专利名称：一种基于柴油发动机的油门控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆油门控制技术领域，更具体地说，涉及一种基于柴油发动机的油门控制装置。
背景技术：
油门控制装置通过获取并处理司机控制器的油门控制信息，输出针对发动机的油门控制信号，以增大或降低发动机输出功率，进而调节发动机转速。目前，所述柴油发动机支持的油门控制方式主要有:使用PWM(脉冲宽度调制)调速信号来控制油门；使用电压调速信号来控制油门；使用发动机ECU (电子控制单元)控制数据来控制油门，其中，所述ECU控制数据由CAN (控制器局域网络)Bus现场总线输出、满足SAE (汽车工程协会)J1939标准协议。但是，面对上述只能支持特定的一种油门控制方式的柴油发动机来说，现有的只能提供特定的一种油门控制方 式的油门控制装置，显然，具有通用性较差的缺陷。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种基于柴油发动机的油门控制装置，可提供以下油门控制方式:使用PWM调速信号来控制油门、使用电压调速信号来控制油门和使用发动机ECU控制数据来控制油门。一种基于柴油发动机的油门控制装置，包括:处理器、输入模块、输出模块和电源模块；所述处理器分别与所述输入模块、输出模块和电源模块电连接；所述处理器设置有输出满足SAE J1939标准协议的发动机E⑶控制数据的第一控制管脚、输出电压调速信号的第二控制管脚和输出占空比可调的PWM调速信号的第三控制管脚；所述输出模块设置有依次与所述第一控制管脚、第二控制管脚和第三控制管脚相连接的CAN Bus现场总线输出接口、电压输出接口和PWM输出接口 ；所述处理器通过所述输入模块读取司机控制器的油门控制信息、进行处理，并通过所述输出模块发出油门控制信号；所述电源模块为所述处理器和各模块供电。其中，所述输入模块设置有:1/0数字输入接口和电压采样输入接口 ；所述处理器通过所述I/O数字输入接口，获取司机控制器的状态信息；所述处理器通过所述电压采样输入接口，获取司机控制器的电压调速信号。其中，所述处理器为:STM32处理器。其中，所述STM32处理器设置有:基于ARM Cortex_M3架构的STM32F103芯片，及其周边电路。其中，所述CAN Bus现场总线输出接口设置有:CAN Bus现场总线收发器PCA82C250芯片和光电耦合器HCPL-0600芯片。其中，所述电压采样输入接口设置有:模数转换器AD7887芯片和四通道数字隔离器ADUM5401芯片。其中，所述电源模块包括:+24V系统隔离电源模块、+3.3V电源模块和+5V隔离电源模块。其中，所述+3.3V电源模块设置有:高效率线性稳压器AMS1117⑶-3.3芯片。可选地，所述处理器还设置有针对计算机进行收发数据的第四控制管脚。可选地，还设置有:通信模块；所述通信模块与所述处理器和电源模块电连接；所述通信模块设置有RS-232接口 ；所述第四控制管脚通过所述RS-232接口与计算机进行通信。从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提出的油门控制装置的处理器通过输入模块读取司机控制器的油门控制信息、进行处理，并通过控制管脚将处理结果发送给输出模块进行输出，其中，所述处理器设置有输出满足SAE J1939标准协议的发动机ECU控制数据的第一控制管脚、输出电压调速信号的第二控制管脚和输出占空比可调的PWM调速信号的第三控制管脚，解决了现有技术中提供单一油门控制方式的油门控制装置，在面对只能支持特定的一种油门控制·方式的柴油发动机时，通用性较差的缺陷。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1a-1g为本实用新型实施例公开的一种基于柴油发动机的油门控制装置结构示意图；图2a为本实用新型实施例公开的一种电压采样输入接口结构示意图；图2b为本实用新型实施例公开的一种CAN Bus现场总线输出接口结构示意图；图2c为本实用新型实施例公开的一种+3.3V电源模块结构示意图。
具体实施方式
为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结如下:PWM:Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制；ECU !Electronic Control Unit,电子控制单兀；CAN:ControIIer Area Network,控制器局域网络；SAE:Society ofAutomotive Engineers,汽车工程协会；SPI:Serial Peripheral Interface,串行外围设备接口。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。