CN2679375Y - 汽车电子电控喷射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种汽车电子电控喷射装置，该装置的喷油器15、燃油泵2和点火动力组件3分别与电脑板26电连接；进气喉管27上装有节气门位置传感器22、怠速节气门位置传感器19、怠速开关20、怠速步进电机21、空气质量流量传感器23和进气温度传感器24，它们分别与电脑板26电连接；发动机13上装有凸轮轴位置传感器12、冷却液温度传感器16、爆震传感器17、曲轴位置传感器18，它们分别与电脑板电连接；发动机13的排气口装有氧传感器11，它与电脑板26电连接。该喷射装置能根据变化的空气量、发动机工作参数、温度等信号对点火系统自动修正。提高发动机的工作性能，降低油耗，减少环境污染。

Description

汽车电子电控喷射装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车燃油喷射装置，特别是一种在计算机系统控制下实现的电子自动燃油喷射装置。

背景技术

目前，市场上的的汽车供油系统大多是由化油器来实现。化油器式发动机节气门上部安装有一个喉管，利用进气时空气流动在喉管处产生的负压，将浮子室里燃油连续吸出并形成可燃混合气，输送给发动机汽缸。发动机将一定比例的空气和燃油混合气在汽缸内压缩并燃烧，将热能转化为机械能。在理想的空燃比下，发动机工作中的空气燃烧将没有有害气体产生，并且发动机的功率、加速性能和冷启动性能都将得到提高，油耗将得到下降，同时排气污染将得到降低。但是燃烧是一个非常复杂的过程，它与空气、燃料、温度、点火时间、汽缸压力等因素有关；另外，发动机启动、怠速、加速、减速、全负荷等工况变化对空燃比也有影响。现有的化油器式燃油供油系统无法对上述信号作出积极的反应，更不能将这些信号反馈给供油系统并修正点火时机及燃油喷射量和喷射时间。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种汽车燃油喷射装置，它能根据变化的空气量、发动机工作参数、温度等信号对点火系统自动修正。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种汽车电子电控喷射装置，包括燃油泵、进气喉管、喷油器和点火动力组件，其特征在于：它还包括一电脑板，它的输出端分别与喷油器、燃油泵和点火动力组件连接，所述进气喉管上还装有节气门位置传感器、怠速节气门位置传感器、怠速开关、怠速步进电机、空气质量流量传感器和进气温度传感器，其中节气门位置传感器、怠速节气门位置传感器、空气质量流量传感器、进气温度传感器和怠速开关的输出端分别与电脑板的输入端连接，电脑板的输出端与怠速步进电机连接；发动机上装有凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、爆震传感器、曲轴位置传感器，它们的输出端分别与电脑板连接，给电脑板提供信号，发动机的排气口装有氧传感器，它的输出端与电脑板连接，给电脑板提供信号。

采用上述方案的燃油喷射装置通过节气门位置传感器、怠速节气门位置传感器、怠速开关、空气质量流量传感器、进气温度传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、爆震传感器、曲轴位置传感器和氧传感器把相关信号输入给电脑板，电脑板通过内置程序把相关信号处理后再输出给喷油器、怠速步进电机、燃油泵和点火动力组件，实现喷油和点火的精确控制。

本实用新型的优点是：它能够实现更理想的混合气空燃比，提高发动机的工作性能，降低油耗，减少环境污染。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的机械结构图。

