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
技術領域：
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：
目前，轉動角位移的檢測廣泛地應用于工業部門。角位移傳感器應用在汽車加速器踏板上，可以控制引擎單元的閥門開啟；應用在輪船上可以進行舵輪轉軸轉角控制；亦可應用于重型或農業機械設備的轉角位置控制等裝置上。 一般情況下采用把轉動角度通過機械傳動裝置轉成直線位移或轉角以帶動直線電阻器或電位器把角度信號轉成電壓信號。其中非接觸式測量轉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，在實際使用中應能在環境溫度在-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境
下。
然而現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境下工作，環境濕度
的變化會造成在工廠工作環境下調試的數據，在運行環境下會產生很大的誤差，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角較小，其測量精度無法滿足使用要求，因此，據申請人所知，國內目前沿未見將非接觸式測量轉動角位移技術運用到電噴汽車上用于控制汽車噴油量的相關產品或報道問世。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種利用非接觸式測量轉動角位移原理設計，在惡劣環境下能將機械變化量準確地通過電子數據反映，且角度變化反應更為靈敏的踏板角位移變送器的汽車加速器踏板。
本實用新型的技術方案是包括腳踏板、底板，腳踏板與底板通過設置在兩者根部的彈性復位鉸接機構相連，在腳踏板與底座的中部還設有踏板角度放大機構和檢測腳踏板相對于底板的及時角度變化量的電磁感應裝置。
所述的踏板角度放大機構包括相互連接的油門軸、擋板一、擋板二、滾輪、復位彈簧一、復位彈簧二以及連接件，底板上對應所述滾輪設有滾輪道；所述的電磁感應裝置包括磁體、永磁體、電子盒、電路板、可編程霍爾元件；電磁感應裝置設置在擋板一的外側，磁體、永磁體固定連接在油門軸朝向電子盒的外端，構成一個對應電子盒的孔腔，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動角位移經機械裝置將旋轉角度范圍擴大，并轉換為旋轉磁場，然后根據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換傳感器(可編程霍爾元件)，非接觸測量該轉換磁場的大小，傳感器輸出信號再經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，實現對汽車噴油量的調節。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有技術。3、結構簡單、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，具有明顯的節油效果，且工作安全可靠，壽命長。
圖1是本實用新型的結構示意圖
圖中1踏板，2是卡簧，3是長軸套一，4是踏板復位彈簧，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是復位彈簧一，23是復位彈簧套一，24是復位彈簧二， 25是復位彈簧套二， 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通過設置在兩者根部的彈性復位鉸接機構相連，在腳踏板1與底座20的中部還設有踏板角度放大機構和檢測腳踏板相對于底板的及時角度變化量的電磁感應裝置。 .
踏板角度放大機構包括相互連接的油門軸12、擋板一21、擋板二 26、滾輪27、復位彈簧一 22、復位彈簧二 24以及連接件，底板20上對應滾輪27設有滾輪道；電磁感應裝置包括磁體13、永磁體14、電子盒15、電路板17、可編程霍爾元件16;電磁感應裝置設置在擋板一21的外側，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，構成一個對應電子盒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可轉動地連接在踏板1的一側上。油門軸12伸出踏板1的一端與安裝在踏板另一側面的電磁感應裝置相對應。 '
與油門軸12設為一體的踏板轉角放大機構包括擋板一21、復位彈簧一22、復位彈簧套一23、復位彈簧二24、復位彈簧套二25、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的兩側套裝有復位彈簧一22、復位彈簧二24，為保證復位彈簧工作的穩定性，在兩復位彈簧外還設置了復位彈簧套一 23、復位彈簧套二25。滾輪27與底板20上的滾輪道相對應。
在如圖2所示的使用狀態,踏板1繞長軸^的轉角為18±2° ,相應地擋板一21、擋板二26帶動油門軸12轉動的角度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，是電磁感應裝置部分。電磁感應裝置安裝在踏板另一側面，位于擋板一21的外側。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。當磁體13、永磁體14隨同油門軸12 —起轉動時，不轉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，為了增加轉換為旋轉磁場的動態范圍，通過機械的辦法^J把0° ~19°的角位移擴大到約0。 60°的旋轉角度。
B、 此放大的角度旋轉通過油門軸12帶動導磁體13和永磁體14跟隨油門軸12 —起旋轉，以產生一垂直與可編程霍爾元件16的左，右方向旋轉磁場。
C、 在此旋轉磁場平面的旋轉范圍內對可編程霍爾元件16編程，
此感應磁場將隨著永久磁體的旋轉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動而改變大小和方向的磁場
強度轉變為電壓信號輸出。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，則所轉換的電壓信號將與聘轉磁場的角度成線性關系。
E、 霍爾元件的輸出信號經電路調整，即可產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，大動態范圍及抗電源干擾信號的要求。電路板的制作同時應需滿足安裝在極其有限體積內的要求。
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；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。霍爾器件的輸出信號經由濾波電路輸出至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置在兩者根部的彈性復位鉸接機構相連，其特征在于，在腳踏板與底座的中部還設有踏板角度放大機構和檢測腳踏板相對于底板的及時角度變化量的電磁感應裝置。
2、 根據權利要求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包括相互連接的油門軸、擋板一、擋板二、滾輪、復位彈簧一、復位彈簧二以及連接件，底板上對應所述滾輪設有滾輪道；所述的電磁感應裝置包括磁體、永磁體、電子盒、電路板、可編程霍爾元件；電磁感應裝置設置在擋板一的外側，磁體、永磁體固定連接在油門軸朝向電子盒的外端，構成一個對應電子盒的孔腔，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動角位移原理設計，在惡劣環境下能將機械變化量準確地通過電子數據反映，且角度變化反應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置在兩者根部的彈性復位鉸接機構相連，在腳踏板與底座的中部還設有踏板角度放大機構和檢測腳踏板相對于底板的及時角度變化量的電磁感應裝置。本實用新型結構簡單、體積小、安裝方便。可提高汽車電噴裝置的靈敏度，使駕駛更為平衡，具有明顯的節油效果，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 優先權日2008年12月26日
發明者周祥東 申請人:江蘇羅思韋爾電氣有限公司