專利名稱：多功能汽車燃油噴射控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車發(fā)動機(jī)燃料供給的多功能汽車燃油低壓噴射控制系統(tǒng)。
目前，國內(nèi)外通常采用的量調(diào)節(jié)式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)燃油供給是借助真空吸力噴出，同空氣混合后，被發(fā)動機(jī)吸入氣缸的。除采用降低主量孔處真空度補(bǔ)償?shù)闹鞴┯拖到y(tǒng)外，還需加裝加濃裝置、起動裝置、加速泵、怠速系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)?，F(xiàn)有的汽車發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)，由于采用機(jī)械方式控油，因而很難實(shí)現(xiàn)最佳供油。又因燃油借助真空吸力噴出，故霧化程度較差，充氣系數(shù)小。另外，目前的汽車發(fā)動機(jī)燃料供給系統(tǒng)沒有強(qiáng)制怠速自動斷油和直接斷油功能，也沒有發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度儀表數(shù)字顯示功能。尤其在怠速和小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排放污染嚴(yán)重。
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種多功能汽車燃油噴射控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣流量、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度等參數(shù)的測量和單片機(jī)處理，對發(fā)動機(jī)燃料供給進(jìn)行最佳調(diào)節(jié)，并通過強(qiáng)制怠速斷油、直接斷油以及對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度的儀表數(shù)字顯示，達(dá)到節(jié)油和降低污染的目的。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)由單片機(jī)1、發(fā)動機(jī)空氣進(jìn)氣流量傳感器2、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器3、節(jié)氣門開度傳感器4、儀表顯示電路5、控制信號輸出電路6、執(zhí)行機(jī)構(gòu)7和電源電路8組成。本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，通過測量發(fā)動機(jī)參數(shù)(進(jìn)氣流量、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度)，由相應(yīng)傳感器將數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)按設(shè)計(jì)的程序處理后，輸出控制數(shù)據(jù)，再將其經(jīng)控制信號輸出電路轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)中電動噴油泵能接受的控制信號，調(diào)節(jié)供油量為最佳;燃油經(jīng)噴油泵輸出與空氣混合后，被發(fā)動機(jī)由進(jìn)氣管吸入，保證發(fā)動機(jī)正常工作。同時(shí)，通過程序控制，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制怠速斷油功能和節(jié)氣門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速儀表數(shù)字顯示功能。
在本系統(tǒng)中，電源電路8經(jīng)導(dǎo)線分別與單片機(jī)1、傳感器2、3、4、儀表顯示電路5、控制信號輸出電路6和執(zhí)行機(jī)構(gòu)7連接(見附

圖1);傳感器2、3、4、儀表顯示電路5、控制信號輸出電路6均通過單片機(jī)控制線和輸入/輸出通道與單片機(jī)1相連。其中，單片機(jī)1、傳感器2、3、4、控制信號輸出電路6和電源電路8組裝在一塊電路板上，并和執(zhí)行機(jī)構(gòu)7進(jìn)行機(jī)電一體化組裝，執(zhí)行機(jī)構(gòu)7安裝在汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口，儀表顯示電路安裝在儀表盤上。
本系統(tǒng)工作原理如下當(dāng)駕駛員斷開汽車電源時(shí)，不管發(fā)動機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)，本系統(tǒng)均因斷電而直接斷油;當(dāng)駕駛員接通汽車電源起動發(fā)動機(jī)時(shí)，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，本系統(tǒng)隨之工作。此時(shí)，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的進(jìn)氣流量傳感器2的機(jī)械部件旋子在空氣帶動下旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與進(jìn)氣流量成正比。進(jìn)氣流量傳感電路輸出頻率與旋子轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號，該脈沖信號經(jīng)整形后觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，對單片機(jī)1發(fā)出中斷信號。