专利名称：汽车起重机上车油门电控限位器的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车电子技术领域。涉及到在操控汽车起重机上车油门时，发动机的
最高转速被限定在额定转速范围内的一种装置，特别涉及到单片机根据测得发动机转速频 率，动态和精确地限定油门踏板输出电压最大值的方法。
背景技术：
在操控汽车起重机上车油门时，为了避免其他相关部件因超速而损坏的现象发 生，就必须限定发动机的最高转速不得超过额定转速，传统的方法是在油门踏板的下方安 装一个定位螺杆来限制油门踏板的最大行程，通常是在发动机空载时进行调节螺杆的高 度，经过反复几次调整后，当油门踏板踩到最大行程时，发动机转速就被限定在额定转速范 围内。这种方法的最大缺点是虽然油门踏板的最大行程被限定，但是随着发动机负载的 增加，其最高转速会随之降低，这就会极大影响汽车起重机的工作效率，从而降低整车的性 能；如果发动机在带载时调整定位螺杆的高度，那么发动机在空载时又要超过额定转速，况 且发动机的工作载荷也是变动的，实际上定位螺杆的高度是无法确定的；其次在安装、调整 上也极为不便。这种方法根本无法达到发动机在空载或是带载的各种情况下，都能精确控 制其最高转速不超过额定转速的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种限定发动机最高转速的电子控制装置，该 装置只根据发动机提供的转速信号来精确并动态得限定上车油门输出电压信号的最大值， 从而实现不论发动机负载如何变化，其转速始终被限定在额定转速的范围内。
本发明的技术方案是一种汽车起重机上车油门电控限位器，包括输入端的连接 导线和接插件、输出端的连接导线和接插件、线路板和外壳；输入端要连接到油门踏板的两 组电压信号、发动机转速信号、车上电源和地线上；输出端所输出的两组电压信号连接到发 动机的控制单元ECU中；线路板中的单片机根据发动机提供的转速信号来精确并动态调节 上车油门踏板输出电压的最大值，其发动机转速被限定在额定转速的范围内；线路板中的 单片机(Ul)根据测得的发动机转速值与额定转速值进行比较，由P00 口输出P丽控制信 号，经光耦电路(U9)和(U10)、施密特触发器(U13A)和(U14A)、运算放大器(U2A)和(U12A) 转换成两路隔离DA控制电压，并连接到两路缓冲运算放大器(U15A)和(U3A)的电源管脚 上。 上述线路板主要由系统电源、转速信号的整形滤波电路、单片机、隔离脉宽调制 (P丽)或数模转换(DA)控制电路和缓冲运算放大器等电路组成。如图1所示。
上述技术解决方案的指导思想在于在上述线路板控制电路中，转速信号经滤波、 整形电路后输入到单片机的输入口 ，当油门踏板被踩到已经超过额定转速的位置以上时， 由单片机采集其转速频率后，再与额定转速频率进行比较，如果高于额定值，单片机就通过 隔离脉宽调制(P丽)电路来降低供给缓冲运算放大器的电源电压，利用放大器的限幅特性，使油门输出的电压信号也随之降低，一直降到与额定转速下所需的油门输出电压相等 为止；当油门踏板被踩到已经超过额定转速的位置以上时，这时单片机测得转速值如果低 于额定值，就通过隔离脉宽调制(P丽)电路及时提高供给缓冲运算放大器的电源电压，使 油门输出的电压信号也随之提高， 一直升至与额定转速下所需的油门输出电压相等为止； 当油门踏板被踩到低于额定转速的位置以下时，这时单片机测得转速值是低于额定转速 的，就通过隔离脉宽调制(P丽)电路保持供给信号缓冲运算放大器的电源电压不变，这时 输入的油门电压信号不受控制，经缓冲运算放大器被等值输出，发动机的转速高低也就由 油门踏板控制。 本发明的效果和益处是在操控汽车起重机上车油门时，如果油门踏板被踩下的 位置超过额定转速的位置时，不论发动机的负荷高低油门电控限位器都能够将油门踏板输 出的电压信号自动控制在额定转速所要求的数值以下，以确保发动机在任何负载情况下其 转速不超过额定转速，这样既能有效地避免相关部件因超速而被损坏，同时发动机又能够 在额定转速范围内工作，可充分发挥出整车的潜能和最大的工作效率；在安装调试上也极 为方便，即插即用，没有任何调整部件，在发动机最高转速限定上完全实现智能化的控制。