图2是本实用新型的电路图。

图3是本实用新型的点火动力组件电路图。

图4是本实用新型电脑板的过程控制图。

具体实施方式

先结合图1对本实用新型主要组件说明如下：点火动力组件3-提供点火能量，点火线圈的高压电脉冲通过分电器分配到各缸对应的火花塞；主继电器8-控制电源连接；燃油压力调节器10-保持系统燃油压力恒定；氧传感器11-安装在发动机排出管中，测发动机排出的尾气中的氧含量，然后转换成电信号反馈给电脑板形成闭环控制；凸轮轴位置传感器12-向电脑板输入凸轮轴位置信号，作为点火控制的主控制信号；喷油器15-它是一种电磁阀，由电脑板发出的脉冲式电信号控制。它把一定压力的燃油以雾状喷入进气道，与空气混合。喷油量大小只取决于针阀开启时间长短；冷却液温度传感器16-向电脑板输入温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号，同时也是其他控制系统的控制信号；爆震传感器17-它是一种陶瓷压点式传感器，用来检测发动机运转期间燃油标号不足或汽缸内积炭过多或点火过早等原因产生爆燃震动。如果存在爆震燃烧，电脑推迟点火，以消除爆燃；曲轴位置传感器18-向电脑板输入转速信号，作为喷油时间和点火时刻的主控制；怠速节气门位置传感器19-用来检测怠速节气门的开度。它是一电位计，输出电压与开度成反比，输出量变化仅受怠速直流电机控制。怠速开关20-与节气门主驱动轴相连，它是触头式开关。电脑可根据开关是否闭合来判断发动机工作在什么工况下。怠速步进电机21-当发动机怠速运转时，可能因负载的大小不同，造成怠速不稳。当怠速不稳时，电脑板通过怠速步进电机来调节怠速节气门以保持其速度基本恒定。节气门位置传感器22-用来检测节气门开闭状态以及节气门开闭的速率信号，并输入给电脑板，控制燃油喷射及其他控制系统。空气质量流量传感器23-用来测量发动机各种工况下吸入的空气质量。电脑板根据预定的空燃比K来计算供给发动机的基本喷油量。基本喷油量＝K*吸入空气量/发动机转数。进气温度传感器24-由于环境的不同，要求发动机供油也不同。电脑板根据输入进气温度信号进行喷油量、点火提前角等控制参数的修正。电脑板26-主控系统，处理各种输入信号并给各执行组件以指令。

从图1可知，该喷射装置包括燃油泵2、进气喉管27、喷油器15、点火动力组件3和电脑板26，电脑板26的输出端分别与喷油器15、燃油泵2和点火动力组件3连接。进气喉管27安装在发动机13汽缸入口处，进气喉管27上装有节气门位置传感器22、怠速节气门位置传感器19、怠速开关20、怠速步进电机21、空气质量流量传感器23和进气温度传感器24，其中节气门位置传感器22、怠速节气门位置传感器19、空气质量流量传感器23、进气温度传感器24和怠速开关20的输出端分别与电脑板26的输入端连接，电脑板26的输出端与怠速步进电机21连接；发动机13上装有凸轮轴位置传感器12、冷却液温度传感器16、爆震传感器17、曲轴位置传感器18，它们的输出端分别与电脑板26连接，发动机的排气口装有氧传感器11，它的输出端与电脑板26连接。燃油泵2安装在油箱1内，它接到电脑板26发出的指令后开始工作，燃油经燃油泵2加压后通过高压管28进入燃油滤清器4。燃油滤清器4的另一端连接燃油分配管9，燃油分配管9的另两端分别连接喷油器15和燃油压力调节器10。燃油压力调节器10的另两端其一端与进气喉管27直接相连，另一端根据不同的进气负压把部分燃油经回油管送回油箱1，其余的经安装在进气喉管27上的喷油器15喷出后与空气混合形成可燃混合气。点火动力组件3一端与电脑板26电连接，另一端经导线分别连接各自的火花塞14。电脑板26发出点火指令给点火动力组件3，由点火动力组件3的点火线圈31产生高压电脉冲再通过分电器30分配到各缸对应的火花塞14，完成点火过程。起动继电器6、主继电器8分别与开关总成25电连接，以控制电源的接通与断开。

