發(fā)動機電噴控制系統(tǒng)的設計應用
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由于整車的電氣環(huán)境比較惡劣，因此硬件電路的抗干擾性能就顯得很重要。首先，通過Protel DXP軟件設計、繪制PCB電路板，既減小了電路板的體積，又增強了抗干擾能力。其次，輸入信號都要經(jīng)過相應的信號調理電路處理后再進入單片機，處理后的信號干擾大大減小。對于曲軸和凸輪軸的信號，采用閾值比較器LM339設計了閾值比較電路，如圖6所示。這個電路不但把發(fā)動機原裝的勵磁信號轉化成方波信號，而且可以對改裝以后的傳感器信號進行處理。另外，單片機有內(nèi)部A／D模塊，對于模擬量需要使用一個低通濾波器電路進行濾。M74HC04M1R為反相器。
4 控制系統(tǒng)軟件設計
本控制系統(tǒng)的程序是在Codewarrior IDE上完成編寫和調試的?？刂瞥绦蚪Y合節(jié)能車的工況來設計，節(jié)能車發(fā)動機在比賽時主要有啟動、怠速和加速3個過程?？刂瞥绦蛄鞒倘鐖D7所示。
圖7 控制程序流程
點火時刻的確定：通過兩次曲軸信號來計算出轉速，進而查得設定的點火提前角，然后在相應時刻點火。
噴油時刻的確定：依據(jù)凸輪軸信號判斷出壓縮沖程，與壓縮沖程的曲軸信號同步噴射。
噴油量的確定：先設定基本噴油量，再根據(jù)節(jié)氣門開度、缸溫、空氣溫度對噴油量進行修正。
噴射持續(xù)時間的計算方法：
TI=TP·FC+FV
式中，TI為汽油噴射的持續(xù)時間(ms)；TP為基本噴射時間(ms)；FC為基本噴射時間的修正系數(shù)；TV為噴射器無效噴射時間(ms)。
其中，F(xiàn)C由下式計算得出：
FC=g(FAT，F(xiàn)TP，F(xiàn)CT)
式中，F(xiàn)AT為空氣溫度修正系數(shù)；FCT為缸溫修正系數(shù)；FTP為節(jié)氣門開度修正系數(shù)。
5 實際測試結果
本系統(tǒng)首先在發(fā)動機上完成驗證試驗，然后利用節(jié)能車來做路跑試驗。結果表明該系統(tǒng)可穩(wěn)定工作，節(jié)油效果明顯。進一步采用化油器、市售電噴系統(tǒng)和自研電噴系統(tǒng)進行對比試驗。試驗場地為操場塑膠跑道，試驗人員體重配重達到50 kg。試驗方式為在跑道上行駛5圈，點火加速10次，每圈時間在57 s以內(nèi)，最后記錄耗油量。以至少3次數(shù)據(jù)作為分析依據(jù)，超時成績作廢。盡量選擇晴朗無風(或微風)天氣，當天機械上不做改動。測得的試驗數(shù)據(jù)如圖8所示。
結語
本文完成了傳感器和執(zhí)行器的選型，以及發(fā)動機電噴控制系統(tǒng)的軟硬件設計，并進行了裝機和裝車道路試驗。設計的控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定，試驗測試數(shù)據(jù)顯示節(jié)油效果明顯，為后續(xù)的深入研究建立了基礎。
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