專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置技術(shù)領(lǐng)域自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置，屬于提高機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣空燃比的技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前在確保發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的前提下，為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗量、改進(jìn)其燃油的經(jīng)濟(jì) 性、減少?gòu)U氣的排放量，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)做了各種技術(shù)改進(jìn)，以增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量， 使之燃油更加充分燃燒，提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性等，并且取得了相應(yīng)的效果?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的改進(jìn)在于1、對(duì)進(jìn)氣管變長(zhǎng)度控制，以改善進(jìn)氣諧振性而提高充量 系數(shù)。2、改變發(fā)動(dòng)機(jī)原有的進(jìn)氣管的形狀，使之進(jìn)氣氣流產(chǎn)生旋流，改善霧化。3、在 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管上加裝風(fēng)扇，以微調(diào)進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣量，減少空濾器等進(jìn)氣結(jié)構(gòu)的阻力性， 使油氣混合充分。雖然以上改進(jìn)方法在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中不同程度的改變了發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn) 氣參數(shù)。上述裝置除了進(jìn)氣管變長(zhǎng)度控制外，其它不能按發(fā)動(dòng)機(jī)需氣量進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng) 調(diào)節(jié)控制，不能實(shí)現(xiàn)不同工況發(fā)動(dòng)機(jī)最佳空燃比和真正提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少有害氣體 排放的目的。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種依據(jù)控制器 內(nèi)預(yù)設(shè)的目標(biāo)空燃比值，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下的運(yùn)轉(zhuǎn)情況自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣 量、使混合比更逼近于最佳目標(biāo)空燃比值的自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝 置，其特征在于包括控制器、進(jìn)氣管總成，控制器與進(jìn)氣管總成相連?？刂破靼ㄎ⑻幚砥鳌l(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器，信號(hào)調(diào)理電路、驅(qū)動(dòng)控制電路及執(zhí)行器， 發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路與微處理器相連，微處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制電路與執(zhí) 行器相連。發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器信號(hào)是指轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、水溫傳感器、進(jìn)氣溫 度傳感器、進(jìn)氣壓力信號(hào)、氧傳感器、噴油脈寬信號(hào)、電瓶電壓信號(hào)。進(jìn)氣管總成包括殼體、風(fēng)機(jī)、空氣濾清器；空氣濾清器安裝在殼體內(nèi)氣流進(jìn)口端，風(fēng)機(jī)安裝在進(jìn)氣管總成的進(jìn)氣通道口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口之間，風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)氣流口朝向發(fā)動(dòng) 機(jī)進(jìn)氣口方向。執(zhí)行器是由調(diào)速電機(jī)、扇葉組成的風(fēng)機(jī)。微處理器為單片機(jī)，內(nèi)嵌控制策略及計(jì)算方法。工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，分別在4種工況下交替工作；即啟動(dòng)和暖機(jī)工況、怠速工: 況、加速和減速工況、穩(wěn)態(tài)工況。