CN101825028A - 一种汽车发动机及其电控节油器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车发动机及其电控节油器，所述发动机包括空气流量计传感器、发动机转速传感器、电子控制单元以及电控节油器，所述电控节油器包括A/D转换单元、微处理单元单元、D/A转换单元，所述空气流量计传感器的信号输出到电控节油器的A/D转换单元，发动机转速传感器的信号输出到电控节油器的微处理单元，优化的空气流量计信号经D/A转换单元输出到电子控制单元，优化的转速信号由微处理单元输出到电子控制单元。本发明提供的汽车发动机及其电控节油器采用了根据汽车的不同工况而实时改变空燃比的方案，获得了良好的节油及降低排放的效果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种燃油电喷式汽车发动机的电控节油器。
背景技术
空燃比是指在汽车发动机进气冲程中吸入气缸的空气与燃油(汽油)的质量之比，换而言之，混合气中的空气与燃油的质量比例称为空燃比。从现今汽车发动机的原理和理论上来讲，空燃比为14.7是较佳比例，因此，一般的汽车发动机的空燃比也都是调整到14.7，这种空燃比可使发动机的排放较好，但发动机油耗普遍偏高。如图1所示的现有发动机的空燃比控制示意图，ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元，又称车载电脑)13通过采集发动机转速传感器11和空气流量计传感器12的数据来控制喷油嘴14，但是，一般而言，汽车发动机随着路况、速度等不同而处于不同的工况，如何使得汽车发动机在各种工况下都能保持最大的节油效果，同时发动机的排放和动力性不受影响，这是急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车发动机及其电控节油器，旨在解决现有汽车发动机不能根据工况调整空燃比的技术缺陷。
为实现上述发明目的，本发明提供一种汽车发动机，其包括空气流量计传感器、发动机转速传感器、电子控制单元以及电控节油器，所述电控节油器包括A/D转换单元、微处理单元单元、D/A转换单元，所述空气流量计传感器的信号输出到电控节油器的A/D转换单元，发动机转速传感器的信号输出到电控节油器的微处理单元，所述微处理单元根据输入的发动机转速信号和空气流量计信号判定发动机的负荷状况，并得到优化的转速信号和空气流量计信号，优化的空气流量计信号经D/A转换单元输出到电子控制单元，优化的转速信号由微处理单元输出到电子控制单元。
进一步的，所述汽车发动机进一步包括一连接电子控制单元的喷油嘴，所述电子控制单元对优化后的信号进行处理，得到优化的喷油脉宽信号，以此实时改变喷油量并优化空燃比。
进一步的，所述微处理单元是以单片机为核心的专用电路板。
进一步的，所述单片机为飞利浦公司型号为P89C51RD2BA的芯片。
为实现上述发明目的，本发明提供一种应用于汽车发动机中的电控节油器，所述汽车发动机包括空气流量计传感器、发动机转速传感器以及电子控制单元，所述电控节油器包括A/D转换单元、微处理单元单元、D/A转换单元，所述空气流量计传感器的信号输出到电控节油器的A/D转换单元，发动机转速传感器的信号输出到电控节油器的微处理单元，所述微处理单元根据输入的发动机转速信号和空气流量计信号判定发动机的负荷状况，并得到优化的转速信号和空气流量计信号，优化的空气流量计信号经D/A转换单元输出到电子控制单元，优化的转速信号由微处理单元输出到电子控制单元。
进一步的，所述微处理单元是以单片机为核心的专用电路板。
进一步的，所述单片机为飞利浦公司型号为P89C51RD2BA的芯片。
相比于现有技术，本发明提供的汽车发动机及其电控节油器采用了根据汽车的不同工况而实时改变空燃比的方案，在综合考虑了发动机的排放性能、动力性能后确定每一子工况区域中的最佳空燃比，使其油耗达到最低值，逐一完成每一个子工况域空燃比的优化，最终获得发动机每一个子工况的最佳空燃比，获得了良好的节油及降低排放的效果。
附图说明
图1是本现有发动机的空燃比控制示意图；
图2是本发明发动机的空燃比控制示意图；
图3是本发明所涉及的电控节油器的结构示意图；
图4是本发明所涉及的电控节油器的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
结合参见图2、图3中所示，本发明较佳实施例提供的汽车发动机包括发动机转速传感器21、空气流量计传感器22、电控节油器23、ECU24、喷油嘴25，发动机的其他部件属于本领域内一般技术人员熟知的常识，在此不作赘述。电控节油器23包括A/D转换单元U1、微处理单元单元U2、D/A转换单元U3，空气流量计传感器22的信号输出到电控节油器23的A/D转换单元U1，发动机转速传感器21的信号输出到电控节油器23的微处理单元单元U2，微处理单元U2处理两路信号并进行优化之后，优化后的空气流量计信号经D/A转换单元U3转换成模拟信号后，输出到ECU24，优化后的转速信号由微处理单元U2输出到ECU24，ECU24连接到喷油嘴系统25(图1中所示)。
