專利名稱：汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是汽油發(fā)動機電子控制裝置，尤其是一種汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置。
技術背景日前，以化油器式汽油機為動力的機動車，因化油器本身的特性所決定，難以保證車輛在整個寬廣的運行工況范圍內(nèi)所燃燒的油氣的混合比都是最佳值。故在經(jīng)濟時速以外的其它工況，化油器所提供給發(fā)動機的混合氣都是偏濃的，從而導致一部分燃料因缺氧而不能完全燃燒，使得發(fā)動機的油耗過高，排氣污染較大。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對上述存在的不足，提供一種能為化油器供給發(fā)動機較濃的混合氣中引入適量新鮮空氣而對其濃度進行調(diào)控，使空燃比達到最佳值的汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置。
本實用新型汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置，其特征在于一、由微電子控制器ECU、油門位置傳感器S、電磁閥V和冷起動加熱模塊H組成；二、所述微電子控制器ECU由集成電路D1、油門位置信號處理電路UM、看門狗電路D3、A/D轉(zhuǎn)換器D5、轉(zhuǎn)速信號處理電路LN、環(huán)境溫度檢測電路HJ構(gòu)成，轉(zhuǎn)速信號處理電路LN通過集成電路D2連接集成電路D1的P3.2腳，油門位置信號處理電路UM經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器D5連接集成電路D1的P1.5腳，環(huán)境溫度檢測電路HJ經(jīng)集成電路D2接集成電路D1的P3.6腳；三、所述油門位置傳感器S與微電子控制器ECU的油門位置信號處理電路UM輸入端連接，冷起動加熱模塊H通過繼電器K接入微電子控制器ECU的集成電路D1之P2.6腳，電磁閥V通過場效應管N7接入微電子控制器ECU的集成電路D1之P3.7腳；四、所述微電子控制器ECU的轉(zhuǎn)速信號處理電路LN設有轉(zhuǎn)速脈沖信號輸入端口。
本實用新型汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置的工作原理(見圖2)微電子控制器ECU檢測接收化油器油門位置信號VTH和點火脈沖信號IGN，用于確定發(fā)動機當前的工況。信號VTH由連接于化油器上的油門位置傳感器S所提供，油門位置傳感器S是一種電位器式傳感器，油門位置傳感器S的滑動端與油門的拉線連在一起作同步移動，從而輸出與油門開度相對應的電壓信號。點火脈沖信號IGN由發(fā)動機磁電機的點火觸發(fā)線圈G所提供，該觸發(fā)線圈在發(fā)動機曲軸每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個脈沖信號，故該脈沖可作為發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號使用。ECU根據(jù)檢測到的發(fā)動機的油門開度和轉(zhuǎn)速信號進行計算，輸出占空比信號PWM來控制電磁閥V的動作，從而控制流經(jīng)閥的空氣流量。該新鮮空氣被引入到化油器與發(fā)動機之間的進氣歧管，與化油器所提供的混合氣再度進行混合，使得進入發(fā)動機氣缸的混合氣空燃比達到最佳值，進而獲得更好的燃燒效果。ECU根據(jù)檢測到的環(huán)境溫度和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號，識別發(fā)動機是否處于低溫冷車起動工況，從而自動控制加熱模H的工作。