單片機(jī)1響應(yīng)中斷，利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器測量進(jìn)氣流量傳感器輸出脈沖周期，輸入數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出進(jìn)氣流量。同時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器3的機(jī)械部件發(fā)動機(jī)分電器白金開閉，其頻率與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。此開閉信號經(jīng)轉(zhuǎn)速傳感電路輸出，經(jīng)整形后觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，對單片機(jī)1發(fā)出中斷信號。單片機(jī)1響應(yīng)中斷利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器測量轉(zhuǎn)速傳感器輸出脈沖周期，輸入數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。節(jié)氣門開度傳感器4為一與節(jié)氣門聯(lián)軸的電位器，它隨著節(jié)氣門開度的變化輸出與之成正比的電位信號。當(dāng)單片機(jī)需要此參數(shù)時(shí)，通過程序控制將電位信號經(jīng)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成與單片機(jī)兼容的數(shù)據(jù)，單片機(jī)采取程序查詢的方式輸入數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出節(jié)氣門開度。單片機(jī)在程序控制下對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、進(jìn)氣流量3個(gè)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后一方面對儀表顯示電路輸入發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度兩參數(shù)的BCD碼，使儀表進(jìn)行數(shù)字顯示，另一方面對發(fā)動機(jī)燃油供給進(jìn)行最佳調(diào)節(jié)。
對發(fā)動機(jī)燃油供給調(diào)節(jié)過程如下當(dāng)汽車電源接通但發(fā)動機(jī)尚未工作(即轉(zhuǎn)速為0)時(shí)，系統(tǒng)通過單片機(jī)判斷，只顯示轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度兩參數(shù)，不對發(fā)動機(jī)供油;當(dāng)發(fā)動機(jī)起動為起動轉(zhuǎn)速時(shí)，系統(tǒng)通過單片機(jī)判斷，按固定的起動混合氣濃度a計(jì)算并對供油量加以調(diào)節(jié);發(fā)動機(jī)正常工作時(shí)，通過負(fù)荷-混合氣濃度曲線描述函數(shù)，計(jì)算所需混合氣濃度a，并以此計(jì)算、調(diào)節(jié)供油量(由于量調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)對發(fā)動機(jī)負(fù)荷是通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度來實(shí)現(xiàn)的，故描述函數(shù)以節(jié)氣門開度為變量，同時(shí)隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化以轉(zhuǎn)速為變量對a加以補(bǔ)償);當(dāng)通過單片機(jī)判斷發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速大于怠速轉(zhuǎn)速而節(jié)氣門開度處于怠速位置時(shí)，切斷供油。單片機(jī)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)噴油泵的控制通過輸出控制電路來實(shí)現(xiàn)，控制信號輸出電路將輸入的控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成噴油泵能接受的電壓信號，控制噴油泵最佳供油。為提高燃油霧化程度，可采用適當(dāng)?shù)撵F化裝置。
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對發(fā)動機(jī)燃料供給的最佳調(diào)節(jié)，由于采用燃油噴射和霧化裝置，并且有強(qiáng)制怠速斷油、直接斷油和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度顯示功能，因而可以節(jié)約燃油，降低污染。該系統(tǒng)大量采用集成電路，體積小、成本低，可實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，宜于廣泛推廣應(yīng)用。
圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2為本發(fā)明的基本程序方框圖。
圖3為單片機(jī)1電路圖。
圖4為進(jìn)氣流量與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器2、3電路圖。
