溫度傳感器(參照?qǐng)D2至圖5)的溫度傳感器安裝口12，在轉(zhuǎn)子11的下游一側(cè)(右側(cè))形成用于檢測(cè)節(jié)氣門閥后面的負(fù)壓的壓力檢測(cè)用通道13。溫度傳感器安裝口12和壓力檢測(cè)用通道13都與節(jié)氣門主體20內(nèi)的流路和外部連通。此外，例如設(shè)置兩個(gè)用于安裝傳感器組件模塊的10的螺釘孔14，把轉(zhuǎn)子11夾在中間。
圖7表示在圖6的節(jié)氣門主體20上安裝了本傳感器組件模塊10的狀態(tài)。
圖8表示從里側(cè)看把傳感器組件模塊10安裝在節(jié)氣門主體20上時(shí)的俯視圖。
如前面說明的那樣，在圖7所示的傳感器主體的盒21內(nèi)裝有放置進(jìn)氣溫度傳感器33、非接觸型TPS31、進(jìn)氣壓力傳感器32等的電路基板30(參照?qǐng)D1至圖5)，用密封墊22密封。
如圖8所示，在傳感器組件模塊10的背面，在分別對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子11(圖6)、溫度傳感器安裝口12、壓力傳感器用通道13、螺釘孔14的位置，設(shè)置有轉(zhuǎn)子嵌入部分23、溫度傳感器用導(dǎo)管24、壓力傳感器保持部分25和兩個(gè)貫通孔26。
轉(zhuǎn)子嵌入部分23由比轉(zhuǎn)子11大一圈的圓筒壁構(gòu)成，在它的內(nèi)側(cè)中央形成圓筒形的定子放置部分23A。轉(zhuǎn)子11嵌入轉(zhuǎn)子嵌入部分23的圓筒壁和定子放置部分23A之間，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。溫度傳感器用導(dǎo)管24從傳感器組件模塊10的背面垂直延伸，在它的前端設(shè)置溫度傳感器(參照?qǐng)D2至圖5)。在把傳感器組件模塊10向節(jié)氣門主體20安裝時(shí)，溫度傳感器用導(dǎo)管24被插入到溫度傳感器安裝口12。這樣，傳感器組件模塊10被定位在轉(zhuǎn)子嵌入部分23的軸心周圍。溫度傳感器用導(dǎo)管24通過溫度傳感器安裝口12，通到節(jié)氣門主體20的內(nèi)側(cè)，以便不受節(jié)氣門主體的熱量的影響。
在傳感器組件模塊10被定位后，壓力傳感器保持部分25被配置在與壓力檢測(cè)用通道13一致的位置上，節(jié)氣門主體20內(nèi)的壓力被引導(dǎo)到壓力傳感器保持部分25。最后，用兩個(gè)螺釘27把傳感器組件模塊10固定在節(jié)氣門主體20上。也就是，螺釘27通過設(shè)在傳感器組件模塊10上的兩個(gè)貫通孔26，分別擰緊在設(shè)在節(jié)氣門主體20側(cè)面上的螺釘孔14上。
此外，接線板28設(shè)置在傳感器組件模塊10上，通過信號(hào)電纜(圖中沒有表示)連接在圖中沒有表示的電子控制電路上。在接線板28內(nèi)設(shè)置多個(gè)端子(圖中沒有表示)，與設(shè)在傳感器電路盒21內(nèi)的電路基板連接。此外，由于電子控制電路易受熱的影響，所以被設(shè)置在距節(jié)氣門主體20足夠遠(yuǎn)的位置上。
下面參照?qǐng)D9和圖10對(duì)使用霍爾元件31的TPS初始化處理(輸出處理)進(jìn)行說明。圖9為簡(jiǎn)要說明霍爾元件31的電路結(jié)構(gòu)的方框圖，圖10為表示節(jié)氣門閥18的角度和霍爾元件31的輸出電壓的關(guān)系的曲線。
如圖9所示，霍爾元件31作為IC構(gòu)成，例如具有接地端子GND、輸入端子IN和輸出端子OUT。在霍爾元件31內(nèi)設(shè)置檢測(cè)霍爾電壓的霍爾電壓檢測(cè)電路310，輸出對(duì)應(yīng)于周圍磁場(chǎng)的變化的信號(hào)。從霍爾電壓檢測(cè)電路310輸出的信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器311變換成數(shù)字信號(hào)，被輸入到DSP(digital signal processor)電路312，實(shí)施規(guī)定的數(shù)字信號(hào)處理。
此后，通過D/A轉(zhuǎn)換器313，變成模擬電壓信號(hào)，從輸出端子OUT輸出。此外，EEPROM 314被連接在DSP電路312上，用DSP電路312的信號(hào)處理根據(jù)存儲(chǔ)在EEPROM 314中的參數(shù)進(jìn)行控制。在EEPROM 314中的數(shù)據(jù)可以利用把脈沖調(diào)制后的信號(hào)(Vin)輸入到輸入端子IN來進(jìn)行。輸入規(guī)定的信號(hào)后，可以不進(jìn)行EEPROM 314的改寫。
如圖10所示，從輸出端子OUT輸出的節(jié)氣門閥18的角度θ和電壓Vout的關(guān)系用直線L表示。也就是，電壓Vout以Vout＝C·θ+Vo表示。其中，C為控制霍爾元件31的靈敏度的系數(shù)，Vo為偏置(offset)電壓。系數(shù)C和偏置電壓Vo的值作為在EEPROM 314控制DSP電路312的參數(shù)，可以由用戶寫入。也就是，在DSP電路312中，根據(jù)存儲(chǔ)在EEPROM 314的系數(shù)C和偏置電壓Vo的值，調(diào)整它的輸出特性。
