本实用新型专利技术公开了一种基于J1939协议的柴油机油门驱动装置，油门驱动装置包括电机安装箱、油门拉线，电机安装箱内设有驱动电机、油门拉线驱动轮、驱动轮旋转角度测量电路板、控制电路板，控制电路板设有输入调理电路、CAN隔离驱动电路、电源变换电路、CPU中央处理单元、电机驱动电路、角度测量电路、转速测量电路，电机驱动电路与驱动电机连接，角度测量电路与驱动轮旋转角度测量电路板连接，控制电路板还分别与外部电源、控制器连接。防水等级高，霍尔角度传感器测量采用非接触式的方式，大大增加了测量的可靠性；增加了控制电路和模块，完成了J1939协议的解析，柴油机油门高低怠速位置的标定，外部开关量信号控制自动怠速等功能。外部开关量信号控制自动怠速等功能。外部开关量信号控制自动怠速等功能。
【技术实现步骤摘要】
一种基于J1939协议的柴油机油门驱动装置
[0001]本技术涉及发动机油门驱动
，具体为一种基于J1939协议的柴油机油门驱动装置。
技术介绍
[0002]采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(计算机)和执行机构三部分组成，可对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制；电喷柴油喷射系统采用转速、油门踏板位置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度等传感器，将实时检测的参数同时输入计算机(ECU)，与已储存的设定参数值或参数图谱(MAP图)进行比较，经过处理计算按照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据ECU指令控制喷油量(供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间)和喷油正时(正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点)，同时对废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制，使柴油机运行状态达到最佳。但现有传统的机械油门工程机械还缺乏与电喷柴油喷射系统的连接及驱动手段。
[0003]J1939是美国汽车工程协会(SAE)的推荐标准，用于为中重型道路车辆上电子部件间的通讯提供标准的体系结构。它由“卡车与大型客车电气与电子委员会”(Track&Bus Electrical&Electronics Committee)下属的“卡车与大型客车控制和通讯网络附属委员会”(Track&Bus Control and Communications Network Subcommittee)开发编写。J1939基于德国Bosch公司(Robert Bosch GmbH)开发的控制器局域网络(CAN：Controller Area Network)，可达到250Kbps的通讯速率。它描述了重型车辆现场总线的一种网络应用，包括CAN网络物理层定义、数据链路层定义、应用层定义、网络层定义、故障诊断和网络管理。在SAE J1939协议中，不仅仅指定了传输类型、报文结构及其分段、流量检查等，而且报文内容本身也做了精确的定义。J1939是在商用车辆、舰船、轨道机车、农业机械和大型发动机中应用最广泛的应用层协议。
技术实现思路
[0004]本技术是为克服现有技术现有传统的机械油门工程机械还缺乏与电喷柴油喷射系统的连接及驱动手段的问题，提供一种结构合理，在无接触位置反馈发动机油门驱动装置上，增加控制电路和驱动模块，基于J1939协议的柴油机油门驱动装置。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于J1939协议的柴油机油门驱动装置，包括油门驱动装置，所述的油门驱动装置包括电机安装箱、油门拉线，所述的电机安装箱内设有驱动电机、油门拉线驱动轮、驱动轮旋转角度测量电路板、控制电路板，所述的电机安装箱还设有油门软轴、出线防水接头，所述的油门拉线一端穿过油门软轴与油门拉线驱动轮连接，所述的油门拉线驱动轮与驱动电机输出轴一端固定，所述的控制电路板设有输入调理电路、CAN隔离驱动电路、电源变换电路、CPU中央处理单元、电机驱动电路、角度测量电路、转速测量电路，所述的电机驱
动电路与驱动电机连接，所述的角度测量电路与驱动轮旋转角度测量电路板连接，所述的控制电路板还分别与外部电源、控制器连接。
[0007]作为本技术优选的方案，所述的油门拉线驱动轮中部设有磁钢，所述的驱动轮旋转角度测量电路板设于油门拉线驱动轮外侧且与磁钢之间设有间隔，所述的驱动轮旋转角度测量电路板上设有与磁钢位置配合的霍尔角度传感器。
[0008]作为本技术优选的方案，所述的驱动轮旋转角度测量电路板上的霍尔角度传感器为Triaxis三轴霍尔角度传感器，所述的磁钢与位置传感电路板之间的间隔距离为0.5
‑
2毫米。
