一种电驱油门控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电驱油门控制器。
【背景技术】
[0002]目前，大型露天煤矿的主力运输工具是大吨位电驱动自卸车，自卸车采用的动力源是柴油发动机，柴油发动机油门控制一般是采用机械与气动方式。机械方式是由司机通过踏板控制油门拉杆的位置来调节发动机的油门，从而控制发动机的转速；气动方式是通过气压传动调节发动机的油门，从而控制发动机的转速。
[0003]由于机械的传动误差很难实现油门踏板与发动机油门位置一一对应；并且，整车控制中需要自动对油门开度进行控制、对发动机转速进行控制，机械或者气动的方式控制油门难以实现这些功能。如在需要控制油门开度与限制油门开度的情况下，实际使用时需要限制最高车速，此时如果超速那么需要限制油门开度最高值，当车速下降到限速水平以下，又要取消油门开度限制；再如在车辆电制动时，需要提高柴油机到高怠速，保证母线电压在一个较高值，此时需要提高油门开度，当电制动取消时，又要取消提高的油门开度。这些有复杂逻辑的油门开度控制，用机械或者气动的方式控制油门开度，控制精度较低。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，克服上述【背景技术】的不足，提供一种控制精度高的电驱油门控制器。
[0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种电驱油门控制器，包括电控单元，以及与电控单元连接的角度传感器、伺服电机驱动器、显示屏、踏板位移传感器，还包括节气门执行机构、伺服电机、油门踏板，所述节气门执行机构与伺服电机相连，伺服电机与角度传感器、伺服电机驱动器相连，所述油门踏板与踏板位移传感器相连，所述电控单元包括模拟采样电路与信号调理电路。
[0006]进一步，所述节气门执行机构包括连接筒，连接筒内设有第一连接孔，连接筒的筒壁设有销轴孔，连接筒的一端设有连接板，连接板上设有与第一连接孔连通的第二连接孔，连接板的一侧设有执行板，执行板的表面呈椭圆弧面；所述伺服电机的旋转轴插入第一连接孔中；所述伺服电机旋转轴上的销轴孔通过销轴与节气门执行机构的销轴孔连接。
[0007]与现有技术相比，本发明的优点如下:
(1)本发明为电控油门，大幅度提高油门的控制精度，精度等级达到分度级别，分度级别可达到1/10度，即0.1度；
(2)电控油门能够提供外部通信方式实现油门控制，对智能化控制提供控制接口；
(3)司机操作方便、稳定性高、可维护性高。
【附图说明】
[0008]图1是本发明实施例的结构框图。
[0009]图2是本发明实施例的工作原理图。
[0010]图3是图1所示实施例的节气门执行机构的正面结构示意图。
[0011]图4是图1所示实施例的节气门执行机构的反面结构示意图。
[0012]图中:I一节气门执行机构，2—伺服电机，3—角度传感器，4-电控单元，5—伺服电机驱动器，6—显示屏，7—踏板位移传感器，8—油门踏板，1-1 一连接筒，1-2—销轴孔，1-3—第一连接孔，1-4 一连接板，1-5—执行板。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
[0014]参照图1，本实施例包括电控单元4，以及与电控单元4连接的角度传感器3、伺服电机驱动器5、显示屏6、踏板位移传感器7，还包括节气门执行机构
1、伺服电机2、油门踏板8，节气门执行机构I与伺服电机2相连，伺服电机2与角度传感器3、伺服电机驱动器5相连，油门踏板8与踏板位移传感器7相连，电控单元4包括模拟采样电路4-1与信号调理电路4-2。
[0015]节气门执行机构I包括连接筒1-1，连接筒1-1内设有第一连接孔1-3，连接筒1-1的筒壁设有销轴孔1-2，连接筒1-1的一端设有连接板1-4，连接板1-4上设有与第一连接孔1-3连通的第二连接孔，连接板1-4的一侧设有执行板1-5，执行板1-5的表面呈椭圆弧面；伺服电机2的旋转轴插入第一连接孔1-3中；伺服电机2旋转轴上的销轴孔通过销轴与节气门执行机构I的销轴孔1-2连接。
[0016]油门踏板4安装在司机室里，司机可以通过油门踏板4控制发动机油门大小。当司机操作油门踏板4时，踏板位移传感器7检测踩下的角度并且转换成电压信号。踏板位移传感器7通过信号电缆与电控单元4连接，电控单元4的模拟采样电路4-1接收踏板位移传感器7的电压信号。电控单元4把踏板位移传感器7的电压信号转换成一个比例信号，该比例信号表示油门踏板4踩下的百分比。电控单元4以这个比例信号作为控制油门大小的目标值。
