CN109083750B - 节气门开度自动控制系统及自动控制方法 - Google Patents

节气门开度自动控制系统及自动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发动机油门控制技术领域，尤其涉及一种节气门开度自动控制系统及自动控制方法。该自动控制系统包括：节气门开度传感器，用于实时采集节气门开度参数；处理模块，用于将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，并根据对比结果发送开启或关闭指令至节气门控制模块；节气门控制模块，用于根据接收的开启指令和停止指令实时编辑电机开启指令和电机关闭指令发送至节气门电机，以此控制其开启和关闭，从而实现节气门的开度调节。本发明通过将实时采集的节气门开度参数与预设的节气门开度阈值范围进行对比，能够自动控制节气门开度，具有降低误差的优点。

Description

节气门开度自动控制系统及自动控制方法
技术领域
本发明涉及发动机油门控制技术领域，尤其涉及一种节气门开度自动控制系统及自动控制方法。
背景技术
NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，气体进入进气管后会和汽油混合变成可燃混合气，从而燃烧形成做功。它上接空气滤清器，下接发动机缸体，被称为是汽车发动机的咽喉。节气门的开启程度和发动机油门的开度相互影响，发动机油门的开度是由驾驶员踩下的油门踏板的位置决定。
整车NVH试验的一个典型工况是POT(部分开启节气门)：在节气门部分开启的情况下采集车内的噪声、振动等数据。该种工况下节气门部分开启，实际操作时，在测试时长内，由驾驶人将油门踏板踩到一定位置，使节气门一直保持在某个开度(0-100％之间的一个值)。目前，该种工况下，一般由工程师根据经验将油门踏板踩到约50％的状态，此时节气门开度一般为50％，然后开始车内噪声数据的采集工作。为了保证数据的一致性，需要进行多次测试，才能够从中选择出3组一致性较好的数据，另外，还需要工程师一直将油门踏板踩到50％的状态，长时间的控制油门踏板在一定位置会造成工程师人员疲劳。由于每个人的经验不同，操作方式不同，导致同一台车的POT测试数据有差异出现，需要反复多次试验才能从中选择几种相近的测试数据。目前，依靠工程师的驾驶经验来完成数据的采集工作，导致测试数据的离散性较大。同一工程师测试POT工况时，需要多组测量才能从中选择出一致性较好的3组数据；当不同的工程师驾驶车辆进行POT操作时，由于个人操作检验与习惯不同会导致测试数据不一致，最直接的影响是测试时间的不同，会带来不同的测试结果，使数据缺少稳定性。在POT测试工况时，由工程师人员驾驶的测试车辆不能在测试时间段内保持同一个节气门开度，且人为控制油门踏板存在误差，从而会造成车内噪声数据的采集存在效率低和数据稳定性差的缺点。
因此，急需一种能够降低误差、自动保持同一节气门开度的节气门开度自动控制系统及自动控制方法。
发明内容
本发明提供了一种节气门开度自动控制系统及自动控制方法，以便于能够自动调整节气门开度、降低人为误差。
本发明的一个方面，提供了一种节气门开度自动控制系统，包括：
节气门开度传感器，用于实时采集节气门开度参数，并发送至处理模块；
处理模块，用于将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，当节气门开度参数大于等于节气门开度阈值范围的最小值时，则发送开启指令至节气门控制模块；当节气门开度参数达到节气门开度阈值范围的最大值时，则实时发送停止指令至节气门控制模块；
节气门控制模块，用于根据接收的开启指令和停止指令实时编辑电机开启指令和电机关闭指令发送至节气门电机，以此控制其开启和关闭，从而实现节气门的开度调节。
进一步地，处理模块还用于接收电压数据采集器实时采集的油门踏板电压参数，并根据以下公式计算出预设节气门开度值：
B＝(BF-B0)xD+B0，C＝(A-A0)/(AF-A0)，其中，
B为实时采集的油门踏板电压参数，BF为油门踏板最大行程时的电压参数，B0为油门踏板零行程时的电压参数，D为预设目标节气门开度，A为与B对应的节气门开度，AF为与BF对应的节气门开度，A0为与B0对应的节气门开度，C为计算出的预设节气门开度值，预设的节气门开度阈值范围为A至预设节气门开度值的范围。
进一步地，处理模块还用于将节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值发送至显示模块进行显示。
