[实用新型]一种基于单片机的电子节气门控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到节气门的智能化控制领域，尤其涉及一种基于单片机的电子节气门控制装置。

背景技术

电子节气门的研究工作起源于上世纪70年代，自上世纪80年代开始有产品问世，近几十年来，国外对电子节气门的研究取得了非常迅速的发展。发展趋势可总结为：在控制策略上由线性控制发展为非线性控制，由辅助电子节气门发展为独立的电子节气门系统，从单一的控制功能发展到集成多种控制功能，兼顾提高动力性、经济性、操纵稳定性、排放性和乘坐舒适性。电子节气门系统的研发已有了很大的进步，但在技术上仍不成熟，因此应用也并不十分广泛，但是电子节气门系统对提高车辆动力性、经济性、安全性、乘坐舒适性，降低排放有重大意义。在21世纪新能源开发和电控技术飞速发展的形势下，随着生产成本下降以及排放要求不断提高，电子节气门系统的普及使用将成为必然。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于单片机的电子节气门控制装置。它能够解决节气门的精确控制问题，即通过单片机来处理传感器单元采集的信息，然后将处理后的转向控制信号传送给驱动电路。从而达到节气门的精确控制。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于单片机的电子节气门控制装置，其特征在于，包括电源模块，安装在节气门位置的开度传感器、安装在油门踏板上的位置传感器、与驱动电机连接的电机控制单元、以及核心控制单元，其中，核心控制单元分别与开度传感器、位置传感器、电机控制单元相连接，电源模块经降压后与核心控制单元连接。

本实用新型的基于单片机的的电子节气门控制装置，根据核心控制单元所采集的驾驶员踩下油门踏板开度，油门踏板位置传感器将油门踏板行程转换成目标电信号。同时，节气门开度传感器也将节气门实际开度转换成实际电信号。这两个信号同时送入单片机进行比较。若目标信号与实际信号不同，说明节气门开度没有达到控制要求，则单片机改变输出PWM的占空比，以改变驱动电机的平均电压，使电机驱动扭矩与弹簧回复扭矩达到新的平衡位置，控制节气门开度变化，达到目标要求。

附图说明

图1为系统硬件总体设计示意图。

图2为系统电压调节示意图。

图3为H桥正转示意图。

图4为主程序流程图。

图5为节气门角度计算子程序流程图。

图6为PID控制系统原理图。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明

具体实施方式

参照图1，本实用新型的基于单片机的电子节气门控制装置，包括电源模块，安装在节气门位置的开度传感器、安装在油门踏板位置的油门传感器、与驱动电机连接的电机控制单元、以及核心控制单元，其中，核心控制单元分别与开度传感器、油门传感器、电机控制单元相连接，电源模块经降压后与核心控制单元连接。

所述核心控制器采用16位的单片机MC9S12XS128，该系列的单片机在汽车电子领域有着广泛的应用。单片机MC9S12XS128的中央处理器CPU12由以下三部分组成：算术逻辑单元ALU，控制单元和寄存器组。CPU外部总线频率为8MHZ或者16MHZ，通过内部锁相环(PLL)，可以使内部总线速度可以达到25MHZ。内部寄存器组中的寄存器，堆栈指针和变址寄存器均为16位。它具有很强的高级语言支持功能。CPU12的累加器A和B是8位的，也可以组成16位累加器D。

所述电机控制单元也就是采用行脉冲调制(pulse width modulation，简称PWM)控制方式，该控制方式的电路采用H桥驱动电路，所谓的H桥驱动电路就是控制电机正反转的。本实施例使用了2路PWM控制信号，用来控制电机驱动电路。将节气门位置上的开度传感器和油门踏板上的位置传感器采集到的信息送到单片机MC9S12XS128B中进行处理。

参照图2，电源模块为各个模块正常工作提供可靠的工作电压。在电子节气门控制系统中，核心控制单元、节气门位置的开度传感器、油门踏板上的位置传感器都是5V；驱动电机可直接由12V电源为其提供工作电压。电源电压经过7805芯片稳压至5V后供单片机MC9S12XS128，节气门位置上的开度传感器、油门踏板上的位置传感器使用。