一種基於單片機的柴油機電控調速裝置的製作方法
2023-06-02 19:18:31 2
專利名稱：一種基於單片機的柴油機電控調速裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於機動車安全領域，具體涉及一種基於單片機的柴油機電控調速裝置。
背景技術：
柴油機是當今人類社會中應用最廣泛的一種動力機械，它廣泛應用於國民經濟的各個領域中。電控技術在柴油機上的應用和發展是必然的。一是由於世界範圍內的石油能源日漸枯竭和嚴重的環境汙染，而電控柴油機追求的是更低排放汙染、更低燃油消耗和更好動力性能；二是噴油系統的最佳噴油特性(噴油壓力、噴油量、噴油定時和噴油速率)隨柴油機轉速和負荷以及其它影響因素的不同而異，這種多變量動態變化要求也只有電控噴油系統才能實現。採用電子控制的柴油機在實現精確控制後其功率可提高5% 10%，燃油消耗率降低5% 15%，有害氣體的排放減少20%甚至更多。
發明內容針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在於，提供一種能夠實現精確控制的基於單片機的柴油機電控調速裝置。為了實現上述任務，本實用新型採用如下技術方案予以實現:一種基於單片機的柴油機電控調速裝置，包括單片機、存儲器、執行器、控制開關和電源，轉速傳感器通過濾波電路與單片機得輸入端相連，水溫傳感器、油溫傳感器、進氣溫度傳感器、進氣壓力傳感器、油門位置傳感器和齒條位置傳感器通過模擬信號處理電路與單片機的輸入端相連，單片機的輸入端還連接有電源和WDT，單片機的輸出端連接有存儲器、控制開關和執行器。`本實用新型還具有如下技術特徵:所述的單片機採用MCS-51單片機。所述的轉速傳感器為磁電式轉速傳感器。所述的水溫傳感器、油溫傳感器以及進氣溫度傳感器均採用熱敏電阻式傳感器。所述的進氣壓力傳感器採用D5010437653進氣壓力傳感器。 所述的油門位置傳感器採用霍爾式油門位置傳感器。所述的齒條位置傳感器採用電渦流傳感器。所述的執行器採用比例磁鐵。本實用新型的柴油機的電控調速裝置，單片機通過各傳感器採集的實時數據對供油量進行實時監控，從而完成調速功能。它能在不對車輛進行改裝的基礎上方便的實現調速，有效的提高了燃油經濟性和最佳噴油特性。
圖1是本實用新型的連接關係示意圖。[0016]圖2是本實用新型的工作流程示意圖。
以下結合附圖和實施例對本實用新型的具體內容作進一步詳細地說明。
具體實施方式
以下給出本實用新型的具體實施例，需要說明的是本實用新型並不局限於以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本實用新型的保護範圍。遵從上述技術方案，如圖1所示，一種基於單片機的柴油機電控調速裝置，包括單片機、存儲器、執行器、控制開關和電源，轉速傳感器通過濾波電路與單片機得輸入端相連，水溫傳感器、油溫傳感器、進氣溫度傳感器、進氣壓力傳感器、油門位置傳感器和齒條位置傳感器通過模擬信號處理電路與單片機的輸入端相連，單片機的輸入端還連接有電源和WDT，單片機的輸出端連接有存儲器、控制開關和執行器。所述的轉速傳感器為磁電式轉速傳感器，轉速傳感器安裝於發動機的凸輪軸上，用於採集當前的轉速信號。所述的水溫傳感器、油溫傳感器以及進氣溫度傳感器均採用熱敏電阻式傳感器。所述的進氣壓力傳感器採用D5010437653進氣壓力傳感器。所述的油門位置傳感器採用霍爾式油門位置傳感器。所述的執行器採用比例磁鐵，安裝於噴油泵供油齒杆上，用於控制齒杆的移動。所述的齒條位置傳感器採用電渦流傳感器，直接安裝於齒條上，用於測量噴油量。所述的單片機採用MCS-51單片機，實時採集水溫、油溫、進氣溫度、進氣壓力、油門位置、齒條位置以及轉速7路模擬信號，啟動、停止和啟動模式開關量信號，經過數模轉換後，單片機對此信號與理論信號進行對比，通過控制供油量對車速進行調節，電控單元硬體結構如圖1所示。