电动执行装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种电动执行装置，包括：输出轴；角度测量组件，所述角度测量组件通过非接触式方式测量所述输出轴的当前角度；控制组件，所述控制组件与所述角度测量组件相连，所述控制组件根据所述角度测量组件检测的所述输出轴的当前角度和待调整角度进行比较，并实时根据偏差量计算控制量以产生驱动信号；和驱动组件，所述驱动组件与所述控制组件相连，根据所述控制组件的驱动信号驱动所述输出轴以转动至所述待调整角度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及执行机构的控制
，特别涉及一种用于变几何涡轮增压器的电 动执行装置。
技术介绍
涡轮增压器是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。涡轮增压器利用发 动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空 气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转 速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的 燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，可以增加发动机的输出功率。现有申请号为01805931. 7、申请日为2001. 3. 2的专利公开了一种电动执行装置， 如图1所示。该电动执行装置不仅需要通过速度传感器46测量涡轮增压器轴的转速、还需 要通过温度传感器和压力传感器等测量压缩机出入口、涡轮机出入口以及EGR流量控制阀 的出口的温度和压力。因此，可以看出目前的电动执行装置需要采样大量的数据、结构非常 复杂，从而导致成本非常高。另外，现有的电动执行装置中的控制单元多采用电位器作为位置反馈元件，并且 以伺服放大器作为功率放大元件进行闭环控制。由于电位器的固有缺陷，上述电动执行装 置存在易磨损、使用寿命短、耐环境能力差、零位漂移严重、结构复杂、组装困难等缺点。并 且，伺服放大器工作在线性区，功率损耗大，发热十分严重。这些问题都制约了电动执行装 置在涡轮增压器等需要耐高温、长寿命、高可靠工作性能场合的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。特别针对现有的电动执行装置， 提出了一种改进的电动执行装置，实现对输出转角的非接触测量，避免了机械磨损和热量 传导问题，并且结构简单，便于生产和安装。为达到上述目的，本专利技术提出了一种电动执行装置，包括输出轴；角度测量组 件，所述角度测量组件通过非接触式方式测量所述输出轴的当前角度；控制组件，所述控制 组件与所述角度测量组件相连，所述控制组件根据所述角度测量组件检测的所述输出轴的 当前角度和待调整角度进行比较，并实时根据偏差量计算控制量以产生驱动信号；和驱动 组件，所述驱动组件与所述控制组件相连，根据所述控制组件的驱动信号驱动所述输出轴 以转动至所述待调整角度。在本专利技术的一个实施例中，所述角度测量组件进一步包括磁性体，所述磁性体固 定在所述输出轴上；与所述磁性体对应的磁阻传感器，所述磁阻传感器根据所述磁性体的 位置获得与所述输出轴的当前角度对应的电信号输出。在本专利技术的一个实施例中，所述磁阻传感器的感应方向与所述输出轴相垂直。优 选地，所述磁阻传感器为KMZ241。在本专利技术的其他实施例中，所述角度测量组件还可为电容式角度传感器或感应同 步器式角度传感器。在本专利技术的一个实施例中，在所述角度测量组件的外周安装有导磁圈，从而使得 磁力线形成闭合回路，并隔绝外部磁场干扰，增加磁阻传感器测量精度。 在本专利技术的一个实施例中，所述控制组件进一步包括信号调理单元，所述信号调 理单元与所述磁阻传感器相连，所述信号调理单元对所述磁阻传感器的输出信号进行预处 理，输出与所述输出轴当前角度对应的电压信号；输入单元，所述输入单元接收来自电子控 制单元ECU的待调整角度和调整指令；计算单元，所述计算单元分别与所述信号调理单元 和输入单元相连，所述计算单元将所述输出轴当前角度和待调整角度进行比较，并实时计 算偏差控制量以输出所述偏差控制量对应的脉冲调宽信号；和脉冲调宽功率放大单元，所 述脉冲调宽功率放大单元与所述计算单元相连，所述脉冲调宽功率放大单元对所述脉冲调 宽信号进行功率放大，以得到偏差控制量对应的驱动信号。在本专利技术的一个实施例中，所述驱动组件包括电机，所述电机与所述控制组件相 连，在所述驱动信号的驱动下进行转动；和调整组件，所述调整组件与所述电机相连，根据 所述电机的控制驱动所述输出轴以转动至所述待调整角度。在本专利技术的一个实施例中，所述调整组件进一步包括第一齿轮减速器，所述第一 齿轮减速器受所述电机驱动；第二齿轮减速器，所述第二齿轮减速器与所述第一齿轮减速 器相互啮合；蜗杆，所述蜗杆与所述第二齿轮减速器同轴；和涡轮，所述涡轮与所述输出轴 同轴，所述蜗杆与所述涡轮相互啮合，通过驱动所述涡轮以使所述输出轴转动至所述待调 整角度。