專利名稱：汽車加速器踏板控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加速器踏板控制裝置，適合用于諸如大客車和貨車之類的汽車。
已知的加速器踏板控制裝置通過一套復(fù)雜的機(jī)械連接機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與發(fā)動機(jī)的連接。換句話說，已知的加速器踏板控制裝置是機(jī)械聯(lián)桿類型、氣動類型或者電機(jī)驅(qū)動類型，因此它們只能控制用于控制燃料注射泵的棒狀杠桿的傳動長度。實(shí)際上，上述長度僅僅為10cm。由于這樣短的傳動長度，已知的加速器踏板控制裝置遇到了許多問題，例如與各種配件之間的干擾、響應(yīng)力的增大、回復(fù)力的不足。
本發(fā)明的目的是提供一種汽車加速器踏板控制裝置，它能夠通過一個電子控制單元(ECU)、一個與已知加速裝置相連接的踏板位置傳感器以及一個與已知螺線管裝置相連接的螺線管位置傳感器，根據(jù)加速器踏板的響應(yīng)力來自動地控制燃料的供給；能夠通過一個汽車速度傳感器自動地限制最大行駛速度；能夠通過單個的ECU實(shí)現(xiàn)恒速控制和空檔輸出控制，從而改善汽車的性能。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的是通過提供一種汽車加速器踏板自動控制裝置來實(shí)現(xiàn)的。所述汽車包括一個加速器裝置，具有加速器踏板，帶有燃料供給閥機(jī)構(gòu)的燃料注射泵，以及一個螺線管裝置，用于調(diào)節(jié)上述供給閥機(jī)構(gòu)，從而控制燃料的供給。所述自動控制裝置包括一個用于檢測加速器踏板工作位置的踏板位置傳感器；一個用于檢測螺線管裝置的工作位置的螺線管位置傳感器；一個用于檢測汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的RPM傳感器；一個用于檢測汽車速度的汽車速度傳感器；以及一個電控制單元，用于接受由所述踏板位置傳感器、螺線管位置傳感器、RPM傳感器和汽車速度傳感器產(chǎn)生的輸出信號，根據(jù)加速器踏板的工作位置來控制送到所述螺線管裝置的工作電壓和占空比，直到由所述汽車速度傳感器所檢測到的汽車速度達(dá)到第一預(yù)定速度值為止，同時對踏板位置傳感器和螺線管位置傳感器產(chǎn)生的信號進(jìn)行相互比較，當(dāng)踏板位置傳感器產(chǎn)生的信號大于螺線管位置傳感器產(chǎn)生的信號時，就將占空比增大一個預(yù)定的比例。
通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他目的和特點(diǎn)將變得更為清楚。其中附

圖1是結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了本發(fā)明的汽車加速器踏板控制裝置的總體結(jié)構(gòu)；
附圖2是附圖1所示加速器踏板控制裝置的電路方框圖；附圖3是構(gòu)成附圖1所示加速器踏板控制裝置一部分的A/D轉(zhuǎn)換電路的電路圖；附圖4是附圖1中所示螺線管裝置的剖視圖；附圖5是附圖1所示加速器踏板控制裝置的內(nèi)部電路方框圖；附圖6顯示了與附圖1所示加速器踏板控制裝置相關(guān)聯(lián)的加速器裝置的工作方式；附圖7A-7D是構(gòu)成附圖1所示加速器踏板控制裝置一部分的電子控制單元的控制操作流程圖。
附圖1顯示了本發(fā)明的汽車加速器踏板控制裝置的總體結(jié)構(gòu)。如附圖1所示，該加速器踏板控制裝置包括一個與加速裝置1相連接的ECU；一個用于測量汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的RPM傳感器K和一個測量汽車行駛速度的速度傳感器E與上述ECU相連接。螺線管裝置2也與ECU相連接。該螺線管裝置2通過纜線與燃料注射泵IP的棒狀杠桿LL相連接。在附圖1中，附圖標(biāo)記BAT表示作為汽車電源的電池。
