CN102182567A - 汽车电子油门踏板控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车电子油门踏板控制系统。所述汽车电子油门踏板控制系统包括汽车加速踏板、控制电路板与模拟汽车加速踏板信号发生装置。所述模拟汽车加速踏板信号发生装置包括步进电机驱动器、步进电机、连接支座、2号油门位置传感器和底座。步进电机驱动器采用螺钉固定在底座的左侧，连接支座通过螺钉固定在步进电机驱动器右侧的底座上，步进电机通过步进电机固定螺钉与连接支座(4)的左端面固定连接，2号油门位置传感器通过2号油门传感器固定螺钉与连接支座的右端面固定连接，固定的步进电机的输出轴穿过连接支座中心处的圆通孔插入固定在连接支座右端面的2号油门位置传感器的转子槽中成固定连接，步进电机驱动器与步进电机电线连接。

Description

汽车电子油门踏板控制系统

技术领域

本发明涉及一种应用于汽车上的电子油门踏板控制系统，更具体的说，本发明涉及一种采集并控制汽车驾驶员加速踏板位置信号的汽车电子油门踏板控制系统。

背景技术

电子油门也称为电控油门(E-Gas)，装备电子油门的发动机控制系统中，加速踏板和节气门之间取消了机械连接，由汽车电子加速踏板的位置传感器检测加速踏板位置，并在汽车电子加速踏板的传感器模块中将踏板位置信号转换为电信号传给发动机电控单元，由发动机电控单元控制节气门而实现驾驶员对发动机转矩的控制。目前，汽车电子加速踏板正逐渐在各种型号的汽车上使用。

目前，汽车上越来越多的装备电控系统，当汽车上的其他电控系统，例如牵引力控制系统(TCS)、自动机械式变速器、电子稳定控制系统(ESC)等，需要对发动机转矩进行控制时，目前常用的方法为，发动机电控系统标定转矩调节功能，其他电控单元与发动机电控单元通信，实现转矩调节。对于未标定转矩调节功能的发动机电控系统，目前已知的方法为：在发动机电控系统控制的节气门之前再添加一个节气门控制系统，由需要控制发动机转矩的其他电控系统控制，实现发动机转矩控制。但是该方法需要对发动机机械结构进行改动，结构复杂，成本高，可靠性差。本发明提供的电子油门踏板控制系统可以依据外部指令，修正驾驶员的电子加速踏板传感器信号，从而实现发动机转矩控制，结构简单可靠，对发动机系统改动小。目前国内还没有其他与之相似的系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种汽车电子油门踏板控制系统。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的汽车电子油门踏板控制系统包括控制电路板与模拟汽车加速踏板信号发生装置。所述的模拟汽车加速踏板信号发生装置包括步进电机驱动器、步进电机、连接支座、2号油门位置传感器和底座。

步进电机驱动器采用螺钉固定在底座的左侧，连接支座通过螺钉固定在步进电机驱动器右侧的底座上，步进电机通过步进电机固定螺钉与连接支座的左端面固定连接，2号油门位置传感器通过2号油门传感器固定螺钉与连接支座的右端面固定连接，固定的步进电机的输出轴穿过连接支座中心处的圆通孔插入固定在连接支座右端面的2号油门位置传感器的转子槽中成固定连接，步进电 机驱动器与步进电机电线连接。

