RU69659U1

RU69659U1 - PEDAL MODULE

Info

Publication number: RU69659U1
Application number: RU2007113329/22U
Authority: RU
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Калужский завод телеграфной аппаратуры"
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2007-12-27

Abstract

Модуль педальный относится к измерительной технике и предназначен для формирования сигналов положения педали акселератора в системе управления семейства дизельных двигателей ГА3-560. Модуль педальный содержит двухкамерный корпус. В одной камере на валу установлены держатель с рычагом, совершающий вращательное движение, тормоз, две пружины. Камера закрыта крышкой, установленной на оси, закрепленной в корпусе. Во второй камере установлен магнит, жестко закрепленный на валу, субблок с микросхемой-датчиком и кабель с разъемом. Микросхема-датчик представляет собой микросхему типа КМА200, являющуюся программируемым датчиком угла поворота на основе магниторезисторов, и схему обработки сигналов. Вал установлен так, что магнит находится над микросхемой-датчиком. Камера закрыта крышкой из пермаллоя, которая служит для уменьшения влияния внешних магнитных полей.The pedal module relates to measuring equipment and is designed to generate accelerator pedal position signals in the control system of the GA3-560 diesel engine family. The pedal module contains a two-chamber housing. In one chamber on the shaft there is a holder with a lever that performs a rotational movement, a brake, two springs. The camera is closed by a lid mounted on an axis fixed in the housing. In the second chamber, a magnet is mounted that is rigidly fixed to the shaft, a subunit with a sensor microcircuit, and a cable with a connector. The sensor microcircuit is a KMA200 type microcircuit, which is a programmable angle-of-rotation sensor based on magnetoresistors, and a signal processing circuit. The shaft is mounted so that the magnet is located above the sensor chip. The chamber is closed by a permalloy lid, which serves to reduce the influence of external magnetic fields.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике в системе управления семейства дизельных двигателей ГА3-560.The utility model relates to measuring equipment in the control system of the GA3-560 diesel engine family.

Известен патент US 6330838 МПК G05G 1/14, «Узел педали с бесконтактным датчиком положения педали для генерирования управляющего сигнала», содержащий рычаг, верхний конец которого поворотно установлен на вращающемся валу, определяя ось вращения. Вращающийся вал расположен в корпусе таким образом, что рычаг педали может перемещаться относительно корпуса вокруг оси вращения для генерирования управляющего сигнала на основе перемещения педали, используют бесконтактный датчик с магнитным элементом, разнесенный с бесконтактной измерительной поверхностью. Магнитный элемент поворотно установлен на валу, может вращаться с рычагом педали относительно оси вращения. Бесконтактная измерительная поверхность проходит поперечно к внутренней стороне корпуса и взаимодействует с магнитным элементом. Вращение магнитного элемента преобразуется бесконтактной измерительной поверхностью в линейный выходной управляющий сигнал.Known patent US 6330838 IPC G05G 1/14, "Pedal assembly with a non-contact pedal position sensor to generate a control signal", containing a lever, the upper end of which is pivotally mounted on a rotating shaft, determining the axis of rotation. The rotating shaft is located in the housing in such a way that the pedal lever can be moved relative to the housing around the axis of rotation to generate a control signal based on the movement of the pedal, using a proximity sensor with a magnetic element spaced with a non-contact measuring surface. The magnetic element is pivotally mounted on the shaft, can rotate with the pedal lever relative to the axis of rotation. The non-contact measuring surface extends transversely to the inner side of the housing and interacts with the magnetic element. The rotation of the magnetic element is converted by a non-contact measuring surface into a linear output control signal.

Недостатком указанного устройства является сложность настройки и повышенные требования к точности изготовления деталей.The disadvantage of this device is the complexity of the settings and increased requirements for the accuracy of manufacturing parts.