加速裝置1包括一個踏板P，一個諸如由可變電阻VR1構(gòu)成的踏板位置傳感器S1，以及一個滾珠杠桿RL。上述滾珠杠桿RL與踏板位置傳感器S1相連接，其安裝方式使之始終與踏板P的底面相接觸并能夠隨著踏板P一起運(yùn)動。采用這樣的結(jié)構(gòu)，踏板位置傳感器S1就能夠檢測處于運(yùn)動之中的踏板P的位置。如附圖2所示，上述ECU包括一個裝有預(yù)定程序的微機(jī)MICOM。汽車速度傳感器E和RPM傳感器K通過一個輸入處理電路與微機(jī)MICOM的輸入端相連接。用于檢測踏板P的移動位置的踏板位置傳感器S1通過一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路與微機(jī)MICOM相連接。類似地，用于檢測螺線管裝置2的位置的螺線管位置傳感器S2也通過一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路與微機(jī)MICOM相連接。如附圖5所示，上述微機(jī)MICOM的輸入端還與用于處理來自離合器和剎車裝置的信號的輸入處理電路相連接。如附圖5所示，微機(jī)MICOM的輸出端通過一個輸出處理電路和三極管TR1與螺線管裝置2相連接。通過一個穩(wěn)壓電源REG1為微機(jī)MICOM和電路元件提供5V的電源，同時通過另一個穩(wěn)壓電路REG2為螺線管裝置提供20V的電源。
如附圖3所示，上述踏板位置傳感器S1由一個可變電阻構(gòu)VR1成，該可變電阻VR1與模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入級AD0相連接。類似地，所述螺線管位置傳感器S2由可變電阻VR2構(gòu)成，該可變電阻VR2與模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入級AD1相連接。
在附圖1和2中，標(biāo)記SW1和SW2分別表示恒速行駛開關(guān)和空調(diào)器開關(guān)。
下面將結(jié)合附圖7A至7D，對采用上述結(jié)構(gòu)的加速器踏板控制裝置的工作方式進(jìn)行說明。
首先對加速器踏板的自動控制功能進(jìn)行說明。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，首先啟動構(gòu)成ECU的微機(jī)MICOM的內(nèi)存(ROM和RAM)以及輸入/輸出部件。在啟動狀態(tài)下，當(dāng)踩下加速器踏板P，使之由其空檔位置IDLE移動到全速位置FULL時，與踏板P的底面相接觸的滾珠杠桿RL在其滾珠沿著踏板P的底面移動的同時產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)動。隨著滾珠杠桿RL的上述轉(zhuǎn)動，用作踏板位置傳感器S1的可變電阻VR1就會改變其電阻值?？勺冸娮鑆R1的變化電阻值被送到ECU。構(gòu)成ECU一部分的模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路將上述電阻值轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的電壓，然后再將該電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的8位數(shù)字量(1到256級)。這一數(shù)字量被送到微機(jī)MICOM的處理電路，以便鑒別加速器踏板P的位置。(模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路接受由微機(jī)MICOM發(fā)出的一個“轉(zhuǎn)換啟動值”的信號，然后對其相應(yīng)輸入級所接受到的模擬值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再將一個“轉(zhuǎn)換完成”信號送到微機(jī)MICOM。)微機(jī)MICOM根據(jù)數(shù)字值(1到256級)來控制被送到螺線管裝置2的輸出電壓和占空比，并通過其輸出處理電路來輸出所產(chǎn)生的信號。微機(jī)MICOM將上述輸出信號送到三極管TR1，觸發(fā)該三極管。當(dāng)三極管TR1處于被觸發(fā)狀態(tài)時，20V的電壓通過穩(wěn)壓電路REG2送到螺線管裝置2，從而激勵螺線管裝置2。
當(dāng)螺線管裝置2被激勵時，連接在螺線管裝置2與棒狀杠桿LL之間的纜線就會受到螺線管裝置2的拉伸，從而使得棒狀杠桿LL由其空檔位置IDLE移動到其全速位置FULL。當(dāng)棒狀杠桿LL處于全速位置FULL時，燃料注射泵的開度變大，從而增大送到汽車發(fā)動機(jī)中的油量。
