K1816BE31 上的自动 OZ 角度调节器

K1816BE31 上的自动 OZ 角度调节器。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

旨在自动将内燃机的点火正时 (OZ) 保持在最佳水平的装置仍然相当复杂。它们可以通过使用高度集成的微电路来简化。下面显示了其中的一个示例。

改善汽油内燃机最重要指标的最明显方法是将离心式 OZ 角度调节器替换为具有手动功能的电子调节器，甚至更好的是具有自动控制功能的电子调节器。类似的电子调节器已经在期刊中描述过[1； 2]。

基于该装置[2]，我开发了一种更简单的自动角度控制器O3。使用 K1816BE31 微控制器实现了简化。其中两个数字十六位计时器允许您连续、同时测量曲轴速度并控制 OZ 角度。与原型机不同的是，断路器触点保持在初始角度03的位置，就像机械离心调节器一样，这确保了发动机启动时的正常点火模式。

自动调节器设计用于与接触断续器和电子点火系统配合使用。相对于断开触点时刻的火花延迟等于火花周期（Ti - 1 / fi，其中fi 是断开断路器触点的频率）和点火提前时间（对应于角度OZ）之间的差值。特定的发动机曲轴转速）。

曲轴每转半圈就重复计算一次打火时刻，这实际上保证了调节器的惯性。它还规定通过辛烷值校正器引入临时校正，该校正器设置校正的值和符号。根据化油器节气门的位置和发动机转速，根据标准算法控制节能器电磁阀。

数字控制器原理图如图1所示。 XNUMX. 该装置由处理器单元、输入整形器、输出单元、辛烷值校正器、节能器电磁阀控制单元、稳压器和微动开关触点的电流隔离电路组成。

（点击放大）

处理器节点的主要元件是单芯片微控制器 DD1，根据典型方案包含外部存储器（它存储程序）。微控制器由内置振荡器提供时钟，其频率由 ZQ1 石英谐振器设置。芯片DD3——锁存低字节地址。

整形器由晶体管 VT1 上的输入放大器、元件 DD2.1、DD2.4 上的单个振动器和触发器 DD2.2、DD2.3 组成，根据[2]中的方案组装并设计以消除断路器触点弹跳的后果，并在断路器触点打开时向控制器的输入 P3.2 提供低电平信号。整形器输入连接到汽车发动机断路器。

开关 SA1 允许您关闭自动调节器并将信号从断续器直接发送到点火装置。特别是，当车载网络的电压不足以使机器正常运行时，可以使用严重放电的电池启动发动机。

辛烷值校正器包括开关SB1、SA2和二极管VD8-VD22上的编码器。火花时刻的校正是离散的，软件设置的步长为 0,7 度。根据开关 SA2 的位置，二进制反码信号通过二极管进入微控制器的输入 P1.0-P1.3，并为其设置校正步数。从开关 SB1 到控制器的输入 P1.6，接收到确定校正符号的信号。由软件确定，该开关的断开触点对应于点火正时相对于标称值的增加，闭合触点对应于点火正时的减少。

根据[4.1]中的方案，输出节点组装在单个振动器DD4.3、DD3上，并带有基于晶体管VT5、VT1的放大器，并设计用于生成幅度为12V、持续时间为500V的正极性脉冲。 4.1 μs 启动电子点火系统。如果元件DD4.4的输出连接到自由元件DD4.4（图中未示出）的输入，则可以从元件DDXNUMX的输出移除脉冲序列以馈送到电子转速计。

电动阀控制单元按照[4.2]的方案组装在元件DD2和晶体管VT4、VT3上。控制器的输出P3.5处的低逻辑电平在被元件DD4.2反相之后打开晶体管VT2、VT4。通过打开的晶体管VT4，向电磁阀的绕组提供12V的电压，从而控制进入发动机化油器的燃油流量。

继电器 K1 上组装有一个节点，该节点为微控制器输入与传感器微动开关的触点提供电流隔离，传感器微动开关安装在化油器上并机械连接到节气门。当风门打开时，传感器触点闭合，并向继电器绕组 K1 施加 12 V 电压。通过继电器的闭合触点 K1.1，向传感器的输入 P1.7 施加低逻辑电平。控制器，通知其油门的打开情况。

自动调节器由汽车的车载网络供电。通过输入滤波器L1C13，将直流电压提供给DA1稳定器，从DA5稳定器的输出将XNUMXV电压提供给微电路和其他节点。调节器与汽车点火同时打开。

当施加电源电压时，电容器C6通过电阻R8充电，产生复位信号，根据该复位信号，控制器DD1进入其初始状态并执行准备操作。首先将输出P3.5置为低电平，经DD4.2元件反相并经三极管VT2放大后，使三极管VT4开通，将板载网络的电压提供给电磁阀线圈，从而使燃油供应到发动机化油器。