Наиболее близким техническим решением, прототипом к предлагаемому устройству является заявка на изобретение РФ 2005113860. МПК G01B 7/30 (2006.01) «Бесконтактный датчик положения педали», содержащий статор датчика положения, представляющий собой программируемую интегральную схему двухосевого углового энкодера интегрированным крестообразным массивом чувствительных элементов Холла для детектирования относительно изменения магнитного поля, параллельного лицевой поверхности интегральной схемы, запаиваемой способом поверхностного монтажа на печатной плате, ротор датчика выполнен из материала, не проводящего магнитное поле, включает диаметрально намагниченный магнит, образующий рабочее параллельное магнитное поле для выравнивания в процессе сборки механически связанном с вращающим валом детектируемого объекта и имеющим возможность поворота в корпусе на угол, определенный ориентирующей лыской в установочной втулке ротора, для механической изоляции статора от движущихся механических частей и ограничения осевых перемещений ротора в датчике применяется внутренняя крышка.The closest technical solution, the prototype of the proposed device is the application for the invention of the Russian Federation 2005113860. IPC G01B 7/30 (2006.01) "Contactless position sensor pedal" containing the stator position sensor, which is a programmable integrated circuit of a two-axis angle encoder integrated cross-shaped array of Hall sensing elements for detecting with respect to a change in the magnetic field parallel to the front surface of the integrated circuit sealed by surface mounting on On the circuit board, the sensor rotor is made of a material that does not conduct a magnetic field, includes a diametrically magnetized magnet that forms a parallel working magnetic field for alignment during assembly mechanically connected with the rotating shaft of the detected object and having the ability to rotate in the housing by an angle defined by the alignment flat in the installation the rotor sleeve, for the mechanical isolation of the stator from moving mechanical parts and limiting the axial movements of the rotor in the sensor, an internal cover is used.

Недостатком данного устройства является низкая чувствительность микросхемы - датчика на основе элементов Холла, результатом чего является недостаточная точность измерений, а также недостаточная защищенность от внешних магнитных полей.The disadvantage of this device is the low sensitivity of the microcircuit - a sensor based on Hall elements, which results in insufficient measurement accuracy, as well as insufficient protection from external magnetic fields.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы системы управления семейства дизельных двигателей, упрощение настройки модуля педального и снижение требований к точности изготовления деталей.The purpose of the proposed utility model is to increase the reliability of the control system of a family of diesel engines, simplify the tuning of the pedal module and reduce the requirements for precision manufacturing of parts.

Поставленная цель достигается тем, что в модуле педальном, представляющим собой двухкамерный корпус, внутри корпуса в одной камере на валу установлены держатель с рычагом, совершающий вращательное движение, тормоз, две пружины. Камера закрыта крышкой, установленной на оси, закрепленной в корпусе. Во второй камере установлен магнит, жестко закрепленный на валу, субблок с микросхемой-датчиком и кабель с разъемом. Микросхема-датчик представляет собой микросхему типа КМА200, являющуюся программируемым датчиком угла поворота на основе магниторезисторов и схему обработки сигналов. Вал установлен так, что магнит находится над микросхемой-датчиком. Камера закрыта крышкой из пермаллоя, которая служит для уменьшения влияния внешних магнитных полей.This goal is achieved by the fact that in the pedal module, which is a two-chamber housing, inside the housing in one chamber on the shaft there is a holder with a lever that rotates, brake, two springs. The camera is closed by a lid mounted on an axis fixed in the housing. In the second chamber, a magnet is mounted that is rigidly fixed to the shaft, a subunit with a sensor microcircuit, and a cable with a connector. The sensor microcircuit is a KMA200 type microcircuit, which is a programmable angle-of-rotation sensor based on magnetoresistors and a signal processing circuit. The shaft is mounted so that the magnet is located above the sensor chip. The chamber is closed by a permalloy lid, which serves to reduce the influence of external magnetic fields.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что оснащение модуля педального двухкамерным корпусом упрощает герметизацию субблока с микросхемой-датчиком типа КМА200, являющейся программируемым датчиком угла поворота и содержащий чувствительный элемент на основе магниторезисторов и схему обработки сигналов, в зависимости от угловой ориентации внешнего магнитного поля, проходящего через чувствительный элемент микросхемы, меняется напряжение на ее выходе, а ориентация магнита относительно микросхемы зависит от угла поворота вала и соответственно от угла поворота держателя с рычагом. Диапазон измеряемого угла и нулевой угол задаются константами в EEPROM микросхемы и могут быть изменены после установки микросхемы в изделии.Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that equipping the pedal module with a two-chamber housing simplifies the sealing of the subunit with a KMA200 type sensor chip, which is a programmable angle sensor and contains a sensor element based on magnetoresistors and a signal processing circuit, depending on the angular orientation of the external magnetic field, passing through the sensitive element of the microcircuit, the voltage at its output changes, and the orientation of the magnet relative to the microcircuit depends on the angle n shaft rotations and, accordingly, from the angle of rotation of the holder with the lever. The range of the measured angle and the zero angle are set by constants in the EEPROM of the microcircuit and can be changed after installing the microcircuit in the product.

Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», т.к. сочетание признаков описанного устройства неизвестно в технике на данном этапе. Существенные признаки заявленного объекта, а именно:Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty", because the combination of features of the described device is unknown in the art at this stage. The essential features of the claimed object, namely:

- использование микросхемы-датчика типа КМА200, представляющей собой программируемый датчик угла поворота и содержащий чувствительный элемент на основе магниторезисторов и схему обработки сигналов, в зависимости от угловой ориентации внешнего магнитного поля, проходящего через чувствительный элемент микросхемы, меняется напряжение на ее выходе, ориентация магнита относительно микросхемы зависит от угла поворота вала и соответственно от угла поворота держателя с рычагом. Диапазон измеряемого угла и нулевой угол задаются константами в EEPROM микросхемы и могут быть изменены после установки микросхемы в изделии;- the use of a sensor chip type KMA200, which is a programmable angle sensor and contains a sensor based on magnetoresistors and a signal processing circuit, depending on the angular orientation of the external magnetic field passing through the sensor, the voltage at its output changes, the orientation of the magnet relative to microcircuits depends on the angle of rotation of the shaft and, accordingly, on the angle of rotation of the holder with the lever. The range of the measured angle and the zero angle are set by constants in the EEPROM of the microcircuit and can be changed after installing the microcircuit in the product;

- наличие вала с жестко закрепленным магнитом, совершающего вращательное движение и создающего вращающееся магнитное поле, воздействующего на микросхему-датчик типа КМА200;- the presence of a shaft with a rigidly fixed magnet that rotates and creates a rotating magnetic field that acts on a KMA200-type sensor chip;

- наличие экрана из пермаллоя, уменьшающего влияние внешних магнитных полей на микросхему;- the presence of a permalloy screen that reduces the effect of external magnetic fields on the microcircuit;

- наличие двух камер в корпусе позволяет исключить попадание грязи, пыли и влаги на субблок с микросхемой-датчиком типа КМА200;- the presence of two cameras in the housing eliminates the ingress of dirt, dust and moisture onto the subunit with a KMA200 type sensor chip;

- наличие тормоза и двух пружин позволяет получить усилие на рычаге педали, зависящее от угла поворота;- the presence of a brake and two springs allows you to get the force on the pedal lever, depending on the angle of rotation;

- две пружины повышают надежность работы изделия, необходимы и достаточны для достижения цели.- two springs increase the reliability of the product, are necessary and sufficient to achieve the goal.

Сущность полезной модели поясняется чертежами фиг.1 и фиг.2, где изображен модуль педальный.The essence of the utility model is illustrated by drawings of figure 1 and figure 2, which shows the pedal module.

Модуль педальный содержит двухкамерный корпус 1, вал 2, рычаг 3, держатель 4, винт 5, магнит 6, субблок 7, микросхему-датчик типа КМА200 8 (микросхема), пружину 9, пружину 10, крышку 11 из алюминия, ось 12, тормоз 13, резиновую прокладку 14, крышку 15 из пермаллоя, кабель 16, разъем 17.The pedal module contains a two-chamber housing 1, a shaft 2, a lever 3, a holder 4, a screw 5, a magnet 6, a subunit 7, a KMA200 8 type sensor chip (microchip), a spring 9, a spring 10, an aluminum cover 11, an axis 12, a brake 13, rubber gasket 14, permalloy cover 15, cable 16, connector 17.

Рассмотрим работу модуля педального.Consider the operation of the pedal module.

