专利名称：汽车节油驾驶控制仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于电子检测控制汽车节油的仪器。
对汽车的合理驾驶操作，是节油的主要途径之一，单靠经验和感觉驾驶车辆，往往达不到预期的节油效果，虽然也有用微处理机来贮存发动机经济工况参数，再与发动机运行工况比较，得出最佳换挡时机的方法。但用此法结构复杂，而且不能反映油门操作和发动机最大扭矩工况，也不能实现对怠速供油的自动控制，因而不能将发动机的动力性和经济性。充分有效的发挥出来。
本实用新型采用简单的模拟电路、数字电路和油门位置开关，对发动机转速和油门位置分段取样，将发动机的运行工况分为节油区(经济区)、最大扭矩区、怠速区和费油区。当发动机运行工况超出节油区时，能按节油驾驶操作规律，自动产生控制信号，发出不同的声、光信号，指示驾驶员合理操作油门和排挡，使发动机在不需要较大动力时，回到节油区工作，在需要较大动力时，回到最大扭矩区工作。当发动机处于强制怠速状态时，本仪器能自动发出信号，控制电磁阀截断供油。当发动机处于正常怠速区运行状态时，本仪器又能自动打开电磁阀恢复供油。
本实用新型由以下电路结构原理达到上述节油目的接口电路从发动机点火线圈与分电盘连结的低导线上取信号，接口电路由降压滤波电路、至少一级的反向器电路、微分电路构成也可由降压滤波电路和反向器组成。降压滤波电路和反向器电路的作用是将所取到的带有高压尖峰振荡的点火信号，转变为规则的方波信号，方波信号经微分电路处理后，变为尖脉冲信号，尖脉冲信号频率等于点火频率，与发动机转速成正比，微分电路处理的目的是减小信号的脉冲宽度，保证后续单稳电路可靠工作。微分电路的输出信号送到f／v转换器，f／v转换器由单稳电路和低通滤波器组成。单稳电路接收接口电路尖脉冲信号，並被尖脉冲信号所触发，输出幅值宽度一定的方波信号，其频率与尖脉冲信号频率相等，也与发动机转速成正比，该信号经低通滤波器滤波，得到电压与发动机转速成正比的直流电压信号，其电压值就代表发动机转速，f／v转换器输出的转速信号送到电压比较器。电压比较器由数个电压比较电路和相应的定值电路及滤波电容器，输入电阻组成。各电压比较电路以f／v转换器输出的转速信号作为输入，通过比较电路分别与相应的定值电路的整定值比较各定值电路的整定值分别调整到对应发动机转速为n0、n1、n2…等数个电压点上，当发动机转速通过各定值点变化时，电压比较器的输出电位发生突变，这样就获得发动机转速分段信号，各比较电路的输出信号送往灯光显示电路、音响控制电路和怠速供油自动控制电路参与控制。节气门位置开关利用碳膜电位器改装而成，其特点在于用分为数段的分段金属片取代了碳膜电位器中的碳膜电阻片，碳膜电位器其他部分不变，分段金属片的各段金属片相互绝缘，並固定在绝缘板上，每段金属片占据一定的角度范围，数段金属片将整个油门开角度分为数个区域，每段金属片都有导线连接，接到灯光显示电路、音响控制电路，怠速供油自动控制电路上。滑动臂与金属片接触，並接电源正极，转轴由连结螺母与节气门轴固定在一起，电位器外壳由支架与化油器固定在一起，节气门打开时节气门轴转动，带动转动轴滑动臂一起旋转。按节气门开度的大小，滑动臂与相应的金属片接触，连结该金属片的导线上就有高电位输出，这样就实现了节气门开度角的分段取样。节气门开度角信号通过与金属片连结的导线，分别送到灯光显示电路、音响控制电路和怠速供油自动控制电路。节气门开度角分段信号和来自比较器的转速分段信号，将发动机整个运行工况分为四大工作区即节油区、最大扭矩区、怠速区、费油区，当发动机运行工况超出节油区，上述信号通过各控制电路按照各个区域应当采取的操作，控制灯光显示电路、音响控制电路和怠速供油自动控制电路作出响应。灯光显示电路由发光二极管、驱动电路、和逻辑控制电路组成，发光二极管起指示灯作用。发光二极管由驱动电路驱动。