进一步地，节气门开度传感器为安装在节气门转轴上的角度传感器或者距离传感器中的任一。
进一步地，处理模块包括对比单元、控制指令编辑单元，其中，
对比单元，用于将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，当节气门开度参数大于等于节气门开度阈值范围的最小值时，则作为最小对比结果发送至控制指令编辑单元；当节气门开度参数达到节气门开度阈值范围的最大值时，则作为最大对比结果发送至控制指令编辑单元；
控制指令编辑单元，用于根据接收的最小对比结果编辑开启指令发送至节气门控制模块；还用于根据接收的最大对比结果编辑停止指令发送至节气门控制模块；还用于根据节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值编辑显示控制指令发送至显示模块将节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值显示出来。
进一步地，处理模块通过CAN线分别与节气门开度传感器、节气门控制模块电连接。
本发明的另一个方面，提供了一种基于上述中所述的节气门开度自动控制系统实现的自动控制方法，包括以下步骤：
利用节气门开度传感器实时采集节气门开度参数，并发送至处理模块；
利用处理模块将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，当节气门开度参数大于等于节气门开度阈值范围的最小值时，则发送开启指令至节气门控制模块；当节气门开度参数达到节气门开度阈值范围的最大值时，则实时发送停止指令至节气门控制模块；
利用节气门控制模块根据接收的开启指令和停止指令实时编辑成电机开启指令和电机关闭指令发送至节气门电机，以此控制其开启和关闭，从而实现节气门的开度调节。
进一步地，还包括步骤：利用处理模块接收电压数据采集器实时采集的油门踏板电压参数，并根据以下公式计算出预设节气门开度值：
B＝(BF-B0)xD+B0，C＝(A-A0)/(AF-A0)，其中，
B为实时采集的油门踏板电压参数，BF为油门踏板最大行程时的电压参数，B0为油门踏板零行程时的电压参数，D为预设目标节气门开度，A为与B对应的节气门开度，AF为与BF对应的节气门开度，A0为与B0对应的节气门开度，C为计算出的预设节气门开度值，预设的节气门开度阈值范围为A至预设节气门开度值的范围。
进一步地，还包括步骤：利用处理模块将节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值发送至显示模块进行显示。
进一步地，节气门开度传感器为安装在节气门转轴上的角度传感器或者距离传感器中的任一。
本发明提供的节气门开度自动控制系统及自动控制方法，与现有技术相比具有以下进步：
(1)通过处理模块将实时采集的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，根据对比结果，编辑开启或者停止指令，由节气门控制模块控制节气门电机的开启和关闭，实现了自动的将节气门开度固定并一直保持在预设节气门开度值的目的，避免了由于人员疲劳而导致的节气门开度与预设节气门开度值存在误差的问题；能够保证POT测试工况每次都能以设定的预设节气门开度进行测试，提高测试效率和测试数据的稳定性。
(2)由于不同类型、品牌汽车的油门踏板对应的节气门开度可能存在差异，处理模块接收电压数据采集器实时采集的油门踏板电压参数，并根据实时的油门踏板电压参数，计算出预设节气门开度值，降低预设目标节气门开度与预设节气门开度值的误差，提高了节气门开度自动控制的精确度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例中节气门开度自动控制系统的器件连接框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本实施例提供了一种节气门开度自动控制系统及自动控制方法。
图1为本实施例中节气门开度自动控制系统的器件连接框图。本实施例的节气门开度自动控制系统，包括：
节气门开度传感器，用于实时采集节气门开度参数，并发送至处理模块；
处理模块，用于将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，当节气门开度参数大于等于节气门开度阈值范围的最小值时，则发送开启指令至节气门控制模块；当节气门开度参数达到节气门开度阈值范围的最大值时，则实时发送停止指令至节气门控制模块；
