專利名稱：車用多功能油門控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及車輛工程領(lǐng)域中的車輛電控機(jī)械式自動(dòng)變速系統(tǒng)(AMT)、車輛牽引力自動(dòng)控制系統(tǒng)(TCS)、車輛巡航控制系統(tǒng)及活動(dòng)加有站發(fā)動(dòng)機(jī)中的油門控制行機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，我國采用較多、性能比較好的電子油門控制機(jī)構(gòu)是柔性控制(即并行控制)機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)是腳踏板拉線與電位器滑臂相連，執(zhí)行電機(jī)與節(jié)氣門拉線相連。當(dāng)踏油門踏板時(shí)，電位器發(fā)出與油門踏板成比例的電壓信號(hào)，根據(jù)此信號(hào)，電腦發(fā)出指令，電機(jī)驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門做相應(yīng)擺動(dòng)。這種機(jī)構(gòu)的性能完全能滿足車輛油門控制的需要。其缺點(diǎn)是(1)在車輛行駛過程中，油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)始終處在工作狀態(tài)。不加(減)油時(shí)，也要通電使電機(jī)處在保持狀態(tài)，防止油門自動(dòng)回到怠速，影響機(jī)構(gòu)的使用壽命；(2)車輛無法實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)兩種工作狀態(tài)；(3)兩套并行系統(tǒng)(信號(hào)發(fā)生機(jī)構(gòu)，油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)要始終同時(shí)工作)，可靠性差，固章率高。
技術(shù)內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可提高機(jī)構(gòu)的工作可靠性和使用壽命，并能擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的車用多功能油門控制機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的上述任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合附圖說明如下車用多功能油門控制機(jī)構(gòu)是由動(dòng)力源和油門驅(qū)動(dòng)裝置組成，位移傳感器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)7，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及定位器19均裝在滑座2上，滑座2置于導(dǎo)向底座1的滑槽內(nèi)，并可沿滑槽滑動(dòng)，油門拉線6連接在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)7通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制其移動(dòng)，油門拉線6移動(dòng)的距離由位移傳感器測得并向電腦發(fā)送信號(hào)，腳踏板拉線22固定在滑座2上，定位器19由壓盤13和驅(qū)動(dòng)其彈出或收回的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，壓盤13收回壓緊在導(dǎo)向底座1的側(cè)壁上，彈出與導(dǎo)向底座1的側(cè)壁分離，可使滑座2與導(dǎo)向底座1相對(duì)固定或分離。油門拉線6可以通過固定螺釘14固定在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上?；?在導(dǎo)向底座1的滑槽內(nèi)滑動(dòng)可以采用滾輪18結(jié)構(gòu)，即將滾輪18通過滾輪軸17裝在滾輪軸支架16上，滾輪軸支架16固定在滑座2上。
本實(shí)用新型提供的是一種剛性控制(串行控制)機(jī)構(gòu)，它串接在原車的油門拉線中間。平時(shí)踏油門踏板時(shí)通過該機(jī)構(gòu)直接拉動(dòng)節(jié)氣門動(dòng)作。系統(tǒng)工作需要時(shí)，可由電腦發(fā)出指令實(shí)現(xiàn)油門的自動(dòng)控制。這種機(jī)構(gòu)在正常行駛時(shí)，油門控制機(jī)構(gòu)并不工作，大大的減小了機(jī)構(gòu)的負(fù)荷，提高了工作的可靠性；它可以用在AMT車輛上，并可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)檔和自動(dòng)檔兩種功能，也可以用在牽引力控制或巡航控制的車輛上及活動(dòng)加油站的原動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制上。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.車輛在正常行駛時(shí)，油門控制機(jī)構(gòu)不工作。節(jié)約能源，提高工作可靠性和使用壽命。
2.在油門控制工況，可以實(shí)現(xiàn)精確適時(shí)、可靠的油門控制，步進(jìn)電機(jī)可以方便的進(jìn)行大范圍的精確的調(diào)速控制。
3.在油門控制工況，踏踏板的腳上沒有“踏空”或“受壓”等不適的感覺。
4.可實(shí)行AMT車輛的手動(dòng)和自動(dòng)兩種操縱模式(在在選換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)及離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有手操縱模式的情況下)。
