专利名称：多功能汽车燃油喷射控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车发动机燃料供给的多功能汽车燃油低压喷射控制系统。
目前，国内外通常采用的量调节式内燃发动机燃油供给是借助真空吸力喷出，同空气混合后，被发动机吸入气缸的。除采用降低主量孔处真空度补偿的主供油系统外，还需加装加浓装置、起动装置、加速泵、怠速系统等辅助系统。现有的汽车发动机燃料供给系统，由于采用机械方式控油，因而很难实现最佳供油。又因燃油借助真空吸力喷出，故雾化程度较差，充气系数小。另外，目前的汽车发动机燃料供给系统没有强制怠速自动断油和直接断油功能，也没有发动机转速和节气门开度仪表数字显示功能。尤其在怠速和小负荷运转时，排放污染严重。
本发明的任务在于提供一种多功能汽车燃油喷射控制系统，该系统通过对发动机进气流量、转速、节气门开度等参数的测量和单片机处理，对发动机燃料供给进行最佳调节，并通过强制怠速断油、直接断油以及对发动机转速、节气门开度的仪表数字显示，达到节油和降低污染的目的。
本发明是这样实现的。该系统由单片机1、发动机空气进气流量传感器2、发动机转速传感器3、节气门开度传感器4、仪表显示电路5、控制信号输出电路6、执行机构7和电源电路8组成。本系统以单片机为核心，通过测量发动机参数(进气流量、转速、节气门开度)，由相应传感器将数据输入单片机，经单片机按设计的程序处理后，输出控制数据，再将其经控制信号输出电路转换成执行机构中电动喷油泵能接受的控制信号，调节供油量为最佳;燃油经喷油泵输出与空气混合后，被发动机由进气管吸入，保证发动机正常工作。同时，通过程序控制，实现强制怠速断油功能和节气门开度、发动机转速仪表数字显示功能。
在本系统中，电源电路8经导线分别与单片机1、传感器2、3、4、仪表显示电路5、控制信号输出电路6和执行机构7连接(见附
图1);传感器2、3、4、仪表显示电路5、控制信号输出电路6均通过单片机控制线和输入/输出通道与单片机1相连。其中，单片机1、传感器2、3、4、控制信号输出电路6和电源电路8组装在一块电路板上，并和执行机构7进行机电一体化组装，执行机构7安装在汽车发动机进气口，仪表显示电路安装在仪表盘上。
本系统工作原理如下当驾驶员断开汽车电源时，不管发动机是否运转，本系统均因断电而直接断油;当驾驶员接通汽车电源起动发动机时，发动机运转，本系统随之工作。此时，发动机进气口的进气流量传感器2的机械部件旋子在空气带动下旋转，其转速与进气流量成正比。进气流量传感电路输出频率与旋子转速成正比的脉冲信号，该脉冲信号经整形后触发单稳态触发电路，对单片机1发出中断信号。单片机1响应中断，利用定时/计数器测量进气流量传感器输出脉冲周期，输入数据，从而计算出进气流量。同时，转速传感器3的机械部件发动机分电器白金开闭，其频率与发动机转速成正比。此开闭信号经转速传感电路输出，经整形后触发单稳态触发电路，对单片机1发出中断信号。单片机1响应中断利用定时/计数器测量转速传感器输出脉冲周期，输入数据，从而计算出发动机转速。节气门开度传感器4为一与节气门联轴的电位器，它随着节气门开度的变化输出与之成正比的电位信号。当单片机需要此参数时，通过程序控制将电位信号经模-数转换器转换成与单片机兼容的数据，单片机采取程序查询的方式输入数据，从而计算出节气门开度。单片机在程序控制下对发动机转速、节气门开度、进气流量3个测量数据进行处理，然后一方面对仪表显示电路输入发动机转速、节气门开度两参数的BCD码，使仪表进行数字显示，另一方面对发动机燃油供给进行最佳调节。