在上述工作過程中，微機(jī)MICOM連續(xù)地對加速器踏板P的位置與螺線管裝置2的位置進(jìn)行比較。當(dāng)指示踏板位置的信號大于指示螺線管位置的信號時，微機(jī)MICOM就會對汽車速度傳感器E送來的汽車速度信號進(jìn)行計算。如果計算出的汽車速度不大于預(yù)定的基準(zhǔn)速度，例如每小時100公里，微機(jī)MICOM就將占空比增大預(yù)定的百分比(Y％)。其結(jié)果是根據(jù)駕駛員踩下加速器踏板的程度來精確地控制燃料注射泵的開度，從而改善燃料的利用效率。
其次對限制汽車最大速度的功能進(jìn)行說明。這一功能用于在汽車行駛過程中防止車速增大到超過預(yù)定的數(shù)值(通常對大客車的速度限制是每小時100公里，對貨車的速度限制是每小時85公里)，此時即使駕駛員進(jìn)一步踩下加速器踏板P，也不會超過該速度限制值。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，微機(jī)MICOM將汽車速度與一個存儲在其內(nèi)的預(yù)定最大汽車速度值進(jìn)行比較(例如1061.7Hz對應(yīng)于每小時100公里的速度)。當(dāng)汽車速度達(dá)到預(yù)定的最大速度值時，即使進(jìn)一步踩下加速器踏板P，微機(jī)MICOM也不再控制送到螺線管裝置2的輸出電壓和占空比。其結(jié)果是保證在預(yù)定的最大速度限制范圍內(nèi)安全地駕駛汽車。
第三，對控制汽車保持恒定速度的功能，亦即保持恒速行駛模式的功能進(jìn)行說明。當(dāng)駕駛員將恒速行駛開關(guān)SW1切換到開啟狀態(tài)，以便在恒速行駛模式下運(yùn)行時，ECU就會將汽車速度保持在駕駛員所選擇的恒定速度下，從而使得汽車以恒定速度行駛。
此時，將汽車速度傳感器E產(chǎn)生的汽車速度信號連續(xù)地送到ECU。ECU的微機(jī)MICOM對根據(jù)所接受的速度信號計算出來的當(dāng)前速度與駕駛員選定的汽車速度(例如每小時90公里)進(jìn)行比較。如果當(dāng)前速度小于選定的汽車速度，微機(jī)MICOM就會增大送到螺線管裝置2的輸出電壓和占空比。另一方面，如果當(dāng)前速度不低于選定的速度，微機(jī)MICOM就會減小輸出電壓和占空比。一旦駕駛員踩下剎車踏板或者離合器踏板，恒速模式的上述操作就立即停止。換句話說，當(dāng)駕駛員踩下剎車踏板或離合器踏板時，微機(jī)MICOM就會通過輸入處理電路接受到一個指示出剎車踏板或離合器踏板被踩下的信號，由此立即停止恒速行駛模式。同時，微機(jī)MICOM進(jìn)行控制，使得發(fā)動機(jī)處于空檔狀態(tài)。
第四，對在空檔狀態(tài)下增大發(fā)動機(jī)輸出的功能進(jìn)行說明。當(dāng)駕駛員將空調(diào)器開關(guān)SW2切換到開啟狀態(tài)時，ECU就會控制燃料注射泵IP，增大發(fā)動機(jī)在空檔狀態(tài)下的輸出，換句話說，增大發(fā)動機(jī)的輸出，以便滿足空調(diào)器工作負(fù)荷的需要。例如，夏天在停車狀態(tài)下啟動空調(diào)器時，ECU對RPM傳感器送來的用于指示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的信號與用于指示滿足空調(diào)器運(yùn)行所需轉(zhuǎn)速的信號進(jìn)行比較。當(dāng)發(fā)動機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速小于所需的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時，ECU就會增大送到螺線管裝置2的輸出電壓和占空比。相反，當(dāng)發(fā)動機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速不小于所需的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時，ECU就會減小輸出電壓和占空比。這樣，通過控制螺線管裝置2，就能夠產(chǎn)生滿足負(fù)荷需要的發(fā)動機(jī)輸出。
