一種新型的發動機試驗臺架電子油門信號模擬器的制造方法
【專利摘要】一種新型的發動機試驗臺架電子油門信號模擬器，本發明涉及的是汽車發動機檢測實驗的【技術領域】。本發明是為了克服現有舊的發動機試驗臺架，不具備電子油門信號接口，存在需要請臺架供應商對整個系統升級，費用高昂，才能實現此功能，使得一些還在服役的舊臺架不能滿足電子油門控制的發動機試驗需要的問題。發動機試驗臺架機械式油門控制系統輸出信號連接它的高共模抑制比的轉換放大器的信號輸入端，高共模抑制比的轉換放大器的信號輸出端通過電壓運算調整電路、電壓隔離模塊電路、第二組驅動電壓生成電路輸出到發動機ECU。本發明適用于舊發動機試驗臺架進行的改造，實現電子油門信號輸出功能，具有高共模抑制比、高容錯能力、極低的非線性電壓。
【專利說明】一種新型的發動機試驗臺架電子油門信號模擬器

【技術領域】
[0001]本發明涉及的是汽車發動機檢測實驗的【技術領域】。

【背景技術】
[0002]由于近年來整車系統大量采用電子油門控制，發動機試驗臺架供應商的新系統都具備了電子油門踏板信號接口，但對于一些已有的舊的發動機試驗臺架，不具備電子油門信號接口，存在需要請臺架供應商對整個系統升級，費用高昂，才能實現此功能，使得一些還在服役的舊臺架不能滿足電子油門控制的發動機試驗需要。


【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種新型的發動機試驗臺架電子油門信號模擬器，本發明是為了克服現有舊的發動機試驗臺架，不具備電子油門信號接口，存在需要請臺架供應商對整個系統升級，費用高昂，才能實現此功能，使得一些還在服役的舊臺架不能滿足電子油門控制的發動機試驗需要的問題。本發明的一種新型的發動機試驗臺架電子油門信號模擬器，它由高共模抑制比的轉換放大器1、電壓運算調整電路2、電壓隔離模塊電路3、電子油門的第二組驅動電壓生成電路4、第一組隔離電源5、第二組隔離電源6組成；
發動機試驗臺架機械式油門控制系統輸出信號連接高共模抑制比的轉換放大器I的信號輸入端，高共模抑制比的轉換放大器I的信號輸出端連接電壓運算調整電路2的信號輸入端，電壓運算調整電路2的信號輸出端連接電壓隔離模塊電路3的輸入端，電壓隔離模塊電路3的輸出端連接電子油門的第二組驅動電壓生成電路4的信號輸入端，電子油門的第二組驅動電壓生成電路4的輸出端輸出到發動機ECU ;高共模抑制比的轉換放大器1、電壓運算調整電路2和電壓隔離模塊電路3的信號輸入端所用電源都由第一組隔離電源5提供，電壓隔離模塊電路3的信號輸出端和油門的第二組驅動電壓生成電路4所用電源都由第二組隔離電源6提供。
[0004]本發明適用于舊發動機試驗臺架進行的改造，實現電子油門信號輸出功能，具有成本低，性能穩定可靠的優點，并具有高共模抑制比、高容錯能力、極低的非線性電壓、較高的隔離電壓。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1是本發明的整體結構示意圖；
圖2是圖1中高共模抑制比的轉換放大器I的電路結構示意圖；
圖3是圖1中電壓運算調整電路2的電路結構示意圖；
圖4是圖1中電壓隔離模塊電路3的電路結構示意圖；
圖5是圖1中電子油門的第二組驅動電壓生成電路4的電路結構示意圖。

【具體實施方式】
[0006]【具體實施方式】一:結合圖1說明本實施方式，本實施方式由高共模抑制比的轉換放大器1、電壓運算調整電路2、電壓隔離模塊電路3、電子油門的第二組驅動電壓生成電路4、第一組隔離電源5、第二組隔離電源6組成；
