專利名稱：一種非接觸式電子油門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車零部件制造領(lǐng)域，尤其涉及一種非接觸式電子油門。
背景技術(shù)：
目前，機(jī)動(dòng)車油門主要分為機(jī)械式油門和電子式油門。機(jī)械式油門是通過拉索 (軟鋼絲)或者拉桿，一端連接油門踏板，另一端連接節(jié)氣門連動(dòng)板而工作的，但這種傳統(tǒng) 油門應(yīng)用范疇受到限制并缺乏精確性，在日新月異的汽車電子技術(shù)發(fā)展形勢(shì)下，逐漸被電 子油門(EGAS)替代。電子式油門主要有兩種方式一種是采用滑動(dòng)電阻的接觸方式，另一 種是采用霍爾傳感器的非接觸方式。由于接觸方式中的碳刷使用壽命較短，正在被非接觸 方式代替，而非接觸方式中采用的線性霍爾傳感器需要精確的絕對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度，易受外界磁 場(chǎng)的干擾，而且線性霍爾傳感器需要對(duì)磁鐵的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決原有非接觸方式中采用的線性霍爾傳感器需要精確的絕對(duì) 磁場(chǎng)強(qiáng)度，易受外界磁場(chǎng)的干擾，而且線性霍爾傳感器需要對(duì)磁鐵的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?技術(shù)問題；提供一種不需要精確的絕對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度，也不要求磁源的Z軸精確對(duì)中，能夠?qū)φ?個(gè)溫度范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化自動(dòng)補(bǔ)償，無需考慮磁鐵的溫度偏移，并且體積小，安裝維護(hù) 方便，適應(yīng)惡劣環(huán)境，抗污能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，可靠性高的非接觸式電子油門。 本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的本實(shí)用新型包 括油門踏板、安裝于油門踏板上的踏板位移傳感器、ECU電控單元、驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 伺服電動(dòng)機(jī)，踏板位移傳感器的輸出端與ECU電控單元的輸入端相連，ECU電控單元的輸出 端與伺服電動(dòng)機(jī)電連接，所述的踏板位移傳感器包括設(shè)于油門踏板上的位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連 接于位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上并與位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連動(dòng)的磁鐵以及位于磁鐵的上方或下方的安裝有 AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器的電路板，所述的AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)輸出腳與所述的ECU電 控單元的輸入端電連接。油門踏板發(fā)生位移時(shí)，通過位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使磁鐵發(fā)生偏轉(zhuǎn)，AS5263 磁旋轉(zhuǎn)編碼器會(huì)監(jiān)測(cè)到這個(gè)偏轉(zhuǎn)，以模擬電壓或P麗的方式將當(dāng)前油門踏板高度位置信息 送往ECU電控單元，ECU電控單元對(duì)該信息和其它系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)總線傳來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行 運(yùn)算處理，計(jì)算出一個(gè)控制信號(hào)，發(fā)送給伺服電動(dòng)機(jī)的繼電器，由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門執(zhí) 行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，從而完成對(duì)汽車油門的控制。AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器是AMS的14 位雙路輸出的磁旋轉(zhuǎn)編碼器芯片，它具有以下優(yōu)點(diǎn)一是AS5263集成了兩塊AS5163模塊， 具有雙路的信號(hào)輸出，提高了可靠性；二是AS5263是無接觸式的，使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)惡劣環(huán) 境(如震動(dòng)、撞擊)，抗污(如粉塵、水氣)能力強(qiáng)，體積小，安裝維護(hù)方便；三是AS5263每路 信號(hào)都是通過獨(dú)立環(huán)形HALL傳感器陣列來對(duì)器件表面分布的磁場(chǎng)垂直向量進(jìn)行采樣，為 了消除外部雜散磁場(chǎng)的影響，采用了堅(jiān)固可靠的差分采樣技術(shù)和比例計(jì)算算法，對(duì)正弦和 余弦向量的差分采樣能夠消除由于磁源本身或外部雜散磁場(chǎng)所導(dǎo)致的直流分量所引起的 任何共模誤差，對(duì)正弦和余弦向量進(jìn)行比例分配，則不再需要精確的絕對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度或不再要求磁源的Z軸精確對(duì)中；四是AS5263能夠?qū)φ麄€(gè)溫度范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化自動(dòng)補(bǔ)償， 可工作在士45mT至士75mT的磁場(chǎng)強(qiáng)度下，無需考慮磁鐵的溫度偏移。 作為優(yōu)選，所述的位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滾輪和滑動(dòng)滾軸，滑動(dòng)滾軸的一端與滾輪的 滾軸相連，滾輪位于油門踏板的接地底座上，滑動(dòng)滾軸的另一端與所述的油門踏板相連，所 述的磁鐵通過中心固定軸安裝在滑動(dòng)滾軸的這一端上。