專利名稱：智能節(jié)能凈化控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)中的智能節(jié)能凈化控制裝置，屬汽車(chē)制造技術(shù)領(lǐng)域。
目前，一般國(guó)產(chǎn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)化油器供給的混合氣都偏濃，已有技術(shù)中，采用在節(jié)流閥后引入輔助空氣稀釋混合氣的方法，都有不同程度的節(jié)油效果，但因進(jìn)氣口的幾何尺寸不變，進(jìn)氣量不能根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，發(fā)動(dòng)機(jī)在有些工況下還可能費(fèi)油。國(guó)外，電控發(fā)動(dòng)機(jī)上裝有輔助空氣閥，但只是用于一些特殊工況空燃比的調(diào)整。例如怠速工況。
用檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不均勻性作為反饋信號(hào)，通過(guò)調(diào)整化油器的配劑改變空燃比，使發(fā)動(dòng)機(jī)在接近失火界限空燃比條件下工作。但這種方法需要改動(dòng)原化油器，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種智能節(jié)能凈化控制裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用單片微型計(jì)算機(jī)采集發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行分析處理，控制電動(dòng)空氣閥，調(diào)整進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總管的空氣量，在不降低發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的前提下，盡量將混合氣調(diào)稀。這樣不需改動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的任何部件，安裝方便。可使燃油消耗量下降5～10％；排放達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行排放法規(guī)要求。
本實(shí)用新型的內(nèi)容是一種用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的智能節(jié)能凈化控制裝置由傳感器、電子控制單元和執(zhí)行器三部分組成。執(zhí)行器是一個(gè)電動(dòng)空氣閥。閥的出氣管通入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總管，閥的入口和發(fā)動(dòng)機(jī)壓力控制閥及空氣濾清器相通。以單片機(jī)為核心組成的電子控制單元，接收轉(zhuǎn)速傳感器送來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是在什么轉(zhuǎn)速下工作，是穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)還是加速或減速；根據(jù)油門(mén)位置傳感器輸出的電平狀態(tài)確定發(fā)動(dòng)機(jī)是怠速，中小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)還是急加速；根據(jù)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)電平的狀態(tài)和電平的變化判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是處在起動(dòng)工況，正常運(yùn)轉(zhuǎn)或提供停車(chē)的信號(hào)。單片機(jī)輸出脈沖信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制電動(dòng)空氣閥的開(kāi)度，精確地調(diào)整進(jìn)入進(jìn)氣總管的空氣量，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供各工況下運(yùn)行所需最佳濃度的混合氣，從而達(dá)到降低燃油消耗，減少排氣污染的目的。
說(shuō)明書(shū)附圖


圖1是本實(shí)用新型控制裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)上的連接示意圖；圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本實(shí)用新型的內(nèi)容。
圖1中，1是空氣濾清器，2、3、9是氣管，4是壓力控制閥(即PVC閥)，5是電動(dòng)空氣閥，6是電子控制單元，7是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，8是點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，10是進(jìn)氣總量，11是油門(mén)位置傳感器，12是化油器。圖2中，13是轉(zhuǎn)速傳感器輸出端，14是油門(mén)位置傳感器輸出端，15是點(diǎn)火開(kāi)關(guān)輸出端，16是單片機(jī)，型號(hào)為MC68HC05PIA，17是步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，型號(hào)為SAA1042V。
發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)空氣濾清器1吸入空氣，經(jīng)化油器12形成混合氣，而后進(jìn)入進(jìn)氣總管。電動(dòng)空氣閥5由電子控制單元6的輸出信號(hào)控制。電子控制單元6根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器7，油門(mén)位置傳感器11和點(diǎn)火開(kāi)關(guān)8提供的信號(hào)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，控制電動(dòng)空氣閥的開(kāi)度，調(diào)整進(jìn)入進(jìn)氣總管的空氣量。
發(fā)動(dòng)機(jī)各主要運(yùn)行工況下混合氣濃度的控制過(guò)程1、起動(dòng)工況，電子控制單元根據(jù)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)提供的電平信號(hào)，確定是何種起動(dòng)工況。為了保證起動(dòng)時(shí)供給較濃的混合氣，這時(shí)將電動(dòng)空氣閥完全關(guān)閉。每次停車(chē)時(shí)，都應(yīng)使電動(dòng)空氣閥關(guān)閉，為下次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)作好準(zhǔn)備。