其次，根据该电路，DD2.2元件的下输入处的低电平脉冲将触发器DD2.2、DD2.3设置为其初始状态，其中DD2.2元件的输出为高，并且DD2.3元件的输出为低电平。第三，它在输入 P3.2 处启用低级中断。

第四，将内部定时器 - TO 和 T1 计数器设置为 16 位模式，并启用内部定时器 T1 的中断。控制器定时器的组织方式使其状态在 1 个振荡器周期后递增 12。在时钟频率为 12 MHz 时，定时器状态在 1 µs 后递增，这使得测量不超过 65535 µs 的周期成为可能，这对应于至少 457 min-1 的发动机曲轴速度。当定时器从“全XNUMX”状态转变为“全XNUMX”状态时，控制器的特殊寄存器中会设置一个溢出标志，根据该标志，如果中断使能，则控制器执行相应的子程序来服务该中断。打断。

接下来，控制器重置定时器，启动定时器 TO 计数，并进入输入 P3.2 低电平的等待模式。因此，数字控制器已准备好启动发动机。

当单振动器DD2.1、DD2.4输出处的断路器触点首次打开时，将产生持续时间为500μs的脉冲，该脉冲经C7R11R12电路微分后将切换触发器DD2.2。如图2.3所示，DD2.2和DD3.2元件的输出将被设置为低电平。进入控制器的输入PXNUMX，它将调用相应的中断服务程序，该程序停止TO定时器，保存其状态，执行初始设置并以计数模式重新启动。之后，分析维护计时器的存储值。

当发动机启动时，曲轴转速低于测量允许值，因此维护计时器溢出。在此情况下，控制器无延时地在输出P3.4处产生一个短的低电平脉冲，从而启动单振子DD4.1、DD4.3。在单个振动器的输出处产生持续时间为500μs的低电平脉冲，将关闭晶体管VT3、VT5并启动电子发动机点火系统。之后，控制器向元件DD2.2的下输入端发送低电平脉冲，将触发器DD2.2、DD2.3设置为其原始状态，并再次进入待机模式以进行下一次触发器切换。

当曲轴速度超过 457 min-1 时，维护定时器溢出不再发生，控制器在输入 P3.2 处执行中断处理程序时分析火花周期。根据机械调节器P147B的特性，如图所示。 2（N - 曲轴转速）。

K1816BE31 上的自动 OZ 角度调节器

在其从零到点 1 的水平部分上，设备无延迟地产生输出脉冲，即在断开断路器触点的时刻，在部分 1 - 2 中，控制器根据以下公式计算形成点火脉冲所需的延迟：公式

tset = (tmeas - φoz tmeas/180) - tcalc ± tcorr,

式中：tzad——点火延迟时间，μs； tmeas——断路器相邻两次分闸之间的时间，μs； φoz——特定发动机曲轴转速下的点火提前角的值，度； tcalc——从灭弧室触头断开时刻到点火延迟计算结束所经过的时间，μs； tcorr - 时间校正（点火校正），取决于辛烷值校正器开关和校正符号开关的位置，μs。

将得到的延迟值从 65536 中减去，结果固定定时器 T1，之后定时器 TXNUMX 启动，定时器的内容开始每微秒增加 XNUMX。

在完成点火延迟计算的同时，控制器根据化油器节流阀的位置和发动机轴的转速打开或关闭电磁阀。当节气门打开时，控制器始终将P3.5输出保持在低水平，从而允许向化油器供应燃油。

当其闭合时，继电器K1释放衔铁，触点K1.1打开，高电平通过电阻R10施加到控制器的输入P1.7。控制器将测得的火花周期与软件定义的时间阈值进行比较，并相应地打开或关闭阀门。这些时间阈值与安装在车辆上的节能器控制单元中设置的时间阈值相对应。

输入 P3.2 处的中断例程完成后，控制器将触发器 DD2.2、DD2.3 设置为其初始状态，并等待来自定时器 T1 的中断信号。

经过一定时间后，定时器T1溢出，产生处理中断向量的请求。控制器执行相应的子程序，停止定时器T1，以低电平脉冲启动单振器DD4.1、DD4.3。闭合的晶体管VT4将为点火单元产生启动脉冲。完成子程序后，控制器再次等待低电平进入P3.2。

由于发动机曲轴每转半圈断路器触点就会打开，因此 TO 计时器在每个周期中测量的时间对应于 180 度。测量的时间以编程方式除以 256（获得相当于 0,7 度的结果），并乘以从 VD8-VD22 二极管上的编码器输入的代码。由此，获得点火延迟校正时间 tcorr，并在最终计算点火延迟时考虑到该时间以及相应的符号。开关SA2校正角OZ可在0～+6,3度或0～-6,3度范围内改变，对应图2中上下虚线。 XNUMX.

