CN107941491B - 一种用于电子油门踏板的检测装置 - Google Patents

一种用于电子油门踏板的检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电子油门踏板的检测装置，包括工作台、电机调速器、驱动支架、曲柄、可调连杆、可调摆杆、压力传感器、角度传感器、信号采集器和驱动电机。驱动电机输出轴上带有键槽与曲柄连接，可调摆杆和曲柄之间通过可调连杆连接。驱动电机带动曲柄旋转，曲柄带动可调连杆运动，可调连杆推动可调摆杆摆动，可调摆杆推动油门踏板上下摆动，产生类似驾驶员踩油门的动作，所述电机调速器调节驱动电机的转速，通过所述信号采集器、压力传感器和角度传感器实现电子油门踏板的精度、同步度、重复度、耐久性指标的检测。本发明通过可调连杆和可调摆杆，可以对不同规格尺寸的电子油门进行检测，互换性强。

Description

一种用于电子油门踏板的检测装置
技术领域
本发明专利涉及汽车电子油门的可靠性检测，具体地说，它涉及一种用于电子油门踏板的检测装置。
背景技术随着汽车电气化技术的发展，电子油门踏板已经基本取代了传动机械结构的油门。通常，电子油门踏板内置两个角度传感器，可以将踏板的下压行程转化为电压信号并发送给行车控制器，从而控制发动机油门的大小。作为现代汽车的一个重要零部件，电子油门踏板的性能对于驾驶的舒适性、行车的安全性具有重要影响。舒适性体现在油门踏板下压动作所需要的压力；安全性体现在电子油门踏板的可靠性上，即精度、同步度、重复度和耐久性能。目前，现有技术中涉及油门踏板各项性能检测的技术方案为一种油门踏板耐久性检测装置，该专利采用气缸作为动力源，气缸拉杆上通过弹簧安装滑轮，气缸伸缩运动带动滑轮和拉索组成的轮系运动，从而拉动油门踏板下压，产生类似踩踏的动作。该专利仅检测油门踏板的疲劳寿命，不检测其他参数，采用气缸驱动工作噪声大，需要另外配备压缩空气设备，检测频率调整不方便，拉索易产生疲劳断裂。现有技术仅能检测油门踏板的耐久性能指标的公开文献，功能单一，检测结果不够全面。
发明内容
为了能够方便可靠地检测电子油门踏板的精度、同步度、重复度和耐久性能的性能指标，本发明提供了一种用于电子油门踏板的检测装置。
本发明采用的技术方案是：
一种用于电子油门踏板的检测装置，包括工作台1、驱动支架3、踏板支架4。
所述工作台1设有台面板11、中间柜12和四条支腿13，所述中间柜12为带有水平底板和三面竖直侧板的长方体柜子，中间柜12上端水平方向连接台面板11，中间柜12下端四个角上各连接一个支腿13。
台面板11沿长度方向的一端连接驱动支架3，所述驱动支架3上设有驱动电机31、可调连杆32、可调摆杆33和传感器支架34，所述驱动电机31的输出轴上设有曲柄311，曲柄311上连接可调连杆32的一端，可调连杆32的另一端连接可调摆杆33的下端，可调摆杆33的上端连接传感器支架34，所述传感器支架34上设有压力传感器341。
台面板11沿长度方向的另一端连接踏板支架4，踏板支架4的上端连接被检测的电子油门本体42，所述电子油门本体42与油门踏板43连接，且油门踏板43的踏板端和传感器支架34接触，所述电子油门本体42设有两个角度传感器421。
所述中间柜12沿长度方向的竖直侧板上设有电机调速器2和信号采集器5。
工作时，所述驱动电机31带动曲柄311旋转，曲柄311带动可调连杆32运动，可调连杆32推动可调摆杆33摆动，可调摆杆33推动油门踏板43上下摆动，所述电机调速器2调节驱动电机31的转速。
进一步限定的技术方案如下：
所述驱动支架3为水平板与竖直板组成的L形板，竖直板的一端设有安装驱动电机31的四个安装孔35，四个安装孔35中间设有电机轴孔38，竖直板的另一端设有支撑孔36，所述支撑孔36用于传动轴331的一端支撑；水平板上设有七个固定孔37。
所述可调连杆32包括两个连接头321和一个螺纹杆322，通过调整螺纹杆322的旋出长度可以调整可调连杆32的整体长度。
