專利名稱：汽車加速器踏板控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種加速器踏板控制裝置，適合用于諸如大客車和貨車之類的汽車。
已知的加速器踏板控制裝置通過一套復雜的機械連接機構實現與發(fā)動機的連接。換句話說，已知的加速器踏板控制裝置是機械聯桿類型、氣動類型或者電機驅動類型，因此它們只能控制用于控制燃料注射泵的棒狀杠桿的傳動長度。實際上，上述長度僅僅為10cm。由于這樣短的傳動長度，已知的加速器踏板控制裝置遇到了許多問題，例如與各種配件之間的干擾、響應力的增大、回復力的不足。
本發(fā)明的目的是提供一種汽車加速器踏板控制裝置，它能夠通過一個電子控制單元(ECU)、一個與已知加速裝置相連接的踏板位置傳感器以及一個與已知螺線管裝置相連接的螺線管位置傳感器，根據加速器踏板的響應力來自動地控制燃料的供給；能夠通過一個汽車速度傳感器自動地限制最大行駛速度；能夠通過單個的ECU實現恒速控制和空檔輸出控制，從而改善汽車的性能。
根據本發(fā)明，上述目的是通過提供一種汽車加速器踏板自動控制裝置來實現的。所述汽車包括一個加速器裝置，具有加速器踏板，帶有燃料供給閥機構的燃料注射泵，以及一個螺線管裝置，用于調節(jié)上述供給閥機構，從而控制燃料的供給。所述自動控制裝置包括一個用于檢測加速器踏板工作位置的踏板位置傳感器；一個用于檢測螺線管裝置的工作位置的螺線管位置傳感器；一個用于檢測汽車發(fā)動機轉速的RPM傳感器；一個用于檢測汽車速度的汽車速度傳感器；以及一個電控制單元，用于接受由所述踏板位置傳感器、螺線管位置傳感器、RPM傳感器和汽車速度傳感器產生的輸出信號，根據加速器踏板的工作位置來控制送到所述螺線管裝置的工作電壓和占空比，直到由所述汽車速度傳感器所檢測到的汽車速度達到第一預定速度值為止，同時對踏板位置傳感器和螺線管位置傳感器產生的信號進行相互比較，當踏板位置傳感器產生的信號大于螺線管位置傳感器產生的信號時，就將占空比增大一個預定的比例。
通過結合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細說明，本發(fā)明的其他目的和特點將變得更為清楚。其中附

圖1是結構示意圖，顯示了本發(fā)明的汽車加速器踏板控制裝置的總體結構；
附圖2是附圖1所示加速器踏板控制裝置的電路方框圖；附圖3是構成附圖1所示加速器踏板控制裝置一部分的A/D轉換電路的電路圖；附圖4是附圖1中所示螺線管裝置的剖視圖；附圖5是附圖1所示加速器踏板控制裝置的內部電路方框圖；附圖6顯示了與附圖1所示加速器踏板控制裝置相關聯的加速器裝置的工作方式；附圖7A-7D是構成附圖1所示加速器踏板控制裝置一部分的電子控制單元的控制操作流程圖。
附圖1顯示了本發(fā)明的汽車加速器踏板控制裝置的總體結構。如附圖1所示，該加速器踏板控制裝置包括一個與加速裝置1相連接的ECU；一個用于測量汽車發(fā)動機轉速的RPM傳感器K和一個測量汽車行駛速度的速度傳感器E與上述ECU相連接。螺線管裝置2也與ECU相連接。該螺線管裝置2通過纜線與燃料注射泵IP的棒狀杠桿LL相連接。在附圖1中，附圖標記BAT表示作為汽車電源的電池。
加速裝置1包括一個踏板P，一個諸如由可變電阻VR1構成的踏板位置傳感器S1，以及一個滾珠杠桿RL。上述滾珠杠桿RL與踏板位置傳感器S1相連接，其安裝方式使之始終與踏板P的底面相接觸并能夠隨著踏板P一起運動。采用這樣的結構，踏板位置傳感器S1就能夠檢測處于運動之中的踏板P的位置。如附圖2所示，上述ECU包括一個裝有預定程序的微機MICOM。汽車速度傳感器E和RPM傳感器K通過一個輸入處理電路與微機MICOM的輸入端相連接。用于檢測踏板P的移動位置的踏板位置傳感器S1通過一個模/數轉換電路與微機MICOM相連接。類似地，用于檢測螺線管裝置2的位置的螺線管位置傳感器S2也通過一個模/數轉換電路與微機MICOM相連接。如附圖5所示，上述微機MICOM的輸入端還與用于處理來自離合器和剎車裝置的信號的輸入處理電路相連接。如附圖5所示，微機MICOM的輸出端通過一個輸出處理電路和三極管TR1與螺線管裝置2相連接。通過一個穩(wěn)壓電源REG1為微機MICOM和電路元件提供5V的電源，同時通過另一個穩(wěn)壓電路REG2為螺線管裝置提供20V的電源。
