CN103075259A - 发动机燃油控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机燃油控制系统，其包括软轴拉线，还包括油门电机以及油门控制器，所述软轴拉线与油门电机连接，所述油门控制器包括控制电路、检测电路和模式选择电路，所述检测电路包括位置传感器，所述控制电路包括电源电路、信号放大电路、采样电路、芯片以及驱动电路，所述模式选择电路与信号放大电路、芯片和驱动电路依次连接，所述采样电路分别与芯片和位置传感器连接，所述芯片包括信号接收模块、位置接收模块、处理模块、比较模块以及驱动模块，本发明通过转数传感器检测发动机的转数，通过控制系统控制油门电机的操作，通过软轴拉线调节油门操纵杆到指定角度，以达到精确控制发动机转速的目的，以达到节能和自动的目的。

Description

发动机燃油控制系统

技术领域

本发明具体涉及一种发动机燃油控制系统。                                

背景技术

钻机（drill）是在地质勘探中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备，又称钻探机。主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具，可用于钻取岩心 、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况。

以往钻机都用手拉油门操纵杆来调节油门大小，这样转速不稳定，不能精确控制，空压机运行以后必须手拉发动机油门操纵杆让发动机可能上升到1900转以上，导致发动机转速很不精确。同时由于发动机转速的不稳定，从而导致能源的浪费。

发明内容

为了解决上述技术的不足，本发明的目的是提供一种发动机燃油控制系统，其解决了以往手动控制油门操作杆造成的发动机转速不精确的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种发动机燃油控制系统，其包括用于连接油门操纵杆的软轴拉线，所述发动机燃油控制系统包括油门电机以及与油门电机相连接的油门控制器，所述软轴拉线与油门电机连接，所述油门控制器包括用于控制油门电机工作的控制电路、用于检测油门电机状态的检测电路以及用于输出驱动控制电路工作的脉冲信号的模式选择电路，所述检测电路包括用于检测油门电机转动圈数的位置传感器，所述控制电路包括用于对发动机燃油控制系统提供电源的电源电路、用于接收模式选择电路输出脉冲信号的信号放大电路、用于接收位置传感器输出信号的采样电路、用于根据接收到的脉冲信号控制驱动电路工作的芯片以及用于驱动油门电机的驱动电路，所述模式选择电路与信号放大电路、芯片和驱动电路依次连接，所述采样电路分别与芯片和位置传感器连接，所述芯片包括与信号放大电路连接，用于接收脉冲信号的信号接收模块、与采样电路连接，用于接收其输出转数信号的位置接收模块、与信号接收模块连接，用于根据接收到的脉冲信号进行转数设定的处理模块、与处理模块和位置接收模块连接，用于比较设定的转数与位置接收模块输出的转数信号的比较模块以及用于输出控制驱动电路信号的驱动模块。

所述芯片为M30622M8V-0C2FP。

所述模式选择电路为档位调节电路或手动调节电路或模拟量调节电路。

所述档位调节电路包括用于选择档位的调节开关、与调节开关连接，用于输出根据调节开关选择的档位不同，而产生周期和占空比变化的脉冲信号的控制芯片以及与控制芯片连接，用于输出脉冲信号的信号输出电路。

所述检测电路还包括用于检测发动机转速的转速传感器和用于显示发动机转速的发动机转速表。

所述电源电路为电源输入端分成两路输入，一路串联双向二极管D1的一端，其另一端分成两路输出，一路直接输出电源23.3V，另一路串联电阻，在串联双向二极管CR104的1脚，其4脚输出电源11.3V,另一路输入端串联电阻R161，并联钳位二极管CR112接地后，连接到三极管Q105的基极，其集电极分成两路，一路串联电阻R162连接电源23.3V，另一路连接三极管Q117的基极，三极管Q117的发射极连接电源23.3V，三极管Q117的集电极接双向二极管CR104的1脚，三极管Q105的发射极连接三端稳压器U101的1脚，其2脚串联电感L104输出电源5V，其3脚接地。

所述控制电路还设有与控制芯片连接，用于提供内部复位信号的复位电路。

所述驱动电路包括4个场效应管。

本发明的有益效果是，通过转数传感器检测发动机的转数，通过控制系统控制油门电机的操作，通过软轴拉线调节油门操纵杆到指定角度，以达到精确控制发动机转速的目的，以达到节能和自动的目的。