对发动机燃油供给调节过程如下当汽车电源接通但发动机尚未工作(即转速为0)时，系统通过单片机判断，只显示转速、节气门开度两参数，不对发动机供油;当发动机起动为起动转速时，系统通过单片机判断，按固定的起动混合气浓度a计算并对供油量加以调节;发动机正常工作时，通过负荷-混合气浓度曲线描述函数，计算所需混合气浓度a，并以此计算、调节供油量(由于量调节发动机对发动机负荷是通过调节节气门开度来实现的，故描述函数以节气门开度为变量，同时随着发动机转速的变化以转速为变量对a加以补偿);当通过单片机判断发动机转速大于怠速转速而节气门开度处于怠速位置时，切断供油。单片机对执行机构喷油泵的控制通过输出控制电路来实现，控制信号输出电路将输入的控制数据转换成喷油泵能接受的电压信号，控制喷油泵最佳供油。为提高燃油雾化程度，可采用适当的雾化装置。
本发明能够实现对发动机燃料供给的最佳调节，由于采用燃油喷射和雾化装置，并且有强制怠速断油、直接断油和发动机转速、节气门开度显示功能，因而可以节约燃油，降低污染。该系统大量采用集成电路，体积小、成本低，可实现机电一体化，宜于广泛推广应用。
图1为本发明的总体结构方框图。
图2为本发明的基本程序方框图。
图3为单片机1电路图。
图4为进气流量与发动机转速传感器2、3电路图。
图5为节气门开度传感器4电路图。
图6为仪表数字显示基本电路图。
图7为控制信号输出电路图。
以下结合附图对本发明的实施作进一步说明。
本系统的单片机1采用MCS-51系列单片机中的8031单片机(见图3)，其程序存储器为EPROM2716型，容量2K，地址锁存器为74LS373型，六反相器为CC4096型，电路工作电源5V，电路对外有11根控制线(即Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、OP3、1P3、2P3、3P3、6P3、7P3)和一个输入/输出通道0P1-7P1。进气流量传感器2由机械部件旋子和传感输出电路组成，旋子由空心轴、对称的旋片和遮片构成，安装在发动机进气口;传感输出电路(见图4)中，发光二极管为CL-5B型，光敏三极管为3DU2B型，电阻R3250Ω、R45KΩ、R650KΩ，电容C2100PF。发光二级管和光敏三极管分别设置在旋子轴向两侧，当旋子旋转时通过遮片遮挡光线，光敏三极管输出脉冲经施密特触发器CC4093中的IC2整形后触发由该触发器中IC4与电容C2、电阻R6组成的单稳触发器，触发脉冲即中断信号与单片机电路控制线2P3相接。发动机转速传感器3由发动机分电器白金和传感输出电路组成，它通过光耦合器将白金的开关脉冲信号输出，经施密特触发器CC4093中的IC1整形后触发由该触发器中IC3和电容C1电阻R5组成的单稳态触发器，触发脉冲即中断信号与单片机电路控制线3P3相连接。其中，光耦合器为GD-10型，电阻R1250Ω、R25KΩ、R550KΩ，电容C1100PF。节气门开度传感器(见图5)通过单片机控制模-数转换器将与节气门同轴的电位器R8的输出电位转换成与单片机兼容的数字，采取程序查询控制方法输入数据。其中，模-数转换器为CB0801型，其输入转换电位范围(即电位器R8输出电位范围)为0-2.5V，参考电源为CW1504型(参考电压2.5V)，电阻RCP10KΩ、电容CCP150PF;模-数转换器控制线RD、WR、INTR分别与单片机电路控制线6P3、Y2、7P3相连接，该转换器数据输出通道B1-B8与单片机电路输入/输出通道OP1-7P1相连接。仪表显示电路5(见图6)包括6个数字显示电路。其中，发动机转速显示采用4个，分别显示个、十、百、千位，显示0-9999转/分;节气门开度显示采用2个，分别显示个、十位，显示范围0-99度;仪表显示电路安装在仪表盘上，其中，BCD-锁存/7段译码/驱动器为CC4511型，数码管采用共阴极数码管，电阻RD5KΩ、R93KΩ;节气门开度显示的数字锁存显示控制线LE与单片机电路控制线Y4相连接，个位、十位BCD码输入分别与单片机电路输入/输出通道的OP1-3P1和4P1-7P1相连接;发动机转速显示个、十两位和百、千两位的数字锁存显示控制线LE分别与单片机电路控制线Y5、Y6相连接，个、百两位和十、千两位的BCD码输入分别与单片机电路输入/输出通道的OP1-3P1和4P1-7P1相连接。