专利名称：中小排量摩托车发动机可变配气正时机构的自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可变配气正时机构的自动控制装置，适合在中小排量摩托车发动机可变配气正时机构上广泛应用。
背景技术：
由于环境保护和人类可持续发展的要求，低能耗和低污染已成为车用发动机的发展目标。近年来，可变配气正时(VVT，Variable Valve Timing)技术在汽车发动机上已得到较为广泛的使用，但在摩托车发动机上的应用却很少，已有的应用如铃木的GSF400V和本田的CB400SUPER FOUR，但是这些应用均是针对于大排量多缸多气门摩托车发动机，配气机构形式也均以双顶置凸轮轴(DOHC)的结构形式为基础。我国摩托车产品整体排量结构主要集中在50ml～250ml范围，此排量范围内摩托车发动机多为单缸四冲程两气门形式，配气机构形式主要采用单顶置凸轮轴(SOHC)布置形式。
中国实用新型专利说明书200420060204.6公开了一种以单顶置凸轮轴的结构形式为基础的“中小排量摩托车发动机的可变配气机构”，该机构通过采用双进气凸轮轴、双进气摇臂和正时切换机构，实现可变配气正时，提高了发动机在整个转速和负荷工况范围内的动力性和排放特性。但是如果仅有可变配气正时机构，由于不能实现自动切换，该机构在发动机上并不能有效连续地工作。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述可变配气正时机构的不足，提供了一种中小排量摩托车发动机可变配气正时机构的自动控制装置，该装置可以根据发动机转速自动切换正时油压，从而实现可变配气正时机构的自动切换，有效地提高中小排量摩托车发动机在整个转速和负荷工况范围内的动力性、排放特性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是电源供电模块与自动控制模块电源输入端连接，发动机发火器与信号采集模块的一端连接，信号采集模块的另一端与自动控制模块信号的输入端连接，自动控制模块信号的输出端与油泵控制模块连接。
本实用新型的有益效果是实现了摩托车发动机上可变配气正时机构的自动切换，具有结构紧凑，控制精度高和可靠性好的优点，与其他成熟传统的可变配气正时机构自动控制装置相比，本装置采用独立油泵代替电磁阀的油路控制，因此应用于中小排量摩托车发动机时对原机的改动很小，能够满足中小排量摩托车发动机结构空间紧凑布置的要求，有效地降低了制造成本。
图1是本实用新型结构框图。
图2是本实用新型工作原理图。
图3是自动控制模块电路原理图。
图4是电源供电模块电路原理图。
图5是信号采集模块电路原理图。
图6是油泵控制模块电路原理图。
具体实施方式
在图1中，本实用新型包括信号采集模块，电源供电模块、自动控制模块、油泵控制模块。
在图2中，本实用新型的工作原理是这样的首先从发动机发火器采集转速脉冲信号，进入信号采集模块，把脉冲信号转化为有效的方波信号，输入自动控制模块Atmel89C51芯片的外部中断源INT0口，由芯片内置逻辑程序对方波信号进行脉冲计时判断，一旦发动机转速到达6000r/min，芯片P2.6口引脚向油泵控制模块发出高电平信号，高电平信号经双极晶体管放大，控制固体继电器吸合，油泵开始工作，从而带动整个可变配气正时机构运行。该自动装置的反应时间是0.5s，也就是每0.5s采集一下转速脉冲信号。
在图3中，自动控制模块包括控制芯片、晶体振荡源电路、按键、扩展ROM、指示灯电路、复位电路、转速显示电路，其中U4为8位的Atmel89C51控制芯片，控制模块采用Atmel89C51控制芯片的最小应用系统；U5为2K的EEPROM程序储存器AT24C02A，作为扩展芯片存放数据和程序；Y1为12MHz的晶体振荡，与电容C5、电容C6一起构成控制芯片的晶体振荡源电路，一个机器时钟周期为1μm；3个按键S1、S2、S3，作为脱离键盘的输入设备，可以随时调整编辑油泵工作的转速临界值，S1键功能按2秒钟以上，进入转速临界值编辑激活状态，从最右边的一位LED数码管开始。每按一次向左移动1位，然后依次循环，再按S1键2秒钟以上，编辑完成，S2键功能LED数码管的数值加1，S3键功能LED数码管的数值减1；D2为红色发光二极管与电阻R4串联，发红光时表示电源接通，系统处于工作状态中，D3为绿色发光二极管与电阻R5串联，发绿光表示转速达到临界值；复位电路包括电阻R6、电阻R7、电容C7、S4，S4为复位按键，由于稳压电源电压波动不大，采用人工微分型复位电路，工作简单可靠。转速显示电路包括LED1～LED5、U6～U10，LED1～LED5为8段共阳极LED数码显示管(发红光)，U6～U10为移位寄存输出CD4094，由于摩托车的最高转速为12000r/min左右，因此转速一共显示5位，89C51芯片具有全双工通用异步接收发送器UART，为了减少成本，不扩展I/O接口，转速信号为串行输出，每个LED接1个移位寄存输出CD4094动态显示。