技术方案中所述的步进电机驱动器与步进电机电线连接是指：步进电机的红色导线与步进电机驱动器的A+引脚电线连接，步进电机的蓝色导线与步进电机驱动器的A-引脚电线连接，步进电机的绿色导线与步进电机驱动器的B+引脚电线连接，步进电机的黑色导线与步进电机驱动器的B-引脚电线连接；所述的控制电路板包括电源管理模块与型号为MC9S12DP512的单片机，控制电路板与步进电机驱动器电线连接：控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的第3号引脚与型号为7406的芯片D13A的第11号引脚电连接，型号为7406的芯片D13A的第10号引脚通过电阻R46与型号为BSP75的芯片Q2的第1号引脚电连接，型号为BSP75的芯片Q2的第3号引脚通过电容C30与该芯片Q2的第2引脚连接，再和步进电机驱动器的脉冲引脚电线连接。控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的第8号引脚与型号为7406的芯片D13A的第5号引脚电连接，型号为7406的芯片D13A的第6号引脚通过电阻R53与型号为BSP75的芯片Q3的第1号引脚电连接，型号为BSP75的芯片Q3的第3号引脚通过电容C37与该芯片Q3的第2引脚连接，再和步进电机驱动器的方向引脚电线连接。控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的第6号脚与型号为7406的芯片D13A的第1号引脚电连接，型号为7406的芯片D13A的第2号引脚通过电阻R55与型号为BSP75的芯片Q5的第1号引脚电连接，型号为BSP75的芯片Q5的第3号脚通过电容C39与该芯片的第2引脚电连接，再和步进电机驱动器的公共端引脚电线连接，并通过型号为FR107的快恢复二极管V8与电源管理模块中的车载蓄电池的+24V电压的输出端电连接，车载蓄电池的+24V电压的输出端通过电阻R56与LED灯V9和步进电机驱动器的脱机引脚电连接；所述的控制电路板与2号油门位置传感器电线连接，控制电路板与汽车加速踏板中1号油门位置传感器电线连接：控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的第73号引脚通过电阻R23与电阻R27和2号油门位置传感器的4号引脚电线连接。控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的第75号引脚通过电阻R24与电阻R28和2号油门位置传感器的6号引脚电线连接。控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的第67号引脚通过电阻R6与电阻R8和汽车加速踏板中1号油门位置传感器的4号引脚电线连接。控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的第69号引脚通过电阻R7与电阻R9和汽车加速踏板中1号油门位置传感器的6号引脚电线连接。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统可以协助汽车其他电控单元完成对发动机转矩控制。针对未标定发动机转矩调节功能或者未开发通信协议的发动机电控单元，提供了一种可为发动机转矩转速控制方法。

2.本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统对于油门控制技术，相比与国内双节气门方法，大幅提高响应速度，并且由于汽车电子油门踏板控制系统处于驾驶舱而非发动机舱，从而改善了工作环境，提高了稳定性。

3.只需修改本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中的电子油门控制系统控制算法，即可实现对外部控制单元的控制响应，同时可以实现不同控制单元同时请求对发动机控制时的控制优先级判断，开放性通用性强。

3.针对不同的电控发动机系统，只需改变本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统的模拟加速踏板信号发生系统中的角位置传感器，使之能为不同型号的发动机电控单元识别，本发明具有较好的可扩展性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统结构组成的轴测投影图；

图2是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中模拟汽车加速踏板信号发生装置的结构组成分解表示的轴测投影图；

图3是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中的型号为SH-20403的两相混合步进电机细分驱动器的引脚接法示意图；

图4是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中的型号为42BYG250A的步进电机的电连接图；

图5是采用型号为FD20×80-10HM的型材所做的本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中底座的主视图；

图6是本发明所述汽车电子油门踏板控制系统中的型号为JOC-3FF-1ZS的继电器开关电路图；

图7是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中的型号为JOC-3FF-1ZS的继电器的引脚图；

图8是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统的5V稳压电路图；

图9是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统的12V稳压电路图；

图10是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中的型号为MC9S12DP512的单片机的最小系统的基本外围电路连接图；

图11是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中的MC9S12DP512的单片机的最小系统中的复位电路连接图；

图12-a是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中型号为MC9S12DP512的单片机的最小系统中电压输入滤波电路连接图；

图12-b是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中型号为MC9S12DP512的单片机的最小系统中电压输入滤波电路连接图；

图13是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中的型号为82C250的CAN收发模块电路连接图；

图14是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中的步进电机驱动电路连接图；

图15-a是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中汽车加速踏板的4号引脚与控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的67号引脚之间的输入滤波保护电路的电原理图；

图15-b是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中汽车加速踏板的6号引脚与控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的69号引脚之间的输入滤波保护电路的电原理图；

图16-a是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中2号油门位置传感器的4号引脚与控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的73号引脚之间的输入电路的电原理图；

图16-b是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中2号油门位置传感器的6号引脚与控制电路板中型号为MC9S12DP512的单片机的75号引脚之间的输入电路的电原理图；

图17是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统中1号油门位置传感器与2号油门位置传感器的引脚图；

图18是本发明所述的汽车电子油门踏板控制系统的结构组成的示意框图；

图中：1.控制电路板，2.步进电机驱动器，3.步进电机，4.连接支座，5.2号油门位置传感器，6.底座，7.步进电机驱动器固定螺钉，8.垫圈，9.型材螺钉连接销，10.步进电机固定螺钉，11.2号油门传感器固定螺钉，12.汽车加速踏板，13.1号油门位置传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