由图2可知，本实用新型的电脑板26由电源控制电路、起动控制电路、稳压电路、单片机控制电路、曲轴位置信号处理电路、节气门位置信号处理电路、怠速节气门位置信号处理电路、冷却液温度信号处理电路、进气温度信号处理电路、氧传感器信号处理电路、爆震传感器信号处理电路、空气质量流量信号处理电路、电源电压检测电路、凸轮轴位置信号处理电路、怠速开关电路、怠速步进电机控制电路、点火动力组件控制电路、燃油泵控制电路、喷油器控制电路组成，它们的连接关系为：第1、电源控制回路及起动控制电路。电源控制回路由电源5、主继电器8、开关总成25组成，其中电源5正极分别接主继电器8的4脚、开关总成25的1脚，负极接主继电器8的2脚；开关总成25的2脚接主继电器8的3脚。当开关总成25接到通电位置时，主继电器8动作，在1脚输出+12V的直流电压，供给稳压集成电路IC3接2脚，供给氧传感器11的电加热回路接3脚；给空气质量流量传感器23提供电源接1脚；给各缸的喷油器15提供电源接2脚；给燃油泵2提供电源接2脚，给点火动力组件3提供电源接2脚。起动控制电路由起动继电器6、开关总成25、起动电机7组成。当开关总成25开到起动位置时，起动继电器6待电，在起动继电器6的2脚输出+12V的直流电压控制起动电机7起动。第2、稳压电路。该电路由集成电路IC3、电容C12、C13、电阻R33、R34组成。+12V电源输入IC3端的2脚，IC3的3脚分别并接至曲轴位置信号处理回路中的R19、节气门位置传感器22的1脚、怠速节气门位置19的1脚、冷却液温度信号处理回路R3、进气温度信号处理回路R5、空气质量流量传感器23的3脚、单片机IC1的11脚、32脚、怠速步进电机控制电路IC2的1脚、凸轮轴位置信号处理回路中的R23、R24，为它们提供+5V电源。第3、单片机控制电路。该电路由集成电路IC1、电阻R13、晶振Y、电容C9、C10组成，分别与各功能部件连接。IC3输出的+5V电压经R13与IC1的1脚连接，晶振Y的两脚分别与IC1的13脚、14脚连接，C9、C10一端分别与IC1的13脚、14脚连接，另一端接地。第4、曲轴位置信号处理电路。该电路由曲轴位置传感器18、电容C11、电阻R21、R22、R20、R19、三极管Q1组成，输入信号接曲轴位置传感器18的1脚，2脚接地；输出从Q1的集电极接至IC1的6脚。第5、节气门位置信号处理电路。该电路由节气门位置传感器22、电阻R1，电容C1组成。IC3的3脚接节气门位置传感器22的1脚，为其提供+5V电源，节气门位置传感器22的2脚、3脚分别并接至R1、C1一端，R1、C1的另一端与IC1的2脚连接。信号从节气门位置传感器22的2脚输出，经电阻R1输入至IC1的2脚。第6、怠速节气门位置信号处理电路。该电路由怠速节气门位置传感器19、电阻R2、电容C2组成。IC3的3脚接怠速节气门位置传感器19的1脚，为其提供+5V电源，怠速节气门位置传感器19的2脚、3脚分别并接至R2、C2一端，R2、C2的另一端与IC1的3脚连接。信号从怠速节气门位置传感器19的2脚输出，经电阻R2接至IC1的3脚。第7、冷却液温度信号处理电路。该电路由冷却液温度传感器16、电阻R3、R4、电容C3组成。信号从冷却温度传感器16的1脚输出，经R4输入至IC1的4脚。第8、进气温度信号处理电路。该电路由进气温度传感器24、电阻R5、R6，电容C4组成。信号从进气温度传感器24的1脚输出，经R6输入至IC1的5脚。第9、氧传感器信号处理电路。该电路由氧传感器11、电阻R7、R8、R9、R10、放大器ICA、电容C5组成。信号从氧传感器11的1脚输出依次经R7、放大器ICA、R10接至IC1的19脚。第10、爆震传感器信号处理电路。该电路由爆震传感器17、电阻R11、R12、R13、R14、二极管D1、D2、放大器ICB、电容C6组成。信号从爆震传感器17的1脚输出，经R11接ICB的输入端5脚，ICB的输出端7脚经D2、再过R14接IC1的7脚。第11、空气质量流量信号处理电路。该电路由空气质量流量传感器23、电阻R15、电容C7组成。信号从空气质量流量传感器23的2脚输出，经R15接单片机IC1的8脚。第12、电源电压检测电路。该电路由电阻R16、R17、R18、电容C8组成。电阻R18一端接12V电源，另一端分别接电阻R16、电阻R17，电阻R16另一端接地，电阻R17另一端接电容C8和单片机IC1的9脚。第13、凸轮轴位置信号处理电路。该电路由凸轮轴位置传感器12、电阻R23、R24、R25、R26、三极管Q2、电容C14组成。信号从凸轮轴位置传感器12的2脚输出，经电阻R26、三极管Q2放大处理，从三极管Q2的集电极连到单片机IC1的15脚。第14、怠速开关电路。该电路由怠速开关20、电容C15组成。怠速开关20的输出端2脚接单片机IC1的21脚，怠速开关22的1脚接地，C15是滤液电容。第15、怠速步进电机控制电路。该电路由集成电路IC2组成，集成电路IC2的1脚接电源，8脚接地，集成电路IC2的2脚、3脚、6脚、7脚分别接怠速步进电机21的4脚、3脚、2脚、1脚，集成电路IC2的4脚、5脚分别接单片机IC1的28脚、27脚。第16、点火动力组件控制电路。该电路由电阻R32、R35、三极管Q8、二极管D4组成。信号从单片机IC1的33脚输出经R32接三极管Q8的基极，再经三极管Q8的集电极输出来控制点火动力组件3，点火动力组件3的1脚接三极管Q8集电极，2脚接12V电源。第17、燃油泵控制电路。该电路由电阻R31、三极管Q7、二极管D3组成。信号从单片机IC1的34脚输出经R31连三极管Q7的三基极，再经三极管Q7的集电极输出来控制燃油泵2的工作状态，燃油泵2的1脚接三极管Q7的集电极，2脚接12V电源。第18、喷油器控制电路。该电路由电阻R27、R28、R29、R30和三极管Q3、Q4、Q5、Q6组成。第一缸的信号由单片机IC1的38脚输出经电阻R27接三极管Q3基极，经功率放大，从三极管Q3集电极输出接喷油器(15-1)的1脚，三极管Q3发射极接地，喷油器(15-1)2脚接12V电源。喷油器(15-1)开闭时间的长短决定了喷油量的多少。

