CN1405439A - 发动机节气门自动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种发动机节气门自动控制装置，涉及电控机械自动变速车辆的发动机节气门控制装置。用于电控机械自动变速车辆换挡过程中发动机转速自动控制。该装置由电机驱动，车辆正常行驶时(不换档时)，安装在节气门轴上的压盘机构压紧在由油门拉索带动的滑轮端面，在压紧接触面摩擦力作用下，滑轮带动压盘及节气门同步转动，实现节气门开度的刚性控制。需要换档时，电机带动轴向运动和转动机构在导向机构的限定下先向左运动，推动压盘向左移动，使压盘与滑轮接触面分离，在轴向运动和转动机构与压盘机构摩擦力的作用下带动节气门转动，实现换档过程的节气门自动控制。换档过程完成后电机停转，又恢复节气门的刚性控制。机构简单，控制可靠。

Description

发动机节气门自动控制装置

技术领域：

本发明涉及电控机械自动变速车辆的发动机节气门控制装置。

背景技术：

目前，电子控制机械式自动变速已成为车辆自动控制领域中开发研究的热点，这种自动变速方式是在原手动机械变速器和干式摩擦离合器的基础上，取消了离合器踏板，增加微机控制装置，实现换档操作、离合器分离结合、换档过程发动机转速的自动控制，使其成为自动变速车辆。由于电控机械式自动变速在换档过程中与手动机械变速一样仍需要切断发动机的动力，为保证换档时车辆的平稳性，减小换档冲击，需要对发动机的油门进行自动控制。按不同的结构型式，发动机油门的控制分为柔性结构和刚性结构。柔性结构的加速踏板与发动机之间没有机械联结，加速踏板只相当于一个传感器，加速踏板的位置通过传感器转换成线性变化的电压信号，输入给发动机电子控制单元(ECU)，ECU的输出再通过油门执行机构控制节气门的开度，从而实现发动机的转速调节。刚性结构的加速踏板与油门之间有固定的机械联系，这种结构因没有油门执行机构，使系统结构简单，动作可靠。但自动换档时由于驾驶员不可预知什么时间在换档，也就不能及时调整发动机油门以适应换档前后发动机转速变化，因此必须以某种附加的形式控制发动机。通常是变速器电控单元与发动机电控单元之间通过CAN总线通信，控制发动机的点火或喷射装置。在将原手动机械变速改为电控机械变速时，往往不知道发动机的CAN总线通信协议，因而靠控制点火或喷射装置调节发动机转速的方式实现起来就较困难。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种发动机节气门自动控制装置，通过对发动机节气门的直接控制，实现换挡过程发动机转速的自动调节，机构简单，控制可靠。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

本发明包括节气门开度传感器、节气门体、节气门轴、节气门、套在滑轮槽内的油门拉索、固定在支座上的电机、固定在发动机上的支座。压盘机构装在节气门轴上，滑轮位于压盘机构与支座的右端之间，其通孔与支座上的套筒活动配合，在支座套筒内的电机轴上装有与该套筒活动配合，且可在导向机构的限位下轴向运动和转动的机构，该机构上装有导向机构，在滑轮上有一段螺旋导向通槽，在该通槽对应的支座的套筒上开有通槽，导向机构可在螺旋通槽内滑动，滑动的轴向距离保证轴向运动和转动机构可将压盘向左推动，使压盘与滑轮接触面分离，并使该机构与压盘产生摩擦力，带动节气门转动；在滑轮左端与支座右端之间的滑轮上固定滑轮的复位机构。本发明是这样实现发明目的的：该装置由固定在支座上的步进电机驱动，车辆正常行驶时(不换档时)，安装在节气门轴上的压盘机构压紧在由油门拉索带动的滑轮端面，压盘机构只能在节气门轴上轴向移动而不能相对转动。在压紧接触面摩擦力作用下，滑轮带动压盘及节气门同步转动，实现节气门开度的刚性控制。当车辆行驶工况满足换档条件需要换档时，变速器电控单元向电机发出信号，电机开始转动，带动轴向运动和转动机构运动。该机构在导向机构的限定下先向左运动，其左端面与压盘接触，推动压盘向左移动，使压盘与滑轮接触面分离，此时由于导向机构在滑轮上的螺旋导向通槽内的转动限位行程结束，轴向运动和转动机构不能继续沿轴向运动，而只能随电机轴一起转动，在压盘机构与该机构端面摩擦力的作用下带动压盘及节气门向关闭方向转动，使节气门开度减小至怠速工况，换档机构动作，完成换档操作。然后电机反向转动，通过轴向运动和转动机构及压盘机构带动节气门使开度增大，发动机达到要求的转速(离合器主从动盘同步时的转速)时，离合器结合，步进电机带动节气门继续转动，在导向机构的限定下恢复到换档前与油门踏板对应的开度后，该机构结束转动而向右移动，压盘与该机构脱开又压紧在滑轮端面，电机停转，完成换档过程的节气门自动控制。节气门的开度始终通过节气门开度传感器采集，输送给电控单元，电控单元对电机的动作进行控制。

