CN106988897A - 一种快速响应的高精度电子油门 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种快速响应的高精度电子油门，涉及电子油门技术领域，包括光栅式位移传感器、轴杆、可调节挡块和万向节连接轴，光栅式位移传感器包括壳体，壳体中部设置凸出的安装腔，安装腔内同一中心线上依次设置内部光源、第一光学透镜、第二光学透镜和光电元件，壳体右端设置端盖；第一光学透镜、第二光学透镜之间设置指示光栅和标尺光栅；指示光栅与标尺光栅相邻的一侧表面设置滑槽，标尺光栅与指示光栅相邻的一侧表面设置滑条，滑条滑设在滑槽中；光电元件依次连接放大电路、整形电路、辨向电路、脉冲计数电路和微处理器；标尺光栅左端设置防脱体。本发明实现了快速响应、控制精度高，且具有减震保护，延长了电子油门的使用寿命。

Description

一种快速响应的高精度电子油门
技术领域
本发明涉及电子油门技术领域，具体涉及一种快速响应的高精度电子油门。
背景技术
油门有拉线油门和电子油门两种，传统拉线油门是通过钢丝一端与油门踏板相连另一端与节气门相连，它的传输比例是1：1的，也就是说用脚踩多少，节气门的打开角度就是多少，但是在很多情况下，节气阀并不应该打开这么大的角度，所以此时节气阀打开的角度并不一定是最科学的，这种方式虽然很直接但它的控制精度很差。拉线油门只能靠脚踩油门踏板的深浅来控制节气门的开度，很难将节气门的开口角度调到能达到理论空燃比状态。电子油门是通过电缆或线束来控制节气门的开度，实现自动控制功能。当驾驶员需要加速时踩下油门，踏板位置传感器就将感知的信号通过。电缆传递给ECU，ECU经过分析、判断，并发出指令给驱动电机，并由驱动电机控制节气门的开度，将节气门调到最佳位置，以实现不同负荷和工况下都能接近于14.7：1的理论空燃比状态，使燃料能充分燃烧。
目前，电子油门采用的是节气门位置传感器，节气门位置传感器存有以下缺点：
(1)怠速开关短路或断路；
(2)节气门位置传感器安装调整不当，使怠速开关在节气门全关时没有闭合，或怠速开关在节气门有一定开度时仍然闭合；
(3)线性可变电阻的滑动触点接触不良，在节气门从全闭到全开的过程中，节气门位置传感器输出信号有间歇性中断现象。
以上缺点常常会导致发动机怠速运转不正常(如怠速过高或过低、怠速不稳、怠速易熄火)或发动机加速不正常(如加速时发动机发抖、加速反应迟滞等)，有时也会导致发动机在运转中出现间歇性抖动等现象。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种快速响应的高精度电子油门，结合光栅式位移传感器的优势，能够大大提高电子油门的控制精度，利用光栅式位移传感器高精度的特点，使得电子油门的响应速度得到了极大的提高，同时在光栅式位移传感器外部设置具有减震效果的减震固定圈，便于固定电子油门的同时能够有效减震，延长电子油门的使用寿命。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种快速响应的高精度电子油门，包括光栅式位移传感器、轴杆、可调节挡块和万向节连接轴，所述光栅式位移传感器包括壳体，所述壳体中部设置凸出的安装腔，所述安装腔内同一中心线上依次设置内部光源、第一光学透镜、第二光学透镜和光电元件，所述壳体右端设置端盖；所述第一光学透镜、所述第二光学透镜之间设置指示光栅和标尺光栅；所述指示光栅与所述标尺光栅相邻的一侧表面设置滑槽，所述标尺光栅与所述指示光栅相邻的一侧表面设置滑条，所述滑条滑设在所述滑槽中；所述光电元件依次连接放大电路、整形电路、辨向电路、脉冲计数电路和微处理器；所述标尺光栅左端设置防脱体、右端连接所述轴杆的左端；所述微处理器连接无线通信模块，所述无线通信模块通过无线网关连接车载电脑。
更进一步地，所述滑条的形状及尺寸与所述滑槽相匹配。
更进一步地，所述可调节挡块嵌设在所述端盖中心处，所述可调节挡块中心处设置所述轴杆，所述轴杆右端设置所述万向节连接轴。
更进一步地，所述轴杆与所述万向节连接轴的连接处设置行程调节螺母和锁紧螺母。
更进一步地，所述壳体表面设置减震固定圈，所述减震固定圈内圈为减震橡胶圈、外圈为带有安装角的金属套环。
更进一步地，所述减震固定圈为圆环形或矩形环形，所述安装角上设置螺纹安装孔。
更进一步地，所述壳体的横截面为矩形或圆形。
有益效果
本发明提供了一种快速响应的高精度电子油门，与现有公知技术相比，本发明的具有如下有益效果：结合光栅式位移传感器的优势，大大提高了电子油门的控制精度，利用光栅式位移传感器高精度的特点，使得电子油门的响应速度得到了极大的提高，同时在光栅式位移传感器外部设置具有减震效果的减震固定圈，便于固定电子油门的同时能够有效减震，能有效延长电子油门的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明的标尺光栅的立体结构放大示意图；
图4为本发明的指示光栅的立体结构放大示意图；
图5为本发明的光栅式位移传感器的工作原理框图；
