[发明专利]发动机电子油门踏板传感器模块及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及发动机电子控制技术领域，具体涉及一种发动机电子油门踏板传感器模块及其控制方法。

背景技术

随着电控技术在机动车上的广泛应用，新型机动车普遍使用了电子油门。电子油门通过位置传感器获取踏板位置与踏板变化快慢的信号，这个信号会被发动机电控单元(ECU)接收和解读，发动机电控单元通过数据总线与整车控制单元进行通讯，获取其它工况信息以及各种传感器信号，如车速、车距等，然后对执行机构发出控制指令。

霍尔传感器因其结构简单、形小体轻、动态特性好、寿命长、高可靠性和可进行非接触测量等优点，目前被广泛应用在电子油门中用做位置传感器。霍尔传感器产生的电压信号，经信号处理电路放大后，输出给发动机电控单元。但是在生产过程中，由于霍尔传感器本身的非线性以及制造和装配过程中不可避免的会产生误差，因此导致实际踏板转角θ与霍尔传感器输出电压V_H的关系与预想的不一致，从而降低产品的一致性。

为了避免实际踏板转角θ与霍尔传感器输出电压V_H的关系不一致，目前可以采用放大电路对霍尔传感器输出电压V_H进行放大，并通过接触式可调电阻改变放大电路的放大倍数，从而得到合适的与踏板转角成正比的电压输出Vo。这种解决方法调整困难，导致生产率低，从而增加了批量生产电子油门踏板的困难，而且较难保证发动机电控单元(ECU)所需要的一致性、线性度和同步度的要求。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种发动机电子油门踏板传感器模块，其抗干扰能力强，适用于批量生产，能够消除由于霍尔传感器本身的非线性以及制造和装配产生的误差所带来的影响，并且能够很好的满足发动机电控单元(ECU)所需要的对于输入电压信号的一致性、线性度、同步度的要求。

本发明的目的通过采用如下技术方案实现：

该模块包括霍尔传感器、微控制器、滤波模块以及阻抗变换输出模块；所述微控制器具体包括模数转换模块、中央处理器和脉宽调制输出模块；其中，

所述霍尔传感器，安装在发动机电子油门的踏板上，用于将采集到的表示踏板转角的电压信号V_H输出给微控制器的模数转换模块；

所述模数转换模块，用于将霍尔传感器输出电压V_H的模拟量转换为数字量，发送给所述中央处理器；

所述中央处理器，用于保存预先测定的微控制器输出的PWM信号与阻抗变换输出模块的最终输出电压Vo之间的拟合曲线a、预先标定的踏板转角θ和霍尔传感器输出电压V_H之间的关系曲线b、以及用户要求的踏板转角θ与实际最终输出电压V_OG之间的关系曲线c；在工作时，该中央处理器接收数字量的霍尔传感器输出电压V_H，将该V_H代入关系曲线b得到当前踏板转角，根据关系曲线c计算当前踏板转角对应的所需输出电压V_OG，再根据拟合曲线a计算所述所需输出电压V_OG对应的PWM信号并由脉宽调制输出模块输出；

所述滤波模块，用于对脉宽调制输出模块输出的PWM信号进行滤波；

所述阻抗变换输出模块，用于对滤波模块输出的滤波后信号进行降低阻抗处理，再输出给发动机电控单元。

较佳地，所述阻抗变换输出模块进一步将降低阻抗后的信号作为负反馈信号反馈给微控制器，构成对输出电压的闭环控制；

在这种情况下，所述模数转换模块进一步用于对所述负反馈信号进行模数转换，并发送给中央处理器；

所述中央处理器根据关系曲线c计算当前踏板转角对应的所需输出电压V_OG之后，进一步根据来自模数转换模块的负反馈信号对V_OG进行闭环控制，得到V_OG’，再根据拟合曲线a计算V_OG’对应的PWM信号并由脉宽调制输出模块输出。

较佳地，所述微控制器、滤波模块和阻抗变换输出模块集成在同一块电路板上，将霍尔传感器及该电路板封装成一个模块，安装在发动机电子油门踏板上。

较佳地，所述微控制器为AVR型微控制器。

较佳地，所述滤波模块为阻容网络滤波电路。

较佳地，所述阻抗变换输出模块为单电源轨到轨的运算放大器。