具體過程如下，參照流程圖2，各線路採集到的模擬信號經過濾波放大和限幅後，CPU對其進行A/D轉換；發動機的理論轉速由油門位置、齒杆位置和轉速確定，實際轉速由裝在油泵內部的轉速傳感器和裝在飛輪齒圈上部的磁電式轉速傳感器所感受，其輸出的頻率和電壓信號與發動機轉速信號成正比，經過濾波、鉗位、放大及整形後送入CPU中，用於周期法測量發動機的轉速，並與理論轉速進行比較後形成轉速偏差量；此偏差量經過速度調節器校正後得出發動機噴油泵齒杆供油理論值，該值再與齒杆位移傳感器反饋值比較後，通過位置調節器和功率放大後輸出脈寬調製PWM信號；PWM信號控制執行器的工作電流以改變噴油泵供油齒杆的位置向減少轉速偏差的方向移動，從而控制發動機在期望的轉速下穩定運行。採用磁電式轉速傳感器，信號盤安裝在凸輪軸上，傳感器通過支架固定於油泵殼體下部，因此，選用輸出的頻率信號作為轉速信號。當傳感器採集到轉速信號後送往電控單元，電控單元中信號的接受元件是單片機，然後單片機把接受到的模擬信號進行A/D轉換，從而得到準確的轉速信號。執行器採用比例電磁鐵，噴油泵齒杆供油方向的驅動力與通過電磁執行器繞組的工作電流成正比，減油方向復位力由復位彈簧產生。當兩個力平衡時，輸出軸位於相應的平衡位置；若增加執行器的工作電流強度，則噴油泵供油齒杆向加油方向移動，反之則向減油方向移動。供油齒杆的實際位置通過位移傳感器反饋給電控單元的單片機，單片機發出脈寬調製信號來調節執行器線圈的電流，驅動電磁鐵壓縮復位彈簧使齒條移動，從而控制噴油量。
權利要求1.種基於單片機的柴油機電控調速裝置，包括單片機、存儲器、執行器、控制開關和電源，其特徵在於，轉速傳感器通過濾波電路與單片機的輸入端相連，水溫傳感器、油溫傳感器、進氣溫度傳感器、進氣壓力傳感器、油門位置傳感器和齒條位置傳感器通過模擬信號處理電路與單片機的輸入端相連，單片機的輸入端還連接有電源和WDT，單片機的輸出端連接有存儲器、控制開關和執行器。
2.據權利要求1所述的基於單片機的柴油機電控調速裝置，其特徵在於，所述的單片機採用M CS-51單片機。
3.據權利要求1所述的基於單片機的柴油機電控調速裝置，其特徵在於，所述的轉速傳感器為磁電式轉速傳感器。
4.據權利要求1所述的基於單片機的柴油機電控調速裝置，其特徵在於，所述的水溫傳感器、油溫傳感器以及進氣溫度傳感器均採用熱敏電阻式傳感器。
5.據權利要求1所述的基於單片機的柴油機電控調速裝置，其特徵在於，所述的進氣壓力傳感器採用D5010437653進氣壓力傳感器。
6.據權利要求1所述的基於單片機的柴油機電控調速裝置，其特徵在於，所述的油門位置傳感器採用霍爾式油門位置傳感器。
7.據權利要求1所述的基於單片機的柴油機電控調速裝置，其特徵在於，所述的齒條位置傳感器採用電渦流傳感器。
8.據權利要求1所述的基於單片機的柴油機電控調速裝置，其特徵在於，所述的執行器採用比例磁鐵。
專利摘要本實用新型公開了一種基於單片機的柴油機電控調速裝置，包括單片機、存儲器、執行器、控制開關和電源，轉速傳感器通過濾波電路與單片機得輸入端相連，水溫傳感器、油溫傳感器、進氣溫度傳感器、進氣壓力傳感器、油門位置傳感器和齒條位置傳感器通過模擬信號處理電路與單片機的輸入端相連，單片機的輸入端還連接有電源和WDT，單片機的輸出端連接有存儲器、控制開關和執行器。本實用新型的柴油機的電控調速裝置，單片機通過各傳感器採集的實時數據對供油量進行實時監控，從而完成調速功能。它能在不對車輛進行改裝的基礎上方便的實現調速，有效的提高了燃油經濟性和最佳噴油特性。
文檔編號F02D1/02GK202926473SQ201220532119
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月17日 優先權日2012年10月17日
發明者郭明華, 孫勤英, 田梅蘭, 白鳳鵬 申請人:長安大學