CN104742741B - 一种直线运动式油门执行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直线运动式油门执行器，包括底板、壳体、直流电机、传动机构，电机输出端与传动机构输入端连接。传动机构由减速机构和螺旋传动机构组成，减速机构为由与直流电机固接的蜗杆和与传动螺杆固接的蜗轮组件相啮合组成，螺旋传动机构由传动螺杆和油门推拉杆互相旋合组成，传动螺杆一侧安装有反馈电位计，底板上安装有控制电路。本发明提供的油门执行器集成了控制电路板，可以通过CAN通讯收发模块对油门执行器进行控制，降低了使用成本。采用双闭环控制，提高了控制精度。采用蜗轮蜗杆传动进行减速，在结构上体积更小，更加容易装配和检修，使得本发明的油门执行器在外形尺寸上更小，重量更轻，安装更方便。

Description

一种直线运动式油门执行器

技术领域

本发明涉及一种直线运动式油门执行器。

背景技术

油门执行器通常是发动机自动测控系统中的执行机构，用于调节发动机油门的开度，实现行走车辆的调速或完成对发动机的各种测试。

国内目前常见的油门执行器产品，通常采用直流伺服电机为动力，经一级或二级齿轮副减速后输出旋转动力拉动油门拉锁。油门执行器的基本工作原理是：根据油门踏板的当前位置，控制油门执行器的直流伺服电机启动，通过油门拉锁拉动或放松油门，改变发动机油门开度，同时通过位置反馈传感器形成闭环控制，保证油门开度和油门踏板的当前位置相匹配。

上述油门执行器通常是纯粹的结构件，或者只集成了简单的位置反馈电路，因此在使用时还需要设计或购买专门的驱动和控制电路，增加了额外的成本。其次，采用齿轮副传动，对安装精度要求较高，减速机构的径向尺寸较大。同时采用旋转动力拉动油门拉锁会降低拉锁的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装、使用方便，寿命长，驱动能力强的直线运动式油门执行器。

为达到上述目的，本发明提供的一种直线运动式油门执行器，由底板14、壳体6、直流电机18、传动机构和控制电路板21组成，所述传动机构由减速机构和螺旋传动机构组成，所述减速机构由蜗杆11和蜗轮组件10相啮合组成，所述螺旋传动机构由传动螺杆7和油门推拉杆1互相旋合组成；所述蜗杆11与直流电机18连接后固定于底板14上，所述蜗轮组件10与传动螺杆7固接，底板14两端设有轴承座12和导向套座4，传动螺杆7一端与滚动轴承13固接后放入轴承座12内，油门推拉杆1插入导向套5内后放置于导向套座4上；油门推拉杆1上设有限位块19，相应的，底板14上安装有限位位置20，以保证油门推拉杆1做直线运动而不产生旋转运动；底板14上安装有反馈电位计17，反馈电位计17通过计数齿轮8和传动螺杆7相啮合；油门推拉杆1的运动距离取决于传动螺杆7旋转的圈数，通过反馈电位计17对传动螺杆7旋转圈数进行计数，可得到油门推拉杆1的运动情况；

所述控制电路板21包含正弦波处理模块22，电流钳位模块26，电机驱动模块24，CAN通讯收发模块25和控制单元23，所述正弦波处理模块22及电流钳位模块26分别与控制单元21的输入端相连，所述电机驱动模块24与控制单元21的输出端相连，所述CAN通信收发模块25与控制单元21双向输入输出端相连；所述控制单元21为MCU，控制单元21通过电流钳位模块26获取当前油门踏板的位置信息及反馈电位计17送回的油门推拉杆1位置信息，同时结合经由正弦波处理模块22处理的车辆速度信息，进行双闭环控制，控制单元21通过电机驱动模块24驱动直流电机18，使得油门推拉杆1直线运动拉动油门拉索，使得油门开度与踏板位置、车辆当前速度相符；控制单元21通过CAN通讯收发模块25可与车载主控制器进行通信，实现智能控制。

本发明中，所述壳体6上装有防尘透气塞15和防尘出线头16。

本发明中，所述壳体6上嵌有防尘圈座2，油门推拉杆1通过放置于防尘圈座2内的防尘圈3伸出壳体6。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的油门执行器集成了控制电路板，可以通过CAN通讯模块对油门执行器进行控制。由于CAN通讯在当前工业环境下的广泛应用，使得本发明提供的油门执行器易于使用，也节省了使用成本。

2、本发明提供的油门执行器同时采集车辆行驶速度信息和油门开度信息进行反馈，实现了双闭环控制，控制精度更高。

3、本发明提供的油门执行器采用蜗轮蜗杆传动进行减速。在相同传动比的前提下，相比国内常见的齿轮副传动，蜗轮蜗杆传动在结构上体积更小，更加容易装配和检修，使得本发明的油门执行器在外形尺寸上更小，重量更轻，安装更方便。

附图说明

图1为本发明机械结构的主视图；

图2为本发明机械结构的俯视图；

图3为本发明机械结构的侧视图；

图4为本发明控制电路板的连接示意图；

图中标号：1为油门推拉杆，2为防尘圈座，3为防尘圈，4为导向套座，5为导向套，6为壳体，7为传动螺杆，8为计数齿轮，9为电机盖，10为蜗轮组件，11为蜗杆，12为轴承座，13为滚动轴承，14为底板，15为防尘透气塞，16为防尘出线头，17为反馈电位计，18为直流电机，19为限位块，20为限位装置，21为控制电路板，22为正弦波处理模块，23为控制单元，24为电机驱动模块，25为CAN通讯收发模块，26为电流钳位模块。

