專利名稱：一種基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及車輛油門控制技術領域，更具體地說，涉及一種基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置。
背景技術：
油門控制裝置通過獲取并處理司機控制器的油門控制信息，輸出針對發(fā)動機的油門控制信號，以增大或降低發(fā)動機輸出功率，進而調節(jié)發(fā)動機轉速。目前，所述柴油發(fā)動機支持的油門控制方式主要有:使用PWM(脈沖寬度調制)調速信號來控制油門；使用電壓調速信號來控制油門；使用發(fā)動機ECU (電子控制單元)控制數(shù)據(jù)來控制油門，其中，所述ECU控制數(shù)據(jù)由CAN (控制器局域網絡)Bus現(xiàn)場總線輸出、滿足SAE (汽車工程協(xié)會)J1939標準協(xié)議。但是，面對上述只能支持特定的一種油門控制方式的柴油發(fā)動機來說，現(xiàn)有的只能提供特定的一種油門控制方 式的油門控制裝置，顯然，具有通用性較差的缺陷。

實用新型內容有鑒于此，本實用新型提供一種基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，可提供以下油門控制方式:使用PWM調速信號來控制油門、使用電壓調速信號來控制油門和使用發(fā)動機ECU控制數(shù)據(jù)來控制油門。一種基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，包括:處理器、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊；所述處理器分別與所述輸入模塊、輸出模塊和電源模塊電連接；所述處理器設置有輸出滿足SAE J1939標準協(xié)議的發(fā)動機E⑶控制數(shù)據(jù)的第一控制管腳、輸出電壓調速信號的第二控制管腳和輸出占空比可調的PWM調速信號的第三控制管腳；所述輸出模塊設置有依次與所述第一控制管腳、第二控制管腳和第三控制管腳相連接的CAN Bus現(xiàn)場總線輸出接口、電壓輸出接口和PWM輸出接口 ；所述處理器通過所述輸入模塊讀取司機控制器的油門控制信息、進行處理，并通過所述輸出模塊發(fā)出油門控制信號；所述電源模塊為所述處理器和各模塊供電。其中，所述輸入模塊設置有:1/0數(shù)字輸入接口和電壓采樣輸入接口 ；所述處理器通過所述I/O數(shù)字輸入接口，獲取司機控制器的狀態(tài)信息；所述處理器通過所述電壓采樣輸入接口，獲取司機控制器的電壓調速信號。其中，所述處理器為:STM32處理器。其中，所述STM32處理器設置有:基于ARM Cortex_M3架構的STM32F103芯片，及其周邊電路。其中，所述CAN Bus現(xiàn)場總線輸出接口設置有:CAN Bus現(xiàn)場總線收發(fā)器PCA82C250芯片和光電耦合器HCPL-0600芯片。其中，所述電壓采樣輸入接口設置有:模數(shù)轉換器AD7887芯片和四通道數(shù)字隔離器ADUM5401芯片。其中，所述電源模塊包括:+24V系統(tǒng)隔離電源模塊、+3.3V電源模塊和+5V隔離電源模塊。其中，所述+3.3V電源模塊設置有:高效率線性穩(wěn)壓器AMS1117⑶-3.3芯片?？蛇x地，所述處理器還設置有針對計算機進行收發(fā)數(shù)據(jù)的第四控制管腳?？蛇x地，還設置有:通信模塊；所述通信模塊與所述處理器和電源模塊電連接；所述通信模塊設置有RS-232接口 ；所述第四控制管腳通過所述RS-232接口與計算機進行通信。從上述的技術方案可以看出，本實用新型實施例提出的油門控制裝置的處理器通過輸入模塊讀取司機控制器的油門控制信息、進行處理，并通過控制管腳將處理結果發(fā)送給輸出模塊進行輸出，其中，所述處理器設置有輸出滿足SAE J1939標準協(xié)議的發(fā)動機ECU控制數(shù)據(jù)的第一控制管腳、輸出電壓調速信號的第二控制管腳和輸出占空比可調的PWM調速信號的第三控制管腳，解決了現(xiàn)有技術中提供單一油門控制方式的油門控制裝置，在面對只能支持特定的一種油門控制·方式的柴油發(fā)動機時，通用性較差的缺陷。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1a-1g為本實用新型實施例公開的一種基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置結構示意圖；圖2a為本實用新型實施例公開的一種電壓采樣輸入接口結構示意圖；圖2b為本實用新型實施例公開的一種CAN Bus現(xiàn)場總線輸出接口結構示意圖；圖2c為本實用新型實施例公開的一種+3.3V電源模塊結構示意圖。