附图说明

图1是本发明的逻辑结构示意图。

图2是本发明的芯片的电路原理图。

图3是本发明的档位调节电路的控制芯片的电路原理图。

图4是本发明的档位调节电路的调节开关的电路原理图。

图5是本发明的档位调节电路的信号输出电路的电路原理图。

图6是本发明的信号放大电路的电路原理图。

图7是本发明的电源电路的电路原理图。

图8是本发明的采样电路的电路原理图。

图9是本发明的复位电路的电路原理图。

图10是本发明的驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对发明进一步说明：

参见图1，本发明包括用于连接油门操纵杆的软轴拉线3，所述发动机燃油控制系统包括油门电机2以及与油门电机2相连接的油门控制器，所述软轴拉线3与油门电机2连接，所述油门控制器包括用于控制油门电机2工作的控制电路1、用于检测油门电机2状态的检测电路以及用于输出驱动控制电路1工作的脉冲信号的模式选择电路5，所述检测电路包括用于检测油门电机2转动圈数的位置传感器4，所述控制电路1包括用于对发动机燃油控制系统提供电源的电源电路15、用于接收模式选择电路5输出脉冲信号的信号放大电路14、用于接收位置传感器4输出信号的采样电路12、用于根据接收到的脉冲信号控制驱动电路13工作的芯片U1以及用于驱动油门电机2的驱动电路13，所述模式选择电路5与信号放大电路14、芯片U1和驱动电路13依次连接，所述采样电路12分别与芯片U1和位置传感器4连接，所述芯片U1包括与信号放大电路14连接，用于接收脉冲信号的信号接收模块115、与采样电路12连接，用于接收其输出转数信号的位置接收模块111、与信号接收模块115连接，用于根据接收到的脉冲信号进行转数设定的处理模块114、与处理模块114和位置接收模块111连接，用于比较设定的转数与位置接收模块111输出的转数信号的比较模块113以及用于输出控制驱动电路13信号的驱动模块112。

所述模式选择电路5为档位调节电路或手动调节电路或模拟量调节电路，所述检测电路还包括用于检测发动机转速的转速传感器和用于显示发动机转速的发动机转速表。

参见图7，所述电源电路15为电源输入端分成两路输入，一路串联双向二极管D1的一端，其另一端分成两路输出，一路依次连接电解电容C112接地和电容C111接地后输出电源23.3V，另一路依次串联电阻R107和电阻R108，在串联双向二极管CR104的1脚，其4脚输出电源11.3V,另一路输入端串联电阻R161，并联钳位二极管CR112接地后，连接到三极管Q105的基极，其集电极分成两路，一路串联电阻R162连接电源23.3V，另一路连接三极管Q117的基极，三极管Q117的发射极连接电源23.3V，三极管Q117的集电极接双向二极管CR104的1脚，三极管Q105的发射极连接三端稳压器U101的1脚，其2脚作为电源VCC输出，再串联电感L104后，依次连接电解电容C119接地和电容C118接地后输出电源5V，其3脚接地，三端稳压器U101的1脚与电阻R161之间串联反向保护的双向二极管CR112，三段稳压器U101的2脚连接双向二极管CR104的2脚，三段稳压器U101的1脚连接双向二极管CR104的3脚，通过二极管CR104对三端稳压器U101起反向保护作用。该电源电路接收24V输入电源，经过双向二极管D1降压输出23.3V,通过分压电阻R107和电阻R108实现输出12V,通过双向二极管CR104实现压降输出电源11.3V，三端稳压器U101的输入端接收电源12V，输出电源5V，通过电源电路实现24V电源输入，分别输出电源23.3V、电源12V和电源5V，分别满足本发明所需电路的不同电源需求。

参见图3、图4和图5，所述档位调节电路包括用于选择档位的调节开关SW1、与调节开关SW1连接，用于输出根据调节开关SW1选择的档位不同，而产生周期和占空比变化的脉冲信号的控制芯片U105以及与控制芯片U105连接，用于输出脉冲信号的信号输出电路。

