專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于電動(dòng)車輛領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門控制裝置，尤其是一 種應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置精確化控制裝置，該實(shí)用新型也可以用于 類似領(lǐng)域發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門的控制。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力電動(dòng)車需要對(duì)整車需求能量在多個(gè)動(dòng)力源間進(jìn)行能量分配。發(fā)動(dòng)機(jī)作 為混合動(dòng)力電動(dòng)車的動(dòng)力源之一，其電子油門位置不再是司機(jī)通過電子加速踏板來進(jìn)行控 制，而是必須能結(jié)合整車能量分配策略實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)控制?，F(xiàn)有技術(shù)就是利用單片機(jī)控制 D/A芯片或PWM輸出電壓信號(hào)作為發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置信號(hào)。在單片機(jī)按控制策略進(jìn)行能 量分配后，按照發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)去控制電子油門位置。在目前使用技術(shù)中，由于D/A芯片的參考電壓多來源于集成穩(wěn)壓芯片，與發(fā)動(dòng)機(jī) ECU電子油的參考電壓不一致；而PWM輸出更難與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU (Electronic Control Unit, 電子控制單元)電子油門的參考電壓相匹配。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于參考電壓不一致導(dǎo)致 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU對(duì)電子油門位置檢測(cè)的出現(xiàn)波動(dòng)。經(jīng)測(cè)試，在現(xiàn)有技術(shù)條件下輸出一個(gè)固定的 電子油門位置信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)際檢測(cè)到得電子油門位置會(huì)出現(xiàn)幅值大小為2% 5%向 下波動(dòng)，且此波動(dòng)頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。由于上述發(fā)動(dòng)機(jī)ECU檢測(cè)到的油門波動(dòng)，給發(fā) 動(dòng)機(jī)的控制帶來以下缺點(diǎn)一是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩有較大的波動(dòng)。當(dāng)電子油門位置以2% 5%的幅值向下波 動(dòng)時(shí)，經(jīng)使用測(cè)功機(jī)檢測(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的最大最小值之差能達(dá)到100N · M ；二是不利于改善燃油經(jīng)濟(jì)性，不利于降低排放；三是不利于整車能量控制策略的執(zhí)行；四是在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制中，不利于控制系統(tǒng)趨向于穩(wěn)定。由于目前整車控制器使用的發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制電路的上述缺點(diǎn)，使得混合 動(dòng)力電動(dòng)車的優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮受到一定程度的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置的不足，提供一種 采用了數(shù)字電位器進(jìn)行電子油門位置控制的發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，以達(dá)到使發(fā)動(dòng) 機(jī)電子油門位置波動(dòng)幅值減小的目的。按照本實(shí)用新型，上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，包括單片機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門，電子油 門位置控制裝置還包括數(shù)字電位器，單片機(jī)與數(shù)字電位器相連.控制數(shù)字電位器的滑動(dòng) 端，數(shù)字電位器與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門相連，數(shù)字電位器的固定端接發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門提 供的參考電壓，數(shù)字電位器向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門輸出電子油門位置控制信號(hào)。由于數(shù)字 電位器完全基于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門的參考電壓輸出電子油門位置電壓信號(hào)。因此當(dāng)輸出的電子油門位置不變時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門位置波動(dòng)幅值非常小。作為進(jìn)一步的實(shí)施方式，數(shù)字電位器包括兩路電位器，兩路電位器的固定端分別 連接發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門提供兩路參考電壓。