發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下對(duì)空燃比的要求是不同的，為保 證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下處于最佳的動(dòng)力性能，控制器在不同工況下采取不同的控制策 略；同時(shí)控制過(guò)程中為提高響應(yīng)度控制器對(duì)氧傳感器信號(hào)按模糊到精確的處理方法進(jìn)行 了軟測(cè)量處理，即利用可測(cè)的氧傳感器電壓信號(hào)推算出不可測(cè)的空燃比隸屬度集，在每 個(gè)按隸屬度分級(jí)的等級(jí)中按中值平均法推算出控制系數(shù)，控制的同時(shí)形成分隸屬度控制 脈譜，只要確定查表?xiàng)l件所處的等級(jí)，就可得到控制系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整；控制器為了解 決各傳感器信號(hào)和執(zhí)行器的時(shí)滯問(wèn)題，利用氧傳感器信號(hào)電壓變化率判定狀態(tài)趨勢(shì)對(duì)執(zhí) 行器進(jìn)行提前預(yù)測(cè)控制，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量精確實(shí)時(shí)控制的要求。發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)及暖機(jī)工況處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速很低，轉(zhuǎn)速 的波動(dòng)也很大，此時(shí)進(jìn)氣量值誤差性很大，發(fā)動(dòng)機(jī)處于低怠速暖機(jī)狀態(tài)。基于這個(gè)原因， 在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU不以進(jìn)氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算噴油量，而是按ECU內(nèi)預(yù) 先給定的脈譜MAP參數(shù)進(jìn)行噴油控制，以避免出現(xiàn)起動(dòng)困難、怠速不穩(wěn)、熄火、抖動(dòng)等 情況。此工況下，其控制策略是控制器不參與對(duì)進(jìn)氣量比例控制。此時(shí)控制器將對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)的水溫信號(hào)及進(jìn)氣溫度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與計(jì)算處理，待判定發(fā)動(dòng)機(jī)水溫溫度達(dá)到60度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)以穩(wěn)定低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)及節(jié)氣門(mén)旁通路全關(guān)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況下 運(yùn)轉(zhuǎn)，此工況屬于閉環(huán)控制過(guò)程；在閉環(huán)控制情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量會(huì)出現(xiàn)脈動(dòng)和倒 流現(xiàn)象，此狀態(tài)下，其控制策略是控制器的控制工作主要是通過(guò)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速比例控制， 對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行補(bǔ)償修正。加速和減速工況屬于變工況；在變工況狀態(tài)下的空燃比調(diào)節(jié)是控制器工作的重點(diǎn)。 發(fā)動(dòng)機(jī)在變工況狀態(tài)下處于開(kāi)環(huán)控制，此變工況狀態(tài)下空燃比受發(fā)動(dòng)機(jī)自身因素影響非 常大；此時(shí)控制器采用PID比例控制策略，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的傳感器的所測(cè)數(shù)據(jù)，利用 微處理器內(nèi)嵌的程序計(jì)算和分析、比較、判斷后，計(jì)算出進(jìn)氣量的所需調(diào)節(jié)量，基于所 需調(diào)節(jié)量計(jì)算出控制目標(biāo)的目標(biāo)值，基于目標(biāo)值驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)按一定轉(zhuǎn)速工作，加大進(jìn)氣系 數(shù)充量，以增加進(jìn)氣壓力，使混合比逼近于最佳目標(biāo)空燃比值，達(dá)到燃油充分燃燒，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩，同時(shí)也降低了排氣中的有害氣體，減少了排氣量。發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)態(tài)工況時(shí)，目前的電控技術(shù)都達(dá)到了可觀的效果。