Бесконтактный датчик положения педали

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ БЕСКОНТАКТНЫЙ ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ ПЕДАЛИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Экран(72) Авторы Терешенок Александр Михайлович Копыток Сергей Олегович Морозова Наталья Станиславовна Роменская Елена Викторовна Чернин Михаил Абрамович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Экран(57) Бесконтактный датчик положения педали с магнитом, установленным с возможностью движения относительно неподвижного статора, представляющего собой программируемую интегральную схему с датчиком магнитного поля в виде чувствительного элемента, отличающийся тем, что магнит выполнен прямоугольным и не ориентированным в установочной втулке ротора, датчик магнитного поля в виде магнитно-резистивного элемента установлен по центру программируемой интегральной схемы, при этом программируемая интегральная схема снабжена схемой защиты и вторичным источником питания, а в составе схемы защиты имеется защита от переполюсовок и помех по бортовой сети автотракторного средства, причем схема бесконтактного датчика положения педали выполнена с возможностью образовывать на выходе полный и половинный сигналы,выводящиеся на блок управления агрегатом автомобильного средства, с возможностью осуществлять при отказе одного из выходов датчика управление по сигналу со второго выхода.(56) 1. Патент РФ 2301399, МПК 01 7/30, 2007. Полезная модель относится к электронному приборостроению и может быть непосредственно использована в электронных системах управления автомобилем для определения угла нажатия педали акселератора или в других автомобильных системах,требующих получения аналогового сигнала, сигнала широтно-импульсной модуляции или высокоразрешающего последовательно кодируемого цифрового сигнала абсолютного углового положения вращающегося объекта. Известен бесконтактный датчик положения педали 1, который содержит ротор с магнитом, установленным с возможностью движения относительно неподвижного статора. Статор представляет собой программируемую интегральную схему двухосевого углового энкодера с интегрированным крестообразным массивом чувствительных элементов. Диаметрально намагниченный магнит, образующий рабочее параллельное магнитное поле, установлен во втулке с пазами под отвертку. Втулка жестко установлена по результатам выравнивания магнита в установочной втулке ротора с выполненной в ней ориентирующей лыской или пазом. Угол поворота установочной втулки ограничен упорами в основании корпуса и выступами установочной втулки. Поверх роторного узла установлена крышка-ограничитель. К недостаткам данного устройства относятся невысокая надежность, чувствительность к вибрации, недостаточные интерфейсные возможности, предварительная установка магнита в точно ориентированном положении перед программированием, получение на выходе одного сигнала, невозможность работать от бортсети. Отсутствие в известном бесконтактном датчике положения педали встроенной схемы защиты ограничивает его функциональные возможности. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание устройства, обладающего упрощенной конструкцией и технологией, повышенным уровнем точности, надежности измерений и чувствительности. Поставленная задача решается следующим образом. В устройстве бесконтактного датчика положения педали, содержащем магнит, установленный с возможностью движения относительно неподвижного статора, представляющего собой программируемую интегральную схему с датчиком магнитного поля в виде чувствительного элемента, согласно полезной модели, магнит выполнен прямоугольным и не ориентированным в установочной втулке ротора, датчик магнитного поля в виде магнитно-резистивного элемента установлен по центру программируемой интегральной схемы, при этом программируемая интегральная схема снабжена схемой защиты и вторичным источником питания, а в составе схемы защиты имеется защита от переполюсовок и помех по бортовой сети автотранспортного средства, причем схема бесконтактного датчика положения педали выполнена с возможностью образовывать на выходе полный и половинный сигналы, выводящиеся на блок управления агрегатом автомобильного средства, с возможностью управления при отказе одного из выходов датчика работать по сигналу со второго выхода. Сущность полезной модели поясняется фиг. 1 - функциональной схемой предлагаемого устройства, фиг. 2 - главным видом бесконтактного датчика положения педали. Функциональная схема (фиг. 1) состоит из датчика магнитного поля 1, магнита 2, вторичного источника питания 3, схемы защиты, в составе которой имеется защита от переполюсовок и помех по бортовой сети автотракторного средства 4, и двух выходов 6, 7, разделенных делителем 5. Предлагаемое устройство содержит магнит 2 (фиг. 2), установленный с возможностью движения относительно