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基于IDT位置传感器的新型汽车油门踏板原理演示仪

一般来说汽车油门踏板(节气门)分为两种:拉线式油门和电子油门。本项目基于IDT位置传感器的新型汽车油门踏板。

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团队介绍

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团队成员

刘静书 主管

项目简介
一般来说汽车油门踏板(节气门)分为两种:拉线式油门和电子油门。本项目基于IDT位置传感器的新型汽车油门踏板。
硬件说明

传统的拉线油门用细钢绳直接将油门踏板与节气门相连,油门踏板的踩下深浅直接与节气们的开合大小对应传统的油门控制系统原理如图 1 所示,油门踏板通过拉杆与节气门形成刚性连接,直接操纵节气门的开度,从而控制进入发动机燃烧室的汽油量。传统的油门控制系统结构简单,但机械结构易磨损,且对供油的控制不够精准,节气门开度仅取决于油门踏板的位置,因而无法确保汽车发动机管理系统处于最佳工作状态;电子油门没有拉线,通过油门踏板深浅来产生不同的电子信号送到ECU(Electronic Control Unit),ECU 综合当前车速、车距、节气门开度、发动机转速等信息,计算出节气门的最佳开度。ECU 控制直流电机输出扭矩,不断调节电子节气门开度,节气门位置传感器将节气门位置信号反馈给 ECU 形成闭环控制,最终使电子节气门稳定至最佳开度。电子油门控制系统的原理如图 2。通过原理比较不难发现,拉线油门的特点是系统简单,控制直接,油门踏板与节气们开度是1:1的;而电子油门的特点是油门踏板只表征驾驶者的操作意向,而最终的节气门控制权交给了ECU。

出于环保、经济、可靠性等各种原因,自21 世纪以来,大多汽车使用电子油门ECM(engine control module引擎控制模块) 替换了常规的拉线油门。电子油门ECM有的通过在踏板内装一个滑动电位器(可变电阻),油门踩下的深浅即转化为电阻的阻值,通过电阻值的大小来表示油门踏板当时的深浅度,并传递给ECU,再由ECU来控制节气门的开启度;有的使用电感式感应位移传感器来感测油门踏板的深浅度,该位移传感器是一种属于金属感应的线性器件,接通电源后,在开关的感应面将产生一个交变磁场,当金属物体接近此感应面时,金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量,使振荡器输出幅度线性衰减,然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的,这样做成的两个电路板上各有线圈,相互移动就可以测量移动的位移,通过采集油门踏板位置传感器信号,将信号传往ECU,驱动步进电机控制节气门的开度。

与传统油门相比,电子油门控制系统的油门控制方式更加精确可靠且无机械磨损。根据汽车的各种行驶信息,精确调节进入气缸的燃油空气混合气,改善发动机的燃烧状况,很大程度上提高了汽车的动力性和燃油经济性。另外,电子油门控制系统通过数据总线与其他?ECU?通信,协调牵引力控制和定速巡航等电控系统来提升驾驶的舒适性和安全性。


汽车普遍存在于我们的生活中,其原理值得我们每个人尤其是中小学生及司机朋友的了解和学习,因此我们设计制作的油门踏板原理演示仪将广泛用于中小学科技课堂、科技馆、博物馆、驾校等等,具有巨大的市场空间。

位移传感器的寄生磁场极易导致电磁干扰 (EMI) 并引入安全隐患,需要复杂且成本昂贵的屏蔽物材料来屏蔽这种干扰。IDT的传感器感应技术不受杂散磁场影响,消除了通常用于位置传感器的磁体,利用低价印刷电路线圈和简单的金属靶即可,不仅彻底解决了让人头痛的杂散磁场问题,提供了极高可靠性,而且无需昂贵和复杂的屏蔽物,大幅降低了系统成本。卓越的可靠性、灵活性、可维护性及廉价性等优点非常适合汽车电子产品应用,当然更是适合汽车油门踏板原理演示仪。因此我们选择IDT位置传感器来制作汽车电子油门踏板原理演示仪。
如下为改装安装IDT位置传感器的仿汽车电子油门踏板:

图片4.png

图3. 安装IDT位置传感器的仿汽车电子油门踏板





软件说明

暂无

演示效果

图片1.png

图4. IDT位置传感器的实验室调试

油门踏板上安装的IDT位置传感器及其处理电路已是数字信号,直接接入PC的USB口,因此使用起来非常方便,根据油门踩下的深浅与车况(可图形化设置各种参数)综合起来进行分析,最终计算出当前合适的节气门开度。当驾驶者起步时猛然加速(将踏板踩到底),PC根据当前的模拟车速、节气门大小等进行分析,从燃油经济性和排放合理的角度考虑,会适当限制节气门的打开幅度,同时屏上图示控制喷油系统限制喷油嘴进行最大化的喷油。

以便中小学生等的理解,电子油门踏板原理演示仪为了真实形象地说明油门踏板的工作原理,使用PC来图示其工作原理。

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  • xulilaopo123: 请群主联系我18931429731

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