發動機試驗臺架機械式油門控制系統輸出信號連接高共模抑制比的轉換放大器I的信號輸入端，高共模抑制比的轉換放大器I的信號輸出端連接電壓運算調整電路2的信號輸入端，電壓運算調整電路2的信號輸出端連接電壓隔離模塊電路3的輸入端，電壓隔離模塊電路3的輸出端連接電子油門的第二組驅動電壓生成電路4的信號輸入端，電子油門的第二組驅動電壓生成電路4的輸出端輸出到發動機ECU ;高共模抑制比的轉換放大器1、電壓運算調整電路2和電壓隔離模塊電路3的信號輸入端所用電源都由第一組隔離電源5提供，電壓隔離模塊電路3的信號輸出端和油門的第二組驅動電壓生成電路4所用電源都由第二組隔離電源6提供。
[0007]所述第一組隔離電源5和第二組隔離電源6的具體型號為VRA2415YMD-6WR2。
[0008]【具體實施方式】二:結合圖2說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一的不同點在于所述高共模抑制比的轉換放大器I由電阻!?廣町1、接頭見1、運算放大器1(:認、運算放大器IC1B、運算放大器IClC組成；
接頭JPl的腳I接地，接頭JPl的腳2與電阻R2的一端、電阻R6的一端和運算放大器IClC的同向輸入端相連接，接頭JPl的腳3與電阻Rl的一端連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的另一端、電阻R4的一端和運算放大器IClA的同向輸入端相連接，電阻R4的另一端接地，運算放大器IClA的反向輸入端與電阻R3的一端和電阻R5的一端相連接，運算放大器IClC的反向輸入端與電阻R3的另一端和電阻R7的一端相連接，電阻R6的另一端接地，運算放大器IClA的輸出端與電阻R5的另一端和電阻R8的一端相連接，運算放大器IClC的輸出端與電阻R7的另一端和電阻R9的一端相連接，電阻R8的另一端與電阻RlO的一端和運算放大器IClB的同向輸入端相連接，電阻R9的另一端與電阻Rll的一端和運算放大器IClB的反向輸入端相連接，運算放大器IClB的輸出端連接電阻Rll的另一端后為信號輸出端。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0009]【具體實施方式】三:結合圖3說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一的不同點在于所述電壓運算調整電路2由電阻R12?R22、運算放大器IC2、電解電容Cl、電解電容C2、電容C3?C6、可調電阻VR1、可調電阻VR2、三端穩壓集成電路7805、二極管Dl?D3、穩壓二極管D4、繼電器Jl組成；
電阻R12的一端為輸信號入端并接高共模抑制比的轉換放大器I的運算放大器IClB的輸出端，電阻R12的另一端與電阻R13的一端、電阻R14的一端和運算放大器IC2的同向輸入端連接，電阻R13的另一端接地，運算放大器IC2電源正端與電解電容Cl的正極連接并接第一組隔離電源5的+15V端，電解電容Cl的負極接第一組隔離電源5的地，運算放大器IC2電源負端與電解電容C2的負極連接并接第一組隔離電源5的-15V端，電解電容C2的正極接第一組隔離電源5的地，運算放大器IC2的反向輸入端與電阻R15的一端、電阻R16的一端和電容C5的一端相連接，電阻R16的另一端與電容C3的一端和可調電阻VRl的滑動端相連接，電容C3的另一端接第一組隔離電源5的地，可調電阻VRl的一個固定端與電阻R17的一端連接，電阻R17的另一端與電阻R18的一端、電容C4的一端和三端穩壓集成電路7805輸出端連接，可調電阻VRl的另一個固定端與電阻R19的一端連接，電阻R18的另一端與可調電阻VR2的一個固定端連接，可調電阻VR2的另一個固定端與電阻R19的另一端和電容C6的一端連接并接第一組隔離電源5的地，電容C4的另一端和三端穩壓集成電路7805接地端都接第一組隔離電源5的地，三端穩壓集