所述可调摆杆33包括传动轴331和多孔板332，所述传动轴331的一端垂直连接于多孔板332的一端，多孔板332的另一端设有五个连杆孔3321，可调连杆32与不同的连杆孔3321连接时，可以调整可调摆杆33的摆动角度。
所述传动轴331的另一端设有摆杆支架6，所述摆杆支架6中间位置设有一个轴承孔61，轴承孔61两侧的平板上分别设有两个调整固定孔62，所述轴承孔61内安装两个轴承，并通过轴承定位固定传动轴331的一端。调整固定孔62为长腰形，通过调整固定孔62可以调整摆杆支架6的位置，装配时克服加工误差。
所述踏板支架4包括支架体41，所述支架体41为一块竖直板的下端连接一块水平板，竖直板的上端设有安装电子油门本体42的四个安装孔，水平板上设有与台面板连接四个安装孔，竖直板与水平板之间设有一块加固连接的三角形筋板。
所述传感器支架34上设有压力传感器341和滚轮342，所述压力传感器341规格为0～20Kg,所述滚轮342作用在油门踏板43上，减小运动摩擦力。
所述驱动电机31为变频减速电机，额定功率为0.5Kw。所述电机调速器2为US-52型，所述角度传感器421为电子油门踏板自带，角度传感器输出信号电压范围为0～5V或0～10V，所述信号采集器5的规格是NI-USB6002。
本发明的有益技术效果是：
(1)本发明通过可调连杆和可调摆杆，可以对不同规格尺寸的电子油门进行检测，互换性强。
(2)本发明通过压力传感器和角度传感器以及信号采集器可以实现电子油门踏板的精度、同步度、重复度、耐久性指标的检测。
(3)传感器支架上的滚轮设计，减小了推动电子油门踏板的摩擦力。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明正面主视图。
图3是本发明俯视图。
图4是本发明驱动支架结构示意图。
图5是本发明的可调连杆结构示意图。
图6是本发明传感器支架结构示意图。
图7是本发明的可调摆杆结构示意图。
图8是本发明的摆杆支架结构示意图。
上图1-图8中序号：
工作台1、台面板11、中间柜12、支腿13、电机调速器2、驱动支架3、驱动电机31、曲柄311、可调连杆32、连接头321、螺纹杆322、可调摆杆33、传动轴331、多孔板332、连杆孔3321、传感器支架34、压力传感器341、滚轮342、安装孔35、支撑孔36、固定孔37、电机轴孔38、踏板支架4、支架体41、电子油门本体42、角度传感器421、油门踏板43、信号采集器5、摆杆支架6、轴承孔61、调整固定孔62。
具体实施方法
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
参见图1至图3，一种用于电子油门踏板的检测装置，包括工作台1、电机调速器2、驱动支架3、踏板支架4、信号采集器5和摆杆支架6。
所述工作台1设有台面板11、中间柜12和四条支腿13，所述中间柜12为带有水平底板和三面竖直侧板的长方体柜子，中间柜12上端水平方向连接台面板11，中间柜12下端四个角上各连接一个支腿13。
所述驱动支架3上设有驱动电机31、可调连杆32、可调摆杆33和传感器支架34，所述驱动电机31的输出轴上设有曲柄311，曲柄311上连接可调连杆32的一端，可调连杆32的另一端连接可调摆杆33的下端，可调摆杆33的上端连接传感器支架34，所述传感器支架34上设有压力传感器341。
台面板11沿长度方向的另一端连接踏板支架4，踏板支架4的上端连接被检测的电子油门本体42，所述电子油门本体42与油门踏板43连接，且油门踏板43的踏板端和传感器支架34接触，所述电子油门本体42中设有两个角度传感器421。
所述踏板支架4包括支架体41，所述支架体41为一块竖直板的下端连接一块水平板，竖直板的上端设有安装电子油门本体42的四个安装孔，水平板上设有与台面板连接四个安装孔，竖直板与水平板之间设有一块加固连接的三角形筋板。
