[实用新型]汽油机瞬态油门控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽油机瞬态油门控制器。 

背景技术

在汽油机试验台架上对汽油机的研究中，尤其是对汽油机瞬态工况研究中，需要将各种瞬态试验按同一规范进行重现和比较，考察在不同油门状态下汽油机的工况如何，需要精确控制油门的开度，因此有必要设计一种汽油机瞬态油门控制器。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽油机瞬态油门控制器，该汽油机瞬态油门控制器基于PID控制器和步进电机，能实现对油门开度的精确控制。 

实用新型的技术解决方案如下： 

一种汽油机瞬态油门控制器，包括控制模块、步进电机、油门位置传感器、A/D转换器和参数设置单元；所述的控制模块包括PID控制器和脉冲输出单元； 

参数设置单元接PID控制器的给定端；A/D转换器的输入端和输出端分别接油门位置传感器的输出端和PID控制器的反馈端；PID控制器的输出端接脉冲输出单元，脉冲输出单元输出脉冲信号到步进电机，步进电机驱动油门。 

所述的步进电机采用85BYGH82-A型二相混合式步进电机，所述的控制模块采用GCM-0563-048集成控制器。 

有益效果： 

本实用新型的汽油机瞬态油门控制器，该控制器应用在汽油机试验台架上对汽油机的研究中，尤其是应用在对汽油机瞬态工况研究中，能够实现各种瞬态工况下对油门的控制，它能重现同一瞬态工况以及把与汽车道路试验相同的负荷加载到汽油机实验台架上，利于对汽油机瞬态工况燃烧规律 的试验研究，为研究汽油机瞬态工况燃烧规律和降低排放奠定实验基础。本实用新型基于PID控制器和步进电机，能实现对油门开度的精确控制。 

附图说明

图1为汽油机瞬态油门控制器的总体结构示意图； 

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明： 

实施例1： 

如图1，一种汽油机瞬态油门控制器，包括控制模块、步进电机、油门位置传感器、A/D转换器和参数设置单元；所述的控制模块包括PID控制器和脉冲输出单元； 

参数设置单元接PID控制器的给定端；A/D转换器的输入端和输出端分别接油门位置传感器的输出端和PID控制器的反馈端；PID控制器的输出端接脉冲输出单元，脉冲输出单元输出脉冲信号到步进电机，步进电机驱动油门。 

所述的步进电机采用85BYGH82-A型二相混合式步进电机，所述的控制模块采用GCM-0563-048集成控制器。这种二相混合式步进电机，步距角1.8°/脉冲，并配备有200细分驱动器QZHB44MB。 

GCM-0563-048集成控制器，是一种48针脚的ECU，主频56MHz，能够处理复杂的控制策略，板载浮点单元和高时钟频率支持软件执行时间。拥有CAN2.0B端口数据通信，为与其他车辆系统的通讯提供了保证。 

参数设置单元可以使键盘、触摸屏或其他控制器的输出信号单元。 

PID控制器的参数设置和整定为现有成熟技术。 

以油门每打开10％作为一个数据测量点，在每个测量点分别采用15°/s、30°/s、45°/s、90°/s的油门开启速度开关油门，将测得的数据计录下来，反复实验。最后将测的数据与拟定的瞬态油门开度数据进行对比，然后通过电压与油门开度的关系、电压与时间的关系即可得到油门开度的控制精度和油门开启速度的控制精度。在设计的4种不同的油门开启速度下，每个测量点测量得到的油门开度误差都不超过±1°。其中在油门开启速度30°/s，油门开度为30％时，误差值达到最大为0.85°。由试验结果 可知，设计的瞬态油门控制器可以很好的控制油门开启位置，误差值在允许范围内，且瞬态油门控制器能够实时控制油门的开启速度和具有好的匀速特性，油门开度的精度完全满足控制要求。