专利名称：一种燃油发动机用电子油门的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃油发动机用电子油门。
背景技术：
现有技术中，燃油发动机用电子油门用于操纵节气门开度能控制可燃混合气的流量，借此改变发动机的转速和功率以适应汽车行驶的需要。电子油门通常是通过钢丝或者拉杆联接加速踏板和节气门连动板，其应用过程中常常缺乏精确性。常规的电子油门也有采用电磁铁或电气比例阀控制的，但是其控制动作任然不够准确。人们迫切希望获得一种技术效果更好的燃油发动机用电子油门。
发明内容本实用新型的目的是提供一种技术效果更好的燃油发动机用电子油门。其首先根据驾驶者的加速信号进行对应的动作，并且与发动机、变速箱进行实时的信息交换，以便根据实际需要将节气阀开启角度保持在最佳状态，控制变速时的冲击。本实用新型一种燃油发动机用电子油门，由油门踏板1、控制系统2、油门执行部件3和传输线缆4组成；其中油门踏板1通过传输线缆4与控制系统2连接，油门执行部件 3通过传输线缆4与控制系统2连接，油门踏板1的信号经控制系统2处理后，发送控制信号给油门执行部件3，控制节气阀开度的大小，实现汽车发动机转速的控制；其特征在于所述的控制系统2由ECT控制板201、速度传感器202、巡航控制模块203、电源204 组成；其中速度传感器202、巡航控制模块203、电源204通过传输线缆4与ECT控制板201 连接；所述的油门执行部件3由节气阀开度传感器301、节气阀门302、节气阀门轴303、 传动齿轮304、步进电机305、电缆插座306、节气阀外壳307组成；其中节气阀开度传感器 301固定在节气阀外壳307的内壁上，节气阀门302固连在节气阀门轴303上，节气阀门轴 303安装在节气阀外壳307上，步进电机305通过螺钉安装在节气阀外壳307上，步进电机 305的轴上装有齿轮，并与节气阀门轴303上安装的齿轮相啮合。所述的油门踏板1由油门踏板101、角位移传感器102、油门踏板外壳组成；其中 油门踏板101通过转动副与油门踏板外壳连接，角位移传感器102安装在油门踏板外壳内。所述的控制系统2的主控芯片为MM908E6M芯片；ECT控制板201中的A/D转换芯片MM901E204芯片或AD574芯片；所述的控制系统2中的时基电路采用NE555芯片；所述的控制系统2中的放大器采用LF357芯片。控制系统主要由油门位移传感器D⑶(电控单元)、数据总线、步进伺服电动机和节气门执行机构组成。MM908E6M单片机主要是为汽车和工业控制而设计的。本实用新型取消了拉索或者拉杆，在节气门上安装一只微型步进电动机用来驱动节气门开度。具体是通过脚踏调节位置传感器将需要的油门开度信号传递到主控芯片 MM908E624，然后经过得到的扭矩及转速数据分析得到对应的输出指令信号以便驱动步进电动机进行调节油气门开度。高性能的HC08单片机(MCU)核和SmartMOS集成电路芯片构成，具有集成度高、价格低等特点。在实际应用中将位移传感器安装在方向盘上，可以设定油门的开度(对应目标车速)，同时在油门的电机上安装油门开度传感器监测油门开度的实际位置。当数据扫描到位移传感器的模拟输入与油门开度传感器的输入不同有变化时，会瞬间将此信息送往 MM908E624，该芯片对信息进行分析，当位移传感器的模拟输入量大于油门开度传感器的反馈量时，驱动电子油门的马达正转(进油量增加、并加速)。反之输入量小于反馈量则相反。 通过以上方法实现对油门的控制，保持输出稳定和高的燃烧效率从而减少能源消耗。此外，燃油发动机用电子油门系统是通过DCU来调整节气门的，因此可以设置各种功能来改善驾驶的安全性和舒适性，其中最常见的就是ASR (牵引力控制系统)和速度控制系统(巡航控制)。电子油门当ASR系统传感到车轮的旋转速度，ECU (EGAS控制单元)就根据油门踏板的位置、车轮速度和方向盘转向角度等之间的不同而求出滑动率，通过减少节气门开度来调整混合气流量，以降低发动机功率来达到控制目的。而在ASR系统中，电子油门起到十分关键的作用，它涉及整个ASR系统中对车速控制、怠速控制等功能，使系统能迅速准确地执行指令。即当电子油门系统接受到ASR系统指令时，它对节气门控制指令只来自于ASR，这样就可以避免驾车者的误操作。