PL209049B1 - Electronic system of accelerator's pedal, especially motor vehicles - Google Patents

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ elektroniczny pedału przyspiesznika, mający zastosowanie zwłaszcza w układzie sterowania zasilaniem silnika pojazdów samochodowych.The subject of the invention is an electronic system of the accelerator pedal, which is used in particular in the power supply control system of motor vehicles.

W dotychczas znanych układach elektronicznego pedału przyspiesznika stosowane jest rozwiązanie, w którego skład wchodzi pedał przyspiesznika połączony z dźwignią zakończoną suwakiem. Suwak układu współpracuje z bieżnią potencjometru. Do styków bieżni potencjometrycznej doprowadzone jest napięcie referencyjne. Układ połączony jest z kontrolerem określającym położenie dźwigni pedału przyspiesznika. Kierowca pojazdu naciskając na pedał przyspiesznika, za pomocą dźwigni, porusza suwakiem. Na skutek zmian położenia suwaka na bieżni potencjometrycznej zmienia się rezystancja pomiędzy stykami potencjometru. Zmiana rezystancji potencjometru powoduje zmianę poziomu napięcia referencyjnego i na tej podstawie układ sterujący określa położenie pedału przyspiesznika. Rozwiązanie to charakteryzuje się awaryjnością, głównie ze względu na współpracę mechaniczną bieżni potencjometrycznej i suwaka. W miarę eksploatacji tego układu następuje wycieranie się bieżni i suwaka, co niesie za sobą zmianę parametrów łącza i powoduje zakłócenia pracy układu.In the hitherto known systems of the electronic accelerator pedal, a solution is used which comprises an accelerator pedal connected to a lever ending with a slider. The slider of the system cooperates with the potentiometer race. A reference voltage is applied to the contacts of the potentiometer race. The system is connected to the controller which determines the position of the accelerator pedal lever. The driver of the vehicle, pressing the accelerator pedal with the lever, moves the slider. As a result of changes in the position of the slider on the potentiometer track, the resistance between the potentiometer contacts changes. Changing the resistance of the potentiometer causes a change in the reference voltage level and on this basis the control system determines the position of the accelerator pedal. This solution is characterized by failure rate, mainly due to the mechanical cooperation of the potentiometric race and the slider. As this system is used, the raceway and the slider wears out, which changes the parameters of the link and causes disturbances in the operation of the system.

Istotą wynalazku jest układ elektroniczny pedału przyspiesznika, którym zawiera ustawione rzędem transoptory szczelinowe, z których każdy połączony jest indywidualnie z kontrolerem. Liczba transoptorów w rzędzie ustalana jest dla konkretnego pojazdu w taki sposób, aby transoptory były rozmieszczone co około 5° między krańcowymi położeniami dźwigni pedału przyspiesznika. Końcówka dźwigni umieszczona jest tak, że przesuwa się w tunelu jaki tworzą szczeliny transoptorów. Szerokość a tej końcówki musi spełniać zależność a = b - 1 mm, gdzie b jest odległością od środka szczeliny jednego transoptora do środka szczeliny drugiego transoptora.The essence of the invention is the electronic system of the accelerator pedal, which contains slotted optocouplers arranged in a row, each of which is individually connected to the controller. The number of optocouplers in a row is determined for a specific vehicle in such a way that the optocouplers are spaced approximately every 5 ° between the extreme positions of the accelerator pedal lever. The tip of the lever is placed in such a way that it moves in the tunnel formed by the optocoupler slots. The width a of this tip must satisfy the relationship a = b - 1 mm, where b is the distance from the center of the slot of one optocoupler to the center of the slot of the other optocoupler.

Transoptory w układzie elektronicznym pedału przyspiesznika mogą być ustawione w dwóch, równoległych rzędach. W takim rozwiązaniu końcówka dźwigni jest wykonana w kształcie litery „U, której ramiona przemieszczają się w szczelinach transoptorów położonych w sąsiadujących ze sobą rzędach transoptorów.The optocouplers in the electronic system of the accelerator pedal can be arranged in two parallel rows. In such a solution, the tip of the lever is U-shaped, the arms of which move in the slots of the optocouplers located in the adjacent rows of optocouplers.