本控制器在該工況 下，采取適度的加大進(jìn)氣系數(shù)充量的控制策略，使之混合氣充分燃燒，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性為 目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果是設(shè)置與進(jìn)氣管總成內(nèi)的風(fēng)機(jī)相 連的控制器，對(duì)不同工況發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣空燃比的需氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，利用風(fēng)機(jī)的可調(diào) 速原理，并根據(jù)各傳感器數(shù)據(jù)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作工況，發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下對(duì)空燃比的 要求是不同的，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下處于最佳的動(dòng)力性能，根據(jù)不同工況采用不 同控制策略，通過(guò)微處理器內(nèi)嵌的控制策略和比例計(jì)算方法的分析比較判斷后，計(jì)算出 進(jìn)氣量的所需調(diào)節(jié)量，基于所需調(diào)節(jié)量計(jì)算出控制目標(biāo)的目標(biāo)值，基于此目標(biāo)值驅(qū)動(dòng)風(fēng) 機(jī)按--定轉(zhuǎn)速工作，使發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比在不同的工況下達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最佳值，使其燃 油充分燃燒，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩，同時(shí)也降低了有害氣體排放。從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的 混合氣進(jìn)行最優(yōu)可控，使得進(jìn)氣充量系數(shù)可調(diào)，使發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒更充分、降低了燃燒 溫度、提高了動(dòng)力性、減少了有害氣體的排放、油耗降低。以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性，環(huán)保節(jié)能。

圖l:發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管總成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2:控制器電路原理框圖； 圖3:控制器電路原理圖。圖1-3是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例。其中l(wèi)進(jìn)氣通道口 2空氣濾清器 3控 制器 4氣流腔 5風(fēng)機(jī)6風(fēng)機(jī)支架 7調(diào)速電機(jī) 8扇葉 9氣流通道口 10 殼體；圖3中Ul微處理器U2存儲(chǔ)器U3、 U5、 U6運(yùn)算放大器U4對(duì)數(shù)放大器U7 比較器 U8時(shí)基電路 U9緩存器 U10、 U13鎖相環(huán) Ull反相器 U12門(mén)電路 Q1-Q2穩(wěn)壓三極管MG調(diào)速電機(jī)0P1-0P4光電耦合器Rl- R31電阻CI-C13電 容 Dl、 D2穩(wěn)壓二極管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1-3對(duì)本實(shí)用新型的自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的控制方法做進(jìn)一步說(shuō)明如圖l所示進(jìn)氣管總成由進(jìn)氣通道口 1、空氣濾清器2、控制器3、氣流腔4、 風(fēng)機(jī)5、氣流通道口 9及殼體10組成；其中，風(fēng)機(jī)5由風(fēng)機(jī)支架6、調(diào)速電機(jī)7、扇葉8組成；外界氣體經(jīng)進(jìn)氣通道口 l進(jìn)入空氣濾清器2，經(jīng)空氣濾清器2對(duì)所進(jìn)氣體進(jìn)行 凈化過(guò)濾后經(jīng)氣流腔4，通過(guò)氣流通道口 9進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)；控制器3與風(fēng)機(jī)4的調(diào)速電機(jī) 7相連接。如圖2所示微處理器通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路采集發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器信號(hào)，即采集轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、水溫傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、氧傳感 器、噴油脈寬信號(hào)、電瓶電壓信號(hào)號(hào)等，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作工況，根據(jù)不同工況采用不 同策略，控制器參與對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速比例控制，從而進(jìn)氣量比例控制處于系統(tǒng)的可控狀態(tài)。如圖3所示Ul為微處理器、U2為存儲(chǔ)器、U3運(yùn)算放大器、U4對(duì)數(shù)放大器、U5 運(yùn)算放大器、U6運(yùn)放器、U7比較器、U8時(shí)基電路，U9緩存器，U10鎖相環(huán)、Ull反相 器、U12門(mén)電路、U13鎖相環(huán)、Ql-Q2為穩(wěn)壓三極管、MG為調(diào)速電機(jī)、0P1--0P4為光電稱(chēng)合器由微處理器Ul及其外圍電路組成控制器，微處理器Ul采用微處理單片機(jī)，內(nèi)嵌控制策略及計(jì)算方法，根據(jù)不同工況，采用相應(yīng)的控制策略，參與控制參量計(jì)算，輸出目標(biāo)值，通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)5的轉(zhuǎn)速比例控制進(jìn)行進(jìn)氣量比例控制。