在使用霍爾元件31的本實(shí)施方式的TPS中，把傳感器組件模塊10組裝到節(jié)氣門主體20上以后，在節(jié)氣門閥18的角度θ和霍爾元件31的輸出電壓Vout之間進(jìn)行校準(zhǔn)。角度θ和輸出電壓Vout之間的關(guān)系根據(jù)每種節(jié)氣門主體20和傳感器組件模塊10的組合不同。例如每種組裝的制品在節(jié)氣門閥18全關(guān)閉狀態(tài)下的輸出電壓不同。
根據(jù)上述校準(zhǔn)的結(jié)果，把DSP電路312的控制參數(shù)的系數(shù)C和偏置電壓Vo寫入EEPROM 314中，把節(jié)氣門閥18的角度θ和從TPS的輸出Vout的關(guān)系調(diào)整到合適的關(guān)系。
像上述這樣采用本實(shí)施方式的話，由于可以把TPS和其他傳感器作為整體的組件安裝節(jié)氣門主體上，所以可以使把這些傳感器向節(jié)氣門主體上安裝的工作變得簡(jiǎn)單，可以提高它的工作效率。此外，在本實(shí)施方式中，TPS的輸出和節(jié)氣門的角度的關(guān)系由于可以進(jìn)行電調(diào)整，所以沒有必要像現(xiàn)有那樣利用臨時(shí)緊固進(jìn)行機(jī)械調(diào)整，大幅度提高工作效率。
像本實(shí)施方式這樣，把多個(gè)傳感器和TPS作為整體組件安裝在節(jié)氣門主體上的情況下，各傳感器相互之間的位置關(guān)系在組件中預(yù)先確定。因此，安裝時(shí)必須把組件在節(jié)氣門主體上定位，使各傳感器配置在合適的位置上。
在現(xiàn)有技術(shù)中，TPS的軸周圍的合適位置是因組裝的制品不同而不同，組裝時(shí)有必要對(duì)TPS的軸周圍的位置進(jìn)行微調(diào)，難以把TPS預(yù)先和其他傳感器形成一體。可是在本傳感器模塊組件中，通過使用非接觸型TPS，將現(xiàn)有技術(shù)的TPS在節(jié)氣門主體上安裝時(shí)所需的對(duì)TPS的節(jié)氣門閥相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的微調(diào)，替換為安裝后的電調(diào)整。這樣就沒有必要以高的精度對(duì)TPS進(jìn)行定位，可以以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)預(yù)先把TPS以外的傳感器與TPS一起作為整體組件構(gòu)成。
在本實(shí)施方式中，把溫度傳感器用導(dǎo)管同時(shí)兼作為傳感器組件的定位，所以不需要另外設(shè)置用于定位的部件。
在本實(shí)施方式中，作為非接觸型TPS列舉了使用霍爾元件的一個(gè)例子，但除了霍爾元件以外，也可以使用MR元件和感應(yīng)方式的傳感器。
在本實(shí)施方式中，除了進(jìn)氣溫度傳感器以外，還列舉了非接觸型TPS、進(jìn)氣壓力傳感器和外部氣體壓力傳感器，但并不限定于此。此外也可以同時(shí)具有這些以外的多個(gè)傳感器。
在上述的本傳感器模塊組件中，在定位用的導(dǎo)向部件中使用進(jìn)氣溫度傳感器用導(dǎo)管，但也可以利用把進(jìn)氣壓力傳感器保持部分等作為定位用的導(dǎo)向部分。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明涉及裝有用于檢測(cè)在內(nèi)燃機(jī)燃料供給控制和進(jìn)氣流量控制中必不可少的各種數(shù)據(jù)的傳感器安裝工作、和使安裝后的調(diào)整工作變得容易的多個(gè)傳感器的傳感器模塊組件，具有工業(yè)上的實(shí)用性。
權(quán)利要求
1.一種傳感器模塊組件，其特征在于，它是把內(nèi)燃機(jī)中的燃料供給控制和進(jìn)氣流量控制所必須的多個(gè)傳感器裝成一體的傳感器模塊組件，其具有進(jìn)氣溫度傳感器保持部分，裝有進(jìn)氣溫度傳感器；至少有節(jié)氣門-位置傳感器保持部分和進(jìn)氣壓力傳感器保持部分中的一個(gè)，所述節(jié)氣門-位置傳感器保持部分裝有用于檢測(cè)進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置中的節(jié)氣門閥開度的位置傳感器，所述進(jìn)氣壓力傳感器保持部分裝有進(jìn)氣壓力傳感器；組件主體，把所述進(jìn)氣溫度傳感器保持部分、節(jié)氣門-位置傳感器保持部分、進(jìn)氣壓力傳感器保持部分中的至少一個(gè)裝成一體，定位在組件內(nèi)規(guī)定的配置位置；其中，把所述組件主體安裝在進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置的節(jié)氣門軸附近時(shí)，使所述多個(gè)傳感器分別位于所述節(jié)氣門裝置中的規(guī)定的檢測(cè)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器模塊組件，其特征在于，把所述組件主體安裝在所述進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置上時(shí)，所述進(jìn)氣溫