CN101135274B - 用于检测摩托车中油门转动手柄角位置的采集系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于获取摩托车中油门转动手柄(2)的角位置的系统(1)，该采集系统(1)备有固定的支撑本体(3)；可转动地安装在支撑本体(3)内的转轴(4)；机械地连接到油门转动手柄(2)和转轴(4)的传动装置(6)，以用于将油门转动手柄(2)的运动传送至转轴自身；由支撑本体(3)支撑的主角位置传感器(10)，该主角位置传感器(10)连接至转轴(4)以确定转轴(4)的角位置，并且适于提供对转轴(4)角位置的两个相互冗余的测量；以及由支撑本体(3)支撑的控制角位置传感器(11)，该角位置传感器(11)连接至转轴(4)以确定转轴(4)的角位置，并且适于提供对转轴(4)角位置的两个相互冗余的测量。

Description

用于检测摩托车中油门转动手柄角位置的采集系统
技术领域
本发明涉及一种用于获取摩托车中油门转动手柄(gas twistgrip)的角位置的系统。
背景技术
传统的摩托车包括油门转动手柄(通常地该手柄位于方向把的右方)，该油门转动手柄可转动地安装并机械地连接至调节驱动转矩的产生的发动机控制器。一般地，油门转动手柄经至少一个金属鲍顿拉索(Bowden wire)连接至发动机控制器，其中所述金属鲍顿拉索插在外层护套内，相对于护套自身滑动并且被弹簧推向对应无驱动转矩时的初始位置。
近来，借鉴在汽车领域所累积的经验，已经提出DBW(线控油门)系统的应用，其中该油门转动手柄不再是机械地连接至发动机控制器，而是仅连接至位置传感器，该位置传感器检测油门转动手柄的位置并从而驱动机械地操纵发动机控制器的执行机构。
在设计适于在摩托车中使用的DBW系统中所必须面对的最大的问题是制造一种用于检测油门转动手柄角位置的采集系统。事实上，这样的采集系统必须能够快速且无误地解译驾驶员加速/减速的意图，能够提供冗余的数据以便确保发动机控制单元对驾驶员意图的确定解译，并且考虑到有关尺寸、摩托车内可能发生的剧烈震动、以及有关缺乏保护的不利的天气状况(意外的撞击(accidental shock)、极低或极高的温度、喷水，等等)的问题，这样的采集系统必须可安装在摩托车的环境(context)中。
此外，适于在摩托车中使用的采集系统必须是极其通用的，以便易于集成到迥异的摩托车上，因为摩托车的制造高度分散并且其特征在于通常通过少量的模型制造大量产品。
在汽车领域，存在制造用于检测油门踏板位置的采集系统的各种解决方案；但是因为这种汽车的解决方案过大并且不够结实，故而不能用于摩托车。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于检测摩托车中油门转动手柄角位置的采集系统，这种系统没有上述的缺点，并且特别的，易于实现且实现起来成本低效益高。
根据本发明，提供了一种用于检测摩托车中油门转动手柄角位置的采集系统，该采集系统包括：
固定的支撑本体；
可转动地安装在该支撑本体内的转轴；
机械地连接到油门转动手柄和转轴的传动装置，用于将油门转动手柄的运动传送至转轴自身；以及
主角位置传感器，该主角位置传感器由支撑本体支撑，连接至转轴以确定转轴的角位置，并且适于提供对转轴角位置的两个相互冗余的测量；以及
与主角位置传感器分离且独立的控制角位置传感器，该控制角位置传感器由所述支撑本体支撑，连接至转轴以确定转轴的角位置，并且适于提供转轴角位置的两个相互冗余的测量；以及
与两个角位置传感器相连接的处理单元，该处理单元使用由主角位置传感器提供的信号以确定油门转动手柄的角位置，并且使用由控制角位置传感器提供的信号以检查并确认由所述主角位置传感器提供的信号。
附图说明
现在将参考图解非限制性实施例的附图描述本发明，其中：
图1是用于检测根据本发明制造的摩托车中的油门转动手柄的角位置的采集系统的示意图；
图2是图1中采集系统的第一角位置传感器的两输出的图表；
图3是图1中采集系统的第二角位置传感器的两输出的图表；以及
图4是根据替代实施方案的第二角位置传感器的两输出的图表。
具体实施方式
图1中，编号1总体上表示一种用于检测DBW(线控油门)控制系统的摩托车的油门转动手柄2的角位置的采集系统。
