專利名稱：踏板角位移變送器的汽車加速器踏板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車部件，尤其是一種電噴式汽車上使用的帶有非接觸式踏板角位移變送器的汽車加速器踏板。
背景技術(shù)：
目前，轉(zhuǎn)動角位移的檢測廣泛地應(yīng)用于工業(yè)部門。角位移傳感器應(yīng)用在汽車加速器踏板上，可以控制引擎單元的閥門開啟；應(yīng)用在輪船上可以進行舵輪轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角控制；亦可應(yīng)用于重型或農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的轉(zhuǎn)角位置控制等裝置上。 一般情況下采用把轉(zhuǎn)動角度通過機械傳動裝置轉(zhuǎn)成直線位移或轉(zhuǎn)角以帶動直線電阻器或電位器把角度信號轉(zhuǎn)成電壓信號。其中非接觸式測量轉(zhuǎn)動角位移可采用的傳感器有碼盤式傳感器，光柵傳感器，霍爾元件傳感器，磁敏元件傳感器等，在實際使用中應(yīng)能在環(huán)境溫度在-4(TC到+85'C的工作條件下工作，工作壽命至少需達到動作1000萬以上，并可長期工作在灰塵和振動很大的環(huán)境
下。
然而現(xiàn)有的電噴式汽車均采用電位器式傳感器來控制汽車的噴
油量。它主要是由一塊噴涂上電阻薄膜軌跡印刷電路板或陶瓷基片組
成，由電刷觸點輸出角位移信號的大小。由于電阻值會隨環(huán)境溫度改
變而改變，電刷觸點在電阻軌道上滑動，其工作壽命也有限，而電位
器輸出的電壓需要電阻器在一個很苛刻的工作環(huán)境下工作，環(huán)境濕度
的變化會造成在工廠工作環(huán)境下調(diào)試的數(shù)據(jù)，在運行環(huán)境下會產(chǎn)生很大的誤差，以致超出允許的檢測范圍。同時，噴涂在印刷板或陶瓷基片上的電阻層與電刷之間的不斷磨損，會影響電位器或傳感器的工作壽命和接觸的可靠性，而灰塵、空氣濕度，振動等參數(shù)亦會增加電氣噪聲和檢測的精度。如果要改進上述存在的問題，所設(shè)計的電位器式傳感器無論在機械上，材料的選用上，電氣加工工藝上都會增加生產(chǎn)成本。而將非接觸式角位移傳感器運用到汽車加速中，其最大的問題是由于踏板的轉(zhuǎn)角較小，其測量精度無法滿足使用要求，因此，據(jù)申請人所知，國內(nèi)目前沿未見將非接觸式測量轉(zhuǎn)動角位移技術(shù)運用到電噴汽車上用于控制汽車噴油量的相關(guān)產(chǎn)品或報道問世。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種利用非接觸式測量轉(zhuǎn)動角位移原理設(shè)計，在惡劣環(huán)境下能將機械變化量準(zhǔn)確地通過電子數(shù)據(jù)反映，且角度變化反應(yīng)更為靈敏的踏板角位移變送器的汽車加速器踏板。
本實用新型的技術(shù)方案是包括腳踏板、底板，腳踏板與底板通過設(shè)置在兩者根部的彈性復(fù)位鉸接機構(gòu)相連，在腳踏板與底座的中部還設(shè)有踏板角度放大機構(gòu)和檢測腳踏板相對于底板的及時角度變化量的電磁感應(yīng)裝置。
所述的踏板角度放大機構(gòu)包括相互連接的油門軸、擋板一、擋板二、滾輪、復(fù)位彈簧一、復(fù)位彈簧二以及連接件，底板上對應(yīng)所述滾輪設(shè)有滾輪道；所述的電磁感應(yīng)裝置包括磁體、永磁體、電子盒、電路板、可編程霍爾元件；電磁感應(yīng)裝置設(shè)置在擋板一的外側(cè)，磁體、永磁體固定連接在油門軸朝向電子盒的外端，構(gòu)成一個對應(yīng)電子盒的孔腔，所述的可編程霍爾元件固定連接在電子盒上，并伸入所述的孔腔中。
本實用新型可將踏板角度的轉(zhuǎn)動角位移經(jīng)機械裝置將旋轉(zhuǎn)角度范圍擴大，并轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)磁場，然后根據(jù)不同角度位置磁場強度的大小不同，通過磁場磁通量到電壓信號的轉(zhuǎn)換傳感器(可編程霍爾元件)，非接觸測量該轉(zhuǎn)換磁場的大小，傳感器輸出信號再經(jīng)電子電路處理和放大后，輸出滿足汽車引擎控制單元(即ECU或電噴裝置)所需的信號電壓，實現(xiàn)對汽車噴油量的調(diào)節(jié)。本實用新型的有益效果是1、通過機械式角位移放大位置，成功地將踏板的小角度位移進行放大到滿足測量精度要求的值，解決了非接觸式角位移傳感器在汽車加速中的運用，可為電噴裝置提供滿足要求的電壓信號。2、非接觸式傳感器不存在磨損，使用壽命遠遠高于現(xiàn)有技術(shù)。3、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、安裝方便。4、可提高汽車電噴裝g的靈敏度，使駕駛更為平衡，具有明顯的節(jié)油效果，且工作安全可靠，壽命長。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中1踏板，2是卡簧，3是長軸套一，4是踏板復(fù)位彈簧，5是長軸套二， 6是長軸，7是卡簧一，8是墊圈一，9是墊片，10是墊圈二， 11是套，12是油門軸，13是磁體，14是永磁體，15是電子盒，16是可編程霍爾元件，17是電路板，18是電子盒蓋，19是螺釘，20是底板，21是擋板一，22是復(fù)位彈簧一，23是復(fù)位彈簧套一，24是復(fù)位彈簧二， 25是復(fù)位彈簧套二， 26是擋板二， 27是滾輪，28是鉚釘軸。
圖2是本實用新型工作狀態(tài)參考圖具體實施方式
本實用新型如圖1、 2所示，包括腳踏板1、底板20，腳踏板1與底板20通過設(shè)置在兩者根部的彈性復(fù)位鉸接機構(gòu)相連，在腳踏板1與底座20的中部還設(shè)有踏板角度放大機構(gòu)和檢測腳踏板相對于底板的及時角度變化量的電磁感應(yīng)裝置。 .
