CN105318832B - 接触式油门踏板位置传感器、油门控制系统以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接触式油门踏板位置传感器、油门控制系统以及车辆。接触式油门踏板位置传感器包括滑动变阻器，滑动变阻器包括线圈和电刷，所述线圈包括第一端和第二端，在第一端和第二端之间加载输入电压的情况下，第一端与电刷之间的输出电压用于表示油门踏板的深度，其中，线圈被设置为：所述线圈的单位长度的电阻值从所述第一端到所述第二端呈减小的趋势。因此，在车辆启动或低速行驶时，轻踩油门踏板就能够使车辆快速地加速，从而更快地满足动力需求。

Description

接触式油门踏板位置传感器、油门控制系统以及车辆

技术领域

本发明涉及汽车电子控制领域，具体地，涉及一种接触式油门踏板位置传感器、油门控制系统以及车辆。

背景技术

目前，车辆的电子油门控制系统主要由油门踏板、油门踏板位置传感器、电控单元(ECU)、伺服电动机和节气门执行机构组成。油门踏板位置传感器能够将油门踩踏的深度信息传送到ECU，ECU根据该深度信息输出一个控制信号，传送到电动机，电动机驱动节气门执行机构，从而实现油门功能的电子控制。

其中，接触式(电位计式)油门踏板位置传感器以分压电路原理工作。其中，传感器包括滑动变阻器，滑动变阻器的线圈两端由ECU提供电压(例如，5V)。油门踏板通过转轴与滑动变阻器的电刷连接。当油门踏板的深度改变时，带动电刷转动，使得传感器的输出电压(电刷和线圈的某一端之间的电压)发生变化。通常，滑动变阻器的线圈为圆弧形，并且单位长度的电阻值相同，这样使得在油门踏板的整个深度范围内，传感器的输出电压与油门踏板的深度成正比，进而使得油门踏板的深度与节气门的开度(也就是发动机的喷油量)也成正比。

在车辆起步和低速行驶时轻踩油门，用现有的接触式油门踏板位置传感器，节气门的开度往往不能满足动力的需求，驾驶员感觉加速乏力。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高车辆低速加速性能的接触式油门踏板位置传感器、油门控制系统以及车辆。

为了实现上述目的，本发明提供一种接触式油门踏板位置传感器，所述接触式油门踏板位置传感器包括滑动变阻器，所述滑动变阻器包括线圈和电刷，所述线圈包括第一端和第二端，在所述第一端和所述第二端之间加载输入电压的情况下，所述第一端与所述电刷之间的输出电压用于表示所述油门踏板的深度，其中，所述线圈被设置为：所述线圈的单位长度的电阻值从所述第一端到所述第二端呈减小的趋势。

优选地，所述线圈的单位长度的电阻值从所述第一端到所述第二端逐渐减小。

优选地，所述线圈的线圈半径不变，所述线圈的单位长度的线圈匝数从所述第一端到所述第二端逐渐减小。

优选地，所述线圈的单位长度的线圈匝数不变，所述线圈的线圈半径从所述第一端到所述第二端逐渐减小。

优选地，所述线圈包括第一部分和第二部分，所述第一部分靠近所述第一端，所述第二部分靠近所述第二端，其中，所述第一部分的单位长度的电阻值不变，所述第二部分的单位长度的电阻值不变，并且，所述第一部分的单位长度的电阻值大于所述第二部分的单位长度的电阻值。

优选地，所述线圈的线圈半径不变，所述第一部分的单位长度的线圈匝数不变，所述第二部分的单位长度的线圈匝数不变，并且，所述第一部分的单位长度的线圈匝数大于所述第二部分的单位长度的线圈匝数。