如附圖3所示，上述踏板位置傳感器S1由一個可變電阻構VR1成，該可變電阻VR1與模/數轉換電路的輸入級AD0相連接。類似地，所述螺線管位置傳感器S2由可變電阻VR2構成，該可變電阻VR2與模/數轉換電路的輸入級AD1相連接。
在附圖1和2中，標記SW1和SW2分別表示恒速行駛開關和空調器開關。
下面將結合附圖7A至7D，對采用上述結構的加速器踏板控制裝置的工作方式進行說明。
首先對加速器踏板的自動控制功能進行說明。為了實現上述功能，首先啟動構成ECU的微機MICOM的內存(ROM和RAM)以及輸入/輸出部件。在啟動狀態(tài)下，當踩下加速器踏板P，使之由其空檔位置IDLE移動到全速位置FULL時，與踏板P的底面相接觸的滾珠杠桿RL在其滾珠沿著踏板P的底面移動的同時產生一個轉動。隨著滾珠杠桿RL的上述轉動，用作踏板位置傳感器S1的可變電阻VR1就會改變其電阻值。可變電阻VR1的變化電阻值被送到ECU。構成ECU一部分的模/數轉換電路將上述電阻值轉換成為相應的電壓，然后再將該電壓轉換成相應的8位數字量(1到256級)。這一數字量被送到微機MICOM的處理電路，以便鑒別加速器踏板P的位置。(模/數轉換電路接受由微機MICOM發(fā)出的一個“轉換啟動值”的信號，然后對其相應輸入級所接受到的模擬值進行轉換，再將一個“轉換完成”信號送到微機MICOM。)微機MICOM根據數字值(1到256級)來控制被送到螺線管裝置2的輸出電壓和占空比，并通過其輸出處理電路來輸出所產生的信號。微機MICOM將上述輸出信號送到三極管TR1，觸發(fā)該三極管。當三極管TR1處于被觸發(fā)狀態(tài)時，20V的電壓通過穩(wěn)壓電路REG2送到螺線管裝置2，從而激勵螺線管裝置2。
當螺線管裝置2被激勵時，連接在螺線管裝置2與棒狀杠桿LL之間的纜線就會受到螺線管裝置2的拉伸，從而使得棒狀杠桿LL由其空檔位置IDLE移動到其全速位置FULL。當棒狀杠桿LL處于全速位置FULL時，燃料注射泵的開度變大，從而增大送到汽車發(fā)動機中的油量。
在上述工作過程中，微機MICOM連續(xù)地對加速器踏板P的位置與螺線管裝置2的位置進行比較。當指示踏板位置的信號大于指示螺線管位置的信號時，微機MICOM就會對汽車速度傳感器E送來的汽車速度信號進行計算。如果計算出的汽車速度不大于預定的基準速度，例如每小時100公里，微機MICOM就將占空比增大預定的百分比(Y％)。其結果是根據駕駛員踩下加速器踏板的程度來精確地控制燃料注射泵的開度，從而改善燃料的利用效率。
其次對限制汽車最大速度的功能進行說明。這一功能用于在汽車行駛過程中防止車速增大到超過預定的數值(通常對大客車的速度限制是每小時100公里，對貨車的速度限制是每小時85公里)，此時即使駕駛員進一步踩下加速器踏板P，也不會超過該速度限制值。為了實現這一功能，微機MICOM將汽車速度與一個存儲在其內的預定最大汽車速度值進行比較(例如1061.7Hz對應于每小時100公里的速度)。當汽車速度達到預定的最大速度值時，即使進一步踩下加速器踏板P，微機MICOM也不再控制送到螺線管裝置2的輸出電壓和占空比。其結果是保證在預定的最大速度限制范圍內安全地駕駛汽車。
第三，對控制汽車保持恒定速度的功能，亦即保持恒速行駛模式的功能進行說明。當駕駛員將恒速行駛開關SW1切換到開啟狀態(tài)，以便在恒速行駛模式下運行時，ECU就會將汽車速度保持在駕駛員所選擇的恒定速度下，從而使得汽車以恒定速度行駛。
此時，將汽車速度傳感器E產生的汽車速度信號連續(xù)地送到ECU。ECU的微機MICOM對根據所接受的速度信號計算出來的當前速度與駕駛員選定的汽車速度(例如每小時90公里)進行比較。如果當前速度小于選定的汽車速度，微機MICOM就會增大送到螺線管裝置2的輸出電壓和占空比。另一方面，如果當前速度不低于選定的速度，微機MICOM就會減小輸出電壓和占空比。一旦駕駛員踩下剎車踏板或者離合器踏板，恒速模式的上述操作就立即停止。換句話說，當駕駛員踩下剎車踏板或離合器踏板時，微機MICOM就會通過輸入處理電路接受到一個指示出剎車踏板或離合器踏板被踩下的信號，由此立即停止恒速行駛模式。同時，微機MICOM進行控制，使得發(fā)動機處于空檔狀態(tài)。
