發(fā)動(dòng)機電噴控制系統的設計應用

由于整車(chē)的電氣環(huán)境比較惡劣，因此硬件電路的抗干擾性能就顯得很重要。首先，通過(guò)Protel DXP軟件設計、繪制PCB電路板，既減小了電路板的體積，又增強了抗干擾能力。其次，輸入信號都要經(jīng)過(guò)相應的信號調理電路處理后再進(jìn)入單片機，處理后的信號干擾大大減小。對于曲軸和凸輪軸的信號，采用閾值比較器LM339設計了閾值比較電路，如圖6所示。這個(gè)電路不但把發(fā)動(dòng)機原裝的勵磁信號轉化成方波信號，而且可以對改裝以后的傳感器信號進(jìn)行處理。另外，單片機有內部A／D模塊，對于模擬量需要使用一個(gè)低通濾波器電路進(jìn)行濾。M74HC04M1R為反相器。

　　4 控制系統軟件設計

　　本控制系統的程序是在Codewarrior IDE上完成編寫(xiě)和調試的?？刂瞥绦蚪Y合節能車(chē)的工況來(lái)設計，節能車(chē)發(fā)動(dòng)機在比賽時(shí)主要有啟動(dòng)、怠速和加速3個(gè)過(guò)程?？刂瞥绦蛄鞒倘鐖D7所示。

圖7 控制程序流程

　　點(diǎn)火時(shí)刻的確定：通過(guò)兩次曲軸信號來(lái)計算出轉速，進(jìn)而查得設定的點(diǎn)火提前角，然后在相應時(shí)刻點(diǎn)火。

　　噴油時(shí)刻的確定：依據凸輪軸信號判斷出壓縮沖程，與壓縮沖程的曲軸信號同步噴射。

　　噴油量的確定：先設定基本噴油量，再根據節氣門(mén)開(kāi)度、缸溫、空氣溫度對噴油量進(jìn)行修正。

　　噴射持續時(shí)間的計算方法：

　　TI=TP·FC+FV

　　式中，TI為汽油噴射的持續時(shí)間(ms)；TP為基本噴射時(shí)間(ms)；FC為基本噴射時(shí)間的修正系數；TV為噴射器無(wú)效噴射時(shí)間(ms)。

　　其中，FC由下式計算得出：

　　FC=g(FAT，FTP，FCT)

　　式中，FAT為空氣溫度修正系數；FCT為缸溫修正系數；FTP為節氣門(mén)開(kāi)度修正系數。

　　5 實(shí)際測試結果

　　本系統首先在發(fā)動(dòng)機上完成驗證試驗，然后利用節能車(chē)來(lái)做路跑試驗。結果表明該系統可穩定工作，節油效果明顯。進(jìn)一步采用化油器、市售電噴系統和自研電噴系統進(jìn)行對比試驗。試驗場(chǎng)地為操場(chǎng)塑膠跑道，試驗人員體重配重達到50 kg。試驗方式為在跑道上行駛5圈，點(diǎn)火加速10次，每圈時(shí)間在57 s以?xún)?，最后記錄耗油量。以至?次數據作為分析依據，超時(shí)成績(jì)作廢。盡量選擇晴朗無(wú)風(fēng)(或微風(fēng))天氣，當天機械上不做改動(dòng)。測得的試驗數據如圖8所示。

　　結語(yǔ)

　　本文完成了傳感器和執行器的選型，以及發(fā)動(dòng)機電噴控制系統的軟硬件設計，并進(jìn)行了裝機和裝車(chē)道路試驗。設計的控制系統工作穩定，試驗測試數據顯示節油效果明顯，為后續的深入研究建立了基礎。