专利名称：汽车加速器踏板控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加速器踏板控制装置，适合用于诸如大客车和货车之类的汽车。
已知的加速器踏板控制装置通过一套复杂的机械连接机构实现与发动机的连接。换句话说，已知的加速器踏板控制装置是机械联杆类型、气动类型或者电机驱动类型，因此它们只能控制用于控制燃料注射泵的棒状杠杆的传动长度。实际上，上述长度仅仅为10cm。由于这样短的传动长度，已知的加速器踏板控制装置遇到了许多问题，例如与各种配件之间的干扰、响应力的增大、回复力的不足。
本发明的目的是提供一种汽车加速器踏板控制装置，它能够通过一个电子控制单元(ECU)、一个与已知加速装置相连接的踏板位置传感器以及一个与已知螺线管装置相连接的螺线管位置传感器，根据加速器踏板的响应力来自动地控制燃料的供给；能够通过一个汽车速度传感器自动地限制最大行驶速度；能够通过单个的ECU实现恒速控制和空档输出控制，从而改善汽车的性能。
根据本发明，上述目的是通过提供一种汽车加速器踏板自动控制装置来实现的。所述汽车包括一个加速器装置，具有加速器踏板，带有燃料供给阀机构的燃料注射泵，以及一个螺线管装置，用于调节上述供给阀机构，从而控制燃料的供给。所述自动控制装置包括一个用于检测加速器踏板工作位置的踏板位置传感器；一个用于检测螺线管装置的工作位置的螺线管位置传感器；一个用于检测汽车发动机转速的RPM传感器；一个用于检测汽车速度的汽车速度传感器；以及一个电控制单元，用于接受由所述踏板位置传感器、螺线管位置传感器、RPM传感器和汽车速度传感器产生的输出信号，根据加速器踏板的工作位置来控制送到所述螺线管装置的工作电压和占空比，直到由所述汽车速度传感器所检测到的汽车速度达到第一预定速度值为止，同时对踏板位置传感器和螺线管位置传感器产生的信号进行相互比较，当踏板位置传感器产生的信号大于螺线管位置传感器产生的信号时，就将占空比增大一个预定的比例。
通过结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明，本发明的其他目的和特点将变得更为清楚。其中附
图1是结构示意图，显示了本发明的汽车加速器踏板控制装置的总体结构；
附图2是附图1所示加速器踏板控制装置的电路方框图；附图3是构成附图1所示加速器踏板控制装置一部分的A/D转换电路的电路图；附图4是附图1中所示螺线管装置的剖视图；附图5是附图1所示加速器踏板控制装置的内部电路方框图；附图6显示了与附图1所示加速器踏板控制装置相关联的加速器装置的工作方式；附图7A-7D是构成附图1所示加速器踏板控制装置一部分的电子控制单元的控制操作流程图。
附图1显示了本发明的汽车加速器踏板控制装置的总体结构。如附图1所示，该加速器踏板控制装置包括一个与加速装置1相连接的ECU；一个用于测量汽车发动机转速的RPM传感器K和一个测量汽车行驶速度的速度传感器E与上述ECU相连接。螺线管装置2也与ECU相连接。该螺线管装置2通过缆线与燃料注射泵IP的棒状杠杆LL相连接。在附图1中，附图标记BAT表示作为汽车电源的电池。
加速装置1包括一个踏板P，一个诸如由可变电阻VR1构成的踏板位置传感器S1，以及一个滚珠杠杆RL。上述滚珠杠杆RL与踏板位置传感器S1相连接，其安装方式使之始终与踏板P的底面相接触并能够随着踏板P一起运动。采用这样的结构，踏板位置传感器S1就能够检测处于运动之中的踏板P的位置。如附图2所示，上述ECU包括一个装有预定程序的微机MICOM。汽车速度传感器E和RPM传感器K通过一个输入处理电路与微机MICOM的输入端相连接。用于检测踏板P的移动位置的踏板位置传感器S1通过一个模/数转换电路与微机MICOM相连接。类似地，用于检测螺线管装置2的位置的螺线管位置传感器S2也通过一个模/数转换电路与微机MICOM相连接。如附图5所示，上述微机MICOM的输入端还与用于处理来自离合器和刹车装置的信号的输入处理电路相连接。如附图5所示，微机MICOM的输出端通过一个输出处理电路和三极管TR1与螺线管装置2相连接。通过一个稳压电源REG1为微机MICOM和电路元件提供5V的电源，同时通过另一个稳压电路REG2为螺线管装置提供20V的电源。