优选地，所述线圈的单位长度的线圈匝数不变，所述第一部分的线圈半径不变，所述第二部分的线圈半径不变，并且，所述第一部分的线圈半径大于所述第二部分的线圈半径。

本发明还提供一种油门控制系统，所述油门控制系统包括：油门踏板；本发明提供的接触式油门踏板位置传感器，与所述油门踏板连接，用于检测所述油门踏板的深度；以及控制装置，与所述接触式油门踏板位置传感器连接，用于根据所检测的油门踏板的深度输出控制信号，所述控制信号用于电动机根据所述控制信号控制节气门的开度。

本发明还提供一种包括本发明提供的接触式油门踏板位置传感器的车辆。

通过上述技术方案，将接触式油门踏板位置传感器中的滑动变阻器进行了改造，使得线圈的单位长度的电阻值从第一端到第二端呈减小的趋势。这样，在输入电压恒定的情况下，与线圈单位电阻值恒定时相比较，在油门踏板处于较小深度时传感器的输出电压增大，控制节气门的开度增大，发动机喷油量增大。因此，在车辆启动或低速行驶时，轻踩油门踏板就能够使车辆快速地加速，从而更快地满足动力需求。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中应用的接触式油门踏板位置传感器的示意图；

图2是由图1的接触式油门踏板位置传感器的输出电压随油门踏板深度变化的曲线图；

图3是本发明提供的接触式油门踏板位置传感器的第一种实施方式的示意图；

图4是由图3的接触式油门踏板位置传感器的输出电压随油门踏板深度变化的曲线图；

图5是本发明提供的接触式油门踏板位置传感器的第二种实施方式的示意图；

图6是本发明提供的接触式油门踏板位置传感器的第三种实施方式的示意图；

图7是由图6的接触式油门踏板位置传感器的输出电压随油门踏板深度变化的曲线图；

图8是本发明提供的接触式油门踏板位置传感器的第四种实施方式的示意图；以及

图9是一示例性实施方式提供的油门控制系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是现有技术中应用的接触式油门踏板位置传感器的示意图。如图1所示，接触式油门踏板位置传感器10包括滑动变阻器，该滑动变阻器的线圈为圆弧形，电刷103通过转轴1031与油门踏板20连接。当油门踏板20被踩下，其深度(油门踏板被踩下的角度占能够被踩下的最大角度的百分比)发生变化，带动电刷103转动。滑动变阻器的线圈两端101和102加载输入电压(例如，由电子控制单元(ECU)提供)，线圈的一端(例如，101)与电刷103之间的输出电压(也就是传感器的输出电压)用于表示油门踏板20的深度。

其中，虚线为线圈的轴线，电刷103可以从线圈的侧面(与纸面平行的平面)紧贴线圈滑动，以与线圈中的各接触点接触。

图2是由图1的接触式油门踏板位置传感器10的输出电压随油门踏板深度变化的曲线图。由于滑动变阻器的线圈是均匀缠绕，单位长度的电阻值是固定的，因此，如图2所示，输出电压和油门踏板深度之间为正比例关系。之后，由ECU控制节气门的开度，使节气门的开度与输出电压成正比。

根据图1中的技术方案，在车辆起步和低速行驶时轻踩油门，节气门的开度往往不能满足动力的需求，驾驶员感觉加速乏力。

本发明中对现有的接触式油门踏板位置传感器10的线圈部分进行了改造。本发明提供的接触式油门踏板位置传感器10包括滑动变阻器，滑动变阻器包括线圈和电刷103(线圈为圆弧形，电刷103上设置有转轴1031，电刷103可以通过转轴1031与油门踏板20连接)。线圈包括第一端101和第二端102(油门踏板20可以沿深度增加的方向转动带动电刷103沿着从第一端101到第二端102的方向在线圈上滑动)，在第一端101和第二端102之间加载输入电压的情况下，第一端101与电刷103之间的输出电压用于表示油门踏板20的深度。其中，线圈被设置为：线圈的单位长度的电阻值从第一端101到第二端102呈减小的趋势。

