专利名称：汽车电气系统管理器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车电气系统管理器，属于计算机应用。
目前，计算机已在汽车上有所应用，但仅限于进口高级汽车，而且是专用计算机，价格昂贵。国内汽车电气系统的管理，仍停留在分散的、开关、继电器，甚至人工控制，致使起动机、蓄电池、发电机、照明、喇叭这些主要设备，不能始终处于有利的运行状态，如发电机给蓄电池的充电方式，目前使用的电子调节器，只能进行远低于蓄电池饱和容量的充电，致使蓄电池寿命大减，又因为它调节的是电压，当接近控制电压时，发电机只供点火电流，这时约有1A激磁电流，无疑是很大浪费，当发电机在低于某转速时，还要白白浪费近2A电流而不发电。现有起动机的控制是司机手动，很难在发动机因有气缸点燃而突然加速的瞬间切断电源，甚至高速空转长时间，从而加速磨耗甚至因超大离心力使转子导体断裂。进口模块的以及进口总成电子点火器，不仅价格昂贵，而且也不能对点火时间进行准确的控制。对点火脉宽的控制也是粗略的。
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种以8098单片微机为核心的、对点火、发电机及充电过程、起动机的工作、灯光、喇叭进行精确合理的管理的汽车电气系统管理器。
本实用新型的目的是这样实现的管理器的控制系统由8098单片微机、程序存储器、输入输出扩展口构成。8098单片微机的A／D转换器的四个端口分别与四个隔离放大器的输出端相接，四个隔离放大器的输入端分别与汽车发电机电源输出、发电机与电瓶之间的分流器、进气温度传感器的输出、气门开度传感器的输出相接；8098单片机的高速输入口的四个端口分别与光电耦合器的输出端相接，光电耦合器的输入端分别与曲轴转角传感器的输出、起动机控制开关、灯光控制开关、喇叭控制开关相接；8098单片机的高速输出口的0口和1口分别通过光电耦合器和驱动器与点火电子开关和起动机吸拉线圈相接；8098单片机的脉宽调制输出口P25通过光电耦合器和驱动器与发电机的激磁线圈相接；输入输出扩展口的A口与光电耦合器的输入端相接，光电耦合器的输出端通过驱动器分别与远光灯、近光灯、雾灯、小灯、警告灯、喇叭的大、中、小声级相接；输入输出扩展口的B口经过光电耦合器与外扩0809A／D转换器的输出口相接，0809A／D转换器的输入口分别与8个光敏器件相接；输入输出口的C口通过光电耦合器与外扩0809A／D转换器的控制口相接。本实用新型主要对点火、发电机及充电过程，起动机的工作、灯光、喇叭进行精确合理的管理，概括的说是由8098单片机的A／D转传器，通过隔离放大器采集电压、电流、进气温度、油门开度四个要求精确的模拟量；由8098单片机的高速输入口，通过光电耦合器监测曲轴转角及起动机、灯光、喇叭三个控制开关；由8098单片机的高速输出口0口，通过光耦驱动器控制点火，高速输出口1口通过光耦驱动器控制起动机；由8098单片机的脉宽调制输出口P25，通过光耦驱动器来控制发电机；由外扩的0809A／D转换器，通过8个光敏器件采集8个亮度信号，然后由输入输出扩展口的B口读入，C口对0809A／D转换器进行控制，A口用来控制灯光和喇叭的声级。本实用新型全部控制软件存储在8098单片机专用程序存储器中。
本实用新型与现有技术相比，不但使点火功能近于完善，而且解决了长期没有解决的发(电机)、蓄(电池)、用(起动机、照明点火)的合理运行管理问题，它可用于中低级任意车型，与直接断电点火相比，节油2－10％，炭化氢排量减少1－3倍，一氧化碳排量减少50％到1倍，电瓶寿命增加1倍，且容量增加10－30％，发电机寿命提高100％，喇叭声音变好寿命延长，照明合乎交通规则要求，增加了安全因素。