控制信号输出电路6(见图7)为一数/模转换电路，将单片机输出控制数据转换成模拟电压控制喷油泵，其工作电源为+12V、+5V，输出电压范围0-10V，数/模转换器采用CB1231型，运算放大器为8FC7B型，参考电源为CW584型(参考电压10V);其中，数-模转换器控制线WR1、WR2、BYTE1分别与单片机电路控制线1P3、Y1和OP3相连接，转换器数据输入通道A1-A8与单片机输入/输出通道OP1-7P1相连接。执行机构7的作用是为发动机提供混合气，它是在现有化油器基础上，去掉辅助供油系统，将降低主量孔处真空度的主供油系统变为电动喷油泵供油、控油。为保证雾化和最佳供油，应针对各型号量调节内燃机的要求，正确选用喷油泵、喷油咀，并选装九孔片、电阻丝加热网、小风扇等雾化装置。电源电路8包括12V和5V两个电源，12V汽车电源采用滤波电路消除干扰，5V电源则由12V汽车电源中分压取得，由驾驶室点火钥匙开关控制。
权利要求
1.一种用于汽车发动机燃料供给的多功能汽车燃油低压喷射控制系统，由单片机1、发动机空气进气流量传感器2、发动机转速传感器3、节气门开度传感器4、仪表显示电路5、控制信号输出电路6、执行机构7和电源电路8组成，其特征在于电源电路8经导线分别与单片机1、传感器2、3、4、仪表显示电路5、控制信号输出电路6和执行机构7连接；传感器2、3、4、仪表显示电路5、控制信号输出电路6均通过单片机控制线和输入/输出通道与单片机1相连；单片机1、传感器2、3、4、控制信号输出电路6和电源电路8组装在一块电路板上，并和执行机构7进行机电一体化组装，执行机构7安装在汽车发动机进气口，仪表显示电路5安装在仪表盘上。
2.根据权利要求1所述的汽车燃油低压喷射控制系统，其特征在于，单片机1采用MCS-51系列单片机中的8031型，其程序存储器为EPROM2716型，地址锁存器为74LS373型，六反相器为CC4096型。
3.根据权利要求1所述的汽车燃油低压喷射控制系统，其特征在于，进气流量传感器2由机械部件旋子和传感输出电路组成，旋子由空心轴、对称的旋片和遮片构成;CL-5B型发光二极管和3DU2B型光敏三极管分别置于旋子轴向两侧。
4.根据权利要求1所述的汽车燃油低压喷射控制系统，其特征在于，发动机转速传感器3由发动机分电器白金和传感输出电路组成，采用GD-10型光耦合器和CC409型施密特触发器。
5.根据权利要求1所述的汽车燃油低压喷射控制系统，其特征在于，节气门开度传感器4采用CB0801型模-数转换器，CW1504型参考电源。
6.根据权利要求1所述的汽车燃油低压喷射控制系统，其特征在于，仪表显示电路5包括6个数字显示电路，采用CC4511型BCD-锁存/7段译码/驱动器和共阴极数码管。
7.根据权利要求1所述的汽车燃油低压喷射控制系统，其特征在于，控制信号输出电路6采用CB1231型数/模转换器、8FC7B型运算放大器和CW584型参考电源。
全文摘要
本发明涉及一种用于汽车发动机燃料供给的多功能燃油低压喷射控制系统，由单片机、空气进气流量传感器、转速传感器、节气门开度传感器、仪表显示电路、控制信号输出电路、执行机构和电源电路组成。本系统以单片机为核心，通过测量发动机进气流量、转速、节气门开度等参数，由相应传感器将数据输入单片机，经处理后输出控制数据，再转换成执行机构中电动喷油泵能接受的控制信号，调节供油量为最佳，达到节约燃油、降低污染的目的。同时，该系统还可实现强制怠速断油和节气门开度、发动机转速仪表数字显示功能。
文档编号F02M69/00GK1063143SQ9111097
公开日1992年7月29日 申请日期1991年12月13日 优先权日1991年12月13日
发明者于增杰 申请人:于增杰