一種非接觸式電子油門踏板的製作方法

2023-06-02 22:35:21 2

專利名稱：一種非接觸式電子油門踏板的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機動車的油門控制裝置，具體地說，是用來控制機動車 發動機氣缸進油量的非接觸式電子油門3斜反。
背景技術：
眾所周知，為控制機動車氣缸的進油量，進而控制發動機的轉速和功率， 最終實m^"機動車車速的控制，在機動車的駕駛室內都設置有油門i 斜反。傳 統的油門踏板大都是通過連杆或拉索來實現油門開度控制的，其一系列動作
均為4;i^動。由於這種油門踏板的一系列動作都是才Mfe動，使得其傳動 精度和靈敏度都不高.而普通接觸式電控油門又存在可靠性較低和使用壽命 4交短的問題。故目前，轉動角位移的檢測廣泛地被應用於工業部門。角位移 傳感器應用在汽車加速器^斜反上，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；亦可應用於重型或農業才;L^i殳備的轉角位
置控制等裝置上。 一般情況下採用^^動角度通過才;U成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採用的傳感器有碼盤式傳感器，光柵傳感器，霍爾元件
傳感器，石茲每文元件傳感器等，在實際使用中應能在環境溫度在-40。C到+70 。C的工作條件下工作，工作壽命至少需達到動作5百萬次以上，並可長期工
作在灰塵和振動很大的環境下。
然而現有的電噴式汽車採用的電位器式傳感器來控制汽車的噴油量。它 主要是由一塊噴塗上電阻薄膜軌逸印刷電路板或陶資基片組成，由電刷觸點 輸出角位移信號的大小。由於電阻值會隨環境溫度改變而改變，電刷觸點在 電阻^ii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，環境溫度的變化^it成在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範圍。同 時，噴塗在印刷板或陶資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^^口接觸的可靠性，而灰塵、空氣溼度，振動等;l^t 亦會增加電氣噪聲和檢測的精度。如果要改iiJl述存在的問題，所設計的電
位器式傳感器無論在才A4成上，材料的選用上，電氣加工工藝上都^增加生產 成本。
於是出現了將非接觸式測量轉動角位移技術運用到電噴汽車上用於控制
汽車噴油量，如專利ZL200520068936.4,但是此專利使用了純鐵片傳遞磁場，使得磁場傳遞產生滯後，產生了損耗，影響傳感器感應磁場的精度和穩定性， 且生產過程中需刻奪傳感器橫向插入磁感應區中，安裝不方便，裝配效率不 高，產品質量受到影響。

發明內容
本發明的目的^U良現有技術的不足，提供一種無磁場滯後損耗、精度 高、穩定性好的非接觸式電子油門^斜反。
實現上述目的的技術方案是 一種非接觸式電子油門踏板，包括^斜反和 底板，5斜反通it5斜反軸與底板鉸接在""^，踏^反上裝有傳感器軸，傳感器軸 上裝有5斜反轉角放大裝置，JU 射反轉角放大裝置的滾輪與底板滾動配合，傳 感器軸的輸出端與安a^斜反上的角度位置變換裝置裝連，其改進點在於 所述角度位置變換裝置包括殼體、磁鋼支架、磁鋼片、鐵環、傳感器支架、 傳感器和線i^板，；茲鋼支架的一端與傳感器軸的輸出端裝連，》茲鋼支架的另 一端裝有磁鋼片和鐵環，磁鋼片有兩個且分別置於鐵環環路的內側面上，磁 鋼支架^v殼體且與殼體轉動配合，傳感器支架和線踏4反均安裝在殼體內， 傳感器安裝在傳感器支架的傳感器定位孔中，且傳感器置於兩個》茲鋼片之間， 傳感器與線踏4反電連才姿。
