專利名稱：發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機電子控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)動機電子油門踏板傳感器 模塊及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著電控技術(shù)在機動車上的廣泛應(yīng)用，新型機動車普遍使用了電子油門。電子油 門通過位置傳感器獲取踏板位置與踏板變化快慢的信號，這個信號會被發(fā)動機電控單元 (ECU)接收和解讀，發(fā)動機電控單元通過數(shù)據(jù)總線與整車控制單元進行通訊，獲取其它工況 信息以及各種傳感器信號，如車速、車距等，然后對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制指令?；魻杺鞲衅饕蚱浣Y(jié)構(gòu)簡單、形小體輕、動態(tài)特性好、壽命長、高可靠性和可進行非 接觸測量等優(yōu)點，目前被廣泛應(yīng)用在電子油門中用做位置傳感器?；魻杺鞲衅鳟a(chǎn)生的電壓 信號，經(jīng)信號處理電路放大后，輸出給發(fā)動機電控單元。但是在生產(chǎn)過程中，由于霍爾傳感 器本身的非線性以及制造和裝配過程中不可避免的會產(chǎn)生誤差，因此導(dǎo)致實際踏板轉(zhuǎn)角θ 與霍爾傳感器輸出電壓Vh的關(guān)系與預(yù)想的不一致，從而降低產(chǎn)品的一致性。為了避免實際踏板轉(zhuǎn)角θ與霍爾傳感器輸出電SVh的關(guān)系不一致，目前可以采 用放大電路對霍爾傳感器輸出電壓Vh進行放大，并通過接觸式可調(diào)電阻改變放大電路的放 大倍數(shù)，從而得到合適的與踏板轉(zhuǎn)角成正比的電壓輸出Vo。這種解決方法調(diào)整困難，導(dǎo)致 生產(chǎn)率低，從而增加了批量生產(chǎn)電子油門踏板的困難，而且較難保證發(fā)動機電控單元(ECU) 所需要的一致性、線性度和同步度的要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機電子油門踏板傳 感器模塊，其抗干擾能力強，適用于批量生產(chǎn)，能夠消除由于霍爾傳感器本身的非線性以及 制造和裝配產(chǎn)生的誤差所帶來的影響，并且能夠很好的滿足發(fā)動機電控單元(ECU)所需要 的對于輸入電壓信號的一致性、線性度、同步度的要求。本發(fā)明的目的通過采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)該模塊包括霍爾傳感器、微控制器、濾波模塊以及阻抗變換輸出模塊；所述微控制 器具體包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、中央處理器和脈寬調(diào)制輸出模塊；其中，所述霍爾傳感器，安裝在發(fā)動機電子油門的踏板上，用于將采集到的表示踏板轉(zhuǎn) 角的電壓信號Vh輸出給微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將霍爾傳感器輸出電壓Vh的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，發(fā)送 給所述中央處理器；所述中央處理器，用于保存預(yù)先測定的微控制器輸出的PWM信號與阻抗變換輸出 模塊的最終輸出電壓Vo之間的擬合曲線a、預(yù)先標(biāo)定的踏板轉(zhuǎn)角θ和霍爾傳感器輸出電壓 Vh之間的關(guān)系曲線b、以及用戶要求的踏板轉(zhuǎn)角θ與實際最終輸出電壓Vre之間的關(guān)系曲 線c ；在工作時，該中央處理器接收數(shù)字量的霍爾傳感器輸出電壓VH，將該Vh代入關(guān)系曲線