2、電子控制單元通過(guò)并行輸入／輸出接口檢測(cè)油門(mén)位置傳感器的狀態(tài)，通過(guò)輸入捕提(定時(shí)器／計(jì)數(shù)器)引腳檢測(cè)轉(zhuǎn)速傳感器輸出脈沖信號(hào)的周期(頻率)或脈沖寬度、確定發(fā)動(dòng)機(jī)是處在怠速或中小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制電動(dòng)空氣閥的開(kāi)度，增加進(jìn)入進(jìn)氣總管的空氣量，在不降低發(fā)動(dòng)機(jī)性能的前提下，盡可能地將混合氣調(diào)稀，以提高燃油經(jīng)濟(jì)性，改善排氣污染。
混合氣調(diào)整的過(guò)程簡(jiǎn)述如下發(fā)動(dòng)機(jī)在原化油器供給混合氣濃度下運(yùn)轉(zhuǎn)，電子控制單元控制電動(dòng)空氣閥逐漸將閥門(mén)開(kāi)大，增加進(jìn)入進(jìn)氣總管的空氣量。與此同時(shí)不斷地檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每只汽缸點(diǎn)火后曲軸都會(huì)加速，兩次加速之間相對(duì)轉(zhuǎn)過(guò)曲軸一定轉(zhuǎn)角的時(shí)間應(yīng)近似相等，如將混合氣逐漸調(diào)稀，如曲軸轉(zhuǎn)過(guò)一定轉(zhuǎn)角時(shí)間不相等，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)由于混合氣過(guò)稀已出現(xiàn)失火需將混合氣稍稍加濃以維持發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、根據(jù)油門(mén)位置傳感器輸出油門(mén)全閉信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)電子控制單元確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)是處于強(qiáng)制怠速工況運(yùn)行時(shí)，將電動(dòng)空氣閉全開(kāi)，以減小怠速油系出口處的真空度，降低燃油消耗，改善排氣對(duì)大氣的污染。
4、油門(mén)位置傳感器輸出油門(mén)全開(kāi)信號(hào)，電子控制單元即確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入大負(fù)荷運(yùn)行工況時(shí)，將電動(dòng)空氣閥完全關(guān)閉，以保證車(chē)子良好的動(dòng)力性能。
電子控制單元可分為四個(gè)部分，即電源部分、信號(hào)輸入部分、信號(hào)處理部分、執(zhí)行部分。
1、電源部分將車(chē)用12V電壓轉(zhuǎn)換成單片機(jī)用5V電壓，由于汽車(chē)上電路中感性負(fù)載較多，為防止斷電時(shí)產(chǎn)生尖峰電壓，設(shè)置了瞬態(tài)電壓保護(hù)電路。
2、信號(hào)輸入部分轉(zhuǎn)速信號(hào)由單片機(jī)的輸入捕捉引腳輸入，作為開(kāi)關(guān)量的油門(mén)位置信號(hào)直接由I／O口輸入，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)信號(hào)由IRQ引腳輸入。
3、信號(hào)處理部分MC68HC05PIA單片機(jī)16對(duì)輸入進(jìn)行處理后，向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路輸出相應(yīng)的控制脈沖。
4、執(zhí)行部分電動(dòng)空氣閥在單片機(jī)輸出脈沖的控制下使電動(dòng)空氣閥完成相應(yīng)的動(dòng)作，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的燃油與空氣的比例。
權(quán)利要求1.一種智能節(jié)能凈化控制裝置，其特征在于控制裝置由傳感器、電子控制單元和執(zhí)行器三部分組成；所述的傳感器包括油門(mén)位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和油門(mén)開(kāi)關(guān)，三個(gè)傳感器分別通過(guò)信號(hào)線與電子控制單元相接；所述的執(zhí)行器為一電動(dòng)空氣閥，閥的出氣管通入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總管，閥的入口分別與發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力控制閥及空氣濾清器相通；電動(dòng)空氣閥與電子控制單元之間由信號(hào)線相聯(lián)。
2.如權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于其中所述的電子控制單元包括電源部分、信號(hào)輸入部分、信號(hào)處理部分和執(zhí)行部分；所述的電源部分將車(chē)用12V電壓轉(zhuǎn)換成單片機(jī)用5V電壓；所述的信號(hào)輸入部分將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)由單片機(jī)輸入捕捉(定時(shí)器／計(jì)數(shù)器)引腳輸入，作為開(kāi)關(guān)量的油門(mén)位置信號(hào)直接由I／O口輸入，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)信號(hào)由 引腳輸入；所述的信號(hào)處理部分由單片機(jī)對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行處理后，向電動(dòng)空氣閥發(fā)出信號(hào)；所述的執(zhí)行部分即電動(dòng)空氣閥完成相應(yīng)的動(dòng)作，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的燃油與空氣的比例。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)中的智能節(jié)能凈化控制裝置，屬汽車(chē)制造技術(shù)領(lǐng)域。該控制裝置是以單片機(jī)為核心的電子控制單元通過(guò)傳感器接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)油門(mén)位置傳感器輸出的電平狀態(tài)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，根據(jù)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)電平判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，最后單片機(jī)輸出脈沖信號(hào)，控制電動(dòng)空氣閥的開(kāi)度，調(diào)整進(jìn)入進(jìn)氣總管的空氣量，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供各工況下所需最佳濃度的混合氣，達(dá)到降低燃油消耗，減少排氣污染的目的。
文檔編號(hào)B60K13/00GK2195460SQ94205239
公開(kāi)日1995年4月26日 申請(qǐng)日期1994年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月1日
發(fā)明者袁大宏, 許向東, 康曉敦 申請(qǐng)人:清華大學(xué)