使用反码可以减少编码器中二极管的数量。当设置负校正角时，控制器特性受到软件限制，因此最终的 OC 角不能取负值。

让我们考虑一下自动调节器（与离心调节器相同）特性的形成，如图2所示。 XNUMX（粗虚线）。在离心调节器中，这种特性形式是由两个不同刚度的弹簧设定的，随着斩波轴旋转频率的增加，这两个弹簧相继起作用。该线路由四段组成。

在从原点到点 1 的第一段上，角度 03 为零。其余三个部分 - 1-2、2-3 和 3-4 - 用直线近似，并由三个线性方程组表示角度 O3 对曲轴速度的依赖关系，通常用下式描述：公式 φoz = K(N - N0) + φbegin，其中 φoz 为 OZ 当前角度，度； N——发动机曲轴当前转动频率，min-1； N0——路段起点处的旋转频率，min-1； K——考虑场地相对N轴倾斜角度的系数； φbegin - 场地 OZ 的初始角度，deg。

将每个部分的这三个方程代入 tset 的公式并进行变换，我们得到一个由三个线性方程组组成的系统，其中火花时刻的延迟时间与所测量的灭弧室两个相邻开孔之间的时间间隔有关：

tset = (tmeas K1/256 - B1) - tpasch ± tcorr（对于第 1-2 节）；

tset = (tmeas K2/256 - B2) - tpasch ± tcorr（对于 2-3）；

tset = (tmeas K3/256 - B3) - tpasch ± tcorr（对于 3-4），

其中 K1、B1、K2、B2、K3、B3 是特性相应部分的计算系数。

为了确定这些系数，我们用 Q-Basic 编程语言编写了一个程序（表 1）。

K1816BE31 上的自动 OZ 角度调节器

它的初始参数是Moskvich-147汽车的断路器分配器R2140V的离心调节器的特性，来自技术说明[4] - 发动机曲轴的旋转角度和转速（不要混淆）其转速是曲轴转速的一半）在点 1、2、3 - 表中。 2.

K1816BE31 上的自动 OZ 角度调节器

在表中。图 3 总结了指定程序的计算结果。由于从点 6000 开始的截面是水平的，所以有条件地取曲轴速度 1 min-3 的值作为最大值。为了简化控制器的控制程序，特性曲线各段开始时的火花周期值取等于256的最接近的倍数。

K1816BE31 上的自动 OZ 角度调节器

在表中。图4是表示ROM DS1中的程序的代码的图。它保证了控制器DD1的运行。

K1816BE31 上的自动 OZ 角度调节器

通过该程序，自动调节器的特性类似于Moskvich-147汽车发动机的R252.3761V断路器分配器和节能器控制单元2140，设计使用A-76汽油。根据曲轴旋转频率打开和关闭电动阀的阈值分别等于 1245 min-1 和 1500 min-1 [5]。表中列出了程序的地址，其中输入的信息决定了调节器的特性。 5和6。

K1816BE31 上的自动 OZ 角度调节器

程序中的内容是用两字节的十六进制代码编写的，除了相应部分（T1、T2、T3）开头的火花周期仅用高字节表示之外。根据公式 tpor = 6 3/Npor 重新计算电动阀从频率形式切换到时间形式的阈值（表 107），其中 tpor 是时间（以 µs 为单位）； Npor - 速度（以 min-1 为单位）。

要将机器与其他离心调节器和节能器控制单元一起使用，请将它们的特性代入计算中。

自动调节器组装在尺寸为 130x85 mm 的技术板上。使用 MGTF 线进行连接。开关SA1、SA2、SB1安装在调节器的前面板上。如果不需要控制电磁阀，则元件R13-R15、R18、R19、VT2、VT4、VD6、VD7、K1可省略。取下盖板后的设备视图如图 3 所示。 XNUMX.

K1816BE31 上的自动 OZ 角度调节器

作为微控制器，Intel51 系列（180x31、180x51、180x52）或其国内同类产品（例如 K1816BE51）中的任何微电路都适用。

由可维修部件制成且没有错误的调节器不需要进行调整。 [1-3] 中列出了更换元件和检查性能的建议。如果需要，通过使用 10,5 个位置的 SA2 开关并向编码器添加适当数量的二极管，可以将 OZ 角度校正的调整限制增加到 ± 16 度。也可以使用 4 个方向和 10 或 16 个位置的开关形式的编码器，如 [1] 中所示。

