专利名称：一种汽车踏板位置感应装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种感应汽车踏板位置的装置，具体应用在汽车，尤其是混合动力汽车的电喷系统、ABS制动系统、自动变速系统、巡航控制系统、混合动力等系统中，用于对操作者操纵踏板的信息采集。
背景技术：
踏板是汽车行车过程中重要的操纵机构，对踏板的操纵直接反映了驾驶员的驾驶意愿和当前的驾驶状态，随着电子控制技术在汽车动力传动系统中广泛的应用，踏板位置的感知发挥了越来越重要的作用，因此各大汽车公司和研发机构均在踏板领域申报了大量的专利。
在踏板位置感知的现有技术中，有发明专利CN1463866A《用于车辆中的加速器踏板》，该踏板用两个开关信号来采集加速和怠速或制动时踏板信号；发明专利CN1415940A、CN1415941A《车辆踏板板面固定式检测装置》、《车辆踏板杆身固定式检测装置》，它们用了伺服倾角传感器来测量踏板的绝对位移，其传感器相对成本较高，同时由于车辆行进过程中的坡道起伏，将直接影响到踏板相对位置的测量准确度；发明专利CN1332676A《电子节流阀作动系统的加速器踏板》、发明专利CN1120660A《踏板行程检测装置》采用了连杆机构，将踏板的位移信号转变为电位计的电压变化信号，由于连杆机构的间隙，影响测量的一致和准确性，同时专利中的连杆机构难以实现线性的角位移变换，将踏板的位移线性地转换为角位移传感器的输出；发明专利CN1145673A《汽车加速器踏板控制装置》采用了滚珠杠杆，将踏板的位移转变为传感器的角位移信号，但是滚珠杠杆成本较高，工艺复杂，同时传感器感知的滚珠杠杆转角信号与踏板的位置信号不成线性关系；发明专利CN1333722A《电子踏板齿轮机构》采用了齿轮机构，将踏板的位移信号转变为电位计的电压变化信号，这种结构由于齿轮机构的加工侧隙，影响了测量的一致和准确性，同时专利中的齿轮机构增加了加工的难度和工艺复杂性；实用新型专利95227745.X《发动机油门传感器总成》采用了摆杆滚轮的结构，摆杆一端与连接在踏板上的角位移传感器相连，摆杆一端的滚轮在成型的地板上滚动，这种结构的角位移传感器反应的角度不是踏板转动的实际角度，两者之间不是线性的关系；专利200510020808.7《机动车踏板位置传感器》为安装在踏板转轴上的两个磁性霍尔传感器，一个感知踏板松开的初始位置，一个感知踏板的连续转动信号，这种结构在车上使用存在磁铁安装问题和车辆震动或长时间运行退磁或去磁的问题；专利200420045624.0《电磁缓速器用的角控位置传感器》采用丝杆螺母机构，通过螺母外圈的绕线与踏板相连，将踏板的转动信号转换为螺母的转动和轴向位移信号，通过一组位移型霍尔传感器和两组霍尔型开关传感器来采集螺母的轴向位移和转动圈数，从而感知踏板的位移信号，这种结构较复杂、体积较大、传感器数量多，还存在磁铁安装问题和车辆震动或长时间运行退磁或去磁的问题，适用于大型的工程或客货车辆。
通过文献查阅，现有的踏板位置感知方案大多需要对踏板结构甚至安装方式进行较大的改动，对已有踏板进行位置感知的具有产业化实施价值的方案还很少。
发明内容
本发明的目的是为满足汽车动力传动系统中自动控制的需要，克服上述已有踏板位置感知技术的不足，设计出一种汽车踏板位置感应装置，该装置采用曲臂连接角位移传感器的方式实现对汽车踏板位置的感知。
本发明提出的一种汽车踏板位置感应装置主要包括踏板组件、曲臂和角位移传感器。其中踏板组件中的踏板和踏板转轴套管焊接在一起，通过耐磨塑料套、转轴螺栓和转轴螺母安装在踏板支架上，踏板转轴套管上装有踏板回位弹簧，角位移传感器的传感销钉与曲臂上端焊接在一起，传感销钉一端插入转轴螺栓上的转轴孔中，另一端插入角位移传感器中，曲臂下端则通过曲臂螺栓安装在踏板上，由此踏板、踏板转轴套管、曲臂和传感销钉就构成了一曲臂轴，曲臂随踏板转动，由曲臂带动，传感销钉就与踏板一起同步转动。这样角位移传感器便同步感知了踏板的实际转动位置。
