[发明专利]电子节气门体位置控制仪

说明书

技术领域

本发明涉及汽车发动机进气系统电子节气门片位置的检测装置，具体来说涉 及用于检测汽车发动机进气系统的节气门体总成的位置控制仪器。

背景技术

汽车发动机系统节气门体总成的作用是控制发动机的进气流量，决定发动机 的运行工况。驾驶员通过操作油门踏板来操纵节气门开度。传统节气门体总成采 用机械连接方式，通过拉杆或拉索传动连接油门踏板和节气门体总成，因此节气 门开度完全取决于油门踏板的位置，即驾驶员的操作意图，但从动力性和经济性 角度来看，发动机并不总是完全处于最佳运行工况，而且驾驶员的误操作也给安 全性带来隐患。电子节气门体取消了传统的机械连接，通过电控单元驱动电子节 气门体快速精确地开度到位。它的优点在于能根据驾驶员的需求以及整车各种行 驶状况确定节气门的最佳开度，即最佳位置。使发动机排放达到最佳，动力性 和燃油经济性最佳，

电子节气门体的研究工作起源于20世纪70年代，80年代开始有产品问世， 近10年来，国外对电子节气门的研究取得了非常迅速的发展。其位置控制系统 跟随发展，发展趋势可总结为：在控制策略上由硬件分离式发展到模块式，从纯 硬件系统发展到软硬件结合的计算机控制系统，从单一的控制功能发展到集成多 种控制功能，提高了汽车发动机的动力性、经济性、操纵稳定性、排放性和乘坐 舒适性。其一，由于现有节气门体是在扭力弹簧作用下产生转动位置的变化，单 独依靠现有脉宽调制脉冲信号(PWM)来控制直流伺服系统，门片位置的准确控 制是一个难题。其二，由启动、加速、制动(门片锁定位置)和工况的变化，对 电子节气门体总成采用一般硬件逻辑电路设计是比较复杂的，而且如果需要改变 运转曲线时，硬件电路修改麻烦，难以实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子节气门体位置控制仪，以使电子节气门体的阀 片需要设置的开度通过精密电位器W2来准确控制(由精密电位器W2精确的旋转 到设置的位置，并由数显表显示该位置值)。

本发明的目的是这样实现的：一种电子节气门体位置控制仪，主要由两路开 关电源电路DC12V；DC5V；89C51单片机控制系统；(非接触式)双反馈位置传感 器(infineon4997)；位置信号反馈接口电路；液晶显示电路；(面板键盘开关信 号)模数转换电路；电机方向控制电路；位置信号(PWM)脉宽调制产生电路；位 置锁定信号产生电路；直流伺服系统功率驱动电路组成一个双反馈闭环位置控制 电气系统。

与现有技术相比，本发明的特点是：

1、构思巧妙、可随节气门片不同位置的要求，由精密电位器W2设置，并用 数字显示出位置值，在计算机控制系统的控制下，准确控制门片的位置。以保证 电子节气门产品的质量。

2、由于门片在扭力弹簧的作用下随转动位置的变化，扭力跟随变化，要想 准确控制位置是本发明的一个难题，单用(PWM)信号来控制直流伺服系统，其 门片位置是波动的，故加入了位置锁定电路，这样节气门片的位置被锁定，没有 波动，达到了精确控制门片位置的目的。

3、直流伺服系统驱动采用了L298N模块，使方向和位置控制更加容易实现。

本发明的工作过程简述如下：

1、电源插头插入220V市电交流电源上，通过两组开关电源得到DC12V、DC5V。 DC12V供给L298N直流伺服系统功率驱动电路以及位置反馈信号接口电路，DC5V 供给89C51单片机控制系统、非接触式双反馈位置传感器、液晶显示电路、电机 方向控制电路、位置信号(PWM)脉宽产生电路以及位置锁定信号产生电路。

2、将扁形电缆插头插入节气门总成上的扁形卡槽内。

3、在面板上调节精密电位器(W2)，通过数显表显示出门片要转到的位置； 这个位置值同时送到了反馈信号输入比较控制接口电路(即位置信号反馈接口电 路)，作为接口电路的基本定值。

4、电子节气门体是与发动机一起工作的，工况变化较大，要想较好的控制 门片的位置难度较大。而门片位置又是发动机在该速度下动力性和燃烧性最佳。 设计该电子节气门位置控制仪是控制电子节气门产品质量的关键检测设备。