一種燃油發動機用電子油門的製作方法
2023-06-10 10:06:36 1
專利名稱：一種燃油發動機用電子油門的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃油發動機用電子油門。
背景技術：
現有技術中，燃油發動機用電子油門用於操縱節氣門開度能控制可燃混合氣的流量，藉此改變發動機的轉速和功率以適應汽車行駛的需要。電子油門通常是通過鋼絲或者拉杆聯接加速踏板和節氣門連動板，其應用過程中常常缺乏精確性。常規的電子油門也有採用電磁鐵或電氣比例閥控制的，但是其控制動作任然不夠準確。人們迫切希望獲得一種技術效果更好的燃油發動機用電子油門。
發明內容本實用新型的目的是提供一種技術效果更好的燃油發動機用電子油門。其首先根據駕駛者的加速信號進行對應的動作，並且與發動機、變速箱進行實時的信息交換，以便根據實際需要將節氣閥開啟角度保持在最佳狀態，控制變速時的衝擊。本實用新型一種燃油發動機用電子油門，由油門踏板1、控制系統2、油門執行部件3和傳輸線纜4組成；其中油門踏板1通過傳輸線纜4與控制系統2連接，油門執行部件 3通過傳輸線纜4與控制系統2連接，油門踏板1的信號經控制系統2處理後，發送控制信號給油門執行部件3，控制節氣閥開度的大小，實現汽車發動機轉速的控制；其特徵在於所述的控制系統2由ECT控制板201、速度傳感器202、巡航控制模塊203、電源204 組成；其中速度傳感器202、巡航控制模塊203、電源204通過傳輸線纜4與ECT控制板201 連接；所述的油門執行部件3由節氣閥開度傳感器301、節氣閥門302、節氣閥門軸303、 傳動齒輪304、步進電機305、電纜插座306、節氣閥外殼307組成；其中節氣閥開度傳感器 301固定在節氣閥外殼307的內壁上，節氣閥門302固連在節氣閥門軸303上，節氣閥門軸 303安裝在節氣閥外殼307上，步進電機305通過螺釘安裝在節氣閥外殼307上，步進電機 305的軸上裝有齒輪，並與節氣閥門軸303上安裝的齒輪相嚙合。所述的油門踏板1由油門踏板101、角位移傳感器102、油門踏板外殼組成；其中 油門踏板101通過轉動副與油門踏板外殼連接，角位移傳感器102安裝在油門踏板外殼內。所述的控制系統2的主控晶片為MM908E6M晶片；ECT控制板201中的A/D轉換晶片MM901E204晶片或AD574晶片；所述的控制系統2中的時基電路採用NE555晶片；所述的控制系統2中的放大器採用LF357晶片。控制系統主要由油門位移傳感器D⑶(電控單元)、數據總線、步進伺服電動機和節氣門執行機構組成。MM908E6M單片機主要是為汽車和工業控制而設計的。本實用新型取消了拉索或者拉杆，在節氣門上安裝一隻微型步進電動機用來驅動節氣門開度。具體是通過腳踏調節位置傳感器將需要的油門開度信號傳遞到主控晶片 MM908E624，然後經過得到的扭矩及轉速數據分析得到對應的輸出指令信號以便驅動步進電動機進行調節油氣門開度。高性能的HC08單片機(MCU)核和SmartMOS集成電路晶片構成，具有集成度高、價格低等特點。在實際應用中將位移傳感器安裝在方向盤上，可以設定油門的開度(對應目標車速)，同時在油門的電機上安裝油門開度傳感器監測油門開度的實際位置。當數據掃描到位移傳感器的模擬輸入與油門開度傳感器的輸入不同有變化時，會瞬間將此信息送往 MM908E624，該晶片對信息進行分析，當位移傳感器的模擬輸入量大於油門開度傳感器的反饋量時，驅動電子油門的馬達正轉(進油量增加、並加速)。反之輸入量小於反饋量則相反。 通過以上方法實現對油門的控制，保持輸出穩定和高的燃燒效率從而減少能源消耗。此外，燃油發動機用電子油門系統是通過DCU來調整節氣門的，因此可以設置各種功能來改善駕駛的安全性和舒適性，其中最常見的就是ASR (牽引力控制系統)和速度控制系統(巡航控制)。電子油門當ASR系統傳感到車輪的旋轉速度，ECU (EGAS控制單元)就根據油門踏板的位置、車輪速度和方向盤轉向角度等之間的不同而求出滑動率，通過減少節氣門開度來調整混合氣流量，以降低發動機功率來達到控制目的。而在ASR系統中，電子油門起到十分關鍵的作用，它涉及整個ASR系統中對車速控制、怠速控制等功能，使系統能迅速準確地執行指令。即當電子油門系統接受到ASR系統指令時，它對節氣門控制指令只來自於ASR，這樣就可以避免駕車者的誤操作。