根據(jù)上述說明可知，本發(fā)明為汽車提供了一種加速器踏板控制裝置，它包括一個由微機(jī)構(gòu)成的ECU，其控制方式能夠準(zhǔn)確地協(xié)調(diào)加速器踏板和燃料注射泵之間的動作，從而改善燃料的利用效率。上述加速器踏板控制裝置還能夠?qū)χT如大客車和貨車之類的限速汽車的最大車速進(jìn)行自動控制，從而實(shí)現(xiàn)汽車的安全行駛。根據(jù)本發(fā)明，還可以實(shí)現(xiàn)汽車恒速行駛控制。由于本發(fā)明的加速器踏板控制裝置還能夠自動地增大發(fā)動機(jī)的輸出功率，使之滿足空檔狀態(tài)下的發(fā)動機(jī)負(fù)荷需要，從而具有延長發(fā)動機(jī)壽命的效果。
盡管上面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本技術(shù)領(lǐng)域里的普通技術(shù)人員在權(quán)利要求所述的本發(fā)明實(shí)質(zhì)性內(nèi)容的范圍內(nèi)還可以對本發(fā)明作出種種改進(jìn)、增加和替換。
權(quán)利要求
1.一種對汽車加速器踏板進(jìn)行自動控制的裝置，該汽車包括具有加速器踏板的加速器裝置，具有燃料供給閥門機(jī)構(gòu)的燃料注射泵，以及用于調(diào)節(jié)所述閥門機(jī)構(gòu)、從而控制燃料供給的螺線管裝置，所述控制裝置包括一個踏板位置傳感器，用于檢測所述加速器踏板的工作位置；一個螺線管位置傳感器，用于檢測所述螺線管裝置的工作位置；一個RPM傳感器，用于檢測汽車的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；一個汽車速度傳感器，用于檢測汽車的速度；一個電控制單元，用于接受由所述踏板位置傳感器、螺線管位置傳感器、RPM傳感器和汽車速度傳感器產(chǎn)生的輸出信號，根據(jù)加速器踏板的工作位置來控制送到所述螺線管裝置的工作電壓和占空比，直到由所述汽車速度傳感器所檢測出的汽車速度達(dá)到第一預(yù)定速度值為止，同時對踏板位置傳感器和螺線管位置傳感器產(chǎn)生的信號進(jìn)行相互比較，當(dāng)踏板位置傳感器產(chǎn)生的信號大于螺線管位置傳感器產(chǎn)生的信號時，就將占空比增大一個預(yù)定的比例。
2.如權(quán)利要求1所述的加速器踏板控制裝置，其中所述的踏板位置傳感器由一個可變電阻構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的加速器踏板控制裝置，當(dāng)檢測到的汽車速度不低于所述第一預(yù)定汽車速度時，不論加速器踏板的實(shí)際位置如何，所述電控制單元都將工作電壓和占空比保持恒定。
4.如權(quán)利要求1所述的加速器踏板控制裝置，其中所述電控制單元對檢測到的汽車速度與第二預(yù)定汽車速度進(jìn)行比較，該第二預(yù)定汽車速度小于上述恒速行駛模式下的第一預(yù)定速度，并根據(jù)比較的結(jié)果來控制工作電壓和占空比，以便自動地執(zhí)行恒速行駛模式下的操作。
5.如權(quán)利要求1所述的加速器踏板控制裝置，當(dāng)發(fā)動機(jī)處于空檔狀態(tài)下啟動空調(diào)器工作模式時，對檢測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與預(yù)定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果來控制工作電壓和占空比，以便根據(jù)負(fù)載的增大而自動地增大空檔狀態(tài)下的發(fā)動機(jī)輸出。
全文摘要
一種汽車加速器踏板控制裝置，包括一個用于檢測加速器踏板工作位置的踏板位置傳感器，一個用于檢測螺線管裝置的工作位置的螺線管位置傳感器，一個用于檢測汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的RPM傳感器，一個用于檢測汽車速度的汽車速度傳感器，以及一個電控制單元，用于接受由所述踏板位置傳感器、螺線管位置傳感器、RPM傳感器和汽車速度傳感器產(chǎn)生的輸出信號，根據(jù)加速器踏板的工作位置來控制送到所述螺線管裝置的工作電壓和占空比，直到由所述汽車速度傳感器所檢測出的汽車速度達(dá)到第一預(yù)定速度值為止。
文檔編號B60K26/02GK1145673SQ94195071
公開日1997年3月19日 申請日期1994年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月1日
發(fā)明者朱成鎬 申請人:亞細(xì)亞自動車工業(yè)(株)