專利名稱：摩托車發(fā)動機供油及點火控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種控制裝置，尤其是一種摩托車發(fā)動機供油及點火控制裝置。
已有的摩托車發(fā)動機供油及點火控制裝置包括一個單片機、一個轉(zhuǎn)速傳感器、一個變阻器以及一個負荷電磁閥。該技術(shù)使用變阻器檢測油門開度確定發(fā)動機負荷狀況，以轉(zhuǎn)速傳感器檢測磁電機信號確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速，由單片機處理輸入信號后對執(zhí)行器負荷電磁閥輸出控制信號，以占空比控制方式控制負荷電磁閥向化油器的空氣量孔通道輸入定量的附加空氣以調(diào)節(jié)混合器的濃度。但是，其負荷傳感器、變阻器是裝置中的薄弱環(huán)節(jié)，它的故障率高，使用壽命短，而且使裝置的結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，增加了產(chǎn)品的成本。
本實用新型的任務(wù)是提供一種能脫離負荷檢測系統(tǒng)的摩托車發(fā)動機供油及點火控制裝置，使摩托車發(fā)動機供油及點火控制裝置的性能既不依賴于負荷檢測系統(tǒng)的性能指標(biāo)，而又能同樣有效地對摩托車發(fā)動機供油及點火進行控制。
為解決上述任務(wù)，本實用新型的解決方案是此裝置僅包括一套化油器及電氣系統(tǒng)、一個控制器、一個執(zhí)行器電磁閥和可控硅SCR，其免除了外加的負荷傳感器的配置，控制器直接接收從磁電機輸出的與點火相關(guān)的脈沖信號，輸入端通過一個輸入接口電路與磁電機相連，在控制器內(nèi)設(shè)置了一個負荷基準(zhǔn)電路，向單片機提供被控制類型發(fā)動機的負荷基準(zhǔn)信號，單片機根據(jù)外部采集的點火脈沖及內(nèi)部產(chǎn)生的負荷基準(zhǔn)計算控制量，向電磁空氣閥輸出控制信號，向電磁閥輸出的信號以占空比控制方式控制空氣流量，向化油器的節(jié)氣門下游輸入附加空氣，對化油器所提供的混合氣的濃度進行調(diào)節(jié)；同時，單片機還根據(jù)轉(zhuǎn)速參量計算當(dāng)時的最佳點火時間，控制器根據(jù)計算結(jié)果輸出對可控硅的控制信號，向可控硅SCR的控制極輸出的控制信號是點火脈沖信號，控制可控硅導(dǎo)通，以控制點火時間。
該負荷基準(zhǔn)電路由運算放大器和A/D轉(zhuǎn)換器組成，其第一電阻和第二電阻相串聯(lián)與直流電源和地相接，組成分壓回路，取得一個基準(zhǔn)電壓，此電壓值是根據(jù)對被控制車型的運行工況進行實驗后統(tǒng)計確定的，其串接點與運算放大器的負極相接，運算放大器的正極與輸出極相連接，并連至A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸送到單片機的P1口，向單片機提供發(fā)動機常用工況時的基準(zhǔn)負荷值。
該輸入接口電路是由衰減器、濾波和預(yù)處理器、整形器、電平匹配及保持器順序串聯(lián)而成的。
本實用新型的優(yōu)點是可以不用負荷檢測及其他專門的傳感器，而是在控制器內(nèi)設(shè)置了一個負荷基準(zhǔn)電路，僅根據(jù)從磁電機引入的點火脈沖信號及內(nèi)部產(chǎn)生的負荷基準(zhǔn)計算出空燃比和點火時間的最佳控制量，減少了所需部件。因免除了檢測油門開度的變阻器、外加的負荷傳感器的使用，消除了其所帶來的在校準(zhǔn)和測量中出現(xiàn)的較大誤差及易于發(fā)生故障的狀況，使系統(tǒng)的控制精度和壽命大為提高，產(chǎn)品成本也相應(yīng)降低。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實用新型的控制器的工作電路圖。
圖3是本實用新型的執(zhí)行器電磁空氣閥的結(jié)構(gòu)圖。
在
圖1所示本實用新型控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，此裝置包括一個帶有化油器3及其他電氣系統(tǒng)的發(fā)動機4、一個控制器1、一個執(zhí)行器電磁閥2、一個帶有可控硅SCR的CDI電路6及一個磁電機5。磁電機5輸出一個與點火相關(guān)的脈沖信號，控制器1直接接收此信號，結(jié)合圖2所示，在控制器1內(nèi)設(shè)置負荷基準(zhǔn)電路7，向控制器1中的單片機8提供被控制類型發(fā)動機的負荷基準(zhǔn)信號，單片機8根據(jù)外部采集的點火脈沖及內(nèi)部產(chǎn)生的負荷基準(zhǔn)計算控制量，向電磁空氣閥2輸出控制信號，向電磁閥2輸出的信號以占空比控制方式控制空氣流量，向化油器3的節(jié)氣門下游輸入附加空氣，對化油器3所提供的混合氣的濃度進行調(diào)節(jié)；同時，單片機8還根據(jù)轉(zhuǎn)速參量計算當(dāng)時的最佳點火時間，控制器1根據(jù)計算結(jié)果輸出控制信號至發(fā)動機CDI電路6中SCR的控制極，向可控硅SCR的控制極輸出一個點火脈沖信號，控制可控硅導(dǎo)通，實施對發(fā)動機4點火時間的控制。