利用發(fā)動(dòng)機(jī)ECU提供的兩路參考電壓輸出 一個(gè)完全依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU參考電壓的電子油門位置信號(hào)，使電子油門位置信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī) ECU參考電壓同步變化，進(jìn)一步避免發(fā)動(dòng)機(jī)ECU對(duì)電子油門位置信號(hào)檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)波動(dòng)。作為進(jìn)一步的實(shí)施方式，單片機(jī)通過SPI單向通訊總線與數(shù)字電位器的滑動(dòng)端相 連。作為進(jìn)一步的實(shí)施方式，電子油門位置控制裝置包括兩路分壓電阻，分壓電阻連 接于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門的電子油門1的參考電源正與參考電源地之間并與一路電位器的 兩個(gè)固定端相連，分壓電阻連接于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門的電子油門2的參考電源正與參考 電源地之間并與另一路電位器的兩個(gè)固定端相連。由于使用分壓電阻對(duì)兩路電位器進(jìn)行分 壓處理，提高數(shù)字電位器的利用率，同時(shí)也提高了電子油門位置的輸出精度。作為進(jìn)一步的實(shí)施方式，單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)腳與數(shù)字電位器的復(fù)位信號(hào)管腳相 連。當(dāng)單片機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)死機(jī)等情況發(fā)生復(fù)位時(shí)，數(shù)字電位器復(fù)位后輸出0 %的電子 油門位置將發(fā)動(dòng)機(jī)置于怠速狀態(tài)，避免數(shù)字電位器的因單片機(jī)的復(fù)位突然失去控制而輸出 不可知的電子油門位置，從而避免危險(xiǎn)的發(fā)生。作為進(jìn)一步的實(shí)施方式，電子油門位置控制裝置包括CMOS芯片，CMOS芯片連接于 單片機(jī)和數(shù)字電位器之間，對(duì)單片機(jī)輸出的信號(hào)進(jìn)行整形。作為進(jìn)一步的實(shí)施方式，電子油門位置控制裝置包括限流電阻，光電耦合管，限流 電阻連接于CMOS芯片與光電耦合管之間，光電耦合管連接于CMOS芯片與數(shù)字電位器之間， 用于保護(hù)光電耦合管。作為進(jìn)一步的實(shí)施方式，電子油門位置控制裝置包括數(shù)字電位器濾波電容，數(shù)字 電位器濾波電容與數(shù)字電位器相連。避免輸入信號(hào)疊加干擾使數(shù)字電位器產(chǎn)生誤動(dòng)作。通過應(yīng)用此種實(shí)施方式所描述的發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，能夠解決混合動(dòng) 力電動(dòng)車整車控制器在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制時(shí)出現(xiàn)的油門位置波動(dòng)問題，從而提高 了發(fā)動(dòng)機(jī)控制精度和穩(wěn)定度，也避免了由于電子油門位置快速波動(dòng)造成的燃油經(jīng)濟(jì)性和排 放的惡化，降低了尾氣排放量，改善了燃油的經(jīng)濟(jì)性。
圖1為本實(shí)用新型電子油門位置控制裝置一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型電子油門位置控制裝置一種實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型電子油門位置控制裝置一種實(shí)施方式的電路原理圖；其中1-單片機(jī)，2-數(shù)字電位器，3-發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門，R276、R278、R277、 R279-分壓電阻，U6-數(shù)字電位器芯片，U33 U36-光電耦合管，R266 R270-單片機(jī)上拉電 阻，C208 C212-濾波電容，U31、U32-C0MS芯片，R262 R265-限流電阻，R272 R275-數(shù) 字電位器上拉電阻，C199 C207-數(shù)字電位器濾波電容。
具體實(shí)施方式
附圖給出了本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，下面將通過附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作 進(jìn)一步的描述。作為該發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置一種較佳的實(shí)施方式，如圖1和圖2所示的一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置包括單片機(jī)1，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門3，以及數(shù)字電位器 2，單片機(jī)1與數(shù)字電位器2相連，控制數(shù)字電位器2的滑動(dòng)端，數(shù)字電位器2與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 電子油門3相連，數(shù)字電位器2的固定端接發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門3提供的參考電壓，數(shù)字 電位器2向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門3輸出電子油門位置控制信號(hào)。