成電路7805的輸入端接第一組隔離電源5的+15V端，電阻14的另一端與可調電阻VR2的滑動端、電容C6的另一端和繼電器Jl的常斷靜觸點連接，運算放大器IC2的輸出端與電容C5的另一端、電阻R15的另一端、二極管Dl的負極和繼電器Jl的常閉靜觸點連接，二極管Dl的正極與二極管D2的正極和繼電器Jl線圈的一個端相連接，二極管D2的負極和繼電器Jl線圈的另一個端都接第一組隔離電源5的地，繼電器Jl的動觸點與電阻R20的一端連接，電阻R21的一端接第一組隔離電源5的地，電阻R21的另一端與二極管D3的負極和穩壓二極管D4的負極相連接，穩壓二極管D4的正極與電阻R22的一端連接并接第一組隔離電源5的地，電阻R20的另一端與二極管D3的正極和電阻R22的另一端相連接并為輸出端。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0010]【具體實施方式】四:結合圖4說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一的不同點在于所述電子油門的電壓隔離模塊電路3核心器件為IS0124 ;電壓隔離模塊電路3的腳15為信號輸入端，此腳15接電壓運算調整電路2的二極管D3的正極，
電壓隔離模塊電路3的腳I接第一組隔離電源5的+15V端，電壓隔離模塊電路3的腳2接第一組隔離電源5的-15V端，電壓隔離模塊電路3的腳16接第一組隔離電源5的地，電壓隔離模塊電路3的腳9接第二組隔離電源6的+15V端，電壓隔離模塊電路3的腳10接第二組隔離電源6的-15V端，電壓隔離模塊電路3的腳8接第二組隔離電源6的地，電壓隔離模塊電路3的腳7為信號輸出端。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0011]【具體實施方式】五:結合圖5說明本實施方式，本實施方式與【具體實施方式】一的不同點在于所述電子油門的第二組驅動電壓生成電路4由電阻R23?R26、運算放大器IC4、電解電容C7、電解電容C8、接頭JP2組成；
電阻R24的一端連接電阻R25的一端并為信號輸入端，此信號輸入端連接電壓隔離模塊電路3的腳7，電阻R24的另一端與電阻R23的一端和運算放大器IC4的同向輸入端相連接，運算放大器IC4的反向輸入端與運算放大器IC4的輸出端和電阻R26的一端相連接，運算放大器IC4電源正端與電解電容C7的正極連接并接第二組隔離電源6的+15V端，電解電容C7的負極接第二組隔離電源6的地，運算放大器IC4電源負端與電解電容C8的負極連接并接第二組隔離電源6的-15V端，電解電容C8的正極接第二組隔離電源6的地，電阻R26的另一端與接頭JP2的腳2連接，電阻R25的另一端與接頭JP2的腳3連接，接頭JP2的腳I和腳4接第二組隔離電源6的地，接頭JP2接發動機E⑶。其它組成和連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0012]工作原理:發動機試驗臺架機械式油門控制系統輸出信號經接頭JPl輸入，經運算放大器IC1A、運算放大器IClB和運算放大器IClC組成儀表放大器對輸入電壓、電流信號進行高共模抑制比的轉換放大，然后通過運算放大器IClA進行信號的運算調整，將輸入信號調整到標準的電子油門踏板輸出電壓范圍。繼電器Jl用于在系統出現錯誤電壓時適時切換為適宜的怠速電壓設定值避免ECU報錯，該設定值由可調電阻VR2進行調整。穩壓二極管D4用于對最高輸出電壓進行箝位，避免ECU報錯影響發動機正常工作。IC3為電壓隔離模塊，對輸入信號與輸出信號進行電氣隔尚，避免共地干擾，輸出電壓非線性度在±0.01%以內，隔離電壓達到1500Vrms。IC4用于生成電子油門的第二組驅動電壓，幅值是第一組電壓的1/2。系統為實現電源隔離，使用了兩組DC-DC電源隔離模塊(第一組隔離電源5、第二組隔離電源6)，第一組隔離電源5和第二組隔離電源6的電源輸入使用臺架系統的24V電源，輸出為±15V，隔離電壓達到1500Vrms。
