專利名稱：一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及車輛油門控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置。
背景技術(shù)：
油門控制裝置通過獲取并處理司機(jī)控制器的油門控制信息，輸出針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制信號(hào)，以增大或降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。目前，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)支持的油門控制方式主要有:使用PWM(脈沖寬度調(diào)制)調(diào)速信號(hào)來控制油門；使用電壓調(diào)速信號(hào)來控制油門；使用發(fā)動(dòng)機(jī)ECU (電子控制單元)控制數(shù)據(jù)來控制油門，其中，所述ECU控制數(shù)據(jù)由CAN (控制器局域網(wǎng)絡(luò))Bus現(xiàn)場(chǎng)總線輸出、滿足SAE (汽車工程協(xié)會(huì))J1939標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。但是，面對(duì)上述只能支持特定的一種油門控制方式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，現(xiàn)有的只能提供特定的一種油門控制方 式的油門控制裝置，顯然，具有通用性較差的缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，可提供以下油門控制方式:使用PWM調(diào)速信號(hào)來控制油門、使用電壓調(diào)速信號(hào)來控制油門和使用發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制數(shù)據(jù)來控制油門。一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，包括:處理器、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊；所述處理器分別與所述輸入模塊、輸出模塊和電源模塊電連接；所述處理器設(shè)置有輸出滿足SAE J1939標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶控制數(shù)據(jù)的第一控制管腳、輸出電壓調(diào)速信號(hào)的第二控制管腳和輸出占空比可調(diào)的PWM調(diào)速信號(hào)的第三控制管腳；所述輸出模塊設(shè)置有依次與所述第一控制管腳、第二控制管腳和第三控制管腳相連接的CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線輸出接口、電壓輸出接口和PWM輸出接口 ；所述處理器通過所述輸入模塊讀取司機(jī)控制器的油門控制信息、進(jìn)行處理，并通過所述輸出模塊發(fā)出油門控制信號(hào)；所述電源模塊為所述處理器和各模塊供電。其中，所述輸入模塊設(shè)置有:1/0數(shù)字輸入接口和電壓采樣輸入接口 ；所述處理器通過所述I/O數(shù)字輸入接口，獲取司機(jī)控制器的狀態(tài)信息；所述處理器通過所述電壓采樣輸入接口，獲取司機(jī)控制器的電壓調(diào)速信號(hào)。其中，所述處理器為:STM32處理器。其中，所述STM32處理器設(shè)置有:基于ARM Cortex_M3架構(gòu)的STM32F103芯片，及其周邊電路。其中，所述CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線輸出接口設(shè)置有:CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線收發(fā)器PCA82C250芯片和光電耦合器HCPL-0600芯片。其中，所述電壓采樣輸入接口設(shè)置有:模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7887芯片和四通道數(shù)字隔離器ADUM5401芯片。其中，所述電源模塊包括:+24V系統(tǒng)隔離電源模塊、+3.3V電源模塊和+5V隔離電源模塊。其中，所述+3.3V電源模塊設(shè)置有:高效率線性穩(wěn)壓器AMS1117⑶-3.3芯片?？蛇x地，所述處理器還設(shè)置有針對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)的第四控制管腳?？蛇x地，還設(shè)置有:通信模塊；所述通信模塊與所述處理器和電源模塊電連接；所述通信模塊設(shè)置有RS-232接口 ；所述第四控制管腳通過所述RS-232接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。從上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提出的油門控制裝置的處理器通過輸入模塊讀取司機(jī)控制器的油門控制信息、進(jìn)行處理，并通過控制管腳將處理結(jié)果發(fā)送給輸出模塊進(jìn)行輸出，其中，所述處理器設(shè)置有輸出滿足SAE J1939標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制數(shù)據(jù)的第一控制管腳、輸出電壓調(diào)速信號(hào)的第二控制管腳和輸出占空比可調(diào)的PWM調(diào)速信號(hào)的第三控制管腳，解決了現(xiàn)有技術(shù)中提供單一油門控制方式的油門控制裝置，在面對(duì)只能支持特定的一種油門控制·方式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，通用性較差的缺陷。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1a-1g為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種電壓采樣輸入接口結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線輸出接口結(jié)構(gòu)示意圖；圖2c為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種+3.3V電源模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了引用和清楚起見，下文中使用的技術(shù)名詞、簡寫或縮寫總結(jié)如下:PWM:Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制；ECU !Electronic Control Unit,電子控制單兀；CAN:ControIIer Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò)；SAE:Society ofAutomotive Engineers,汽車工程協(xié)會(huì)；SPI:Serial Peripheral Interface,串行外圍設(shè)備接口。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。