汽車用半主動排氣消聲裝置制造方法
【專利摘要】一種汽車用半主動排氣消聲裝置，包括一個排氣管、一個控制器和一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制器包括有一個汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口，控制器中包括有一個單片機(jī)，單片機(jī)的輸入輸出接口上還連接有一個直流電機(jī)驅(qū)動電路，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括閥門和直流電機(jī)，直流電機(jī)的控制端與直流電機(jī)驅(qū)動電路連接，閥門設(shè)置在排氣管中，單片機(jī)從所述的汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口中實(shí)時采集汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，根據(jù)汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號的變化，向直流電機(jī)驅(qū)動電路輸出動作指令，通過直流電機(jī)調(diào)整閥片在排氣管氣流通道中的打開角度。本實(shí)用新型使排氣系統(tǒng)的消聲性能適應(yīng)各轉(zhuǎn)速下的發(fā)動機(jī)排氣噪聲的消聲需求。
【專利說明】汽車用半主動排氣消聲裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及汽車排氣消聲技術(shù)，特別是一種汽車用半主動排氣消聲裝置。

【背景技術(shù)】
:
[0002]車輛利用排氣消聲裝置來消耗發(fā)動機(jī)釋放的廢氣中的能量，從而減少噪音?，F(xiàn)有技術(shù)中，排氣消聲裝置降低噪音的效率均對應(yīng)于特定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不在所述的轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)時，排氣消聲裝置降低噪音的效果不理想。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種汽車用半主動排氣消聲裝置，所述的這種汽車用半主動排氣消聲裝置要解決現(xiàn)有技術(shù)中車輛發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化后排氣消聲裝置降低噪音效果不理想的技術(shù)問題。
[0004]本實(shí)用新型的這種汽車用半主動排氣消聲裝置，包括一個排氣管、一個控制器和一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中，所述的控制器包括有一個汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口，控制器中包括有一個單片機(jī)，所述的汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口與所述的單片機(jī)的輸入輸出接口連接，單片機(jī)的輸入輸出接口上還連接有一個直流電機(jī)驅(qū)動電路，單片機(jī)上還連接有一個電源管理模塊，所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一個閥門和一個直流電機(jī)，所述的閥門和所述的直流電機(jī)固定連接，閥門設(shè)置在所述的排氣管的氣流通道中，閥門中包括有一個閥片，所述的閥片上連接有一個驅(qū)動桿，所述的驅(qū)動桿通過傳動機(jī)構(gòu)與直流電機(jī)的輸出軸連接，直流電機(jī)的控制端與直流電機(jī)驅(qū)動電路連接，單片機(jī)從所述的汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口中實(shí)時采集汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，根據(jù)汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號的變化，向直流電機(jī)驅(qū)動電路輸出動作指令，通過直流電機(jī)調(diào)整閥片在排氣管氣流通道中的打開角度。
[0005]進(jìn)一步的，單片機(jī)上連接有一個控制器局域網(wǎng)總線接口(即CAN總線)，所述的控制器局域網(wǎng)總線接口中包括有汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入端子。
[0006]進(jìn)一步的，所述的閥門包括有一個閥體，所述的閥體中設(shè)置有圓柱形通道，所述的閥片設(shè)置在所述的圓柱形通道內(nèi)，所述的驅(qū)動桿沿閥片的直徑與閥片連接，驅(qū)動桿的上端和下端分別通過轉(zhuǎn)動副與閥體連接，閥體外側(cè)固定連接有一個電機(jī)支架，所述的直流電機(jī)通過連接件與所述的電機(jī)支架連接，所述的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在電機(jī)支架上，直流電機(jī)的輸出軸連接與傳動機(jī)構(gòu)的輸入端連接，傳動機(jī)構(gòu)的輸出端與驅(qū)動桿連接。