所述档位调节电路：所述调节开关SW1为10档调节开关，调节开关SW1的公共脚接地，其10只选择脚分别连接控制芯片U105的10个引脚，其10只选择脚分别串联电阻上拉电源VCC,当调节开关SW1处于断开时，控制芯片U105分别与断开的选择脚连接的引脚处于高电平状态，当调节开关SW1的公共脚与某只选择脚导通时，其对应连接的控制芯片U105的引脚接地，使高电平变为低电平。控制芯片U105的输出脚1脚输出不同周期和占空比的脉冲信号，控制芯片U105的1脚串联电阻R163后分成两路，一路串联电阻R154连接到三极管Q108的基极，电阻R154两端并联电容C110，另一路直接连接到三极管Q110的集电极，三极管Q110的发射极接地，三极管Q110的基极分别串联电阻R147接三极管Q108的发射极，串联电阻R146接三极管Q108的集电极，三极管Q110的集电极并联电容C109接地，三极管Q108的发射极串联电阻R155接地，三极管Q108的集电极并联电阻R134接电源11.3V后连接信号输出端子J2作为信号输出端，信号输出端并联反向二极管CR111接地，实现反向电压保护功能，档位调节电路通过三极管Q108和三极管Q110构成的信号输出电路实现对控制芯片U105输出的脉冲信号的信号输出。

参见图2，所述芯片U1为M30622M8V-0C2FP，芯片U1的9脚接地，10脚串联电阻R205接地，其12脚为复位脚，14脚、64脚和96脚接地，13脚串联电阻R206分别接电阻R207和晶振Y1的一端，电阻R207的另一端接晶振Y1的另一端并与芯片U1的15脚连接，16脚、62脚、98脚和99脚直接接电源5V，17脚串联电阻R213后分别连接电源5V和电容C200，电容C200接地，32脚串联电阻R204接电源5V，41脚串联电阻R203接地，46脚串联电阻R202接电源5V，28脚作为复位信号输出脚，平时输出低电平，当芯片U1的12脚接收到复位信号后，28脚输出高电平。

参见图6，所述信号放大电路14：接收端子J8串联电阻依次R167、电阻R122到运算放大器U2B的4脚，电阻R167与接收端子J8之间并联电阻R166接电源VCC，电阻R122与电阻R167之间反向并联二极管CR115接地，起反向电压保护作用，运算放大器U2B的4脚与电阻R122之间连接电容C114接地，起滤波作用。运算放大器U2B的5与2脚之间串联电阻R139形成反馈，其5脚分别串联电阻R133接电源VCC，电阻R117接地，运算放大器U2B的2脚作为输出脚，直接连接芯片U1的6脚，芯片U1的6脚与运算放大器U2B的2脚之间连接电阻R140接电源VCC。通过运算放大器U2B构成的信号放大电路，将接收到的脉冲信号放大输入到芯片U1。

参见图9，所述控制电路1还设有与芯片U1连接，用于提供内部复位信号的复位电路16，所述复位电路16：芯片U1的80脚连接光耦合器U104的2脚，其2脚还并联电阻R200接地，光耦合器U104的1脚连接电源5V，光耦合器U104的4脚接地，其3脚接芯片U1的12脚，其12脚为复位脚，串联电阻R184到三极管Q115的基极，电阻R184和三极管Q115的基极之间连接电阻R185接电源VCC，三极管Q115的发射极连接电源VCC，其发射极分别连接电阻R186和驱动电路，电阻R186接地，通过芯片U1与光耦合器U104连接的引脚输出高电平，使光耦和器U104的不导通，从而使芯片U1的复位脚不工作，而当芯片U1与光耦合器U104连接的引脚输出低电平时，光耦合器U104导通，使芯片U1的复位脚工作，从而起到达到对芯片U1复位的功能。

参见图8，所述采样电路12，用于接收位置传感器4输出的信号，进行判别油门电机2运转的圈数，位置传感器4分别连接三个接线端子，接线端子J3串联电感L101接地，接线端子J10串联电感L103接电源VCC，接线端子J4依次串联电感L102和电阻R114连接到芯片U1的97脚，与位置接收模块连接，并并联电容C113接地，对接收信号进行滤波。当油门电机2运转使，其三个接线端子分别导通，从而使信号形成高电平到低电平转换的周期性信号，芯片U1的位置接收模块111接收该周期性信号，计数其周期数，从而进行油门电机2的转数计数，并将该计数值输入到比较模块113与处理模块114输入的根据信号接收模块115接收到的脉冲信号进行设定的转数值进行比较，并根据比较结果控制驱动模块112工作。