參見圖la-lg、圖2a_2c，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，可提供以下油門控制方式:使用PWM調(diào)速信號(hào)來控制油門、使用電壓調(diào)速信號(hào)來控制油門和使用發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制數(shù)據(jù)來控制油門，包括:處理器100、輸入模塊200、輸出模塊300和電源模塊400 (參見圖1a)；所述處理器100分別與所述輸入模塊200、輸出模塊300和電源模塊400電連接；作為優(yōu)選，所述處理器100可設(shè)置為STM32處理器；該STM32處理器具有功耗低、集成度高、性能優(yōu)越和開發(fā)簡便等優(yōu)點(diǎn)；更為具體的，所述STM32處理器可設(shè)置有基于ARMCortex-M3架構(gòu)的STM32F103芯片，及其周邊電路，但并不局限。所述處理器100通過所述輸入模塊200讀取司機(jī)控制器的油門控制信息，進(jìn)行處理，并通過所述輸出模塊300發(fā)出油門控制信號(hào)；所述司機(jī)控制器位于駕駛室內(nèi)，由駕駛員進(jìn)行操作；其中，所述輸入模塊200可設(shè)置有:1/0數(shù)字輸入接口 201和電壓采樣輸入接口202 (參見圖1b)；其中，所述電壓采樣輸入接口 202可設(shè)置有:模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7887芯片2021和四通道數(shù)字隔離器ADUM5401芯片2022 (參見圖2a)，但并不局限；
所述AD7887芯片2021將其接收的模擬電壓信號(hào)(即司機(jī)控制器的電壓調(diào)速信號(hào))轉(zhuǎn)換為SPI總線數(shù)字信號(hào)；所述AD7887芯片2021通過所述ADUM5401芯片2022與所述處理器100進(jìn)行SPI通信，實(shí)現(xiàn)所述電壓采樣輸入接口 202內(nèi)部數(shù)字電壓與模擬電壓的隔離。所述處理器100通過所述I/O數(shù)字輸入接口 201，獲取司機(jī)控制器的狀態(tài)信息；所述司機(jī)控制器的狀態(tài)信息包括中位(即零位)、前進(jìn)和后退三種開關(guān)量的狀態(tài)信息；前述三種狀態(tài)信息分別對(duì)應(yīng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)駕駛車輛達(dá)到的三種不同行進(jìn)狀態(tài)，具體為:所述中位對(duì)應(yīng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)駕駛車輛保持怠速；所述前進(jìn)對(duì)應(yīng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)駕駛車輛向前行駛；所述后退對(duì)應(yīng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)駕駛車輛倒車。所述處理器100通過所述電壓采樣輸入接口 202，獲取司機(jī)控制器的電壓調(diào)速信號(hào);所述司機(jī)控制器的電壓調(diào)速信號(hào)的電壓值范圍一般設(shè)定為(T+15V ;所述電壓值越大，對(duì)應(yīng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高；所述電壓值越小，對(duì)應(yīng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低；電壓為零(即所述司機(jī)控制器處于中位)時(shí)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持怠速。所述處理器100設(shè)置有輸出滿足SAE J1939標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的發(fā)動(dòng)機(jī)E⑶控制數(shù)據(jù)的第一控制管腳101、輸出電壓調(diào)速信號(hào)的第二控制管腳102和輸出占空比可調(diào)的PWM調(diào)速信號(hào)的第三控制管腳103 (參見圖1c)；其中，所述電壓調(diào)速信號(hào)可設(shè)定為(T+5V的電壓調(diào)速信號(hào)。所述輸出模塊300設(shè)置有依次與所述第一控制管腳101、第二控制管腳102和第三控制管腳103相連接的CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線輸出接口 301、電壓輸出接口 302和PWM輸出接口303 (參見圖1d)；其中，所述CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線接口 301可設(shè)置有:CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線收發(fā)器PCA82C250芯片3011和光電耦合器HCPL-0600芯片3012 (參見圖2b)，但并不局限；所述PCA82C250芯片3011是CAN Bus協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，可實(shí)現(xiàn)CAN Bus物理總線與CAN Bus協(xié)議控制器之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換；所述光電耦合器HCLP-0600芯片3012與所述PCA82C250芯片3011電連接，作用于所述PCA82C250芯片3011處理后的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)所述CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線接口 301內(nèi)部數(shù)字電壓與通信電路供電電壓的隔離。所述電源模塊400為所述處理器100和各模塊供電；其中，所述電源模塊400可包括:+24V系統(tǒng)隔離電源模塊4001、+3.3V電源模塊4002和+5V隔離電源模塊4003 (參見圖1e);其中，所述+3.3V電源模塊4002可設(shè)置有高效率線性穩(wěn)壓器AMSl117⑶-3.3芯片40021 ；所述+3.3V電源模塊4002采用所述AMS1117CD-3.3芯片40021實(shí)現(xiàn)該電路內(nèi)部所需的3.3V數(shù)字電壓；作為優(yōu)選，還可為該電路配置LED指示燈40022，當(dāng)所述LED指示燈發(fā)亮?xí)r，表示該電路處于+3.3V供電狀態(tài)(參見圖2c)。所述+24V系統(tǒng)隔離電源模塊，為所述基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置提供+24V直流電壓，由駕駛車輛直接提供；所述+3.3V電源模塊，為所述STM32處理器101提供+3.3V直流電壓；所述+5V隔離電源模塊，為所述輸入接口中的電壓采樣輸入接口 302提供+5V直流電壓，以保證電壓采樣數(shù)據(jù)的可靠性，以及為所述CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線輸出接口 301中的PCA82C250芯片3012供電，以保證CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)輸出的可靠性。