图1是上车油门电控限位器的控制电路原理框图。
图2是上车油门电控限位器的电路原理图。 图中U1单片机；U2A、U3、U12A禾P U15A运算放大器；U9 Ull光耦电路；U13A禾口 U14A施密特触发器；U4 U8集成稳压电路
具体实施例方式以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式
。 在图2中，由型号为1N4004 二极管D1，保险F1，150Q电阻R3， 220u电容C2、22u 电容C3、0. 47u电容C8 C9，0. lu电容C10 C13，型号分别为7812、7805、稳压集成电路 U4 U5，型号为78L05稳压集成电路U6 U7和型号为DY12D0909隔离电源模块U8组成 系统电源，提供控制系统所需的四路不同的电源电压VI、 V2、 +Vcc和+Vdd。
线路板中的核心控制单元为单片机U1，其型号为Z86E04，发动机转速信号经接插 件与整形滤波电路输入端相连，由4. 7u电容C5，0. Olu电容C14，820Q电阻R13， 10k电阻 R2、R14 R16，型号为5551三极管Q3和型号为TLP181光耦Ull组成的整形滤波电路与单 片机U1的P31 口连接。 由100k电阻Rl，10k电阻R8、R10，270Q电阻R9， 4. 7u电容Cl，型号为5551三极 管Q2，型号为TLP181光耦UIO，施密特触发器U14A和型号为LM258运算放大器U2A构成了 第一路隔离DA转换电路；同样由100k电阻R7，10k电阻R4、 R6，270Q电阻R5，4. 7u电容 C4，型号为5551三极管Ql，型号为TLP181光耦U9、施密特触发器U13A和型号为LM258运 算放大器U12A构成了第二路隔离DA转换电路，以上两路DA转换电路的输入端都与单片机 Ul的POO相连接，而输出端分别与两个运算放大器U15A和U3A的电源端相连接。
由型号为LM258缓冲运算放大器U15A， 10k电阻R22和0. Olu电容C16构成第一 路电压跟随器，由型号为LM258缓冲运算放大器U3，10k电阻R21，100k电阻R17 R20和
40. Olu电容C15，构成第二路电压跟随器，以上两路电压跟随器的输入端分别与油门踏板的
两路电压信号相连接，电压跟随器的输出端所输出的两路电压信号通过接插件和线束连接 到发动机控制单元ECU中。
权利要求
一种汽车起重机上车油门电控限位器，包括输入端的连接导线和接插件、输出端的连接导线和接插件、线路板和外壳；输入端要连接到油门踏板的两组电压信号、发动机转速信号、车上电源和地线上；输出端所输出的两组电压信号连接到发动机的控制单元ECU中；线路板中的单片机根据发动机提供的转速信号来精确并动态调节上车油门踏板输出电压的最大值，其发动机转速被限定在额定转速的范围内；其特征是线路板中的单片机(U1)根据测得的发动机转速值与额定转速值进行比较，由P00口输出PWM控制信号，经光耦电路(U9)和(U10)、施密特触发器(U13A)和(U14A)、运算放大器(U2A)和(U12A)转换成两路隔离DA控制电压，并连接到两路缓冲运算放大器(U15A)和(U3A)的电源管脚上。
全文摘要
一种汽车起重机上车油门电控限位器，属于汽车电子技术领域。其特征是线路板中的单片机(U1)根据测得的发动机转速值与额定转速值进行比较，由P00口输出PWM控制信号，经光耦电路(U9)和(U10)、施密特触发器(U13A)和(U14A)、运算放大器(U2A)和(U12A)转换成两路隔离DA控制电压，并连接到两路缓冲运算放大器(U15A)和(U3A)的电源管脚上，可精确并动态调节上车油门踏板输出电压的最大值，从而实现不论发动机负载如何变化，其转速始终被限定在额定转速的范围内。本发明的效果和益处是可有效地避免相关部件因超速而被损坏，同时发动机又能够在额定转速范围内工作，充分发挥出整车的最大工作效率，在安装调试上也极为方便。
文档编号B66C23/40GK101708808SQ20091001261
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者牛志明, 陈杰斌 申请人:大连理工汽车电子有限公司