一种汽车电子节气门控制系统技术方案

本实用新型专利技术属于汽车电控领域，具体的说是一种汽车电子节气门控制系统。该系统包括PC机、快速原型控制器、步进电机驱动器、直流电源、步进电机、直线运动滑台模组合和加速踏板位置传感器；PC机通过TCP/IP协议以局域网的方式与快速原型控制器相连；步进电机驱动器、直流电源和快速原型控制器通过电线连接；步进电机驱动器与步进电机相连；加速踏板位置传感器通过电线与快速原型控制器和发动机ECU相连接；发动机ECU与节气门相连；直线运动滑台模组合与步进电机相固定。本实用新型专利技术是一种可以依据外部需求，修正汽车加速踏板的位置信号，从而实现发动机转矩控制的汽车电子节气门控制系统。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车电子节气门控制系统
本技术属于汽车电控领域，具体的说是一种根据控制算法需要，修改汽车加速踏板位置传感器信号，从而完成汽车电子节气门开度的汽车电子节气门控制系统。
技术介绍
电子节气门(ElectronicThrottle)是汽车发动机的重要控制部件。近年来，随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展和应用，汽车电子控制技术得到了迅猛的发展，尤其在控制精度、控制范围、智能化和网络化等多方面有了较大的突破。汽车上装备的电控系统越来越多，如牵引力控制系统(TCS)和电子稳定控制系统(ESC)等都需要对发动机转矩进行控制。随着汽车智能化的发展，汽车驾驶员辅助系统(ADAS)的装备率越来越高，如自适应巡航控制系统(ACC)和自动泊车系统等也需要对发动机转矩进行控制。目前，常用的方法有两种：一是利用发动机电控系统标定转矩调节功能，其他电控单元与发动机ECU通信，实现转矩调节；二是在汽车上安装自动驾驶仪，对汽车加速踏板施加外力，从而实现对发动机转矩的控制。对于未标定转矩调节功能的发动机电控系统，采用第二种方法对发动机转矩进行控制。但是自动驾驶仪存在价格高昂、结构复杂和占用空间大等诸多缺点。
技术实现思路
本技术提供了一种可以依据外部需求，修正汽车加速踏板的位置信号，从而实现发动机转矩控制的汽车电子节气门控制系统，该控制系统和控制方法具有结构简单、可靠性高、对发动机系统改动小等优点。本技术技术方案结合附图说明如下：一种汽车电子节气门控制系统，该系统包括PC机、快速原型控制器、步进电机驱动器、直流电源、步进电机1、直线运动滑台模组合和加速踏板位置传感器15；其中所述的PC机通过TCP/IP协议以局域网的方式与快速原型控制器相连；所述的步进电机驱动器、直流电源和快速原型控制器通过电线连接；所述的步进电机驱动器与步进电机1相连；所述的加速踏板位置传感器15通过电线与快速原型控制器和发动机ECU相连接；所述的发动机ECU与节气门相连；所述的直线运动滑台模组合与步进电机1相固定。所述的直线运动滑台模组合包括固定板2、连接件Ⅰ3、轴承Ⅰ4、限位板Ⅰ5、丝杆6、滑台7、限位板Ⅱ8、轴承Ⅱ9、底板11、连接件Ⅱ13和加速踏板位置传感器15；所述的固定板2、连接件3、轴承Ⅰ4、限位板Ⅰ5、丝杆6、滑台7、限位板Ⅱ8、轴承Ⅱ9均设置在底板11上；所述的步进电机1的一端通过螺栓Ⅰ12固定在固定板2的一端；所述的丝杆6的一端穿过限位板Ⅰ5通过连接件Ⅰ3与步进电机1的输出端连接；所述的限位板Ⅰ5上固定有穿过丝杆6的轴承Ⅰ4；所述的丝杆6的另一端穿过滑台7与限位板Ⅱ8连接；所述的限位板Ⅱ8上固定有穿过丝杆6的轴承Ⅱ9；所述的连接件Ⅱ13的一端通过螺栓Ⅱ14固定在滑台7上，另一端通过连接销16与加速踏板位置传感器15滑动配合。所述的滑台7上开有两个固定螺栓Ⅱ14的螺孔10。所述的连接件Ⅱ13是由垂直连接板和水平连接板一体成型的；所述的垂直连接板上开有与螺孔10位置相对应的通孔17；所述的水平连接板的右侧设置有连接销16。本技术的有益效果为：1)本技术所述的汽车电子节气门控制系统可以完成发动机转矩控制任务，解决了智能/自动驾驶车辆开发过程中发动机控制的问题。2)针对未标定发动机转矩调节功能或者未开放通信协议的发动机电控单元,提供了一种发动机转矩控制系统及方法。3)本技术所述的汽车电子节气门控制系统,与双节气门方案相比,大幅提高了发动机的响应速度。汽车电子节气门控制系统处于后备箱而非发动机舱,从而改善了工作环境,提高了稳定性。4)与自动驾驶仪方案相比，本技术所提供的汽车电子节气门控制系统及方；法，减小了执行机构的复杂程度，降低了智能/自动驾驶车辆开发过程中的成本，节约了车内的空间。5)本技术提供了一种针对直线往复运动形式加速踏板位置传感器的汽车电子节气门控制系统，解决了直线往复运动不易传递、不易控制的问题。附图说明图1为本技术的部分结构示意图；图2为本技术中直线运动滑台模组的结构示意图；图3为本技术中直线运动滑台模组与加速踏板位置传感器连接结构轴测投影图；图4为本技术中步进电机驱动器引脚功能定义示意图；图5为本技术中加速踏板位置传感器引脚功能定义示意图；图6为本技术中滑台与加速踏板位置传感器的连接装置结构图；图7为本技术中底板结构图。