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【摘 要】介绍了电子节气门控制系统的基本原理,对控制系统涉及的电源模块、角传感器信号处理、A/D转换、执行控制模块和H桥电动机驱动等部分的电路进行了分析和设计,为电子节气门控制系统总成的设计提供了硬件支持.

【关 键 词】缸内直喷,电控系统,硬件模块

一、引言

电子节气门控制系统是发动机电子控制系统的重要组成部分,能够显著改善汽车的动力性能、经济性能和安全性能等指标,是汽车电子控制技术发展的重要方向.鉴于当前国内电子节气门控制系统研究和应用的现状,开展电子节气门控制系统的研究与开发具有重要现实意义和应用价值.

电子节气门控制系统根据油门踏板位置传感器和节气门体角位移信号等综合判断发动机实时工况的需求,通过电控单元控制节气门阀的开度,改变进入发动机气缸内的可燃混合气量,使发动机输出整车所需求的功率和转矩.

图1源稳压电路图

二、电源模块电路设计

电源模块主要为电控单元、传感器和直流电动机提供电源.其中由于传感器电路精度比较高,节气门位置传感器和踏板位置传感器输入的模拟信号供电电压必须非常稳定,否则对踏板位置传感器和节气门位置传感器信号会有很大的扰动,本设计中给传感器单独供电,电控单元5V供电电源与传感器SV供电电源分开.本设计共需两个5V和一个12V直流电源.其中5V电源由两个电压转换器件7805从12V直流电源直接转化得到.

直流电机所需12V直流电源直接从12V蓄电池得到.图1所示为系统采用电源稳压电路图,主要由电源稳压芯片7805组成.

三、角位移信号调理电路

角位移信号调理电路是电控系统的重要组成部分,主要完成信号的跟随和滤波.信号调理可以防止各种干扰信号进入系统,是整个系统抗干扰的重点部分.

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电子节气门控制系统信号输入部分包含两路模拟量输入,油门踏板角位移信号和节气门角位移信号.两路传感器信号均为电压信号,其范围为O-5V,数模转换芯片AD7705输入模拟电压范围为0-2.5V,故设计分压电路对传感器信号进行分压,且由于车辆的工作环境比较恶劣,输入的模拟信号存在干扰,故需对模拟信号进行滤波.油门踏板位置信号调理电路与节气门位置信号调理电路原理相同,其原理图如图2所示.

图2油门踏板与节气门位置信号调理电路

四、A/D转换电路的设计

本设计采用一片AD780转换器,通过三线制与单片机连接,同时为了保证A/D转换器正常工作和复位,将A/D转换器的复位端子和片选信号端子也接到单片机.在三线制连接方式时,通过采用硬件监控DRDY端子的状态来判断寄存器是否被更新,D即Y端子的输出与通信寄存器的DRDY位同步,DRDY端子一旦变成低电平,表明数据寄存器的数据已经更新,可以读取.通过将DRDY输出端子接至单片机的外部中断端子INTI就可以通过硬件监控数据寄存器的更新,通过中断服务函数