电子产品世界

由于整车的电气环境比较恶劣，因此硬件电路的抗干扰性能就显得很重要。首先，通过Protel DXP软件设计、绘制PCB电路板，既减小了电路板的体积，又增强了抗干扰能力。其次，输入信号都要经过相应的信号调理电路处理后再进入单片机，处理后的信号干扰大大减小。对于曲轴和凸轮轴的信号，采用阈值比较器LM339设计了阈值比较电路，如图6所示。这个电路不但把发动机原装的励磁信号转化成方波信号，而且可以对改装以后的传感器信号进行处理。另外，单片机有内部A／D模块，对于模拟量需要使用一个低通滤波器电路进行滤。M74HC04M1R为反相器。

　　4 控制系统软件设计

　　本控制系统的程序是在Codewarrior IDE上完成编写和调试的。控制程序结合节能车的工况来设计，节能车发动机在比赛时主要有启动、怠速和加速3个过程。控制程序流程如图7所示。

图7 控制程序流程

　　点火时刻的确定：通过两次曲轴信号来计算出转速，进而查得设定的点火提前角，然后在相应时刻点火。

　　喷油时刻的确定：依据凸轮轴信号判断出压缩冲程，与压缩冲程的曲轴信号同步喷射。

　　喷油量的确定：先设定基本喷油量，再根据节气门开度、缸温、空气温度对喷油量进行修正。

　　喷射持续时间的计算方法：

　　TI=TP·FC+FV

　　式中，TI为汽油喷射的持续时间(ms)；TP为基本喷射时间(ms)；FC为基本喷射时间的修正系数；TV为喷射器无效喷射时间(ms)。

　　其中，FC由下式计算得出：

　　FC=g(FAT，FTP，FCT)

　　式中，FAT为空气温度修正系数；FCT为缸温修正系数；FTP为节气门开度修正系数。

　　5 实际测试结果

　　本系统首先在发动机上完成验证试验，然后利用节能车来做路跑试验。结果表明该系统可稳定工作，节油效果明显。进一步采用化油器、市售电喷系统和自研电喷系统进行对比试验。试验场地为操场塑胶跑道，试验人员体重配重达到50 kg。试验方式为在跑道上行驶5圈，点火加速10次，每圈时间在57 s以内，最后记录耗油量。以至少3次数据作为分析依据，超时成绩作废。尽量选择晴朗无风(或微风)天气，当天机械上不做改动。测得的试验数据如图8所示。

　　结语

　　本文完成了传感器和执行器的选型，以及发动机电喷控制系统的软硬件设计，并进行了装机和装车道路试验。设计的控制系统工作稳定，试验测试数据显示节油效果明显，为后续的深入研究建立了基础。

关键词： 传感器 执行器 电控喷射