参见图10，所述驱动电路13包括4个场效应管，所述驱动电路13：油门电机2的两个接线端子分别与驱动电路13连接，接线端子J11连接在场效应管Q101和场效应管Q103的2脚，并上拉电阻R145接电源23.3V，场效应管Q101的1脚串联电阻R128接三级管Q107的集电极，电阻R128与场效应管Q101的1脚之间分别连接电阻R129、电容C104和二极管CR107接电源23.3V，场效应管Q101的3脚接电源23.3V，三极管Q107的基极分别串联电阻R181和电阻R158，电阻R181连接芯片U1的83脚，电阻R158接地，三极管Q107的发射极分别连接电阻R160和电阻R113，电阻R113接电源VCC，电阻R180接地；场效应管Q103的3脚接地，其1脚串联电阻R153分别接三极管Q114的集电极、共阴二极管CR112的2脚和电阻R121，电阻R121接地，三极管Q114的发射极接地，其基极分别连接电阻R192和电阻R194，电阻R192接共阴二极管CR117的3脚，电阻R194接地，共阴二极管CR117的1脚接芯片U1的81脚，共阴二极管CR117的2脚接芯片U1的28脚。

接线端子J6连接在场效应管Q100和场效应管Q102的2脚，并上拉电阻R144接电源23.3V，场效应管Q100的1脚串联电阻R124接三级管Q116的集电极，电阻R124与场效应管Q100的1脚之间分别连接电阻R125、电容C103和二极管CR106接电源23.3V，场效应管Q100的3脚接电源23.3V，三极管Q116的基极分别串联电阻R106和电阻R157，电阻R106连接芯片U1的84脚，电阻R157接地，三极管Q116的发射极分别连接电阻R159和电阻R112，电阻R112接电源VCC，电阻R159接地；场效应管Q102的3脚接地，其1脚串联电阻R152分别接三极管Q113的集电极、共阴二极管CR112的1脚和电阻R120，电阻R120接地，三极管Q113的发射极接地，其基极分别连接电阻R191和电阻R193，电阻R191接共阴二极管CR116的3脚，电阻R193接地，共阴二极管CR116的1脚接芯片U1的28脚，共阴二极管CR117的2脚接芯片U1的82脚。

复位电路16的三极管Q115的发射极串联电阻R152接共阴二极管CR118的2脚，共阴二极管CR118的1脚串联电阻R149后分别串联电阻R150接地，二极管CR114接电源23.3V，二极管CR114起反向电压保护作用，共阴二极管CR118的3脚分两路输出，一路串联电阻R136接地，另一路连接三极管Q109的基极，三极管Q109的发射极接地，三极管Q109的集电极连接共阴二极管CR112的3脚，共阴二极管CR112的1脚分别连接三极管Q113的集电极和电阻R132, 共阴二极管CR112的2脚分别连接三极管Q114的集电极和电阻R133,电阻R132和电阻R133连接三极管Q111的集电极，三极管Q111的发射极连接电源12V，三极管Q111的基极分别串联电阻R143和电阻R131,电阻R131接电源12V，电阻R143串联钳位二极管CR113接地，通过钳位二极管CR113基极电压在7.5V,保证三极管Q111导通。

通过芯片U1的28脚、81脚、82脚、83脚和84脚分别控制场效应管Q101、场效应管Q102、场效应管Q103和场效应管Q100的导通实现油门电机2的正传和反转。根据芯片U1的83脚输出高电平使三极管Q107导通，通过三极管Q107导通控制场效应管Q101导通，根据芯片U1的84脚输出高电平使三极管Q116导通，通过三极管Q116导通控制场效应管Q100导通，芯片U1的81脚输出高电平使三极管Q114导通，从而控制场效应管Q103的导通，芯片U1的82脚输出高电平使三极管Q113导通，从而控制场效应管Q102的导通，通过控制场效应管Q101和场效应管Q102导通，实现油门电机2反转，通过控制场效应管Q100和场效应管Q103导通，实现油门电机2正转，而当芯片U1的28脚输出高电平时，使场效应管Q103和场效应管Q102导通，从而使油门电机2复位。

