专利名称：一种改进型电子节气门控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种控制装置，特别是一种改进型电子节气门控制器，该控制器由单片机控制，能够实现依据驾驶员意图和汽车エ况，精确控制节气门开度。
背景技术：
随着汽车行业的飞速发展，汽车已经走进了家庭，随着科技的进步，人们对汽车驾驶舒适性的要求也逐步提高，可依据驾驶员意图和当前汽车エ况精确控制节气门开度的电子节气门控制装置具有广泛的市场需求。传统的汽车节气门装置，其控制机构是由带有固定轴的油门踏板和拉线构成，拉线连接油门踏板和节气门轴，驾驶员通过踩踏油门踏板实现节气门角度的调节。其具有较大的调整误差，容易造成燃油的浪费。长途驾驶时，驾驶员易于产生疲劳感，不符合现代汽车的需求。目前，一些车用电子节气门采用步进电机进行节气门位置的调整，但步进电机具有较大的调整间隙，在复杂的道路条件和汽车エ况下，难以精确的完成节气门角度调节エ 作。也有ー些电子节装置采用直流电机驱动，如中国专利(专利号为 200710060542. 8)中所公开的电子节气门控制装置，可依据驾驶员的意图，自动的实现对节气门开度的调整，但其在控制节气门开度时，只考虑了驾驶员的驾驶意图，对当前汽车エ况，如当前车速、发动机转速、喷油量未进行考虑，虽然在一定程度上实现了节气门的自动控制，但不能结合当前汽车エ况，易于造成汽车动力性和经济性的下降，且其采用 MC9S12XS128作为单片机芯片，对于车载电池来说，功耗较大。现代汽车应同时满足驾驶舒适性和经济型的要求，因此非常需要一种可依据当前汽车エ况和驾驶员意图精确控制节气门开度的装置。
发明内容针对上述现有技术存在的以上问题，本实用新型的目的在于，提出ー种改进型电子节气门控制器，该控制器具有功耗低，精度好，动态性能好的特点，可综合考虑当前汽车 エ况和驾驶员意图更好的进行节气门的控制。为实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案得以实现一种改进型电子节气门控制器，包括汽车上的车载电池、油门踏板、节气门以及车载电脑，其特征在干，在油门踏板上安装有位置传感器，在节气门上连接角度传感器，在车载电脑上连接有CAN通讯模块，CAN通讯模块上连接单片机主控模块，单片机主控模块上分别连接有第一检测模块、第二检测模块和电机驱动模块，其中，电机驱动模块上连接第二检测模块，第二检测模块与节气门上的角度传感器连接，第一检测模块与油门踏板上的位置传感器相连。本实用新型的其他特点是[0011]所述的单片机主控模块包括89C52单片机芯片，若干A/D，D/A转换芯片，CAN通讯接ロ。所述车载电池给CAN通讯模块、单片机主控模块和两个检测模块提供电压。本实用新型的改进型电子节气门控制器与现有技术相比，具有如下优点I、综合考虑了驾驶员意图和当前汽车エ况，可依据当前汽车エ况计算出调节节气门转角所需补偿カ矩，进而更加精确的进行调节。2、采用89C52芯片作为主控芯片，功耗低，且具有相同的控制精度，极大的降低了车载电源的负载。3、针对节气门控制中存在的非线性因素，采用增量式PID控制算法，根据由驾驶员意图和汽车エ况导出的节气门最佳转角进行控制，相比传统的PID控制，实现了节气门角度的无冲击切換。
图I是本实用新型节气门控制系统框图；图2是本实用新型电子节气门传动系统受カ示意图；图3是本实用新型单片机主控模块电路连接图；图4是本实用新型电机驱动电路连接图；图5是本实用新型主程序流程以下结合附图和实施例多本实用新型作进ー步的详细说明。
具体实施方式