微處理器U1的X1、 X2腳與晶體管Y1相連，并分別通過(guò)電容C1、 C2接地；微處 理器Ul的P62腳通過(guò)電阻R3與穩(wěn)壓三極管Ql的1腳連接，穩(wěn)壓三極管Ql的3腳接 地，2腳與穩(wěn)壓三極管Q2的1腳連接；穩(wěn)壓三極管Q2的3腳接地，并通過(guò)穩(wěn)壓二極管 Dl、 D2接高電平VCC， 2腳與電機(jī)MG的負(fù)極相連，電機(jī)MG的正極接高電平VCC。由存儲(chǔ)器U2及其外圍電路組成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。存儲(chǔ)器U2的1、 2、 3、 4、 7腳接地，8腳接高電平VCC;存儲(chǔ)器U2的5、 6腳與微 處理器U1的P40、 P41相連，并分別通過(guò)電阻R1、 R2接高電平VCC。由運(yùn)算放大器U3、對(duì)數(shù)放大器U4、運(yùn)算放大器U5、及其外圍電路組成氧傳感器信 號(hào)采集調(diào)理電路，氧傳感器信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器U4對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行10倍放大后輸入對(duì)數(shù) 放大器U5，經(jīng)對(duì)數(shù)放大器U5的10腳輸出后，經(jīng)運(yùn)算放大器U6進(jìn)行I-V變換為5--0V 電壓信號(hào)輸入到微處理器Ul的P27腳，參與控制參量計(jì)算。運(yùn)算放大器U3的2腳連接氧傳感器信號(hào)，通過(guò)電阻R5與6腳相連；運(yùn)算放大器 U3的3腳與對(duì)數(shù)放大器U4的2腳相連，通過(guò)電阻R6與運(yùn)算放大器U3的6腳相連，并 通過(guò)電阻R7連接VCC高電平。對(duì)數(shù)放大器U4的2腳通過(guò)電容C7與對(duì)數(shù)放大器U4的7 腳相連；對(duì)數(shù)放大器U4的6腳通過(guò)電阻R8、電容C6接地；對(duì)數(shù)放大器U4的15腳通 過(guò)電阻R9、可調(diào)電阻VR2接地；對(duì)數(shù)放大器U4的16腳通過(guò)電阻RIO、可調(diào)電阻VK1接VCC高電平；對(duì)數(shù)放大器U4的11腳接VCC高電平。對(duì)數(shù)放大器U4的10腳通過(guò)電阻 R11與運(yùn)算放大器U6的2腳相連，且通過(guò)電阻R12接地；運(yùn)算放大器U6的2腳通過(guò)電 阻R13與6腳相連；運(yùn)算放大器U5的6腳連接微處理器U1的P27腳；運(yùn)算放大器U5 的3腳接地。由運(yùn)放器U6及其外圍電路組成節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)采集調(diào)理電路，經(jīng)運(yùn)放器U6 對(duì)其信號(hào)進(jìn)行放大后輸入到微處理器U1的P25腳，參與控制參量計(jì)算。運(yùn)放器U6的2腳通過(guò)電阻R14連接傳感器信號(hào)，且通過(guò)電阻R16與運(yùn)放器U6的1 腳相連；3腳通過(guò)電阻R15接地；4腳接高電平VCC，并通過(guò)電容C5接地；運(yùn)放器U6 的1腳通過(guò)電阻R17與微處理器Ul的P25腳相連。由比較器U7及其外圍電路組成溫度傳感器信號(hào)采集調(diào)理電路，將水溫度信號(hào)、進(jìn) 氣溫度信號(hào)通過(guò)串接分壓電阻轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)供比較器U7比判，比較器U7依次輸 出數(shù)字信號(hào)輸入到微處理器Ul的P23、 P24腳，通過(guò)微處理器Ul來(lái)判斷啟動(dòng)及暖機(jī)工 況。比較器U7的2腳依次連接水溫度信號(hào)、進(jìn)氣溫度信號(hào)，2腳還通過(guò)電阻R18連接 VCC高電平；比較器U7的1腳依次連接微處理器Ul的P23、 P24腳；比較器U7的3腳 通過(guò)電阻R20接地，通過(guò)電阻R19連接VCC高電平；8腳連接VCC高電平且通過(guò)電容C6 接地。由時(shí)基電路U8及其外圍電路組成轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)采集調(diào)理電路，轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí) 基電路U8調(diào)理后提供給微處理器U1采集所用，參與控制參量計(jì)算。時(shí)基電路U8的1腳接地，2腳連接轉(zhuǎn)速信號(hào)，3腳通過(guò)電阻R22連接光電耦合器 0P1的第1腳；時(shí)基電路U12的4腳、8腳連接VCC高電平，5腳通過(guò)電容C7接地；時(shí) 基電路U8的6腳7腳相連，通過(guò)電阻R21連接VCC高電平，并通過(guò)電容C8接地。光 電耦合器0P1的第3腳連接微處理器Ul的P04腳，并且通過(guò)電阻R23連接VCC高電平； 光電耦合器0P3的2、 4腳接地。