采集系统1包括固定支撑本体3，该固定支撑本体3置于距油门转动手柄2一定距离处并且呈“C”形；支撑本体3容纳转轴4，该转轴4通过一对轴承5空载安装以自由地围绕中心轴线旋转。转轴4在转轴4自身的两个相对端部从固定支撑本体3伸出并且通过传动装置6机械地连接至油门转动手柄2，该传动装置6将来自油门转动手柄2的运动传递至转轴4自身。
根据图1中所示的实施方案，传动装置6为拉索型并且包括与转轴4组成一体的推拉式带轮7和一对鲍顿型(即，滑动地容纳在各自的外层护套中)拉索8，该拉索8中的每一根拉索的一端固定至油门转动手柄2而另一端与带轮4组成一体。带轮7置于相对于转轴4自身中间的位置并因而被容纳在固定支撑本体3内的受保护位置。
根据未示出的不同的实施方案，传动装置为拉索型且包括与转轴4组成一体的带轮7以及仅一根鲍顿型拉索8，该拉索8的一端固定至油门转动手柄2而相对端与带轮7组成一体。
根据未示出的又一实施方案，转轴4和手柄2同轴，并且传动装置6包括使转轴4与转动手柄2成角度地组成一体的直接的机械连接。
一般地，设计复位弹簧9，并围绕转轴4布置复位弹簧9，以使用一定的力推动转轴4朝向对应于无驱动转矩时的初始位置。
固定支撑本体3容纳主角位置传感器10和控制角位置传感器11，这些角位置传感器相互分离且独立，并且在转轴4自身的两端连接至转轴4以确定转轴4的角位置。每个角位置传感器10或11提供与固定支撑本体3组成一体的固定部或定子12以及与转轴4组成一体的运动部或转子13。此外，每个角位置传感器10或11适于提供对转轴4的两个相互冗余的角位置测量；通过此方式，可以检验角位置传感器10或11的正确操作，从而实现角位置传感器10或11自身的自诊断。
最后，采集系统1包括处理单元14，该处理单元14与角位置传感器10及11相连接，使用由主角位置传感器10提供的信号以确定油门转动手柄2的角位置，并且使用由控制角位置传感器11提供的信号以检查并确认由主角位置传感器10提供的信号。换言之，仅仅通过使用由主角位置传感器10提供的信号来确定油门转动手柄2的角位置，而由控制角位置传感器11提供的信号仅用于检查并确认由主角位置传感器10提供的信号，即，用于诊断主角位置传感器10的可能故障，该故障是无法从主角位置传感器10自身的两个冗余输出的比较检测到的。
根据优选的实施方案，每个角位置传感器10或11通过其自身的布线15(包括连接器和导线)，独立于另一角位置传感器11或10地连接至处理单元14。
处理单元14根据油门转动手柄2的角位置控制电执行机构16，该电执行机构16机械地作用于摩托车的发动机控制器(未示出)以调节驱动转矩的产生；举例而言，在汽油内燃机中，电执行机构16控制节流阀的角位置，该节流阀调整由发动机吸入的新鲜空气流。
根据优选的实施方案，主角位置传感器10是具有两个在0-5伏特范围内的比例线性输出的双电位器，并且其中转轴4的角位置的一个测量值等于转轴4的角位置的另一测量值的一半。举例而言，在图2中示出了由主角位置传感器10根据转轴4的角位置提供的测量。处理单元14接收由主角旋转传感器10提供的测量，并检查这些测量的一致性以确定可能的故障；换言之，处理单元14总是检查由主角位置传感器10提供的一个测量值是否是由主角位置传感器10提供的另一个测量值的二倍，并且如果不是这样，则发出主角位置传感器10自身的故障诊断。
根据优选的实施方案，控制角位置传感器11也是具有两个在0-5伏特范围内的比例线性输出的双电位器，并且其中转轴4的角位置的一个测量值等于转轴4的角位置的另一测量值的一半。举例而言，在图3中示出了由控制角传感器11根据转轴4的角位置提供的测量。处理单元14接收由控制角旋转传感器11提供的测量，并同样检查这些测量的一致性以确定可能的故障；换言之，处理单元14总是检查由控制角位置传感器11提供的一个测量值是否是由控制角位置传感器11提供的另一个测量值的二倍，并且如果不是这样则发出控制角位置传感器11自身的故障诊断。优选地，控制角位置传感器11对转轴4的两个角位置测量与角位置传感器10对转轴4的两个角位置测量遵循不同的规则，以便更好地识别可能的问题(例如，确定电负载的电位变化的电故障)；通过比较图2中有关角位置传感器10的图表和图3中有关控制角位置传感器11的图表，这种情况就立刻显而易见。
根据替代的实施方案，控制角位置传感器11具备两个数字类型的输出，该输出表明转轴4是否旋转到确定的角位置。举例而言，在图4中示出了由控制角位置传感器11根据转轴4的角位置提供的测量。优选地，控制角位置传感器11的两个数字类型的输出表明转轴4是否旋转到对应于无驱动转矩的角初始位置；这样的角初始位置最重要，因为最危险的DBW故障情况是没有意识到驾驶员请求取消产生驱动转矩的要求，并因此违背驾驶员的意愿加速摩托车。