[0009]本方案中，通过驱动电机带动油门拉线驱动轮旋转，驱动油门拉线在油门软轴中伸缩运动，最终由油门拉线带动发动机的油门大小，对发动机进行转速控制，油门拉线伸缩的具体距离由霍尔角度传感器测量，即通过测量安装于油门拉线驱动轮上的磁钢和位置传感电路板上霍尔角度传感器相对旋转角度获取油门拉线伸缩的具体距离；油门拉线另一端穿过油门软轴的通孔在电机安装箱外，该端与发动机油门装置相连接。
[0010]为了精确控制发动机的油门大小，需要实时、可靠的获取当前的油门拉线伸缩行程，本方案使用霍尔角度传感器对油门拉线驱动轮进行旋转角度的测量，Triaxis三轴霍尔角度传感器既可以感应垂直方向也可以感应平行与芯片表面的磁场强度；安装于油门拉线驱动轮中心位置的径向磁化磁钢的磁场在安装于位置传感电路板中心位置的传感器芯片表面上方旋转，其强度可以通过非接触式的方式测量，如图2所示，角度的信息可以通过磁场的两个矢量分量(例如Bx和By)计算得到，并产生一个正比于角度的模拟量输出电压；本方案实例产品行程与传感器输出的关系如图3所示；采用本方案结构进行油门行程测量，在纵向方向只需要增加一个磁钢，磁钢与位置传感电路板之间大于0.5mm小于2mm间隙，加上位置传感电路板的厚度2mm，总共小于4mm的距离，远远小于普通电位器的纵向距离，并且由于本方案测量采用非接触式的方式，大大增加了测量的可靠性。
[0011]作为本技术优选的方案，所述的CPU中央处理单元包括IO输入模块、J1939协议解析模块、柴油机自动怠速控制模块、数据存储模块、柴油机油门高低怠速标定模块、柴油机转速控制模块、柴油机油门位置控制模块、油门电机无极双向驱动模块、油门拉线驱动轮角度检测模块、柴油机转速测量模块。
[0012]作为本技术优选的方案，所述的输入调理电路与外部先导压力梭阀组压力开关连接，所述的CAN隔离驱动电路与外部电喷柴油机型工程机械控制仪表或控制器连接，所述的电机驱动电路为pwm桥式电机驱动电路，所述的转速测量电路与外部柴油机上的转速传感器连接。
[0013]作为本技术优选的方案，所述的电源变换电路与外部供电系统连接，所述的电源变换电路输入电压为12V或24V，所述的电源变换电路输出电压为3.3V、5V和12V。
[0014]本方案的硬件电路主要由输入调理电路、CAN隔离驱动电路、电源变换电路、CPU中央处理单元、pwm桥式电机驱动电路、角度测量电路、转速测量电路组成，各部分功能如下：电源变换电路将工程机械供电系统12的12V或24V供电电压转化为系统内部的3.3V、5V和12V电源，给各系统供电。输入调理电路用于检测外部先导压力梭阀组压力开关信号，用于判定工程机械是否工作。CAN隔离驱动电路与外部电喷柴油机型工程机械控制仪表或控制器进行通讯，用于接收J1939柴油机工作命令，并将自身的油门位置和转速信号通过J1939
协议反馈给电喷柴油机型工程机控制仪表或控制器。CPU中央处理及存储单元用于完成各控制逻辑并存贮标定数据。pwm桥式电机驱动电路用于对柴油机油门驱动装置的油门拉线驱动电机进行无极双向调速控制。角度测量电路用于调理检测角度传感器输出的正比于油门拉线本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于J1939协议的柴油机油门驱动装置，包括油门驱动装置，其特征在于：所述的油门驱动装置包括电机安装箱、油门拉线，所述的电机安装箱内设有驱动电机、油门拉线驱动轮、驱动轮旋转角度测量电路板、控制电路板，所述的电机安装箱还设有油门软轴、出线防水接头，所述的油门拉线一端穿过油门软轴与油门拉线驱动轮连接，所述的油门拉线驱动轮与驱动电机输出轴一端固定，所述的控制电路板设有输入调理电路、CAN隔离驱动电路、电源变换电路、CPU中央处理单元、电机驱动电路、角度测量电路、转速测量电路，所述的电机驱动电路与驱动电机连接，所述的角度测量电路与驱动轮旋转角度测量电路板连接，所述的控制电路板还分别与外部电源、控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种基于J1939协议的柴油机油门驱动装置，其特征在于：所述的油门拉线驱动轮中部设有磁钢，所述的驱动轮旋转角度测量电路板设于油门拉线驱动轮外侧且与磁钢之间设有间隔，所述的驱动轮旋转角度测量电路板上设有与磁钢位置配合的霍尔角度传感器。3.根据权利要求2所述的一种基于J1939协议的柴油机油门驱动装置，其特征在于：所述的驱动轮旋转角度测量电路板上的霍尔角度传感器为Triaxis三轴霍尔角度传感器，所述的磁钢与位置传感电路板之间的间隔距离为0.5
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2毫米。4.根据权利要求1所述的一种基于J1939协议的柴油机油门驱动装...
【专利技术属性】
技术研发人员：高宇，
申请(专利权)人：临安万帮科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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