图中：1、步进电机；2、固定板；3、连接件Ⅰ；4、轴承Ⅰ；5、限位板Ⅰ；6、丝杆；7、滑台；8、限位板Ⅱ；9、轴承Ⅱ；10、螺孔；11、底板；12、螺栓Ⅰ；13、连接件Ⅱ；14、螺栓Ⅱ；15、加速踏板位置传感器；16、连接销；17、通孔。具体实施方式参阅图1、图2，一种汽车电子节气门控制系统，该系统包括PC机、快速原型控制器、步进电机驱动器、直流电源、步进电机1、直线运动滑台模组合和加速踏板位置传感器15。所述的快速原型控制器可以采用dSPACE公司MicroAutoBox。所述的直流电源为24V直流电源。所述的步进电机1为两相四线步进电机，可以采用型号为FLS40C7的步进电机。所述的步进电机驱动器可以采用FUYU公司型号为FMDD50D40NOM的两相四线驱动器。所述的加速踏板位置传感器15可以采用大众速腾车加速踏板位置传感器。所述的PC机通过TCP/IP协议以局域网的方式与dSPACE/MicroAutoBox相连；所述的步进电机驱动器、24V直流电源和快速原型控制器通过电线连接；具体连接方式为：24V直流电源的正、负极分别与步进电机驱动器的V+、V-相连接；24V直流电源的正、负极分别与dSPACE/MicroAutoBox专用电源线的正、负极相连接；步进电机驱动器与dSPACE/MicroAutoBox的连接采用共阴极接法，即步进电机驱动器上的脉冲+、方向+和脱机+分别与dSPACE/MicroAutoBox相应的信号线相连接，脉冲-、方向-和脱机-连接到一个公共地(GND端)。所述的步进电机1与步进电机驱动器的连接方式为：步进电机1的黑色导线与步进电机驱动器的A+引脚相连接，步进电机1的绿色导线与步进电机驱动器的A-引脚相连接，步进电机1的红色导线与步进电机驱动器的B+引脚相连接，步进电机1的蓝色导线与步进电机驱动器的B-引脚相连接。所述步进电机1通过直线运动滑台模组与加速踏板位置传感器15相连接。参阅图1，通过PC机完成控制算法搭建，编译后下载至原型控制器MicroAutoBox中，并通过安装在PC机上的软件ControlDesk实现控制命令、参数的修改。通过24V直流电源给MicroAutoBox和步进电机驱动器供电，MicroAutoBox将上层控制算法产生的控制命令通过脉冲信号发送至步进电机驱动器，步进电机驱动器驱动步进电机产生直线运动，推动加速踏板位置传感器产生直线运动。加速踏板位置传感器15由MicroAutoBox产生的5V直流电供电。最终，加速踏板位置传感器15将其实时位置信息(电压信号)发送至原型控制器MicroAutoBox和发动机ECU参阅图2、图6，所述的直线运动滑台模组合包括固定板2、连接件Ⅰ3、轴承Ⅰ4、限位板Ⅰ5、丝杆6、滑台7、限位板Ⅱ8、轴承Ⅱ9、底板11、连接件Ⅱ13和加速踏板位置传感器15；所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车电子节气门控制系统，其特征在于，该系统包括PC机、快速原型控制器、步进电机驱动器、直流电源、步进电机(1)、直线运动滑台模组合和加速踏板位置传感器(15)；其中所述的PC机通过TCP/IP协议以局域网的方式与快速原型控制器相连；所述的步进电机驱动器、直流电源和快速原型控制器通过电线连接；所述的步进电机驱动器与步进电机(1)相连；所述的加速踏板位置传感器(15)通过电线与快速原型控制器和发动机ECU相连接；所述的发动机ECU与节气门相连；所述的直线运动滑台模组合与步进电机(1)相固定。

【技术特征摘要】
1.一种汽车电子节气门控制系统，其特征在于，该系统包括PC机、快速原型控制器、步进电机驱动器、直流电源、步进电机(1)、直线运动滑台模组合和加速踏板位置传感器(15)；其中所述的PC机通过TCP/IP协议以局域网的方式与快速原型控制器相连；所述的步进电机驱动器、直流电源和快速原型控制器通过电线连接；所述的步进电机驱动器与步进电机(1)相连；所述的加速踏板位置传感器(15)通过电线与快速原型控制器和发动机ECU相连接；所述的发动机ECU与节气门相连；所述的直线运动滑台模组合与步进电机(1)相固定。2.根据权利要求1所述的一种汽车电子节气门控制系统，其特征在于，所述的直线运动滑台模组合包括固定板(2)、连接件Ⅰ(3)、轴承Ⅰ(4)、限位板Ⅰ(5)、丝杆(6)、滑台(7)、限位板Ⅱ(8)、轴承Ⅱ(9)、底板(11)、连接件Ⅱ(13)和加速踏板位置传感器(15)；所述的固定板(2)、连接件Ⅰ(3)、轴承Ⅰ(4)、限位板Ⅰ(5)、丝杆(6)、滑台(7)、限位板...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴坚，师江超，王远，高茹涵，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22