參照图1，本实施例给出ー种改进型电子节气门控制器的电路结构，包括汽车上的车载电池、油门踏板、节气门以及车载电脑，其特征在于，在油门踏板上安装有位置传感器， 在节气门上连接角度传感器，在车载电脑上连接有CAN通讯模块，CAN通讯模块上连接单片机主控模块，单片机主控模块上分別连接有第一检测模块、第二检测模块和电机驱动模块， 其中，电机驱动模块上连接第二检测模块，第二检测模块与节气门上的角度传感器连接，第一检测模块与油门踏板上的位置传感器相连。车载电池提供12v电压，通过7805芯片进行将压，分别供应5v电压给CAN通讯模块、单片机主控模块和两个检测模块提供电压。CAN通讯模块通过CAN总线和车载电脑进行通讯，获取其他エ况信息以及各种传感器信号如发动机转速、档位、节气门位置、空调能耗等等，通讯发射给单片机主控模块。单片机主控模块至少包括有89C52单片机芯片，若干A/D，D/A转换芯片，CAN通讯接ロ，可同时接收当前汽车エ况信息和传感器信号，进行处理。油门踏板位置的传感器和节气门上的两个角度传感器，均采用滑动触点电位计， 当位置或角度发生一定的变化时，传感器将产生一定的电压信号，经主控模块中A/D转换芯片输送给89C52单片机芯片。电机驱动模块采用⑶4011配合MOS管构成H桥电路，可实现直流电机的正/反转， 从而调节节气门角度。油门踏板位置安装的传感器，经A/D转换输入单片机主控模块、汽车当前运行ェ况通过CAN通讯模块发射给单片机主控模块，经单片机主控模块中的89C52单片机进行计 算，将控制信号经D/A转换发射给电机驱动模块，进而控制节气门角度的变化，节气门角度 传感器采集的角度信号经A/D转换作为反馈信号输入片机主控模块中的89C52单片机，对 89C52单片机的输出进行调整，从而使结果最优。该过程实际意义在于，在汽车的某种运行 条件下，根据采集回来的发动机转速，经过最佳经济曲线转换折算出ー个最佳的节气门控 制开度，对比油门踏板的电压升降趋势和反馈回来的实际节气门位置传感器开度信号，电 子节气门控制系统可计算出一个最佳的开度控制量控制节气门电机，达到调节节气门开度 的目的。參照图2，电子节气门体由直流电机、減速齿轮组、复位弹簧和节气门阀等组成，通 过控制直流电机两端的电压控制电机的输出转矩。89C52单片机通过调节脉宽调制信号的 占空比来控制直流电机转角，电机方向则是由与节气门相连的复位弹簧控制。占空比不同 时节气门打开与关闭的时间也不同，因此，在不同情况下控制器输出不同的占空比就可以 控制节气门打开与关闭的时间。通过89C52单片机中PWM设定占空比以控制驱动电机转速。直流电机的微分方程 是
权利要求1.一种改进型电子节气门控制器，包括汽车上的车载电池、油门踏板、节气门以及车载电脑，其特征在干，在油门踏板上安装有位置传感器，在节气门上连接角度传感器，在车载电脑上连接有CAN通讯模块，CAN通讯模块上连接单片机主控模块，单片机主控模块上分別连接有第一检测模块、第二检测模块和电机驱动模块，其中，电机驱动模块上连接第二检测模块，第二检测模块与节气门上的角度传感器连接，第一检测模块与油门踏板上的位置传感器相连。
2.如权利要求I所述的改进型电子节气门控制器，其特征在于，所述的单片机主控模块至少包括有STC89C52单片机，若干A/D，D/A转换芯片，CAN通讯接ロ。
3.如权利要求I所述的改进型电子节气门控制器，其特征在于，所述车载电池给CAN通讯模块、单片机主控模块和两个检测模块提供电压。
专利摘要本实用新型公开了一种改进型电子节气门控制器，包括汽车上的车载电池、油门踏板、节气门以及车载电脑，在油门踏板上安装有位置传感器，在节气门上连接角度传感器，在车载电脑上连接有CAN通讯模块，CAN通讯模块上连接单片机主控模块，单片机主控模块上分别连接有第一检测模块、第二检测模块和电机驱动模块，其中，电机驱动模块上连接第二检测模块，第二检测模块与节气门上的角度传感器连接，第一检测模块与油门踏板上的位置传感器相连。具有功耗低，精度好，动态性能好的特点，可综合考虑当前汽车工况和驾驶员意图更好的进行节气门的控制。
文档编号F02D41/14GK202338402SQ20112041287
公开日2012年7月18日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者冯源, 张双喜, 赵康, 韩毅 申请人:长安大学