В корпусе 1 установлен вращающийся вал 2, рычаг 3 жестко установлен в держателе 4, который закреплен при помощи винта 5, на валу 2. Вращающийся вал 2 расположен в корпусе 1 таким образом, что рычаг 3 может вращаться относительно корпуса 1 вокруг оси вращения. На конце вала 2 жестко закреплен магнит 6, вращающийся вместе с рычагом 3. На субблоке 7 установлена микросхема-датчик 8 типа КМА200. Магнитное поле воздействует на чувствительный элемент микросхемы-датчика КМА200 8. Микросхема-датчик типа КМА200 8 представляет собой программируемый датчик угла поворота и содержащий чувствительный элемент на основе магниторезисторов и схему обработки сигналов. В зависимости от угловой ориентации внешнего магнитного поля, проходящего через чувствительный элемент микросхемы, меняется напряжение на ее выходе, ориентация магнита относительно микросхемы зависит от угла поворота вала и соответственно от угла поворота держателя с рычагом. Диапазон измеряемого угла и нулевой угол задаются константами в EEPROM микросхемы и могут быть изменены после установки микросхемы в изделии. Благодаря этому упрощается настройка и снижаются требования к точности изготовления деталей. Пружина 9 и пружина 10 установлены в корпусе 1 так, что они одновременно воздействуют на держатель 4 и крышку 11. Крышка 11 установлена с возможностью поворота относительно оси 12. На крышке 11 установлен тормоз 13, который при повороте держателя 4 прижимается к нему, что позволяет получить требуемую механическую характеристику педали. Наличие двух пружин 9 и 10 повышает надежность работы изделия. Размещение субблока 7 в отдельной камере корпуса 1 позволяет надежно герметизировать его от попадания пыли и влаги при помощи резиновой прокладки 14. Крышка 15 из пермаллоя уменьшает влияние внешних магнитных полей. Кабель 16 с разъемом 17 содержит функциональные выводы, используемые в процессе эксплуатации модуля педального.A rotating shaft 2 is installed in the housing 1, the lever 3 is rigidly mounted in the holder 4, which is fixed with a screw 5, on the shaft 2. The rotating shaft 2 is located in the housing 1 so that the lever 3 can rotate relative to the housing 1 around the axis of rotation. At the end of the shaft 2, a magnet 6 is rigidly fixed, rotating together with the lever 3. On the subunit 7, a KMA200 type sensor chip 8 is installed. The magnetic field acts on the sensitive element of the KMA200 8 sensor microcircuit. The KMA200 8 type microcircuit sensor is a programmable angle sensor and contains a sensitive element based on magnetoresistors and a signal processing circuit. Depending on the angular orientation of the external magnetic field passing through the sensitive element of the microcircuit, the voltage at its output changes, the orientation of the magnet relative to the microcircuit depends on the angle of rotation of the shaft and, accordingly, on the angle of rotation of the holder with the lever. The range of the measured angle and the zero angle are set by constants in the EEPROM of the microcircuit and can be changed after installing the microcircuit in the product. This simplifies setup and reduces the requirements for precision manufacturing of parts. The spring 9 and spring 10 are installed in the housing 1 so that they simultaneously act on the holder 4 and the cover 11. The cover 11 is mounted to rotate about the axis 12. A brake 13 is mounted on the cover 11, which is pressed against it when the holder 4 is rotated, which allows get the required mechanical characteristics of the pedal. The presence of two springs 9 and 10 increases the reliability of the product. The placement of the subunit 7 in a separate chamber of the housing 1 allows you to reliably seal it from dust and moisture with the help of a rubber gasket 14. The permalloy cover 15 reduces the influence of external magnetic fields. Cable 16 with connector 17 contains the functional conclusions used during operation of the pedal module.

Таким образом, оснащение модуля педального двухкамерным корпусом исключает попадание пыли и влаги на субблок с микросхемой-датчиком типа КМА200, являющейся программируемым датчиком угла поворота и содержащей чувствительный элемент на основе магниторезисторов и схему Thus, equipping the pedal module with a two-chamber housing eliminates the ingress of dust and moisture onto the subunit with a KMA200 type sensor chip, which is a programmable angle sensor and contains a sensor element based on magnetoresistors and a circuit

обработки сигналов, в зависимости от угловой ориентации внешнего магнитного поля, проходящего через чувствительный элемент микросхемы, меняется напряжение на ее выходе, ориентация магнита относительно микросхемы зависит от угла поворота вала и соответственно от угла поворота держателя с рычагом.signal processing, depending on the angular orientation of the external magnetic field passing through the sensitive element of the microcircuit, the voltage at its output changes, the orientation of the magnet relative to the microcircuit depends on the angle of rotation of the shaft and, accordingly, on the angle of rotation of the holder with the lever.

Claims

A pedal module containing a housing, a shaft, a holder, a lever, a magnet, characterized in that the housing is made of two-chamber, a holder with a lever, a brake and two springs are mounted on the shaft in one chamber, the camera is closed by a cover, and a magnet is mounted in the second chamber and is rigidly fixed to the end of the shaft, a subunit with a KMA 200 sensor chip, which is a programmable angle sensor and contains a sensor element based on magnetoresistors and a signal processing circuit, a cable with a connector, while the shaft is mounted so that the magnet is on chip sensor, the camera is covered with a lid of permalloy.