[0013]初次使用需調整可調電阻VR1、可調電阻VR2，設定好怠速電壓；起動發動機，進行試驗，本發明會按照設定的油門開度，輸出相應的油門踏板信號給發動機ECU，驅動發動機工作。
【權利要求】
1.一種新型的發動機試驗臺架電子油門信號模擬器，其特征在于它由高共模抑制比的轉換放大器(I)、電壓運算調整電路(2)、電壓隔離模塊電路(3)、電子油門的第二組驅動電壓生成電路(4)、第一組隔離電源(5)、第二組隔離電源(6)組成； 發動機試驗臺架機械式油門控制系統輸出信號連接高共模抑制比的轉換放大器(I)的信號輸入端，高共模抑制比的轉換放大器(I)的信號輸出端連接電壓運算調整電路(2)的信號輸入端，電壓運算調整電路(2)的信號輸出端連接電壓隔離模塊電路(3)的輸入端，電壓隔離模塊電路(3)的輸出端連接電子油門的第二組驅動電壓生成電路(4)的信號輸入端，電子油門的第二組驅動電壓生成電路(4)的輸出端輸出到發動機ECU ;高共模抑制比的轉換放大器(I)、電壓運算調整電路(2 )和電壓隔離模塊電路(3 )的信號輸入端所用電源都由第一組隔離電源(5)提供，電壓隔離模塊電路(3)的信號輸出端和油門的第二組驅動電壓生成電路(4)所用電源都由第二組隔離電源(6)提供。
2.根據權利要求1所述的一種新型的發動機試驗臺架電子油門信號模擬器，其特征在于所述高共模抑制比的轉換放大器(I)由電阻RfRl1、接頭JPl、運算放大器IC1A、運算放大器IC1B、運算放大器IClC組成； 接頭JPl的腳I接地，接頭JPl的腳2與電阻R2的一端、電阻R6的一端和運算放大器IClC的同向輸入端相連接，接頭JPl的腳3與電阻Rl的一端連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的另一端、電阻R4的一端和運算放大器IClA的同向輸入端相連接，電阻R4的另一端接地，運算放大器IClA的反向輸入端與電阻R3的一端和電阻R5的一端相連接，運算放大器IClC的反向輸入端與電阻R3的另一端和電阻R7的一端相連接，電阻R6的另一端接地，運算放大器IClA的輸出端與電阻R5的另一端和電阻R8的一端相連接，運算放大器IClC的輸出端與電阻R7的另一端和電阻R9的一端相連接，電阻R8的另一端與電阻RlO的一端和運算放大器IClB的同向輸入端相連接，電阻R9的另一端與電阻Rll的一端和運算放大器IClB的反向輸入端相連接，運算放大器IClB的輸出端連接電阻Rll的另一端后為信號輸出端。
3.根據權利要求1所述的一種新型的發動機試驗臺架電子油門信號模擬器，其特征在于所述電壓運算調整電路(2)由電阻R12?R22、運算放大器IC2、電解電容Cl、電解電容C2、電容C3?C6、可調電阻VRl、可調電阻VR2、三端穩壓集成電路7805、二極管D1?D3、穩壓二極管D4、繼電器Jl組成； 電阻R12的一端為輸信號入端并接高共模抑制比的轉換放大器(I)的運算放大器IClB的輸出端，電阻R12的另一端與電阻R13的一端、電阻R14的一端和運算放大器IC2的同向輸入端連接，電阻R13的另一端接地，運算放大器IC2電源正端與電解電容Cl的正極連接并接第一組隔離電源(5)的+15V端，電解電容Cl的負極接第一組隔離電源(5)的地，運算放大器IC2電源負端與電解電容C2的負極連接并接第一組隔離電源(5)的-15V端，電解電容C2的正極接第一組隔離電源(5)的地，運算放大器IC2的反向輸入端