度傳感器位于所述節(jié)氣門閥的進(jìn)氣上游一側(cè)，在具有所述進(jìn)氣壓力傳感器保持部分的情況下，所述進(jìn)氣壓力傳感器位于所述節(jié)氣門閥的進(jìn)氣下游一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器模塊組件，其特征在于，在組件主體內(nèi)的與所述進(jìn)氣溫度傳感器保持部分相鄰的位置上，替代所述進(jìn)氣壓力傳感器或者與所述進(jìn)氣壓力傳感器一起，設(shè)置裝有外部氣體壓力傳感器的外部氣體壓力傳感器保持部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器模塊組件，其特征在于，把所述組件主體安裝在所述進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置上時(shí)，所述外部氣體壓力傳感器被配置在所述節(jié)氣門閥的進(jìn)氣上游一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的傳感器模塊組件，其特征在于，把所述組件主體安裝在所述進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置上時(shí)，所述溫度傳感器保持部分進(jìn)行所述節(jié)氣門軸的周圍的定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器模塊組件，其特征在于，所述溫度傳感器是通到所述進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置的進(jìn)氣門主體的內(nèi)壁的突出來的導(dǎo)管，利用把此導(dǎo)管嵌入設(shè)置在所述節(jié)氣門主體上的開口來進(jìn)行所述定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器模塊組件，其特征在于，所述節(jié)氣門-位置傳感器是用于檢測(cè)所述節(jié)氣門閥開度的霍爾元件、MR元件等的非接觸型位置傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器模塊組件，其特征在于，具有用于連接來自所述多個(gè)傳感器的傳感器輸出線的電路基板，所述電路基板裝有至少把來自所述非接觸型的位置傳感器的傳感器輸出變換成規(guī)定的輸出信號(hào)的輸出信號(hào)調(diào)整裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器模塊組件，其特征在于，所述電路基板具有接口裝置，所述接口裝置用于向具有外部的進(jìn)氣用節(jié)氣門閥控制裝置或進(jìn)氣用節(jié)氣門控制裝置的電子式燃料噴射控制裝置發(fā)送所述多個(gè)傳感器的輸出或所述輸出信號(hào)。
10.一種包括權(quán)利要求1至9中任何一項(xiàng)所述的所述傳感器模塊組件的進(jìn)氣用節(jié)氣門閥控制裝置。
11.一種具有權(quán)利要求10所述的所述進(jìn)氣用節(jié)氣門閥控制裝置的進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置。
12.一種裝有權(quán)利要求11所述的所述進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置的車輛。
全文摘要
本發(fā)明提供一種傳感器安裝結(jié)構(gòu)，使設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管一側(cè)的多個(gè)傳感器的安裝非常容易，而且可以把各傳感器定位在正確的檢測(cè)位置。傳感器模塊組件把內(nèi)燃機(jī)中的燃料供給控制和進(jìn)氣流量控制所必須的多個(gè)傳感器裝成一體，具有裝有進(jìn)氣溫度傳感器的進(jìn)氣溫度傳感器保持部分；至少有節(jié)氣門－位置傳感器保持部分和進(jìn)氣壓力傳感器保持部分中的一個(gè)，所述節(jié)氣門－位置傳感器保持部分裝有用于檢測(cè)進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置中的節(jié)氣門閥開度的位置傳感器，所述進(jìn)氣壓力傳感器保持部分裝有進(jìn)氣壓力傳感器；組件主體把上述進(jìn)氣溫度傳感器保持部分、節(jié)氣門－位置傳感器保持部分、進(jìn)氣壓力傳感器保持部分中的至少一個(gè)裝成一體，定位在組件內(nèi)規(guī)定的配置位置；把上述組件主體安裝在進(jìn)氣用節(jié)氣門裝置的節(jié)氣門軸附近時(shí)，使上述多個(gè)傳感器分別位于上述節(jié)氣門裝置中的規(guī)定的檢測(cè)位置。
文檔編號(hào)G01M99/00GK1751176SQ200480004530
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月20日
發(fā)明者武藏一浩, 山崎茂 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三國(guó)