圖5為節(jié)氣門開度傳感器4電路圖。
圖6為儀表數(shù)字顯示基本電路圖。
圖7為控制信號輸出電路圖。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步說明。
本系統(tǒng)的單片機(jī)1采用MCS-51系列單片機(jī)中的8031單片機(jī)(見圖3)，其程序存儲器為EPROM2716型，容量2K，地址鎖存器為74LS373型，六反相器為CC4096型，電路工作電源5V，電路對外有11根控制線(即Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、OP3、1P3、2P3、3P3、6P3、7P3)和一個(gè)輸入/輸出通道0P1-7P1。進(jìn)氣流量傳感器2由機(jī)械部件旋子和傳感輸出電路組成，旋子由空心軸、對稱的旋片和遮片構(gòu)成，安裝在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口;傳感輸出電路(見圖4)中，發(fā)光二極管為CL-5B型，光敏三極管為3DU2B型，電阻R3250Ω、R45KΩ、R650KΩ，電容C2100PF。發(fā)光二級管和光敏三極管分別設(shè)置在旋子軸向兩側(cè)，當(dāng)旋子旋轉(zhuǎn)時(shí)通過遮片遮擋光線，光敏三極管輸出脈沖經(jīng)施密特觸發(fā)器CC4093中的IC2整形后觸發(fā)由該觸發(fā)器中IC4與電容C2、電阻R6組成的單穩(wěn)觸發(fā)器，觸發(fā)脈沖即中斷信號與單片機(jī)電路控制線2P3相接。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器3由發(fā)動機(jī)分電器白金和傳感輸出電路組成，它通過光耦合器將白金的開關(guān)脈沖信號輸出，經(jīng)施密特觸發(fā)器CC4093中的IC1整形后觸發(fā)由該觸發(fā)器中IC3和電容C1電阻R5組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，觸發(fā)脈沖即中斷信號與單片機(jī)電路控制線3P3相連接。其中，光耦合器為GD-10型，電阻R1250Ω、R25KΩ、R550KΩ，電容C1100PF。節(jié)氣門開度傳感器(見圖5)通過單片機(jī)控制模-數(shù)轉(zhuǎn)換器將與節(jié)氣門同軸的電位器R8的輸出電位轉(zhuǎn)換成與單片機(jī)兼容的數(shù)字，采取程序查詢控制方法輸入數(shù)據(jù)。其中，模-數(shù)轉(zhuǎn)換器為CB0801型，其輸入轉(zhuǎn)換電位范圍(即電位器R8輸出電位范圍)為0-2.5V，參考電源為CW1504型(參考電壓2.5V)，電阻RCP10KΩ、電容CCP150PF;模-數(shù)轉(zhuǎn)換器控制線RD、WR、INTR分別與單片機(jī)電路控制線6P3、Y2、7P3相連接，該轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)輸出通道B1-B8與單片機(jī)電路輸入/輸出通道OP1-7P1相連接。儀表顯示電路5(見圖6)包括6個(gè)數(shù)字顯示電路。其中，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速顯示采用4個(gè)，分別顯示個(gè)、十、百、千位，顯示0-9999轉(zhuǎn)/分;節(jié)氣門開度顯示采用2個(gè)，分別顯示個(gè)、十位，顯示范圍0-99度;儀表顯示電路安裝在儀表盤上，其中，BCD-鎖存/7段譯碼/驅(qū)動器為CC4511型，數(shù)碼管采用共陰極數(shù)碼管，電阻RD5KΩ、R93KΩ;節(jié)氣門開度顯示的數(shù)字鎖存顯示控制線LE與單片機(jī)電路控制線Y4相連接，個(gè)位、十位BCD碼輸入分別與單片機(jī)電路輸入/輸出通道的OP1-3P1和4P1-7P1相連接;發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速顯示個(gè)、十兩位和百、千兩位的數(shù)字鎖存顯示控制線LE分別與單片機(jī)電路控制線Y5、Y6相連接，個(gè)、百兩位和十、千兩位的BCD碼輸入分別與單片機(jī)電路輸入/輸出通道的OP1-3P1和4P1-7P1相連接?？刂菩盘栞敵鲭娐?(見圖7)為一數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，將單片機(jī)輸出控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬電壓控制噴油泵，其工作電源為+12V、+5V，輸出電壓范圍0-10V，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器采用CB1231型，運(yùn)算放大器為8FC7B型，參考電源為CW584型(參考電壓10V);其中，數(shù)-模轉(zhuǎn)換器控制線WR1、WR2、BYTE1分別與單片機(jī)電路控制線1P3、Y1和OP3相連接，轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)輸入通道A1-A8與單片機(jī)輸入/輸出通道OP1-7P1相連接。執(zhí)行機(jī)構(gòu)7的作用是為發(fā)動機(jī)提供混合氣，它是在現(xiàn)有化油器基礎(chǔ)上，去掉輔助供油系統(tǒng)，將降低主量孔處真空度的主供油系統(tǒng)變?yōu)殡妱訃娪捅霉┯汀⒖赜?。為保證霧化和最佳供油，應(yīng)針對各型號量調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的要求，正確選用噴油泵、噴油咀，并選裝九孔片、電阻絲加熱網(wǎng)、小風(fēng)扇等霧化裝置。電源電路8包括12V和5V兩個(gè)電源，12V汽車電源采用濾波電路消除干擾，5V電源則由12V汽車電源中分壓取得，由駕駛室點(diǎn)火鑰匙開關(guān)控制。