驱动电路由与发光二极管串联的晶体管和限流电阻组成。晶体管受逻辑控制电路的控制，逻辑控制电路由各种门电路构成，逻辑控制电路输入节气门位置分段信号和转速分段信号，输出驱动电路控制信号，当输出信号为高电位时，使驱动电路中相对应的晶体三极管导通，发光二极管发光。逻辑电路的作用是根据转速分段信号和油门位置分段信号，判定发动机的工作区域，並按照节油驾驶操作规律在该区域应当采取的操作方法，控制相应的指示灯发光，指示驾驶员节油操作。音响控制电路由音响器和控制电路、音响开关组成。音响器由晶体管和电阻、电容构成的多谐振荡器和扬声器组成。其中电容C11与扬声器並联，用于消除发动机点火干扰引起的噪声，两个不同阻值的电阻分别通过与电阻相串联的晶体管的导通和截止与音响器串联，用于改变音响器的音调和音量。控制电路由各种门电路组成。控制电路输入节气门位置分段信号和转速分段信号，输出音调控制电路串联晶体管G8、G7的控制信号，当发动机运行于费油区时，对晶体管G8基极输出高电位使晶体管导通，电阻串入音响器，音响器发出高音，当发动机运行于最大扭矩区，控制电路对另一晶体管基极输出高电位使其导通，另一音调控制电阻串入音响器，音响器发出另一种音调如低音。在怠速区和节油区控制电路无信号输出，音响器不发音，根据音响驾驶员可判断出发动机所处的工作区域，若不需要报警发音，可将音响开关关断。怠速供油自动控制电路由电阻、晶体管、二极管组成，其功能是根据油门位置分段信号和转速分段信号判断发动机的工作区域，当发动机处于怠速区，並且工作于强制怠速工况时，控制电磁阀截断供油。电磁阀安装在汽车化油器主油道上，受总速供油自动控制电路控制，在非怠速工况或正常怠速工况，控制电路使电磁阀打开主油道，保持对发动机供油，强制怠速工况控制电路使电磁阀关闭，截断化油器供油，这样该电路就自动使发动机实现脱挡滑行不熄火，挂挡滑行不供油。电源电路由汽车点火开关输入汽车电瓶直流电，输出两组电压，一组为稳压电压供接口电路、f／v转换器、电压比较器、节气门位置开关用，以提高这些电路的精度，另一组为电瓶电压。供灯光显示电路、音响控制电路、怠速供油自动电路等功率较大的电路，以减轻稳压电路的负担。电源电路输入端串联一个晶体二极管，以防止电源极性接反造成电路损坏，电源电路输入端接点火开关，接地端与汽车搭铁，电源指示发光二极管兼起点火指示作用。
本实用新型结构简单、安装在驾驶室内视线可及的位置，根据灯光、声响信号指示驾驶员按照节油驾驶规律操作油门和排挡，使发动机根据道路和载重所需动力，回到节油区或最大扭矩区工作。这样就把发动机的经济性和动力性有机的结合起来，並充分合理的发挥，在怠速工况区本仪器自动控制供油，使发动机自动做到脱挡滑行不熄火、挂挡滑行不供油，这样既节约了汽油，又提高了行车安全，防止发动机因转速过高，或润滑油稀释引起早期损坏。
以下结合附图
对本实用新型作进一步的实施说明。
图一是本实用新型的结构方框图图二是本实用新型的电路原理图图三是本实用新型的油门位置开关分段金属片图图四是本实用新型与汽车发动机的各部连结图根据图一、图二的结构原理设计的汽车节油驾驶控制仪由接口电路(1)、f／v转换器(2)电压比较器(3)，节气门位置开关(4)，灯光显示电路(5)、音响控制电路(6)、怠速供油自动控制电路(7)，断油电磁阀(8)、电源电路(9)、带有座(47)的外壳(46)及接节气门位置开关(4)的安装支架(32)、连结螺母(31)组成。
接口电路(1)由降压滤波电路(11)、反向器电路(12)，微分电路(13)组成。降压滤波电路由电阻R1、R2、电容C1组成；反向器电路(12)是由晶体管G1、G2、电阻R3－R6组成的两级反向器；微分电路(13)由电容器C2、电阻R7、二极管D6组成。接口电路(1)的输入端(10)接到点火线圈(35)与分电盘(36)的低压连结线上取转速信号。