[0007]進(jìn)一步的，閥體中設(shè)置有一個零位銷，所述的零位銷的一端延伸到圓柱形通道內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步的，利用單片機(jī)從直流電機(jī)驅(qū)動電路中讀取經(jīng)過直流電機(jī)的電流值，在閥片觸碰到零位銷時，從電流值中判斷直流電機(jī)的堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而判斷閥片處于全關(guān)位置。
[0009]進(jìn)一步的，利用單片機(jī)控制直流電機(jī)驅(qū)動電路向直流電機(jī)的通電時長，通過通電時長來控制閥片轉(zhuǎn)動角度，通過改變直流電機(jī)驅(qū)動電路向直流電機(jī)的通電電流方向來改變閥片轉(zhuǎn)動的方向。
[0010]進(jìn)一步的，傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)置有機(jī)械自鎖結(jié)構(gòu)。
[0011]具體的，單片機(jī)上連接的控制器局域網(wǎng)總線接口設(shè)置在一個汽車OBD診斷端口適配器中。OBD即英文On-Board Diagnostics的縮寫，中文翻譯為“車載自動診斷系統(tǒng)”。
[0012]本實(shí)用新型的工作原理是:汽車發(fā)動機(jī)的排氣噪聲按其特性分為2種。其中一種排氣噪聲為與發(fā)動機(jī)的燃燒排氣相關(guān)的低頻噪聲，如排氣基頻，其計(jì)算公式為:
r ?Zn
[0013]f =——
60τ
[0014]其中，f為基頻，Z為內(nèi)燃機(jī)汽缸數(shù)，η為轉(zhuǎn)速，t為發(fā)動機(jī)沖程系數(shù)，對于四沖程發(fā)動機(jī)，t = 2。
[0015]由公式可以看出排氣基頻噪聲與轉(zhuǎn)速相關(guān)。還有一些其他的機(jī)械部件運(yùn)動噪聲也是與轉(zhuǎn)速相關(guān)。
[0016]另一種排氣噪聲與排氣流速,是氣流摩擦噪聲。隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加,發(fā)動排氣流量增加，如果排氣氣流通道截面積不變，那么氣流速度會增加，產(chǎn)生氣流摩擦噪聲也會增加。
[0017]由此可見，汽車排氣噪聲與汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速有密切的關(guān)系。
[0018]本實(shí)用新型利用轉(zhuǎn)速信號來控制閥門，使消聲器的消聲性能與轉(zhuǎn)速信號保持關(guān)聯(lián)，以改變排氣流速，從而減少氣流摩擦噪聲
[0019]單片機(jī)上連接的控制器局域網(wǎng)總線接口從汽車OBD診斷端口中讀取發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，單片機(jī)分析處理發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，計(jì)算得出相應(yīng)的閥門開度信號，然后發(fā)送控制指令至閥門，閥門設(shè)置在排氣氣流通道內(nèi)，執(zhí)行控制模塊發(fā)來的指令，閥門打開對應(yīng)的開度，影響排氣系統(tǒng)的氣流，從而調(diào)節(jié)排氣系統(tǒng)的消聲特性，使排氣系統(tǒng)的消聲性能適應(yīng)各轉(zhuǎn)速下的發(fā)動機(jī)排氣噪聲的消聲需求。
[0020]本實(shí)用新型和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本實(shí)用新型在汽車排氣氣流通道內(nèi)設(shè)置由直流電機(jī)操作的閥門，利用控制器局域網(wǎng)總線接口從汽車OBD診斷端口中讀取發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，利用單片機(jī)分析處理發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號，計(jì)算得出相應(yīng)的閥門開度信號，然后發(fā)送控制指令至閥門，閥門打開對應(yīng)的開度，影響排氣系統(tǒng)的氣流速度，從而調(diào)節(jié)排氣系統(tǒng)的消聲特性，使排氣系統(tǒng)的消聲性能適應(yīng)各轉(zhuǎn)速下的發(fā)動機(jī)排氣噪聲的消聲需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0021]圖1是本實(shí)用新型的汽車用半主動排氣消聲裝置的原理圖。