节气门控制模块，用于根据接收的开启指令和停止指令实时编辑电机开启指令和电机关闭指令发送至节气门电机，以此控制其开启和关闭，从而实现节气门的开度调节。
具体实施时，节气门开度传感器为安装在节气门转轴上的角度传感器，以平行于地面或者垂直于地面的水平线为标准水平线，节气门开度传感器用来采集节气门相对于标准水平线旋转的角度，作为节气门开度参数；具体实施时，节气门控制模块控制节气门电机的开启和关闭，从而实现节气门的开度调节。具体实施时，也可以采用距离传感器，采集安装在转轴上的节气门的转动距离，计算出节气门开度参数。
本实施例的节气门开度自动控制系统，通过处理模块将实时采集的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，根据对比结果，编辑开启或者停止指令，由节气门控制模块控制节气门电机的开启和关闭，实现了自动的将节气门开度固定并一直保持在预设节气门开度值的目的，避免了由于人员疲劳而导致的节气门开度与预设节气门开度值存在误差的问题；能够保证POT测试工况每次都能以设定的预设节气门开度进行测试，提高测试效率和测试数据的稳定性。
具体实施时，处理模块还用于接收电压数据采集器实时采集的油门踏板电压参数，并根据以下公式计算出预设节气门开度值：
B＝(BF-B0)xD+B0，C＝(A-A0)/(AF-A0)，其中，
B为实时采集的油门踏板电压参数，BF为油门踏板最大行程时的电压参数，B0为油门踏板零行程时的电压参数，D为预设目标节气门开度，A为与B对应的节气门开度，AF为与BF对应的节气门开度，A0为与B0对应的节气门开度，C为计算出的预设节气门开度值，预设的节气门开度阈值范围为A至预设节气门开度值的范围。
具体实施时，处理模块还用于将节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值发送至显示模块进行显示。使测试人员能够清晰直观的看到当前测试使用的节气门开度是多少，便于随时调整。
由于不同类型、品牌汽车的油门踏板对应的节气门开度可能存在差异，处理模块接收电压数据采集器实时采集的油门踏板电压参数，并根据实时的油门踏板电压参数，计算出预设节气门开度值，根据预设节气门开度值和实时采集的油门踏板电压参数对应的节气门开度确定预设的节气门开度阈值范围，提高了节气门开度自动控制的精确度。
具体实施时，本实施例的节气门开度自动控制系统还包括预设节气门开度值输入模块，用于输入预设节气门开度值，便于根据测试情况随时调整节气门开度，灵活方便。
处理模块包括对比单元、控制指令编辑单元，其中，
对比单元，用于将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，当节气门开度参数大于等于节气门开度阈值范围的最小值时，则作为最小对比结果发送至控制指令编辑单元；当节气门开度参数达到节气门开度阈值范围的最大值时，则作为最大对比结果发送至控制指令编辑单元；
控制指令编辑单元，用于根据接收的最小对比结果编辑开启指令发送至节气门控制模块；还用于根据接收的最大对比结果编辑停止指令发送至节气门控制模块；还用于根据节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值编辑显示控制指令发送至显示模块将节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值显示出来。
其中，对比单元分别与节气门开度传感器、电压数据采集器、预设节气门开度值输入模块、控制指令编辑单元输入模块电连接，控制指令编辑单元分别与节气门控制模块、显示模块电连接。具体实施时，对比单元通过CAN线(Controller Area Network，控制器局域网络)与节气门开度传感器电连接，节气门控制模块电连接，对比单元与预设节气门开度值输入模块有线电连接。处理模块由CAN线供电。
本实施例还提供了一种基于上述实施例所述的节气门开度自动控制系统实现的自动控制方法，包括以下步骤：
利用节气门开度传感器实时采集节气门开度参数，并发送至处理模块；
利用处理模块将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，当节气门开度参数大于等于节气门开度阈值范围的最小值时，则发送开启指令至节气门控制模块；当节气门开度参数达到节气门开度阈值范围的最大值时，则实时发送停止指令至节气门控制模块；
利用节气门控制模块根据接收的开启指令和停止指令实时编辑电机开启指令和电机关闭指令发送至节气门电机，以此控制其开启和关闭，从而实现节气门的开度调节。