由于采用上述方案，可在不改变发动机电控单元控制参数的情况下，实现换档过程中发动机转速的自动控制，具有较强的适应性和通用性，该装置结构简单，工作可靠。

附图说明：

图1为本发明的主视图，

图2为本发明滑轮上的螺旋导向通槽及限位槽结构图，

图3为支座上的套筒通槽结构图，

图4为主视图的A-A剖视图。

图1中：1-节气门开度传感器  2-节气门体  3-节气门  4-节气门轴  5-档圈

6-压簧  7-压盘  8-油门拉索  9-滑轮  10-螺钉  11-扭簧  12-导向销

13-支座  14-步进电机  15-螺钉  16-螺栓  17-限位销  18-滑套

具体实施方式：

轴向运动和转动机构为滑套18，滑套18的左端为圆盘体，其外缘与滑轮9的通孔活动配合，滑套18的圆柱体与支座13上的套筒活动配合，该套筒与滑套18的圆盘体之间留有空隙，沿滑套18的轴线的左中部为开口圆孔，其右端有与开口孔连通，并与步进电机14轴配合的螺纹孔。导向机构为导向销12，导向销12固定在滑套18上，其伸出端位于滑轮9的螺旋导向通槽内。螺旋导向通槽的宽度为5mm，螺旋角为5°，螺旋导向通槽的起点到终点的距离为该通槽所在圆柱体的1/4。滑轮复位机构为扭簧11。限制滑轮9向左轴向运动的限位销17固定在支座13的套筒上。支座13包括套筒，有与该套筒垂直且连为一体的圆盘体，圆盘体的下端有与其连为一体的⊥形体，圆盘体上有固定扭簧的螺纹孔。支座13套筒中部开有宽度大于滑轮9螺旋导向通槽轴向行程宽度的通槽，该通槽的长度为圆柱形套筒径向截面的1/4加5mm。压盘机构包括在节气门轴上的挡圈5与压盘7，挡圈5与压盘7之间装有压簧6。步进电机14通过螺钉15安装在与发动机固定连接的支座13上，步进电机14输出轴是一左旋外螺杆，与带内螺纹的滑套18相配合；滑套18上安装有导向销12，导向销12在滑轮9的螺旋导向通槽内滑动，滑套18可在支座13的套筒内按导向销12的限定方向轴向滑动和转动。滑轮9安装在支座13套筒上，可在套筒上转动，并由固定在支座13套筒上的限位销17限定使其不能轴向运动。滑轮9与支座13之间通过螺钉10安装有扭簧11，滑轮9槽内有油门拉索8，滑轮9左端面与安装在节气门轴4上的压盘7接触，压盘7只能在节气门轴4上轴向运动而不能相对转动，并在压簧6的作用下压紧在滑轮9左端面。踩下油门踏板时，油门拉索8带动滑轮9克服扭簧11作用力转动，由于压盘7与滑轮9端面摩擦力的作用，使节气门轴4同步转动，节气门3开度增大，抬起油门踏板时节气门3开度减小，节气门3的开度与滑轮9的转角相同。其开度信号由节气门开度传感器1实时采集。