上述對輸入信號的采集、計算處理和控制信號的輸出，都是在控制器1中完成的。在圖2所示本實用新型的控制器1的工作電路圖中，控制電路1中有一只AT89C51單片機8。從磁電機5輸入的點火脈沖是經(jīng)輸入接口電路13輸入控制器1的。該輸入接口電路13是由衰減器20、濾波和預(yù)處理器21、整形器22、電平匹配及保持器23順序串聯(lián)而成的。電阻R4和電感H1串聯(lián)組成衰減器20。該濾波和預(yù)處理器21是由一個電阻R6和一個電容C4串聯(lián)而成，其非串聯(lián)端分別為輸入和輸出端，輸入端通過并聯(lián)的一個電阻R5和一個電容C5與大地相連。該整形器22是由一個開關(guān)三極管TB1構(gòu)成的，三極管TB1的基極為輸入端，集電極為輸出端。該電平匹配及保持器23是由雙運算放大器U7a和U7b組成的，前級放大器U7a用于對整形器16輸出的信號進行放大，其負極為輸入端，正極和輸出極相連，輸出極通過電阻與后級放大器U7b的負極相連，后級放大器U7b的正極通過電阻R9與地相連，后級放大器U7b的作用是使方波信號保持TFL電平并經(jīng)輸出極輸送到單片機的INTO端口。該雙運算放大器U7a和U7b可以采用LM358芯片。輸送到單片機的INTO端口的信號作為外部中斷信號，以其上升沿啟動和中止單片機8的TO進行計數(shù)?？刂破?使用一只6mHz的晶振，計數(shù)器所計的時鐘脈沖數(shù)與發(fā)動機4的轉(zhuǎn)速相關(guān)，單片機8即據(jù)此計算出發(fā)動機4的實時轉(zhuǎn)速。運算放大器9和A/D轉(zhuǎn)換器10組成負荷基準(zhǔn)電路7，電阻R1和電阻R2相串聯(lián)與直流電源和地相接，組成分壓回路，取得一個基準(zhǔn)電壓，此電壓值是根據(jù)對被控制車型的運行工況進行實驗后統(tǒng)計確定的，它應(yīng)能代表車輛最為經(jīng)常使用的工況。兩電阻R1、R2的串接點與運算放大器9的負極相接，運算放大器9的正極與輸出極相連接，并連至A/D轉(zhuǎn)換器10的輸入端，由A/D轉(zhuǎn)換器10轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸送到單片機8的P1口，向單片機8提供發(fā)動機常用工況時的基準(zhǔn)負荷值，并根據(jù)轉(zhuǎn)速的變化不斷對所提供的負荷值進行修正。單片機8根據(jù)檢測外部采集的點火脈沖所得的轉(zhuǎn)速及內(nèi)部產(chǎn)生的負荷基準(zhǔn)計算進行最佳空燃比及最佳點火時間控制的控制參量。空燃比的控制信號從單片機8的P0口輸出，為PWM信號，經(jīng)驅(qū)動電路的場效應(yīng)管U4作功率放大后輸送至電磁空氣閥2，進行對附加空氣的流量控制。單片機8同時又根據(jù)被控制機型已知的最佳點火提前角與轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系，計算最佳點火提前角，從P0口輸出點火控制信號，經(jīng)由點火控制輸出電路的光耦器件TB3和晶體管TB2、TB4而輸出到發(fā)動機4的CDI電路中可控硅SCR的控制極，控制可控硅SCR的導(dǎo)通時間實現(xiàn)對點火時間的控制?？刂破?和電磁空氣閥2以摩托車的DC.12V電源作為它們的工作電源，11為電源變換器件，以MC7805T進行對輸入電源由DC.12V向DC.5V的變換，以提供單片機系統(tǒng)的需要。12為TL7705A，起到電路保護和穩(wěn)定的作用，通過復(fù)位方式變化控制系統(tǒng)脫離干擾、恢復(fù)正常工作。
圖3所示為本實用新型的執(zhí)行器電磁空氣閥2的結(jié)構(gòu)圖，此電磁空氣閥2是為保證控制質(zhì)量而專門設(shè)計的，它用于調(diào)節(jié)混合氣濃度實施空燃比控制，點火時間則使用摩托車發(fā)動機原有的CDI點火系統(tǒng)進行控制。其殼體13為整體式結(jié)構(gòu)，外圍配置有線圈14與空氣濾網(wǎng)18，內(nèi)中安裝了鐵芯15、彈簧16和閥體17，出口19使用膠管連接到化油器3節(jié)氣門后的專門進氣孔道?？諝忾y2的電磁線圈與控制器1的PWM信號輸出線相連接，控制信號脈沖寬度的改變，使電磁線圈驅(qū)動閥體17運動，按照不同的占空比改變閥門開啟與關(guān)閉的時間比例，以改變從濾網(wǎng)18進入，經(jīng)出口19輸出到發(fā)動機的附加空氣量。其出口19用膠管連接到化油器3的專門進氣孔道，將附加空氣輸送到發(fā)動機4的進氣管。
