專利名稱：汽車節(jié)油駕駛控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于電子檢測控制汽車節(jié)油的儀器。
對汽車的合理駕駛操作，是節(jié)油的主要途徑之一，單靠經(jīng)驗和感覺駕駛車輛，往往達不到預(yù)期的節(jié)油效果，雖然也有用微處理機來貯存發(fā)動機經(jīng)濟工況參數(shù)，再與發(fā)動機運行工況比較，得出最佳換擋時機的方法。但用此法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且不能反映油門操作和發(fā)動機最大扭矩工況，也不能實現(xiàn)對怠速供油的自動控制，因而不能將發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。充分有效的發(fā)揮出來。
本實用新型采用簡單的模擬電路、數(shù)字電路和油門位置開關(guān)，對發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油門位置分段取樣，將發(fā)動機的運行工況分為節(jié)油區(qū)(經(jīng)濟區(qū))、最大扭矩區(qū)、怠速區(qū)和費油區(qū)。當發(fā)動機運行工況超出節(jié)油區(qū)時，能按節(jié)油駕駛操作規(guī)律，自動產(chǎn)生控制信號，發(fā)出不同的聲、光信號，指示駕駛員合理操作油門和排擋，使發(fā)動機在不需要較大動力時，回到節(jié)油區(qū)工作，在需要較大動力時，回到最大扭矩區(qū)工作。當發(fā)動機處于強制怠速狀態(tài)時，本儀器能自動發(fā)出信號，控制電磁閥截斷供油。當發(fā)動機處于正常怠速區(qū)運行狀態(tài)時，本儀器又能自動打開電磁閥恢復(fù)供油。
本實用新型由以下電路結(jié)構(gòu)原理達到上述節(jié)油目的接口電路從發(fā)動機點火線圈與分電盤連結(jié)的低導(dǎo)線上取信號，接口電路由降壓濾波電路、至少一級的反向器電路、微分電路構(gòu)成也可由降壓濾波電路和反向器組成。降壓濾波電路和反向器電路的作用是將所取到的帶有高壓尖峰振蕩的點火信號，轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)則的方波信號，方波信號經(jīng)微分電路處理后，變?yōu)榧饷}沖信號，尖脈沖信號頻率等于點火頻率，與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比，微分電路處理的目的是減小信號的脈沖寬度，保證后續(xù)單穩(wěn)電路可靠工作。微分電路的輸出信號送到f／v轉(zhuǎn)換器，f／v轉(zhuǎn)換器由單穩(wěn)電路和低通濾波器組成。單穩(wěn)電路接收接口電路尖脈沖信號，並被尖脈沖信號所觸發(fā)，輸出幅值寬度一定的方波信號，其頻率與尖脈沖信號頻率相等，也與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比，該信號經(jīng)低通濾波器濾波，得到電壓與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓信號，其電壓值就代表發(fā)動機轉(zhuǎn)速，f／v轉(zhuǎn)換器輸出的轉(zhuǎn)速信號送到電壓比較器。電壓比較器由數(shù)個電壓比較電路和相應(yīng)的定值電路及濾波電容器，輸入電阻組成。各電壓比較電路以f／v轉(zhuǎn)換器輸出的轉(zhuǎn)速信號作為輸入，通過比較電路分別與相應(yīng)的定值電路的整定值比較各定值電路的整定值分別調(diào)整到對應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速為n0、n1、n2…等數(shù)個電壓點上，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速通過各定值點變化時，電壓比較器的輸出電位發(fā)生突變，這樣就獲得發(fā)動機轉(zhuǎn)速分段信號，各比較電路的輸出信號送往燈光顯示電路、音響控制電路和怠速供油自動控制電路參與控制。