上述的采集系统1展现出众多优点，因为其制造简单并且制造成本低效益高，因为其可以很容易地安装在任何类型的摩托车中故而极具适应性，并且其可与传统类型的油门转动手柄连接而减少了实现所需的投资。特别的，上述的采集系统1允许保留具有拉索连接(极易测试并且可靠)的传统类型的油门转动手柄2；因此，可将支撑本体3安装在对于可能的跌倒和意外撞击以及对于大气和环境因素而言极受保护的区域。此外，上述的采集系统1确保摩托车DBW系统的标准解决方案并将所有“油门需求(gas demand)”的功能以及安全性所需要的所有冗余集成在单个目标中。

Claims (15)

1.一种用于获取摩托车中油门转动手柄(2)角位置的采集系统(1)，该采集系统(1)包括：
固定的支撑本体(3)；
可转动地安装在所述支撑本体(3)内的转轴(4)；
机械地连接到油门转动手柄(2)和转轴(4)的传动装置(6)，用于将油门转动手柄(2)的运动传送至转轴(4)自身；以及
主角位置传感器(10)，该主角位置传感器由支撑本体支撑，连接至转轴(4)以确定转轴(4)的角位置，并且适于提供对转轴(4)角位置的两个相互冗余的测量；以及
与主角位置传感器(10)分离且独立的控制角位置传感器(11)，该控制角位置传感器(11)由所述支撑本体(3)支撑，连接至转轴(4)以确定转轴(4)的角位置，并且适于提供转轴(4)角位置的两个相互冗余的测量；以及
与两个角位置传感器(10，11)相连接的处理单元(14)，该处理单元(14)使用由主角位置传感器(10)提供的信号以确定油门转动手柄(2)的角位置，并且使用由控制角位置传感器(11)提供的信号以检查并确认由所述主角位置传感器(10)提供的信号。
2.根据权利要求1所述的采集系统(1)，其中两个角位置传感器(10，11)被置于转轴(4)相对的两端。
3.根据权利要求1所述的采集系统(1)，其中所述主角位置传感器(10)是双电位器。
4.根据权利要求3所述的采集系统(1)，其中对于所述主角位置传感器(10)而言，转轴(4)的角位置的一个测量值等于对转轴(4)的角位置的另一测量值的一半。
5.根据权利要求3所述的采集系统(1)，其中控制角位置传感器(11)是双电位器。
6.根据权利要求5所述的采集系统(1)，其中所述控制角位置传感器(11)对转轴(4)的两个角位置的测量与所述主角位置传感器(10)对转轴(4)的两个角位置测量遵循不同的规则。
7.根据权利要求1所述的采集系统(1)，其中所述控制角位置传感器(11)具备两个数字类型输出，该输出表明转轴(4)是否旋转到确定角位置。
8.根据权利要求7所述的采集系统(1)，其中所述控制角位置传感器(11)的两个数字类型输出表明转轴(4)是否旋转到对应于无驱动转矩的确定初始角位置。
9.根据权利要求1所述的采集系统(1)，其中每个角位置传感器(10；11)均通过自身的布线(15)独立于另一角位置传感器(11；10)地连接至处理单元(14)。
10.根据权利要求1所述的采集系统(1)，其中传动装置(6)为拉索型并且包括与转轴(4)组成一体的推拉式带轮和一对鲍顿型拉索，该拉索中的每一根拉索的一端固定至油门转动手柄(2)而相对端与带轮组成一体。
11.根据权利要求1所述的采集系统(1)，其中传动装置(6)为拉索型且包括与转轴(4)组成一体的带轮以及一根鲍顿型拉索，该拉索的一端固定至油门转动手柄(2)而相对端与带轮组成一体。
12.根据权利要求1所述的采集系统(1)，其中传动装置(6)包括直接的机械连接，以使得转轴(4)与转动手柄(2)同轴并成角度地组成一体。
13.根据权利要求1所述的采集系统(1)，其中设计复位弹簧(9)围绕转轴(4)布置，以使用一定的力推动转轴(4)朝向对应于无驱动转矩时的初始位置。
14.根据权利要求13所述的采集系统(1)，其中所述固定的支撑本体(3)呈“C”形且由转轴(4)横跨，其中转轴(4)在转轴(4)自身的两个相对端部从固定支撑本体(3)伸出。
15.根据权利要求14所述的采集系统(1)，其中传动装置(6)为拉索型且包括与转轴(4)组成一体且被放置在转轴(4)自身中间位置的带轮以及至少一根鲍顿型拉索，该拉索的一端固定至油门转动手柄(2)而相对端与带轮组成一体。
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