所述中间柜12沿长度方向的竖直侧板上设有电机调速器2和信号采集器5。
所述驱动电机31为变频减速电机，电机的输出端设有减速机，电机的额定功率为0.5Kw，减速机的输出转速为30～60rpm。所述电机调速器2为US-52型，所述角度传感器421为电子油门踏板自带，角度传感器输出信号电压范围为0～5V或0～10V，所述信号采集器5的规格是NI-USB6002。
参见图4，所述驱动支架3为水平板与竖直板组成的L形板，竖直板的一端设有安装驱动电机31的四个安装孔35，四个安装孔35中间设有电机轴孔38，竖直板的另一端设有支撑孔36，所述支撑孔36用于传动轴331的一端支撑；水平板上设有七个固定孔37。
参见图5，所述可调连杆32包括两个连接头321和一个螺纹杆322，通过调整螺纹杆322的旋出长度可以调整可调连杆32的整体长度。
参见图6，所述传感器支架34上设有压力传感器341和滚轮342，所述压力传感器341规格为0-20Kg。压力传感器341的作用是测量电子油门踏板下压过程中压力数值的变化，用来评估电子油门的舒适性。所述滚轮342作用在油门踏板43上，减小运动摩擦力。
参见图7，所述可调摆杆33包括传动轴331和多孔板332，所述传动轴331的一端垂直连接于多孔板332的一端，多孔板332的另一端设有五个连杆孔3321，可调连杆32与不同的连杆孔3321连接时，可以调整可调摆杆33的摆动角度。
参见图8，所述摆杆支架6中间位置设有一个轴承孔61，轴承孔61两侧的平板上分别设有两个调整固定孔62，所述轴承孔61内安装两个轴承，并通过轴承定位固定传动轴331的一端。调整固定孔62为长腰形，通过调整固定孔62可以调整摆杆支架6的位置，装配时克服加工误差。
工作时，所述驱动电机31带动曲柄311旋转，曲柄311带动可调连杆32运动，可调连杆32推动可调摆杆33摆动，可调摆杆33推动油门踏板43上下摆动，产生类似驾驶员踩油门的动作，所述电机调速器2调节驱动电机31的转速，通过所述信号采集器5与压力传感器341、角度传感器421实现电子油门踏板的精度、同步度、重复度、耐久性指标的检测。
利用本实施例提供的检测装置能够实现电子油门踏板的精度、同步度、重复度、耐久性指标的单独或者综合检测。
电子油门踏板的精度、同步度、重复度、耐久性指标的具体检测原理如下：
若电子油门踏板自带的两个角度传感器的输出信号值分别Va和Vb，压力传感器的输出信号为F，各自理论设计值分别为Vad、Vbd和Fd，则电子油门踏板的精度是指Va和Vad之间、Vb和Vbd之间的相对误差，若相对误差不超过给定阈值则精度合格；同步度是指在同一时刻，两个角度传感器输出信号Va和Vb之间的相对误差，若相对误差不超过给定阈值，则同步度合格；若在上一次检测循环中两个角度传感器输出信号分别为Va'和Vb'，重复度是指Va和Va'之间、Vb和Vb'之间的相对误差，若相对误差不超过给定阈值，则重复度合格；在耐久性单项检测中，耐久性是指压力传感器输出值F与电子油门踏板下压力理论设计值Fd之间的相对误差，若相对误差不超过给定阈值，则耐久性单项检测合格；在综合检测检测中，耐久性单项检测、精度检测、重复度检测、同步度检测中所有检测均合格，则综合检测合格。
利用本发明提供的检测装置进行检测的具体工作原理及工作流程如下：
步骤S1，利用外部的控制终端发出系统驱动指令信号给电机调速器2，进而控制驱动电机31按照预设的速度运动。
在实际应用中，控制终端可以是工业计算机，本发明提供的检测方法可以编写成软件，安装在工业计算机上加以实现。一般情况下，预设速度可以为n＝60(转/分)，则每分钟可以完成60个检测循环，每个检测循环的工作时间T＝60/n＝1(秒)。
步骤S2，利用采集器5对油门踏板自带的两个角度信号传感器421分别发出的连续电压信号Va、信号Vb以及压力传感器341的压力信号F按照预设的采样频率进行采样，并将采样数据发送给外部的控制终端。