本實用新型汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置以開環(huán)控制為基礎，在有限時間區(qū)段內(nèi)以發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號的變化為反饋信號作局部閉環(huán)控制。本控制裝置響應迅速，并且對發(fā)動機的加工差異、磨損變化、使用環(huán)境差別等各種狀況具有較好的適應能力。
本實用新型汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置是基于先進的汽油機稀限燃燒控制理論而設計的一種微電子控制裝置，它使用單片機對混合氣的濃度進行調(diào)節(jié)控制，使之具有燃燒所需的最佳空燃比。由于發(fā)動機的燃燒改善，其油耗和排放都隨之降低。本裝置配備在摩托車上，其油門位置傳感器和執(zhí)行部件占空比電磁閥以及冷起動控制電路的設計和使用方面，具有自己的顯著特點和技術創(chuàng)新。在多種摩托車樣車上應用實測表明使用該裝置后，發(fā)動機節(jié)油率優(yōu)于15％，可改善車輛的低溫冷起動性能，并使尾氣排放滿足歐II環(huán)保法規(guī)要求。
本實用新型汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置的具體結(jié)構(gòu)由以下附圖和實施例詳細給出。
圖1是汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置電路原理示意圖；圖2是圖1所示汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置使用連接示意圖。
具體實施方式
實施例從圖1可以清楚地看到汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置由微電子控制器ECU、油門位置傳感器S、電磁閥V和冷起動加熱模塊H組成；所述微電子控制器ECU由集成電路D1(97C51單片機)、油門位置信號處理電路UM、看門狗電路D3(X5045)、A/D轉(zhuǎn)換器D5(TLC549)、轉(zhuǎn)速信號處理電路LN、環(huán)境溫度檢測電路HJ構(gòu)成，轉(zhuǎn)速信號處理電路LN通過集成電路D2連接集成電路D1的P3.2腳，油門位置信號處理電路UM經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器D5連接集成電路D1的P1.5腳，環(huán)境溫度檢測電路HJ經(jīng)集成電路D2接集成電路D1的P3.6腳；所述油門位置傳感器S與微電子控制器ECU的油門位置信號處理電路UM輸入端連接，冷起動加熱模塊H通過繼電器K接入微電子控制器ECU的集成電路D1之P2.6腳，電磁閥V通過場效應電路管N7接入微電子控制器ECU的集成電路D1之P3.7腳；所述微電子控制器ECU的轉(zhuǎn)速信號處理電路LN設有轉(zhuǎn)速脈沖信號輸入端口。
所述集成電路D1是控制電路的核心。從油門位置傳感器S輸入的與油門開度相對應的電壓信號VTH引入ECU，首先經(jīng)由運算放大器N3、電阻R8、R9、R5、R7和電容C17、C4、C5組成的油門位置信號處理電路UM進行濾波，濾波后得到的比較干凈的信號送至A/D轉(zhuǎn)換器D5，被轉(zhuǎn)換成表征負荷的數(shù)字信號輸入到集成電路D1的P1.5腳。來自磁電機的轉(zhuǎn)速脈沖信號IGN經(jīng)轉(zhuǎn)速信號處理電路LN的電感L1、電阻R4和電容C3濾波處理后，再經(jīng)光耦N4光電隔離后送至集成電路D2整形成為規(guī)整的方波信號輸入到集成電路D1的P3.2腳，該信號在集成電路D1內(nèi)用于轉(zhuǎn)速計算。為此，微電子控制器ECU的集成電路D1的18、19腳接有一可提供時鐘信號的6MHz晶振ZC1?？刂破鱁CU及電磁閥V使用摩托車的12伏電源供電，電源在控制器ECU中經(jīng)芯片N1(MC7805)輸出穩(wěn)定的+5伏電壓供相關芯片使用。由電阻R18、R19、R20以及熱敏電阻R21、運放N3B構(gòu)成的環(huán)境溫度檢測電路UJ，用以檢測環(huán)境溫度。集成電路D1的P3.7腳輸出PWM控制信號，輸入到場效應管N7，控制場效應管N7的通斷，場效應管N7串接于+12V電源以及電磁閥V的通路中，作為電子開關控制電磁閥V的開啟和關閉，從而對流經(jīng)電磁閥V的空氣流量進行控制。集成電路D1的P2.7腳輸出控制信號至三極管N5，驅(qū)動繼電器K控制加熱模塊H的工作。