[0017]显示屏6安装在司机室仪表台上，显示屏6是人机交互式的触摸显示屏，可以用于数据显示和参数设置。显示屏6通过总线(485总线)与电控单元4连接，可设置的参数包括:节气门执行机构I动作上限值、下限值、发动机低怠速值、发动机高怠速值、油门动作速度级别设置、限制条件等级设置。显示屏还可以显示踏板电压信号，节气门大小反馈信号，当前节气门控制目标值。
[0018]伺服电机驱动器5用于驱动伺服电机2，伺服电机2通过安装板与发动机固定，安装在发动机节气门附近，角度传感器3用于测量伺服电机驱动器5旋转角度，电控单元4与角度传感器3通过电缆连接。电控单元4把角度传感器3的信号转换成伺服电机2旋转角度的百分比。节气门执行机构I与伺服电机2的旋转轴连接，通过伺服电机2旋转推动发动机节气门。
[0019]发动机上设有发动机节气门旋转轴和旋转柱，执行板1-5的外椭圆弧面与发电机的旋转柱接触，伺服电机2旋转带动执行板1-5的椭圆弧面旋转，旋转椭圆弧面带动旋转柱转动，旋转柱带动发动机节气门旋转轴旋转。发动机节气门最大旋转角度是一个定值，伺服电机最大旋转角度也是一个定值。通过改变执行板1-5的椭圆弧面的弧度可以把伺服电机2最大旋转角度对应成发动机节气门旋转轴最大旋转角度。
[0020]电控单元4是整个系统的核心控制单元，电控单元4接收踏板位移传感器7信号作为输入，接收角度传感器3信号作为反馈。电控单元4再通过比例控制与积分控制结合的方式对油门位置进行闭环控制。电控单元4带有CAN通信接口，外部设备可以通过CAN通信对油门控制，从而调节发动机输出转速与功率。
[0021]油门位置闭环控制原理如下:踏板位移传感器7信号作为油门给定，电控单元4将角度传感器3反馈信号与踏板位移传感器7信号进行比较，通过软件PID算法计算出PWM的脉冲个数与频率并确定伺服电机2的旋转方向。伺服电机驱动器5检测电控单元4发送的PWM脉冲个数与方向信号，并驱动伺服电机2，伺服电机2旋转带动节气门执行机构I旋转驱动发动机节气门动作。角度传感器3输出位置信号，再经过电控单元4的信号调理电路4-2进行滤波，缩放信号。
[0022]电驱油门系统受限制条件约束，如油门运行速度、油门角度上下限值等。限制条件还可以分等级，高等级优先于低等级。
[0023]本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
[0024]说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种电驱油门控制器，其特征在于:包括电控单元(4)，以及与电控单元(4)连接的角度传感器(3)、伺服电机驱动器(5)、显示屏(6)、踏板位移传感器(7)，还包括节气门执行机构(1)、伺服电机(2)、油门踏板(8)，所述节气门执行机构(I)与伺服电机(2)相连，伺服电机(2 )与角度传感器(3 )、伺服电机驱动器(5 )相连，所述油门踏板(8 )与踏板位移传感器(7)相连，所述电控单元(4)包括模拟采样电路(4-1)与信号调理电路(4-2)。2.如权利要求1所述的电驱油门控制器，其特征在于:所述节气门执行机构(I)包括连接筒(1-1 )，连接筒(1-1)内设有第一连接孔(1-3 )，连接筒(1-1)的筒壁设有销轴孔(1-2 )，连接筒(1-1)的一端设有连接板(1-4)，连接板(1-4)上设有与第一连接孔(1-3)连通的第二连接孔，连接板(1-4)的一侧设有执行板(1-5)，执行板(1-5)的表面呈椭圆弧面；所述伺服电机(2)的旋转轴插入第一连接孔(1-3)中；所述伺服电机(2)旋转轴上的销轴孔通过销轴与节气门执行机构(I)的销轴孔(1-2)连接。
【专利摘要】一种电驱油门控制器，包括电控单元，以及与电控单元连接的角度传感器、伺服电机驱动器、显示屏、踏板位移传感器，还包括节气门执行机构、伺服电机、油门踏板，节气门执行机构与伺服电机相连，伺服电机与角度传感器、伺服电机驱动器相连，油门踏板与踏板位移传感器相连，电控单元包括模拟采样电路与信号调理电路。本发明控制精度高，司机操作方便，稳定性高，可维护性高。
【IPC分类】F02D11/10
【公开号】CN104912673
【申请号】CN201510331038
【发明人】谢刘阳, 孙卫阳, 张晓强, 刘明, 郭国雄
【申请人】湘电重型装备有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月16日