[0022]圖2是本實(shí)用新型的汽車用半主動排氣消聲裝置的一個實(shí)施例中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本實(shí)用新型的汽車用半主動排氣消聲裝置中的控制器的原理圖。
[0024]圖4是本實(shí)用新型的汽車用半主動排氣消聲裝置的一個實(shí)施例中的控制器局域網(wǎng)總線接口的電路圖。
[0025]圖5是本實(shí)用新型的汽車用半主動排氣消聲裝置的一個實(shí)施例中的單片機(jī)的最小系統(tǒng)的電路圖。
[0026]圖6是本實(shí)用新型的汽車用半主動排氣消聲裝置的一個實(shí)施例中的直流電機(jī)驅(qū)動電路的電路圖。
[0027]圖7是本實(shí)用新型的汽車用半主動排氣消聲裝置的一個實(shí)施例中的電源管理模塊的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
:
[0028]實(shí)施例1
[0029]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，本實(shí)用新型一種汽車用半主動排氣消聲裝置，包括一個排氣管1、一個控制器2和一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)3，其中，控制器2包括有一個汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口 23，控制器2中包括有一個單片機(jī)20，汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口 23與單片機(jī)20的輸入輸出接口連接，單片機(jī)20的輸入輸出接口上還連接有一個直流電機(jī)驅(qū)動電路21，單片機(jī)20上還連接有一個電源管理模塊22，執(zhí)行機(jī)構(gòu)3包括一個閥門30和一個直流電機(jī)31，閥門30和直流電機(jī)31固定連接，閥門30設(shè)置在排氣管I的氣流通道中，排氣管I與發(fā)動機(jī)4的排氣口連接，閥門30中包括有一個閥片301，閥片301上連接有一個驅(qū)動桿302，驅(qū)動桿302通過傳動機(jī)構(gòu)303與直流電機(jī)31的輸出軸連接，單片機(jī)20從汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口 23中實(shí)時采集汽車發(fā)動機(jī)4轉(zhuǎn)速信號，根據(jù)汽車發(fā)動機(jī)4轉(zhuǎn)速信號的變化，向直流電機(jī)驅(qū)動電路21輸出動作指令，通過直流電機(jī)31調(diào)整閥片301在排氣管I氣流通道中的打開角度。
[0030]進(jìn)一步的，單片機(jī)20上連接有一個控制器局域網(wǎng)總線接口(即CAN總線)，控制器局域網(wǎng)總線接口中包括有汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入端子。
[0031]進(jìn)一步的，閥門30包括有一個閥體，閥體中設(shè)置有圓柱形通道，閥片301設(shè)置在圓柱形通道內(nèi)，驅(qū)動桿302沿閥片301的直徑與閥片301連接，驅(qū)動桿302的上端和下端分別通過轉(zhuǎn)動副與閥體連接，閥體外側(cè)固定連接有一個電機(jī)支架304,直流電機(jī)31通過連接件與電機(jī)支架304連接，傳動機(jī)構(gòu)303設(shè)置在電機(jī)支架304上，直流電機(jī)31的輸出軸連接與傳動機(jī)構(gòu)303的輸入端連接，傳動機(jī)構(gòu)303的輸出端與驅(qū)動桿302連接。
[0032]進(jìn)一步的，閥體中設(shè)置有一個零位銷305，零位銷305的一端延伸到圓柱形通道內(nèi)。
[0033]進(jìn)一步的，利用單片機(jī)20從直流電機(jī)驅(qū)動電路21中讀取經(jīng)過直流電機(jī)31的電流值，在閥片301觸碰到零位銷305時，從電流值中判斷直流電機(jī)31的堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而判斷閥片301處于全關(guān)位置。
[0034]進(jìn)一步的，利用單片機(jī)20控制直流電機(jī)驅(qū)動電路21向直流電機(jī)31的通電時長，通過通電時長來控制閥片301轉(zhuǎn)動角度，通過改變直流電機(jī)驅(qū)動電路21向直流電機(jī)31的通電電流方向來改變閥片301轉(zhuǎn)動的方向。
[0035]進(jìn)一步的，傳動機(jī)構(gòu)303中設(shè)置有機(jī)械自鎖結(jié)構(gòu)。
[0036]具體的，單片機(jī)20上連接的控制器局域網(wǎng)總線接口設(shè)置在一個汽車OBD診斷端口適配器中。OBD即英文On-Board Diagnostics的縮寫，中文翻譯為“車載自動診斷系統(tǒng)”。汽車發(fā)動機(jī)4上連接有轉(zhuǎn)速信號傳感器41，轉(zhuǎn)速信號傳感器41與汽車的控制器局域網(wǎng)總線5連接，汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口 23與汽車的控制器局域網(wǎng)總線5連接。