所述磁鋼支架的一端設有與傳感器軸輸出端的凸M應配合的凹槽或豁 口 ，磁鋼支架的另一端設有用於安裝鐵環和磁鋼片的定位支柱。
所述鐵環是由兩端的兩條呈圓弧形的環邊連接中間的兩條呈長條形的環 邊而形成環路，兩個磁鋼片分別緊貼在4失環環路的兩條長條形環邊的內側面 上，所述磁鋼支架有兩個定位支柱且分別位於鐵環環路的兩條圓弧形環邊的 內側面。
所述傳感器支架的一個端面上具有傳感器定位柱和支架定位孔，以及環 繞在傳感器定位柱外圍的環形凸臺，傳感器支架的另一個端面上還具有線路 板定位柱，傳感器定位柱內設有傳感器定位孔，線路板通過自身的定位孔與 線路板定位柱配合而固定在傳感器支架上，傳感器支架通過支架定位孔與殼 體內設有的支架定位柱配合而固定在殼體內，傳感器的引腳焊在線路板上。
所述角度位置變換裝置的殼體由支承蓋、殼座和外端蓋)組成，支承蓋
上具有支承孔，磁鋼支架的一端與支承蓋的支承孔轉動西e/^，且支承蓋內端 面的靠磁鋼支架軸肩處設有O形密封圏；踏板的下表面上還設有殼體支承 座，傳感器軸穿過殼體支承座的軸孔，殼體支承座與殼體的支承蓋之間還設 有密封墊圈，角度位置變換裝置的殼體由螺釘固定在殼體支承座上。 所述傳感器為霍爾傳感器，且選用HAL815晶片或TLE4997晶片。 所述，射反軸上套裝有5^f反扭簧，5#^反扭簧的一端與^#^反相4氐，另一端與 底板相抵，且踏板的鉸支座和底板的鉸支座均套n踏板軸上。所述JE斜反轉角放大裝置包括側板、復位扭簧和滾輪，踏板的下表面上還 設有軸座，傳感器軸支承在軸座及殼體支承座上且呈轉動酉己合，兩塊側板的 上端與傳感器軸裝連，下端裝有滾4會，傳感器軸上套有復位扭簧，復位扭簧 的兩端分別抵靠在^斜反上和5斜反轉角放大裝置的銷軸上，所述底板上設有導 向面和限位塊。
所述復位扭簧由內、外扭簧組成，內、外扭簧之間裝有外隔套，內扭簧 與傳感器軸之間裝有內隔套。
所述線路板上具有兩行傳感器焊接孔，每三個傳感器焊接孔為一行，所 述傳感器有兩個，每個傳感器的三個引腳對應一行傳感器焊接孔，且兩個傳 感器的引腳分別安^兩行傳感器焊接孔內，傳感器支架的傳感器定位孔為 矩形孔，兩個傳感器貼合併垂直插入傳感器支架的傳感器定位孔中且插至孔 底，線路4反與傳感器支架的另一個端面貼合。
本發明由於角度位置變換裝置磁鋼支架的一端與傳感器軸的輸出端裝 連，磁鋼支架的另一端裝有磁鋼片和鐵環，磁鋼片有兩個且分別置於鐵環環 路的內側面上，磁鋼支架^X殼體且與殼體轉動配合，傳感器支架和線路板 均安裝在殼體內，傳感器安裝在傳感器支架的傳感器定位孔中，且傳感器置 於兩個石茲鋼片之間這種結構，使得傳感器的感應變為直接感應，傳感器感應 磁場的精度和穩定性都得到了提高，且無磁場滯後損耗，且生產裝配過程中， 傳感器垂直直接插入磁感應區中，相應的安裝就比較方便，且傳感器的安裝 可以一次性裝到位，而不需要進行調整，提高了裝配效率，傳感器安裝的到 位更保證了本發明的精度、穩定性和產品的質量。


