一種由can總線通信的智能蝶閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由CAN總線通信的智能蝶閥，包括閥體，所述閥體內(nèi)設(shè)置有控制閥片動作的控制電路；所述控制電路包括控制模塊以及分別與控制模塊連接的傳感器輸入信號處理模塊、閥片控制模塊、CAN總線通信模塊和電源模塊，電源模塊還與傳感器輸入信號處理模塊連接；所述CAN總線通信模塊通過CAN總線與發(fā)動機主控制器相互通信。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，控制電路集成在蝶閥內(nèi)部，方便安裝，適配性高；用于汽車或工程車輛進(jìn)氣量控制，以及配合廢氣再循環(huán)系統(tǒng)與DPF系統(tǒng)的使用，使車輛達(dá)到節(jié)能減排的效果。
【專利說明】
一種由CAN總線通信的智能蝶閥
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機尾氣排放再循環(huán)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種汽車用蝶閥。
【背景技術(shù)】
[0002]蝶閥又稱翻板閥，是一種結(jié)構(gòu)簡單的調(diào)節(jié)閥，在管道中主要起切斷和節(jié)流作用。蝶閥的啟閉件是一個圓盤形蝶板，在閥體內(nèi)繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到啟閉或調(diào)節(jié)的目的。
[0003]蝶閥應(yīng)用于汽車發(fā)動機廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中，主要功能是配合廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，進(jìn)行進(jìn)氣節(jié)流，從而降低進(jìn)氣道空氣壓力，使廢氣更容易進(jìn)入進(jìn)氣道，達(dá)到減排目的，進(jìn)一步達(dá)到更高的EGR率；另外，蝶閥還可以配合微粒過濾器(DPF)再生，即通過控制進(jìn)氣量的大小(其實質(zhì)是控制空燃比)并配合額外噴射的燃油(后噴射和次后噴射)，來達(dá)到提高DPF的再生溫度的目的。
[0004]然而，隨之整車上電子產(chǎn)品的多樣化，發(fā)動機主控制器無法滿足逐漸增加的電子產(chǎn)品的控制需求，如在主控制器中增加驅(qū)動模塊，則需要對主控制器進(jìn)行較大改動，不僅費時費力，難以匹配各種型號的電子產(chǎn)品，而且還容易對主控制器的穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種由CAN總線通信的智能型蝶閥，無需對發(fā)動機ECU進(jìn)行改動，即能夠接收發(fā)動機ECU的命令并自動控制自身開度，提高蝶閥的適配性。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0007]—種由CAN總線通信的智能蝶閥，包括閥體，所述閥體內(nèi)設(shè)置有控制閥片動作的控制電路;所述控制電路包括控制模塊以及分別與控制模塊連接的傳感器輸入信號處理模塊、閥片控制模塊、CAN總線通信模塊和電源模塊，電源模塊還與傳感器輸入信號處理模塊連接;所述CAN總線通信模塊通過CAN總線與發(fā)動機主控制器相互通信。
[0008]上述一種由CAN總線通信的智能蝶閥，所述控制模塊包括主芯片以及與主芯片連接濾波電路、時鐘電路以及片外存儲器;主芯片采用單片機。
[0009]上述一種由CAN總線通信的智能蝶閥，所述傳感器輸入信號處理模塊包括霍爾芯片以及與霍爾芯片連接傳感器電源輸入端、電信號采集電路以及濾波電路，所述霍爾芯片通過主芯片傳感器信號輸入端連接主芯片。
[0010]上述一種由CAN總線通信的智能蝶閥，所述電源模塊包括電源芯片以及分別與電源芯片連接的保護(hù)電路、電信號采集電路、濾波電路以及電源輸出電路，所述保護(hù)電路的輸入端連接電源，電源輸出電路包括分別與主芯片和霍爾芯片連接的主芯片電源輸入端和傳感器電源輸入端。
[0011]上述一種由CAN總線通信的智能蝶閥，所述閥片控制模塊包括驅(qū)動芯片以及與驅(qū)動芯片連接的保護(hù)電路、電信號采集電路、濾波電路以及驅(qū)動信號輸出電路，所述驅(qū)動信號輸出電路通過數(shù)據(jù)線與閥片受控端連接。
[0012]由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明所取得技術(shù)進(jìn)步如下。
[0013]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，控制電路集成在蝶閥內(nèi)部，方便安裝;用于汽車或工程車輛進(jìn)氣量控制，以及配合廢氣再循環(huán)系統(tǒng)與DPF系統(tǒng)的使用，使車輛達(dá)到節(jié)能減排的效果。智能型蝶閥通過CAN總線實現(xiàn)與主控制器之間的通信，能夠高效快速的完成主控制器的控制要求，控制閥體內(nèi)啟閉件的開度;且智能蝶閥自帶閥片控制模塊，減小了主控制器在控制輸出方面的壓力。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明所述控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
圖3為本發(fā)明所述電源模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
圖4為本發(fā)明所述閥片控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
圖5為本發(fā)明所述傳感器輸入信號處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