所述的汽车电子油门踏板控制系统由汽车加速踏板12、控制电路板1和模拟汽车加速踏板信号发生装置组成。

一.汽车加速踏板

参阅图1与图17，本发明所述的汽车加速踏板12是采用中国专利公告号为CN2775608、公告日为2006.04.26、专利号为200520068936.4的实用新型所述的带有非接触式踏板角位移变送器的汽车加速器踏板。所述的汽车加速踏板12包括1号油门位置传感器13，汽车加速踏板12负责检测驾驶员加速踏板角位置输入，产生一个表征油门位置的双路电压信号，并将该双路电压信号传送给控制电路板1。汽车加速踏板12中1号油门位置传感器13的1号、2号引脚与+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接；3号、5号引脚与地线电连接；4号引脚通过滤波保护电路与型号为MC9S12DP512的单片机的第67号引脚电连接；6号引脚通过滤波保护电路与型号为MC9S12DP512的单片机的第69号引脚电连接。

二.模拟汽车加速踏板信号发生装置

模拟汽车加速踏板信号发生装置由步进电机驱动器2、步进电机3、连接支座4、2号油门位置传感器5和底座6组成。

1.步进电机驱动器及其驱动电路

参阅图3、图10，所述的步进电机驱动器2是采用型号为SH-20403的两相混合步进电机细分驱动器，用于驱动型号为42BYG250A的步进电机3运转。步进电机驱动器2是采用2套结构相同的步进电机驱动器固定螺钉7、垫圈8与型材螺钉连接销9固定在底座6上工作面的一侧。型号为MC9S12DP512的单片机的3号引脚通过步进电机驱动电路与步进电机驱动器2的脉冲引脚②电连接，型号为MC9S12DP512的单片机的8号引脚通过步进电机驱动电路与步进电机驱动器2的方向引脚③电连接，步进电机驱动器2的公共端引脚①与+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，型号为MC9S12DP512的单片机的6号引脚通过步进电机驱动电路与步进电机驱动器2的脱机引脚④电连接。

2.步进电机

1)两相混合步进电机

本发明采用型号为42BYG250A的步进电机3，步进电机3带动2号油门位置传感器5转动，从而将从控制电路板1输出的数字信号传送至2号油门位置传感器5，2号油门位置传感器5负责输出两路模拟电压信号，这两路模拟电压信号既传送至发动机的电控单元控制发动机的转矩和转速，又作为模拟电压反馈信号传送给控制电路板1的A/D模块进行处理。

2)步进电机与步进电机驱动器的电线连接

参阅图3与图4，型号为42BYG250A的步进电机3的红色导线与型号为SH-20403的步进电机驱动器2的A+引脚电线连接，型号为42BYG250A的步进电机3的蓝色导线与型号为SH-20403的步进电机驱动器2的A-引脚电线连接，型号为42BYG250A的步进电机3的绿色导线与型号为SH-20403的步进电机驱动器2的B+引脚电线连接，型号为42BYG250A的步进电机3的黑色导线与型号为SH-20403的步进电机驱动器2的B-引脚电线连接。

3.2号油门位置传感器

参阅图1、图10与图17，所述的2号油门位置传感器采用中国专利公告号为CN2775608、公告日为2006.04.26、专利号为200520068936.4的实用新型所述的带有非接触式踏板角位移变送器的汽车加速器踏板中的油门位置传感器，2号油门位置传感器与1号油门位置传感器13是结构相同的油门位置传感器，该2号油门位置传感器负责输出两路模拟的电压信号Signal1和Signal2，这两路信号的输出特性与驾驶员输入的1号油门位置传感器13的输出特性一致，模拟驾驶员输入的1号油门位置信号传输给发动机电控单元，电压范围分别为0.7V～4.2V和0.35V～2.1V，输出电流为30mA～50mA，所述的控制电路板1可以通过所述的2号油门位置传感器5的反馈连接电路采集到这两路模拟信号。

2号油门位置传感器5与控制电路板1间保护电路的电器连接如下：2号油 门位置传感器5的1号、2号引脚与+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，2号油门位置传感器的3号、5号引脚与地线电连接，2号油门位置传感器5的4号引脚通过输出2号油门位置传感器输入电路与型号为MC9S12DP512的单片机的第73号引脚电连接，2号油门位置传感器5的6号引脚通过输出2号油门位置传感器输入电路与型号为MC9S12DP512的单片机的第75号脚电连接。

