一种汽车电子节气门的控制试验平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种汽车电子节气门的控制试验平台，包括：电源；油门踏板，其上设置有油门开度传感器；节气门，其包括节气门电机，以调节进气量；电机驱动器，其与节气门电机连接，控制节气门电机工作；节气门传感器，其设置在节气门上，以检测节气门开度；控制器，其分别与油门开度传感器、电机驱动器、节气门传感器连接，通过采集油门开度和节气门开度，给电机驱动器发送控制指令，调节节气门的进气量；PC机，其与所述控制器连接，以监视、查看试验过程中的数据。本实用新型专利技术具有结构简单、功能完善的优点，能够实时对试验参数进行查看，便于了解节气门的工作原理，为优化节气门进气量提供了依据。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车节气门
，特别涉及一种汽车电子节气门的控制试验平台。
技术介绍
自上世界七十年代末，国外的汽车厂商和研究机构就开始了对汽车电子节气门的研发工作。八十年代初期，Bosch公司就开始了电子节气门研发测试工作，直到1988年，宝马才开始在高端轿车上配备电子节气门。但是，由于成本和技术条件限制，在此期间，电子节气门的发展迟缓。直到90年代初期，因现代汽车电子控制系统对汽车安全性和稳定性的需求，各大汽车厂商和科研机构才开始加大对汽车电子节气门的研发投入。丰田研制出亚洲最早的电子节气门，但是只是用作原有机械控制装置的辅助部件，并不是真正意义上的电子节气门系统。随后，Bosch、西门子，Denso，Delphi、Visteon，Marcella等众多厂商相继推出了自己的汽车电子节气门产品,虽然这些产品技术不够成熟，但是其表现出的潜力得到各大汽车厂商的重视。近些年来，国外汽车厂商汽车电子技术日趋成熟，推出的产品也更加完善，并且由于技术的提高，电子节气门成本降低，目前国外各大厂商，如通用、福特、大众、丰田、本田、雪铁龙等的汽车产品上大多都安装了电子节气门。可以说，在国外，电子节气门已经逐步取代原有老式节气门，成为汽车的标配。国内汽车厂商对于电子节气门的应用较晚，其现有的技术也多由国外引进。近几年随着国家经济的飞速发展，汽车工业也迅猛发展，但是由于技术成本的限制，国内厂商大多只在中高端汽车上采用电子节气门，只有少数知名厂商，如一汽、上汽、广汽等尝试在低端汽车上采用电子节气门。虽然国内众多汽车厂商采用了电子节气门，但是基本属于与国外汽车厂商合作，引进的国外技术，并没有本国完全独立知识产权的专利产品。为了打破这种技术壁垒，国内厂商和各大科研机构进行了不懈的努力。2004年，奇瑞汽车公司独立研发出具有完全独立知识产权的电子节气门，应用于旗云系列轿车上。中国一汽集团也进行了自主研发，并将其应用于红旗系列轿车上。国内高校也进行了深入的研究，例如清华大学开发的电子节气门，实现了汽车发动机的扭矩控制；吉林大学利用观测器反馈算法开发的电子节气门，成功的达到了对节气门的精确控制；北京理工大学利用模糊控制进行的快速控制原型设计；大连理工大学采用模糊算法，以单片机为核心设计了汽车电子节气门系统。这些研究都取得了一定的成果，但是国内的汽车电子节气门控制技术和国外汽车厂商相比，仍有较大差距。
技术实现思路
本技术设的目的是设计一种汽车电子节气门的控制试验平台，克服了现有试验平台结构复杂，部件连接不便的缺陷，具有结构合理，功能完善的优点。本技术提供的技术方案为：一种汽车电子节气门的控制试验平台，包括：电源；油门踏板，其上设置有油门开度传感器；节气门，其包括节气门电机，以调节进气量；电机驱动器，其与节气门电机连接，控制节气门电机工作；节气门传感器，其设置在节气门上，以检测节气门开度；控制器，其分别与油门开度传感器、电机驱动器、节气门传感器连接，通过采集油门开度和节气门开度，给电机驱动器发送控制指令，调节节气门的进气量；PC机，其与所述控制器连接，以监视、查看试验过程中的数据。优选的是，所述控制器采用单片机。优选的是，所述单片机为ATmega16A。优选的是，所述控制器还包括复位电路、时钟电路和下载电路。优选的是，所述控制其与PC机通过串口或USB进行通信。优选的是，所述电源为直流电源，并且包括稳压电路。优选的是，所述电机驱动器采用PWM方式控制节气门电机。优选的是，所述PC机上显示有可视化友好参数设定显示界面。优选的是，所述第一阈值为20°，第二阈值为10°。本技术的有益效果是：本技术提供了一种汽车电子节气门的控制试验平台，具有结构简单、功能完善的优点，能够实时对试验参数进行查看，便于了解节气门的工作原理，为优化节气门进气量提供了依据。