随着汽车工业的飞速发展,能源危机和尾气排放问题日益突出。精确控制发动机点火时刻不仅提升了车辆性能,还有助于缓解环境压力。相较于传统机械调节式系统,基于微电子技术的智能控制系统显现出了更高的实时性、精度和灵活性。在此背景下,我们设计了一种新型电子点火控制装置,以提高发动机点火精度。
系统工作原理
发动机点火时刻通过调整点火提前角来实现,主要受到转速、负荷、水温及爆震等因素影响。
点火系统硬件电路由多个传感器及其调理电路、A/D转换器、高级电控单元(ECU)、点火电路以及供电源与 火花塞组成。
系统硬件设计
2.1 传感器及其调理电路
转速传感器:采用光电式测量发动机转速及曲轴位置,并通过计数确定其值。
水温传感器:集成温度传感器MAX6611测量冷却水温度,根据水温调整点火提前角。
爆震传感器:安装在缸体上,用以检测爆震信号,对应地调整点火提前角。
节气门开度传感器:线性输出模拟型TPS测量负荷大小。
电控单元及A/D转化设计
利用AT89C2051作为主处理单片机,与ADC0809配合进行A/D转换对输入信号进行模拟数字变换。需要转换的信号包括水温、爆震和节气门开度。
点火控制设计
点火过程中产生高压,以触发引擎内的燃烧过程。该部分接收来自单片机P3.5引脚的指令并产生适当的高压,为引擎提供所需能量以启动燃烧循环。
电源设计
采用W78L05集成芯片从12V直流变为5V直流供给各个部件使用。
系统软件设计
主程序负责初始化系统,并依据基本数据表中的查找结果计算出初始点火提前角,再根据实际条件(如水温、爆震)对其进行修正,最终发出正确时间上的起始信号以完成整个操作过程。此外,还包含了定时子程序用于维持稳定的操作频率,以及必要的一些其他辅助子程序,如计算基本预设时间子程序,将数据表中的每一项与特定的速度匹配;还有一个处理基础时间修正子的函数,它会检查是否存在过热或暖启动情况,并相应地改变预设时间;最后,有一个针对振荡事件发生后的快速响应功能,这将在发生振荡的情况下增加或减少延迟,以确保最佳工作状态。此外,在软件编写中还考虑到了可读性和可维护性的重要性,使得代码结构清晰且易于理解修改。这使得整体系统更加符合现代化需求,同时能够适应不断变化的地球环境挑战。