當駕車者使用速度控制系統時，車速傳感器將車速信號輸入E⑶(EGAS控制單元)，再由E⑶(EGAS控制單元)輸出指令伺服電動機控制節氣門開度。在這樣的系統中，根據行駛阻力的變化由控制系統自動調節發動機節氣門開度，使行駛車速保持穩定。因此系統以兼容巡航控制功能。電路圖設計，利用單片機MM908E6M其所帶的HC08單片機核基本都是一樣的， 都包括16K字節的片上flash存儲器，512位元組的RAM，兩個16位2通道的定時器，增強型串行通訊接口(ESCI)，10位或12位精度的模數轉換器(A/D)，串行外設接口(SPI)和16 個單片機通用I/O 口。其中，MM908E6M內部的SmartMOS集成電路主要是由三個的高端輸出口，LIN總線接口，電壓調整器以及運算放大器接口和喚醒接口等構成。MM908E6M共有三個高端輸出口 其中前兩個高端輸出接口 HSl和HS2，帶有過流及過溫保護功能，最大輸出電流範圍為200mA 500mA，可以用來驅動馬達。在驅動電感性負載的情況下，這兩個輸出口的內部還帶有鉗位電路，可以限制輸出的電壓。對這兩個輸出口的控制是通過SPI 接口實現的，另外還可以通過PWMIN埠，實現PWM控制功能。在使用PWM功能的時候，晶片內部驅動高端輸出接口的電路會把SPI寄存器的HSlON位(或HS20N位)和PWMIN輸入引腳的電平進行邏輯與運算，然後根據與的結果控制高端輸出口的狀態。MM908E6M帶有一個LIN物理層，提供了一個LIN總線埠 LIN，該埠為單總線收發，可以與三線LIN總線兼容。LIN (Local Interconnect Network)是一種低成本的串行通訊網絡，基於SCI (UART)數據格式，採用單主控制器/多從設備的模式，主要用於實現汽車中的分布式電子系統控制。與CAN (Control Area Network)相比，LIN的設計更為簡單廉價。在很多應用的場合，使用LIN來替代CAN能夠大幅度的降低產品的成本。 MM908E624帶有一個電壓調整器輸出接口。在正常模式和STOP模式下，該電壓調整器，可以輸出一個5V電壓，從而可以給單片機供電。但需要注意的是，該埠需外接一個電容來穩定電壓的輸出。另外，該電壓調整器還具有限流功能，主要用於STOP模式下。主控晶片部分，MM908E624對外部傳感電路的信號進行運算和分析，判斷是否HS1，HS2埠輸出，從而驅動油門馬達，並將報警信號輸出通過PTA3，PTA4。同時通過LIN 總線與主控制器連接及時反饋信息。RESET部分，通過該復位鍵Li，及時喚醒晶片進行油門馬達反轉剎車緩衝。電源部分，供電採用12V，晶片採用LIN總線供電5V，馬達部分採用5V電源供電。本實用新型的優點可實現給定目標車速後，汽車可以在速度方面不需駕駛者的腳去控制，即自動駕駛；具備智能判斷功能，自動使油門開度變小變大。可以省油節油，並有利於新駕駛員駕駛避免半途熄火的危險駕駛；燃油發動機用電子油門最先執行駕駛者的加速信號，並且連續不間斷地與發動機、變速箱計算機進行信息交換，將節氣閥開啟角度保持在最佳狀態，可減小變速時的衝擊；電噴系統採用電子油門和扭矩結構控制原理，使得發動機時刻處於最優狀態，大大改善了整車性能，提高了駕駛舒適性，降低了油耗，減少了排放汙染；更好地滿足環保要求。
以下結合附圖及實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明
圖1為燃油發動機用電子油門構成原理示意圖；圖2為燃油發動機用電子油門的電路原理簡圖。
具體實施方式
實施例1一種燃油發動機用電子油門，參見附
圖1、2，其由油門踏板1、控制系統2、油門執行部件3和傳輸線纜4組成；其中油門踏板1通過傳輸線纜4與控制系統2連接，油門執行部件3通過傳輸線纜4與控制系統2連接，油門踏板1的信號經控制系統2處理後，發送控制信號給油門執行部件3，控制節氣閥開度的大小，實現汽車發動機轉速的控制；所述的控制系統2由ECT控制板201、速度傳感器202、巡航控制模塊203、電源204 組成；其中速度傳感器202、巡航控制模塊203、電源204通過傳輸線纜4與ECT控制板201 連接；所述的油門執行部件3由節氣閥開度傳感器301、節氣閥門302、節氣閥門軸303、 傳動齒輪304、步進電機305、電纜插座306、節氣閥外殼307組成；其中節氣閥開度傳感器 301固定在節氣閥外殼307的內壁上，節氣閥門302固連在節氣閥門軸303上，節氣閥門軸 303安裝在節氣閥外殼307上，步進電機305通過螺釘安裝在節氣閥外殼307上，步進電機 305的軸上裝有齒輪，並與節氣閥門軸303上安裝的齒輪相嚙合。