由單片機(jī)1通過SPI單向 通訊總線來寫入數(shù)字電位器2滑動(dòng)端的位置，以此來模擬司機(jī)踩油門加速踏板的動(dòng)作。數(shù) 字電位器2的固定端接發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶電子油門3的參考電壓。當(dāng)單片機(jī)1通過SPI通訊總線 向數(shù)字電位器2寫入滑動(dòng)端的位置后，得到一個(gè)確定發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門的位置，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī) 電子油門位置以發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門3的參考電壓作為參考，使發(fā)動(dòng)機(jī)ECU檢測(cè)到的電子 油門位置保持不變。經(jīng)測(cè)試，當(dāng)輸出的電子油門位置不變時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU檢測(cè)到的電子油門 位置波動(dòng)幅值小于0. 4%，相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)測(cè)功機(jī)檢測(cè)波動(dòng)幅值小于ION. M0如圖3所示，本實(shí)用新型所使用的數(shù)字電位器芯片U6的具體型號(hào)為AD8402ARU1， AD8402ARU1具有兩路三端接線方式的電位器，兩固定端間電阻為一千歐姆，其滑動(dòng)端共有 256個(gè)觸點(diǎn)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置的0%對(duì)應(yīng)的電壓值為0.7V(第2路0.35V)左右， 100%對(duì)應(yīng)的電壓值為3. 8V(第2路1.9V)左右，所以使用電阻R276、R278與電阻R277、 R279分別對(duì)兩路電位器進(jìn)行分壓處理，提高數(shù)字電位器2的利用率，同時(shí)也提高了電子油 門位置的輸出精度。U33 U36是光電耦合管，將單片機(jī)與外界干擾隔離，保證單片機(jī)的穩(wěn) 定工作。R266 R270為單片機(jī)輸出信號(hào)上拉電阻；C208 C212為單片機(jī)輸出信號(hào)濾波 電容；U31、U32為CMOS芯片，尤其是一種高速CMOS集成芯片，用于單片機(jī)輸出信號(hào)整形，減 少誤碼率。R262 R265為限流電阻，用于保護(hù)光電耦合管。R272 R275為數(shù)字電位器2 輸入信號(hào)上拉電阻；C199 C207為數(shù)字電位器2輸入信號(hào)濾波電容，避免輸入信號(hào)疊加了 干擾使數(shù)字電位器產(chǎn)生誤動(dòng)作。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)MOSI —AOSDI為單片機(jī)1的SPI數(shù)據(jù)輸出端口 ； 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)SCK — AOCLK為單片機(jī)1的SPI時(shí)鐘輸出；網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)PCSO — AOCS為單片機(jī)1的 SPI片選輸出；網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)PCS3 — A0RESET為單片機(jī)1輸出數(shù)字電位器2的復(fù)位信號(hào)端口。 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門有兩路電子油門參考電源電子油門1參考電源和電子油門2參考電 源，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)E_Vccl為電子油門1參考電源正；網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)E_Gndl為電子油門1參考電源 地；網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)E_Accl為電子油門位置1輸出；網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)E_Vcc2為電子油門2參考電源正； 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)E_Gnd2為電子油門2參考電源地；網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)E_Acc2為電子油門2位置輸出。本實(shí)用新型實(shí)施例中的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)POR為單片機(jī)1的自身復(fù)位信號(hào)，將POR加入到 本實(shí)用新型中，其作用是，當(dāng)單片機(jī)1在運(yùn)行過程中出現(xiàn)死機(jī)等情況發(fā)生復(fù)位時(shí)，POR被拉 低至低電平，由圖3的電路原理圖所示，數(shù)字電位器2的復(fù)位管腳第10腳也被至低電平，促 使數(shù)字電位器2復(fù)位后輸出0 %的電子油門位置將發(fā)動(dòng)機(jī)置于怠速狀態(tài)，避免數(shù)字電位器2 的因單片機(jī)1的復(fù)位突然失去控制而輸出不可知的電子油門位置，從而避免危險(xiǎn)的發(fā)生。本實(shí)用新型的實(shí)施例通過單片機(jī)SPI通訊可以對(duì)數(shù)字電位器2的兩個(gè)電位器的滑 動(dòng)端進(jìn)行單獨(dú)的控制?？紤]實(shí)際使用中，第一路輸出的電子油門位置與第二路輸出的電子 油門位置需要始終保持2 1的關(guān)系，發(fā)動(dòng)機(jī)以此比值來判斷輸入的電子油門位置是否有 效。