圖1為本^發明的空程狀態示意圖； 圖2為圖1的滿矛呈狀態示意圖； 圖3為;^發明的結構示意圖4為本發明的去掉角度位置變換裝置2的結構示意圖； 圖5為本^發明的角yl位置變才灸裝置2的結構示意圖之一； 圖6為本發明的角度位置變換裝置2的結構示意圖之二； 圖7為;^發明的》茲鋼支架2-3的主一見圖； 圖8為本發明的磁鋼支架2-3的側4見圖9為本發明的石茲鋼支架2-3安裝有鐵環2-5和磁鋼片2-4的示意圖10為本發明的磁鋼支架2-3安裝有鐵環2-5和磁鋼片2-4的剖^L圖11為4^發明的角>1位置變4灸裝置2的主—見圖
圖12為本發明的角度位置變換裝置2的A-A剖視圖13為本發明的角度位置變換裝置2的B-B剖一見圖；圖14為本發明的分解結構示意圖15為本發明的》茲鋼片24、鐵環2-5和傳感器2-8的安裝位置平面圖 (其中虛線表示工作時的位置)；
圖16為本發明的3斜反^^樹應的信號輸出特性圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，對發明作進一步^M笛述。
如圖1、 5、 6、 12所示， 一種非接觸式電子油門踏4反，包括踏4反1和底 板4，踏板1通過i 斜反軸3與底板4鉸接在一^，踏板1上裝有傳感器軸1-2， 傳感器軸1-2上裝有踏板轉角放大裝置5, JU斜反轉角放大裝置5的滾輪5-3 與底板4滾動配合，傳感器軸1-2的輸出端與安^^斜反1上的角度位置變 換裝置2裝連，所述角度位置變換裝置2包括殼體、磁鋼支架2-3、磁鋼片 2-4、鐵環2-5、傳感器支架2-7、傳感器2-8和線路板2-9，磁鋼支架2-3的 一端與傳感器軸1-2的輸出端裝連，》茲鋼支架2-3的另一端裝有》茲鋼片2-4 和鐵環2-5，磁鋼片2-4有兩個且分別置於鐵環2-5環路的內側面上，磁鋼支 架2-3 ^Tv殼體且與殼體轉動S己合,傳感器支架2-7和線路板2-9均安裝在殼 體內，傳感器2-8安裝在傳感器支架2-7的傳感器定位孔2-7-1中，且傳感器 2-8置於兩個磁鋼片2-4之間，傳感器2-8與線路板2-9電連接。傳感器軸1-2 的非輸出端套裝有短軸套12、平墊片6和卡簧7。
如圖5、 6、 7、 8、 9、 10、 12、 13,所述》茲鋼支架2-3的一端i殳有與傳 感器軸1-2輸出端的凸起1-2-1對應配合的凹槽2-3-1或豁口 ，傳感器軸1-2 輸出端的凸起1-2-1可以為一字型的，也可以為十字形或者三角形或花鍵等， 磁鋼支架2-3的另一端i殳有用於安裝鐵環2-5和磁鋼片2-4的定位支柱2-3-2。 所述鐵環2-5是由兩端的兩條呈圓弧形的環邊連接中間的兩條呈長條形的環 邊而形成環路，兩個,茲鋼片24分別緊貼在鐵環2-5環路的兩條長條形環邊 的內側面上，所述磁鋼片2-4的長度與長條形環邊的內側面相對應，這樣可 以保iiLf茲場的強度，從而保證了傳感器傳感的精度，所述》茲鋼支架2-3的兩 個定位支柱2-3-2分別位於鐵環2-5環路的兩條圓弧形環邊的內側面。
所述傳感器支架2-7的一個端面上具有傳感器定位柱2-7-4和支架定位孔 2-7-3,以及環繞在傳感器定位柱2-7-4外圍的環形凸臺2-7-5,傳感器支架2-7 的另一個端面上還具有線路板定位柱2-7-2，傳感器定位柱2-7-4內設有傳感 器定位孔2-7-1，傳感器定位柱2-7-4與傳感器定位孔2-7-2是同軸的，這樣 也是保i械度的手段之一，線路板2-9通過自身的定位孔2-9-2與線路板定位 柱2-7-2配合而固定在傳感器支架2-7上，傳感器支架2-7通過支架定位孔 2-7-3與殼體內設有的支架定位柱2-6-1.配合而固定在殼體內，傳感器2-8的 引腳焊在線路板2-9上。