由緩存器U9進(jìn)入鎖相環(huán)U10及其外圍電路組成進(jìn)氣壓力傳感器信號(hào)采集調(diào)理電路， 進(jìn)氣壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)緩存器U9進(jìn)入鎖相環(huán)U10進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換處理，輸入到微處理器Ul的 P03腳，參與控制參量計(jì)算。鎖相環(huán)U10的4腳連接光電耦合器0P2的第1腳；鎖相環(huán)U10的5腳接地，6腳和 7腳之間連接有電容C10;鎖相環(huán)U10的9腳通過(guò)緩存器U9和電阻R24連接進(jìn)氣壓力， 9腳還通過(guò)電容C9接地；11腳通過(guò)電阻R25接地。光電耦合器0P2的2、 4腳接地；光電耦合器0P2的第3腳連接微處理器Ul的P03腳，并且通過(guò)電阻R26連接VCC高電平。 由反相器mi和門(mén)電路U12及其外圍電路組成噴油信號(hào)脈沖鑒寬電路，輸入到微處 理器Ul的INTP3腳，參與控制參量計(jì)算。反相器Ull的1腳通過(guò)電阻R28連接VCC高電平，通過(guò)電容C12連接噴油信號(hào)，電 容Cll和電阻R28串聯(lián)接在電容C12的一端和地之間；反相器Ull的2腳連接門(mén)電路 U12的l腳。門(mén)電路U12的2腳通過(guò)電阻R28接地，3腳連接光電耦合器0P3的第1腳； 光電耦合器0P3的2、4腳接地，光電耦合器0P3的第3腳依次連接微處理器Ul的INTP3 腳。由鎖相環(huán)U13及其外圍電路組成電源檢測(cè)電路，輸入到微處理器U1的P12腳，參 與控制參量計(jì)算。鎖相環(huán)U13的4腳連接光電耦合器0P4的第4腳；鎖相環(huán)U13的6腳和7腳之間連 接有電容C13;鎖相環(huán)U13的9腳通過(guò)電阻R29連接電瓶電壓，9腳還通過(guò)電阻R30接 地；鎖相環(huán)U13的11腳通過(guò)電阻R31接地。光電耦合器0P4的1、 3腳接地，光電耦合 器0P4的第2腳連接微處理器Ul的P12腳。工作過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，依據(jù)控制器內(nèi)預(yù)設(shè)的目標(biāo)空燃比值，控制器采集發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的轉(zhuǎn)速 傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、水溫傳感器、氧傳感 器、噴油脈寬信號(hào)等部分傳感器信號(hào)得到數(shù)據(jù)，并根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作工 況，發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下對(duì)空燃比的要求是不同的，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下處于最 佳的動(dòng)力性能，根據(jù)不同工況采用不同控制策略，通過(guò)微處理器內(nèi)嵌的控制策略和比例 計(jì)算方法的分析比較判斷后，計(jì)算出進(jìn)氣量的所需調(diào)節(jié)量，基于所需調(diào)節(jié)量計(jì)算出控制 目標(biāo)的目標(biāo)值，基于此目標(biāo)值驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)按一定轉(zhuǎn)速工作，提高進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣量；同時(shí) 控制過(guò)程中為提高響應(yīng)度控制器對(duì)氧傳感器信號(hào)按模糊到精確的處理方法進(jìn)行了軟測(cè) 量處理的實(shí)時(shí)調(diào)整；為了解決各傳感器信號(hào)和執(zhí)行器的時(shí)滯問(wèn)題，利用氧傳感器信號(hào)電 壓變化率判定狀態(tài)趨勢(shì)對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行提前預(yù)測(cè)控制；從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比在不同的工 況下達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最佳值，使其燃油充分燃燒，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩，同時(shí)也降 低了害氣體排放。
權(quán)利要求1、自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置，其特征在于包括控制器、進(jìn)氣管總成，控制器與進(jìn)氣管總成相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置，其特征在于控制器包 括微處理器、發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器，信號(hào)調(diào)理電路、驅(qū)動(dòng)控制電路及執(zhí)行器，發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān) 傳感器通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路與微處理器相連，微處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制電路與執(zhí)行器相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置，其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)相 