4b得到當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角，根據(jù)關(guān)系曲線c計算當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的所需輸出電壓Vre，再根據(jù)擬 合曲線a計算所述所需輸出電壓Vre對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出；所述濾波模塊，用于對脈寬調(diào)制輸出模塊輸出的PWM信號進行濾波；所述阻抗變換輸出模塊，用于對濾波模塊輸出的濾波后信號進行降低阻抗處理， 再輸出給發(fā)動機電控單元。較佳地，所述阻抗變換輸出模塊進一步將降低阻抗后的信號作為負(fù)反饋信號反饋 給微控制器，構(gòu)成對輸出電壓的閉環(huán)控制；在這種情況下，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進一步用于對所述負(fù)反饋信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 并發(fā)送給中央處理器；所述中央處理器根據(jù)關(guān)系曲線c計算當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的所需輸出電壓Vre之后， 進一步根據(jù)來自模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的負(fù)反饋信號對Vre進行閉環(huán)控制，得到Vw/，再根據(jù)擬合曲 線a計算Vw/對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出。較佳地，所述微控制器、濾波模塊和阻抗變換輸出模塊集成在同一塊電路板上，將 霍爾傳感器及該電路板封裝成一個模塊，安裝在發(fā)動機電子油門踏板上。較佳地，所述微控制器為AVR型微控制器。較佳地，所述濾波模塊為阻容網(wǎng)絡(luò)濾波電路。較佳地，所述阻抗變換輸出模塊為單電源軌到軌的運算放大器。本發(fā)明還提供了一種發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊的控制方法，使得傳感器模 塊能夠消除由于霍爾傳感器本身的非線性以及制造和裝配產(chǎn)生的誤差所帶來的影響，能夠 很好的滿足發(fā)動機電控單元(ECU)所需要的對于輸入電壓信號的一致性、線性度、同步度 的要求，且適用于批量生產(chǎn)。該方法具體步驟如下步驟一測定微控制器輸出的PWM與傳感器模塊最終輸出電壓Vo的擬合曲線a。本步驟中，將該發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊與計算機相連，將編寫好的PWM 輸出程序下載到微控制器中；微控制器運行PWM輸出程序，脈寬調(diào)制輸出模塊輸出各種PWM 信號；所述計算機在阻抗變換輸出模塊輸出端采集各PWM信號對應(yīng)最終輸出電壓Vo，利用 采集數(shù)據(jù)擬合得到PWM與最終輸出電壓的擬合曲線a。在認(rèn)為電路板和元器件的一致性很 好的條件下，本步驟只做一次即可。步驟二 標(biāo)定踏板轉(zhuǎn)角θ和霍爾傳感器輸出電壓間的關(guān)系曲線b;本步驟中，將該發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊安裝在油門踏板上，并將編寫好 的標(biāo)定程序下載到微控制器中；令踏板轉(zhuǎn)過一系列角度，微控制器運行標(biāo)定程序，獲取各踏 板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的霍爾傳感器輸出電壓νΗ，根據(jù)所述步驟一得到的擬合曲線a將各踏板轉(zhuǎn)角對 應(yīng)的霍爾傳感器輸出電壓Vh轉(zhuǎn)換為PWM信號輸出；所述計算機在阻抗變換輸出模塊輸出端 采集各踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的霍爾傳感器輸出電壓Vh，計算得到踏板轉(zhuǎn)角θ和霍爾傳感器輸出電 壓\之間的關(guān)系曲線b;步驟三將用戶要求的踏板轉(zhuǎn)角θ與實際最終輸出電壓Vre之間的關(guān)系曲線C、以 及步驟一和步驟二確定的擬合曲線a和關(guān)系曲線b編寫到控制程序中，將所述控制程序下 載到所述微處理器；步驟四微處理器運行控制程序，當(dāng)轉(zhuǎn)動踏板時，微處理器接收霍爾傳感器輸出電壓Vh，將該Vh代入關(guān)系曲線b得到當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角，根據(jù)關(guān)系曲線c計算當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng) 的所需輸出電壓Vre，再根據(jù)擬合曲線a計算所述Vre對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模 塊輸出，再經(jīng)濾波模塊和阻抗變換模塊處理后，輸出給發(fā)動機電控單元(ECU)。