调节器安装在汽车仪表板上，用屏蔽电缆与断路器、点火装置、电磁阀和化油器上的传感器连接。

安装电子调节器前，将离心调节器的锁片固定在原来的位置。断路器触头打开的时刻必须与OZ的初始角度相对应。必须断开断路器电容器。

当在化油器上装有螺丝传感器（油门关闭时其触点闭合）的汽车上安装自动调节器时，需要将电阻R10连接到继电器K1的闭合触点上。

尽管该设备设计为与接触式断路器和电子点火系统配合使用，但通过对输入驱动器和输出单元的适当改进，它能够与非接触式断路器和其他类型的点火单元配合使用。

K1816BE31的程序源代码

文学

Biryukov A. 数字辛烷值校正器。 - 广播，1987 年，第 10 期，p。 34-37。
Biryukov A. OZ 角度的数字自动调节器。 - 广播，1999 年，第 1 期，第 46 页48-2；第 40,41 页，第 XNUMX 页。 XNUMX。
Bannikov V. 改进的节能器控制单元。 - 广播，1991 年，第 8 期，第 28 页31-XNUMX。
Gorelov N. S. 等人的“Moskvich”汽车 2140、2138 型：维修。 - M.：运输，1993 年，第 234 页XNUMX.
Bannikov V. 更换省煤器控制单元。 - 电台，1989 年，第 8 期，第 30 页。三十。

作者：A. Obukhov，彼尔姆

查看其他文章 部分微控制器.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

用于触摸仿真的人造革 15.04.2024

在现代科技世界，距离变得越来越普遍，保持联系和亲密感非常重要。萨尔大学的德国科学家最近在人造皮肤方面的进展代表了虚拟交互的新时代。萨尔大学的德国研究人员开发出了超薄膜，可以远距离传输触觉。这项尖端技术为虚拟通信提供了新的机会，特别是对于那些发现自己远离亲人的人来说。研究人员开发的超薄膜厚度仅为 50 微米，可以融入纺织品中并像第二层皮肤一样穿着。这些薄膜充当传感器，识别来自妈妈或爸爸的触觉信号，并充当将这些动作传递给婴儿的执行器。父母触摸织物会激活传感器，对压力做出反应并使超薄膜变形。这 ... >>

Petgugu全球猫砂 15.04.2024

照顾宠物通常是一项挑战，尤其是在保持房屋清洁方面。 Petgugu Global 初创公司推出了一种有趣的新解决方案，这将使猫主人的生活变得更轻松，并帮助他们保持家中干净整洁。初创公司 Petgugu Global 推出了一款独特的猫厕所，可以自动冲掉粪便，让你的家保持干净清新。这款创新设备配备了各种智能传感器，可以监控宠物的厕所活动并在使用后激活自动清洁。该设备连接到下水道系统，确保有效清除废物，无需业主干预。此外，该厕所还具有较大的可冲水存储容量，非常适合多猫家庭。 Petgugu 猫砂碗专为与水溶性猫砂一起使用而设计，并提供一系列附加功能 ... >>

体贴男人的魅力 14.04.2024

长期以来，女性更喜欢“坏男孩”的刻板印象一直很普遍。然而，英国莫纳什大学科学家最近进行的研究为这个问题提供了新的视角。他们研究了女性如何回应男性的情感责任和帮助他人的意愿。这项研究的结果可能会改变我们对男性对女性吸引力的理解。莫纳什大学科学家进行的一项研究得出了有关男性对女性吸引力的新发现。在实验中，女性看到了男性的照片，并附有关于他们在各种情况下的行为的简短故事，包括他们对遇到无家可归者的反应。一些人无视这名无家可归的人，而另一些人则帮助他，比如给他买食物。一项研究发现，与表现出同理心和善良的男性相比，表现出同理心和善良的男性对女性更具吸引力。 ... >>

来自档案馆的随机新闻

英飞凌推出 512Mb NAND 存储 08.03.2004

英飞凌科技与以色列公司 Saifun Semiconductors 已开始生产容量为 512 Mbit、NAND 兼容类型的闪存芯片。

该芯片基于非易失性 NROM 存储器构建，基于 TwinFlash 技术，可让您一次将两位信息写入一个单元。得益于此，与一个单元存储一位的技术相比，芯片尺寸减小了40%，产品成本也相应降低。

该公司已经收到了几份新内存的订单，但尚未透露客户名称和计划生产量的详细信息。然而，该公司的代表指出，如果有必要，他们可以增加这些数量，因为他们预计对其产品的需求会很好。

Gartner 预测 NAND 闪存市场将从 3,4 年的 2003 亿美元增长到 4,4 年的 2004 亿美元，预计单价将从 11,15 美元下降到 8,50 美元。英飞凌预计到 2005 年将发布容量为 2 Gbit 的闪存芯片。

其他有趣的新闻：

▪ 赛车电动车

▪ 甲酸总线

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 文章佐普尼克块茎。传说、栽培、使用方法