5.結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本低。(油門拉線，踏板拉線均作直線運(yùn)動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生因繞輪運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生鋼絲拉繩疲勞損壞的問題)。


圖1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主視圖；圖2圖1的側(cè)視圖；圖3圖1的俯視圖；圖4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用蝸輪蝸桿的油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)；圖5傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用蝸輪蝸桿加齒輪齒條的油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體內(nèi)容及其工作過程。
參閱圖1、圖2、圖3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可由齒輪和螺母螺桿組合而成，裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)7軸上的齒輪21與裝在螺桿4上的齒輪23相嚙合，螺母5裝在螺桿4上并限制其轉(zhuǎn)動(dòng)，油門拉線6固定在其上。螺母5可以通過防轉(zhuǎn)螺釘15限制其轉(zhuǎn)動(dòng)。
油門拉線6一端連在螺母5上，另一端與節(jié)氣門相連；螺母5旋套在螺桿4上，螺母4通過軸承座3固定在滑座2上。9是軸承，10是軸承蓋。驅(qū)動(dòng)電機(jī)7(如步進(jìn)電機(jī))也固定在滑座2上，并通過齒輪21、23驅(qū)動(dòng)螺桿4轉(zhuǎn)動(dòng)。腳踏板拉線22一端連在滑座2上，另一端連在腳踏板上?；?放在導(dǎo)向底座1上的滑槽內(nèi)。當(dāng)未進(jìn)入自動(dòng)控制工況時(shí)，步進(jìn)電機(jī)不工作，由于螺母5與螺桿4的自鎖作用，所以油門拉線6與腳踏板拉線22之間的機(jī)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)剛體，油門跟隨腳踏板的運(yùn)動(dòng)作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)油門進(jìn)入自動(dòng)工況時(shí)，首先定位器19工作，將腳踏板拉線22固定在當(dāng)前位置，然后由步進(jìn)電機(jī)根據(jù)電腦指令通過齒輪驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺母5在螺桿4上移動(dòng)以改變油門開度。
用于產(chǎn)生信號(hào)的位移傳感器可以采用以下方式安裝a.直滑式傳感器28與霍耳傳感器25可以連用，滑桿通過連接臂29連接到驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的安裝板8上，它可以檢測滑座2相對(duì)導(dǎo)向底座1的位移，霍耳傳感器25安放在驅(qū)動(dòng)電機(jī)側(cè)面的支架上，支架固定在滑座2上。螺母5運(yùn)動(dòng)時(shí)，霍爾傳感器處的磁場發(fā)生變化，霍耳傳感器上的輸出的電壓信號(hào)也發(fā)生相應(yīng)的變化，由此可判斷螺母5相對(duì)滑座2的位置，據(jù)此，電腦可通過步進(jìn)電機(jī)對(duì)油門進(jìn)行精確控制。
B.滑式傳感器28固定在導(dǎo)向底座1的側(cè)壁上，滑桿與螺母5相連，可以省去霍耳傳感器25。
C.霍耳傳感器25由其固定架24固定在導(dǎo)向底座1的側(cè)壁上，兩塊磁鐵27固定在磁鐵座26內(nèi)，磁鐵座26固定在螺母5的側(cè)面。則霍耳傳感器25反應(yīng)的信號(hào)是滑座2在滑槽上的位置，即節(jié)氣門開度的絕對(duì)位置，此時(shí)可省去直滑式傳感器28。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可由蝸輪蝸桿組成，參閱圖4即裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)7上的蝸桿30與渦輪31相配合，蝸輪輪軸上裝有旋轉(zhuǎn)電位器33和繩輪32，油門拉線6固定在繩輪32上。這種傳動(dòng)方式可采用直流電機(jī)動(dòng)力源，直流電機(jī)36驅(qū)動(dòng)蝸桿30，蝸桿30驅(qū)動(dòng)蝸輪31，在蝸輪軸上裝有繩輪32，節(jié)氣門拉繩6與其相連。通過旋轉(zhuǎn)電位器33檢測蝸輪轉(zhuǎn)角。
參閱圖5傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的蝸輪軸上可以采用齒輪34和與其相嚙合的齒條35取代繩輪32油門拉線6固定在齒條35上。
采用上述的蝸輪蝸桿或加上齒輪齒條機(jī)構(gòu)，可使機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加緊湊。采用齒條可防止鋼絲拉繩因繞繩輪多次彎折而疲勞損壞。
定位器19可以采用電磁鐵或工作缸，工作缸是油缸或氣缸均可，壓盤13通過插肖12固定在電磁鐵的銜鐵上或工作缸的活塞桿上，進(jìn)入自動(dòng)控制工況，電腦發(fā)出指令直接驅(qū)動(dòng)電磁鐵的銜鐵運(yùn)動(dòng)或通過電磁閥驅(qū)動(dòng)工作缸的活塞桿運(yùn)動(dòng)，壓盤13壓在導(dǎo)向滑槽的側(cè)壁上，使滑座2的位置被固定。自動(dòng)控制工況結(jié)束后，應(yīng)首先解除定位器的控制，以恢復(fù)腳踏板的正?？刂?。11是定位器活動(dòng)桿，它可以是工作缸的活塞桿或電磁鐵的銜鐵。20是用于限制定位器活動(dòng)桿11活動(dòng)的擋鐵，它可以安裝在滑座2上或?qū)虻鬃?上。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)7可以用電磁伺服閥或工作油缸替代。