从图3可以看出，点火动力组件3由点火线圈31、功率三极管29、分电器30组成。P1点接三极管29的基极，三极管29发射极接地；A1点分别接低压线圈、高压线圈的一端，低压线圈的另一端接三极管29集电极，高压线圈的另一端接分电器30公共点，分电器的另一端分别接各自的火花塞。图2的P1点与图3的P1点连接，图2的A1点与图3的A1点连接。+12V电源通过点火线圈31形成高压电脉冲，实现点火功能。

图4是本实用新型电脑板的过程控制图。电脑板(ECU)是电控系统的核心，它是一个由微处理器、程序数据存储器、供电电源电路及各类输入、输出接口电路组成的数字计算机，本实施例采用了PIC16F87X芯片。从图4中可知系统能实现发动机各工况控制。1、起动工况控制：单片机IC1通过转速(n)信号识别起动工况和运行工况，转速信号通过曲轴位置传感器18得到。当转速(n)低于一定值时，进入起动工况；当转速(n)高于一定值时，进入运行工况。2、怠速工况控制：单片机IC1是通过怠速开关20识别怠速工况的，当它闭合时，发动机进入怠速工况，这时怠速步进电机根据发动机负荷的情况，经齿轮机构调节怠速节气门位置传感器19大小，将怠速节气门位置传感器19上的电阻值转换成电信号，输送给单片机IC1，单片机IC1根据输入信号控制喷油器的喷油量，进而控制发动机13在一定范围内怠速稳定。3、部分负荷与全负荷工况控制：单片机IC1通过节气门位置传感器22信号的大小来识别部分负荷与全负荷。当节气门位置传感器22信号小于该相应转速(n)的全负荷节气门限值时，进入部分负荷工况；反之则进入全负荷工况。4、加减速过渡工况控制：单片机是通过节气门位置传感器22的信号变化率(TPSg)的大小和正负来识别加减过渡工况的。当节气门位置传感器22信号变化率(TPSg)增大且超过一定值(TPSg1)时，进入加速工况；当信号变化率(TPSg)减小且低于一定值(TPSg2)时，则进入减速工况。它分两种工作方式：一种是车速(V)大于高速(V1)，进入断油滑行工作方式，当车速(V)小于低速(V2)，结束滑行工作方式；另一种是车速(V)小于高速(V1)，进入减速工况。通过增大或减小喷油修正量和点火提前角修正量，保证加速迅速平稳，减速节油并降低排放。

上述实施例为四缸发动机，每个缸由一只三极管和一只电阻组成一个回路。若缸数不同，则控制回路相应改变。

Claims (3)