所述的油門位置傳感器S是一種直滑式電位器，油門位置傳感器S的白色導線接+5V電源(VCC)，綠色導線接地線，油門位置傳感器S的蘭黃色導線接電位器滑動端的輸出端，該輸出端與油門位置信號處理電路UM的輸入端SIGN連接，滑動端通過鎖緊螺釘緊固在油門拉索上，并與油門拉索同步移動。故其滑動端輸出的電壓信號VTH與油門開度成正比。
所述電磁閥V為一只控制占空比的電磁閥。電磁閥V一端接電源+12V，另一端經(jīng)場效應管N7與地相連，電磁閥V以一固定周期開閉，在每一周期內(nèi)，電磁閥V的開啟和關閉時間由集成電路D1輸出的PWM信號通過電子開關進行控制，從而對流經(jīng)電磁閥V的空氣流量進行有效的控制。電磁閥V的空氣入口處裝有微孔濾網(wǎng)，補充進氣在此被濾清后吸入發(fā)動機的進氣管，與化油器后的混合氣再度混合，一并吸入氣缸燃燒。
所述冷起動加熱模塊H由發(fā)熱元件構(gòu)成，用以加熱進入發(fā)動機氣缸的混合氣。冷起動加熱模塊H的發(fā)熱元件通過繼電器K接+12V電源。當環(huán)境溫度低于某一設定值時，微電子控制器ECU由檢測到的轉(zhuǎn)速信號來確定發(fā)動機是否處于冷車起動工況，若是，集成電路D1的P2.7腳輸出控制信號至三極管N5，驅(qū)動繼電器K，接通加熱模塊H電源，加熱模塊開始工作，發(fā)動機啟動完畢，通過三極管N5切斷加熱模塊H電源，加熱模塊H停止工作。
權利要求1.一種汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置，其特征在于一、由微電子控制器ECU、油門位置傳感器S、電磁閥V和冷起動加熱模塊H組成；二、所述微電子控制器ECU由集成電路D1、油門位置信號處理電路UM、看門狗電路D3、A/D轉(zhuǎn)換器D5、轉(zhuǎn)速信號處理電路LN、環(huán)境溫度檢測電路HJ構(gòu)成，轉(zhuǎn)速信號處理電路LN通過集成電路D2連接集成電路D1的P3.2腳，油門位置信號處理電路UM經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器D5連接集成電路D1的P1.5腳，環(huán)境溫度檢測電路HJ經(jīng)集成電路D2接集成電路D1的P3.6腳；三、所述油門位置傳感器S與微電子控制器ECU的油門位置信號處理電路UM輸入端連接，冷起動加熱模塊H通過繼電器K接入微電子控制器ECU的集成電路D1之P2.6腳，電磁閥V通過場效應管N7接入微電子控制器ECU的集成電路D1之P3.7腳；四、所述微電子控制器ECU的轉(zhuǎn)速信號處理電路LN設有轉(zhuǎn)速脈沖信號輸入端口。
專利摘要一種汽油發(fā)動機節(jié)能與冷起動電子控制裝置，其特征在于由微電子控制器ECU、油門位置傳感器S、電磁閥V和冷起動加熱模塊H組成。本裝置以開環(huán)控制為基礎，在有限時間區(qū)段內(nèi)以發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號的變化為反饋信號作局部閉環(huán)控制。其響應迅速，并且對發(fā)動機的加工差異、磨損變化、使用環(huán)境差別等各種狀況具有較好的適應能力。本裝置在多種摩托車樣車上應用實測表明其油門位置傳感器和執(zhí)行部件占空比電磁閥以及冷起動控制電路的設計和使用方面，具有自己的顯著特點和技術創(chuàng)新。發(fā)動機節(jié)油率優(yōu)于15％，可改善車輛的低溫冷起動性能，并使尾氣排放滿足歐II環(huán)保法規(guī)要求。
文檔編號F02D41/26GK2607451SQ0322376
公開日2004年3月24日 申請日期2003年2月20日 優(yōu)先權日2003年2月20日
發(fā)明者李智勇, 胡盛鮮, 朱宗清, 程龍保 申請人:深圳海威姆科技有限公司