關(guān)傳感器信號(hào)是指轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、水溫傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn) 氣壓力傳感器、氧傳感器、噴油脈寬信號(hào)、電瓶電壓信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置，其特征在于進(jìn)氣管總成包括殼體(10)、風(fēng)機(jī)(5)、空氣濾清器(2)，空氣濾清器(2)安裝在殼體(10)內(nèi) 氣流進(jìn)口 (1)端，風(fēng)機(jī)(5)安裝在進(jìn)氣管總成的進(jìn)氣通道口 (1)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口之 間，風(fēng)機(jī)(5)的旋轉(zhuǎn)氣流口朝向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口方向。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置，其特征在于執(zhí)行器是由調(diào)速電機(jī)(7)、扇葉(8)組成的風(fēng)機(jī)(5)和進(jìn)氣管總成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置，其特征在于微處理器 為單片機(jī)，內(nèi)嵌控制策略及計(jì)算方法。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置，其特征在于控制器包 括微處理器Ul、存儲(chǔ)器U2、運(yùn)算放大器U3、對(duì)數(shù)放大器U4、運(yùn)算放大器U5、運(yùn)放 器U6、比較器U7、時(shí)基電路U8，緩存器U9，鎖相環(huán)UIO、反相器Ull、門(mén)電路U12、 鎖相環(huán)U13、穩(wěn)壓三極管Ql-Q2、調(diào)速電機(jī)MG、光電耦合器0P1-0P4;由微處理器 Ul及其外圍電路組成控制器，微處理器U1采用微處理單片機(jī)，內(nèi)嵌控制策略及計(jì)算方 法，根據(jù)不同工況，采用相應(yīng)的控制策略，參與控制參量計(jì)算，輸出目標(biāo)值，通過(guò)對(duì)風(fēng) 機(jī)5的轉(zhuǎn)速比例控制進(jìn)行進(jìn)氣量比例控制，微處理器Ul的XI、 X2腳與晶體管Yl相連， 并分別通過(guò)電容C1、 C2接地，微處理器U1的P62腳通過(guò)電阻R3與穩(wěn)壓三極管Q1的 l腳連接，穩(wěn)壓三極管Ql的3腳接地，2腳與穩(wěn)壓三極管Q2的1腳連接，穩(wěn)壓三極管 Q2的3腳接地，并通過(guò)穩(wěn)壓二極管D1、 D2接高電平VCC， 2腳與電機(jī)MG的負(fù)極相連， 電機(jī)MG的正極接高電平VCC;由存儲(chǔ)器U2及其外圍電路組成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)器U2的1、 2、 3、 4、 7腳接地，8腳接高電平VCC，存儲(chǔ)器U2的5、 6 腳與微處理器Ul的P40、 P41相連，并分別通過(guò)電阻R1、 R2接高電平VCC;由運(yùn)算放 大器U3、對(duì)數(shù)放大器U4、運(yùn)算放大器U5、及其外圍電路組成氧傳感器信號(hào)采集調(diào)理電 路，氧傳感器信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器U4對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行10倍放大后輸入對(duì)數(shù)放大器U5， 經(jīng)對(duì)數(shù)放大器U5的10腳輸出后，經(jīng)運(yùn)算放大器U6進(jìn)行I-V變換為5-OV電壓信號(hào)輸 入到微處理器Ul的P27腳，參與控制參量計(jì)算，運(yùn)算放大器U3的2腳連接氧傳感器信 號(hào)，通過(guò)電阻R5與6腳相連，運(yùn)算放大器U3的3腳與對(duì)數(shù)放大器U4的2腳相連，通 過(guò)電阻R6與運(yùn)算放大器U3的6腳相連，并通過(guò)電阻R7連接VCC高電平，對(duì)數(shù)放大器 U4的2腳通過(guò)電容C7與對(duì)數(shù)放大器U4的7腳相連，對(duì)數(shù)放大器U4的6腳通過(guò)電阻R8、 電容C6接地，對(duì)數(shù)放大器U4的15腳通過(guò)電阻R9、可調(diào)電阻VR2接地，對(duì)數(shù)放大器U4 的16腳通過(guò)電阻RIO、可調(diào)電阻VR1接VCC高電平，對(duì)數(shù)放大器U4的11腳接VCC高 電平，對(duì)數(shù)放大器U4的10腳通過(guò)電阻R11與運(yùn)算放大器U6的2腳相連，且通過(guò)電阻 R12接地，運(yùn)算放大器U6的2腳通過(guò)電阻R13與6腳相連，運(yùn)算放大器U5的6腳連接 微處理器U1的P27腳，運(yùn)算放大器U5的3腳接地；由運(yùn)放器U6及其外圍電路組成節(jié) 氣門(mén)位置傳感器信號(hào)釆集調(diào)理電路，經(jīng)運(yùn)放器U6對(duì)其信號(hào)進(jìn)行放大后輸入到微處理器 U1的P25腳，參與控制參量計(jì)算，運(yùn)放器U6的2腳通過(guò)電阻R14連接傳感器信號(hào)，且 通過(guò)電阻R16與運(yùn)放器U6的l腳相連，3腳通過(guò)電阻R15接地，4腳接高電平VCC，并 通過(guò)電容C5接地，運(yùn)放器U6的1腳通過(guò)電阻R17與微處理器U1的P25腳相連；由比 