图中的标号分别代表：1-光栅式位移传感器；2-轴杆；3-可调节挡块；4-万向节连接轴；5-壳体；6-安装腔；7-内部光源；8-第一光学透镜；9-第二光学透镜；10-光电元件；11-端盖；12-指示光栅；13-标尺光栅；14-滑槽；15-滑条；16-行程调节螺母；17-锁紧螺母；18-减震橡胶圈；19-金属套环；20-螺纹安装孔；21-防脱体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本实施例的一种快速响应的高精度电子油门，包括光栅式位移传感器1、轴杆2、可调节挡块3和万向节连接轴4，光栅式位移传感器1包括壳体5，壳体5中部设置凸出的安装腔6，安装腔6内同一中心线上依次设置内部光源7、第一光学透镜8、第二光学透镜9和光电元件10，壳体5右端设置端盖11；第一光学透镜8、第二光学透镜9之间设置指示光栅12和标尺光栅13；指示光栅12与标尺光栅13相邻的一侧表面设置滑槽14，标尺光栅13与指示光栅12相邻的一侧表面设置滑条15，滑条15滑设在滑槽14中；光电元件10依次连接放大电路、整形电路、辨向电路、脉冲计数电路和微处理器；标尺光栅13左端设置防脱体21、右端连接轴杆2的左端；微处理器连接无线通信模块，无线通信模块通过无线网关连接车载电脑；滑条15的形状尺寸与滑槽14相匹配；可调节挡块3嵌设在端盖11中心处，可调节挡块3中心处穿过轴杆2，轴杆2右端连接万向节连接轴4；轴杆2与万向节连接轴4之间设置行程调节螺母16和锁紧螺母17；壳体5表面设置减震固定圈，减震固定圈内圈为减震橡胶圈18、外圈为带有安装角的金属套环19；减震固定圈18为圆环形或矩形环形，安装角上设置螺纹安装孔20；壳体5的横截面为矩形或圆形。
光栅式位移传感器1具有抗电磁干扰、耐温性好、高灵敏度等优点，内部光源7发出的光经过第一光学透镜8折射后经过标尺光栅13和指示光栅12，再经过第二光学透镜9会聚被光电元件10接收；标尺光栅13相对于指示光栅12移动时，便形成大致按正弦规律分布的明暗相间的叠栅条纹，这些条纹以光栅的相对运动速度移动，并直接照射到光电元件10上，在光电元件10的输出端得到一串电脉冲，通过放大电路、整形电路、辨向电路和脉冲计数电路产生数字信号输出到微处理器，微处理器将数字位移信号通过无线通信模块传递给车载电脑。
使用时，通过万向节连接轴4与汽车油门踏板直接或间接相连，通过踏板加速动作将内部微小位移变化转换为电压信号输出；该电压信号经过控制中心EPU板(汽车电脑)的采集从而进一步实现汽车发动机功率的控制。控制精度高，响应速度快。
同时在光栅式位移传感器1外部设置具有减震效果的减震固定圈，便于固定电子油门的同时能够有效减震，延长电子油门的使用寿命。螺纹安装孔20便于固定安装电子油门。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种快速响应的高精度电子油门，其特征在于，包括光栅式位移传感器(1)、轴杆(2)、可调节挡块(3)和万向节连接轴(4)，所述光栅式位移传感器(1)包括壳体(5)，所述壳体(5)中部设置凸出的安装腔(6)，所述安装腔(6)内同一中心线上依次设置内部光源(7)、第一光学透镜(8)、第二光学透镜(9)和光电元件(10)，所述壳体(5)右端设置端盖(11)；所述第一光学透镜(8)、所述第二光学透镜(9)之间设置指示光栅(12)和标尺光栅(13)；所述指示光栅(12)与所述标尺光栅(13)相邻的一侧表面设置滑槽(14)，所述标尺光栅(13)与所述指示光栅(12)相邻的一侧表面设置滑条(15)，所述滑条(15)滑设在所述滑槽(14)中；所述光电元件(10)依次连接放大电路、整形电路、辨向电路、脉冲计数电路和微处理器；所述标尺光栅(13)左端设置防脱体(21)、右端连接所述轴杆(2)的左端；所述微处理器连接无线通信模块，所述无线通信模块通过无线网关连接车载电脑。
2.根据权利要求1所述的快速响应的高精度电子油门，其特征在于，所述滑条(15)的形状及尺寸与所述滑槽(14)相匹配。
3.根据权利要求1所述的快速响应的高精度电子油门，其特征在于，所述可调节挡块(3)嵌设在所述端盖(11)中心处，所述可调节挡块(3)中心处设置所述轴杆(2)，所述轴杆(2)右端设置所述万向节连接轴(4)。
4.根据权利要求3所述的快速响应的高精度电子油门，其特征在于，所述轴杆(2)与所述万向节连接轴(4)的连接处设置行程调节螺母(16)和锁紧螺母(17)。
5.根据权利要求1所述的快速响应的高精度电子油门，其特征在于，所述壳体(5)表面设置减震固定圈，所述减震固定圈内圈为减震橡胶圈(18)、外圈为带有安装角的金属套环(19)。
6.根据权利要求5所述的快速响应的高精度电子油门，其特征在于，所述减震固定圈(18)为圆环形或矩形环形，所述安装角上设置螺纹安装孔(20)。
7.根据权利要求1所述的快速响应的高精度电子油门，其特征在于，所述壳体(5)的横截面为矩形或圆形。
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