4.连接支座

参阅图1与图2，所述的连接支座4负责固定型号为42BYG250A的步进电机3和2号油门位置传感器5，连接支座4通过螺钉固定在步进电机驱动器2右侧的底座6的上工作面上。型号为42BYG250A的步进电机3通过四周的四个结构相同的步进电机固定螺钉10与连接支座4的左端面固定连接，四个结构相同的步进电机固定螺钉10旋入深度为连接支座4厚度的1/2。2号油门位置传感器5通过其周边的三个结构相同的2号油门传感器固定螺钉11与连接支座4的右端面固定连接，三个结构相同的2号油门传感器固定螺钉11旋入深度为连接支座4厚度的1/2。连接支座4中心处设置有圆通孔，固定的型号为42BYG250A的步进电机3的输出轴穿过连接支座4中心处设置的圆通孔，再插入固定在连接支座4右端面的2号油门位置传感器5的转子槽中，实现型号为42BYG250A的步进电机3和2号油门位置传感器5之间的固定连接。

5.底座

参见图5，所述的底座6是采用型号为FD20×80-10HM的型材制成的。型号为SH-20403的步进电机驱动器2、连接支座4、型号为42BYG250A的步进电机3与2号油门位置传感器5直接或间接地固定在底座6上。底座6具有抗机械冲击振动性能。

三.控制电路板

控制电路板1负责对驾驶员输入的汽车加速踏板12的电压模拟信号、2号油门位置传感器5传送的反馈电压模拟信号经电压保护电路，由控制电路板1采集处理，并将汽车加速踏板12的电压模拟信号和控制电路板1的输出信号依据SAEJ1939协议发送到CAN总线上，便于其他电控单元对驾驶员意图的监测。同时控制电路板1通过CAN总线接受控制指令，当其他电控单元需要对发动机的转速和转矩进行调节时，控制电路板1能根据前述控制单元的控制指令改变模拟汽车加速踏板信号发生装置输出的表征汽车加速踏板12的电信号。

控制电路板1包括电源管理模块、型号为MC9S12DP512的单片机及其最小系统、电压输入滤波电路与型号为82C250的CAN收发模块。

1.电源管理模块

所述的电源管理模块管理整个控制电路板1的电源，为控制电路板1及其他电路提供稳定的工作电压。电源管理模块包括：继电器保护电路、5V稳压电路和12V稳压电路。

供电情况如下：型号为MC9S12DP512的单片机-5V；型号为SH-20403的步进电机驱动器2-12V；型号为82C250的CAN收发模块-5V；2号油门位置传感 器5-5V；型号为42BYG250A的步进电机3-24V。

1)继电器开关电路

参阅图6与图7，型号为JOC-3FF-1ZS的继电器的5号引脚接整车钥匙开关，车载蓄电池的+24V输出线与2号引脚电连接，3号引脚通过电容值为0.1微法(0.1μF)的电容CU14与地线电连接，3号引脚同时通过电容值为100微法(100μF)的电解电容C7与地线电连接。型号为JOC-3FF-1ZS的继电器的1号引脚与地线连接。

当汽车钥匙在钥匙门中没有旋转时，型号为JOC-3FF-1ZS的继电器的3号引脚与4号引脚电连接；当汽车钥匙在钥匙门中旋转并接通整车低压电路时，车载蓄电池输出+24V电压，继电器吸合，型号为JOC-3FF-1ZS的继电器的3号引脚与5号引脚电连接，在引脚3与两电容之间输出+24V电压。

2)5V稳压电路

参阅图8，本发明所述的5V稳压电路通过芯片LM2575将车载蓄电池输出的24V电压降为5V输出。5V稳压电路的电连接：

额定工作电压为24V±0.1V的车载蓄电池的电池正极通过保险丝F1与型号为IN5408的低频整流管V4电连接。型号为IN5408的低频整流管V4通过型号为SA33的瞬态电压抑制器V5与地线电连接；型号为IN5408的低频整流管V4通过电容值为330微法(330μF)的电解电容C32与地线电连接；型号为IN5408的低频整流管V4通过电容值为0.22微法(0.22μF)的电容C33与地线电连接；型号为IN5408的低频整流管V4同时依次通过电感值为22微亨(22μH)的电感L1和电容值为0.22微法(0.22μF)的电容C34与地线电连接；型号为IN5408的低频整流管V4同时通过与电感值为22微亨(22μH)的电感L1和电容值为100微法(100μF)的电解电容C35与地线电连接。

型号为IN5408的低频整流管V4通过电感值为22微亨(22μH)的电感L1和型号为LM2575的芯片U3的1号引脚电连接；型号为LM2575的芯片U3的2号引脚通过型号为IN5819的肖特二极管V6与地线电连接；型号为LM2575的芯片U3的4号引脚通过电容值为330微法(330μF)的电解电容C36与地线电连接；型号为LM2575的芯片U3的3号、5号、6号和7号引脚分别与地线电连接。