[0037]本實(shí)施例的工作原理是:利用控制器局域網(wǎng)總線接口從汽車OBD診斷端口中讀取發(fā)動機(jī)4轉(zhuǎn)速，利用單片機(jī)20分析處理發(fā)動機(jī)4轉(zhuǎn)速信號，計(jì)算得出相應(yīng)的閥門30開度信號，然后發(fā)送控制指令至閥門30，閥門30在排氣管I內(nèi)打開對應(yīng)的開度，影響排氣系統(tǒng)的氣流速度，從而調(diào)節(jié)排氣系統(tǒng)的消聲特性，使排氣系統(tǒng)的消聲性能適應(yīng)各轉(zhuǎn)速下的發(fā)動機(jī)4排氣噪聲的消聲需求。
[0038]具體的，圖4、圖5、圖6和圖7表示的僅為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中的控制器局域網(wǎng)總線接口、單片機(jī)的最小系統(tǒng)、直流電機(jī)驅(qū)動電路和電源管理模塊的電路圖。其并不對本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制，任意符合權(quán)利要求范圍的其他實(shí)施方式均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。并且，控制器局域網(wǎng)總線接口、單片機(jī)的最小系統(tǒng)、直流電機(jī)驅(qū)動電路和電源管理模塊的具體實(shí)施方案，可采用現(xiàn)有技術(shù)中的公知方案，在此不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車用半主動排氣消聲裝置，包括一個排氣管、一個控制器和一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的控制器包括有一個汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口，控制器中包括有一個單片機(jī)，所述的汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入接口與所述的單片機(jī)的輸入輸出接口連接，單片機(jī)的輸入輸出接口上還連接有一個直流電機(jī)驅(qū)動電路，單片機(jī)上還連接有一個電源管理模塊，所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一個閥門和一個直流電機(jī)，所述的閥門和所述的直流電機(jī)固定連接，閥門設(shè)置在所述的排氣管的氣流通道中，閥門中包括有一個閥片，所述的閥片上連接有一個驅(qū)動桿，所述的驅(qū)動桿通過傳動機(jī)構(gòu)與直流電機(jī)的輸出軸連接，直流電機(jī)的控制端與直流電機(jī)驅(qū)動電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車用半主動排氣消聲裝置，其特征在于:單片機(jī)上連接有一個控制器局域網(wǎng)總線接口，所述的控制器局域網(wǎng)總線接口中包括有汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入端子。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車用半主動排氣消聲裝置，其特征在于:所述的閥門包括有一個閥體，所述的閥體中設(shè)置有圓柱形通道，所述的閥片設(shè)置在所述的圓柱形通道內(nèi)，所述的驅(qū)動桿沿閥片的直徑與閥片連接，驅(qū)動桿的上端和下端分別通過轉(zhuǎn)動副與閥體連接，閥體外側(cè)固定連接有一個電機(jī)支架，所述的直流電機(jī)通過連接件與所述的電機(jī)支架連接，所述的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)置在電機(jī)支架上，直流電機(jī)的輸出軸連接與傳動機(jī)構(gòu)的輸入端連接，傳動機(jī)構(gòu)的輸出端與驅(qū)動桿連接。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車用半主動排氣消聲裝置，其特征在于:閥體中設(shè)置有一個零位銷，所述的零位銷的一端延伸到圓柱形通道內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的汽車用半主動排氣消聲裝置，其特征在于:傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)置有機(jī)械自鎖結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F02D9/10GK204060943SQ201420469001
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】趙彥翔, 蒲傳明, 才明嵩, 張翠翠, 董學(xué)敏, 郭院利 申請人:上海紅湖排氣系統(tǒng)有限公司