具体实施时，节气门开度传感器为安装在节气门转轴上的角度传感器，以平行于地面或者垂直于地面的水平线为标准水平线，节气门开度传感器用来采集节气门相对于标准水平线旋转的角度，作为节气门开度参数；具体实施时，节气门控制模块控制节气门电机的开启和关闭，从而实现节气门的开度调节。具体实施时，也可以采用距离传感器，采集安装在转轴上的节气门的转动距离，计算出节气门开度参数。
本实施例的节气门开度自动控制方法，通过处理模块将实时采集的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，根据对比结果，编辑开启或者停止指令，由节气门控制模块控制节气门电机的开启和关闭，实现了自动的将节气门开度固定并一直保持在预设节气门开度值的目的，避免了由于人员疲劳而导致的节气门开度与预设节气门开度值存在误差的问题；能够保证POT测试工况每次都能以设定的预设节气门开度进行测试，提高测试效率和测试数据的稳定性。
具体实施时，还包括步骤：利用处理模块接收电压数据采集器实时采集的油门踏板电压参数，并根据以下公式计算出预设节气门开度值：
B＝(BF-B0)xD+B0，C＝(A-A0)/(AF-A0)，其中，
B为实时采集的油门踏板电压参数，BF为油门踏板最大行程时的电压参数，B0为油门踏板零行程时的电压参数，D为预设目标节气门开度，A为与B对应的节气门开度，AF为与BF对应的节气门开度，A0为与B0对应的节气门开度，C为计算出的预设节气门开度值，预设的节气门开度阈值范围为A至预设节气门开度值的范围。
具体实施时，还包括步骤：利用处理模块将节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值发送至显示模块进行显示。使测试人员能够清晰直观的看到当前测试使用的节气门开度是多少，便于随时调整。
由于不同类型、品牌汽车的油门踏板对应的节气门开度可能存在差异，处理模块接收电压数据采集器实时采集的油门踏板电压参数，并根据实时的油门踏板电压参数，计算出预设节气门开度值，根据预设节气门开度值和实时采集的油门踏板电压参数对应的节气门开度确定预设的节气门开度阈值范围，提高了节气门开度自动控制的精确度。
具体实施时，本实施例的节气门开度自动控制方法还包括步骤：利用预设节气门开度值输入模块输入预设节气门开度值，便于根据测试情况随时调整节气门开度，灵活方便。
处理模块包括对比单元、控制指令编辑单元，其中，
利用对比单元将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，当节气门开度参数大于等于节气门开度阈值范围的最小值时，则作为最小对比结果发送至控制指令编辑单元；当节气门开度参数达到节气门开度阈值范围的最大值时，则作为最大对比结果发送至控制指令编辑单元；
利用控制指令编辑单元根据接收的最小对比结果编辑开启指令发送至节气门控制模块；根据接收的最大对比结果编辑停止指令发送至节气门控制模块；还用于根据节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值编辑显示控制指令发送至显示模块将节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值显示出来。
其中，对比单元分别与节气门开度传感器、电压数据采集器、预设节气门开度值输入模块、控制指令编辑单元输入模块电连接，控制指令编辑单元分别与节气门控制模块、显示模块电连接。具体实施时，对比单元通过CAN线(Controller Area Network，控制器局域网络)与节气门开度传感器电连接，节气门控制模块电连接，对比单元与预设节气门开度值输入模块有线电连接。处理模块由CAN线供电。
本实施例的节气门开度自动控制系统及自动控制方法，在具体使用时，以平行于地面的水平线为标准水平线，节气门开度的数值单位为角度，数值范围为0度～90度，即，节气门与标准水平线之间的夹角为0度～90度，节气门全关时的参数值应为0度，节气门全开时的数值为82度以上。若预设目标节气门开度为50度，油门踏板最大行程时的电压参数BF对应的节气门参数为90度，油门踏板零行程时的电压参数B0为0度，实时采集的油门踏板电压参数为0度，预设目标节气门开度为50度，则预设的节气门开度阈值范围为0-50度，利用本系统或者方法控制节气门电机开启，直至节气门开度从0度变化到50度，则本系统或者方法控制节气门电机关闭，使节气门开度在测试过程中一直保持在50度上。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种节气门开度自动控制系统，其特征在于，包括：