电感值为330微亨(330μH)的电感L2分别与型号为IN5819的肖特二极管V6、电容值为330微法(330μF)的电解电容C36正极电连接，阻值为510欧姆的电阻R4通过VI发光二极管LED与地电连接，并和型号为LM2575的芯片U3的4号引脚与电解电容C36正极电连接。

+5V电压输出位置为电容值为330微法(330μF)的电解电容C36正极和阻值为510欧姆的电阻R4之间。

3)12V稳压电路

参阅图9，本发明所述的12V稳压电路，通过型号为SR5S12的升压芯片将5V电压升至12V输出。12V稳压电路的电连接：

型号为SR5S12的升压芯片的I+引脚与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出 端VCC电连接，I-引脚与地线电连接，O+引脚通过电容值为0.1微法(0.1μF)的电容CU15与地线电连接，O+引脚同时通过电容值为0.1微法(0.1μF)的电容CU16与地线电连接，O-引脚直接与地线连接。在O+引脚与电容CU15或电容CU16之间输出+12V电压。

2.型号为MC9S12DP512的单片机及其最小系统

1)型号为MC9S12DP512的单片机的最小系统的基本外围电路

参阅图10，型号为MC9S12DP512的单片机的VDDPLL引脚通过电容值为4.7纳法(4.7nF)的电容C11和电阻值为10千欧的电阻R20与型号为MC9S12DP512的单片机的XFC引脚电相连，电容值为470皮法(470pF)的电容C12与R20和C11并联。型号为MC9S12DP512的单片机的第36脚接地；该单片机的第37脚通过阻值为10千欧的电阻R2与地线电连接，该单片机的第38脚通过阻值为10千欧的电阻R3与地线电连接，该单片机的第41、107、84、83引脚与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，该单片机的第14、40、48、66、68、70、72、74、76、77、78、79、80、81、82、85、86、106引脚直接与地线电连接。型号为MC9S12DP512的单片机的最小系统用来保证该单片机内部程序的正常运行。

2)MC9S12DP512的单片机的时钟电路

参阅图10，时钟电路与型号为MC9S12DP512的单片机的EXTAL、XTAL两个引脚电连接。型号为MC9S12DP512的单片机的EXTAL引脚通过电容值为30皮法(30PF)的电容C9与地线电连接，MC9S12DP512的单片机的XTAL引脚通过电容值为30皮法(30pF)的电容C10与地线电连接。频率为16MHz的晶体振荡器XTAL1和阻值为10兆欧姆的电阻R19并联在型号为MC9S12DP512的单片机的EXTAL、XTAL两个引脚和C9、C10两电容之间。

3)复位电路

参阅图11，型号为MAX809L的复位芯片U1的GND引脚直接与地线电连接，该芯片的Vcc引脚与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，该芯片的 

引脚通过电阻值为5.1千欧的电阻R1与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，该芯片的 

引脚同时与型号为MC9S12DP512的单片机的RESET引脚电连接。

4)电压输入滤波电路

参阅图12，所述的电压输入滤波电路可以改善系统的电磁兼容性。图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC分别与电容CU1、CU2、CU3、CU11、CU12、CU13串联后与地线电连接，电容CU1、CU2、CU3、CU11、CU12、CU13的电容值均为0.1微法(0.1μF)。型号为MC9S12DP512的单片机的VDD1引脚通过电容值为0.1微法(0.1μF)的电容CU8与地线电连接，型号为MC9S12DP512的单片机的VDD2引脚通过电容值为0.1微法(0.1μF)的电容CU9与地线电连接，型号为MC9S12DP512的单片机的VDDPLL引脚通过电容值为0.1微法(0.1μF)的电容CU10与地线电连接。

3.型号为82C250的CAN收发模块

所述的CAN收发器实现控控制电路板1与车载动力CAN总线的物理层连接，并能够实现与CAN总线上其他节点的相互通信。控制电路板1可以接受牵引力控制系统(TCS)的电控单元(ECU)或自动变速器(AMT)的电控单元(ECU)通过CAN总线发送的目标油门模拟量，并按接收到的目标值控制2号油门位置传感器5的电压模拟信号的输出，以控制发动机的转矩和转速。同时，控制电路板1可以通过型号为82C250的CAN收发模块把采集到的汽车加速踏板12的电压模拟信号和2号油门位置传感器5输出的油门信号发送到总线上。