所述線路板2-9上具有兩行傳感器焊接孔2-9-1，每三個傳感器焊接孔2-9-1為一行，所述傳感器2-8有兩個，每個傳感器2-8的 三個引腳對應一行傳感器焊接孔2-9-1,且兩個傳感器2-8的引腳分別安裝在 兩行傳感器焊接孔2-9-1內，傳感器支架2-7的傳感器定位孔2-7-1為矩形孔， 兩個傳感器2-8緊密貼合併垂直插入傳感器支架2-7的傳感器定位孔2-7-1中 且插至孔底，線路板2-9與傳感器支架2-7緊密貼合。
如圖4、 5、 6、 11、 12、 13、 14,所述角度位置變換裝置2的殼體由支 承蓋2-l、殼座2-6和外端蓋2-10組成，支承蓋2-1上具有支承孔2-1-1,磁 鋼支架2-3的一端與支^K蓋2-1的支承孔2-l-l轉動配合，且支承蓋2-l內端 面的靠磁鋼支架2-3軸肩處設有O形密封圈2-2; i 斜反1的下表面上還設有殼 體支承座1-3，傳感器軸1-2穿過殼體支承座1-3的軸孔，殼體支承座1-3與 殼體的支承蓋2-1之間還設有密封墊圈8,角度位置變換裝置2的殼體由螺 釘10固定在殼體支承座1-3上，螺釘10為帶墊螺釘，且安裝的時候還套裝 有彈墊9。所述磁鋼支架2-3上還有一凸塊2-3-3,殼座2-6上具有環形凸臺 2-6-2,環形凸臺2-6-2上端有一豁口 2-6-2-1,凸塊2-3-3位於窖谷口 2-6-2-1中， 凸塊2-3-3的作用是在安裝時用於區別N、 S極。殼座2-6上還安裝有密封塊
2- 11,此密封塊2-11為才象月交的，起到密封作用，密封塊2-ll上有出線孔，線 路板2-9上的連接線穿過出線孔，再引到殼體外。
如圖5、 12、 13、 14,所述傳感器2-8為霍爾傳感器，且為兩個。所述 霍爾傳感器可選用HAL815或TLE4997。傳感器2-8通過線路板2-9將測得 的信號送到相應的控制電路。
如圖1、 2、 3、 4、 14,所iiiE斜反軸3上套裝有^斜反扭簧3-l，踏板扭簧
3- 1的一端與踏板1相抵，另一端與底板4相抵，JU斜反1的鉸支座和底板4 的鉸支座均套^^斜反軸3上。i 斜反軸3兩端還套有長軸套11、卡簧7和小 平墊片6。 5斜反扭簧3-l是4植板4、 3斜反1之間的角度回位用的。
如圖14,所i^斜反轉角放大裝置5包括側板5-l、復位扭簧5-2和滾輪 5-3，踏板1的下表面上還設有軸座1-1，傳感器軸1-2穿過軸座1-1上的軸 孑L及殼體支承座1-3上的軸孔，並與軸座1-1上的軸孔及殼體支承座1-3上的 軸孔呈轉動配合，傳感器軸1-2上還裝連有兩塊側板5-1,兩塊側板5-l的上 端與傳感器軸l-2裝連,下端裝有滾輪5-3，傳感器軸l-2上套有復位扭簧5-2， 復位扭簧5-2的兩端分別抵靠在，射反1和i 斜反轉角放大裝置5的銷軸5-3-1 上，所述底板4上設有導向面4-1和限位塊4-2。所述限位塊4-2為圓柱形橡 膠塊，可起到P艮位作用和緩衝作用。滾輪5-3在底板4上滾動形成i 斜反運動。 大平墊片13置於側板5-l與5斜反1之間。
所述復位扭簧5-2由內、外扭簧5-2-1、 5-2-2組成，內、外扭簧5-2-1、 5-2-2之間裝有外隔套5-2-4,內扭簧5-2-1與傳感器軸1-2之間裝有內隔套5-2-3。這樣一來， 一旦出現一個扭簧損壞，另一個扭簧仍可繼續使用。