節(jié)氣門位置開關(guān)利用碳膜電位器改裝而成，其特點在于用分為數(shù)段的分段金屬片取代了碳膜電位器中的碳膜電阻片，碳膜電位器其他部分不變，分段金屬片的各段金屬片相互絕緣，並固定在絕緣板上，每段金屬片占據(jù)一定的角度范圍，數(shù)段金屬片將整個油門開角度分為數(shù)個區(qū)域，每段金屬片都有導(dǎo)線連接，接到燈光顯示電路、音響控制電路，怠速供油自動控制電路上?；瑒颖叟c金屬片接觸，並接電源正極，轉(zhuǎn)軸由連結(jié)螺母與節(jié)氣門軸固定在一起，電位器外殼由支架與化油器固定在一起，節(jié)氣門打開時節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)動軸滑動臂一起旋轉(zhuǎn)。按節(jié)氣門開度的大小，滑動臂與相應(yīng)的金屬片接觸，連結(jié)該金屬片的導(dǎo)線上就有高電位輸出，這樣就實現(xiàn)了節(jié)氣門開度角的分段取樣。節(jié)氣門開度角信號通過與金屬片連結(jié)的導(dǎo)線，分別送到燈光顯示電路、音響控制電路和怠速供油自動控制電路。節(jié)氣門開度角分段信號和來自比較器的轉(zhuǎn)速分段信號，將發(fā)動機整個運行工況分為四大工作區(qū)即節(jié)油區(qū)、最大扭矩區(qū)、怠速區(qū)、費油區(qū)，當發(fā)動機運行工況超出節(jié)油區(qū)，上述信號通過各控制電路按照各個區(qū)域應(yīng)當采取的操作，控制燈光顯示電路、音響控制電路和怠速供油自動控制電路作出響應(yīng)。燈光顯示電路由發(fā)光二極管、驅(qū)動電路、和邏輯控制電路組成，發(fā)光二極管起指示燈作用。發(fā)光二極管由驅(qū)動電路驅(qū)動。驅(qū)動電路由與發(fā)光二極管串聯(lián)的晶體管和限流電阻組成。晶體管受邏輯控制電路的控制，邏輯控制電路由各種門電路構(gòu)成，邏輯控制電路輸入節(jié)氣門位置分段信號和轉(zhuǎn)速分段信號，輸出驅(qū)動電路控制信號，當輸出信號為高電位時，使驅(qū)動電路中相對應(yīng)的晶體三極管導(dǎo)通，發(fā)光二極管發(fā)光。邏輯電路的作用是根據(jù)轉(zhuǎn)速分段信號和油門位置分段信號，判定發(fā)動機的工作區(qū)域，並按照節(jié)油駕駛操作規(guī)律在該區(qū)域應(yīng)當采取的操作方法，控制相應(yīng)的指示燈發(fā)光，指示駕駛員節(jié)油操作。音響控制電路由音響器和控制電路、音響開關(guān)組成。音響器由晶體管和電阻、電容構(gòu)成的多諧振蕩器和揚聲器組成。其中電容C11與揚聲器並聯(lián)，用于消除發(fā)動機點火干擾引起的噪聲，兩個不同阻值的電阻分別通過與電阻相串聯(lián)的晶體管的導(dǎo)通和截止與音響器串聯(lián)，用于改變音響器的音調(diào)和音量?？刂齐娐酚筛鞣N門電路組成。控制電路輸入節(jié)氣門位置分段信號和轉(zhuǎn)速分段信號，輸出音調(diào)控制電路串聯(lián)晶體管G8、G7的控制信號，當發(fā)動機運行于費油區(qū)時，對晶體管G8基極輸出高電位使晶體管導(dǎo)通，電阻串入音響器，音響器發(fā)出高音，當發(fā)動機運行于最大扭矩區(qū)，控制電路對另一晶體管基極輸出高電位使其導(dǎo)通，另一音調(diào)控制電阻串入音響器，音響器發(fā)出另一種音調(diào)如低音。在怠速區(qū)和節(jié)油區(qū)控制電路無信號輸出，音響器不發(fā)音，根據(jù)音響駕駛員可判斷出發(fā)動機所處的工作區(qū)域，若不需要報警發(fā)音，可將音響開關(guān)關(guān)斷。