f／v转换器(2)由单稳电路(14)和低通滤波器(15)构成。单稳电路由电阻R8－R11、电容器C3晶体三极管G3、G4组成；低通滤波器由电阻R12－R14、电容C4、C5组成。
电压比较器(3)由一组电压比较电路(16)和相应的定值电路(17)、滤波电容(18)输入电阻(19)构成。电压比较电路(16)由运算放大器YF0－YF3组成；定值电路(17)由电位器W0－W3组成；滤波电容(18)由电容C6－C9组成；输入电阻(19)由电阻R15－R18组成。
节气门位置开关(4)用图三所示分段金属片(20)替换碳膜电位器的碳膜片而构成。节气门位置开关的滑动臂(27)转轴(28)及壳体(29)均为原碳膜电位的相应另件。分段金属片(20)可分为数段，各段相互绝缘固定在绝缘板上，每段金属片占据一定的角度范围，将整个油门开度角分为数个区域，本实施例为五段即金属片(21－25)和固定金属片(21－25)的绝缘板(26)组成。分段金属片(20)通过导线与灯光显示电路(5)音响控制电路(6)、怠速供油自动控制电路(7)相连结。滑动臂(27)通过电阻R19接电源(9)正极。转轴(28)由连接螺母(31)与节气门轴(30)同轴线连结。节气门位置开关的壳体(29)由支架(32)与化油器(33)固定在一起，当节气门轴(30)转动时带动转轴(28)、滑动臂(27)一起转动，並将正电位传给分段金属片。
灯光显示电路(5)由发光二极管D1－D5、驱动电路(37)、逻辑控制电路(38)构成。发光二极管D1亮表示应加大油门，D2亮表示需要较大动力时可加大油门，进入最大扭矩区D3亮表示应减小油门，D2、D3同时亮表示发动机工作于最大扭矩区，不需要较大动力时可减小油门进入节油区，D4亮表示应换高速挡，D5亮表示应换低速挡，五个指示灯指示出油门排挡的全部操作。发光二极管由驱动电路(37)驱动。驱动电路(37)由与发光二极管串联的晶体管G20－G24和限流电阻R43－R47组成；逻辑控制电路(38)由电阻R30－R42、晶体二极管D12－D22、晶体三极管G12－G19组成的各种门电路组成。逻辑控制电路(38)也可由集成电路组成。逻辑控制电路(38)的作用，是根据电压比较器(3)输出的转速分段信号和节气门位置开关(4)输出的油门位置分段信号，确定发动机的工作区，並按该区域应当采取的驾驶操作方式控制各驱动电路(37)，使相应的发光二极管导通发光，指示驾驶员节油操作。
音响控制电路(6)由音响器(39)控制电路(41)音响开关K构成。音响器(39)由电阻R26－R29、电容器C10－C12、晶体三极管G10、G11组成的多谐振荡器(40)和扬声器YD组成。其中电解电容C11起消除点火干扰的噪声作用，不同阻值的电阻R28、R29起音调变换作用；控制电路(41)由电阻R20－R25二极管D7－D11、晶体三极管G5－G9组成，控制电路(41)也可由集成电路组成。其功能是根据输入的转速分段信号和油门位置分段信号判断发动机工作区域，並控制音响器(39)在发动机工作于费油区时发出一种音响，工作于最大扭矩时又发出另一种音响。
怠速供油自动控制电路(7)由电阻R48－R51、晶体管G25－G28、二极管D23组成，也可由集成电路组成。其功能是当发动机工作于强制怠速工况时关断电磁阀(8)截断供油。
电磁阀(8)安装在汽车化油器(33)主油道上，由导线与怠速供油自动控制电路(7)连结，受该电路的控制。
电源电路(9)由二极管D24、发光二极管D25、电阻R52、R53电容器C13稳压管WD三极管G29构成。二极管D24起保护作用，防止电源极性反接造成电路损坏。电源输入端(42)接点火开关(34)电源接地端(43)与汽车搭铁。发光二极管D25还起点火指示灯作用。电源电路(9)输出两种电压，一种为稳压电压(44)供接口电路(1)f／v转换器(2)电压比较器(3)，节气门位置开关(4)，以保证这些电路的工作精度；另一种不经稳压的电并电压(45)供灯光显示电路(5)音响控制电路(6)怠速供油自动控制电路(7)等大功率电路的使用，以减小稳压电路的功率。