具體實施方式
為了引用和清楚起見，下文中使用的技術名詞、簡寫或縮寫總結如下:PWM:Pulse Width Modulation,脈沖寬度調制；ECU !Electronic Control Unit,電子控制單兀；CAN:ControIIer Area Network,控制器局域網絡；SAE:Society ofAutomotive Engineers,汽車工程協(xié)會；SPI:Serial Peripheral Interface,串行外圍設備接口。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。參見圖la-lg、圖2a_2c，本實用新型實施例公開了一種基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，可提供以下油門控制方式:使用PWM調速信號來控制油門、使用電壓調速信號來控制油門和使用發(fā)動機ECU控制數(shù)據(jù)來控制油門，包括:處理器100、輸入模塊200、輸出模塊300和電源模塊400 (參見圖1a)；所述處理器100分別與所述輸入模塊200、輸出模塊300和電源模塊400電連接；作為優(yōu)選，所述處理器100可設置為STM32處理器；該STM32處理器具有功耗低、集成度高、性能優(yōu)越和開發(fā)簡便等優(yōu)點；更為具體的，所述STM32處理器可設置有基于ARMCortex-M3架構的STM32F103芯片，及其周邊電路，但并不局限。所述處理器100通過所述輸入模塊200讀取司機控制器的油門控制信息，進行處理，并通過所述輸出模塊300發(fā)出油門控制信號；所述司機控制器位于駕駛室內，由駕駛員進行操作；其中，所述輸入模塊200可設置有:1/0數(shù)字輸入接口 201和電壓采樣輸入接口202 (參見圖1b)；其中，所述電壓采樣輸入接口 202可設置有:模數(shù)轉換器AD7887芯片2021和四通道數(shù)字隔離器ADUM5401芯片2022 (參見圖2a)，但并不局限；
所述AD7887芯片2021將其接收的模擬電壓信號(即司機控制器的電壓調速信號)轉換為SPI總線數(shù)字信號；所述AD7887芯片2021通過所述ADUM5401芯片2022與所述處理器100進行SPI通信，實現(xiàn)所述電壓采樣輸入接口 202內部數(shù)字電壓與模擬電壓的隔離。所述處理器100通過所述I/O數(shù)字輸入接口 201，獲取司機控制器的狀態(tài)信息；所述司機控制器的狀態(tài)信息包括中位(即零位)、前進和后退三種開關量的狀態(tài)信息；前述三種狀態(tài)信息分別對應柴油發(fā)動機驅動駕駛車輛達到的三種不同行進狀態(tài)，具體為:所述中位對應柴油發(fā)動機驅動駕駛車輛保持怠速；所述前進對應柴油發(fā)動機驅動駕駛車輛向前行駛；所述后退對應柴油發(fā)動機驅動駕駛車輛倒車。所述處理器100通過所述電壓采樣輸入接口 202，獲取司機控制器的電壓調速信號;所述司機控制器的電壓調速信號的電壓值范圍一般設定為(T+15V ;所述電壓值越大，對應柴油發(fā)動機的轉速越高；所述電壓值越小，對應柴油發(fā)動機的轉速越低；電壓為零(即所述司機控制器處于中位)時，柴油發(fā)動機轉速保持怠速。所述處理器100設置有輸出滿足SAE J1939標準協(xié)議的發(fā)動機E⑶控制數(shù)據(jù)的第一控制管腳101、輸出電壓調速信號的第二控制管腳102和輸出占空比可調的PWM調速信號的第三控制管腳103 (參見圖1c)；其中，所述電壓調速信號可設定為(T+5V的電壓調速信號。