怠速供油自動控制電路由電阻、晶體管、二極管組成，其功能是根據(jù)油門位置分段信號和轉(zhuǎn)速分段信號判斷發(fā)動機的工作區(qū)域，當發(fā)動機處于怠速區(qū)，並且工作于強制怠速工況時，控制電磁閥截斷供油。電磁閥安裝在汽車化油器主油道上，受總速供油自動控制電路控制，在非怠速工況或正常怠速工況，控制電路使電磁閥打開主油道，保持對發(fā)動機供油，強制怠速工況控制電路使電磁閥關(guān)閉，截斷化油器供油，這樣該電路就自動使發(fā)動機實現(xiàn)脫擋滑行不熄火，掛擋滑行不供油。電源電路由汽車點火開關(guān)輸入汽車電瓶直流電，輸出兩組電壓，一組為穩(wěn)壓電壓供接口電路、f／v轉(zhuǎn)換器、電壓比較器、節(jié)氣門位置開關(guān)用，以提高這些電路的精度，另一組為電瓶電壓。供燈光顯示電路、音響控制電路、怠速供油自動電路等功率較大的電路，以減輕穩(wěn)壓電路的負擔。電源電路輸入端串聯(lián)一個晶體二極管，以防止電源極性接反造成電路損壞，電源電路輸入端接點火開關(guān)，接地端與汽車搭鐵，電源指示發(fā)光二極管兼起點火指示作用。
本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、安裝在駕駛室內(nèi)視線可及的位置，根據(jù)燈光、聲響信號指示駕駛員按照節(jié)油駕駛規(guī)律操作油門和排擋，使發(fā)動機根據(jù)道路和載重所需動力，回到節(jié)油區(qū)或最大扭矩區(qū)工作。這樣就把發(fā)動機的經(jīng)濟性和動力性有機的結(jié)合起來，並充分合理的發(fā)揮，在怠速工況區(qū)本儀器自動控制供油，使發(fā)動機自動做到脫擋滑行不熄火、掛擋滑行不供油，這樣既節(jié)約了汽油，又提高了行車安全，防止發(fā)動機因轉(zhuǎn)速過高，或潤滑油稀釋引起早期損壞。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型作進一步的實施說明。
圖一是本實用新型的結(jié)構(gòu)方框圖圖二是本實用新型的電路原理圖圖三是本實用新型的油門位置開關(guān)分段金屬片圖圖四是本實用新型與汽車發(fā)動機的各部連結(jié)圖根據(jù)圖一、圖二的結(jié)構(gòu)原理設(shè)計的汽車節(jié)油駕駛控制儀由接口電路(1)、f／v轉(zhuǎn)換器(2)電壓比較器(3)，節(jié)氣門位置開關(guān)(4)，燈光顯示電路(5)、音響控制電路(6)、怠速供油自動控制電路(7)，斷油電磁閥(8)、電源電路(9)、帶有座(47)的外殼(46)及接節(jié)氣門位置開關(guān)(4)的安裝支架(32)、連結(jié)螺母(31)組成。
接口電路(1)由降壓濾波電路(11)、反向器電路(12)，微分電路(13)組成。降壓濾波電路由電阻R1、R2、電容C1組成；反向器電路(12)是由晶體管G1、G2、電阻R3－R6組成的兩級反向器；微分電路(13)由電容器C2、電阻R7、二極管D6組成。接口電路(1)的輸入端(10)接到點火線圈(35)與分電盤(36)的低壓連結(jié)線上取轉(zhuǎn)速信號。
f／v轉(zhuǎn)換器(2)由單穩(wěn)電路(14)和低通濾波器(15)構(gòu)成。單穩(wěn)電路由電阻R8－R11、電容器C3晶體三極管G3、G4組成；低通濾波器由電阻R12－R14、電容C4、C5組成。
電壓比較器(3)由一組電壓比較電路(16)和相應(yīng)的定值電路(17)、濾波電容(18)輸入電阻(19)構(gòu)成。電壓比較電路(16)由運算放大器YF0－YF3組成；定值電路(17)由電位器W0－W3組成；濾波電容(18)由電容C6－C9組成；輸入電阻(19)由電阻R15－R18組成。