参见图la-lg、图2a_2c，本实用新型实施例公开了一种基于柴油发动机的油门控制装置，可提供以下油门控制方式:使用PWM调速信号来控制油门、使用电压调速信号来控制油门和使用发动机ECU控制数据来控制油门，包括:处理器100、输入模块200、输出模块300和电源模块400 (参见图1a)；所述处理器100分别与所述输入模块200、输出模块300和电源模块400电连接；作为优选，所述处理器100可设置为STM32处理器；该STM32处理器具有功耗低、集成度高、性能优越和开发简便等优点；更为具体的，所述STM32处理器可设置有基于ARMCortex-M3架构的STM32F103芯片，及其周边电路，但并不局限。所述处理器100通过所述输入模块200读取司机控制器的油门控制信息，进行处理，并通过所述输出模块300发出油门控制信号；所述司机控制器位于驾驶室内，由驾驶员进行操作；其中，所述输入模块200可设置有:1/0数字输入接口 201和电压采样输入接口202 (参见图1b)；其中，所述电压采样输入接口 202可设置有:模数转换器AD7887芯片2021和四通道数字隔离器ADUM5401芯片2022 (参见图2a)，但并不局限；
所述AD7887芯片2021将其接收的模拟电压信号(即司机控制器的电压调速信号)转换为SPI总线数字信号；所述AD7887芯片2021通过所述ADUM5401芯片2022与所述处理器100进行SPI通信，实现所述电压采样输入接口 202内部数字电压与模拟电压的隔离。所述处理器100通过所述I/O数字输入接口 201，获取司机控制器的状态信息；所述司机控制器的状态信息包括中位(即零位)、前进和后退三种开关量的状态信息；前述三种状态信息分别对应柴油发动机驱动驾驶车辆达到的三种不同行进状态，具体为:所述中位对应柴油发动机驱动驾驶车辆保持怠速；所述前进对应柴油发动机驱动驾驶车辆向前行驶；所述后退对应柴油发动机驱动驾驶车辆倒车。所述处理器100通过所述电压采样输入接口 202，获取司机控制器的电压调速信号;所述司机控制器的电压调速信号的电压值范围一般设定为(T+15V ;所述电压值越大，对应柴油发动机的转速越高；所述电压值越小，对应柴油发动机的转速越低；电压为零(即所述司机控制器处于中位)时，柴油发动机转速保持怠速。所述处理器100设置有输出满足SAE J1939标准协议的发动机E⑶控制数据的第一控制管脚101、输出电压调速信号的第二控制管脚102和输出占空比可调的PWM调速信号的第三控制管脚103 (参见图1c)；其中，所述电压调速信号可设定为(T+5V的电压调速信号。所述输出模块300设置有依次与所述第一控制管脚101、第二控制管脚102和第三控制管脚103相连接的CAN Bus现场总线输出接口 301、电压输出接口 302和PWM输出接口303 (参见图1d)；其中，所述CAN Bus现场总线接口 301可设置有:CAN Bus现场总线收发器PCA82C250芯片3011和光电耦合器HCPL-0600芯片3012 (参见图2b)，但并不局限；所述PCA82C250芯片3011是CAN Bus协议控制器和物理总线之间的接口，可实现CAN Bus物理总线与CAN Bus协议控制器之间的信号转换；所述光电耦合器HCLP-0600芯片3012与所述PCA82C250芯片3011电连接，作用于所述PCA82C250芯片3011处理后的信号，实现所述CAN Bus现场总线接口 301内部数字电压与通信电路供电电压的隔离。所述电源模块400为所述处理器100和各模块供电；其中，所述电源模块400可包括:+24V系统隔离电源模块4001、+3.3V电源模块4002和+5V隔离电源模块4003 (参见图1e);其中，所述+3.3V电源模块4002可设置有高效率线性稳压器AMSl117⑶-3.3芯片40021 ；所述+3.3V电源模块4002采用所述AMS1117CD-3.3芯片40021实现该电路内部所需的3.3V数字电压；作为优选，还可为该电路配置LED指示灯40022，当所述LED指示灯发亮时，表示该电路处于+3.3V供电状态(参见图2c)。所述+24V系统隔离电源模块，为所述基于柴油发动机的油门控制装置提供+24V直流电压，由驾驶车辆直接提供；所述+3.3V电源模块，为所述STM32处理器101提供+3.3V直流电压；所述+5V隔离电源模块，为所述输入接口中的电压采样输入接口 302提供+5V直流电压，以保证电压采样数据的可靠性，以及为所述CAN Bus现场总线输出接口 301中的PCA82C250芯片3012供电，以保证CAN Bus现场总线数据输出的可靠性。作为优选，参见图1f，上述处理器100还可设置有针对计算机进行收发数据的第四控制管脚104 (参见图1f )，相应的，所述基于柴油发动机的油门控制装置还设置有:通信模块500 (参见图1g)；所述通信模块500与所述处理器100和电源模块400电连接；所述通信模块500设置有RS-232接口 ；所述第四控制管脚104通过所述RS-232接口与计算机进行通信，实现人机交互；其中，所述RS-232接口可设置有:MAX202EESE芯片。