专利名称：一种发动机电子节气门控制装置的制作方法
技术领域：
一种发动机电子节气门控制装置涉及汽车发动机节气门设计技术领域。
背景技术：
发动机电子节气门以一套传感器、执行器，替代了传统汽车上加速踏板和发动机节气门之间的机械传动机构，电子节气门控制装置用于控制电子节气门开度，它们组成的系统可根据驾驶员意图和动力系统控制要求调节发动机节气门位置，改变发动机扭矩输出，根据不同工况变化动态调整加速踏板到节气门的传递函数，有效降低油耗和排放，优化驾驶性能。
如图1所示的是一种公知电子节气门控制装置的电路原理框图，微处理器接收上位机发出的目标开度信号，和电子节气门上的开度位置传感器通过反馈信号处理电路传来的反馈信号，进行运算后产生一路PWM信号，该信号通过非门等辅助电路转化为两路反相的PWM信号PWM1和PWM2，它们输入驱动电路，驱动电路的输出用于驱动电子节气门电机的驱动信号ETCM+和ETCM-。微处理器通过调节PWM信号的占空比，可改变流过电子节气门电机两端ETCM+和ETCM-中电流大小或方向，即可调节电机输出扭矩，进而控制节气门开度。使用该技术，当PWM信号为高电平时，输入驱动电路的PWM1信号为高电平，PWM2信号为低电平，电子节气门电机输出正向扭矩；当PWM1信号为低电平时，输入驱动电路的PWM1信号为低电平，PWM2信号为高电平，电子节气门电机输出反向扭矩。于是，控制器(微处理器)以等同于PWM信号的频率，高频来回拉动电子节气门电机，以控制节气门片位置。使用这种控制器，电子节气门电机容易过热，运行时噪声大，且容易使节气门片位置发生轻微的高频抖动。例如当控制电子节气门为待速开度时，节气门片位置为无需驱动力矩的初始位置，而此时该控制器的PWM信号占空比为50％，电机没有输出扭矩但有电流及能量消耗，该能量使电机发热并发出较大噪声。
实用新型内容为了克服现有电子节气门控制装置控制电子节气门下运行噪声大，电子节气门电机容易过热，节气门片位置容易发生轻微高频抖动的不足，本实用新型提供一种产生两路PWM信号的电子节气门控制装置，所述两路PWM信号配合工作，可使节气门电机根据控制需要输出正向扭矩、负向扭矩或工作在不输出扭矩的自由状态，避免了高频的来回拉动节气门片，从而避免了电子节气门电机容易过热，运行时噪声大，节气门片位置发生轻微的高频抖动的情况。
本实用新型含有依次连接在上位机和电子节气门驱动电机之间的微处理器和电子节气门电机的驱动电路，以及连接在电子节气门的开度位置传感器和微处理器的反馈信号输入端之间的反馈信号处理电路，其特征在于，所述微处理器有两个PWM信号输出端直接与所述驱动电路的两个输入端相连，所述两个PWM输出信号是当其中一个为所需的输出占空比时，另一个信号为零。
所述微处理器的型号为MC68HC912DG128A。所述驱动电路的型号为MC33186。所述反馈信号处理电路是RC滤波电路。
实验证明，本实用新型能够使节气门电机根据控制需要输出正向扭矩、负向扭矩或工作在不输出扭矩的自由状态，避免了高频的来回拉动节气门片，从而避免了电子节气门电机容易过热，运行时噪声大，节气门片位置发生轻微的高频抖动的情况。
图1表示公知技术的电子节气门控制装置电路原理框图；图2表示本实用新型电子节气门控制装置的电路原理框图；图3表示本实用新型实施例的电路原理图；图4表示本实用新型实施例的驱动电路中H桥的驱动原理图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体实施方式
。
如图2所示，本实用新型电路原理框图，与现有技术的不同点在于，微处理器输出两路PWM信号，分别为PWM1和PWM2，这两路信号直接输出到驱动电路的两个输入端。微处理器通过SCI从上位机获得电子节气门目标开度，通过反馈信号处理电路获得的电子节气门当前开度，微处理器将该目标开度和当前开度送入微处理器内部的控制程序和PWM占空比分配程序，得到其输出的两路PWM的占空比，使两路PWM信号相互配合工作。两路PWM相互配合工作的原则是当电子节气门需要其电机产生正向扭矩时PWM1占空比等于控制程序确定的当前占空比，PWM2占空比为零；当电子节气门需要其电机产生负向扭矩时，PWM1占空比等于零，PWM2占空比等于控制算法确定的当前占空比。这样当有占空比输出的那一路PWM信号为低电平时，节气门电机不产生扭矩。这样就能够避免节气门电机总是处于高频转换的状态。