所述輸出模塊300設置有依次與所述第一控制管腳101、第二控制管腳102和第三控制管腳103相連接的CAN Bus現(xiàn)場總線輸出接口 301、電壓輸出接口 302和PWM輸出接口303 (參見圖1d)；其中，所述CAN Bus現(xiàn)場總線接口 301可設置有:CAN Bus現(xiàn)場總線收發(fā)器PCA82C250芯片3011和光電耦合器HCPL-0600芯片3012 (參見圖2b)，但并不局限；所述PCA82C250芯片3011是CAN Bus協(xié)議控制器和物理總線之間的接口，可實現(xiàn)CAN Bus物理總線與CAN Bus協(xié)議控制器之間的信號轉換；所述光電耦合器HCLP-0600芯片3012與所述PCA82C250芯片3011電連接，作用于所述PCA82C250芯片3011處理后的信號，實現(xiàn)所述CAN Bus現(xiàn)場總線接口 301內部數(shù)字電壓與通信電路供電電壓的隔離。所述電源模塊400為所述處理器100和各模塊供電；其中，所述電源模塊400可包括:+24V系統(tǒng)隔離電源模塊4001、+3.3V電源模塊4002和+5V隔離電源模塊4003 (參見圖1e);其中，所述+3.3V電源模塊4002可設置有高效率線性穩(wěn)壓器AMSl117⑶-3.3芯片40021 ；所述+3.3V電源模塊4002采用所述AMS1117CD-3.3芯片40021實現(xiàn)該電路內部所需的3.3V數(shù)字電壓；作為優(yōu)選，還可為該電路配置LED指示燈40022，當所述LED指示燈發(fā)亮時，表示該電路處于+3.3V供電狀態(tài)(參見圖2c)。所述+24V系統(tǒng)隔離電源模塊，為所述基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置提供+24V直流電壓，由駕駛車輛直接提供；所述+3.3V電源模塊，為所述STM32處理器101提供+3.3V直流電壓；所述+5V隔離電源模塊，為所述輸入接口中的電壓采樣輸入接口 302提供+5V直流電壓，以保證電壓采樣數(shù)據(jù)的可靠性，以及為所述CAN Bus現(xiàn)場總線輸出接口 301中的PCA82C250芯片3012供電，以保證CAN Bus現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)輸出的可靠性。作為優(yōu)選，參見圖1f，上述處理器100還可設置有針對計算機進行收發(fā)數(shù)據(jù)的第四控制管腳104 (參見圖1f )，相應的，所述基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置還設置有:通信模塊500 (參見圖1g)；所述通信模塊500與所述處理器100和電源模塊400電連接；所述通信模塊500設置有RS-232接口 ；所述第四控制管腳104通過所述RS-232接口與計算機進行通信，實現(xiàn)人機交互；其中，所述RS-232接口可設置有:MAX202EESE芯片。需要說明的是，本實施例所提供的電路圖(圖2a_2c)，僅為分別對應實現(xiàn)所述電壓采樣輸入接口 202、所述CAN Bus現(xiàn)場總線輸出接口 301和所述+3.3V電源模塊4002的功能的其中一種實現(xiàn)方式，并不局限于此。綜上所述，本實用新型實施例提出的油門控制裝置的處理器通過輸入模塊讀取司機控制器的油門控制信息，進行處理，并通過控制管腳將處理結果發(fā)送給輸出模塊進行輸出，其中，所述處理器設置有輸出滿足SAEJ1939標準協(xié)議的發(fā)動機ECU控制數(shù)據(jù)的第一控制管腳、輸出電壓調速信號的第二控制管腳和輸出占空比可調的PWM調速信號的第三控制管腳，解決了現(xiàn)有技術中提供單一油門控制方式的油門控制裝置在面對只能支持特定的一種油門控制方式的柴油發(fā)動機時，通用性較差的缺陷。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對上述實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特 點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.