型号为82C250的CAN收发模块的电连接：

参阅图13，型号为82C250的芯片D14的1号引脚与型号为MC9S12DP512的单片机的104号引脚电连接，型号为82C250的芯片D14的2号、8号脚与地线电连接，型号为82C250的芯片D14的3号脚与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端电连接，型号为82C250的芯片D14的4号引脚与型号为MC9S12DP512的单片机的105号引脚电连接，型号为82C250的芯片D14的7号引脚与车载动力CAN总线的CAN A H端电连接，型号为82C250的芯片D14的6号引脚与车载动力CAN总线的CAN A L端电连接，型号为82C250的芯片D14的6号、7号引脚之间由一个阻值为120欧姆的电阻R52电连接。

4.步进电机驱动电路

步进电机驱动器2与控制电路板1间驱动电路的连接：

参阅图14，型号为MC9S12DP512的单片机的第3号(PWM1)引脚与型号为7406的芯片D13A的第11号引脚电连接，型号为7406的芯片D13A的第10号引脚通过一个阻值为1千欧的电阻R47与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端电连接，型号为7406的芯片D13A的第10号脚同时通过一个阻值为1千欧的电阻R46与型号为BSP75的芯片Q2的第1号引脚电连接，型号为BSP75的芯片Q2的第3号脚与地线电连接，型号为BSP75的芯片Q2的第3号脚同时通过一个电容值为0.1微法(0.1μF)的电容C30与该芯片的第2脚连接，然后与型号为SH-20403的步进电机驱动器2的脉冲脚电连接，并通过型号为FR107的快恢复二极管V2与车载蓄电池的+24V电压的输出端电连接。

型号为MC9S12DP512的单片机的第8号(PK0)引脚与型号为7406的芯片D13A的第5号引脚电连接，型号为7406的芯片D13A的第6号引脚通过一个阻值为1千欧的电阻R48与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端电连接，型号为7406的芯片D13A的第6号脚同时通过一个阻值为1千欧的电阻R53与型号为BSP75的芯片Q3的第1号脚电连接，型号为BSP75的芯片Q3的第3号脚与地线电连接，型号为BSP75的芯片Q3的第3号脚同时通过一个电容值为0.1微法(0.1μF)的电容C37与该芯片的第2脚连接，然后与型号为SH-20403的步进 电机驱动器2的方向脚电连接。

型号为SH-20403的步进电机驱动器2的公共端脚与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接电连接。

型号为MC9S12DP512的单片机的第6号(PK2)引脚与型号为7406的芯片D13A的第1号引脚电连接，型号为7406的芯片D13A的第2号引脚通过一个阻值为1千欧的电阻R50与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端电连接，型号为7406的芯片D13A的第2号脚同时通过一个阻值为1千欧的电阻R55与型号为BSP75的芯片Q5的第1号脚电连接，型号为BSP75的芯片Q5的第3号脚与地线电连接，型号为BSP75的芯片Q5的第3号脚同时通过一个电容值为0.1微法(0.1μF)的电容C39与该芯片的第2脚电连接，然后与型号为SH-20403的步进电机驱动器2的公共端脚电连接，并通过型号为FR107的快恢复二极管V8与车载蓄电池的+24V电压的输出端电连接。车载蓄电池的+24V电压的输出端通过一个阻值为2.4千欧的电阻R56、一个LED灯V8与型号为SH-20403的步进电机驱动器2的脱机脚电连接。

参阅图14与图3，型号为7406的芯片D13A的第13号引脚与地线电连接，型号为SH-20403的步进电机驱动器2的DC+脚与图9所示的+12V稳压电路的+12V输出端电连接，型号为SH-20403的步进电机驱动器2的DC-脚与地线电连接。

5.汽车加速踏板中的1号油门位置传感器的输入电路

1号油门位置传感器13的4号引脚与控制电路板1中型号为MC9S12DP512的单片机的67号引脚之间的输入滤波保护电路的电连接：

参阅图1、图17、图15，前述的1号油门位置传感器13的1号、2号引脚与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，1号油门位置传感器13的3号、5号引脚与地线电连接。

