专利名称：车辆动力源控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的车辆动力源控制装置，它是在车辆自动变速控制系统中自动换挡过程对发动机工况控制实施的控制装置。属于车辆自动变速控制领域。
近年来，人们对机动车自动化控制，特别是对车辆的自动变速控制要求日趋强烈。各国都相继在不同的车辆上进行开发和利用，尤其是在客车和轻型车上使用自动变速器已为公知。在现有使用自动变速器的车辆中对所用动力源——发动机的控制均采用柔性控制结构，即操纵控制发动机的油门踏板与发动机之间没有机械连接机构。它是通过油门踏板上安装的一位移(线位移或角位移)变化的传感器，将线性变化的电信号，输入自动变速系统中的控制单元，然后按照一定的控制规律，控制单元发出指令，控制油门的执行机构动作。
柔性控制虽具有一定的优点，但仍存在以下问题1.控制实时性差。采用柔性控制必须按照一定的规律编制一些软件程序，同时还要有与这些软件程序相配合的硬件电路。这些软件要占有自动变速控制系统中控制单元的一定存储空间，并使控制单元所控制时间增加。硬件电路中存在电容、电感等滞后元件，这样柔性控制对自动变速器在自动换挡过程中发动机控制的实时性较差。2.可靠性差。从控制单元发指令，到控制油门执行机构，步近电机带动节气门动作的整个全过程，硬件连接较多，控制单元与执行元件中的电信号的传输容易受干扰，柔性控制在自动变速控制系统中的可靠性就显得突出。
本实用新型的目的是为解决现有柔性控制中存在的上述问题，提供一种采用刚性与柔性联合控制的车辆动力源控制装置，以提高在自动变速过程中所进行的发动机控制的可靠性安全性和控制的适时性。
实现上述目的的技术方案结合
如下该装置是在现有车辆自动变速控制系统中附加的对车辆动力源实施控制的装置，图1为本装置在系统中的安装位置及使用条件。它装在动力源即发动机进气歧管和化油器3之间，本装置为图中标号2。发动机为采用气油混合气作为燃料的汽油机。有一个与发动机相连的摩擦离合器4，与离合器4相连接的机械式自动变速器6及其执行机构7，至少有一个与上述变速器6输出轴8相连受惯性载荷作用的驱动轮10，以及用于控制动力源在自动变速中输出转数变化的控制装置5。图2为动力源控制装置结构原理图，图3为传动轮结构及步进电机和电磁铁的连接示意图。该装置是由装有话门12的活门体15，活门动作执行机构，活门动作传动机构，磁电传感器21，磁电传感器的感应元件23组成，在活门体15内设有通道14，在该通道14内装有打开或关闭该通道的活门12，活门12通过活门轴13装在活门体15上，活门动作传动机构是由联动臂16，传动轮24组成，联动臂16装在活门轴13的一端，其上设有长孔22，传动轮24上有一个小滑轮盘28，在传动轮24的侧壁上有一轮销17，该轮销插入联动臂16的长孔22内，活门动作执行机构的动力输出轴装在传动轮24的轴孔27内，并用支架20固定在活门体15上，磁电传感器21固定在靠近联动臂16的活门体15壁上，它们分别对应活门12与通道14的接通和关闭位置，磁电传感器21的感应元件23装在传动轮24上的轮销17端部。
装在活门体15内的活门可认采用1个或多个。
活门体15内的通道14的结构可以按所选择的动力源即发动机1的进气通道形状和与该动力源匹配的化油器3的通道形状而定。
活门动作传动机构中的传动轮24和传动轮小滑轮盘28可以做成一体，在传动轮小滑轮盘28上设有油道29，并装有锁紧螺栓30和固定螺栓31。
该装置中的活门动作执行机构除采用步进电机提供的动力外，也可以采用电磁铁19′，若采用步进电机19，步进电机轴18装在传动轮24的轴孔27内，并用锁紧螺栓30锁紧，步进电机19用支架20固定在活门体15上，若采用电磁铁19′，用软钢绳32的一端固定在电磁铁19′上，另一端用固定螺栓31固定在传动轮小滑轮盘28上的滑道29内，该滑道上装有回位弹簧34，传动轮24整体由传动轮支架支撑，传动轮支架轴33与传动轮轴孔27动配合，传动轮支架固定在支架20上。
本装置是在自动变速控制系使中附加的一种装置。它是由活门动作执行机构步进电机19或电磁铁19′通过传动轮24上的轮销17带动联动臂16转动而带动与联动臂连接的活门轴13转动，活门轴13的转动带动固定于该轴上的活门12在该装置活门体15内的通道14内转动，使通道“关闭或接通。步进电机19可以采用三相步进电机，其驱动的方式是在连接到自动变速控制系统所发出的控制指令后实施闭环或开环控制。闭环控制是由自动变速控制系统的管理程系统一管理并实施对其控制。开环控制是以另设计的电子控制电路为主所实施的在接受到自动变速控制系统所发出的指令后的控制。若活门动作执行机构采用电磁铁控制，适用于开环控制。