權(quán)利要求1．一種摩托車發(fā)動機供油及點火控制裝置，包括一個控制器(1)、一個執(zhí)行器電磁閥(2)和帶有可控硅SCR的CDI電路(6)，由控制器(1)處理輸入信號后對執(zhí)行器電磁閥(2)和CDI電路(6)中可控硅SCR的控制極輸出控制信號，向電磁閥(2)輸出的信號以占空比控制方式控制空氣流量，向化油器(3)的節(jié)氣門下游輸入附加空氣，對化油器(3)所提供的混合氣的濃度進行調(diào)節(jié)；向可控硅SCR的控制極輸出的控制信號是點火脈沖信號，控制可控硅導(dǎo)通并控制點火時間，其特征在于控制器(1)直接接收從磁電機(5)輸出的與點火相關(guān)的脈沖信號，輸入端通過一個輸入接口電路(13)與磁電機(5)相連，并且在控制器(1)內(nèi)設(shè)置了一個負荷基準(zhǔn)電路(7)，向單片機(8)提供被控制類型發(fā)動機的負荷基準(zhǔn)信號，單片機(8)根據(jù)外部采集的點火脈沖及內(nèi)部產(chǎn)生的負荷基準(zhǔn)計算控制量，向電磁閥(2)輸出控制信號；同時，單片機(8)還根據(jù)轉(zhuǎn)速參量計算當(dāng)時的最佳點火時間，控制器(1)根據(jù)計算結(jié)果輸出對可控硅的控制信號。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于該負荷基準(zhǔn)電路由運算放大器(1)和A/D轉(zhuǎn)換器(2)組成，其第一電阻(R1)和第二電阻(R2)相串聯(lián)與直流電源和地相接，組成分壓回路，取得一個基準(zhǔn)電壓，此電壓值是根據(jù)對被控制車型的運行工況進行實驗后統(tǒng)計確定的，其串接點與運算放大器(1)的負極相接，運算放大器(1)的正極與輸出極相連接，并連至A/D轉(zhuǎn)換器(2)的輸入端，由A/D轉(zhuǎn)換器(2)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后輸送到單片機(8)的P1口，向單片機(8)提供發(fā)動機常用工況時的基準(zhǔn)負荷值。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于該輸入接口電路(13)是由衰減器(20)、濾波和預(yù)處理器(21)、整形器(22)、電平匹配及保持器(23)順序串聯(lián)而成的。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于該衰減器(20)是由電阻(R4)和電感(H1)串聯(lián)而成的。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于該濾波和預(yù)處理器(21)是由一個電阻(R6)和一個電容(C4)串聯(lián)而成，其非串聯(lián)端分別為輸入和輸出端，輸入端通過并聯(lián)的一個電阻(R5)和一個電容(C5)與大地相連。
6．根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于該整形器(22)是由一個開關(guān)三極管(TB1)構(gòu)成的，三極管(TB1)的基極為輸入端，集電極為輸出端。
7．根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于該電平匹配及保持器(23)是由雙運算放大器(U7a和U7b)組成的，前級放大器(U7a)用于對整形器(16)輸出的信號進行放大，其負極為輸入端，正極和輸出極相連，輸出極通過電阻與后級放大器(U7b)的負極相連，后級放大器(U7b)的正極通過電阻(R9)與地相連，后級放大器(U7b)的作用是使方波信號保持TTL電平并經(jīng)輸出極輸送到單片機的INTO端口。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制裝置，其特征在于該雙運算放大器(U7a和U7b)采用的是LM358芯片。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于其所采用的電磁閥(2)的殼體為整體式結(jié)構(gòu)，外圍配置有線圈與空氣濾網(wǎng)，內(nèi)中安裝了鐵芯、彈簧和閥體，出口使用膠管連接到化油器(3)節(jié)氣門后的專門進氣孔道，空氣從濾網(wǎng)進入，經(jīng)出口輸出。
專利摘要本實用新型公開了一種摩托車發(fā)動機供油及點火控制裝置,是為解決目前此類裝置難以脫離負荷檢測系統(tǒng)工作的問題而設(shè)計的?？刂破髦苯咏邮諒拇烹姍C輸出的與點火相關(guān)的脈沖信號,其輸入端通過一個輸入接口電路與磁電機相連,并且在控制器內(nèi)設(shè)置了一個負荷基準(zhǔn)電路,向單片機提供被控制類型發(fā)動機的負荷基準(zhǔn)信號,單片機計算控制信號向電磁空氣閥輸出;同時,單片機還根據(jù)轉(zhuǎn)速參量計算當(dāng)時的最佳點火時間,實現(xiàn)對可控硅的控制。
文檔編號F02D43/00GK2438836SQ00254249
公開日2001年7月11日 申請日期2000年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月20日
發(fā)明者章大港 申請人:王?；?br>