1号油门位置传感器13的信号输出端1的电连接(Signal 1)：1号油门位置传感器13的4号引脚通过阻值为4.7千欧的电阻R8、阻值为22千欧的电阻R6与型号为MC9S12DP512的单片机的第67号引脚电连接，型号为MC9S12DP512的单片机的第67号引脚通过型号为IN4148的开关二极管D1与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，阻值为22千欧的电阻R6通过一个电容值为0.022微法(0.022μF)的电容C1与地线电连接，阻值为4.7千欧的电阻R8通过一个电容值为0.1微法(0.1μF)的电容C3与地线电连接，前述的1号油门位置传感器13的4号脚分别通过电容值为0.01微法(0.01μF)的电容C5、阻值为220千欧的电阻R10与地线电连接。

1号油门位置传感器13的信号输出端2的电连接(Signal 2)：1号油门位置传感器13的6号引脚通过阻值为4.7千欧的电阻R9、阻值为22千欧的电阻 R7与型号为MC9S12DP512的单片机的第69号脚电连接，型号为MC9S12DP512的单片机的第69号引脚通过型号为IN4148的开关二极管D2与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，阻值为22千欧的电阻R7通过一个电容值为0.022微法(0.022μF)的电容C2与地线电连接，阻值为4.7千欧的电阻R28通过一个电容值为0.1微法(0.1μF)的电容C4与地线电连接，前述的1号油门位置传感器13的6号脚分别通过电容值为0.01微法(0.01μF)的电容C6、阻值为220千欧的电阻R11与地线电连接。

6.2号油门位置传感器输入电路

参阅图16与图17，2号油门位置传感器5的1号、2号引脚与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，2号油门位置传感器5的3号、5号引脚与地线电连接。

2号油门位置传感器5的4号引脚通过阻值为4.7千欧的电阻R27、阻值为22千欧的电阻R23与型号为MC9S12DP512的单片机的第73号引脚电连接，型号为MC9S12DP512的单片机的第73号引脚通过型号为IN4148的开关二极管D9与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，阻值为22千欧的电阻R23通过一个电容值为0.1微法(0.1μF)的电容C15与地线电连接，阻值为4.7千欧的电阻R27通过一个电容值为0.1微法(0.1μF)的电容C18与地线电连接，2号油门位置传感器5的4号脚分别通过电容值为0.01微法(0.01μF)的电容C21、阻值为220千欧的电阻R31与地线电连接。

2号油门位置传感器5的6号引脚通过阻值为4.7千欧的电阻R28、阻值为22千欧的电阻R24与型号为MC9S12DP512的单片机的第75号引脚电连接，型号为MC9S12DP512的单片机的第75号引脚通过型号为IN4148的开关二极管D10与图8所示的+5V稳压电路的+5V输出端VCC电连接，阻值为22千欧的电阻R24通过一个电容值为0.022微法(0.022μF)的电容C27与地线电连接，阻值为4.7千欧的电阻R28通过一个电容值为0.1微法(0.1μF)的电容C28与地线电连接，2号油门位置传感器5的6号脚分别通过电容值为0.01微法(0.01μF)的电容C31、阻值为220千欧的电阻R32与地线电连接。

汽车电子油门踏板控制系统工作原理：

参见图18，所述的汽车加速踏板12输入的1号油门位置传感器13的两路电信号由控制电路板1上的型号为MC9S12DP512的单片机的ATD模块采集，型号为MC9S12DP512的单片机的ATD模块计算出加速踏板的位置。型号为MC9S12DP512的单片机的ATD模块同时采集到2号油门位置传感器5的电信号。

控制电路板1上的型号为82C250的CAN收发模块接收车辆中其他电控单元发送的控制指令，并将该指令传给型号为MC9S12DP512的单片机的MSCAN收发模块。

参阅图14，型号为MC9S12DP512的单片机和步进电机驱动电路连接。PWM1 口控制步进电机3转动的步数，PK0口控制步进电机3的转动方向，PK2口控制步进电机驱动器2的使能。需要控制步进电机3时，由控制电路板1通过PK2口发出指令，使能步进电机驱动器2。需要控制步进电机3正转或反转时，控制电路板1从PK0口发出指令，通过控制步进电机驱动器2来驱动步进电机3的转动方向，通过PWM1口输出信号对步进电机驱动器2发出指令实现控制步进电机3的转动。

当车载CAN总线接收到的控制指令为有控制指令时，型号为MC9S12DP512的单片机的MSCAN收发模块接受并识别出该控制指令和控制目标。按接收到的目标值控制模拟汽车加速踏板信号发生装置的步进电机的转动，以改变2号油门位置传感器5的模拟信号输出值。同时，控制电路板1可以通过型号为82C250的CAN收发模块把采集到的汽车加速踏板12的电压模拟信号和2号油门位置传感器5输出的模拟信号发送到总线上。