一種基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，其特征在于，包括: 處理器、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊； 所述處理器分別與所述輸入模塊、輸出模塊和電源模塊電連接； 所述處理器設置有輸出滿足汽車工程協(xié)會SAE J1939標準協(xié)議的發(fā)動機電子控制單元ECU控制數(shù)據(jù)的第一控制管腳、輸出電壓調速信號的第二控制管腳和輸出占空比可調的脈沖寬度調制PWM調速信號的第三控制管腳； 所述輸出模塊設置有依次與所述第一控制管腳、第二控制管腳和第三控制管腳相連接的CAN Bus現(xiàn)場總線輸出接口、電壓輸出接口和PWM輸出接口 ； 所述處理器通過所述輸入模塊讀取司機控制器的油門控制信息、進行處理，并通過所述輸出模塊發(fā)出油門控制信號； 所述電源模塊為所述處理器和各模塊供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，其特征在于，所述輸入模塊設置有:1/0數(shù)字輸入接口和電壓采樣輸入接口 ； 所述處理器通過所述I/O數(shù)字輸入接口，獲取司機控制器的狀態(tài)信息； 所述處理器通過所述電壓采樣輸入接口，獲取司機控制器的電壓調速信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，其特征在于，所述處理器為:STM32處理器。
4.根據(jù)權利要 求3所述的基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，其特征在于，STM32處理器設置有:基于ARM Cortex-M3架構的STM32F103芯片，及其周邊電路。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，其特征在于，所述CANBus現(xiàn)場總線輸出接口設置有:CAN Bus現(xiàn)場總線收發(fā)器PCA82C250芯片和光電耦合器HCPL-0600 芯片。
6.根據(jù)權利要求2所述的基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，其特征在于，所述電壓采樣輸入接口設置有:模數(shù)轉換器AD7887芯片和四通道數(shù)字隔離器ADUM5401芯片。
7.根據(jù)權利要求1所述的基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，其特征在于，所述電源模塊包括:+24V系統(tǒng)隔離電源模塊、+3.3V電源模塊和+5V隔離電源模塊。
8.根據(jù)權利要求7所述的基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，其特征在于，所述+3.3V電源模塊設置有:高效率線性穩(wěn)壓器AMS1117⑶-3.3芯片。
9.根據(jù)權利要求1所述的基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，其特征在于，所述處理器還設置有針對計算機進行收發(fā)數(shù)據(jù)的第四控制管腳。
10.根據(jù)權利要求9所述的基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，其特征在于，還設置有:通信模塊； 所述通信模塊與所述處理器和電源模塊電連接； 所述通信模塊設置有RS-232接口 ；所述第四控制管腳通過所述RS-232接口與計算機進行通信。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種基于柴油發(fā)動機的油門控制裝置，包括處理器、輸入模塊、輸出模塊和電源模塊；所述處理器分別與所述輸入模塊、輸出模塊和電源模塊電連接；所述電源模塊為所述處理器和各模塊供電；所述處理器設置有分別輸出滿足汽車工程協(xié)會SAE J1939標準協(xié)議的發(fā)動機電子控制單元ECU控制數(shù)據(jù)、輸出電壓調速信號和輸出脈沖寬度調制PWM調速信號的控制管腳；所述輸出模塊設置有依次與上述控制管腳連接的輸出接口；所述處理器通過輸入模塊讀取并處理司機控制器的油門控制信息、通過輸出模塊發(fā)出油門控制信號，可提供分別使用PWM調速信號、電壓調速信號或發(fā)動機ECU控制數(shù)據(jù)來控制油門的三種油門控制方式。
文檔編號F02D11/10GK203098060SQ20132003558
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權日2013年1月23日
發(fā)明者富弘毅, 胡輝, 朱逸武, 鄭祎 申請人:株洲嘉成科技發(fā)展有限公司