根据滑动变阻器的分压原理，在输入电压(输入线圈两端的电压)恒定的情况下，与线圈单位电阻值恒定时相比较，在油门踏板20处于较小深度时，传感器的输出电压增大，控制节气门的开度增大，发动机喷油量增大。因此，在车辆启动或低速行驶时，轻踩油门踏板就能够使车辆快速地加速，从而更快地满足动力需求。

以下详细描述本发明提供的接触式油门踏板位置传感器的四种实施方式。

具体地，线圈的单位长度的电阻值从第一端101到第二端102呈减小的趋势可以实施为：线圈的单位长度的电阻值从第一端101到第二端102逐渐减小。

图3是本发明提供的接触式油门踏板位置传感器的第一种实施方式的示意图。如图3所示，线圈的线圈半径不变，线圈的单位长度的线圈匝数从第一端101到第二端102逐渐减小。这样，通过增加单位长度的线圈匝数来增大单位长度的电阻值。

图4是由图3的接触式油门踏板位置传感器的输出电压随油门踏板深度变化的曲线图。如图4所示，曲线的斜率逐渐减小，说明输出电压随油门踏板20深度的变化率逐渐减小。这样，在输入电压恒定的情况下，与线圈单位电阻值恒定时相比较，在油门踏板处于较小深度时，第一端101与电刷103之间的输出电压增大。

图5是本发明提供的接触式油门踏板位置传感器的第二种实施方式的示意图。如图5所示，线圈的单位长度的线圈匝数不变，线圈的线圈半径从第一端101到第二端102逐渐减小。这样，通过增加线圈半径来增大单位长度的电阻值。虚线表示线圈的轴线。该实施方式中，电刷103可以不作改动，在线圈的侧面滑动。线圈可以配合电刷103的滑动面来安装。由图5的接触式油门踏板位置传感器10的输出电压随油门踏板深度变化的曲线图也如图4所示。

可以理解的是，在图3和图5所示的实施方式中，随着油门踏板深度的增加，对车辆的加速效果(可以理解为：单位深度对应的输出电压的增量，或单位深度对应的节气门开度的增量)是逐渐减小的。

另一方面，线圈的单位长度的电阻值从第一端101到第二端102呈减小的趋势还可以实施为：线圈包括第一部分和第二部分，第一部分靠近第一端，第二部分靠近第二端。其中，第一部分的单位长度的电阻值不变，第二部分的单位长度的电阻值不变，并且，第一部分的单位长度的电阻值大于第二部分的单位长度的电阻值。

图6是本发明提供的接触式油门踏板位置传感器的第三种实施方式的示意图。如图6所示，线圈的线圈半径不变，第一部分111的单位长度的线圈匝数不变，第二部分112的单位长度的线圈匝数不变，并且，第一部分111的单位长度的线圈匝数大于第二部分112的单位长度的线圈匝数。这样，通过增加单位长度的线圈匝数来增大单位长度的电阻值。

图7是由图6的接触式油门踏板位置传感器的输出电压随油门踏板深度变化的曲线图。如图7所示，图线由两条线段组成，两条线段分别代表电刷103在第一部分111和第二部分112时所对应的输出电压的图线。这样，在输入电压恒定的情况下，与线圈单位电阻值恒定时相比较，在油门踏板处于较小深度时，第一端101与电刷103之间的输出电压增大。

图8是本发明提供的接触式油门踏板位置传感器的第四种实施方式的示意图。如图8所示，线圈的单位长度的线圈匝数不变，第一部分111的线圈半径不变，第二部分112的线圈半径不变，并且，第一部分111的线圈半径大于第二部分112的线圈半径。这样，通过增加线圈半径来增大单位长度的电阻值。该实施方式中，电刷103可以在线圈的侧面滑动。线圈可以配合电刷103的滑动面来安装。由图8的接触式油门踏板位置传感器10的输出电压随油门踏板20深度变化的曲线图也如图7所示。

在图6和图8所示的实施方式中，对车辆的加速效果可以随着油门踏板的深度的增加分成两个阶段，在每个阶段中，随着油门踏板深度的增加，对车辆的加速效果是相同的。在图6到图8中，线圈包括两个部分，也可以包括多个部分，各个部分的单位长度的电阻值从第一部分到第二部分逐渐增大。