所述的油門踏板1由油門踏板101、角位移傳感器102、油門踏板外殼組成；其中 油門踏板101通過轉動副與油門踏板外殼連接，角位移傳感器102安裝在油門踏板外殼內。所述的控制系統2的主控晶片為MM908E6M晶片；ECT控制板201中的A/D轉換晶片MM901E204晶片或AD574晶片；所述的控制系統2中的時基電路採用NE555晶片；所述的控制系統2中的放大器採用LF357晶片。控制系統主要由油門位移傳感器DCU (電控單元)、數據總線、步進伺服電動機和節氣門執行機構組成。MM908E6M單片機主要是為汽車和工業控制而設計的。本實施例取消了拉索或者拉杆，在節氣門上安裝一隻微型步進電動機用來驅動節氣門開度。具體是通過腳踏調節位置傳感器將需要的油門開度信號傳遞到主控晶片 MM908E624，然後經過得到的扭矩及轉速數據分析得到對應的輸出指令信號以便驅動步進電動機進行調節油氣門開度。高性能的HC08單片機(MCU)核和SmartMOS集成電路晶片構成，具有集成度高、價格低等特點。在實際應用中將位移傳感器安裝在方向盤上，可以設定油門的開度(對應目標車速)，同時在油門的電機上安裝油門開度傳感器監測油門開度的實際位置。當數據掃描到位移傳感器的模擬輸入與油門開度傳感器的輸入不同有變化時，會瞬間將此信息送往 MM908E624，該晶片對信息進行分析，當位移傳感器的模擬輸入量大於油門開度傳感器的反饋量時，驅動電子油門的馬達正轉(進油量增加、並加速)。反之輸入量小於反饋量則相反。 通過以上方法實現對油門的控制，保持輸出穩定和高的燃燒效率從而減少能源消耗。此外，燃油發動機用電子油門系統是通過DCU來調整節氣門的，因此可以設置各種功能來改善駕駛的安全性和舒適性，其中最常見的就是ASR (牽引力控制系統)和速度控制系統(巡航控制)。電子油門當ASR系統傳感到車輪的旋轉速度，ECU (EGAS控制單元)就根據油門踏板的位置、車輪速度和方向盤轉向角度等之間的不同而求出滑動率，通過減少節氣門開度來調整混合氣流量，以降低發動機功率來達到控制目的。而在ASR系統中，電子油門起到十分關鍵的作用，它涉及整個ASR系統中對車速控制、怠速控制等功能，使系統能迅速準確地執行指令。即當電子油門系統接受到ASR系統指令時，它對節氣門控制指令只來自於ASR，這樣就可以避免駕車者的誤操作。當駕車者使用速度控制系統時，車速傳感器將車速信號輸入ECU (EGAS控制單元)，再由ECU (EGAS控制單元)輸出指令伺服電動機控制節氣門開度。在這樣的系統中，根據行駛阻力的變化由控制系統自動調節發動機節氣門開度，使行駛車速保持穩定。因此系統以兼容巡航控制功能。電路圖設計，利用單片機MM908E6M其所帶的HC08單片機核基本都是一樣的， 都包括16K字節的片上flash存儲器，512位元組的RAM，兩個16位2通道的定時器，增強型串行通訊接口(ESCI)，10位或12位精度的模數轉換器(A/D)，串行外設接口(SPI)和16 個單片機通用I/O 口。其中，MM908E6M內部的SmartMOS集成電路主要是由三個的高端輸出口，LIN總線接口，電壓調整器以及運算放大器接口和喚醒接口等構成。MM908E6M共有三個高端輸出口 其中前兩個高端輸出接口 HSl和HS2，帶有過流及過溫保護功能，最大輸出電流範圍為200mA 500mA，可以用來驅動馬達。在驅動電感性負載的情況下，這兩個輸出口的內部還帶有鉗位電路，可以限制輸出的電壓。對這兩個輸出口的控制是通過SPI 接口實現的，另外還可以通過PWMIN埠，實現PWM控制功能。在使用PWM功能的時候，晶片內部驅動高端輸出接口的電路會把SPI寄存器的HSlON位(或HS20N位)和PWMIN輸入引腳的電平進行邏輯與運算，然後根據與的結果控制高端輸出口的狀態。MM908E6M帶有一個LIN物理層，提供了一個LIN總線埠 LIN，該埠為單總線收發，可以與三線LIN總線兼容。