见图3，本实用新型实施例的微处理器采用MC68HC912DG128A微处理器，它内部集成了A/D模数转换模块、多路PWM通道和SCI通讯模块。A/D模数转换模块接收由节气门上的开度位置传感器传来的电子节气门当前开度信号，多路PWM通道用于输出两路PWM信号，SCI通讯模块通过串口芯片MAX232与上位机通讯。
本实施例使用MC33186芯片作为驱动电路，它内部集成有H桥驱动电路、限流电路、过压保护电路、过热保护电路及芯片诊断电路。微处理器产生的两路脉宽调制信号PWM1和PWM2送入MC33186的输入端IN1和IN2；MC33186芯片的输出端OUT1和OUT2连接电子节气门电机的驱动端ETCM+和ETCM-。本实施例中电子节气门为BOSCH的直流电机，型号为DV-E5。电子节气门电机(1)、节气门片(2)和节气门开度位置传感器(3)都位于电子节气门体内，其节气门开度位置传感器(3)的输出端TPS通过通过R1和C1构成的RC滤波电路连接微处理器的开度位置反馈信号输入端，控制器根据该信号的电压值确定电子节气门当前开度。结合H桥驱动电路驱动电路工作原理再次介绍两路PWM信号的配合工作方式，见图4，电子节气门电机的驱动端ETCM+和ETCM-从电子节气门管脚引出，与电机驱动电路两个输出端相连。当驱动电路的输入信号PWM1等于当前占空比而PWM2占空比为零时，PWM2始终为低电平，当PWM1为高电平时ETCM+端与+12V接通且ETCM-端与GND接通，电机线圈中电流从ETCM+流向ETCM-，电子节气门电机提供正向扭矩，当PWM1为低电平时ETCM+端和ETCM-端都悬空，电机线圈中无电流，电子节气门电机不提供扭矩。当PWM1占空比等于零而PWM2为当前占空比时，PWM1始终为低电平，PWM2为高电平时ETCM+端与GND接通且ETCM-端与+12V接通，电机线圈中电流从ETCM-流向ETCM+，电子节气门电机提供反向扭矩；PWM2为低电平则ETCM+端和ETCM-端都悬空，电机线圈中无电流，电子节气门电机不提供扭矩，就不会出现传统控制器高频来回拉动节气门片的不良运行情况。
权利要求1.一种发动机电子节气门控制装置，含有依次连接在上位机和电子节气门驱动电机之间的微处理器和电子节气门电机的驱动电路，以及连接在电子节气门的开度位置传感器和微处理器的反馈信号输入端之间的反馈信号处理电路，其特征在于，所述微处理器有两个PWM信号输出端直接与所述驱动电路的两个输入端相连，所述两个PWM输出信号是当其中一个为所需的输出占空比时，另一个信号为零。
2.如权利要求1所述的一种发动机电子节气门控制装置，其特征在于，所述微处理器的型号为MC68HC912DG128A。
3.如权利要求1所述的一种发动机电子节气门控制装置，其特征在于，所述驱动电路的型号为MC33186。
4.如权利要求1所述的一种发动机电子节气门控制装置，其特征在于，反馈信号处理电路是RC滤波电路。
专利摘要一种发动机电子节气门控制装置涉及汽车发动机节气门设计技术领域。其特征在于，微处理器有两个PWM信号输出端直接与驱动电路的两个输入端相连，两个PWM输出信号是当其中一个为所需的输出占空比时，另一个信号为零。本实用新型提供的电子节气门控制装置产生的两路相配合的PWM信号能够使节气门电机根据控制需要输出正向扭矩、负向扭矩或工作在不输出扭矩的自由状态，避免了高频的来回拉动节气门片，从而避免了电子节气门电机容易过热，运行时噪声大，节气门片位置发生轻微的高频抖动的情况。
文档编号F02D41/26GK2665380SQ03249070
公开日2004年12月22日 申请日期2003年9月26日 优先权日2003年9月26日
发明者张俊智, 李雅博, 甘海云 申请人:清华大学