当驾车者使用速度控制系统时，车速传感器将车速信号输入E⑶(EGAS控制单元)，再由E⑶(EGAS控制单元)输出指令伺服电动机控制节气门开度。在这样的系统中，根据行驶阻力的变化由控制系统自动调节发动机节气门开度，使行驶车速保持稳定。因此系统以兼容巡航控制功能。电路图设计，利用单片机MM908E6M其所带的HC08单片机核基本都是一样的， 都包括16K字节的片上flash存储器，512字节的RAM，两个16位2通道的定时器，增强型串行通讯接口(ESCI)，10位或12位精度的模数转换器(A/D)，串行外设接口(SPI)和16 个单片机通用I/O 口。其中，MM908E6M内部的SmartMOS集成电路主要是由三个的高端输出口，LIN总线接口，电压调整器以及运算放大器接口和唤醒接口等构成。MM908E6M共有三个高端输出口 其中前两个高端输出接口 HSl和HS2，带有过流及过温保护功能，最大输出电流范围为200mA 500mA，可以用来驱动马达。在驱动电感性负载的情况下，这两个输出口的内部还带有钳位电路，可以限制输出的电压。对这两个输出口的控制是通过SPI 接口实现的，另外还可以通过PWMIN端口，实现PWM控制功能。在使用PWM功能的时候，芯片内部驱动高端输出接口的电路会把SPI寄存器的HSlON位(或HS20N位)和PWMIN输入引脚的电平进行逻辑与运算，然后根据与的结果控制高端输出口的状态。MM908E6M带有一个LIN物理层，提供了一个LIN总线端口 LIN，该端口为单总线收发，可以与三线LIN总线兼容。LIN (Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络，基于SCI (UART)数据格式，采用单主控制器/多从设备的模式，主要用于实现汽车中的分布式电子系统控制。与CAN (Control Area Network)相比，LIN的设计更为简单廉价。在很多应用的场合，使用LIN来替代CAN能够大幅度的降低产品的成本。 MM908E624带有一个电压调整器输出接口。在正常模式和STOP模式下，该电压调整器，可以输出一个5V电压，从而可以给单片机供电。但需要注意的是，该端口需外接一个电容来稳定电压的输出。另外，该电压调整器还具有限流功能，主要用于STOP模式下。主控芯片部分，MM908E624对外部传感电路的信号进行运算和分析，判断是否HS1，HS2端口输出，从而驱动油门马达，并将报警信号输出通过PTA3，PTA4。同时通过LIN 总线与主控制器连接及时反馈信息。RESET部分，通过该复位键Li，及时唤醒芯片进行油门马达反转刹车缓冲。电源部分，供电采用12V，芯片采用LIN总线供电5V，马达部分采用5V电源供电。本实用新型的优点可实现给定目标车速后，汽车可以在速度方面不需驾驶者的脚去控制，即自动驾驶；具备智能判断功能，自动使油门开度变小变大。可以省油节油，并有利于新驾驶员驾驶避免半途熄火的危险驾驶；燃油发动机用电子油门最先执行驾驶者的加速信号，并且连续不间断地与发动机、变速箱计算机进行信息交换，将节气阀开启角度保持在最佳状态，可减小变速时的冲击；电喷系统采用电子油门和扭矩结构控制原理，使得发动机时刻处于最优状态，大大改善了整车性能，提高了驾驶舒适性，降低了油耗，减少了排放污染；更好地满足环保要求。
以下结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明
图1为燃油发动机用电子油门构成原理示意图；图2为燃油发动机用电子油门的电路原理简图。
具体实施方式
实施例1一种燃油发动机用电子油门，参见附
图1、2，其由油门踏板1、控制系统2、油门执行部件3和传输线缆4组成；其中油门踏板1通过传输线缆4与控制系统2连接，油门执行部件3通过传输线缆4与控制系统2连接，油门踏板1的信号经控制系统2处理后，发送控制信号给油门执行部件3，控制节气阀开度的大小，实现汽车发动机转速的控制；所述的控制系统2由ECT控制板201、速度传感器202、巡航控制模块203、电源204 组成；其中速度传感器202、巡航控制模块203、电源204通过传输线缆4与ECT控制板201 连接；所述的油门执行部件3由节气阀开度传感器301、节气阀门302、节气阀门轴303、 传动齿轮304、步进电机305、电缆插座306、节气阀外壳307组成；其中节气阀开度传感器 301固定在节气阀外壳307的内壁上，节气阀门302固连在节气阀门轴303上，节气阀门轴 303安装在节气阀外壳307上，步进电机305通过螺钉安装在节气阀外壳307上，步进电机 305的轴上装有齿轮，并与节气阀门轴303上安装的齿轮相啮合。