当前述CAN总线接收到的控制指令为无控制时，并按接收到的目标值控制模拟汽车加速踏板信号发生装置的步进电机3，改变2号油门位置传感器5的模拟信号输出值。

Claims (4)

1.一种汽车电子油门踏板控制系统，包括控制电路板(1)与模拟汽车加速踏板信号发生装置，其特征在于，所述的模拟汽车加速踏板信号发生装置包括步进电机驱动器(2)、步进电机(3)、连接支座(4)、2号油门位置传感器(5)和底座(6)；

步进电机驱动器(2)采用螺钉固定在底座(6)的左侧，连接支座(4)通过螺钉固定在步进电机驱动器(2)右侧的底座(6)上，步进电机(3)通过步进电机固定螺钉(10)与连接支座(4)的左端面固定连接，2号油门位置传感器(5)通过2号油门传感器固定螺钉(11)与连接支座(4)的右端面固定连接，固定的步进电机(3)的输出轴穿过连接支座(4)中心处的圆通孔插入固定在连接支座(4)右端面的2号油门位置传感器(5)的转子槽中成固定连接，步进电机驱动器(2)与步进电机(3)电线连接。

2.按照权利要求1所述的汽车电子油门踏板控制系统，其特征在于，所述的步进电机驱动器(2)与步进电机(3)电线连接是指：

步进电机(3)的红色导线与步进电机驱动器(2)的A+引脚电线连接，步进电机(3)的蓝色导线与步进电机驱动器(2)的A-引脚电线连接，步进电机(3)的绿色导线与步进电机驱动器(2)的B+引脚电线连接，步进电机(3)的黑色导线与步进电机驱动器(2)的B-引脚电线连接。

3.按照权利要求1所述的汽车电子油门踏板控制系统，其特征在于，所述的控制电路板(1)包括电源管理模块与型号为MC9S12DP512的单片机，控制电路板(1)与步进电机驱动器(2)电线连接：

控制电路板(1)中型号为MC9S12DP512的单片机的第3号引脚与型号为7406的芯片D13A的第11号引脚电连接，型号为7406的芯片D13A的第10号引脚通过电阻R46与型号为BSP75的芯片Q2的第1号引脚电连接，型号为BSP75的芯片Q2的第3号引脚通过电容C30与该芯片Q2的第2引脚连接，再和步进电机驱动器(2)的脉冲引脚电线连接；

控制电路板(1)中型号为MC9S12DP512的单片机的第8号引脚与型号为7406的芯片D13A的第5号引脚电连接，型号为7406的芯片D13A的第6号引脚通过电阻R53与型号为BSP75的芯片Q3的第1号引脚电连接，型号为BSP75的芯片Q3的第3号引脚通过电容C37与该芯片Q3的第2引脚连接，再和步进电机驱动器(2)的方向引脚电线连接；

控制电路板(1)中型号为MC9S12DP512的单片机的第6号脚与型号为7406的芯片D13A的第1号引脚电连接，型号为7406的芯片D13A的第2号引脚通过电阻R55与型号为BSP75的芯片Q5的第1号引脚电连接，型号为BSP75的芯片Q5的第3号脚通过电容C39与该芯片的第2引脚电连接，再和步进电机驱动器(2)的公共端引脚电线连接，并通过型号为FR107的快恢复二极管V8与电源管理模块中的车载蓄电池的+24V电压的输出端电连接，车载蓄电池的+24V电压的输出端通过电阻R56与LED灯V9和步进电机驱动器(2)的脱机引脚电连接。

4.按照权利要求1所述的汽车电子油门踏板控制系统，其特征在于，所述的控制电路板(1)与2号油门位置传感器(5)电线连接，控制电路板(1)与汽车加速踏板(12)中1号油门位置传感器(13)电线连接：

控制电路板(1)中型号为MC9S12DP512的单片机的第73号引脚通过电阻R23与电阻R27和2号油门位置传感器(5)的4号引脚电线连接；

控制电路板(1)中型号为MC9S12DP512的单片机的第75号引脚通过电阻R24与电阻R28和2号油门位置传感器(5)的6号引脚电线连接；

控制电路板(1)中型号为MC9S12DP512的单片机的第67号引脚通过电阻R6与电阻R8和汽车加速踏板(12)中1号油门位置传感器(13)的4号引脚电线连接；

控制电路板(1)中型号为MC9S12DP512的单片机的第69号引脚通过电阻R7与电阻R9和汽车加速踏板(12)中1号油门位置传感器(13)的6号引脚电线连接。

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