[发明专利]线控节气门控制器模块及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体说是一种用于控制汽车发动机进气量的线控节气门控制器模块及其控制方法。

背景技术

线控技术最初源于航空工业，引入到汽车工业后被认为可以有效地提高车辆安全性、性能和燃料效率，同时又可以减少设计和制造费用。在传统的机械节气门控制系统中，加速踏板和节气门之间存在一个机械连接(通过一个拉锁或是连杆实现)，驾驶员通过踩踏加速踏板直接完成对发动机进气歧管进气量的控制。随着计算机技术，电子技术的快速发展，这种传统的机械油门控制机制的缺点也日益显露出来：

1.这种控制完全是由人脑完成的，因此对驾驶员的操作技能要求较高。对于那些驾驶技能不高的人来说，汽车的油耗与排放都会增加很多；

2.拉杆式的控制机构存在机械磨耗的问题，使用时间愈久，控制就会愈不精准，反应也就愈慢，最后也导致汽车驾驶性能下降，油耗与排放增加。

在能源危机，国际油价持续走高，人们的环保意识日益加强的今天，上述缺点日益突出。在这种情况下，产生了线控节气门(俗称，电子油门，Electronic Throttle Control，ETC)控制方式。ETC系统取消了上述系统中的机械连接，通过增加相应的传感器、电机以及电控单元，实时精确地控制节气门开度。最初的ETC设计是为了发动机扭矩控制和空燃比控制，有助于提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放污染。现代ETC系统通常与其他控制系统如发动机管理系统、主动安全控制系统等结合，共同完成对节气门开启角度的控制，以更好地改善驾驶的安全性和舒适性。

节气门控制改成电子控制后，当驾驶员踩下油门踏板时，其实他只是在传送一个讯号(即，一个油门踩踏深浅与快慢的讯号)，这个讯号会被引擎监理系统接收和解读，然后再发出控制指令要节气门阀片依指令快速或缓和开启它应当张开的角度。由于线控节气门系统是通过车载电脑——ECU(电子控制单元)来调整节气门的，因此线控节气门系统可以设置各种功能来改善驾驶的安全性和舒适性。例如，世界卫生组织的事故调查显示，大约50％～60％的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。目前，融入“酒后驾驶监控与报警”扩展算法的线控节气门系统还未见报道。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种使用电子装置(传感器、电机、ECU等)取代传统机械节气门控制系统中踏板和节气门之间的机械连接，实现对节气门的电子控制，同时在线控节气门控制器模块内融入各种线控节气门扩展算法，以充分发挥电子控制方式的优势的线控节气门控制器模块及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明线控节气门控制器模块，设于电子油门踏板及线控节气门体之间，具有主处理器，用于运行各种控制算法，通过模拟量输入接口分别与酒敏传感器及踏板位置传感器相连；通过PWM接口及电机驱动器控制步进电机的动作。

本发明线控节气门控制器模块还具有FLASH，用于存放操作系统的系统程序以及控制算法程序；SDRAM，用于运行控制算法程序，存储现场数据；E²PROM，用于存放通讯波特率、ID地址、组态信息；上述各部件通过系统总线与主处理器相连；所述主处理器通过CAN总线接口与车载电脑相连。

本发明线控节气门控制器模块的控制方法包括以下步骤：

系统初始化，并将当前步进电机给定步数值和前次循环中步进电机给定步数值置0；采集踏板位置传感器的数据值及酒敏传感器的数据值；根据酒敏传感器的数据值判断酒精浓度是否超过临界值；如上述判断结果超过临界值，则进入限位模式，并计算该模式下步进电机给定步数值，同时发出报警提示；将步进电机给定步数值赋值给当前控制循环中步进电机给定步数值；计算抖动参数值，判断其是否超出抖动临界值；若超出抖动临界值，则计算步进电机所需调整的步数值，并将当前控制循环中步进电机给定步数值赋给前次控制循环中步进电机给定步数值；判断步进电机所需调整的步数值的符号，若为正，则步进电机正转adjustnum步；返回数据采集阶段，进行新一轮的采集和控制。