附图说明图1为本技术所述的汽车电子节气门的控制试验平台总体结构示意图。图2为稳压电路示意图。图3为单片机最小系统示意图。图4为串口通信电路示意图。图5为USB通信电路示意图。图6为直流电机驱动电路示意图。图7为控制流程图。图8为PC机监控界面示意图。图9为前面板界面示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本技术提供了一种汽车电子节气门的控制试验平台，包括电源110、油门踏板120、电机驱动器130、节气门140、节气门传感器150以及控制器160和PC机170。电源110为直流电源，是整个汽车电子节气门实验平台的动力源。电源110为油门踏板120上的传感器、控制器160、电机驱动器130及节气门140进行供电。电源110能够为整个汽车电子节气门实验平台提供稳定的+5V和+12V的直流电源。油门踏板是由驾驶员控制的，其上面的传感器接收到驾驶员的“意图”之后，将驾驶员的“意图”以电信号的方式反映给控制器160。所述控制器160采用单片机控制器。单片机是该系统的核心，各个模块的工作都是由该控制器协调完成。单片机通过A/D转换将采集到的油门踏板120传感器数据读入，然后根据汽车发动机ECU传输的其他相关数据信息计算出节气门140的最佳开度。确定节气门140最佳开度后，单片机根据节气门传感器反馈信号，通过一定的控制算法确定控制输出值，该值经过换算后用于电机驱动器130的占空比的设定。电机驱动器130是单片机输出信号的放大器，其根据单片机输出的PWM信号，输出对应的直流电压以驱动节气门电机。PC机170是实验平台的监控器，实验过程中的数据、现象均能够在PC机170上进行查看。如图2所示，为了使汽车电子节气门实验平台能够安全稳定的运行，直流电源的输出必须具有稳定性。因此，所述电源110包括稳压电路。汽车电子节气门实验平台中直流电机所需电流最大可达6A，超过几种芯片最大电流要求，所以本设计采用LM318芯片，其输出值为1.2V-32V，最大为7A。如图3所示，所述控制器160采用ATmega16A单片机，还包括复位电路、时钟电路、下载电路3部分。ATmega16A与一般51系列单片机采用的复位电路不相同，它是低电平信号复位。当开关按钮K1按下时，RESET引脚与地相连通，其电平被拉低实现单片机的复位。当K1断开，RESET电平重新变高，控制器从复位模式转为正常工作模式。电容C3的存在可以消除杂波、干扰使得复位电路更加可靠，不会因为外界干扰使单片机频繁复位。二极管D1的作用有两个：一是将复位信号的电压值限制在VCC+0.5V附近，二是外部供电中断后使电阻R1短路，使电容C3迅速放电，以使下次上电时能及时产生有作用的复位电压。控制器程序下载电路设计时，采用ISP下载方式。ISP是在线系统编程的缩写，其优点是，即使器件焊接在电路板上，仍可对其进行编程在系统可编程是FLASH存储器的固有特性，FLASH几乎都采用这种编程方式，本设计也不例外。另外，ISP编程硬件设计简单，下载方便可靠，有效提高工作效率。该系列单片机可通过两种方式提供时钟。一种是使用内置RC振荡器，另一种是外接晶振。虽然ATmega16A已经内置了RC震荡器，可以产生1MHz、2MHz、4MHz、8MHz的振荡频率，但是其容易受到外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车电子节气门的控制试验平台，其特征在于，包括：电源；油门踏板，其上设置有油门开度传感器；节气门，其包括节气门电机，以调节进气量；电机驱动器，其与节气门电机连接，控制节气门电机工作；节气门传感器，其设置在节气门上，以检测节气门当前开度；控制器，其分别与油门开度传感器、电机驱动器、节气门传感器连接；所述控制器还包括复位电路、时钟电路和下载电路；PC机，其与所述控制器连接，以监视、查看试验过程中的数据。

【技术特征摘要】
1.一种汽车电子节气门的控制试验平台，其特征在于，包括：电源；油门踏板，其上设置有油门开度传感器；节气门，其包括节气门电机，以调节进气量；电机驱动器，其与节气门电机连接，控制节气门电机工作；节气门传感器，其设置在节气门上，以检测节气门当前开度；控制器，其分别与油门开度传感器、电机驱动器、节气门传感器连接；所述控制器还包括复位电路、时钟电路和下载电路；PC机，其与所述控制器连接，以监视、查看试验过程中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：白锐，王胜贤，王贺彬，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21