圖6為本發(fā)明所述CAN總線通訊模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]—種由CAN總線通信的智能蝶閥，包括閥體，閥體內(nèi)設(shè)置有控制閥片動作的控制電路?？刂齐娐返慕Y(jié)構(gòu)如圖1所示，包括集成在一塊電路板上的控制模塊、傳感器輸入信號處理模塊、閥片控制模塊、CAN總線通信模塊和電源模塊，控制模塊分別與傳感器輸入信號處理模塊、閥片控制模塊、CAN總線通信模塊和電源模塊連接，電源模塊還與傳感器輸入信號處理模塊連接;CAN總線通信模塊通過CAN總線與發(fā)動機主控制器相互通信。
[0017]控制模塊的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括主芯片、濾波電路、時鐘電路以及片外存儲器，主芯片分別與濾波電路、時鐘電路以及片外存儲器連接;主芯片采用單片機，主芯片接收到各處理信號后，輸出相應(yīng)的控制信號，控制閥片工作。
[0018]傳感器輸入信號處理模塊的結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括霍爾芯片以及與霍爾芯片連接傳感器電源輸入端、電信號采集電路以及濾波電路，霍爾芯片通過主芯片傳感器信號輸入端連接主芯片。霍爾芯片用于通過檢測的磁場強度變化來檢測閥片旋轉(zhuǎn)角度，將其信號反饋給主芯片，主芯片再發(fā)出控制命令，從而實現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0019]CAN總線通信模塊實現(xiàn)主控制器與本發(fā)明中控制模塊之間的信息互通，其電路如圖6所示。外部主控制器通過CAN總線發(fā)送命令給主芯片，主芯片也可以通過CAN總線反饋故障碼給主控制器。
[0020]電源模塊受主芯片控制，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括電源芯片以及分別與電源芯片連接的保護(hù)電路、電信號采集電路、濾波電路以及電源輸出電路。保護(hù)電路的輸入端連接電源，電瓶電源通過保護(hù)電路提供電源芯片供電，保護(hù)電路包括了防電流、電壓及防反接保護(hù)電路及器件。電源輸出電路能夠同時輸出兩路電源，其一是與主芯片連接的主芯片電源輸入端，用于為主芯片供電；其二是與霍爾芯片連接的傳感器電源輸入端，用于為傳感器供電。電源模塊的電信號采集電路用于進(jìn)行輸出電信號采樣并提供給主芯片處理，用于檢測電源芯片是否工作在正常范圍內(nèi)。
[0021]閥片控制模塊用于在控制模塊的指令下控制閥片動作，其結(jié)構(gòu)如圖圖4所示，包括驅(qū)動芯片以及與驅(qū)動芯片連接的保護(hù)電路、電信號采集電路、濾波電路以及驅(qū)動信號輸出電路，驅(qū)動信號輸出電路通過數(shù)據(jù)線與閥片受控端連接。驅(qū)動芯片能夠輸出不同頻率、占空比的驅(qū)動信號，用于控制閥片動作，并能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0022]本發(fā)明的工作原理為:首先根據(jù)不同型號蝶閥的參數(shù)要求對控制電路的內(nèi)部輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，例如:電機的控制頻率、PID參數(shù)、脈譜圖數(shù)據(jù)等等。通電后，控制模塊根據(jù)主控制器要求的邏輯運行，主芯片按照設(shè)置的控制頻率及PID參數(shù)控制閥片打開，控制信號為占空比可變的電信號，此時，碟片上的霍爾傳感器根據(jù)閥開度的大小，向主芯片輸入電壓信號，若閥片的開度未達(dá)到主控制器中所要求的數(shù)據(jù)，則相應(yīng)的改變占空比的大小，直至開度穩(wěn)定在所要求的范圍，實現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0023]本發(fā)明的控制電路集成在蝶閥內(nèi)部，結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝在發(fā)動機上，并且能夠由CAN總線與主控制器通信，主控制器只需發(fā)送想要智能ETC打開的開度，就能控制閥片打開相應(yīng)開度。當(dāng)有故障產(chǎn)生時，控制電路就會通過CAN總線將故障碼反饋給主控制器，使技術(shù)人員能夠迅速查明智能ETC的故障情況。
【主權(quán)項】
1.一種由CAN總線通信的智能蝶閥，包括閥體，其特征在于:所述閥體內(nèi)設(shè)置有控制閥片動作的控制電路;所述控制電路包括控制模塊以及分別與控制模塊連接的傳感器輸入信號處理模塊、閥片控制模塊、CAN總線通信模塊和電源模塊，電源模塊還與傳感器輸入信號處理模塊連接;所述CAN總線通信模塊通過CAN總線與發(fā)動機主控制器相互通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由CAN總線通信的智能蝶閥，其特征在于:所述控制模塊包括主芯片以及與主芯片連接濾波電路、時鐘電路以及片外存儲器;主芯片采用單片機。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種由CAN總線通信的智能蝶閥，其特征在于:所述傳感器輸入信號處理模塊包括霍爾芯片以及與霍爾芯片連接傳感器電源輸入端、電信號采集電路以及濾波電路，所述霍爾芯片通過主芯片傳感器信號輸入端連接主芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種由CAN總線通信的智能蝶閥，其特征在于:所述電源模塊包括電源芯片以及分別與電源芯片連接的保護(hù)電路、電信號采集電路、濾波電路以及電源輸出電路，所述保護(hù)電路的輸入端連接電源，電源輸出電路包括分別與主芯片和霍爾芯片連接的主芯片電源輸入端和傳感器電源輸入端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種由CAN總線通信的智能蝶閥，其特征在于:所述閥片控制模塊包括驅(qū)動芯片以及與驅(qū)動芯片連接的保護(hù)電路、電信號采集電路、濾波電路以及驅(qū)動信號輸出電路，所述驅(qū)動信號輸出電路通過數(shù)據(jù)線與閥片受控端連接。
【文檔編號】F16K31/04GK106051182SQ201610707245
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月23日
【發(fā)明人】何鑫
【申請人】無錫隆盛科技股份有限公司