所述的油门踏板1由油门踏板101、角位移传感器102、油门踏板外壳组成；其中 油门踏板101通过转动副与油门踏板外壳连接，角位移传感器102安装在油门踏板外壳内。所述的控制系统2的主控芯片为MM908E6M芯片；ECT控制板201中的A/D转换芯片MM901E204芯片或AD574芯片；所述的控制系统2中的时基电路采用NE555芯片；所述的控制系统2中的放大器采用LF357芯片。控制系统主要由油门位移传感器DCU (电控单元)、数据总线、步进伺服电动机和节气门执行机构组成。MM908E6M单片机主要是为汽车和工业控制而设计的。本实施例取消了拉索或者拉杆，在节气门上安装一只微型步进电动机用来驱动节气门开度。具体是通过脚踏调节位置传感器将需要的油门开度信号传递到主控芯片 MM908E624，然后经过得到的扭矩及转速数据分析得到对应的输出指令信号以便驱动步进电动机进行调节油气门开度。高性能的HC08单片机(MCU)核和SmartMOS集成电路芯片构成，具有集成度高、价格低等特点。在实际应用中将位移传感器安装在方向盘上，可以设定油门的开度(对应目标车速)，同时在油门的电机上安装油门开度传感器监测油门开度的实际位置。当数据扫描到位移传感器的模拟输入与油门开度传感器的输入不同有变化时，会瞬间将此信息送往 MM908E624，该芯片对信息进行分析，当位移传感器的模拟输入量大于油门开度传感器的反馈量时，驱动电子油门的马达正转(进油量增加、并加速)。反之输入量小于反馈量则相反。 通过以上方法实现对油门的控制，保持输出稳定和高的燃烧效率从而减少能源消耗。此外，燃油发动机用电子油门系统是通过DCU来调整节气门的，因此可以设置各种功能来改善驾驶的安全性和舒适性，其中最常见的就是ASR (牵引力控制系统)和速度控制系统(巡航控制)。电子油门当ASR系统传感到车轮的旋转速度，ECU (EGAS控制单元)就根据油门踏板的位置、车轮速度和方向盘转向角度等之间的不同而求出滑动率，通过减少节气门开度来调整混合气流量，以降低发动机功率来达到控制目的。而在ASR系统中，电子油门起到十分关键的作用，它涉及整个ASR系统中对车速控制、怠速控制等功能，使系统能迅速准确地执行指令。即当电子油门系统接受到ASR系统指令时，它对节气门控制指令只来自于ASR，这样就可以避免驾车者的误操作。当驾车者使用速度控制系统时，车速传感器将车速信号输入ECU (EGAS控制单元)，再由ECU (EGAS控制单元)输出指令伺服电动机控制节气门开度。在这样的系统中，根据行驶阻力的变化由控制系统自动调节发动机节气门开度，使行驶车速保持稳定。因此系统以兼容巡航控制功能。电路图设计，利用单片机MM908E6M其所带的HC08单片机核基本都是一样的， 都包括16K字节的片上flash存储器，512字节的RAM，两个16位2通道的定时器，增强型串行通讯接口(ESCI)，10位或12位精度的模数转换器(A/D)，串行外设接口(SPI)和16 个单片机通用I/O 口。其中，MM908E6M内部的SmartMOS集成电路主要是由三个的高端输出口，LIN总线接口，电压调整器以及运算放大器接口和唤醒接口等构成。MM908E6M共有三个高端输出口 其中前两个高端输出接口 HSl和HS2，带有过流及过温保护功能，最大输出电流范围为200mA 500mA，可以用来驱动马达。在驱动电感性负载的情况下，这两个输出口的内部还带有钳位电路，可以限制输出的电压。对这两个输出口的控制是通过SPI 接口实现的，另外还可以通过PWMIN端口，实现PWM控制功能。在使用PWM功能的时候，芯片内部驱动高端输出接口的电路会把SPI寄存器的HSlON位(或HS20N位)和PWMIN输入引脚的电平进行逻辑与运算，然后根据与的结果控制高端输出口的状态。MM908E6M带有一个LIN物理层，提供了一个LIN总线端口 LIN，该端口为单总线收发，可以与三线LIN总线兼容。