一般情况下，采样频率可以预设为f＝1000Hz，则每个检测循环中每个信号可以得到m个采样点，其中m＝Tf＝1000。这样，连续信号Va、Vb、F转变成离散的采样信号，分别用Va(i)、Vb(i)、F(i)表示，其中i＝1,2,3,...,1000。然后将这三组数据发送给工业计算机。步骤S3，在循环检测的每个周期内，控制终端将检测的数据Va(i)、Vb(i)、F(i)与这三组数据的理论设计值Vad(i)、Vbd(i)、Fd(i)进行对比分析处理，可以实现电子油门踏板的精度、同步度、重复度、耐久性指标的检测。具体方法如下：
(1)精度检测
步骤S311：根据需要预设精度阈值Pj和最大超限次数Qj。
一般情况下，精度阈值可以设定为Pj＝5％，最大超限次数可以设定为Qj＝5。
步骤S312：设定数值点计数器i＝1，超限计数器qj＝0。
步骤S313：计算当前计数器数值点的精度，计算公式为：
Va(i)的阈值计算：
Vb(i)的阈值计算：
步骤S314：判断精度是否达到要求，若Paj(i)＞Pj或者Pbj(i)＞Pj，则超限计数器qj＝qj+1。
步骤S315：数值点计数器i＝i+1。
步骤S316：判断检测是否完成，若i＞m则检测结束，执行步骤S317，否则重复执行步骤S313至步骤S316。
步骤317：判断检测结果，若qj≥Qj，则判定精度检测不合格，否则判定精度检测合格。
(2)同步度检测
步骤S321：根据需要预设同步度阈值Pt和最大超限次数Qt。
一般情况下，可以设定同步度阈值为Pt＝5％，最大超限次数Qt＝5。
步骤S322：设定数值点计数器i＝1，超限计数器qt＝0。
步骤S323：计算当前计数器数值点的同步度，计算公式为
步骤S324：判断同步精度是否达到要求，若Pat(i)＞Pt，则超限计数器qt＝qt+1。
步骤S325：数值点计数器i＝i+1。
步骤S326：判断检测是否完成，若i＞m则检测结束，执行步骤S327，否则重复执行步骤S323至步骤S326。
步骤S327：判断检测结果，若qt≥Qt，则判定同步度检测不合格，否则判定同步度检测合格。
(3)重复度检测
步骤S331：根据需要预设重复度阈值Pc和最大超限次数Qc。
一般情况下，可以设定重复度阈值为Pc＝5％，最大超限次数Qc＝5。
步骤S332：设定数值点计数器i＝1，超限计数器qc＝0。
步骤S333：计算当前计数器数值点的重复度，计算公式为
Va(i)的重复度计算：
Vb(i)的重复度计算：
其中，记录上一检测循环的两个角度传感器信号和压力传感器信号数据分别为Va'(i)、Vb'(i)，本循环数据为Va(i)、Vb(i)。
步骤S334：判断重复度是否达到要求，若Pac(i)＞Pc或Pbc(i)＞Pc，则超限计数器qc＝qc+1。
步骤S335：数值点计数器i＝i+1。
步骤S336：判断检测是否完成，若i＞m则检测结束，执行步骤S337，否则重复步骤S333至步骤S336。
步骤S337：判断检测结果，若qc≥Qc，则判定重复度检测不合格，否则判定重复度检测合格。
(4)耐久性检测
步骤S341：根据需要预设耐久性阈值Pn和最大超限次数Qn。
一般情况下，可以设定耐久性阈值为Pn＝30％，最大超限次数Qn＝5。
步骤S342：设定数值点计数器i＝1，超限计数器qn＝0。
步骤S343：计算当前计数器数值点的耐久度，计算公式为
步骤S344：判断耐久度是否达到要求，若PFn(i)＞Pn，则超限计数器qn＝qn+1。
步骤S345：数值点计数器i＝i+1。
步骤S346：判断检测是否完成，若i＞m则检测结束，执行步骤S347，否则重复步骤S343至步骤S346。
步骤S347：判断检测结果，若qn≥Qn，则判定耐久性检测不合格，否则判定耐久性检测合格。
