[發(fā)明專利]電子節(jié)氣門控制仿真實驗系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810137515.0
• 申請日: 2008-11-13
• 公開（公告）號: CN101739862A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張毅;張洪田;張金柱;崔宏耀;劉紅波
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江工程學(xué)院
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00;G09B19/16;G05D3/20;G05B19/042
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種電子節(jié)氣門控制仿真實驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電子節(jié)氣門控制(Electronic?Throttle?Control，簡稱ETC)系統(tǒng)是在電控 燃油噴射系統(tǒng)的節(jié)氣門機構(gòu)中，去掉一些附屬補償裝置，取消了加速踏板和節(jié) 氣門之間的機械連接，增加了驅(qū)動電路、驅(qū)動電機以及齒輪傳動系統(tǒng)等，其開 度在任何工況下都直接由電機驅(qū)動，發(fā)動機ECU通過控制算法實現(xiàn)節(jié)氣門開度 的精確控制，從而能夠精確地控制進氣量。由于噴油量通過發(fā)動機管理系統(tǒng)精 確控制，因此ECU可隨著發(fā)動機工況的變化配置出一個最佳的混合氣成分，能 夠提高輸出功率，降低排放，同時具有良好的怠速、加速及減速等工況過渡性 能。電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)已經(jīng)成為發(fā)動機管理系統(tǒng)中的一個重要的模塊，可以 根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩需求靈活調(diào)節(jié)進氣量，這種調(diào)節(jié)在很多情況下是需要的。例 如，在倒拖、分缸斷油、稀薄燃燒、變速器換檔和防抱制動等電子控制過程中， 都會伴隨著對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩需求的改變，轉(zhuǎn)矩突變將破壞汽車行駛的平順性。為 了實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的平穩(wěn)過渡，可以逐步增大和逐步減小點火提前角，也可以逐步改 變進氣量。基于扭矩控制的發(fā)動機管理系統(tǒng)比較理想，但駕駛員無法通過人工 操作加速踏板改變進氣量以實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的平穩(wěn)過渡。只有當(dāng)進氣量也實現(xiàn)電子控 制才有可能通過改變進氣量實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的平穩(wěn)過渡，這就需要電子節(jié)氣門控制系 統(tǒng)。

相對而言，國內(nèi)企業(yè)中還沒有能夠進行產(chǎn)品生產(chǎn)的能力，在這方面的研究 工作也尚屬起步階段，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對這項先進技術(shù)的深入研究將是 必然的趨勢。國內(nèi)近年來在一汽捷達、寶來、波羅等轎車上廣泛采用了引進的 電子節(jié)氣門，但對于引進的電子節(jié)氣門只是處于使用階段，對其核心技術(shù)知之 甚少。國內(nèi)的電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的研究相對落后于國外，只有關(guān)于電子節(jié)氣 門結(jié)構(gòu)探討、實現(xiàn)功能等綜述性報道。國內(nèi)只是處于引進使用階段，沒有深入 系統(tǒng)的研究報道，可供借鑒的經(jīng)驗不多，對國外的核心技術(shù)知之甚少。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種電子節(jié)氣門控制仿真實驗系統(tǒng)。

上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：

電子節(jié)氣門控制仿真實驗系統(tǒng)，其組成包括：控制電路，所述的控制電路 包括信號的采集與處理電路、單片機、功率驅(qū)動電路、控制直流電機驅(qū)動器， 加速踏板位置傳感器PPS和電子節(jié)氣門位置傳感器TPS分別完成加速踏板控制 信號輸入和節(jié)氣門位置信號的反饋，所述的單片機的A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬 信號轉(zhuǎn)化數(shù)字信號，控制算法計算出控制量后通過高速輸出口HSO和I/O口輸 出控制信號，所述的直流電機驅(qū)動器輸出功率驅(qū)動信號控制直流電機的轉(zhuǎn)動， 即實現(xiàn)節(jié)氣門開度的控制。

所述的電子節(jié)氣門控制仿真實驗系統(tǒng)，所述的單片機采用MC9S12DG128作 為主芯片，所述的MC9S12DG128結(jié)構(gòu)分為MCU核心和MCU外設(shè)兩部分，所述的 MCU核心包括三種內(nèi)存FLASH、RAM、EEPROM，多電壓調(diào)整器包括數(shù)字電路和模 擬電路電源電壓，具有單線背景調(diào)試接口BDM和運行監(jiān)視功能的增強S12CPU； 程序內(nèi)存的頁面模式控制，具有終端識別、讀寫控制、工作模式控制功能的系 統(tǒng)綜合模塊SIM，用于系統(tǒng)擴展的分時復(fù)用總線端口，其中A口和B口可作為外 擴內(nèi)存或接口電路的分時復(fù)用地址數(shù)據(jù)總線，E口的部分口可作為控制總線，所 述的MCU外設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器ATDO、ATD1，增強型定時與捕捉模塊ECT，串行接口 SPI、I2C.CAN、Byteflight接口。

所述的電子節(jié)氣門控制仿真實驗系統(tǒng)，所述的單片機的時鐘輸入接口在其 46EXTAL和47XTAL引腳上，112引腳封裝，接一個16M晶振，所述的單片機的 復(fù)位電路使用了飛思卡爾的專用復(fù)位芯片MC34064，在低壓情況下產(chǎn)生一個復(fù)位 信號或在手動按鍵SW的觸發(fā)下產(chǎn)生可靠的復(fù)位信號，所述的單片機的外部供電 電壓為5V，分別為單片機的內(nèi)部電壓調(diào)整器，I/O端驅(qū)動器，A/D轉(zhuǎn)換器提供電 源，LM2576開關(guān)穩(wěn)壓集成電路作為5V穩(wěn)壓電源的核心器件，

所述的電子節(jié)氣門控制仿真實驗系統(tǒng)，所述的直流電機用兩片MC33886并 聯(lián)，并采用H橋驅(qū)動電路控制直流電機的正反轉(zhuǎn)。

這個技術(shù)方案有以下有益效果：

本發(fā)明驅(qū)動方式電流連續(xù)、低速特性好，另外節(jié)氣門停在某位置時盤片高頻 微顫有助于減小靜摩擦。抗干擾性較好。