作為優(yōu)選，參見圖1f，上述處理器100還可設(shè)置有針對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)的第四控制管腳104 (參見圖1f )，相應(yīng)的，所述基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置還設(shè)置有:通信模塊500 (參見圖1g)；所述通信模塊500與所述處理器100和電源模塊400電連接；所述通信模塊500設(shè)置有RS-232接口 ；所述第四控制管腳104通過所述RS-232接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；其中，所述RS-232接口可設(shè)置有:MAX202EESE芯片。需要說明的是，本實(shí)施例所提供的電路圖(圖2a_2c)，僅為分別對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)所述電壓采樣輸入接口 202、所述CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線輸出接口 301和所述+3.3V電源模塊4002的功能的其中一種實(shí)現(xiàn)方式，并不局限于此。綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例提出的油門控制裝置的處理器通過輸入模塊讀取司機(jī)控制器的油門控制信息，進(jìn)行處理，并通過控制管腳將處理結(jié)果發(fā)送給輸出模塊進(jìn)行輸出，其中，所述處理器設(shè)置有輸出滿足SAEJ1939標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制數(shù)據(jù)的第一控制管腳、輸出電壓調(diào)速信號(hào)的第二控制管腳和輸出占空比可調(diào)的PWM調(diào)速信號(hào)的第三控制管腳，解決了現(xiàn)有技術(shù)中提供單一油門控制方式的油門控制裝置在面對(duì)只能支持特定的一種油門控制方式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，通用性較差的缺陷。
對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)上述實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特 點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，其特征在于，包括: 處理器、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊； 所述處理器分別與所述輸入模塊、輸出模塊和電源模塊電連接； 所述處理器設(shè)置有輸出滿足汽車工程協(xié)會(huì)SAE J1939標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU控制數(shù)據(jù)的第一控制管腳、輸出電壓調(diào)速信號(hào)的第二控制管腳和輸出占空比可調(diào)的脈沖寬度調(diào)制PWM調(diào)速信號(hào)的第三控制管腳； 所述輸出模塊設(shè)置有依次與所述第一控制管腳、第二控制管腳和第三控制管腳相連接的CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線輸出接口、電壓輸出接口和PWM輸出接口 ； 所述處理器通過所述輸入模塊讀取司機(jī)控制器的油門控制信息、進(jìn)行處理，并通過所述輸出模塊發(fā)出油門控制信號(hào)； 所述電源模塊為所述處理器和各模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，其特征在于，所述輸入模塊設(shè)置有:1/0數(shù)字輸入接口和電壓采樣輸入接口 ； 所述處理器通過所述I/O數(shù)字輸入接口，獲取司機(jī)控制器的狀態(tài)信息； 所述處理器通過所述電壓采樣輸入接口，獲取司機(jī)控制器的電壓調(diào)速信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，其特征在于，所述處理器為:STM32處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要 求3所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，其特征在于，STM32處理器設(shè)置有:基于ARM Cortex-M3架構(gòu)的STM32F103芯片，及其周邊電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，其特征在于，所述CANBus現(xiàn)場(chǎng)總線輸出接口設(shè)置有:CAN Bus現(xiàn)場(chǎng)總線收發(fā)器PCA82C250芯片和光電耦合器HCPL-0600 芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，其特征在于，所述電壓采樣輸入接口設(shè)置有:模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7887芯片和四通道數(shù)字隔離器ADUM5401芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，其特征在于，所述電源模塊包括:+24V系統(tǒng)隔離電源模塊、+3.3V電源模塊和+5V隔離電源模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，其特征在于，所述+3.3V電源模塊設(shè)置有:高效率線性穩(wěn)壓器AMS1117⑶-3.3芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，其特征在于，所述處理器還設(shè)置有針對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)的第四控制管腳。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，其特征在于，還設(shè)置有:通信模塊； 所述通信模塊與所述處理器和電源模塊電連接； 所述通信模塊設(shè)置有RS-232接口 ；所述第四控制管腳通過所述RS-232接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種基于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油門控制裝置，包括處理器、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊；所述處理器分別與所述輸入模塊、輸出模塊和電源模塊電連接；所述電源模塊為所述處理器和各模塊供電；所述處理器設(shè)置有分別輸出滿足汽車工程協(xié)會(huì)SAE J1939標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU控制數(shù)據(jù)、輸出電壓調(diào)速信號(hào)和輸出脈沖寬度調(diào)制PWM調(diào)速信號(hào)的控制管腳；所述輸出模塊設(shè)置有依次與上述控制管腳連接的輸出接口；所述處理器通過輸入模塊讀取并處理司機(jī)控制器的油門控制信息、通過輸出模塊發(fā)出油門控制信號(hào)，可提供分別使用PWM調(diào)速信號(hào)、電壓調(diào)速信號(hào)或發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制數(shù)據(jù)來控制油門的三種油門控制方式。
文檔編號(hào)F02D11/10GK203098060SQ20132003558
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者富弘毅, 胡輝, 朱逸武, 鄭祎 申請(qǐng)人:株洲嘉成科技發(fā)展有限公司