如附图3所示，上述踏板位置传感器S1由一个可变电阻构VR1成，该可变电阻VR1与模/数转换电路的输入级AD0相连接。类似地，所述螺线管位置传感器S2由可变电阻VR2构成，该可变电阻VR2与模/数转换电路的输入级AD1相连接。
在附图1和2中，标记SW1和SW2分别表示恒速行驶开关和空调器开关。
下面将结合附图7A至7D，对采用上述结构的加速器踏板控制装置的工作方式进行说明。
首先对加速器踏板的自动控制功能进行说明。为了实现上述功能，首先启动构成ECU的微机MICOM的内存(ROM和RAM)以及输入/输出部件。在启动状态下，当踩下加速器踏板P，使之由其空档位置IDLE移动到全速位置FULL时，与踏板P的底面相接触的滚珠杠杆RL在其滚珠沿着踏板P的底面移动的同时产生一个转动。随着滚珠杠杆RL的上述转动，用作踏板位置传感器S1的可变电阻VR1就会改变其电阻值。可变电阻VR1的变化电阻值被送到ECU。构成ECU一部分的模/数转换电路将上述电阻值转换成为相应的电压，然后再将该电压转换成相应的8位数字量(1到256级)。这一数字量被送到微机MICOM的处理电路，以便鉴别加速器踏板P的位置。(模/数转换电路接受由微机MICOM发出的一个“转换启动值”的信号，然后对其相应输入级所接受到的模拟值进行转换，再将一个“转换完成”信号送到微机MICOM。)微机MICOM根据数字值(1到256级)来控制被送到螺线管装置2的输出电压和占空比，并通过其输出处理电路来输出所产生的信号。微机MICOM将上述输出信号送到三极管TR1，触发该三极管。当三极管TR1处于被触发状态时，20V的电压通过稳压电路REG2送到螺线管装置2，从而激励螺线管装置2。
当螺线管装置2被激励时，连接在螺线管装置2与棒状杠杆LL之间的缆线就会受到螺线管装置2的拉伸，从而使得棒状杠杆LL由其空档位置IDLE移动到其全速位置FULL。当棒状杠杆LL处于全速位置FULL时，燃料注射泵的开度变大，从而增大送到汽车发动机中的油量。
在上述工作过程中，微机MICOM连续地对加速器踏板P的位置与螺线管装置2的位置进行比较。当指示踏板位置的信号大于指示螺线管位置的信号时，微机MICOM就会对汽车速度传感器E送来的汽车速度信号进行计算。如果计算出的汽车速度不大于预定的基准速度，例如每小时100公里，微机MICOM就将占空比增大预定的百分比(Y％)。其结果是根据驾驶员踩下加速器踏板的程度来精确地控制燃料注射泵的开度，从而改善燃料的利用效率。
其次对限制汽车最大速度的功能进行说明。这一功能用于在汽车行驶过程中防止车速增大到超过预定的数值(通常对大客车的速度限制是每小时100公里，对货车的速度限制是每小时85公里)，此时即使驾驶员进一步踩下加速器踏板P，也不会超过该速度限制值。为了实现这一功能，微机MICOM将汽车速度与一个存储在其内的预定最大汽车速度值进行比较(例如1061.7Hz对应于每小时100公里的速度)。当汽车速度达到预定的最大速度值时，即使进一步踩下加速器踏板P，微机MICOM也不再控制送到螺线管装置2的输出电压和占空比。其结果是保证在预定的最大速度限制范围内安全地驾驶汽车。
第三，对控制汽车保持恒定速度的功能，亦即保持恒速行驶模式的功能进行说明。当驾驶员将恒速行驶开关SW1切换到开启状态，以便在恒速行驶模式下运行时，ECU就会将汽车速度保持在驾驶员所选择的恒定速度下，从而使得汽车以恒定速度行驶。
此时，将汽车速度传感器E产生的汽车速度信号连续地送到ECU。ECU的微机MICOM对根据所接受的速度信号计算出来的当前速度与驾驶员选定的汽车速度(例如每小时90公里)进行比较。如果当前速度小于选定的汽车速度，微机MICOM就会增大送到螺线管装置2的输出电压和占空比。另一方面，如果当前速度不低于选定的速度，微机MICOM就会减小输出电压和占空比。一旦驾驶员踩下刹车踏板或者离合器踏板，恒速模式的上述操作就立即停止。换句话说，当驾驶员踩下刹车踏板或离合器踏板时，微机MICOM就会通过输入处理电路接受到一个指示出刹车踏板或离合器踏板被踩下的信号，由此立即停止恒速行驶模式。同时，微机MICOM进行控制，使得发动机处于空档状态。
