基于MCS-51汽油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的設(shè)計方案

2012年07月11日 14:36 來源:電子設(shè)計技術(shù) 作者:互聯(lián)網(wǎng) 我要評論(0)

  汽車發(fā)動機(jī)燃油噴射技術(shù)是關(guān)系到內(nèi)燃機(jī)發(fā)展中能源和環(huán)保的問題,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,汽車發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)不斷發(fā)展并日趨完善。電控燃油噴射系統(tǒng)以其對噴油量的精確控制,使得噴射霧化良好、燃燒完全,不僅能提高汽車的動力性,而且還能顯著改善汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性。

  嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)已深入到眾多技術(shù)領(lǐng)域,MCS-51系列單片機(jī)是使用最廣泛的單片機(jī)系列,其中由Philips公司生產(chǎn)的89V51系列單片機(jī),具有低功耗/低電壓、高性能的特點,因此是一種功能強(qiáng)、靈活性高且價格合理的單片機(jī),尤其是它片內(nèi)的Flash ROM允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器編程器來編程,給單片機(jī)的開發(fā)及應(yīng)用帶來便利。

  文中所研究的系統(tǒng)在對汽油及燃油噴射電子控制系統(tǒng)的組成和工作原理進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,以AT89C51單片機(jī)作為主控制器,結(jié)合TLC2543串行A/D轉(zhuǎn)換芯片,對各種相關(guān)傳感器及外圍電路進(jìn)行設(shè)計,對噴油量及噴油正時控制程序進(jìn)行編程。硬件電路的設(shè)計包括傳感器輸出信號預(yù)處理電路設(shè)計,模擬輸入A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計,以及AT89C51與TIC2543等芯片之間接口電路的設(shè)計??刂瞥绦虻木帉懼饕ㄞD(zhuǎn)速計算、噴油量計算以及噴油正時控制程序。

  1 汽油機(jī)燃油控制系統(tǒng)的組成

  燃油噴射電子控制系統(tǒng)由各種傳感器與控制開關(guān)、電子控制單元ECU和執(zhí)行器3部分組成,如圖1所示。

  汽油機(jī)燃油控制系統(tǒng)的組成

  汽車發(fā)動機(jī)燃油噴射電子控制系統(tǒng),采用的傳感器主要有空氣流量傳感器或歧管壓力傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、氧傳感器和車速傳感器等;電子控制單元ECU采集的控制開關(guān)信號主要有點火開關(guān)信號、起動開關(guān)信號、電源電壓信號、空調(diào)開關(guān)信號和空擋開關(guān)信號等;執(zhí)行器主要有電動燃油泵、電磁噴油器和油壓調(diào)節(jié)器。

  在燃油噴射電子控制系統(tǒng)的控制部件中,空氣流量傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和節(jié)氣門位置傳感器最關(guān)鍵,其信號是計算確定和控制燃油噴射量必不可少的傳感器。冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、氧傳感器、車速傳感器的信號以及各種開關(guān)信號主要用于判斷發(fā)動機(jī)運行狀態(tài)、修正燃油噴射量,增強(qiáng)控制效果。

  發(fā)動機(jī)工作時,安裝在發(fā)動機(jī)上不同位置的傳感器將檢測到表示發(fā)動機(jī)運行狀態(tài)的參數(shù)輸送至單片機(jī),單片機(jī)根據(jù)其內(nèi)存程序進(jìn)行分析、運算,然后向各執(zhí)行器發(fā)出指令,使其按要求工作。

  發(fā)動機(jī)電子控制單元(ECU)主要由輸入回路、單片機(jī)以及輸出回路組成。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

  發(fā)動機(jī)電子控制單元


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