通过档位调节电路的调节开关SW1进行档位选择，控制芯片U105根据调节开关SW1闭合的档位，输出相对应的脉冲信号到信号输出电路，通过信号输出电路对脉冲信号的整流和滤波输入到信号放大电路14，在经过信号放大电路14对脉冲信号的放大之后输入到芯片U1的6脚，被信号接收模块115接收，处理模块114接收信号接收模块115接收到的信号之后，根据该档位脉冲信号设定预设值，并将预设值输入到比较模块113的一个输入端，驱动模块112控制驱动电路13工作，使场效应管导通，使油门电机2转动，同时位置传感器4开始工作，其根据油门电机2转动的圈数输出周期信号，同时采样电路12采集该周期信号，并将该信号输入到位置接收模块111，位置接收模块111根据该信号的周期计数油门电机2的转数，并将转数输入到比较模块113的另一个输入端，与预设信号进行比较，当转数未达到预设值时，驱动模块112控制驱动电路13继续工作，当转数达到预设值时，驱动模块112控制驱动电路13停止工作，保证油门电机2保持软轴拉线3的拉动距离，使油门操作杆保持该角度不变，从而达到精确维持发动机转速的效果，通过调节开关SW1选择不同的档位，实现不同的发动机转速需求。

实施例不应视为对本发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种发动机燃油控制系统，其包括用于连接油门操纵杆的软轴拉线（3），其特征在于：所述发动机燃油控制系统包括油门电机（2）以及与油门电机（2）相连接的油门控制器，所述软轴拉线（3）与油门电机（2）连接，所述油门控制器包括用于控制油门电机（2）工作的控制电路（1）、用于检测油门电机（2）状态的检测电路以及用于输出驱动控制电路（1）工作的脉冲信号的模式选择电路（5），所述检测电路包括用于检测油门电机（2）转动圈数的位置传感器（4），所述控制电路（1）包括用于对发动机燃油控制系统提供电源的电源电路（15）、用于接收模式选择电路（5）输出脉冲信号的信号放大电路（14）、用于采集位置传感器（4）输出信号的采样电路（12）、用于根据接收到的脉冲信号控制驱动电路（13）工作的芯片U1以及用于驱动油门电机（2）的驱动电路（13），所述模式选择电路（5）与信号放大电路（14）、芯片U1和驱动电路（13）依次连接，所述采样电路（12）分别与芯片U1和位置传感器（4）连接，所述芯片U1包括与信号放大电路（14）连接，用于接收脉冲信号的信号接收模块（115）、与采样电路（12）连接，用于接收其输出转数信号的位置接收模块（111）、与信号接收模块（115）连接，用于根据接收到的脉冲信号进行转数设定的处理模块（114）、与处理模块（114）和位置接收模块（111）连接，用于比较设定的转数与位置接收模块（111）输出的转数信号的比较模块（113）以及用于输出控制驱动电路（13）信号的驱动模块（112）。

2.根据权利要求1所述的发动机燃油控制系统，其特征在于，所述芯片U1为M30622M8V-0C2FP。

3.根据权利要求1所述的发动机燃油控制系统，其特征在于，所述模式选择电路（5）为档位调节电路或手动调节电路或模拟量调节电路。

4.根据权利要求3所述的发动机燃油控制系统，其特征在于， 所述档位调节电路包括用于选择档位的调节开关SW1、与调节开关SW1连接，用于输出根据调节开关SW1选择的档位不同，而产生周期和占空比变化的脉冲信号的控制芯片U105以及与控制芯片U105连接，用于输出脉冲信号的信号输出电路。

5.根据权利要求1所述的发动机燃油控制系统，其特征在于，所述检测电路还包括用于检测发动机转速的转速传感器和用于显示发动机转速的发动机转速表。

6.根据权利要求1所述的发动机燃油控制系统，其特征在于，所述电源电路(15)为电压输入端分成两路输入，一路串联双向二极管D1的一端，其另一端分成两路输出，一路直接输出电压23.3V，另一路串联电阻，在串联双向二极管CR104的1脚，其4脚输出电压11.3V,另一路输入端串联电阻R161，并联钳位二极管CR112接地后，连接到三极管Q105的基极，其集电极分成两路，一路串联电阻R162连接电压23.3V，另一路连接三极管Q117的基极，三极管Q117的发射极连接电压23.3V，三极管Q117的集电极接双向二极管CR104的1脚，三极管Q105的发射极连接三端稳压器U101的1脚，其2脚串联电感L104输出电压5V，其3脚接地。

7.根据权利要求1所述的发动机燃油控制系统，其特征在于，所述控制电路(1)还设有与芯片U1连接，用于提供内部复位信号的复位电路(16)。

8.根据权利要求1所述的发动机燃油控制系统，其特征在于，所述驱动电路(13)包括4个场效应管。

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