在图4中，电源供电模块包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、U1，U1为三端稳压集成块LM7805，整个模块输出电流不大于200mA，可以同时满足+5V或+12V的直流电源供电，采用小电容滤波，因为大容量电容储存的电能可能会使继电器关断时间延长。
在图5中，信号采集模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、D1、U2、U3，D1为5V稳压二极管；U2为光耦TLP521-2具有隔离输入信号，保证信号的匹配，提高了抗干扰能力的作用；U3为施密特反相触发器CD40106BC可以完成脉冲信号输入转换，在信号采集模块中，电阻R1与电阻R2的一端串联，电阻R2的另一端与光耦连接，5V稳压二极管的正极与电阻R2的输入端连接，5V稳压二极管的负极与光耦连接，电阻R3的一端与施密特反相触发器的输入端连接和光耦连接，施密特反相触发器的输出端与控制芯片的外部中断源连接。
在图6中，油泵控制模块包括电阻R8、电阻R9、K1、Q1、油泵、+12V直流电源，Q1为双极型晶体管8050，放大电平信号；K1为固体继电器JZC-23F，控制电路的通电和断电；油泵为外接独立油泵，在油泵控制模块中，控制芯片的P2.6口与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与双极型晶体管8050的基极连接，电阻R8为基极偏置电阻，电阻R8的一端与电阻R9连接，电阻R8的另一端与固体继电器JZC-23F的一个常闭接点连接，固体继电器JZC-23F的另一个常闭接点与双极型晶体管8050的集电极连接，固体继电器JZC-23F的一个常开接点与油泵连接，其另一个常开接点接地。
权利要求1.一种中小排量摩托车发动机可变配气正时机构的自动控制装置，其特征在于电源供电模块与自动控制模块电源的输入端连接，发动机发火器与信号采集模块的一端连接，信号采集模块的另一端与自动控制模块信号的输入端连接，自动控制模块信号的输出端与油泵控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的中小排量摩托车发动机可变配气正时机构的自动控制装置，其特征在于在信号采集模块中，电阻R1与电阻R2的一端串联，电阻R2的另一端与光耦连接，5V稳压二极管的正极与电阻R2的输入端连接，5V稳压二极管的负极与光耦连接，电阻R3的一端与施密特反相触发器的输入端连接和光耦连接，施密特反相触发器的输出端与控制芯片的外部中断源连接。
3.根据权利要求1所述的中小排量摩托车发动机可变配气正时机构的自动控制装置，其特征在于在油泵控制模块中，控制芯片的P2.6口与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与双极型晶体管8050的基极连接，电阻R8为基极偏置电阻，电阻R8的一端与电阻R9连接，电阻R8的另一端与固体继电器JZC-23F的一个常闭接点连接，固体继电器JZC-23F的另一个常闭接点与双极型晶体管8050的集电极连接，固体继电器JZC-23F的一个常开接点与油泵连接，其另一个常开接点接地。
4.根据权利要求1所述的中小排量摩托车发动机可变配气正时机构的自动控制装置，其特征在于在油泵控制模块中所用的油泵为外接独立油泵。
专利摘要一种摩托车发动机可变配气正时机构的自动控制装置涉及可变配气正时机构的自动控制，适合在中小排量摩托车发动机可变配气正时机构上广泛应用。该装置包括电源供电模块、自动控制模块，信号采集模块、油泵控制模块。本装置实现了摩托车发动机上可变配气正时机构的自动切换，具有结构紧凑，控制精度高和可靠性好的优点，同时与其他成熟传统的可变配气正时机构的自动控制装置相比，本装置采用一个独立的油泵代替电磁阀的油路控制，因此应用于中小排量摩托车发动机时对原机的改动很小，能够满足中小排量摩托车发动机结构空间紧凑布置的要求，有效地降低了制造成本。
文档编号F01L9/00GK2784596SQ20052000929
公开日2006年5月31日 申请日期2005年5月17日 优先权日2005年5月17日
发明者张力, 伍东升, 吴俊刚, 董俊 申请人:重庆大学