重点参照图4中所示，图4揭示了本发明较佳实施例电控节油器23的具体电路示意图，其中微处理单元单元U2是一个以单片机为核心的专用电路板，例如可以采用飞利浦公司型号为P89C51RD2BA的芯片，空气流量计传感器21的输出信号经A/D转换器U1(可采用美信公司型号为MAX187的模数转换器芯片)的转换后，空气流量的模拟信号转换数字信号并输出到微处理单元U2的P1.3引脚；发动机转速传感器21的信号输入到微处理单元U2的P3.2引脚，由微处理单元单元U2对输入的发动机转速信号及空气流量计信号进行处理，处理的具体方法是：微处理单元U2根据输入的发动机转速信号和空气流量信号，判定发动机准确的负荷状况，低负荷状况下，空气流量缩小的幅度增大，高负荷状况下，空气流量缩小的幅度减小，这样得到一组优化的转速信号和流量计信号。优化后的流量计信号经D/A转换单元U3(可采用ADI公司型号为AD558的数模转换器)进行转换后，数字信号被转换成模拟信号并输出到ECU24，优化后的转速信号由微处理单元U2的P0.0口输出到ECU24。ECU24对优化后的信号进行处理，得到优化的喷油脉宽信号，实时改变喷油量从而优化了空燃比。
在汽车发动机工作时，对于在不同的工况，要获得最佳的低油耗所要求的混合气的空燃比是不同的，因此微处理单元单元U2在发动机工作时，不断地检测发动机的转速和空气流量计信号，以确定发动机所处的瞬态工况，并判断该工况落在哪一个子工况区域，工况分区的原理是按发动机的转速(即高速、中速、低速)及按发动机负荷(即高负荷、中负荷、低负荷)，将发动机运行工况分为若干个子工况区域，对于每一个子工况区域都有一个对应的最佳空燃比值。因此本发明所提供的汽车发动机的特点是通过电控节油器23向ECU24输入优化后的转速信号和空气流量信号，ECU24对优化后的输入数据进行运算，得出优化后的喷油脉冲信号，来改变发动机的喷油量，重新调节空气和燃油混合气的浓度比例，将ECU24预先设计好的工况重新细分，针对更加精细的每一个分区，确定最佳空燃比值，精确调节发动机达到最佳的燃烧状态。
本发明提供的汽车发动机在综合考虑了发动机的排放性能、动力性能后确定每一子工况区域中的最佳空燃比，使其油耗达到最低值，逐一完成每一个子工况域空燃比的优化，最终获得一个发动机每一个子工况的最佳空燃比，改善了燃烧，获得了良好的节油及降低排放的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种汽车发动机，其包括空气流量计传感器、发动机转速传感器以及电子控制单元，其特征在于进一步包括一电控节油器，所述电控节油器包括A/D转换单元、微处理单元单元、D/A转换单元，所述空气流量计传感器的信号输出到电控节油器的A/D转换单元，发动机转速传感器的信号输出到电控节油器的微处理单元，所述微处理单元根据输入的发动机转速信号和空气流量计信号判定发动机的负荷状况，并得到优化的转速信号和空气流量计信号，优化的空气流量计信号经D/A转换单元输出到电子控制单元，优化的转速信号由微处理单元输出到电子控制单元。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机，其特征在于，所述汽车发动机进一步包括一连接电子控制单元的喷油嘴，所述电子控制单元对优化后的信号进行处理，得到优化的喷油脉宽信号，以此实时改变喷油量并优化空燃比。
3.根据权利要求1所述的汽车发动机，其特征在于，所述微处理单元是以单片机为核心的专用电路板。
4.根据权利要求3所述的汽车发动机，其特征在于，所述单片机为飞利浦公司型号为P89C51RD2BA的芯片。
5.一种应用于汽车发动机中的电控节油器，所述汽车发动机包括空气流量计传感器、发动机转速传感器以及电子控制单元，其特征在于，所述电控节油器包括A/D转换单元、微处理单元单元、D/A转换单元，所述空气流量计传感器的信号输出到电控节油器的A/D转换单元，发动机转速传感器的信号输出到电控节油器的微处理单元，所述微处理单元根据输入的发动机转速信号和空气流量计信号判定发动机的负荷状况，并得到优化的转速信号和空气流量计信号，优化的空气流量计信号经D/A转换单元输出到电子控制单元，优化的转速信号由微处理单元输出到电子控制单元。
6.根据权利要求5所述的应用于汽车发动机中的电控节油器，其特征在于，所述微处理单元是以单片机为核心的专用电路板。
7.根据权利要求6所述的应用于汽车发动机中的电控节油器，其特征在于，所述单片机为飞利浦公司型号为P89C51RD2BA的芯片。
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