本发明中，角位移传感器采用电位计型角位移传感器。
本装置特别适用于在汽车离合器踏板、制动器踏板或加速踏板上应用。
发明的效果本发明与其他踏板位置测量结构相比，采用了曲臂轴的方式来安装角位移传感器，对踏板位置信号进行感知，结构简单易于工程化，只需要在常规踏板结构上做简单改造，就可以将商业化的普通踏板改造成为能感知踏板位置的控制信号采集踏板；传感器采用了已在发动机节气门上商业化使用的电位计型角位移传感器，价格便宜，具有较高的精度。
图1是汽车踏板位置感应装置的结构示意图；图2是该装置沿踏板转轴方向的轴向剖视图；具体实施方式
图1和图2给出了本发明实施的一种结构示意图，它包括转轴螺母1，转轴螺栓2，曲臂螺栓3，踏板4，曲臂5，角位移传感器安装螺钉6，角位移传感器7，传感销钉8，角位移传感器安装支架9，角位移传感器安装支架固定螺钉10，踏板回位弹簧11，踏板支架12，踏板转轴套管13，耐磨塑料套14等零部件。
图中显示的汽车踏板位置感应装置中踏板4和踏板转轴套管13焊接在一起，通过耐磨塑料套14、转轴螺栓2和转轴螺母1安装在踏板支架12上，踏板转轴套管13上装有踏板回位弹簧11，传感销钉8与曲臂5上端焊接在一起，传感销钉8一端插入转轴螺栓2上的转轴孔中，另一端插入角位移传感器7，角位移传感器7通过角位移传感器安装螺钉6固定在角位移传感器安装支架9上，角位移传感器安装支架9通过角位移传感器安装支架固定螺钉10安装在踏板支架12上，曲臂5通过曲臂螺栓3安装在踏板4上，由此踏板4、踏板转轴套管13、曲臂5、传感销钉8构成了一曲臂轴，由曲臂5带动，传感销钉8将与踏板4一起同步转动，传感销钉8带动角位移传感器7转动，从而实现对汽车踏板位置的感知。
在本实施例中，角位移传感器可选用长安公司发动机采用的节气门体角位移传感器。
虽然本发明只给出了一种应用实例，但在汽车离合器踏板、制动器踏板、加速踏板上的应用，以及在除了汽车外的其他踏板上的应用，都应是本专利内容的合理内涵。
权利要求
1.一种汽车踏板位置感应装置，包括踏板组件和角位移传感器，其中踏板组件的踏板和踏板转轴套管焊接在一起，并通过耐磨塑料套、转轴螺栓和转轴螺母安装在踏板支架上，踏板转轴套管上装有踏板回位弹簧；其特征在于还设有一曲臂，曲臂的上端与角位移传感器的传感销钉焊接在一起，传感销钉一端插入转轴螺栓上的转轴孔中，另一端插入角位移传感器，曲臂的下端通过曲臂螺栓安装在踏板上。
2.根据权利要求1所述的汽车踏板位置感应装置，其特征在于角位移传感器采用电位计型角位移传感器。
3.根据权利要求1所述的汽车踏板位置感应装置，其特征在于所述的踏板是离合器踏板、制动器踏板或加速踏板。
全文摘要
本发明请求保护一种汽车踏板位置感应装置，主要包括踏板组件、曲臂和角位移传感器。其中踏板组件中的踏板和踏板转轴套管焊接在一起，通过耐磨塑料套、转轴螺栓和转轴螺母安装在踏板支架上，踏板转轴套管上装有踏板回位弹簧，角位移传感器的传感销钉与曲臂上端焊接在一起，传感销钉一端插入转轴螺栓上的转轴孔中，另一端插入角位移传感器中，曲臂下端则通过曲臂螺栓安装在踏板上。本发明利用踏板、踏板转轴套管、曲臂和传感销钉构成一曲臂轴，曲臂随踏板转动，带动传感销钉与踏板一起同步转动，使角位移传感器同步感知踏板的实际转动位置，结构简单易于工程化，并且具有较高的精度。
文档编号G01D5/12GK1808051SQ20061005408
公开日2006年7月26日 申请日期2006年2月16日 优先权日2006年2月16日
发明者杨亚联, 秦大同, 付涛, 袁昌碧, 叶宏璐, 赵川林, 杜昌松 申请人:重庆大学, 长安汽车(集团)有限责任公司