油門踏板被踩下或抬起時(shí)，滾輪在 油門踏板的接地底座上向上或向下滾動(dòng)，帶動(dòng)滑動(dòng)滾軸以中心固定軸為支點(diǎn)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從 而使固定于其上的磁鐵相對(duì)于電路板發(fā)生偏轉(zhuǎn)，確保電路板上的AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器能 監(jiān)測(cè)到這個(gè)偏轉(zhuǎn)角度。 作為優(yōu)選，所述的磁鐵和所述的AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器的中心對(duì)齊，兩者之間的間 距為0. 5mm 1. 5mm。確保AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器能更精確地監(jiān)測(cè)到磁鐵的偏轉(zhuǎn)角度。 作為優(yōu)選，所述的磁鐵是個(gè)圓形塊體。 作為優(yōu)選，所述的安裝有AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器的電路板安裝于所述的油門踏板 背面的外殼上。安裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，反應(yīng)靈敏。 本實(shí)用新型的有益效果是通過AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器監(jiān)測(cè)與油門踏板連動(dòng)的磁 鐵的偏轉(zhuǎn)角度而獲得油門踏板的位置變化量，進(jìn)而控制伺服電動(dòng)機(jī)、調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，完 成對(duì)汽車油門的控制。本實(shí)用新型由于使用了性能優(yōu)越的AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器，不再需要 精確的絕對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度，也不再要求磁源的Z軸精確對(duì)中，能夠?qū)φ麄€(gè)溫度范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng) 度變化自動(dòng)補(bǔ)償，無需考慮磁鐵的溫度偏移。而且AS5263是無接觸式的，使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng) 惡劣環(huán)境，抗污能力強(qiáng)，還具有雙路的信號(hào)輸出功能，可靠性高。同時(shí)體積小，安裝維護(hù)也更 加方便。

圖1是本實(shí)用新型的一種電路原理連接框圖。 圖2是本實(shí)用新型的一種側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實(shí)用新型中油門踏板傳感器和位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實(shí)用新型中磁鐵和電路板的位置關(guān)系的一種結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1.油門踏板，2.踏板位移傳感器，3.ECU電控單元，4.伺服電動(dòng)機(jī)，5.節(jié)氣
門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，6.磁鐵，7.電路板，8.滾輪，9.滑動(dòng)滾軸，IO.接地底座，ll.中心固定軸，
12.AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器。
具體實(shí)施方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。 實(shí)施例1 :本實(shí)施例的一種非接觸式電子油門，如圖2、圖3、圖4所示，包括油門踏 板1、踏板位移傳感器2、 ECU電控單元3、驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)5的伺服電動(dòng)機(jī)4。踏板位 移傳感器2由一個(gè)徑向磁化的磁鐵6和安裝有AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器12的電路板7構(gòu)成， 磁鐵6是一個(gè)圓形塊體，磁鐵通過位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與油門踏板相連，電路板7固定在油門踏板 1背面的外殼上。位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滾輪8和滑動(dòng)滾軸9，滑動(dòng)滾軸9的一端與滾輪8的滾 軸相連，滾輪8位于油門踏板1的接地底座10上，滑動(dòng)滾軸9的另一端通過中心固定軸11 安裝在油門踏板1的背面，磁鐵6安裝在中心固定軸11上，并位于滑動(dòng)滾軸9的朝向油門踏板的一面上，磁鐵6與AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器12面對(duì)面安裝，磁鐵的中心與AS5263的中 心對(duì)齊，兩者之間的間距為1. 0mm。如圖1所示，踏板位移傳感器2中的AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼 器12的輸出腳與ECU電控單元3的輸入端電連接，ECU電控單元3的輸出端與伺服電動(dòng)機(jī) 4電連接，伺服電動(dòng)機(jī)4再與節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)5相連。ECU電控單元3通過數(shù)據(jù)總線與其它 ECU單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。 