LIN (Local Interconnect Network)是一种低成本的串行通讯网络，基于SCI (UART)数据格式，采用单主控制器/多从设备的模式，主要用于实现汽车中的分布式电子系统控制。与CAN (Control Area Network)相比，LIN的设计更为简单廉价。在很多应用的场合，使用LIN来替代CAN能够大幅度的降低产品的成本。 MM908E624带有一个电压调整器输出接口。在正常模式和STOP模式下，该电压调整器，可以输出一个5V电压，从而可以给单片机供电。但需要注意的是，该端口需外接一个电容来稳定电压的输出。另外，该电压调整器还具有限流功能，主要用于STOP模式下。主控芯片部分，MM908E624对外部传感电路的信号进行运算和分析，判断是否 HS1，HS2端口输出，从而驱动油门马达，并将报警信号输出通过PTA3，PTA4。同时通过LIN 总线与主控制器连接及时反馈信息。RESET部分，通过该复位键Li，及时唤醒芯片进行油门马达反转刹车缓冲。电源部分，供电采用12V，芯片采用LIN总线供电5V，马达部分采用5V电源供电。本实施例可实现给定目标车速后，汽车可以在速度方面不需驾驶者的脚去控制， 即自动驾驶；具备智能判断功能，自动使油门开度变小变大。可以省油节油，并有利于新驾驶员驾驶避免半途熄火的危险驾驶；燃油发动机用电子油门最先执行驾驶者的加速信号， 并且连续不间断地与发动机、变速箱计算机进行信息交换，将节气阀开启角度保持在最佳状态，可减小变速时的冲击；电喷系统采用电子油门和扭矩结构控制原理，使得发动机时刻处于最优状态，大大改善了整车性能，提高了驾驶舒适性，降低了油耗，减少了排放污染；更好地满足环保要求。
权利要求1.一种燃油发动机用电子油门，由油门踏板(1)、控制系统(2)、油门执行部件(3)和传输线缆(4)组成；其中油门踏板(1)通过传输线缆(4)与控制系统(2)连接，油门执行部件 (3)通过传输线缆(4)与控制系统(2)连接；其特征在于所述的控制系统(2)由ECT控制板(201)、速度传感器(202)、巡航控制模块(203)、电源(204)组成；其中速度传感器(202)、巡航控制模块(203)、电源(204)通过传输线缆(4) 与ECT控制板(201)连接；所述的油门执行部件(3)由节气阀开度传感器(301)、节气阀门(302)、节气阀门轴 (303)、传动齿轮(304)、步进电机(305)、电缆插座(306)、节气阀外壳(307)组成；其中节气阀开度传感器(301)固定在节气阀外壳(307)的内壁上，节气阀门(302)固连在节气阀门轴(303 )上，节气阀门轴(303 )安装在节气阀外壳(307 )上，步进电机(305 )通过螺钉安装在节气阀外壳(307)上，步进电机(305)的轴上装有齿轮，并与节气阀门轴(303)上安装的齿轮相啮合。
2.按照权利要求1所述燃油发动机用电子油门，其特征在于所述的油门踏板(1)由油门踏板(101)、角位移传感器(102)、油门踏板外壳组成；其中油门踏板(101)通过转动副与油门踏板外壳连接，角位移传感器(102)安装在油门踏板外壳内。
3.按照权利要求2所述燃油发动机用电子油门，其特征在于所述的控制系统(2)的主控芯片为MM908E6M芯片；ECT控制板(201)中的A/D转换芯片MM901E204芯片或AD574 芯片；所述的控制系统(2)中的时基电路采用NE555芯片；所述的控制系统(2)中的放大器采用LF357芯片。
专利摘要一种燃油发动机用电子油门，由油门踏板(1)、控制系统(2)、油门执行部件(3)和传输线缆(4)组成；控制系统(2)由ECT控制板(201)、速度传感器(202)、巡航控制模块(203)、电源(204)组成；所述的油门执行部件(3)由节气阀开度传感器(301)、节气阀门(302)、节气阀门轴(303)、传动齿轮(304)、步进电机(305)、电缆插座(306)、节气阀外壳(307)组成。本实用新型可实现自动驾驶、省油节油，大大改善了整车性能减少了排放污染；更好地满足环保要求。
文档编号F02D11/10GK202300661SQ20112039458
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者季历程 申请人:南通天华和睿科技创业有限公司