較佳地，輸出給發(fā)動機電控單元的輸出電壓進一步作為負(fù)反饋信號反饋給微控制 器；在這種情況下，步驟四中，所述根據(jù)關(guān)系曲線c計算當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的所需輸 出電壓Vre之后，進一步包括根據(jù)所述負(fù)反饋信號對所述Vre進行閉環(huán)控制，得到Vw/ ；步驟四中，所述再根據(jù)擬合曲線a計算所述Vre對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出 模塊輸出為再根據(jù)擬合曲線a計算所述Vw/對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出。由以上所述可以看出，本發(fā)明具有如下有益效果1、本發(fā)明利用微控制器存儲曲線a、b、c，在實際采集過程中，利用其計算功能將當(dāng) 前采集的踏板轉(zhuǎn)角θ經(jīng)計算轉(zhuǎn)換成PWM信號，經(jīng)阻抗變換輸出電路輸出，由于曲線a和b 均為預(yù)先測定且測定的曲線已經(jīng)考慮了霍爾傳感器自身的非線性和裝配時產(chǎn)生的誤差，因 此采用這樣的關(guān)系曲線能夠消除由于霍爾傳感器本身的非線性以及制造和裝配產(chǎn)生的誤 差所帶來的影響，并且能夠很好的滿足發(fā)動機電控單元(ECU)所需要的對于輸入電壓信號 的一致性、線性度、同步度的要求。而且由于模塊中使用了微控制器，可以通過向微控制器 下載程序的方式，實現(xiàn)更多的功能，為下一步的研發(fā)提供了基礎(chǔ)。2、本發(fā)明的信號處理電路使用微控制器對霍爾傳感器產(chǎn)生的電壓信號進行處理， 信號的輸出采用微控制器輸出PWM加濾波的方式，利用了 PWM抗噪性能強這一突出優(yōu)點，保 證輸出信號的精度。3、本發(fā)明預(yù)先確定各種擬合曲線，不需要在生產(chǎn)過程中采用調(diào)整接觸式可調(diào)電阻 阻值的方式，不僅避免了調(diào)整時的困難，而且提高了批量生產(chǎn)電子油門踏板的生產(chǎn)率。4、本發(fā)明對輸出電壓信號進行閉環(huán)反饋控制，這樣的控制方式可以降低負(fù)載變化 及外界干擾對輸出的影響，進一步提高了該模塊的抗干擾能力，保證輸出信號的精度。


圖1為發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為霍爾傳感器輸出電壓與踏板轉(zhuǎn)角的標(biāo)定曲線示意圖；圖3為生產(chǎn)廠家所要求的踏板轉(zhuǎn)角與最終輸出電壓的關(guān)系曲線示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊，其基本思想是該發(fā)動機電 子油門踏板傳感器包括霍爾傳感器、微控制器、濾波模塊和阻抗變換輸出模塊，采用微控制 器對霍爾傳感器產(chǎn)生的電壓信號Vh進行處理，將處理后的信號采用脈寬調(diào)制(PWM)形式的 信號輸出，再經(jīng)過濾波模塊和阻抗變換輸出模塊對PWM信號進行濾波和降低阻抗處理，得 到平穩(wěn)、小阻抗的最終輸出電壓Vo提供給發(fā)動機電控單元(ECU)。該電子油門踏板傳感器 模塊使用之前，預(yù)先測定控制器輸出的PWM與最終輸出電壓Vo之間的擬合曲線a，標(biāo)定實際 踏板轉(zhuǎn)角θ和霍爾傳感器輸出電壓\之間的關(guān)系曲線b;工作時，微處理器根據(jù)生產(chǎn)廠家 要求的踏板轉(zhuǎn)角θ與輸出電壓Vre之間的關(guān)系曲線c，以及預(yù)先測定的曲線a和b，計算并輸出對應(yīng)于當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角輸出電壓的PWM信號，并經(jīng)過阻抗變換輸出模塊輸出合適的電壓 信號，該電壓信號能夠滿足生產(chǎn)廠家的要求?？梢姡景l(fā)明利用微控制器存儲曲線a、b、c，在工作過程中，利用其計算功能將當(dāng) 前采集的踏板轉(zhuǎn)角θ轉(zhuǎn)換成PWM信號輸出，經(jīng)阻抗變換輸出電路處理后輸出合適的電壓信 號，由于曲線a和b均為預(yù)先測定且測定的曲線已經(jīng)考慮了霍爾傳感器自身的非線性和裝 配時產(chǎn)生的誤差，因此采用這樣的關(guān)系曲線能夠消除由于霍爾傳感器本身的非線性以及制 造和裝配產(chǎn)生的誤差所帶來的影響，并且能夠很好的滿足發(fā)動機電控單元(ECU)所需要的 對于輸入電壓信號的一致性、線性度、同步度的要求。