電驅(qū)油門控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電驅(qū)油門控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大型露天煤礦的主力運輸工具是大噸位電驅(qū)動自卸車，自卸車采用的動力源是柴油發(fā)動機(jī)，柴油發(fā)動機(jī)油門控制一般是采用機(jī)械與氣動方式。機(jī)械方式是由司機(jī)通過踏板控制油門拉桿的位置來調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的油門，從而控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速；氣動方式是通過氣壓傳動調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的油門，從而控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0003]由于機(jī)械的傳動誤差很難實現(xiàn)油門踏板與發(fā)動機(jī)油門位置一一對應(yīng)；并且，整車控制中需要自動對油門開度進(jìn)行控制、對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，機(jī)械或者氣動的方式控制油門難以實現(xiàn)這些功能。如在需要控制油門開度與限制油門開度的情況下，實際使用時需要限制最高車速，此時如果超速那么需要限制油門開度最高值，當(dāng)車速下降到限速水平以下，又要取消油門開度限制；再如在車輛電制動時，需要提高柴油機(jī)到高怠速，保證母線電壓在一個較高值，此時需要提高油門開度，當(dāng)電制動取消時，又要取消提高的油門開度。這些有復(fù)雜邏輯的油門開度控制，用機(jī)械或者氣動的方式控制油門開度，控制精度較低。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種控制精度高的電驅(qū)油門控制器。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種電驅(qū)油門控制器，包括電控單元，以及與電控單元連接的角度傳感器、伺服電機(jī)驅(qū)動器、顯示屏、踏板位移傳感器，還包括節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)、油門踏板，所述節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)相連，伺服電機(jī)與角度傳感器、伺服電機(jī)驅(qū)動器相連，所述油門踏板與踏板位移傳感器相連，所述電控單元包括模擬采樣電路與信號調(diào)理電路。
[0006]進(jìn)一步，所述節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括連接筒，連接筒內(nèi)設(shè)有第一連接孔，連接筒的筒壁設(shè)有銷軸孔，連接筒的一端設(shè)有連接板，連接板上設(shè)有與第一連接孔連通的第二連接孔，連接板的一側(cè)設(shè)有執(zhí)行板，執(zhí)行板的表面呈橢圓弧面；所述伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸插入第一連接孔中；所述伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上的銷軸孔通過銷軸與節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的銷軸孔連接。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點如下:
[0008](I)本實用新型為電控油門，大幅度提高油門的控制精度，精度等級達(dá)到分度級另U，分度級別可達(dá)到1/10度，即0.1度；
[0009](2 )電控油門能夠提供外部通信方式實現(xiàn)油門控制，對智能化控制提供控制接P ；
[0010](3)司機(jī)操作方便、穩(wěn)定性高、可維護(hù)性高。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]圖2是本實用新型實施例的工作原理圖。
[0013]圖3是圖1所示實施例的節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是圖1所示實施例的節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:I一節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)，2—伺服電機(jī)，3—角度傳感器，4-電控單元，5—伺服電機(jī)驅(qū)動器，6—顯示屏，7—踏板位移傳感器，8—油門踏板，1-1 一連接筒，1-2—銷軸孔，1-3—第一連接孔，1-4 一連接板，1-5—執(zhí)行板。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]參照圖1，本實施例包括電控單元4，以及與電控單元4連接的
[0018]角度傳感器3、伺服電機(jī)驅(qū)動器5、顯示屏6、踏板位移傳感器7，還包括節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)1、伺服電機(jī)2、油門踏板8，節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)I與伺服電機(jī)2相連，伺服電機(jī)2與角度傳感器3、伺服電機(jī)驅(qū)動器5相連，油門踏板8與踏板位移傳感器7相連，電控單元4包括模擬采樣電路4-1與信號調(diào)理電路4-2。
[0019]節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)I包括連接筒1-1，連接筒1-1內(nèi)設(shè)有第一連接孔1-3，連接筒1-1的筒壁設(shè)有銷軸孔1-2，連接筒1-1的一端設(shè)有連接板1-4，連接板1-4上設(shè)有與第一連接孔1-3連通的第二連接孔，連接板1-4的一側(cè)設(shè)有執(zhí)行板1-5，執(zhí)行板1-5的表面呈橢圓弧面；伺服電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)軸插入第一連接孔1-3中；伺服電機(jī)2旋轉(zhuǎn)軸上的銷軸孔通過銷軸與節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)I的銷軸孔1-2連接。
[0020]油門踏板4安裝在司機(jī)室里，司機(jī)可以通過油門踏板4控制發(fā)動機(jī)油門大小。當(dāng)司機(jī)操作油門踏板4時，踏板位移傳感器7檢測踩下的角度并且轉(zhuǎn)換成電壓信號。踏板位移傳感器7通過信號電纜與電控單元4連接，電控單元4的模擬采樣電路4-1接收踏板位移傳感器7的電壓信號。電控單元4把踏板位移傳感器7的電壓信號轉(zhuǎn)換成一個比例信號，該比例信號表示油門踏板4踩下的百分比。電控單元4以這個比例信號作為控制油門大小的目標(biāo)值。