本装置中所设制的磁电传感器21，向自动变速控制系统指示该装置活门所处的位置，在活门打开或关闭或其区间使自动变速控制系统或另外设计的电子控制电路控制步进电机19步进(正转或反转)，以及步进电机的步进保持。电磁铁控制也同样使用上述的磁电传感器。
当活门动作执行机构采用电磁铁时，在传动轮小滑轮盘28的滑道29上挂有的回位弹筑34，是为了使电磁铁在断电后，传动轮24能自动回位。
在现有自动变速控制系统中加装该装置，其控制原理及控制过程是使用本装置2，在油门踏板上仍采用柔性控制所设置的传感器。传感器是将司机的意图通过路下油门路板时传感器位移(线位移或角位移)变化产生的线性变化的电信号向自动变速控制单元进行输入。同时带动节气门，使发动机的工况随着踏板的踏入连续变化。
当控制单元需要按一定规律控制自动变速器要进行换挡时，控制单元发指令，指令使司机脚踏油门踏板位置不改变同时，控制执行机构(步进电机19或电磁铁19′)带动活门12关闭发动机工作所需的汽油混合气的通道，使发动机工况发生变化，相当于收油门；而活门12全开，即恢复到现油门踏板可决定加油的动作，从而来实施自动变速器的同步换挡。
变速器的同步换挡是机械速器的最终目的，换档过程的快与慢，以及换挡的品质集中体现在是否能快速同步这一点。对于同步控制是统一由自动变速控制系统5的控制单元所控制，实施的响应是本装置2。控制单元的控制是由自动变速器本身担任，它不属于本装置承担控制的范畴。
自动变速器6.7在完成换挡或换上新的挡后，控制单元发指令，指令本装置的执行机构(步进电机19或电磁铁19′)打开发动机工作所需汽油混合气的通道14，由于司机的油门踏板通过机械连接节气门的刚性结构，使发动机的工况迅速、可靠地回到换挡前司机脚踏油门踏板位置时运转工况，司机依需要根据车辆运行状况，调节脚踏油门踏板使发动机的运转平稳。
油门踏板传感器是线性变化的电阻计(直线位移和角位移)，安装位置是依选择位置方便而定，它的安装应不影响油门踏板的踏入和返回。
本发明的装置，所带动活门12动作的执行机构选择可由步进电机19或者电磁铁19′来担任。其连接按图2所示。其图上的联动臂16上的长形孔22用与步进电机传动轮24上的轮销17连接。电磁铁的连接方法与步进电机连接一致。电磁铁并可利用步进电机支架20，将其固定在支架上。以步进电机19为例。步进电机19在其支架20上的位置可调，以实现调整轮销17上磁铁23与活门体15上磁电传感器21感应作用的距离。步进电机19与支架20一起固定在活门体5上。
使用步进电机19控制活门12的方式为两种一是由自动变速控制系统5控制单元统一管理的控制。此种控制要求编制简单的步进电机步进(正转和反转)程序和保持程序列入控制单元的内存。整个控制过程应在自动变速控制单元的指令下而实施对步进电机19动作，实现发动机工况的控制。
二是本装置2在接到控制单元的指令后，本装置2自行控制活门12执行机构，完成对发动机工况控制的具体实施。这种控制可减轻控制单元的负担，使控制时间短而迅速。
电磁铁控制适合于后一种控制方式。
步进电机脉冲信号可选择用于发动机的点火脉冲或用脉冲分配器来实现。
本方案的积极效果是采用本装置不改变原有刚性操纵结构，从而对发动机可以实行刚性和柔性联合控制，使在自动变速过程中所进行的发动机控制的可靠性提高和控制的实时性更及时，并改善及简化了柔性控制发动机的条件。由于活门动作执行机构的驱动方式是在接到自动变速控制系统所发出的控制指令后，可以实施闭环或开环控制，因此，采用本装置既可以由自动变速控制系统的管理程序统一管理实施控制，又可以独立进行对动力源——发动机控制，在自动变速控制系统发生故障时，使发动机的操纵控制得到可靠保障，并与自动变速控制系统中其它的应急措施密切配合，来实现快速的应急措施。本装置结构简单，体积小，安装方便且不改变原结构，工作可靠，容易控制。
以下结合附图说明本装置上述方案的一种实施方式。图1为本实用新型在系统中的位置示意图；图2为本装置的结构示意图；图3为图2的俯视图，图4为联动臂的结构图；图5、7、8为传动轮结构及它与步进电机和电磁铁连接示意图；图6为图5的俯视图。图中1为动力源即发动机，2为车辆动力源控制装置，即本实用新型，它安装于发动机1的进气支管与机械化油器3之间，4为摩擦离合器，5为自动变速控制系统，6为机械变速器，7为自动变速器执行机构，8为传动轴，9为差速器，10为驱动轮，11为车轮，12为活门，13为活门轴，14为通道，15为活门体，活门12置于活门体15的通道14内，并由活门轴13安装在活门体15的壁上，活门轴13可转动带动活门打开或关闭通道14。16为联动臂，它装在活门轴13的一端，其上设有一长孔22，装在转动轮24上的轮销17插入长孔22内，18为步进电机轴，19为步进电机，可采用三相步进电机，20为支撑步进电机或传动轮支架的支架，它固定在活门体15上，21为装在活门体15侧壁上的磁电传感器，可采用二个，分别指示活门12开关两位置，23为轮销17端部的磁电传感器21的感应元件，本实施的中可采用磁铁，25为电磁铁软钢绳固定螺母，它固定在传动轮小滑轮盘28上，26为在传动轮小滑轮盘的滑道29上开出的步进电机锁紧螺栓孔，27为传动轮孔，30为步进电机锁紧螺栓，31为电磁铁软钢绳固定螺钉，32为软钢绳，33为传动轮支架上的轴，34为回位弹簧。