而且，本發(fā)明的微控制器采用PWM信號輸出，利用了 PWM抗噪性能強的優(yōu)點，保證 輸出信號的精度。較佳地，本發(fā)明還可以增加對輸出電壓信號進行閉環(huán)反饋控制，這樣的控制方式 可以降低負(fù)載變化及外界干擾對輸出的影響，保證輸出信號的精度。下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。圖1示出了本發(fā)明發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示， 本發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊包括霍爾傳感器、微控制器、濾波模塊以及阻抗變換輸 出模塊；微控制器具體包括模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換模塊、中央處理器(CPU)和脈寬調(diào)制(PWM)輸出 模塊。該微控制器可以采用AVR型微控制器，該AVR型微控制器已經(jīng)包括了 AD轉(zhuǎn)換模塊和 PWM輸出模塊。其中，霍爾傳感器，安裝在發(fā)動機電子油門的踏板上，將采集到的表示踏板轉(zhuǎn)角的 電壓信號Vh輸出給微控制器的AD轉(zhuǎn)換模塊。AD轉(zhuǎn)換模塊，將霍爾傳感器采集的電壓信號Vh模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，發(fā)送給中央 處理器。中央處理器，保存預(yù)先測定的微控制器輸出的PWM信號與阻抗變換輸出模塊的最 終輸出電壓Vo之間的擬合曲線a、預(yù)先標(biāo)定的踏板轉(zhuǎn)角θ和霍爾傳感器輸出電SVh之間 的關(guān)系曲線b、以及用戶要求的踏板轉(zhuǎn)角θ與實際輸出電壓Vre之間的關(guān)系曲線c;在工作 時，該中央處理器接收數(shù)字量的霍爾傳感器輸出電壓VH，將該Vh作為Vo代入關(guān)系曲線b得 到當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角，根據(jù)關(guān)系曲線c計算當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的用戶要求的最終輸出電壓Vre， 再根據(jù)擬合曲線a計算輸出電壓Vre對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出。濾波模塊，用于濾掉脈寬調(diào)制輸出模塊輸出的PWM信號中的高頻諧波成分，變成 平穩(wěn)的直流信號。在實際中，該濾波模塊可以為阻容網(wǎng)絡(luò)電路。阻抗變換輸出模塊，用于對濾波模塊輸出的信號進行降低阻抗處理，得到小輸出 阻抗的信號，再輸出給發(fā)動機電控單元(ECU)。在實際中，該阻抗變換輸出模塊可以選用 LMV321型或LMV358型運算放大器。在實際中，阻抗變換輸出模塊進一步將降低阻抗后的信號作為負(fù)反饋信號反饋給 微控制器以形成輸出電壓的閉環(huán)控制，則AD轉(zhuǎn)換模塊進一步用于對該負(fù)反饋信號進行模 數(shù)轉(zhuǎn)換，并發(fā)送給中央處理器。中央處理器根據(jù)曲線b計算得到Vre后，利用來自模數(shù)轉(zhuǎn)換 模塊的負(fù)反饋信號對Vre進行閉環(huán)控制，得到Vw/，再根據(jù)擬合曲線a計算Vre’對應(yīng)的PWM信 號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出。其中，閉環(huán)控制可以為比例微分(PD)控制、比例積分(PI) 控制、比例積分微分(PID)控制，等等。利用反饋信號進行閉環(huán)控制為常用技術(shù)手段，這里