附图图面说明
图1为本实用新型的电原理框图。
图2为本实用新型的软件程序中初始化至主程序工作示意图。
图3为本实用新型的软件程序中主程序及点火、发电机管理、喇叭管理程序工作示意图。
图4为本实用新型的软件程序中的灯光管理程序工作示意图。
下面结合(附图)实施例对本实用新型作进一步详述本实用新型是以8098单片机为核心，与其结合的程序存储器是EPROM只读存储器(2764)，输入输出扩展是8255输入输出扩展口，全部控制软件固化在EPROM只读存储器中。8098单片机内部的A／D转换器有四个输入端，由程序设定，可任选其中一个端口，只要22微秒即完成转换，把数据存入片内数据区供控制程序使用。外扩的0809A／D转换器有8个输入端口，它的数据需经8255输入输出扩展口读入数据区。快速输入口的开关量都被记录在专用寄存器中，供有关控制程序使用，因为是专用计算机，其数据量纲并非要求一致。本实用新型的输入信号及摸拟量是综合利用的，所以按其功能详述本实用新型。
点火管理。对点火的控制要求是(1)开关速度快；(2)开通的时间应当是正好达到能量饱和，即不要有多余电流，因为多余电流不但无用，反而使各元件器件发热甚至减少火花能量；(3)点火的时间应当是发动机运转需要的时间。本实用新型利用了8098单片机特有的高速输入口，它既能自动记录事件发生的时刻，又能发生优先中断，从而准确测得曲轴的转角(即活塞的位置)并算出它的转速，再根据电源电压、进气温度、油门位置(决定点火时刻)，计算出电子开关的开、关时间(关断时刻即点火时刻)，把开、关时间写入高速输出口的控制寄存器中，就完成了一次点火控制。
发电机及蓄电池充电管理。发电机和蓄电池理想的运行方式是(1)发电按某个强度的电流给蓄电池充电，而蓄电池达到饱和电压即停止充电；(2)发电机直接给某些电器提供的电流，其电压值要远低于充电的要求，当发电机转速不足以使发电机电压高于电池电压时，不应提供由此造成的激磁电流。本实用新型能知道该时刻发电机的转速，只有达到该转速时才执行发电程序，即根据转速、电压、电流(已采集的数据)修改脉宽调制寄存器的数值，当测得电池电压饱和时即完全停止发电，程序进入监视电池电压低于某值(由车型定)时再次发电，这样就大大接近理想工作状态。
起动机管理。起动机在发动机将要工作时，使其在略低于怠速下转动，一般设计此时应有较大的出力，但其发热量很大，几十秒就可以烧毁，串激直流电机的空转也非常高，甚至其离心力能使自身(转子)解体。因此，使用起动机时间应短至3－5秒，发动机一旦工作应立即退出，这样既保住起动机也保住了蓄电池。本实用新型接到起动命令(即8098单片机的高速输入口按钮)，如果不加语言判别(即防盗)的情况下，立即进入起动程序，先查油门位置是否合适，是否在运转，然后给8098单片机的高速输出口1口送命令(把要开、关时间写入控制寄存器中)，并监视油门位置和转速，油门过大和过小都给出指示信号，一旦转速突然升高到怠速以上，马上切断起动机电源，如果在限定时间内发动机未能工作，也切断电源以免起动机受损。
灯光及喇叭管理，本实用新型根据外扩的0809A／D转换器采集的亮度信号及车速和司机给的方案指令(按钮)，向输出输入扩展口A口写入相应数据(与喇叭声级一并编码)，即达到开亮所需要灯光的目的，喇叭的声级控制也是根据车速(由发动机转速、油门位置间接判断)决定声级，并通过与灯光一并编码，写输入输出扩展口A口(可用3只喇叭，或1只大喇叭串入电阻的方式改变声级)。
本实用新型的软件程序工作流程按图2－图4所示，即一、初始化设置各有关寄存器，即高速输入输出口及其他输出口设定功能，向输入输出扩展口送各控制数据，即设定其功能。