權(quán)利要求
1.一種用于汽車發(fā)動機(jī)燃料供給的多功能汽車燃油低壓噴射控制系統(tǒng)，由單片機(jī)1、發(fā)動機(jī)空氣進(jìn)氣流量傳感器2、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器3、節(jié)氣門開度傳感器4、儀表顯示電路5、控制信號輸出電路6、執(zhí)行機(jī)構(gòu)7和電源電路8組成，其特征在于電源電路8經(jīng)導(dǎo)線分別與單片機(jī)1、傳感器2、3、4、儀表顯示電路5、控制信號輸出電路6和執(zhí)行機(jī)構(gòu)7連接；傳感器2、3、4、儀表顯示電路5、控制信號輸出電路6均通過單片機(jī)控制線和輸入/輸出通道與單片機(jī)1相連；單片機(jī)1、傳感器2、3、4、控制信號輸出電路6和電源電路8組裝在一塊電路板上，并和執(zhí)行機(jī)構(gòu)7進(jìn)行機(jī)電一體化組裝，執(zhí)行機(jī)構(gòu)7安裝在汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口，儀表顯示電路5安裝在儀表盤上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車燃油低壓噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，單片機(jī)1采用MCS-51系列單片機(jī)中的8031型，其程序存儲器為EPROM2716型，地址鎖存器為74LS373型，六反相器為CC4096型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車燃油低壓噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)氣流量傳感器2由機(jī)械部件旋子和傳感輸出電路組成，旋子由空心軸、對稱的旋片和遮片構(gòu)成;CL-5B型發(fā)光二極管和3DU2B型光敏三極管分別置于旋子軸向兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車燃油低壓噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器3由發(fā)動機(jī)分電器白金和傳感輸出電路組成，采用GD-10型光耦合器和CC409型施密特觸發(fā)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車燃油低壓噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，節(jié)氣門開度傳感器4采用CB0801型模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，CW1504型參考電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車燃油低壓噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，儀表顯示電路5包括6個(gè)數(shù)字顯示電路，采用CC4511型BCD-鎖存/7段譯碼/驅(qū)動器和共陰極數(shù)碼管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車燃油低壓噴射控制系統(tǒng)，其特征在于，控制信號輸出電路6采用CB1231型數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、8FC7B型運(yùn)算放大器和CW584型參考電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于汽車發(fā)動機(jī)燃料供給的多功能燃油低壓噴射控制系統(tǒng)，由單片機(jī)、空氣進(jìn)氣流量傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門開度傳感器、儀表顯示電路、控制信號輸出電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電源電路組成。本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，通過測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣流量、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度等參數(shù)，由相應(yīng)傳感器將數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)，經(jīng)處理后輸出控制數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)中電動噴油泵能接受的控制信號，調(diào)節(jié)供油量為最佳，達(dá)到節(jié)約燃油、降低污染的目的。同時(shí)，該系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制怠速斷油和節(jié)氣門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速儀表數(shù)字顯示功能。
文檔編號F02M69/00GK1063143SQ9111097
公開日1992年7月29日 申請日期1991年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月13日
發(fā)明者于增杰 申請人:于增杰