7不詳述。本實施例中，為了增強本傳感器模塊的集成度，可以將上述AVR型微控制器、濾波 模塊、阻抗變換輸出模塊集成在同一塊電路板上，并將霍爾傳感器及電路板封裝成一個模 塊，安裝在發(fā)動機電子油門踏板上?；谏鲜龉_的傳感器模塊，本發(fā)明還提供了一種用于該傳感器模塊的控制方 法，該控制方法的具體步驟如下第一步測定微控制器輸出的PWM與本傳感器模塊最終輸出電壓Vo之間的擬合曲線a。本步驟中，將發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊與PC機相連，將編寫好的程序下載 到微控制器中，程序的功能是通過修改占空比改變PWM數(shù)值。逐次修改PWM的值，使得脈寬 調(diào)制輸出模塊輸出各種PWM信號，PC機在阻抗變換輸出模塊的輸出端采集各PWM對應(yīng)的最 終輸出電壓Vo，用線性或分段線性擬合的方法，在PC機上對得到的數(shù)據(jù)進行擬合得到輸出 PWM與最終輸出電壓的擬合曲線。在認(rèn)為電路板和元器件的一致性很好的條件下，本步驟只 做一次即可。第二步對已安裝好的霍爾傳感器進行標(biāo)定，即測定踏板轉(zhuǎn)角θ和霍爾傳感器輸 出電壓％之間的關(guān)系曲線b。本步驟中，將發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊與PC機相連，將編寫好的用于標(biāo)定 霍爾傳感器的程序下載到微控制器中，該程序的功能是微控制器接收霍爾傳感器輸入的對 應(yīng)于踏板轉(zhuǎn)角的電壓信號，根據(jù)第一步中得到的PWM與最終輸出電壓Vo的擬合曲線a計算 PWM值，并按此PWM值輸出電壓。使踏板轉(zhuǎn)過一系列角度，將霍爾傳感器采集到的對應(yīng)每個 角度的霍爾傳感器輸出電壓Vh輸出給微控制器，微控制器根據(jù)第一步中得到的PWM與最終 輸出電壓Vo的擬合曲線a，將對應(yīng)于每個角度的霍爾傳感器輸出電壓Vh轉(zhuǎn)換成PWM信號輸 出，該輸出的PWM信號再經(jīng)濾波模塊和阻抗變換模塊處理后，最終輸出Vh信號給PC機，在 PC機上經(jīng)過擬合得到的踏板轉(zhuǎn)角θ與霍爾傳感器輸出電壓間的關(guān)系曲線b。該曲線 b如圖2所示。第三步編寫最終的控制程序。本步驟中，如圖3所示，為生產(chǎn)廠家所要求的踏板轉(zhuǎn)角θ與輸出電壓Vre的關(guān)系曲 線C。將生產(chǎn)廠家所要求的踏板轉(zhuǎn)角與輸出電壓的關(guān)系曲線c與第二步中得到的踏板轉(zhuǎn)角 θ與霍爾傳感器輸出電壓Vh之間的關(guān)系曲線b，以及在第一步中獲得擬合曲線a編寫到程 序里，并將最終的控制程序下載到微控制器中。該程序的功能為微控制器接收霍爾傳感器 輸入的電壓信號，根據(jù)第二步中得到的標(biāo)定曲線b計算當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角，根據(jù)生產(chǎn)廠家要求 的踏板轉(zhuǎn)角與輸出電壓的關(guān)系曲線c計算應(yīng)輸出的電壓值，再根據(jù)輸出PWM與最終電壓的 擬合曲線a計算應(yīng)輸出的PWM數(shù)值，最后輸出PWM信號。第四步進入工作循環(huán)。本步驟中，當(dāng)轉(zhuǎn)動踏板時，霍爾傳感器將采集到的對應(yīng)于當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角的電壓信 號Vh輸出給微控制器，微控制器對Vh進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，代入第二步中得到的關(guān)系曲線b，計 算得到當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角；根據(jù)生產(chǎn)廠家要求的踏板轉(zhuǎn)角與最終輸出電壓Vre的關(guān)系曲線c計算 當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的用戶要求的最終輸出電壓值Vre，也是當(dāng)前傳感器模塊應(yīng)該最終輸出的 電壓值；然后按照第一步中得到的PWM與最終輸出電壓Vo的擬合曲線a將計算得到的最終輸出電壓Vre轉(zhuǎn)換成PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出，該PWM信號再經(jīng)濾波模塊和阻抗 變換模塊處理后，輸出給發(fā)動機電控單元(ECU)。較佳地，輸出給ECU的輸出電壓進一步作為負(fù)反饋信號反饋給微控制器；那么，第 四步中，根據(jù)曲線c計算Vre之后，進一步利用負(fù)反饋信號對Vre進行閉環(huán)控制，得到Vw/ ；再 根據(jù)擬合曲線a計算所述Vre’對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出。