第四，對在空檔狀態(tài)下增大發(fā)動機輸出的功能進行說明。當駕駛員將空調器開關SW2切換到開啟狀態(tài)時，ECU就會控制燃料注射泵IP，增大發(fā)動機在空檔狀態(tài)下的輸出，換句話說，增大發(fā)動機的輸出，以便滿足空調器工作負荷的需要。例如，夏天在停車狀態(tài)下啟動空調器時，ECU對RPM傳感器送來的用于指示發(fā)動機轉速的信號與用于指示滿足空調器運行所需轉速的信號進行比較。當發(fā)動機的當前轉速小于所需的發(fā)動機轉速時，ECU就會增大送到螺線管裝置2的輸出電壓和占空比。相反，當發(fā)動機的當前轉速不小于所需的發(fā)動機轉速時，ECU就會減小輸出電壓和占空比。這樣，通過控制螺線管裝置2，就能夠產生滿足負荷需要的發(fā)動機輸出。
根據上述說明可知，本發(fā)明為汽車提供了一種加速器踏板控制裝置，它包括一個由微機構成的ECU，其控制方式能夠準確地協調加速器踏板和燃料注射泵之間的動作，從而改善燃料的利用效率。上述加速器踏板控制裝置還能夠對諸如大客車和貨車之類的限速汽車的最大車速進行自動控制，從而實現汽車的安全行駛。根據本發(fā)明，還可以實現汽車恒速行駛控制。由于本發(fā)明的加速器踏板控制裝置還能夠自動地增大發(fā)動機的輸出功率，使之滿足空檔狀態(tài)下的發(fā)動機負荷需要，從而具有延長發(fā)動機壽命的效果。
盡管上面通過實施例對本發(fā)明進行了說明，但是本技術領域里的普通技術人員在權利要求所述的本發(fā)明實質性內容的范圍內還可以對本發(fā)明作出種種改進、增加和替換。
權利要求
1.一種對汽車加速器踏板進行自動控制的裝置，該汽車包括具有加速器踏板的加速器裝置，具有燃料供給閥門機構的燃料注射泵，以及用于調節(jié)所述閥門機構、從而控制燃料供給的螺線管裝置，所述控制裝置包括一個踏板位置傳感器，用于檢測所述加速器踏板的工作位置；一個螺線管位置傳感器，用于檢測所述螺線管裝置的工作位置；一個RPM傳感器，用于檢測汽車的發(fā)動機轉速；一個汽車速度傳感器，用于檢測汽車的速度；一個電控制單元，用于接受由所述踏板位置傳感器、螺線管位置傳感器、RPM傳感器和汽車速度傳感器產生的輸出信號，根據加速器踏板的工作位置來控制送到所述螺線管裝置的工作電壓和占空比，直到由所述汽車速度傳感器所檢測出的汽車速度達到第一預定速度值為止，同時對踏板位置傳感器和螺線管位置傳感器產生的信號進行相互比較，當踏板位置傳感器產生的信號大于螺線管位置傳感器產生的信號時，就將占空比增大一個預定的比例。
2.如權利要求1所述的加速器踏板控制裝置，其中所述的踏板位置傳感器由一個可變電阻構成。
3.如權利要求1所述的加速器踏板控制裝置，當檢測到的汽車速度不低于所述第一預定汽車速度時，不論加速器踏板的實際位置如何，所述電控制單元都將工作電壓和占空比保持恒定。
4.如權利要求1所述的加速器踏板控制裝置，其中所述電控制單元對檢測到的汽車速度與第二預定汽車速度進行比較，該第二預定汽車速度小于上述恒速行駛模式下的第一預定速度，并根據比較的結果來控制工作電壓和占空比，以便自動地執(zhí)行恒速行駛模式下的操作。
5.如權利要求1所述的加速器踏板控制裝置，當發(fā)動機處于空檔狀態(tài)下啟動空調器工作模式時，對檢測到的發(fā)動機轉速與預定的發(fā)動機轉速進行比較，并根據比較的結果來控制工作電壓和占空比，以便根據負載的增大而自動地增大空檔狀態(tài)下的發(fā)動機輸出。
全文摘要
一種汽車加速器踏板控制裝置，包括一個用于檢測加速器踏板工作位置的踏板位置傳感器，一個用于檢測螺線管裝置的工作位置的螺線管位置傳感器，一個用于檢測汽車發(fā)動機轉速的RPM傳感器，一個用于檢測汽車速度的汽車速度傳感器，以及一個電控制單元，用于接受由所述踏板位置傳感器、螺線管位置傳感器、RPM傳感器和汽車速度傳感器產生的輸出信號，根據加速器踏板的工作位置來控制送到所述螺線管裝置的工作電壓和占空比，直到由所述汽車速度傳感器所檢測出的汽車速度達到第一預定速度值為止。
文檔編號B60K26/02GK1145673SQ94195071
公開日1997年3月19日 申請日期1994年8月18日 優(yōu)先權日1994年4月1日
發(fā)明者朱成鎬 申請人:亞細亞自動車工業(yè)(株)