踏板角度放大機構(gòu)包括相互連接的油門軸12、擋板一21、擋板二 26、滾輪27、復(fù)位彈簧一 22、復(fù)位彈簧二 24以及連接件，底板20上對應(yīng)滾輪27設(shè)有滾輪道；電磁感應(yīng)裝置包括磁體13、永磁體14、電子盒15、電路板17、可編程霍爾元件16;電磁感應(yīng)裝置設(shè)置在擋板一21的外側(cè)，磁體13、永磁體14固定連接在油門軸12朝向電子盒15的外端，構(gòu)成一個對應(yīng)電子盒15的孔腔，可編程霍爾元件16固定連接在電子盒15上，并伸入孔腔中。
下面對照圖1進一步說明本實用新型
首先，是機械動作部分。踏板1和底板20通過卡簧2、長軸套一 3、踏板復(fù)位彈簧4、長軸套二 5、長軸6連接。踏板1和底板20的下端均套裝在長軸6上，踏板彈簧4套裝在長軸套一3上，踏板彈簧4的兩端分別與踏板1和踏板20相抵。油門軸12通過卡簧一 7、墊圈一 8、墊片9、墊圈二 10、套11可轉(zhuǎn)動地連接在踏板1的一側(cè)上。油門軸12伸出踏板1的一端與安裝在踏板另一側(cè)面的電磁感應(yīng)裝置相對應(yīng)。 '
與油門軸12設(shè)為一體的踏板轉(zhuǎn)角放大機構(gòu)包括擋板一21、復(fù)位彈簧一22、復(fù)位彈簧套一23、復(fù)位彈簧二24、復(fù)位彈簧套二25、擋板二26、滾輪27、鉚釘軸28。擋板一21、擋板二 26的一端均安裝在油門軸12上并與油門軸12同步轉(zhuǎn)動，擋板一21、擋板二26的另一端通過鉚釘軸28相連，滾輪27安裝在鉚釘軸28上，在鉚釘軸28上，滾輪27的兩側(cè)套裝有復(fù)位彈簧一22、復(fù)位彈簧二24，為保證復(fù)位彈簧工作的穩(wěn)定性，在兩復(fù)位彈簧外還設(shè)置了復(fù)位彈簧套一 23、復(fù)位彈簧套二25。滾輪27與底板20上的滾輪道相對應(yīng)。
在如圖2所示的使用狀態(tài),踏板1繞長軸^的轉(zhuǎn)角為18±2° ,相應(yīng)地擋板一21、擋板二26帶動油門軸12轉(zhuǎn)動的角度al-a2=56±2° 。通過對機械動作的放大，大大提高了信號采集的精度。
其次，是電磁感應(yīng)裝置部分。電磁感應(yīng)裝置安裝在踏板另一側(cè)面，位于擋板一21的外側(cè)。它包括磁體13、永磁體14、電子盒15、電路板17、可編程霍爾元件16;其中磁體13、永磁體14固定連接在油門軸12朝向電子盒15的外端，磁體13、永磁體14具有一個對應(yīng)電子盒15的孔腔，可編程霍爾元件16固定連接在電子盒15上，并伸入孔腔中。當(dāng)磁體13、永磁體14隨同油門軸12 —起轉(zhuǎn)動時，不轉(zhuǎn)動的可編程霍爾元件16可采集到磁通量的變化。
最后說明本實用新型的主要工作原理，它是采用可編程霍爾傳感器非接觸地把汽車加速器踏板動作時的角位移轉(zhuǎn)換為0.375V 4.2V的電壓信號輸出，以滿足汽車引擎控制單元(ECU)所需的電噴控制信號電壓。它包括以下各項內(nèi)容
A、 汽車加速器踏板的動作范圍約在0° 19°左右，為了增加轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)磁場的動態(tài)范圍，通過機械的辦法^J把0° ~19°的角位移擴大到約0。 60°的旋轉(zhuǎn)角度。
B、 此放大的角度旋轉(zhuǎn)通過油門軸12帶動導(dǎo)磁體13和永磁體14跟隨油門軸12 —起旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生一垂直與可編程霍爾元件16的左，右方向旋轉(zhuǎn)磁場。
C、 在此旋轉(zhuǎn)磁場平面的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)對可編程霍爾元件16編程，