從以上各個測定(標(biāo)定)過程和傳感器模塊工作過程可以看出，本發(fā)明未采用調(diào) 整接觸式調(diào)節(jié)可調(diào)電阻阻值的方式，因此避免了調(diào)整上的困難，從而使得本發(fā)明傳感器模 塊適用于批量生產(chǎn)電子油門踏板。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊，其特征在于，該模塊包括霍爾傳感器、微控制器、濾波模塊以及阻抗變換輸出模塊；所述微控制器具體包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、中央處理器和脈寬調(diào)制輸出模塊；其中，所述霍爾傳感器，安裝在發(fā)動機電子油門的踏板上，用于將采集到的表示踏板轉(zhuǎn)角的電壓信號VH輸出給微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將霍爾傳感器輸出電壓VH的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，發(fā)送給所述中央處理器；所述中央處理器，用于保存預(yù)先測定的微控制器輸出的脈寬調(diào)制PWM信號與阻抗變換輸出模塊的最終輸出電壓Vo之間的擬合曲線a、預(yù)先標(biāo)定的踏板轉(zhuǎn)角θ和霍爾傳感器輸出電壓VH之間的關(guān)系曲線b、以及用戶要求的踏板轉(zhuǎn)角θ與實際最終輸出電壓VOG之間的關(guān)系曲線c；在工作時，該中央處理器接收數(shù)字量的霍爾傳感器輸出電壓VH，將該VH代入關(guān)系曲線b得到當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角θ，根據(jù)關(guān)系曲線c計算當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的所需輸出電壓VOG，再根據(jù)擬合曲線a計算所述VOG對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出；所述濾波模塊，用于對脈寬調(diào)制輸出模塊輸出的PWM信號進行濾波；所述阻抗變換輸出模塊，用于對濾波模塊輸出的濾波后信號進行降低阻抗處理，再輸出給發(fā)動機電控單元。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊，其特征在于，所述微控制器、 濾波模塊和阻抗變換輸出模塊集成在同一塊電路板上，將霍爾傳感器及該電路板封裝成一 個模塊，安裝在發(fā)動機電子油門踏板上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊，其特征在于，所述阻抗變 換輸出模塊進一步將降低阻抗后的信號作為負(fù)反饋信號反饋給微控制器；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進一步用于對所述負(fù)反饋信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并發(fā)送給中央處理器；所述中央處理器根據(jù)關(guān)系曲線c計算當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的所需輸出電壓Vre之后，進一 步根據(jù)來自模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的負(fù)反饋信號對所述Vre進行閉環(huán)控制，得到Vw/，再根據(jù)擬合曲 線a計算所述Vw/對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出。
4.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊，其特征在于，所述微控制 器為AVR型微控制器。
5.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊，其特征在于，所述濾波模 塊為阻容網(wǎng)絡(luò)濾波電路。
6.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊，其特征在于，所述阻抗變 換輸出模塊為單電源軌到軌的運算放大器。