1、一种汽车电子电控喷射装置，包括燃油泵(2)、进气喉管(27)、喷油器(15)和点火动力组件(3)，其特征在于：它还包括一电脑板(26)，它的输出端分别与喷油器(15)、燃油泵(2)和点火动力组件(3)连接，所述进气喉管(27)上还装有节气门位置传感器(22)、怠速节气门位置传感器(19)、怠速开关(20)、怠速步进电机(21)、空气质量流量传感器(23)和进气温度传感器(24)，其中节气门位置传感器(22)、怠速节气门位置传感器(19)、空气质量流量传感器(23)、进气温度传感器(24)和怠速开关(20)的输出端分别与电脑板(26)的输入端连接，电脑板(26)的输出端与怠速步进电机(21)连接；发动机(13)上装有凸轮轴位置传感器(12)、冷却液温度传感器(16)、爆震传感器(17)、曲轴位置传感器(18)，它们的输出端分别与电脑板(26)连接，给电脑板(26)提供信号，发动机的排气口装有氧传感器(11)，它的输出端与电脑板(26)连接，给电脑板(26)提供信号。

2、根据权利要求1所述的汽车电子电控喷射装置，其特征在于：所述电脑板(26)由电源控制电路、启动控制电路、稳压电路、单片机控制电路、曲轴位置信号处理电路、节气门位置信号处理电路、怠速节气门位置信号处理电路、冷却液温度信号处理电路、进气温度信号处理电路、氧传感器信号处理电路、爆震传感器信号处理电路、空气质量流量信号处理电路、电源电压检测电路、凸轮轴位置信号处理电路、怠速开关电路、怠速步进电机控制电路、点火动力组件控制电路、燃油泵控制电路、喷油器控制电路组成，它们的连接关系为：所述电源控制电路及启动控制电路输入端A接电源(5)，它的输出端A1分别与氧传感器(11)、空气质量流量传感器(23)、稳压电路、燃油泵(2)、点火动力组件(3)、喷油器(15)并联，为它们提供12V电源；所述稳压电路输出端B分别与曲轴位置信号处理电路、节气门位置传感器(22)、怠速节气门位置传感器(19)、冷却液温度信号处理电路、进气温度信号处理电路、氧传感器信号处理电路、空气质量流量传感器(23)、单片机控制电路、怠速步进电机控制电路并联，为它们提供5V电源；所述曲轴位置信号处理电路输入端C接曲轴位置传感器(18)的1脚，它的输出端C1接单片机IC1的6脚；所述节气门位置信号处理电路输入端D接节气门位置传感器(22)的2脚，它的输出端D1接单片机IC1的2脚；所述怠速节气门位置信号处理电路输入端E接怠速节气门位置传感器(19)的2脚，它的输出端E1接单片机IC1的3脚；所述冷却液温度信号处理电路输入端F接冷却液温度传感器(16)的1脚，它的输出端F1接单片机IC1的4脚；所述进气温度信号处理电路输入端G接进气温度传感器(24)的1脚，它的输出端G1接单片机IC1的5脚；所述氧传感器信号处理电路输入端H接氧传感器(11)的1脚，它的输出端H1接单片机IC1的19脚；所述爆震信号处理电路输入端I接爆震传感器(17)的1脚，它的输出端I1接单片机IC1的7脚；所述空气质量流量信号处理电路输入端J接空气质量流量传感器(23)的2脚，它的输出端J1接单片机IC1的8脚；所述电压检测电路输入端接电源控制电路输出端A1，它的输出端K接单片机IC1的9脚；所述凸轮轴位置信号处理电路输入端L接凸轮轴位置传感器(12)的2脚，它的输出端L1接单片机IC1的15脚；所述怠速开关电路输入端M接怠速开关(20)的2脚，它的输出端M1接单片机IC1的21脚；所述怠速步进电机控制电路输入端(N、O)接单片机IC1的27脚、28脚，它的输出端(O1、O2、N1、N2)接怠速步进电机(21)；所述点火动力组件输入端P接单片机IC1的33脚，它的输出端P1接点火动力组件；所述燃油泵电路输入端Q接单片机IC1的的34脚，它的输出端Q1接燃油泵(2)；所述喷油器电路输入端R接单片机IC1的38脚，它的输出端R1接喷油器(15)。

3、根据权利要求2所述的汽车电子电控喷射装置，其特征在于：所述单片机控制电路采用PIC16F87X芯片。

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