在(ATM)車輛上，起步時(shí)，離合器在電腦控制下，按起步規(guī)律結(jié)合，同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)按起步規(guī)律自動(dòng)控制加油；也可以司機(jī)踏油門踏板加油(按司機(jī)習(xí)慣選某種模式)。換擋時(shí)，電腦首先發(fā)指令，將油門收到怠速或某一位置，(不同擋位可不同)。換擋結(jié)束后，油門恢復(fù)到某一位置，然后恢復(fù)駕駛員控制。對(duì)于巡航控制車輛，當(dāng)車輛達(dá)到某一預(yù)想的車速后，駕駛員扳動(dòng)按鈕，電腦執(zhí)行巡航控制程序檢測車速，與設(shè)定車速相比，當(dāng)?shù)陀谀骋灰?guī)定值時(shí)，正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)，達(dá)到設(shè)定值后，步進(jìn)電機(jī)停止工作，車輛在某一設(shè)定車速附近行駛(波動(dòng)范圍由程序給定的精度決定)。對(duì)于牽引力控制的車輛，該油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)可根據(jù)控制模型進(jìn)行各種精確的控制。如汽車在起步、加速時(shí)若加速踏板踩得過猛，會(huì)因?yàn)轵?qū)動(dòng)力過大而出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)的情況，這時(shí)電腦根據(jù)滑轉(zhuǎn)情況及時(shí)發(fā)出指令，控制步進(jìn)電機(jī)降低油門，減小發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出，抑制驅(qū)動(dòng)車輪的滑轉(zhuǎn)。在新生產(chǎn)的裝有牽引力控制系統(tǒng)的車輛上，一般發(fā)動(dòng)機(jī)都有主、付兩個(gè)節(jié)氣門。其中一個(gè)節(jié)氣門專為調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出用。而該油門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在一個(gè)節(jié)氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)上，既可實(shí)現(xiàn)精確的功率輸出控制，這對(duì)已生產(chǎn)的沒有牽引力控制系統(tǒng)的車輛加裝牽引力控制提供了方便。
巡航控制車輛的油門控制。車輛巡航控制的特點(diǎn)是車速保持不變。這在裝有上述油門控制機(jī)構(gòu)的自動(dòng)變速(AMT)車輛及裝有牽引力控制(TRC)的車輛上，只要增加一部分軟件巡航控制程序既可實(shí)現(xiàn)。電腦采集當(dāng)前車速與給定車速比較，若小(大)到某一定值，則發(fā)指令，讓步進(jìn)電機(jī)正(反)轉(zhuǎn)，使車速穩(wěn)定在基本不變的給定數(shù)值上。若普通車輛，則要配上電腦和該油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
加油用發(fā)動(dòng)機(jī)的油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)。用手操縱節(jié)氣門控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。既控制困難，又浪費(fèi)人力。使用此油門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)聯(lián)合控制。拉動(dòng)手控操縱桿，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速粗調(diào)到某一轉(zhuǎn)速，松開操縱桿按鈕，操縱桿停在此位置(相當(dāng)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)中定位器19)。此后即可象巡航控制一樣，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可始終工作在給定轉(zhuǎn)速上(誤差可很小)。也可以按壓控制按鈕讓轉(zhuǎn)速緩慢(或快速)增加(減小)。也可預(yù)先定好常用轉(zhuǎn)速，按壓相應(yīng)控制按鈕，即可自動(dòng)運(yùn)行在該轉(zhuǎn)速上。
簡易巡航控制。在高速公路上，路面行駛阻力變化不大。一定油門開度，基本上對(duì)應(yīng)一定的車速。在圖1-3所示機(jī)構(gòu)中，在滑座上只保留定位器，其它部分全部省掉。此時(shí)，原圖中的動(dòng)力部分，執(zhí)行部分均由駕駛員腳承擔(dān)。駕駛員控制(此機(jī)構(gòu)中省掉了電腦)放在駕駛室內(nèi)的電路開關(guān)，車輛行駛到某車速度時(shí)，駕駛員可以板動(dòng)開關(guān)，定位器19工作，油門被固定，車輛工作在該“巡航”車速上。若想增加(降低)車速，反向板動(dòng)開關(guān)，定位器19松開，油門由駕駛員操縱。該結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，成本低。