需要说明的是，本实施例所提供的电路图(图2a_2c)，仅为分别对应实现所述电压采样输入接口 202、所述CAN Bus现场总线输出接口 301和所述+3.3V电源模块4002的功能的其中一种实现方式，并不局限于此。综上所述，本实用新型实施例提出的油门控制装置的处理器通过输入模块读取司机控制器的油门控制信息，进行处理，并通过控制管脚将处理结果发送给输出模块进行输出，其中，所述处理器设置有输出满足SAEJ1939标准协议的发动机ECU控制数据的第一控制管脚、输出电压调速信号的第二控制管脚和输出占空比可调的PWM调速信号的第三控制管脚，解决了现有技术中提供单一油门控制方式的油门控制装置在面对只能支持特定的一种油门控制方式的柴油发动机时，通用性较差的缺陷。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特 点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种基于柴油发动机的油门控制装置，其特征在于，包括: 处理器、输入模块、输出模块和电源模块； 所述处理器分别与所述输入模块、输出模块和电源模块电连接； 所述处理器设置有输出满足汽车工程协会SAE J1939标准协议的发动机电子控制单元ECU控制数据的第一控制管脚、输出电压调速信号的第二控制管脚和输出占空比可调的脉冲宽度调制PWM调速信号的第三控制管脚； 所述输出模块设置有依次与所述第一控制管脚、第二控制管脚和第三控制管脚相连接的CAN Bus现场总线输出接口、电压输出接口和PWM输出接口 ； 所述处理器通过所述输入模块读取司机控制器的油门控制信息、进行处理，并通过所述输出模块发出油门控制信号； 所述电源模块为所述处理器和各模块供电。
2.根据权利要求1所述的基于柴油发动机的油门控制装置，其特征在于，所述输入模块设置有:1/0数字输入接口和电压采样输入接口 ； 所述处理器通过所述I/O数字输入接口，获取司机控制器的状态信息； 所述处理器通过所述电压采样输入接口，获取司机控制器的电压调速信号。
3.根据权利要求1所述的基于柴油发动机的油门控制装置，其特征在于，所述处理器为:STM32处理器。
4.根据权利要 求3所述的基于柴油发动机的油门控制装置，其特征在于，STM32处理器设置有:基于ARM Cortex-M3架构的STM32F103芯片，及其周边电路。
5.根据权利要求1所述的基于柴油发动机的油门控制装置，其特征在于，所述CANBus现场总线输出接口设置有:CAN Bus现场总线收发器PCA82C250芯片和光电耦合器HCPL-0600 芯片。
6.根据权利要求2所述的基于柴油发动机的油门控制装置，其特征在于，所述电压采样输入接口设置有:模数转换器AD7887芯片和四通道数字隔离器ADUM5401芯片。
7.根据权利要求1所述的基于柴油发动机的油门控制装置，其特征在于，所述电源模块包括:+24V系统隔离电源模块、+3.3V电源模块和+5V隔离电源模块。
8.根据权利要求7所述的基于柴油发动机的油门控制装置，其特征在于，所述+3.3V电源模块设置有:高效率线性稳压器AMS1117⑶-3.3芯片。
9.根据权利要求1所述的基于柴油发动机的油门控制装置，其特征在于，所述处理器还设置有针对计算机进行收发数据的第四控制管脚。
10.根据权利要求9所述的基于柴油发动机的油门控制装置，其特征在于，还设置有:通信模块； 所述通信模块与所述处理器和电源模块电连接； 所述通信模块设置有RS-232接口 ；所述第四控制管脚通过所述RS-232接口与计算机进行通信。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种基于柴油发动机的油门控制装置，包括处理器、输入模块、输出模块和电源模块；所述处理器分别与所述输入模块、输出模块和电源模块电连接；所述电源模块为所述处理器和各模块供电；所述处理器设置有分别输出满足汽车工程协会SAE J1939标准协议的发动机电子控制单元ECU控制数据、输出电压调速信号和输出脉冲宽度调制PWM调速信号的控制管脚；所述输出模块设置有依次与上述控制管脚连接的输出接口；所述处理器通过输入模块读取并处理司机控制器的油门控制信息、通过输出模块发出油门控制信号，可提供分别使用PWM调速信号、电压调速信号或发动机ECU控制数据来控制油门的三种油门控制方式。
文档编号F02D11/10GK203098060SQ20132003558
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者富弘毅, 胡辉, 朱逸武, 郑祎 申请人:株洲嘉成科技发展有限公司