發(fā)動(dòng)機(jī)電噴控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)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(shè)計(jì)、繪制PCB電路板，既減小了電路板的體積，又增強(qiáng)了抗干擾能力。其次，輸入信號(hào)都要經(jīng)過(guò)相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路處理后再進(jìn)入單片機(jī)，處理后的信號(hào)干擾大大減小。對(duì)于曲軸和凸輪軸的信號(hào)，采用閾值比較器LM339設(shè)計(jì)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(jī)原裝的勵(lì)磁信號(hào)轉(zhuǎn)化成方波信號(hào)，而且可以對(duì)改裝以后的傳感器信號(hào)進(jìn)行處理。另外，單片機(jī)有內(nèi)部A／D模塊，對(duì)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(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　本控制系統(tǒng)的程序是在Codewarrior IDE上完成編寫(xiě)和調(diào)試的。控制程序結(jié)合節(jié)能車(chē)的工況來(lái)設(shè)計(jì)，節(jié)能車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)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(hào)來(lái)計(jì)算出轉(zhuǎn)速，進(jìn)而查得設(shè)定的點(diǎn)火提前角，然后在相應(yīng)時(shí)刻點(diǎn)火。

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

　　噴油量的確定：先設(shè)定基本噴油量，再根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、缸溫、空氣溫度對(duì)噴油量進(jìn)行修正。

　　噴射持續(xù)時(shí)間的計(jì)算方法：

　　TI=TP·FC+FV

　　式中，TI為汽油噴射的持續(xù)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(shù)；TV為噴射器無(wú)效噴射時(shí)間(ms)。

　　其中，F(xiàn)C由下式計(jì)算得出：

　　FC=g(FAT，F(xiàn)TP，F(xiàn)CT)

　　式中，F(xiàn)AT為空氣溫度修正系數(shù)；FCT為缸溫修正系數(shù)；FTP為節(jié)氣門(mén)開(kāi)度修正系數(shù)。

　　5 實(shí)際測(cè)試結(jié)果

　　本系統(tǒng)首先在發(fā)動(dòng)機(jī)上完成驗(yàn)證試驗(yàn)，然后利用節(jié)能車(chē)來(lái)做路跑試驗(yàn)。結(jié)果表明該系統(tǒng)可穩(wěn)定工作，節(jié)油效果明顯。進(jìn)一步采用化油器、市售電噴系統(tǒng)和自研電噴系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)場(chǎng)地為操場(chǎng)塑膠跑道，試驗(yàn)人員體重配重達(dá)到50 kg。試驗(yàn)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以內(nèi)，最后記錄耗油量。以至少3次數(shù)據(jù)作為分析依據(jù)，超時(shí)成績(jī)作廢。盡量選擇晴朗無(wú)風(fēng)(或微風(fēng))天氣，當(dāng)天機(jī)械上不做改動(dòng)。測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖8所示。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文完成了傳感器和執(zhí)行器的選型，以及發(fā)動(dòng)機(jī)電噴控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了裝機(jī)和裝車(chē)道路試驗(yàn)。設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定，試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示節(jié)油效果明顯，為后續(xù)的深入研究建立了基礎(chǔ)。