本发明还提供一种油门控制系统。图9是一示例性实施方式提供的油门控制系统的结构示意图。如图9所示，油门控制系统可以包括油门踏板20、本发明提供的接触式油门踏板位置传感器10以及控制装置30。其中，接触式油门踏板位置传感器10与油门踏板20连接，用于检测油门踏板20的深度。控制装置30与接触式油门踏板位置传感器10连接，用于根据所检测的油门踏板20的深度输出控制信号，控制信号用于电动机根据控制信号控制节气门的开度。

应用上述油门控制系统，在车辆启动或低速行驶时，轻踩油门踏板就能够使车辆快速地加速，从而更快地满足动力需求。

通过上述技术方案，将接触式油门踏板位置传感器中的滑动变阻器进行了改造，使得线圈的单位长度的电阻值从第一端到第二端呈减小的趋势。这样，在输入电压恒定的情况下，与线圈单位电阻值恒定时相比较，在油门踏板处于较小深度时传感器的输出电压增大，控制节气门的开度增大，发动机喷油量增大。因此，在车辆启动或低速行驶时，轻踩油门踏板就能够使车辆快速地加速，从而更快地满足动力需求。

本发明还提供一种包括本发明提供的接触式油门踏板位置传感器10的车辆。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种接触式油门踏板位置传感器，所述接触式油门踏板位置传感器包括滑动变阻器，所述滑动变阻器包括线圈和电刷，所述线圈包括第一端和第二端，在所述第一端和所述第二端之间加载输入电压的情况下，所述第一端与所述电刷之间的输出电压用于表示所述油门踏板的深度，

其中，所述线圈被设置为：所述线圈的单位长度的电阻值从所述第一端到所述第二端呈减小的趋势。

2.根据权利要求1所述的接触式油门踏板位置传感器，其特征在于，所述线圈的单位长度的电阻值从所述第一端到所述第二端逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的接触式油门踏板位置传感器，其特征在于，所述线圈的线圈半径不变，所述线圈的单位长度的线圈匝数从所述第一端到所述第二端逐渐减小。

4.根据权利要求2所述的接触式油门踏板位置传感器，其特征在于，所述线圈的单位长度的线圈匝数不变，所述线圈的线圈半径从所述第一端到所述第二端逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的接触式油门踏板位置传感器，其特征在于，所述线圈包括第一部分和第二部分，所述第一部分靠近所述第一端，所述第二部分靠近所述第二端，其中，所述第一部分的单位长度的电阻值不变，所述第二部分的单位长度的电阻值不变，并且，所述第一部分的单位长度的电阻值大于所述第二部分的单位长度的电阻值。

6.根据权利要求5所述的接触式油门踏板位置传感器，其特征在于，所述线圈的线圈半径不变，所述第一部分的单位长度的线圈匝数不变，所述第二部分的单位长度的线圈匝数不变，并且，所述第一部分的单位长度的线圈匝数大于所述第二部分的单位长度的线圈匝数。

7.根据权利要求5所述的接触式油门踏板位置传感器，其特征在于，所述线圈的单位长度的线圈匝数不变，所述第一部分的线圈半径不变，所述第二部分的线圈半径不变，并且，所述第一部分的线圈半径大于所述第二部分的线圈半径。

8.一种油门控制系统，所述油门控制系统包括：

油门踏板；

权利要求1-7中任一权利要求所述的接触式油门踏板位置传感器，与所述油门踏板连接，用于检测所述油门踏板的深度；以及

控制装置，与所述接触式油门踏板位置传感器连接，用于根据所检测的油门踏板的深度输出控制信号，所述控制信号用于电动机根据所述控制信号控制节气门的开度。

9.一种包括权利要求1-7中任一权利要求所述的接触式油门踏板位置传感器的车辆。