附图为本装置的一个实施例。步进电机13为三相步进电机，活门12采用一个，磁电传感器21安装两个，对应活门12开关两个位置，传动轮24与传动轮小滑轮盘28做成一体。该装置可以由自动变速控制系统统一控制，也可以在原自动变速控制系统统一管理下另设计电子控制电路独立进行对发动机控制，该电子控制电路可以主要由主控制电路，脉冲产生电路，位置控制电路，步进电机步进(正转或反转)逻辑电路，步进电机步进保持电路，步进电机接线电路几个部分组成；主控制电路用于接收来自自动变速控制系统的指令，并按照指令功能指示电子控制电路各部协同工作；脉冲产生电路，用于提供本电子电路步进电机工作时的步进脉冲；位置控制电路用于指示步进电机所处位置，以保证在其位置内步进电机的步进(正转和反转)与到位后的进步保持；步进电机步进(正转或反转)逻辑电路，用于本电子控制电路在接收到自动变速控制系统发出指令时控制步进电机步进的逻辑电路；步进电机保持电路使步进电机到位停止步进并保持，当接到自动变速控制系统的指令启动步进电机进行控制。
权利要求1.装于发动机进气支管与化油器之间的车辆动力源控制装置，其特征是它由装有活门(12)的活门体(15)，活门动作执行机构，活门动作传动机构，磁电传感器(21)，磁电传感器的感应元件(23)组成，活门体(15)内设有一通道(14)，在该通道(14)内装有可关闭或打开通道(14)的活门(12)，活门(12)通过活门轴(13)装在活门体(15)上，活门动作传动机构是由联动臂(16)，传动轮(24)组成，联动臂(16)装在活门轴(13)的一端，其上设有长孔(22)，传动轮(24)有一个小滑轮盘(28)，在传动轮(24)侧臂上有一轮销(17)，该轮销(17)插入联动臂(16)的长孔(22)内，活门动作执行机构的动力输出轴装在传动轮(24)的轴孔(27)内，并用支架(20)固定在活门体(15)上，磁电传感器(21)固定在靠近联动臂(16)的活门体(15)壁上，它们分别对通道(14)的接通和关闭位置，磁电传感器(21)的感应元件(23)装在传动轮(24)上的轮销(17)端部。
2.根据权利要求1所述的车辆动力源控制装置，其特征是所说的活门(12)可以采用一个或多个。
3.根据权利要求1或2所述的车辆动力源控制装置，其特征是所说的活门体(15)的通道(14)结构可以按所选择的动力源的进气通道形状和与动力源匹配的化油器通道形状而定。
4.根据权利要求1所述的车辆动力源控制装置，其特征是所说的传动轮(24)与传动轮小滑轮盘(28)可以做成一体，在传动轮小滑轮盘(28)上设有滑道(29)，并装有锁紧螺栓(30)和固定螺栓(31)。
5.根据权利要求1所述的车辆动力源控制装置，其特征是所说的活门执行机构可以是步进电机(19)或电磁铁(19′)，若采用步进电机(19)，步进电机轴(18)装在传动轮(24)的轴孔(27)内，并用锁紧螺栓(30)锁紧，步进电机(19)用支架(20)固定在活门体(15)上，若采用电磁铁(19′)，用软钢绳(32)的一端固定在电磁铁(19′)上，另一端用固定螺栓(31)固定在传动轮小滑轮盘(28)上的滑道(29)内，该滑道上装有回位弹簧(34)，传动(24)整体由传动轮支架支撑，传动轮支架与传动轮轴孔(27)动配合，传动轮支架固定在支架(30)上。
专利摘要车辆动力源控制装置涉及车辆自动变速控制领域。该装置装于发动机进气管与化油器之间，是由活门体，内设有通道，通道内装有可关闭或打开通道的活门，活门通过由联动臂和带有小滑轮盘的传动轮构成的活门动作传动机构和由步进电机或电磁铁构成的活门动作执行机构组成，步进电机或电磁铁可由自动控制系统控制也可由另设计的电路进行控制。加入该装置后可实行刚性和柔性联合控制，使控制的可靠性和适时性提高。
文档编号F02D9/08GK2223782SQ9521379
公开日1996年4月3日 申请日期1995年6月23日 优先权日1995年6月23日
发明者范巨新, 葛安林 申请人:吉林工业大学