基于-MCS-51汽油机电控燃油喷射系统设计方案

1、.Philips 公司生产的 89V51 系列单片机，具有低功耗低电压、高性能Flash ROM 允许在系统改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程利。文中所研究的系统在对汽油及燃油喷射电子控制系统的组成和工作原理进行深入分析 的基础上，以 AT89C51 单片机作为主控制器，结合 TLC2543 串行AD 转换芯片，对各计包括传感器输出信号预处理电路设计，模拟输入AD 转换电路设计，以及AT89C51 与TIC2543 等芯片之间接口电路的设计。控制程序的编写主要包括转速计算、喷油量计算以及喷油正时控制程序。1 汽油机燃油控制系统的组成燃油喷射电子控制系统由各种传感器与控制开关、电子控制

2、单元ECU 和执行器 3 部分组成，如图 1 所示。专业资料.汽车发动机燃油喷射电子控制系统温度传感器、氧传感器和车速传感器等；电子控制单元ECU 采集的控制开关信号主要有点火主要用于判断发动机运行状态、修正燃油喷射量，增强控制效果。专业资料.发动机电子控制单元2汽油机燃油喷射控制系统原理起动时喷油控制较大。因此，当 ECUECU 根据冷却液温度传感器的信号确定基本喷油量， 进气温度和蓄电池电压确定修正量，对喷油量进行开环控制。控制原理如图3 所示。专业资料.起动后喷油量控制在起动后正常运转工况下，单片机主要根据空气流量传感器信号和曲轴位置传 感器信号得到的发动机转速计算出基本喷油量，并经过进

3、气温度、大气压力、蓄电 向喷油器发送喷油指令控制喷油。喷油器的实际喷油量由基本喷油量、喷油修正量和喷油增量3 部分组成。基本喷油量由空气流量传感器（AFS）信号、曲轴位置传感器（CPS）信号、以及目标空燃比（AF）计算确定。喷油修正量由氧传感器（EGO）信号和蓄电池电压 UBAT 信号计算确定。喷油增量由节气门位置传感器（TPS）信号、冷却液温度传感器（CTS）信号和点火开关（IGN）信号计算确定。启动后喷油量控制原理如图 4 所示。专业资料.断油控制溢流控制等。超速断油是指当发动机超过允许的极限转速时，ECU 立即控制喷油器中断燃油喷射。减速断油是指发动机在高速运转中突然减速时，ECU 自动

4、控制喷油器中断燃油喷射。清除溢流是指当加速踏板踩到底，同时又接通点火开关起动发动机时，ECU 自动控制喷油器中断燃油喷射，以便排除汽缸的燃油蒸汽，使火花塞干燥以便能够跳火。空燃比反馈控制换装置只有在混合气浓度处于理想空燃比附近时才能使CO、HC 的氧化反应和 NO 的还原专业资料.比 对喷油量进行控制，从而控制混合气的浓度。喷油正时的控制喷油正时控制就是控制喷油器何时开始喷油3燃油喷射控制系统的硬件电路设计本设计控制芯片采用 89C51 单片机，由 3 个 89C51 芯片分别进行喷油量计算、转速计算和喷油正时控制。AD 转换采用 TI 公司生产的串行AD 转换器 TLC2543，它具有输入通

5、道多、精度高、速度高、使用灵活和体积小的优点。TLC2543 为 CMOS 型 12 位开关电容逐次逼近AD 转换器。片含有一个 14 通道多路器，可从 11 个模拟输入或 3 个部自测电压中选择一个。发动机上装配的传感器是发动机控制和判断发动机运行状态的关键部件号后再送给单片机。专业资料.0.55V 之间，频率变化缓慢，主要AD 转换器，以消除AD 转换AD14V进行AD送给单片机，以消除干扰，提高系统工作稳定性。空气流量传感器输出信号的处理设计采用专用芯片 5 阶开关低通滤波器 Max74191 Hz45 kHz5 所示。芯片采用+5 V 供电，时钟信号由部提供，也可以用外部时钟以获得更高

6、的频率稳定性，失调可用于调节输出直流电平9 提供 3 B 16： 1Max7419Besel专业资料.曲轴位置传感器输入信号的处理输出波形的整形58 个1 个较宽脉冲和 573 倍。由此可知，每个窄脉冲相当于曲轴转过60，可根据该宽脉冲作为基准，确定曲轴的位置。同CD40106 作为整形电路。触发器输出端接反相器即可得到与输入信号同相并且消除了幅值波动的标准方波脉冲信号。专业资料.曲轴位置的检测结合凸轮轴位置传感器信号，即可测得曲轴位置的第0 号大缺齿脉冲，再通过凸轮轴位置传感器的高低电平状态判断此时第一缸处于的工作状态。温度传感器输出信号的处理燃油喷射电子控制系统中有两个温度传感器，即冷却液

7、温度传感器和进气温度传感器。图 6 所示为水温传感器的工作电路。对水温传感器输出信号的处理方法与对节气门位置传感器输出信号的处理方法相似通过低通滤波器和线性光电隔离放大器，然后送入TLC2543 转换器进行处理。进气温度传感器信号的处理可参照水温传感器信号处理的方法。氧传感器输出信号的处理专业资料.氧传感器是空燃比反馈控制系统的重要部件。ECU 根据氧传感器信号对喷油脉宽进行修正，实现空燃比反馈控制，从而将过量空气系数控制在 左右， 使发动机得到最佳浓度的混合气，从而降低有害气体排放量和节约燃油之目的。喷油器及其驱动电路喷油器的驱动电路可采用如图 7 所示的电路。通过控制喷油器的工作电压来控制喷油C程序设计专业资料.3 片单片机 、E2E3，由 E1 单片机进行转速计算，计算完成后将转速计算数值通过串行口发送给。E2 单片机首先根据起动开关信号、怠速触点信号喷油量控制脉宽数据通过串口发送给E2 单片机根据喷油脉宽在喷油时刻到来时控制各1-3-4-28专业资料.结束语论文分析并设计了基于 MCS-51 单片机的汽油机电控燃油喷射控制系统，该系统通过教育之通病是教用脑的