节气门开度传感器，用于实时采集节气门开度参数，并发送至处理模块；
处理模块，用于将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，当节气门开度参数大于等于节气门开度阈值范围的最小值时，则发送开启指令至节气门控制模块；当节气门开度参数达到节气门开度阈值范围的最大值时，则实时发送停止指令至节气门控制模块；处理模块还用于接收电压数据采集器实时采集的油门踏板电压参数，并根据以下公式计算出预设节气门开度值：
B＝(BF-B0)xD+B0，C＝(A-A0)/(AF-A0)，其中，
B为实时采集的油门踏板电压参数，BF为油门踏板最大行程时的电压参数，B0为油门踏板零行程时的电压参数，D为预设目标节气门开度，A为与B对应的节气门开度，AF为与BF对应的节气门开度，A0为与B0对应的节气门开度，C为计算出的预设节气门开度值，预设的节气门开度阈值范围为A至预设节气门开度值的范围；
节气门控制模块，用于根据接收的开启指令和停止指令实时编辑电机开启指令和电机关闭指令发送至节气门电机，以此控制其开启和关闭，从而实现节气门的开度调节。
2.根据权利要求1所述的节气门开度自动控制系统，其特征在于，处理模块还用于将节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值发送至显示模块进行显示。
3.根据权利要求2所述的节气门开度自动控制系统，其特征在于，节气门开度传感器为安装在节气门转轴上的角度传感器或者距离传感器中的任一。
4.根据权利要求3所述的节气门开度自动控制系统，其特征在于，处理模块包括对比单元、控制指令编辑单元，其中，
对比单元，用于将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，当节气门开度参数大于等于节气门开度阈值范围的最小值时，则作为最小对比结果发送至控制指令编辑单元；当节气门开度参数达到节气门开度阈值范围的最大值时，则作为最大对比结果发送至控制指令编辑单元；
控制指令编辑单元，用于根据接收的最小对比结果编辑开启指令发送至节气门控制模块；还用于根据接收的最大对比结果编辑停止指令发送至节气门控制模块；还用于根据节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值编辑显示控制指令发送至显示模块将节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值显示出来。
5.根据权利要求4所述的节气门开度自动控制系统，其特征在于，处理模块通过CAN线分别与节气门开度传感器、节气门控制模块电连接。
6.一种基于权利要求1所述的节气门开度自动控制系统实现的自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用节气门开度传感器实时采集节气门开度参数，并发送至处理模块；
利用处理模块将实时接收的节气门开度参数依次与预设的节气门开度阈值范围进行对比，当节气门开度参数大于等于节气门开度阈值范围的最小值时，则发送开启指令至节气门控制模块；当节气门开度参数达到节气门开度阈值范围的最大值时，则实时发送停止指令至节气门控制模块；还包括:利用所述处理模块接收电压数据采集器实时采集的油门踏板电压参数，并根据以下公式计算出预设节气门开度值：
B＝(BF-B0)xD+B0，C＝(A-A0)/(AF-A0)，其中，
B为实时采集的油门踏板电压参数，BF为油门踏板最大行程时的电压参数，B0为油门踏板零行程时的电压参数，D为预设目标节气门开度，A为与B对应的节气门开度，AF为与BF对应的节气门开度，A0为与B0对应的节气门开度，C为计算出的预设节气门开度值，预设的节气门开度阈值范围为A至预设节气门开度值的范围；
利用节气门控制模块根据接收的开启指令和停止指令实时编辑成电机开启指令和电机关闭指令发送至节气门电机，以此控制其开启和关闭，从而实现节气门的开度调节。
7.根据权利要求6所述的节气门开度自动控制方法，其特征在于，还包括步骤：利用处理模块将节气门开度参数、预设目标节气门开度、预设节气门开度值发送至显示模块进行显示。
8.根据权利要求7所述的节气门开度自动控制方法，其特征在于，节气门开度传感器为安装在节气门转轴上的角度传感器或者距离传感器中的任一。
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