工作過程油門踏板被踩下或抬起，滾輪在呈45度的接地底座上向上或向下滑 動(dòng)，帶動(dòng)滑動(dòng)滾軸以中心固定軸為支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，安裝于滑動(dòng)滾軸上的磁鐵也隨之相對(duì)于電路 板發(fā)生偏轉(zhuǎn)，AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器監(jiān)測(cè)到這個(gè)偏轉(zhuǎn)角度，通過六芯連接線輸出與當(dāng)前油門 踏板高度位置相對(duì)應(yīng)的模擬電壓或PWM給ECU電控單元，ECU電控單元對(duì)該信息和其它系 統(tǒng)傳來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行運(yùn)算處理，發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)給伺服電動(dòng)機(jī)，由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)節(jié) 氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車油門的控制。 本實(shí)用新型體積小、安裝維護(hù)方便，不再需要精確的絕對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度，也不再要求磁 源的Z軸精確對(duì)中，能夠?qū)φ麄€(gè)溫度范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化自動(dòng)補(bǔ)償，無需考慮磁鐵的溫 度偏移。而且適應(yīng)惡劣環(huán)境，抗污能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，還具有雙路信號(hào)輸出功能，可靠性高。
權(quán)利要求一種非接觸式電子油門，包括油門踏板(1)、安裝于油門踏板(1)上的踏板位移傳感器(2)、ECU電控單元(3)、驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5)的伺服電動(dòng)機(jī)(4)，踏板位移傳感器(2)的輸出端與ECU電控單元(3)的輸入端相連，ECU電控單元(3)的輸出端與伺服電動(dòng)機(jī)(4)電連接，其特征在于所述的踏板位移傳感器(2)包括設(shè)于油門踏板(1)上的位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和連接于位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上并與位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連動(dòng)的徑向磁化的磁鐵(6)以及位于磁鐵(6)的上方或下方的安裝有AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器(12)的電路板(7)，所述的AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器(12)的信號(hào)輸出腳與所述的ECU電控單元(3)的輸入端電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式電子油門，其特征在于所述的位移傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包 括滾輪(8)和滑動(dòng)滾軸(9)，滑動(dòng)滾軸(9)的一端與滾輪(8)的滾軸相連，滾輪(8)位于油 門踏板(1)的接地底座(10)上，滑動(dòng)滾軸(9)的另一端與所述的油門踏板(1)相連，所述 的磁鐵(6)通過中心固定軸(11)安裝在滑動(dòng)滾軸(9)的這一端上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種非接觸式電子油門，其特征在于所述的磁鐵(6)和 所述的AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器(12)的中心對(duì)齊，兩者之間的間距為0. 5mm 1. 5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種非接觸式電子油門，其特征在于所述的磁鐵(6)是 個(gè)圓形塊體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的一種非接觸式電子油門，其特征在于所述的安裝有 AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器(12)的電路板(7)安裝于所述的油門踏板(1)背面的外殼上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種非接觸式電子油門，包括油門踏板、踏板位移傳感器、ECU電控單元、驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伺服電動(dòng)機(jī)。踏板位移傳感器由一個(gè)徑向磁化的磁鐵和安裝有AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器的電路板構(gòu)成，帶有磁鐵的滑動(dòng)滾軸的一端安裝在油門踏板上，其另一端與位于油門踏板的接地底座上的滾輪相連，電路板固定在油門踏板上，AS5263磁旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出腳接ECU電控單元，ECU電控單元與驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伺服電動(dòng)機(jī)相連。本實(shí)用新型不再需要精確的絕對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度，也不再要求磁源的Z軸精確對(duì)中，能夠?qū)φ麄€(gè)溫度范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化自動(dòng)補(bǔ)償，而且使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)惡劣環(huán)境，還具有雙路的信號(hào)輸出功能，可靠性高。
文檔編號(hào)G05G1/30GK201501310SQ20092031013
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者任迪明, 唐恩克, 賈靈, 郝強(qiáng) 申請(qǐng)人:利爾達(dá)科技有限公司