当车辆行驶工况达到换档条件时，电控单元发出信号给步进电机14，该电机开始转动。由于导向销12的作用，电机轴与滑套18相对转动，滑套18先向左滑动，滑套18左端面压向压盘7并克服压簧6力使压盘7与滑轮9接触面脱离，螺旋导向通槽(图2)对导向销12轴向运动限位行程结束，在压盘7与滑套18端面摩擦力的作用下带动节气门3向关闭方向转动，使发动机转速下降，保证换档时的车辆平稳性。换档动作完成后，步进电机14反向旋转，带动节气门3向开度增大的方向转动，发动机达到要求的转速时离合器结合，步进电机14带动滑套18继续转动，直到导向销12转动行程结束，在螺纹作用下，滑套18开始向右滑动，压盘7与滑轮9端面接触并与滑套18脱开后节气门3停止转动，恢复到换档前与滑轮9对应的位置，完成换档过程的节气门自动控制。

Claims (8)

1.一种发动机节气门自动控制装置，包括节气门开度传感器、节气门体、节气门轴、节气门、套在滑轮槽内的油门拉索；其特征在于电机固定在与发动机相连的支座上，压盘机构装在节气门轴上，滑轮位于压盘机构与支座的右端之间，其通孔与支座上的套筒活动配合，在支座的套筒内的电机轴上装有与该套筒活动配合，且可在导向机构的限位下轴向运动和转动的机构，该机构上装有导向机构，在滑轮上有一段螺旋导向通槽，在该通槽对应的支座的套筒上开有通槽，导向机构可在螺旋通槽内滑动，滑动的轴向距离应保证轴向运动和转动机构可将压盘向左推动，使压盘与滑轮接触面分离，并使该机构与压盘产生摩擦力，带动节气门转动，在滑轮左端与支座右端之间的滑轮上固定滑轮的复位机构。

2.根据权利要求1所述的发动机节气门自动控制装置，其特征在于轴向运动和转动机构为滑套，滑套的左端为圆盘体，其外缘与滑轮的通孔活动配合，滑套的圆柱体与支座上的套筒活动配合，该套筒与滑套的圆盘体之间留有空隙，沿滑套轴线的左中部为开口圆孔，其右端有与开口孔连通，并与步进电机轴配合的螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的发动机节气门自动控制装置，其特征在于导向机构为导向销，导向销固定在滑套上，其伸出端位于螺旋导向通槽内。

4.根据权利要求1所述的发动机节气门自动控制装置，其特征在于螺旋导向通槽的宽度为5mm，螺旋角为5°，螺旋导向通槽的起点到终点的距离为该通槽所在圆柱体的1/4。

5.根据权利要求1所述的发动机节气门自动控制装置，其特征在于在支座的套筒和滑轮右端固定有限制滑轮向左运动的限位销。

6.根据权利要求1所述的发动机节气门自动控制装置，其特征在于在支座的套筒中部开有宽度大于滑轮上的螺旋导向通槽轴向行程宽度的通槽，该通槽的长度为圆柱形套筒径向截面的1/4加5mm。

7.根据权利要求1所述的发动机节气门自动控制装置，其特征在于支座包括套筒，有与该套筒垂直且连为一体的圆盘体，圆盘体的下端有与其连为一体的⊥形体，圆盘体上有固定扭簧的螺纹孔。

8.根据权利要求1所述的发动机节气门自动控制装置，其特征在于压盘机构包括装在节气门轴上的挡圈与压盘，挡圈与压盘之间装有压簧。

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