[0021]顯示屏6安裝在司機(jī)室儀表臺上，顯示屏6是人機(jī)交互式的觸摸顯示屏，可以用于數(shù)據(jù)顯示和參數(shù)設(shè)置。顯示屏6通過總線(485總線)與電控單元4連接，可設(shè)置的參數(shù)包括:節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)I動作上限值、下限值、發(fā)動機(jī)低怠速值、發(fā)動機(jī)高怠速值、油門動作速度級別設(shè)置、限制條件等級設(shè)置。顯示屏還可以顯示踏板電壓信號，節(jié)氣門大小反饋信號，當(dāng)前節(jié)氣門控制目標(biāo)值。
[0022]伺服電機(jī)驅(qū)動器5用于驅(qū)動伺服電機(jī)2，伺服電機(jī)2通過安裝板與發(fā)動機(jī)固定，安裝在發(fā)動機(jī)節(jié)氣門附近，角度傳感器3用于測量伺服電機(jī)驅(qū)動器5旋轉(zhuǎn)角度，電控單元4與角度傳感器3通過電纜連接。電控單元4把角度傳感器3的信號轉(zhuǎn)換成伺服電機(jī)2旋轉(zhuǎn)角度的百分比。節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)I與伺服電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)軸連接，通過伺服電機(jī)2旋轉(zhuǎn)推動發(fā)動機(jī)節(jié)氣門。
[0023]發(fā)動機(jī)上設(shè)有發(fā)動機(jī)節(jié)氣門旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)柱，執(zhí)行板1-5的外橢圓弧面與發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)柱接觸，伺服電機(jī)2旋轉(zhuǎn)帶動執(zhí)行板1-5的橢圓弧面旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)橢圓弧面帶動旋轉(zhuǎn)柱轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)柱帶動發(fā)動機(jī)節(jié)氣門旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)節(jié)氣門最大旋轉(zhuǎn)角度是一個定值，伺服電機(jī)最大旋轉(zhuǎn)角度也是一個定值。通過改變執(zhí)行板1-5的橢圓弧面的弧度可以把伺服電機(jī)2最大旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)成發(fā)動機(jī)節(jié)氣門旋轉(zhuǎn)軸最大旋轉(zhuǎn)角度。
[0024]電控單元4是整個系統(tǒng)的核心控制單元，電控單元4接收踏板位移傳感器7信號作為輸入，接收角度傳感器3信號作為反饋。電控單元4再通過比例控制與積分控制結(jié)合的方式對油門位置進(jìn)行閉環(huán)控制。電控單元4帶有CAN通信接口，外部設(shè)備可以通過CAN通信對油門控制，從而調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)速與功率。
[0025]油門位置閉環(huán)控制原理如下:踏板位移傳感器7信號作為油門給定，電控單元4將角度傳感器3反饋信號與踏板位移傳感器7信號進(jìn)行比較，通過軟件PID算法計算出PWM的脈沖個數(shù)與頻率并確定伺服電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)方向。伺服電機(jī)驅(qū)動器5檢測電控單元4發(fā)送的PWM脈沖個數(shù)與方向信號，并驅(qū)動伺服電機(jī)2，伺服電機(jī)2旋轉(zhuǎn)帶動節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)I旋轉(zhuǎn)驅(qū)動發(fā)動機(jī)節(jié)氣門動作。角度傳感器3輸出位置信號，再經(jīng)過電控單元4的信號調(diào)理電路4-2進(jìn)行濾波，縮放信號。
[0026]電驅(qū)油門系統(tǒng)受限制條件約束，如油門運行速度、油門角度上下限值等。限制條件還可以分等級，高等級優(yōu)先于低等級。
[0027]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型實施例進(jìn)行各種修改和變型，倘若這些修改和變型在本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則這些修改和變型也在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0028]說明書中未詳細(xì)描述的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種電驅(qū)油門控制器，其特征在于:包括電控單元(4)，以及與電控單元(4)連接的角度傳感器(3)、伺服電機(jī)驅(qū)動器(5)、顯示屏(6)、踏板位移傳感器(7)，還包括節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)(1)、伺服電機(jī)(2)、油門踏板(8)，所述節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)(I)與伺服電機(jī)(2)相連，伺服電機(jī)(2 )與角度傳感器(3 )、伺服電機(jī)驅(qū)動器(5 )相連，所述油門踏板(8 )與踏板位移傳感器(7)相連，所述電控單元(4)包括模擬采樣電路(4-1)與信號調(diào)理電路(4-2)。2.如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)油門控制器，其特征在于:所述節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)(I)包括連接筒(1-1 )，連接筒(1-1)內(nèi)設(shè)有第一連接孔(1-3 )，連接筒(1-1)的筒壁設(shè)有銷軸孔(1-2 )，連接筒(1-1)的一端設(shè)有連接板(1-4)，連接板(1-4)上設(shè)有與第一連接孔(1-3)連通的第二連接孔，連接板(1-4)的一側(cè)設(shè)有執(zhí)行板(1-5)，執(zhí)行板(1-5)的表面呈橢圓弧面；所述伺服電機(jī)(2)的旋轉(zhuǎn)軸插入第一連接孔(1-3)中；所述伺服電機(jī)(2)旋轉(zhuǎn)軸上的銷軸孔通過銷軸與節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)(I)的銷軸孔(1-2)連接。
【專利摘要】電驅(qū)油門控制器，包括電控單元，以及與電控單元連接的角度傳感器、伺服電機(jī)驅(qū)動器、顯示屏、踏板位移傳感器，還包括節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)、油門踏板，節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)相連，伺服電機(jī)與角度傳感器、伺服電機(jī)驅(qū)動器相連，油門踏板與踏板位移傳感器相連，電控單元包括模擬采樣電路與信號調(diào)理電路。本實用新型控制精度高，司機(jī)操作方便，穩(wěn)定性高，可維護(hù)性高。
【IPC分類】F02D11/10
【公開號】CN204716407
【申請?zhí)枴緾N201520411841
【發(fā)明人】謝劉陽, 孫衛(wèi)陽, 張曉強(qiáng), 劉明, 郭國雄
【申請人】湘電重型裝備有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月16日