權(quán)利要求1.車用多功能油門控制機(jī)構(gòu)是由動(dòng)力源和油門驅(qū)動(dòng)裝置組成，其特征在于位移傳感器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及定位器(19)均裝在滑座(2)上，滑座(2)置于導(dǎo)向底座(1)的滑槽內(nèi)，并可沿滑槽滑動(dòng)，油門拉線(6)連接在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制其移動(dòng)，油門拉線6移動(dòng)的距離由位移傳感器測得并向電腦發(fā)送信號(hào)，腳踏板拉線(22)固定在滑座(2)上，定位器(19)由壓盤(13)和驅(qū)動(dòng)其彈出或收回的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，壓盤(13)收回壓緊在導(dǎo)向底座(1)的側(cè)壁上，彈出與導(dǎo)向底座(1)的側(cè)壁分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用多功能油門控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所說的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用齒輪和螺母螺桿組合而成，裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)軸上的齒輪(21)與裝在螺桿(4)上的齒輪(23)相嚙合，螺母(5)裝在螺桿(4)上并限制其轉(zhuǎn)動(dòng)，油門拉線(6)固定在其上，所說的位移傳感器可以采用以下方式安裝a.直滑式傳感器(28)與霍耳傳感器連用，滑桿通過連接臂(29)連接到驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)的安裝板(8)上，霍耳傳感器(25)安放在驅(qū)動(dòng)電機(jī)側(cè)面的支架上，支架固定在滑座(2)上。b.直滑式傳感器(28)固定在導(dǎo)向底座(1)的側(cè)壁上，滑桿與螺母(5)相連；c.霍耳傳感器(25)由其固定架(24)固定在導(dǎo)向底座(1)的側(cè)壁上，兩塊磁鐵(27)固定在磁鐵座(26)內(nèi)，磁鐵座固定在螺母5的側(cè)面；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用多功能油門控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所說的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可由蝸輪蝸桿組成，即裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上(7)的蝸桿(30)與渦輪(31)相配合，蝸輪輪軸上裝有旋轉(zhuǎn)電位器(33)和繩輪(32)，油門拉線(6)固定在繩輪(32)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車用多功能油門控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所說的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的蝸輪軸上可以采用齒輪(34)和與其相嚙合的齒條(35)取代繩輪(32)油門拉線(6)固定在齒條(35)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用多功能油門控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所說的定位器(19)可以采用電磁鐵或工作缸，壓盤(13)通過桿肖(12)固定在電磁鐵的銜鐵上或工作缸的活塞桿上，電腦發(fā)出指令直接驅(qū)動(dòng)電磁鐵的銜鐵運(yùn)動(dòng)或通過電磁閥驅(qū)動(dòng)工作缸的活塞桿運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用多功能油門控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所說的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)可以用電磁伺服閥或工作油缸替代。
專利摘要本實(shí)用新型涉及車輛工程領(lǐng)域中的油門控制行機(jī)構(gòu)。它主要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可提高機(jī)構(gòu)的工作可靠性和使用壽命，并能擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的車用多功能油門控制機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是由動(dòng)力源和油門驅(qū)動(dòng)裝置組成，位移傳感器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及定位器均裝在滑座上，滑座置于導(dǎo)向底座的滑槽內(nèi)，并可沿滑槽滑動(dòng)，油門拉線連接在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制其移動(dòng)，油門拉線6移動(dòng)的距離由位移傳感器測得并向電腦發(fā)送信號(hào)，腳踏板拉線固定在滑座上，定位器由壓盤和驅(qū)動(dòng)其彈出或收回的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，壓盤收回壓緊在導(dǎo)向底座的側(cè)壁上，彈出與導(dǎo)向底座的側(cè)壁分離。
文檔編號(hào)F02D11/10GK2559800SQ02274859
公開日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2002年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月19日
發(fā)明者武文治, 武雷, 高炬, 丁燕 申請(qǐng)人:武文治