與電阻R15的一端、電阻R16的一端和電容C5的一端相連接，電阻R16的另一端與電容C3的一端和可調電阻VRl的滑動端相連接，電容C3的另一端接第一組隔離電源(5)的地，可調電阻VRl的一個固定端與電阻R17的一端連接，電阻R17的另一端與電阻R18的一端、電容C4的一端和三端穩壓集成電路7805輸出端連接，可調電阻VRl的另一個固定端與電阻R19的一端連接，電阻R18的另一端與可調電阻VR2的一個固定端連接，可調電阻VR2的另一個固定端與電阻R19的另一端和電容C6的一端連接并接第一組隔離電源(5)的地，電容C4的另一端和三端穩壓集成電路7805接地端都接第一組隔離電源(5)的地，三端穩壓集成電路7805的輸入端接第一組隔離電源(5)的+15V端，電阻14的另一端與可調電阻VR2的滑動端、電容C6的另一端和繼電器Jl的常斷靜觸點連接，運算放大器IC2的輸出端與電容C5的另一端、電阻R15的另一端、二極管Dl的負極和繼電器Jl的常閉靜觸點連接，二極管Dl的正極與二極管D2的正極和繼電器Jl線圈的一個端相連接，二極管D2的負極和繼電器Jl線圈的另一個端都接第一組隔離電源(5)的地，繼電器Jl的動觸點與電阻R20的一端連接，電阻R21的一端接第一組隔離電源(5)的地，電阻R21的另一端與二極管D3的負極和穩壓二極管D4的負極相連接，穩壓二極管D4的正極與電阻R22的一端連接并接第一組隔離電源(5)的地，電阻R20的另一端與二極管D3的正極和電阻R22的另一端相連接并為輸出端。
4.根據權利要求1所述的一種新型的發動機試驗臺架電子油門信號模擬器，其特征在于所述電子油門的電壓隔離模塊電路(3)核心器件為IS0124 ;電壓隔離模塊電路(3)的腳15為信號輸入端，此腳15接電壓運算調整電路(2)的二極管D3的正極，電壓隔離模塊電路(3)的腳I接第一組隔離電源(5)的+15V端，電壓隔離模塊電路(3)的腳2接第一組隔離電源(5)的-15V端，電壓隔離模塊電路(3)的腳16接第一組隔離電源(5)的地，電壓隔離模塊電路(3)的腳9接第二組隔離電源(6)的+15V端，電壓隔離模塊電路(3)的腳10接第二組隔離電源(6)的-15V端，電壓隔離模塊電路(3)的腳8接第二組隔離電源(6)的地，電壓隔離模塊電路(3)的腳7為信號輸出端。
5.根據權利要求1所述的一種新型的發動機試驗臺架電子油門信號模擬器，其特征在于所述電子油門的第二組驅動電壓生成電路(4)由電阻R23?R26、運算放大器IC4、電解電容C7、電解電容C8、接頭JP2組成； 電阻R24的一端連接電阻R25的一端并為信號輸入端，此信號輸入端連接電壓隔離模塊電路(3)的腳7，電阻R24的另一端與電阻R23的一端和運算放大器IC4的同向輸入端相連接，運算放大器IC4的反向輸入端與運算放大器IC4的輸出端和電阻R26的一端相連接，運算放大器IC4電源正端與電解電容C7的正極連接并接第二組隔離電源(6)的+15V端，電解電容C7的負極接第二組隔離電源(6)的地，運算放大器IC4電源負端與電解電容C8的負極連接并接第二組隔離電源(6)的-15V端，電解電容CS的正極接第二組隔離電源(6)的地，電阻R26的另一端與接頭JP2的腳2連接，電阻R25的另一端與接頭JP2的腳3連接，接頭JP2的腳I和腳4接第二組隔離電源(6)的地，接頭JP2接發動機E⑶。
【文檔編號】G01M15/02GK104458265SQ201410717174
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優先權日:2014年12月3日
【發明者】李大東, 盧洪泉, 臧云剛, 婁建民, 王冬艷, 丁喜英, 程雷, 韓宇, 李術旭 申請人:哈爾濱東安汽車動力股份有限公司