7.一種發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊的控制方法，其特征在于，所述發(fā)動機電子油 門踏板傳感器模塊為如權(quán)利要求1至5任意一項所述的傳感器模塊；該方法包括步驟一測定所述微控制器輸出的PWM與傳感器模塊最終輸出電壓Vo之間的擬合曲線a ；本步驟中，將該發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊與計算機相連，將編寫好的PWM輸出 程序下載到微控制器中；微控制器運行PWM輸出程序，令脈寬調(diào)制輸出模塊輸出各種PWM信 號；所述計算機在阻抗變換輸出模塊輸出端采集各PWM信號對應(yīng)最終輸出電壓Vo，利用采集數(shù)據(jù)擬合得到PWM與最終輸出電壓的擬合曲線a ；步驟二 標(biāo)定踏板轉(zhuǎn)角θ和霍爾傳感器輸出電壓間的關(guān)系曲線b; 本步驟中，將該發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊安裝在油門踏板上，并將編寫好的標(biāo) 定程序下載到微控制器中；令踏板轉(zhuǎn)過一系列角度，微控制器運行標(biāo)定程序，獲取各踏板轉(zhuǎn) 角對應(yīng)的霍爾傳感器輸出電壓VH，根據(jù)所述步驟一得到的擬合曲線a將各踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的 霍爾傳感器輸出電壓Vh轉(zhuǎn)換為PWM信號輸出；所述計算機在阻抗變換輸出模塊輸出端采集 各踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)霍爾傳感器輸出電壓Vh，計算得到踏板轉(zhuǎn)角θ和霍爾傳感器輸出電壓 間的關(guān)系曲線b;步驟三將用戶要求的踏板轉(zhuǎn)角θ與實際最終輸出電壓Vre之間的關(guān)系曲線c、以及 所述擬合曲線a和所述關(guān)系曲線b編寫到控制程序中，將所述控制程序下載到所述微處理 器；步驟四微處理器運行控制程序，接收數(shù)字量的霍爾傳感器輸出電壓VH，將該Vh代入關(guān) 系曲線b得到當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角，根據(jù)關(guān)系曲線c計算當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的所需輸出電壓Vre， 再根據(jù)擬合曲線a計算所述Vre對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出，再經(jīng)濾波模塊 和阻抗變換模塊處理后，輸出給發(fā)動機電控單元。
8.如權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步驟四中，輸出給發(fā)動機電控單元 的輸出電壓進一步作為負(fù)反饋信號反饋給微控制器；步驟四中，所述根據(jù)關(guān)系曲線c計算當(dāng)前踏板轉(zhuǎn)角對應(yīng)的所需輸出電壓Vre之后，進一 步包括根據(jù)所述負(fù)反饋信號對所述Vre進行閉環(huán)控制，得到Vw/ ；步驟四中，所述再根據(jù)擬合曲線a計算所述Vre對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊 輸出為再根據(jù)擬合曲線a計算所述Vre’對應(yīng)的PWM信號并由脈寬調(diào)制輸出模塊輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動機電子油門踏板傳感器模塊和該傳感器模塊的控制方法，屬于發(fā)動機電子控制領(lǐng)域。本發(fā)明的控制方法，通過編寫微控制器程序的方式對安裝好后的電子油門踏板進行標(biāo)定，并對霍爾傳感器輸入的信號進行轉(zhuǎn)換，使其能夠生產(chǎn)廠家要求的電壓。本發(fā)明提高了在批量生產(chǎn)電子油門踏板過程中的生產(chǎn)率，并且能夠很好地滿足發(fā)動機電控單元(ECU)所需要的對于輸入電壓信號的一致性、線性度、同步度的要求，且輸出信號準(zhǔn)確，抗干擾能力強，而且避免了采用接觸式可調(diào)電阻調(diào)整輸出電壓的方法所帶來的弊端。
文檔編號F02D11/10GK101881232SQ20101017550
公開日2010年11月10日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者于雷, 劉興華, 劉福水 申請人:北京理工大學(xué)