在本专利技术的一个实施例中，该电动执行装置还包括摇臂，所述摇臂被所述输出轴 所驱动。在本专利技术的一个实施例中，所述控制组件进一步包括过流检测和保护电路，所述 过流检测和保护电路与所述脉冲调宽功率放大单元相连，所述过流检测和保护电路进行过 流检测和保护。本专利技术实施例的电动执行装置具有以下优点(1)直接检测输出轴的当前角度，简化了电动执行装置的结构，降低了生产成本， 且便于安装和生产。(2)采用磁阻传感器和磁性体作为角度测量组件，两者之间没有任何机械或电气 连接，实现了输出转角的非接触测量。采用上述非接触测量方式，避免了机械磨损和热量传 导问题。并且由于非接触测量，还可以对电路板进行密封加固，这样本专利技术的电动执行装置 就可用在密封或隔爆要求的场景中。(3)采用电机作为动力源，无需外部气源或真空源，使用方便且驱动力矩大；采用 涡轮蜗杆减速器，使得输出轴具有自锁功能，增压器流量不变时无驱动电流消耗，更加节 能。同时，系统意外断电时不会出现阀门失控或关闭情况，更加安全可靠。(4)采用数字化单片微型计算机技术，使信号的采集、处理及实现高性能的控制算 法变得灵活可靠，可以方便地通过软件设置更改角度执行装置的实际输出转角范围及输出 特性，并可实现一些特殊的控制逻辑，满足不同控制需要。(5)本专利技术实施例的电动执行装置具有十分广泛的适用面，除用于变几何涡轮增5压器流量调节控制外，还可满足汽车、矿山、化工、石油、冶金、水处理、航空航天等多种行业 对角度执行器的使用需求。并且通过摇臂连杆装置，还可将角行程运动转换为位移运动后， 还可用于拉线油门、推拉阀门等线性行程执行机构的驱动控制中。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中图1为现有技术的电动执行装置结构图；图2为本专利技术实施例的电动执行装置结构图；和图3为本专利技术一个实施例的电动执行装置结构图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。如图2所示，为本专利技术实施例的电动执行装置结构图。该电动执行装置包括输出 轴110、角度测量组件120、控制组件130和驱动组件140。其中，角度测量组件120通过非 接触式方式测量输出轴110的当前角度。这样，本专利技术相对于现有技术来说直接测量输出 轴110的当前角度，从而可以极大地减少电动执行装置的结构的复杂度。进一步优选地，本 专利技术采用非接触式的方式测量输出轴110的当前角度，从而可以避免机械磨损和热量传导 的问题，另外还可对电路板进行密封加固以适于有密封或隔爆要求的场景。在本专利技术的一 个实施例中，角度测量组件120可以是磁阻传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动执行装置，其特征在于，包括：输出轴；角度测量组件，所述角度测量组件通过非接触式方式测量所述输出轴的当前角度；控制组件，所述控制组件与所述角度测量组件相连，所述控制组件根据所述角度测量组件检测的所述输出轴的当前角度和待调整角度进行比较，并实时根据偏差量计算控制量以产生驱动信号；和驱动组件，所述驱动组件与所述控制组件相连，根据所述控制组件的驱动信号驱动所述输出轴以转动至所述待调整角度。

【技术特征摘要】
一种电动执行装置，其特征在于，包括输出轴；角度测量组件，所述角度测量组件通过非接触式方式测量所述输出轴的当前角度；控制组件，所述控制组件与所述角度测量组件相连，所述控制组件根据所述角度测量组件检测的所述输出轴的当前角度和待调整角度进行比较，并实时根据偏差量计算控制量以产生驱动信号；和驱动组件，所述驱动组件与所述控制组件相连，根据所述控制组件的驱动信号驱动所述输出轴以转动至所述待调整角度。2.如权利要求1所述的电动执行装置，其特征在于，所述角度测量组件进一步包括 磁性体，所述磁性体固定在所述输出轴上；与所述磁性体对应的磁阻传感器，所述磁阻传感器根据所述磁性体的位置获得与所述 输出轴的当前角度对应的电信号输出。3.如权利要求2所述的电动执行装置，其特征在于，所述磁阻传感器的感应方向与所 述输出轴相垂直。4.如权利要求3所述的电动执行装置，其特征在于，所述磁阻传感器为KMZ241。5.如权利要求1所述的电动执行装置，其特征在于，所述角度测量组件为电容式角度 传感器。6.如权利要求1所述的电动执行装置，其特征在于，所述角度测量组件为感应同步器 式角度传感器。7.如权利要求2所述的电动执行装置，其特征在于，在所述角度测量组件的外周安装 有导磁圈。8.如权利要求2所述的电动执行装置，其特征在于，所述控制组件进一步包括信号调理单元，所述信号调理单元与所述磁阻传感器相连，所述信号调理单元对所述 磁阻传感器获得的所述输出轴的当前角度信号进行预处理；输入单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐骋，吴瑞峰，黄明，
申请(专利权)人：远华京控北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[]