Konstrukcja przedstawionego układu elektronicznego pedału przyspiesznika opiera się na zastąpieniu bieżni oporowej i suwaka, rzędem pojedynczych transoptorów szczelinowych. Dźwignia pedału przyspiesznika przesuwa się pomiędzy transoptorami i przyjmując odpowiednie położenie przysłania szczelinę pojedynczego transoptora, wówczas kontroler do którego podłączone są transoptory, na podstawie zaniku napięcia na przysłoniętym transoptorze, określa położenie pedału przyspiesznika. Kontrolerem może być dowolny mikrokomputer, zaprogramowany prostym algorytmem, który określa położenie dźwigni na podstawie zaadresowania pojedynczych transoptorów w pamięci mikrokomputera. Ponadto kontroler na podstawie zmian położenia w czasie może określić prędkość ruchu pedału przyspiesznika. Sygnał z kontrolera przekazywany jest do komputera sterującego pracą silnika. Rozwiązanie to eliminuje całkowicie kontakt mechaniczny elementów układu elektronicznego pedału przyspiesznika. Zwiększa to znacznie bezawaryjność pracy układu. Zastosowanie dodatkowego rzędu transoptorów czyli redundancja układu, zapewni jeszcze większy poziom bezawaryjności. Zbudowanie całego modułu elektronicznego pedału z wykorzystaniem transoptorów daje dodatkowo możliwość zintegrowania mikrokontrolera w module EPP (elektronicznego pedału przyspiesznika). Rozwiązanie takie powoduje to, że sygnał z modułu pedału przyspiesznika może być sygnałem cyfrowym, co ogranicza ilość przewodów zastosowanych w konstrukcji oraz eliminuje wpływ zakłóceń elektromagnetycznych na sygnały sterujące. Koszt budowy układu EPP z zastosowaniem transoptorów będzie identyczny z kosztem dotychczasowym.The design of the presented electronic system of the accelerator pedal is based on replacing the resistance track and the slider with a row of single slot optocouplers. The accelerator pedal lever moves between the optocouplers and assuming the appropriate position covers the aperture of a single optocoupler, then the controller to which the optocouplers are connected determines the position of the accelerator pedal on the basis of voltage drop on the obscured optocoupler. The controller can be any microcomputer programmed with a simple algorithm that determines the position of the lever on the basis of the addresses of individual optocouplers in the memory of the microcomputer. In addition, the controller can determine the speed of movement of the accelerator pedal based on changes in position over time. The signal from the controller is sent to the engine control computer. This solution completely eliminates the mechanical contact of the elements of the electronic system of the accelerator pedal. This significantly increases the failure-free operation of the system. The use of an additional row of optocouplers, i.e. system redundancy, will ensure an even greater level of failure-free operation. Building the entire electronic pedal module with the use of optocouplers also gives the possibility to integrate the microcontroller in the EPP module (electronic accelerator pedal). This solution means that the signal from the accelerator pedal module can be a digital signal, which limits the number of wires used in the structure and eliminates the influence of electromagnetic interference on the control signals. The cost of building the EPP system with the use of optocouplers will be the same as the cost to date.

Rozwiązanie według wynalazku będzie bliżej objaśnione w oparciu o przykładowy układ pokazany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat budowy układu elektronicznego pedału przyspiesznika, fig. 2 - schemat ułożenia transoptorów w rzucie z góry, a fig. 3 - schemat obrazujący zależność odległości transoptorów.The solution according to the invention will be explained in more detail on the basis of an exemplary system shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a scheme of the construction of the electronic system of the accelerator pedal, Fig. 2 - a diagram of the arrangement of optocouplers in a top view, and Fig. 3 - a diagram showing the dependence of the distance between optocouplers .

Układ elektroniczny pedału przyspiesznika (EPP) według wynalazku składa się z pedału przyspiesznika 4 połączonego z dźwignią 2 osadzoną na osi 6. Dźwignia 2 zakończona jest końcówką 5, która przesuwa się w tunelu jaki tworzą szczeliny transoptorów 1. Dźwignia 2, w momencie gdy zmienia położenie przysłania szczelinę pojedynczego transoptora, wówczas kontroler 3 odczytuje zanik napięcia na tym transoptorze. Każdy transoptor 1 posiada swój adres w pamięci kontrolera, na tej podstawie kontroler określa położenie dźwigni pedału przyspiesznika a na podstawie zmian położenia w czasie, kontroler jest w stanie wyznaczyć prędkość przemieszczania się pedału przyspiesznika 4. W celu zapewnienia większej pewności bezawaryjnej pracy całego układu proponuje się zastosowanieThe electronic system of the accelerator pedal (EPP) according to the invention consists of the accelerator pedal 4 connected to the lever 2 mounted on the axis 6. The lever 2 ends with an end 5 which moves in the tunnel formed by the optocoupler gaps 1. Lever 2 when it changes position obscures the slot of a single optocoupler, then the controller 3 reads the loss of voltage on this optocoupler. Each optocoupler 1 has its own address in the controller's memory, on this basis the controller determines the position of the accelerator pedal lever, and on the basis of changes in position over time, the controller is able to determine the speed of movement of the accelerator pedal 4. In order to ensure greater reliability of the entire system, it is proposed application