較器U7及其外圍電路組成溫度傳感器信號(hào)采集調(diào)理電路，將水溫度信號(hào)、進(jìn)氣溫度信 號(hào)通過(guò)串接分壓電阻轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)供比較器U7比判，比較器U7依次輸出數(shù)字信 號(hào)輸入到微處理器Ul的P23、 P24腳，通過(guò)微處理器Ul來(lái)判斷啟動(dòng)及暖機(jī)工況，比較 器U7的2腳依次連接水溫度信號(hào)、進(jìn)氣溫度信號(hào)，2腳還通過(guò)電阻R18連接VCC高電 平，比較器U7的1腳依次連接微處理器Ul的P23、 P24腳，比較器U7的3腳通過(guò)電阻 R20接地，通過(guò)電阻R19連接VCC高電平，8腳連接VCC高電平且通過(guò)電容C6接地；由 時(shí)基電路U8及其外圍電路組成轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)采集調(diào)理電路，轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)過(guò)時(shí)基電路 U8調(diào)理后提供給微處理器U1采集所用，參與控制參量計(jì)算，時(shí)基電路U8的1腳接地， 2腳連接轉(zhuǎn)速信號(hào)，3腳通過(guò)電阻R22連接光電耦合器0P1的第1腳，時(shí)基電路U12的 4腳、8腳連接VCC高電平，5腳通過(guò)電容C7接地，時(shí)基電路U8的6腳7腳相連，通 過(guò)電阻R21連接VCC高電平，并通過(guò)電容C8接地，光電耦合器0P1的第3腳連接微處 理器Ul的P04腳，并且通過(guò)電阻R23連接VCC高電平，光電耦合器0P3的2、 4腳接地；由緩存器U9進(jìn)入鎖相環(huán)U10及其外圍電路組成進(jìn)氣壓力傳感器信號(hào)采集調(diào)理電路，進(jìn) 氣壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)緩存器U9進(jìn)入鎖相環(huán)U10進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換處理，輸入到微處理器Ul的 P03腳，參與控制參量計(jì)算，鎖相環(huán)U10的4腳連接光電耦合器0P2的第1腳，鎖相環(huán) U10的5腳接地，6腳和7腳之間連接有電容C10，鎖相環(huán)U10的9腳通過(guò)緩存器U9和 電阻R24連接進(jìn)氣壓力，9腳還通過(guò)電容C9接地，11腳通過(guò)電阻R25接地，光電耦合 器0P2的2、 4腳接地，光電耦合器0P2的第3腳連接微處理器Ul的P03腳，并且通過(guò) 電阻R26連接VCC高電平；由反相器Ull和門(mén)電路U12及其外圍電路組成噴油信號(hào)脈沖 鑒寬電路，輸入到微處理器U1的INTP3腳，參與控制參量計(jì)算，反相器U11的1腳通 過(guò)電阻R28連接VCC高電平，通過(guò)電容C12連接噴油信號(hào)，電容C11和電阻R28串聯(lián)接 在電容C12的一端和地之間，反相器Ull的2腳連接門(mén)電路U12的1腳，門(mén)電路U12 的2腳通過(guò)電阻R28接地，3腳連接光電耦合器0P3的第1腳，光電耦合器0P3的2、 4 腳接地，光電耦合器0P3的第3腳依次連接微處理器U1的INTP3腳，由鎖相環(huán)U13及 其外圍電路組成電源檢測(cè)電路，輸入到微處理器U1的P12腳，參與控制參量計(jì)算，鎖 相環(huán)U13的4腳連接光電耦合器0P4的第4腳，鎖相環(huán)U13的6腳和7腳之間連接有電 容C13，鎖相環(huán)U13的9腳通過(guò)電阻R29連接電瓶電壓，9腳還通過(guò)電阻R30接地，鎖 相環(huán)U13的11腳通過(guò)電阻R31接地，光電耦合器0P4的1、 3腳接地，光電耦合器0P4 的第2腳連接微處理器Ul的P12腳。
專(zhuān)利摘要自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的裝置，屬于提高機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣空燃比的技術(shù)領(lǐng)域。包括控制器、進(jìn)氣管總成，控制器與進(jìn)氣管總成相連?？刂破靼ㄎ⑻幚砥?、發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器，信號(hào)調(diào)理電路、輸出驅(qū)動(dòng)與抗干擾電路及執(zhí)行器，發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路與微處理器相連，微處理器通過(guò)輸出驅(qū)動(dòng)與抗干擾電路與執(zhí)行器相連。具有加大進(jìn)氣系數(shù)充量，以增加進(jìn)氣壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比在不同的工況下達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最佳值，使其燃油充分燃燒，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩，實(shí)現(xiàn)了以燃油經(jīng)濟(jì)性和減少有害氣體排放的目的，環(huán)保節(jié)能。
文檔編號(hào)F02D41/26GK201103480SQ20072002914
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
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