неподвижного статора, статор представляет собой программируемую интегральную схему 15 (фиг. 2). Магнит 2 (фиг. 2) установлен во втулке 10 с изолятором 13, закрепленной на роторе блока педали 8 (фиг. 2), движущемся отно 2 65332010.08.30 сительно неподвижного статора с датчиком магнитного поля 1 (фиг. 1) в виде магнитнорезистивного элемента 14 (фиг. 2), в центре на программируемой интегральной схеме 15(фиг. 2) располагаются схема защиты и вторичный источник питания 3 фиг. 1, в составе схемы защиты имеется защита от переполюсовок и помех по бортовой сети автотракторного средства 4 фиг. 1. Колпачок 9 (фиг. 2) служит защитой втулки 10 (фиг. 2), блока педали 8 (фиг. 2), механически связанного с ножной педалью акселератора автотракторного средства, относительное движение которой вызывает образование сигнала, пропорционального перемещению магнита 2 (фиг. 2), который заливается или вклеивается в изолятор 13 фиг. 2. Параллельно лицевой поверхности программируемой интегральной схемы 15 (фиг. 2) установлен датчик магнитного поля 1 (фиг. 1) в виде магнитно-резистивного элемента 14 (фиг. 2) со вторичным источником питания 3 (фиг. 1). В составе схемы защиты имеется защита от переполюсовок и помех по бортовой сети автотракторного средства 4 (фиг. 1). Блок педали 8 (фиг. 2), закрепленный на втулке 10 (фиг. 2), устанавливается в нулевом положении, затем программируется программируемая интегральная схема 15(фиг. 2), после окончания сборочного процесса программируется выходной разъем (на фигурах не показан), первое программирование производится на программируемой интегральной схеме 15 (фиг. 2), а затем по выходам 6, 7 (фиг. 1). Поверх роторного узла устанавливается крышка-ограничитель 16 (фиг. 2), жестко фиксируемая в корпусе 11(фиг. 2), поверх роторного узла. Бесконтактный датчик положения педали работает следующим образом. Нулевую точку магнит 2 (фиг. 2) схема запоминает в любом случае. Нулевая точка по команде запоминает перемещение блока педали 8 (фиг. 2), относительно нулевой точки при перемещении блока педали 8 (фиг. 2) измеряется угол поворота датчика магнитного поля 1(фиг. 1). При изменении положения полюсов магнита 2 (фиг. 2) изменяются параметры датчика магнитного поля 1 (фиг. 1) и соответственно на выходах 6, 7 (фиг. 1) меняется значение напряжения, которое пропорционально углу поворота блока педали 8 (фиг. 2) и, соответственно, углу поворота датчика магнитного поля 1 (фиг. 1), при этом выходной сигнал на выходе 6 (фиг. 1) в два раза больше, чем на выходе 7 (фиг. 1). Это обеспечивает делитель 5 (фиг. 1). В исходное положение блок педали 8 (фиг. 2) возвращается с помощью встроенной пружины 12 (фиг. 2). Сигнал выводится на жгут 17 (фиг. 2) и затем передается на разъем и блок управления бортсети агрегатом автомобильного средства (на фигурах не показан). При нажатии ножной педали акселератора бесконтактный датчик положения педали передает показания перемещения педали относительно угла поворота блока педали 8(фиг. 2). При перемещении педали поворачивается датчик магнитного поля 1 (фиг. 1), и в начальное положение педаль возвращает пружина 12 (фиг. 2). Для исключения повреждения схемы защиты, при неправильной подаче питания, в соответствии с ГОСТ 28751-90, в составе схемы защиты имеется защита от переполюсовок и помех по бортовой сети автотракторного средства 4 (фиг. 1). Бесконтактный датчик положения педали производит на выходах 6, 7 (фиг. 1) полный и половинный аналоговые сигналы, в случае повторной перепроверки сигнал может дублироваться. Бесконтактный датчик положения педали можно сделать с цифровым сигналом в виде кода с интерфейсом. Предлагаемый бесконтактный датчик положения педали устойчив к вибрации, обладает расширенными интерфейсными возможностями, возможностью работать от бортсети, получением двух сигналов на выходе, при сборке не требуется предварительная установка магнита в точно ориентированном положении перед программированием. Наличие в бесконтактном датчике положения педали встроенной схемы защиты от пере 3 65332010.08.30 полюсовок и помех по бортовой сети автотракторного средства расширяет его функциональные возможности. Таким образом, данное устройство обладает упрощенной конструкцией и технологией сборки и монтажа, более точным измерением, имеет простую и дешевую схему сборки, то есть данное устройство применимо. Предлагаемый бесконтактный датчик положения педали уже может быть освоен промышленностью в настоящее время. Заявителем изготовлена опытная партия бесконтактных датчиков положения педали. Проведенные стендовые испытания и испытания в условиях эксплуатации показали надежность бесконтактных датчиков положения педали по сравнению с аналогичными устройствами, применяемыми в настоящее время. Принято решение о серийном производстве указанных бесконтактных датчиков положения педали. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4