PL 209 049 B1 dwóch rzędów transoptorów. Jeden rząd jest rzędem priorytetowym drugi pełni rolę rzędu diagnostycznego, w razie awarii priorytetowego może go zastąpić. Ilość zastosowanych transoptorów w jednym rzędzie jest zdeterminowana wymaganiem co do konkretnego pojazdu w jakim zastosowane będzie rozwiązanie. Czułość zmian położenia standardowego układu EPP to około 5 stopni, co oznacza, że w przypadku pojazdu którego zmiana położenia pedału w krańcowych położeniach wynosi stopni (np. dla opla Corsy 1.5D 1998 rok produkcji), wystarczy zastosować 45/5 = 9 transoptorów.PL 209 049 B1 of two rows of optocouplers. One row is the priority row, the other row serves as the diagnostic row, and in the event of a failure of the priority row it can replace it. The number of optocouplers used in one row is determined by the requirement for a specific vehicle in which the solution will be used. The sensitivity of changes in the position of the standard EPP system is about 5 degrees, which means that in the case of a vehicle whose pedal position change in extreme positions is degrees (e.g. for Opel Corsa 1.5D 1998 year of production), it is enough to use 45/5 = 9 optocouplers.

Istotną cechą tego rozwiązania jest też kształt końcówki 5 dźwigni pedału przyspiesznika, musi ona mieć odpowiednią szerokość a. Odległość b od środka szczeliny jednego transoptora do środka szczeliny drugiego transoptora musi być równa szerokości a tej końcówki. Aby układ działał prawidłowo musi być spełniona zależność a = b - 1 mm. Zależność ta determinuje odległość transoptorów, tak aby położenie dźwigni pedału przyspiesznika zawsze było jednoznacznie określane poprzez kontroler. Gdyby odległość ta była większa wówczas mogłoby dojść do sytuacji, że kontroler nie byłby w stanie odczytać położenia dźwigni pedału przyspiesznika.An important feature of this solution is also the shape of the tip 5 of the accelerator pedal lever, it must have the appropriate width a. The distance b from the center of the slot of one optocoupler to the center of the slot of the other optocoupler must be equal to the width a of this tip. For the system to work properly, the relationship a = b - 1 mm must be met. This relationship determines the distance of the optocouplers, so that the position of the accelerator pedal lever is always unequivocally determined by the controller. If this distance was greater, it could lead to a situation where the controller would not be able to read the position of the accelerator pedal lever.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Układ elektroniczny pedału przyspiesznika, zwłaszcza pojazdów samochodowych zawierający pedał przyspiesznika połączony z dźwignią osadzoną na osi oraz kontroler połączony z komputerem sterującym pracą silnika, znamienny tym, że zawiera ustawione rzędem transoptory (1) szczelinowe, z których każdy połączony jest indywidualnie z kontrolerem (3), przy czym liczba transoptorów (1) w rzędzie ustalana jest dla konkretnego pojazdu w taki sposób, aby transoptory były rozmieszczone co około 5° między krańcowymi położeniami dźwigni (2) pedału przyspiesznika (4), natomiast końcówka (5) dźwigni (2) umieszczona jest tak, że przesuwa się w tunelu jaki tworzą szczeliny transoptorów (1), przy czym szerokość (a) tej końcówki musi spełniać zależność a = b - 1 mm, gdzie (b) jest odległością od środka szczeliny jednego transoptora do środka szczeliny drugiego transoptora.1. Electronic system of the accelerator pedal, in particular of motor vehicles, comprising an accelerator pedal connected to a lever mounted on the axle and a controller connected to an engine control computer, characterized in that it comprises a row of slot optocouplers (1), each of which is individually connected to the controller ( 3), the number of optocouplers (1) in a row is set for a specific vehicle in such a way that the optocouplers are spaced approximately every 5 ° between the extreme positions of the lever (2) of the accelerator pedal (4), and the tip (5) of the lever (2) ) is placed in such a way that it moves in the tunnel formed by the optocoupler slots (1), and the width (a) of this tip must satisfy the relationship a = b - 1 mm, where (b) is the distance from the center of the slot of one optocoupler to the center of the slot the second optocoupler. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że transoptory (1) ustawione są w dwóch, równoległych rzędach, zaś końcówka (5) dźwigni (2) jest wykonana w kształcie litery „U, której ramiona przemieszczają się w szczelinach transoptorów (1) położonych w sąsiadujących ze sobą rzędach transoptorów (1).2. The system according to claim The device according to claim 1, characterized in that the optocouplers (1) are arranged in two parallel rows, and the tip (5) of the lever (2) is U-shaped, the arms of which move in the slots of the optocouplers (1) located adjacent to each other. rows of optocouplers (1).