具体实施方式

以下通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：

本发明提供的一种直线运动式油门执行器，其具体结构图如图1、图2、图3所示，包括底板14、壳体6、直流电机18和传动机构。直流电机18的输出端与传动机构输入端相连接，传动机构由减速机构和螺旋传动机构组成，减速机构为由与直流电机18固接的蜗杆11和与传动螺杆固接的蜗轮组件10相啮合组成，螺旋传动机构由传动螺杆7和油门推拉杆1互相旋合组成；其中油门推拉杆1也作为执行机构，用于拉动油门拉索。

所述传动螺杆7一侧安装有反馈电位计17，反馈电位计17转轴固接计数齿轮8，所述计数齿轮8与传动螺杆7的螺纹相啮合。

本油门执行器集成了控制电路板21，控制电路板21的电源线和信号线分别通过壳体上的防尘出线头16与外部电源连接。所述控制电路板21包含正弦波处理模块22，电流钳位模块26，电机驱动模块24，CAN通讯收发模块25和控制单元23。其连接方式如图4所示，所述正弦波处理模块22及电流钳位模块26分别与控制单元21输入端相连，所述电机驱动模块24与控制单元21输出端相连，所述CAN通信收发模块25与控制单元21双向输入输出端相连。

所述控制单元21为MCU，控制单元21通过电流钳位模块26获取当前油门踏板的位置信息及反馈电位计17送回的油门推拉杆1位置信息，同时结合经由正弦波处理模块22处理的车辆速度信息，进行双闭环控制，最后控制单元21通过电机驱动模块24驱动直流电机18，使得油门推拉杆1直线运动拉动油门拉索，使得油门开度与踏板位置、车辆当前速度相符。控制单元21通过CAN通讯收发模块25可与车载主控制器进行通信，实现智能控制。

油门执行器中，直流电机18、传动机构、反馈电位计17和控制电路板21均安装在底板14上，直流电机18与蜗杆11连接后固定于底板14上，底板14两端设有轴承座12和导向套座4，蜗轮组件10与传动螺杆7固接，传动螺杆7与油门推拉杆1旋合，传动螺杆7一端与滚动轴承13固接放入轴承座12，油门推拉杆1插入导向套5放入导向套座4。底板14上安装有限位装置20，与油门推拉杆1上的限位块19配合，保证油门推拉杆1做直线运动而不产生旋转运动。壳体6上装有防尘透气塞15和防尘出线头16。壳体6上嵌入防尘圈座2，油门推拉杆1通过放置在防尘圈座2内的防尘圈3伸出壳体6。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人士应该了解,本发明不受上述实施条例的限制,上述实施条例和说明书中描述的只是用于说明本发明的原理,在不脱离本发明原理和范围的前提下,本发明还可有各种变化和改进,这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围内。

本发明要求保护范围同所附的权利要求书及其它等效物界定。

Claims (3)

1.一种直线运动式油门执行器，由底板(14)、壳体(6)、直流电机(18)、传动机构和控制电路板(21)组成，其特征在于所述传动机构由减速机构和螺旋传动机构组成，所述减速机构由蜗杆(11)和蜗轮组件(10)相啮合组成，所述螺旋传动机构由传动螺杆(7)和油门推拉杆(1)互相旋合组成；所述蜗杆(11)与直流电机(18)连接后固定于底板(14)上，所述蜗轮组件(10)与传动螺杆(7)固接，底板(14)两端设有轴承座(12)和导向套座(4)，传动螺杆(7)一端与滚动轴承(13)固接后放入轴承座(12)内，油门推拉杆(1)插入导向套(5)内后放置于导向套座(4)上；油门推拉杆(1)上设有限位块(19)，相应的，底板(14)上安装有限位位置(20)，以保证油门推拉杆(1)做直线运动而不产生旋转运动；底板(14)上安装有反馈电位计(17)，反馈电位计(17)通过计数齿轮(8)和传动螺杆(7)相啮合；油门推拉杆(1)的运动距离取决于传动螺杆(7)旋转的圈数，通过反馈电位计(17)对传动螺杆(7)旋转圈数进行计数，可得到油门推拉杆(1)的运动情况；

所述控制电路板(21)包含正弦波处理模块(22)，电流钳位模块(26)，电机驱动模块(24)，CAN通讯收发模块(25)和控制单元(23)，所述正弦波处理模块(22)及电流钳位模块(26)分别与控制单元(23)的输入端相连，所述电机驱动模块(24)与控制单元(23)的输出端相连，所述CAN通信收发模块(25)与控制单元(23)双向输入输出端相连；所述控制单元(23)为MCU，控制单元(23)通过电流钳位模块(26)获取当前油门踏板的位置信息及反馈电位计(17)送回的油门推拉杆(1)位置信息，同时结合经由正弦波处理模块(22)处理的车辆速度信息，进行双闭环控制，控制单元(23)通过电机驱动模块(24)驱动直流电机(18)，使得油门推拉杆(1)直线运动拉动油门拉索，使得油门开度与踏板位置、车辆当前速度相符；控制单元(23)通过CAN通讯收发模块(25)可与车载主控制器进行通信，实现智能控制。

2.根据权利要求1所述的直线运动式油门执行器，其特征在于所述壳体(6)上装有防尘透气塞(15)和防尘出线头(16)。

3.根据权利要求1所述的直线运动式油门执行器，其特征在于所述壳体(6)上嵌有防尘圈座(2)，油门推拉杆(1)通过放置于防尘圈座(2)内的防尘圈(3)伸出壳体(6)。