本实用新型如图一、二、四所示，通过外壳座(47)的孔(48a、48b)固定于驾驶室内，有关电路元件安装于外壳(46)内，並通过外壳(46)的正面显示指示油门、排挡全部操作的发光二极管D1－D5，音响开关K及指示驾驶操作图型(50、53)、(51、52)。有关导线通过外壳(46)上的孔(49)与汽车相应部分连结。
本实用新型适用于各种汽油车，根据上述实施例节油率可达7～12％。
权利要求1.汽车节油驾驶控制仪由带有座(47)的外壳(46)、音响开关K、电源指示发光二极管D2，及电子电路组成其特征在于外壳(47)的正面装有指示油门操作的发光二极管(D1、D2、D3)及指示换挡操作的发光二极管(D4、D3)，电子电路由电子元件组成的接口电路(1)、f/v转换器(2)、电压比较器(3)、节气门位置开关(4)、灯光显示电路(5)、音响控制电路(6)、怠速供油自动控制电路(7)电磁阀(8)电源电路(9)构成，並通过外壳(46)的孔口(49)穿出的导线分别与节气门位置开关(4)、安装在化油器(33)上的电磁阀(8)及汽车点火开关(34)分电盘(36)连结。
2.根据权利要求1所说的汽车节油驾驶控制仪其特征在于接口电路(1)由滤波电路(11)反向电路(12)微分电路(13)组成，也可仅由滤波电路(11)反向电路(12)组成。
3.根据权利要求1所说的汽车节油驾驶控制仪其特征在于电压比较器(3)由一组至少两个电压比较电路(16)和相应的定值电路(17)、滤波电容(18)输入电阻(19)组成。
4.根据权利要求1所说的汽车节油驾驶控制仪其特征在于节气门位置开关(4)是用分段金属片(20)替换碳膜电位器中的碳膜电阻片而成
5.根据权利要求5所说的汽车节油驾驶控制仪其特征在于分段金属片(20)分为数段相互绝缘地固定在绝缘板(26)上，並通过导线与灯光显示电路(5)音响控制电路(6)怠速供油自动控制电路(7)相连。
6.根据权利要求5所说的汽车节油驾驶控制仪其特征在于节气门位置开关(4)以转轴(28)通过连结螺母(31)与节气门轴(30)同轴线相连。
7.根据权利要求5所说的汽车节油驾驶控制仪其特征在于节气门位置开关(4)的壳体(29)由支架(32)与化油器(33)固定在一起。
8.根据权利要求1所说的汽车节油驾驶控制仪其特征在于灯光显示电路(5)由发光二极管、驱动电路(37)逻辑控制电路(38)组成。
9.根据权利要求8所说的汽车节油驾驶控制仪其特征在于指示油门操作的发光二极管D1亮表示应加大油门，D2亮表示可加大油门，D3亮表示应减小油门，D2、D3同时亮表示可减小油门，指示换挡操作的发光二极管D4亮表示换高速挡，D5亮表示换低速挡。
10.根据权利要求9所说的汽车节油驾驶控制仪其特征在于逻辑控厂电路(38)最佳实施例是由晶体三极管(G12－G19)二极管(D12－D22)电阻(R30－R42)组成也可由实现相同逻辑功能的集成电路组成。
11.根据权利要求1所说的汽车节油驾驶控制仪其特征在于音响控制电路(6)由音响器(39)控制电路(41)音响开关K组成。
专利摘要本实用新型采用简单的模拟电路，数字电路和油门位置开关，将发动机运行工况分为节油区、最大扭矩区、怠速区和费油区。当发动机运行工况超出节油区时能按节油驾驶操作规律自动产生控制信号，发出不同的声、光信号，直接指示驾驶员合理操作油门和排挡，根据动力需求情况使发动机回到节油区或最大扭矩区工作，当发动机处于强制怠速状态时本仪器能自动截断怠速供油。
文档编号F02D41/30GK2040155SQ8820073
公开日1989年6月22日 申请日期1988年1月19日 优先权日1988年1月19日
发明者段亚西 申请人:云南省交通科学研究所