此感應(yīng)磁場將隨著永久磁體的旋轉(zhuǎn)而改變大小和正負極性。
D、 使用霍爾元件將此隨永久磁體轉(zhuǎn)動而改變大小和方向的磁場
強度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞敵?。若所選擇的磁場強度變化范圍落在霍爾元件的線性工作區(qū)，則所轉(zhuǎn)換的電壓信號將與聘轉(zhuǎn)磁場的角度成線性關(guān)系。
E、 霍爾元件的輸出信號經(jīng)電路調(diào)整，即可產(chǎn)生滿足引擎控制單元(ECU)電噴輸入信號要求的輸出電壓信號。
F、 電路必須滿足低功耗，大動態(tài)范圍及抗電源干擾信號的要求。電路板的制作同時應(yīng)需滿足安裝在極其有限體積內(nèi)的要求。
G、 由于ECU (引擎控制單元)要求加速器踏板動作時同時兩路獨立的但信號的同步度要求為土0.05V使用兩個獨立的霍爾元件處理電路，以滿足ECU的要求。
可編程霍爾器件16首先采集初始磁場的電壓信號，輸出如2.5伏的電壓(基于所加的工作電壓為5伏)，隨著磁場的增強輸出電壓升高，直到可編程霍爾器件進入上鉗位區(qū)；對反方向的磁場霍爾器件將輸出小于2.5伏的電壓，隨著反方向的磁場增大，霍爾器件的輸出電壓下降至進入上鉗位區(qū)?；魻柶骷妮敵鲂盘柦?jīng)由濾波電路輸出至ECU。級對電信號的指示處理使輸出信號的電平符合ECU對加速器踏板輸出信號電平的要求。由于ECU (引挲控制單元)需要輸入兩路模擬電平信號，因此實際電路有兩個傳感器和兩路電壓處理電路。
權(quán)利要求1、踏板角位移變送器的汽車加速器踏板，包括腳踏板、底板，腳踏板與底板通過設(shè)置在兩者根部的彈性復(fù)位鉸接機構(gòu)相連，其特征在于，在腳踏板與底座的中部還設(shè)有踏板角度放大機構(gòu)和檢測腳踏板相對于底板的及時角度變化量的電磁感應(yīng)裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的踏板角位移變送器的汽車加速器踏板，其特征在于，所述的踏板角度放大機構(gòu)包括相互連接的油門軸、擋板一、擋板二、滾輪、復(fù)位彈簧一、復(fù)位彈簧二以及連接件，底板上對應(yīng)所述滾輪設(shè)有滾輪道；所述的電磁感應(yīng)裝置包括磁體、永磁體、電子盒、電路板、可編程霍爾元件；電磁感應(yīng)裝置設(shè)置在擋板一的外側(cè)，磁體、永磁體固定連接在油門軸朝向電子盒的外端，構(gòu)成一個對應(yīng)電子盒的孔腔，所述的可編程霍爾元件固定連接在電子盒上，并伸入所述的孔腔中。
專利摘要踏板角位移變送器的汽車加速器踏板。涉及一種汽車部件，尤其是一種電噴式汽車上使用的帶有非接觸式踏板角位移變送器的汽車加速器踏板。提供一種利用非接觸式測量轉(zhuǎn)動角位移原理設(shè)計，在惡劣環(huán)境下能將機械變化量準(zhǔn)確地通過電子數(shù)據(jù)反映，且角度變化反應(yīng)更為靈敏的踏板角位移變送器的汽車加速器踏板。包括腳踏板、底板，腳踏板與底板通過設(shè)置在兩者根部的彈性復(fù)位鉸接機構(gòu)相連，在腳踏板與底座的中部還設(shè)有踏板角度放大機構(gòu)和檢測腳踏板相對于底板的及時角度變化量的電磁感應(yīng)裝置。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小、安裝方便?？商岣咂囯妵娧b置的靈敏度，使駕駛更為平衡，具有明顯的節(jié)油效果，且工作安全可靠，壽命長。
文檔編號B60K26/02GK201354010SQ20082021496
公開日2009年12月2日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者周祥東 申請人:江蘇羅思韋爾電氣有限公司