為簡(jiǎn)化單片機(jī)的控制方式，在控制電路中通過電阻R276、R278與電阻R277、R279對(duì)兩 路滑動(dòng)變阻器進(jìn)行分壓處理，使當(dāng)兩路的滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端觸點(diǎn)的處于同一位置時(shí)，第 一路輸出的電子油門位置與第二路輸出的電子油門位置始終保持2 1關(guān)系。此時(shí)，軟件 控制上對(duì)兩路電子油門位置的輸出的控制只需要改變通道號(hào)即可，無需對(duì)滑動(dòng)觸點(diǎn)的位置分別進(jìn)行計(jì)算。 雖然結(jié)合附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在 所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變形或修改。本實(shí)用新型技術(shù)方案所采用的芯片和元器件 包括但不限于具體實(shí)施方式
當(dāng)中所列舉的具體型號(hào)。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，包括單片機(jī)(1)和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門(3)，其 特征在于電子油門位置控制裝置還包括數(shù)字電位器0)，單片機(jī)(1)與數(shù)字電位器(2)相 連，控制數(shù)字電位器(2)的滑動(dòng)端，數(shù)字電位器O)與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門( 相連，數(shù)字 電位器⑵的固定端接發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門(3)提供的參考電壓，數(shù)字電位器(2)向發(fā)動(dòng) 機(jī)ECU電子油門(3)輸出電子油門位置控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，其特征在于所述單片 機(jī)⑴通過SPI單向通訊總線與數(shù)字電位器⑵的滑動(dòng)端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，其特征在于所述 電子油門位置控制裝置包括兩路分壓電阻，分壓電阻(R276，R278)連接于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子 油門(3)電子油門1的參考電源正與參考電源地之間并與一路電位器的兩個(gè)固定端相連， 分壓電阻(R277、R279)連接于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門(3)電子油門2的參考電源正與參考電 源地之間并與另一路電位器的兩個(gè)固定端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，其特征在于所述單片機(jī)(1) 的復(fù)位信號(hào)腳與數(shù)字電位器O)的復(fù)位信號(hào)管腳相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，其特征在于所述電子 油門位置控制裝置包括CMOS芯片(U31，U32)，CMOS芯片(U31，U32)連接于單片機(jī)(1)和 數(shù)字電位器( 之間，對(duì)單片機(jī)(1)輸出的信號(hào)進(jìn)行整形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，其特征在于所述電子 油門位置控制裝置包括限流電阻(R262, R263, R264, R265)，光電耦合管(U33，U34，U35， U36)，限流電阻(似62，R263，R264，R265)連接于CMOS芯片與光電耦合管之間，光電耦合管 連接于CMOS芯片與數(shù)字電位器(2)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，其特征在于所述電子 油門位置控制裝置包括數(shù)字電位器濾波電容，數(shù)字電位器濾波電容與數(shù)字電位器(2)相 連。
專利摘要一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制裝置，包括單片機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門和數(shù)字電位器，單片機(jī)與數(shù)字電位器相連，控制數(shù)字電位器的滑動(dòng)端，數(shù)字電位器與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門相連，數(shù)字電位器的固定端接發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門提供的參考電壓，數(shù)字電位器向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU電子油門輸出電子油門位置控制信號(hào)。通過應(yīng)用本實(shí)施方式所描述的裝置，能夠解決混合動(dòng)力電動(dòng)車整車控制器在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電子油門位置控制時(shí)出現(xiàn)的油門位置波動(dòng)問題，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)控制精度和穩(wěn)定度，也避免了由于電子油門位置快速波動(dòng)造成的燃油經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放的惡化。
文檔編號(hào)F02D41/26GK201835930SQ20092025975
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者劉文洲, 李雪峰, 汪偉, 王文明, 蔣時(shí)軍, 謝勇波, 郭俊 申請(qǐng)人:湖南南車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有限公司