第四，对在空档状态下增大发动机输出的功能进行说明。当驾驶员将空调器开关SW2切换到开启状态时，ECU就会控制燃料注射泵IP，增大发动机在空档状态下的输出，换句话说，增大发动机的输出，以便满足空调器工作负荷的需要。例如，夏天在停车状态下启动空调器时，ECU对RPM传感器送来的用于指示发动机转速的信号与用于指示满足空调器运行所需转速的信号进行比较。当发动机的当前转速小于所需的发动机转速时，ECU就会增大送到螺线管装置2的输出电压和占空比。相反，当发动机的当前转速不小于所需的发动机转速时，ECU就会减小输出电压和占空比。这样，通过控制螺线管装置2，就能够产生满足负荷需要的发动机输出。
根据上述说明可知，本发明为汽车提供了一种加速器踏板控制装置，它包括一个由微机构成的ECU，其控制方式能够准确地协调加速器踏板和燃料注射泵之间的动作，从而改善燃料的利用效率。上述加速器踏板控制装置还能够对诸如大客车和货车之类的限速汽车的最大车速进行自动控制，从而实现汽车的安全行驶。根据本发明，还可以实现汽车恒速行驶控制。由于本发明的加速器踏板控制装置还能够自动地增大发动机的输出功率，使之满足空档状态下的发动机负荷需要，从而具有延长发动机寿命的效果。
尽管上面通过实施例对本发明进行了说明，但是本技术领域里的普通技术人员在权利要求所述的本发明实质性内容的范围内还可以对本发明作出种种改进、增加和替换。
权利要求
1.一种对汽车加速器踏板进行自动控制的装置，该汽车包括具有加速器踏板的加速器装置，具有燃料供给阀门机构的燃料注射泵，以及用于调节所述阀门机构、从而控制燃料供给的螺线管装置，所述控制装置包括一个踏板位置传感器，用于检测所述加速器踏板的工作位置；一个螺线管位置传感器，用于检测所述螺线管装置的工作位置；一个RPM传感器，用于检测汽车的发动机转速；一个汽车速度传感器，用于检测汽车的速度；一个电控制单元，用于接受由所述踏板位置传感器、螺线管位置传感器、RPM传感器和汽车速度传感器产生的输出信号，根据加速器踏板的工作位置来控制送到所述螺线管装置的工作电压和占空比，直到由所述汽车速度传感器所检测出的汽车速度达到第一预定速度值为止，同时对踏板位置传感器和螺线管位置传感器产生的信号进行相互比较，当踏板位置传感器产生的信号大于螺线管位置传感器产生的信号时，就将占空比增大一个预定的比例。
2.如权利要求1所述的加速器踏板控制装置，其中所述的踏板位置传感器由一个可变电阻构成。
3.如权利要求1所述的加速器踏板控制装置，当检测到的汽车速度不低于所述第一预定汽车速度时，不论加速器踏板的实际位置如何，所述电控制单元都将工作电压和占空比保持恒定。
4.如权利要求1所述的加速器踏板控制装置，其中所述电控制单元对检测到的汽车速度与第二预定汽车速度进行比较，该第二预定汽车速度小于上述恒速行驶模式下的第一预定速度，并根据比较的结果来控制工作电压和占空比，以便自动地执行恒速行驶模式下的操作。
5.如权利要求1所述的加速器踏板控制装置，当发动机处于空档状态下启动空调器工作模式时，对检测到的发动机转速与预定的发动机转速进行比较，并根据比较的结果来控制工作电压和占空比，以便根据负载的增大而自动地增大空档状态下的发动机输出。
全文摘要
一种汽车加速器踏板控制装置，包括一个用于检测加速器踏板工作位置的踏板位置传感器，一个用于检测螺线管装置的工作位置的螺线管位置传感器，一个用于检测汽车发动机转速的RPM传感器，一个用于检测汽车速度的汽车速度传感器，以及一个电控制单元，用于接受由所述踏板位置传感器、螺线管位置传感器、RPM传感器和汽车速度传感器产生的输出信号，根据加速器踏板的工作位置来控制送到所述螺线管装置的工作电压和占空比，直到由所述汽车速度传感器所检测出的汽车速度达到第一预定速度值为止。
文档编号B60K26/02GK1145673SQ94195071
公开日1997年3月19日 申请日期1994年8月18日 优先权日1994年4月1日
发明者朱成镐 申请人:亚细亚自动车工业(株)