本發明在使用的時候if斜反1踏下去後(如圖2所示)帶動傳感器軸1-2 轉動，磁鋼支架2-3轉動，則》茲鋼片2-4和鐵環2-5轉動，傳感器2-8在磁鋼 片2-4中感應到了磁場的變化(如圖15所示)後，將這個變化轉換為相應的 電壓信號通過線路板2-9提供給ECU (引擎控制單元)，從而控制油噴量的 大小。踏4反1從空程狀態下變換到滿程狀態時，對應的輸出電壓信號成相應 線性變化，Sl表示輸出信號l， S2表示輸出信號2， SY表示在踏板4亍程的 同一點上S1與S2的關係，同步偏差SY- (SI/2)—S2=±0.07V。(如圖16 所示)。
權利要求
1、一種非接觸式電子油門踏板，包括踏板(1)和底板(4)，踏板(1)通過踏板軸(3)與底板(4)鉸接在一起，踏板(1)上裝有傳感器軸(1-2)，傳感器軸(1-2)上裝有踏板轉角放大裝置(5)，且踏板轉角放大裝置(5)的滾輪(5-3)與底板(4)滾動配合，傳感器軸(1-2)的輸出端與安裝在踏板(1)上的角度位置變換裝置(2)裝連，其特徵在於所述角度位置變換裝置(2)包括殼體、磁鋼支架(2-3)、磁鋼片(2-4)、鐵環(2-5)、傳感器支架(2-7)、傳感器(2-8)和線路板(2-9)，磁鋼支架(2-3)的一端與傳感器軸(1-2)的輸出端裝連，磁鋼支架(2-3)的另一端裝有磁鋼片(2-4)和鐵環(2-5)，磁鋼片(2-4)有兩個且分別置於鐵環(2-5)環路的內側面上，磁鋼支架(2-3)裝入殼體且與殼體轉動配合，傳感器支架(2-7)和線路板(2-9)均安裝在殼體內，傳感器(2-8)安裝在傳感器支架(2-7)的傳感器定位孔(2-7-1)中，且傳感器(2-8)置於兩個磁鋼片(2-4)之間，傳感器(2-8)與線路板(2-9)電連接。
2、 根據權利要求l所述的非接觸式電子油門踏板，其特徵在於所述磁 鋼支架(2-3 )的一端設有與傳感器軸(1-2)輸出端的凸起(1-2-1 )對應配 合的凹槽(2-3-1)或豁口 ，磁鋼支架(2-3 )的另一端設有用於安裝鐵環(2-5 ) 和磁鋼片(2-4)的定4立支鬥主(2-3-2)。
3、 根據權利要求l所述的非接觸式電子油門踏板，其特徵在於所述鐵 環(2-5 )是由兩端的兩條呈圓孤形的環邊連接中間的兩條呈長條形的環邊而 形成環路，兩個磁鋼片(2-4)分別緊貼在鐵環(2-5)環路的兩條長條形環環(2-5;環路的兩條圓弧形;不邊的內側面。—'
4、 根據權利要求1所述的非接觸式電子油門5斜反，其特4碌於所述傳 感器支架(2-7)的一個端面上具有傳感器定位柱(2-7-4)和支架定位孔(2-7-3),以及環繞在傳感器定位柱(2-7-4)外圍的環形凸臺(2-7-5)，傳感 器支架(2-7)的另一個端面上還具有線路板定位柱(2-7-2)，傳感器定位柱(2-7-4 )內設有傳感器定位孑L( 2-7-1),線路板(2-9 )通過自身的定位孔(2-9-2) 與線路板定位柱(2-7-2 )配合而固定在傳感器支架(2-7 )上，傳感器支架(2-7) 通過支架定位孔(2-7-3)與殼體內設有的支架定位柱(2-6-1)配合而固定在 殼體內，傳感器(2-8)的引腳焊接在線路板(2-9)上。
5、 根據權利要求1或2或3或4所述的非接觸式電子油門^斜反，其特徵 在於所述角度位置變換裝置(2)的殼體由支承蓋(2-1)、殼座(2-6)和 外端蓋(2-10)組成，支承蓋(2國1)上具有支岸義孔(2-1-1 )，磁鋼支架(2-3)的一端與支承蓋(2-1)的支岸義孔(2-1-1)轉動配合，且支承蓋(2-1)內端 面的靠磁鋼支架(2-3)軸肩處設有O形密封圈(2-2) ; if斜反(1)的下表面 上還設有殼體支^c座(1-3 ),傳感器軸(1-2 )穿過殼體支承座(1-3 )的軸孔, 殼體支承座(1-3)與殼體的支承蓋(2-1)之間還設有密封墊圏(8),角度 位置變換裝置(2)的殼體由螺釘(10)固定在殼體支承座(1-3)上。