LIN (Local Interconnect Network)是一種低成本的串行通訊網絡，基於SCI (UART)數據格式，採用單主控制器/多從設備的模式，主要用於實現汽車中的分布式電子系統控制。與CAN (Control Area Network)相比，LIN的設計更為簡單廉價。在很多應用的場合，使用LIN來替代CAN能夠大幅度的降低產品的成本。 MM908E624帶有一個電壓調整器輸出接口。在正常模式和STOP模式下，該電壓調整器，可以輸出一個5V電壓，從而可以給單片機供電。但需要注意的是，該埠需外接一個電容來穩定電壓的輸出。另外，該電壓調整器還具有限流功能，主要用於STOP模式下。主控晶片部分，MM908E624對外部傳感電路的信號進行運算和分析，判斷是否 HS1，HS2埠輸出，從而驅動油門馬達，並將報警信號輸出通過PTA3，PTA4。同時通過LIN 總線與主控制器連接及時反饋信息。RESET部分，通過該復位鍵Li，及時喚醒晶片進行油門馬達反轉剎車緩衝。電源部分，供電採用12V，晶片採用LIN總線供電5V，馬達部分採用5V電源供電。本實施例可實現給定目標車速後，汽車可以在速度方面不需駕駛者的腳去控制， 即自動駕駛；具備智能判斷功能，自動使油門開度變小變大。可以省油節油，並有利於新駕駛員駕駛避免半途熄火的危險駕駛；燃油發動機用電子油門最先執行駕駛者的加速信號， 並且連續不間斷地與發動機、變速箱計算機進行信息交換，將節氣閥開啟角度保持在最佳狀態，可減小變速時的衝擊；電噴系統採用電子油門和扭矩結構控制原理，使得發動機時刻處於最優狀態，大大改善了整車性能，提高了駕駛舒適性，降低了油耗，減少了排放汙染；更好地滿足環保要求。
權利要求1.一種燃油發動機用電子油門，由油門踏板(1)、控制系統(2)、油門執行部件(3)和傳輸線纜(4)組成；其中油門踏板(1)通過傳輸線纜(4)與控制系統(2)連接，油門執行部件 (3)通過傳輸線纜(4)與控制系統(2)連接；其特徵在於所述的控制系統(2)由ECT控制板(201)、速度傳感器(202)、巡航控制模塊(203)、電源(204)組成；其中速度傳感器(202)、巡航控制模塊(203)、電源(204)通過傳輸線纜(4) 與ECT控制板(201)連接；所述的油門執行部件(3)由節氣閥開度傳感器(301)、節氣閥門(302)、節氣閥門軸 (303)、傳動齒輪(304)、步進電機(305)、電纜插座(306)、節氣閥外殼(307)組成；其中節氣閥開度傳感器(301)固定在節氣閥外殼(307)的內壁上，節氣閥門(302)固連在節氣閥門軸(303 )上，節氣閥門軸(303 )安裝在節氣閥外殼(307 )上，步進電機(305 )通過螺釘安裝在節氣閥外殼(307)上，步進電機(305)的軸上裝有齒輪，並與節氣閥門軸(303)上安裝的齒輪相嚙合。
2.按照權利要求1所述燃油發動機用電子油門，其特徵在於所述的油門踏板(1)由油門踏板(101)、角位移傳感器(102)、油門踏板外殼組成；其中油門踏板(101)通過轉動副與油門踏板外殼連接，角位移傳感器(102)安裝在油門踏板外殼內。
3.按照權利要求2所述燃油發動機用電子油門，其特徵在於所述的控制系統(2)的主控晶片為MM908E6M晶片；ECT控制板(201)中的A/D轉換晶片MM901E204晶片或AD574 晶片；所述的控制系統(2)中的時基電路採用NE555晶片；所述的控制系統(2)中的放大器採用LF357晶片。
專利摘要一種燃油發動機用電子油門，由油門踏板(1)、控制系統(2)、油門執行部件(3)和傳輸線纜(4)組成；控制系統(2)由ECT控制板(201)、速度傳感器(202)、巡航控制模塊(203)、電源(204)組成；所述的油門執行部件(3)由節氣閥開度傳感器(301)、節氣閥門(302)、節氣閥門軸(303)、傳動齒輪(304)、步進電機(305)、電纜插座(306)、節氣閥外殼(307)組成。本實用新型可實現自動駕駛、省油節油，大大改善了整車性能減少了排放汙染；更好地滿足環保要求。
文檔編號F02D11/10GK202300661SQ20112039458
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月17日 優先權日2011年10月17日
發明者季歷程 申請人:南通天華和睿科技創業有限公司