通过以上步骤完成电子油门踏板的精度、同步度、重复度、耐久性指标的检测。以上若精度检测、同步度检测、重复度检测、耐久性检测可以单独执行也可以综合执行，当综合检测精度、同步度、重复度、耐久性指标时，若精度检测、同步度检测、重复度检测、耐久性检测结果中任何一项测试不合格，则判定为检测不合格。
以上内容并非对本发明的结构、形状作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种用于电子油门踏板的检测装置，其特征在于：包括工作台（1）、驱动支架（3）、踏板支架（4）；
所述工作台（1）设有台面板（11）、中间柜（12）和四条支腿（13），所述中间柜（12）为带有水平底板和三面竖直侧板的长方体柜子，中间柜（12）上端水平方向连接台面板（11），中间柜（12）下端四个角上各连接一个支腿（13）；
台面板（11）沿长度方向的一端连接驱动支架（3），所述驱动支架（3）为水平板与竖直板组成的L形板，竖直板的一端设有安装驱动电机（31）的四个安装孔（35），四个安装孔（35）中间设有电机轴孔（38），竖直板的另一端设有支撑孔（36），所述支撑孔（36）用于传动轴（331）的一端支撑；水平板上设有七个固定孔（37）；所述驱动支架（3）上设有驱动电机（31）、可调连杆（32）、可调摆杆（33）和传感器支架（34），所述驱动电机（31）的输出轴上设有曲柄（311），曲柄（311）上连接可调连杆（32）的一端，可调连杆（32）的另一端连接可调摆杆（33）的下端，可调摆杆（33）的上端连接传感器支架（34），所述传感器支架（34）上设有压力传感器（341）和滚轮（342），所述滚轮（342）的作用在油门踏板（43）上，减小运动摩擦力；
所述可调连杆（32）包括两个连接头（321）和一个螺纹杆（322），通过调整螺纹杆（322）的旋出长度可以调整可调连杆（32）的整体长度；
所述可调摆杆（33）包括传动轴（331）和多孔板（332），所述传动轴（331）的一端垂直连接于多孔板（332）的一端，多孔板（332）的另一端设有五个连杆孔（3321），可调连杆（32）与不同的连杆孔（3321）连接时，可以调整可调摆杆（33）的摆动角度；所述传动轴（331）的另一端设有摆杆支架（6），所述摆杆支架（6）中间位置设有一个轴承孔（61），轴承孔（61）两侧的平板上分别设有两个调整固定孔（62），所述轴承孔（61）内安装两个轴承，并通过轴承定位固定传动轴（331）的一端；调整固定孔（62）为长腰形，通过调整固定孔（62）可以调整摆杆支架（6）的位置，装配时克服加工误差；
台面板（11）沿长度方向的另一端连接踏板支架（4），所述踏板支架（4）包括支架体（41），所述支架体（41）为一块竖直板的下端连接一块水平板，竖直板的上端设有安装电子油门本体（42）的四个安装孔，水平板上设有与台面板连接四个安装孔，竖直板与水平板之间设有一块加固连接的三角形筋板；踏板支架（4）的上端连接被检测的电子油门本体（42），所述电子油门本体（42）与油门踏板（43）连接，且油门踏板（43）的踏板端和传感器支架（34）接触，所述电子油门本体（42）内设有两个角度传感器（421）；
所述中间柜（12）沿长度方向的竖直侧板上设有电机调速器（2）和信号采集器（5）；
工作时，所述驱动电机（31）带动曲柄（311）旋转，曲柄（311）带动可调连杆（32）运动，可调连杆（32）推动可调摆杆（33）摆动，可调摆杆（33）推动油门踏板（43）上下摆动，所述电机调速器（2）调节驱动电机（31）的转速。
2.根据权利要求1所述的一种用于电子油门踏板的检测装置，其特征在于：所述压力传感器（341）规格为0～20Kg。
3.根据权利要求1所述的一种用于电子油门踏板的检测装置，其特征在于：所述驱动电机（31）为变频减速电机，额定功率为0.5Kw；所述电机调速器（2）为US-52型，所述信号采集器（5）的规格是NI-USB6002。
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