6、 根據權利要求1所述的非接觸式電子油門，射反，其特徵在於所述 傳感器(2-8)為霍爾傳感器，且選用HAL815晶片或TLE4997晶片。
7、 根據權利要求l所述的非接觸式電子油門踏板，其特徵在於所述踏 板軸(3 )上套裝有if斜反扭簧(3-1),踏板扭簧(3-1)的一端與踏板(1)相 抵，另一端與底板(4)相抵，JU斜反(1)的鉸支座和底板(4)的鉸支座均 套^EiE斜反軸(3)上。
8、 根據權利要求5所述的非接觸式電子油門踏板，其特徵在於所述踏 板轉角放大裝置(5 )包括側板(5-1 )、復位扭簧(5-2)和滾輪(5-3 )，踏板(1)的下表面上還設有軸座(1-1 )，傳感器軸(1-2)支承在軸座(1-1)及 殼體支承座(1-3 )上且呈轉動酉己合，兩塊側板(5-1)的上端與傳感器軸(1-2) 裝連，下端裝有滾輪(5-3),傳感器軸(1-2)上套有復位扭簧(5-2),復位 扭簧(5-2)的兩端分別抵靠在踏板(1)上和^斜反轉角放大裝置(5 )的銷軸(5-3-1)上，所^板(4)上i殳有導向面(4-1)和限位塊(4-2)。
9、 根據權利要求8所述的非接觸式電子油門踏板，其特徵在於所述復 位扭簧(5-2)由內、外扭簧(5-2國l 、 5國2國2)組成，內、外扭簧(5國2國1 、 5國2-2) 之間裝有外隔套(5-2-4),內扭簧(5-2-1)與傳感器軸(1-2)之間裝有內隔 套(5畫2畫3 )。
10、 根據權利要求l或2或3或4或6或7所述的非接觸式電子油門踏 板，其特^E^於所述線路板(2-9)上具有兩行傳感器焊接孔(2-9-1)，每 三個傳感器焊接孔(2-9-1)為一行，所述傳感器(2-8)有兩個，每個傳感器(2-8)的三個引腳對應一行傳感器焊接孔(2-9-1),且兩個傳感器(2-8)的 引腳分別安^兩行傳感器焊接孔(2-9-1)內，傳感器支架(2-7)的傳感器 定位孔(2-7-1 )為矩形孔，兩個傳感器(2-8 )貼合併垂直插入傳感器支架(2-7) 的傳感器定位孔(2-7-1)中且插至孑L底，線路板(2-9)與傳感器支架(2-7) 的另一個端面貼合。
全文摘要
本發明公開了一種非接觸式電子油門踏板，包括踏板和底板，踏板通過踏板軸與底板鉸接，踏板上裝有傳感器軸，傳感器軸上裝有踏板轉角放大裝置，踏板轉角放大裝置與底板滾動配合，傳感器軸的輸出端與安裝在踏板上的角度位置變換裝置裝連，角度位置變換裝置包括殼體、磁鋼支架、磁鋼片、鐵環、傳感器支架、傳感器和線路板，磁鋼支架的一端與傳感器軸的輸出端裝連，磁鋼支架的另一端裝有磁鋼片和鐵環，磁鋼片有兩個且分別置於鐵環環路的內側面上，磁鋼支架與殼體轉動配合，傳感器支架和線路板均安裝在殼體內，傳感器安裝在傳感器支架的傳感器定位孔中，傳感器置於兩個磁鋼片之間。本發明精度高、穩定性好，安裝方便且產品質量好。
文檔編號F02D11/06GK101509428SQ20091002531
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月9日 優先權日2009年3月9日
發明者何俊健, 尤俊華, 鄧建新, 馬文慶 申請人:常州明珠電器有限公司