二、等待起动命令如果加语言判别，接到起动命令后就进入语言判别程序，不符就进入报警程序，如符合就进入主程序。
三、主程序它是一段判别调转程序，其数据采集、发电机充电管理是必调的。
四、点火程序它是一段高优先级中断服务程序，只要有曲轴转角信号进入高速输出口就立即输入程序，首先测转速，计算点火时间及脉冲宽度，给高速输出口送相应命令，即完成一个点火过程，接着测定是否起动过程，如果是调起动子程序，如果不是即返回主程序。
五、发电机充电管理子程序首先查转速，如小于该时转速，即向脉宽调制输出送零返回主程序，如在该时转速以上，就按已采集到的电压，电流及现时脉宽，是否是充电完毕诸条件确定新的脉宽，把数据送相应寄存器，返回主程序。
六、起动子程序向高速输出口1口送出一个定时开、关数据即返回主程序。
七、数据采集子程序(1)本程序是8098单片机内A／D转换器的工作程序。把发电机输出电压及电池电压相减再乘某系数就得到三个数据；两个电压及电流，另两路把电压信号不经运算直接作为温度及油门位置的参考量，五个数据送完即返回。
数据采集子程序(2)由输入输出扩展口从0809A／D转换器采来，直接把8个数据送入数据区，由灯光管理程序做参考。
八、灯光管理子程序直接查表送数。
九、喇叭管理子程序发动机转速在行车时(即挂挡时)，乘上油门位置就大致反映车速，然后也查表送数(送数时要加上灯光系数)，再返回主程序。
权利要求1.一种汽车电气系统管理器，包括由8098单片微机、程序存储器、输入输出扩展口组成的控制系统，其特征在于a、8098单片机的A/D转换器的四个端口分别与四个隔离放大器的输出端相接，四个隔离放大器的输入端分别与汽车发电机电源输出、发电机与电瓶之间的分流器、进气温度传感器的输出、气门开度传感器的输出相接；b、8098单片机的高速输入口的四个端口分别与光电耦合器的输出端相接，光电耦合器的输入端分别与曲轴转角传感器的输出、起动机控制开关、灯光控制开关、喇叭控制开关相接；c、8098单片机的高速输出口的0口和1口分别通过光电耦合器和驱动器与点火电子开关，起动机吸拉线圈相接；d、8098单片机的脉宽调制输出口P25通过光电耦合器和驱动器与发电机的激磁线圈相接；e、输入输出扩展口的A口与光电耦合器的输入端相接，光电耦合器的输出端通过驱动器分别与远光灯、近光灯、雾灯、小灯、警告灯、喇叭的大、中、小声级相接；B口经过光电耦合器与外扩0809A/D转换器的输出口相接，0809A/D转换器的输入口分别与8个光敏器件相接；C口通过光电耦合器与外扩0809A/D转换器的控制口相接。
2.根据权利要求1所述的汽车电气系统管理器，其特征在于程序存储器是EPROM只读存储器(2764)。
3.根据权利要求1所述的汽车电气系统管理器，其特征在于输入输出扩展口是8255输入输出扩展口。
4.根据权利要求1所述的汽车电气系统管理器，其特征在于全部控制软件固化在EPROM只读存储器中。
专利摘要一种汽车电气系统管理器，属于计算机应用技术领域。本管理器的控制系统主要由8098单片机、程序存贮器、输入输出扩展口构成。8098单片机的A/D转换器采集电压、电流、进气温度、油门位置四个摸拟量，由外扩的0809A/D转换器采集八个亮度信号，由8098的高速输入口监测曲轴转角及另三个开关按钮，8098的高速输出口用来控制点火，1口用来控制起动机，脉宽调制口用来控制发电机，扩展的输出口用来控制灯光和喇叭的声级。本管理器解决了长期未能解决的发(电机)、蓄(电池)、用(起动机、照明、点火)的合理运行管理问题。
文档编号G05B15/00GK2188784SQ9324561
公开日1995年2月1日 申请日期1993年11月30日 优先权日1993年11月30日
发明者李俊林, 李俊山, 张志阳 申请人:李俊林, 李俊山, 张志阳