節(jié)氣門位置開關(guān)(4)用圖三所示分段金屬片(20)替換碳膜電位器的碳膜片而構(gòu)成。節(jié)氣門位置開關(guān)的滑動臂(27)轉(zhuǎn)軸(28)及殼體(29)均為原碳膜電位的相應(yīng)另件。分段金屬片(20)可分為數(shù)段，各段相互絕緣固定在絕緣板上，每段金屬片占據(jù)一定的角度范圍，將整個油門開度角分為數(shù)個區(qū)域，本實施例為五段即金屬片(21－25)和固定金屬片(21－25)的絕緣板(26)組成。分段金屬片(20)通過導(dǎo)線與燈光顯示電路(5)音響控制電路(6)、怠速供油自動控制電路(7)相連結(jié)。滑動臂(27)通過電阻R19接電源(9)正極。轉(zhuǎn)軸(28)由連接螺母(31)與節(jié)氣門軸(30)同軸線連結(jié)。節(jié)氣門位置開關(guān)的殼體(29)由支架(32)與化油器(33)固定在一起，當節(jié)氣門軸(30)轉(zhuǎn)動時帶動轉(zhuǎn)軸(28)、滑動臂(27)一起轉(zhuǎn)動，並將正電位傳給分段金屬片。
燈光顯示電路(5)由發(fā)光二極管D1－D5、驅(qū)動電路(37)、邏輯控制電路(38)構(gòu)成。發(fā)光二極管D1亮表示應(yīng)加大油門，D2亮表示需要較大動力時可加大油門，進入最大扭矩區(qū)D3亮表示應(yīng)減小油門，D2、D3同時亮表示發(fā)動機工作于最大扭矩區(qū)，不需要較大動力時可減小油門進入節(jié)油區(qū)，D4亮表示應(yīng)換高速擋，D5亮表示應(yīng)換低速擋，五個指示燈指示出油門排擋的全部操作。發(fā)光二極管由驅(qū)動電路(37)驅(qū)動。驅(qū)動電路(37)由與發(fā)光二極管串聯(lián)的晶體管G20－G24和限流電阻R43－R47組成；邏輯控制電路(38)由電阻R30－R42、晶體二極管D12－D22、晶體三極管G12－G19組成的各種門電路組成。邏輯控制電路(38)也可由集成電路組成。邏輯控制電路(38)的作用，是根據(jù)電壓比較器(3)輸出的轉(zhuǎn)速分段信號和節(jié)氣門位置開關(guān)(4)輸出的油門位置分段信號，確定發(fā)動機的工作區(qū)，並按該區(qū)域應(yīng)當采取的駕駛操作方式控制各驅(qū)動電路(37)，使相應(yīng)的發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，指示駕駛員節(jié)油操作。
音響控制電路(6)由音響器(39)控制電路(41)音響開關(guān)K構(gòu)成。音響器(39)由電阻R26－R29、電容器C10－C12、晶體三極管G10、G11組成的多諧振蕩器(40)和揚聲器YD組成。其中電解電容C11起消除點火干擾的噪聲作用，不同阻值的電阻R28、R29起音調(diào)變換作用；控制電路(41)由電阻R20－R25二極管D7－D11、晶體三極管G5－G9組成，控制電路(41)也可由集成電路組成。其功能是根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)速分段信號和油門位置分段信號判斷發(fā)動機工作區(qū)域，並控制音響器(39)在發(fā)動機工作于費油區(qū)時發(fā)出一種音響，工作于最大扭矩時又發(fā)出另一種音響。
怠速供油自動控制電路(7)由電阻R48－R51、晶體管G25－G28、二極管D23組成，也可由集成電路組成。其功能是當發(fā)動機工作于強制怠速工況時關(guān)斷電磁閥(8)截斷供油。
電磁閥(8)安裝在汽車化油器(33)主油道上，由導(dǎo)線與怠速供油自動控制電路(7)連結(jié)，受該電路的控制。
電源電路(9)由二極管D24、發(fā)光二極管D25、電阻R52、R53電容器C13穩(wěn)壓管WD三極管G29構(gòu)成。二極管D24起保護作用，防止電源極性反接造成電路損壞。電源輸入端(42)接點火開關(guān)(34)電源接地端(43)與汽車搭鐵。發(fā)光二極管D25還起點火指示燈作用。電源電路(9)輸出兩種電壓，一種為穩(wěn)壓電壓(44)供接口電路(1)f／v轉(zhuǎn)換器(2)電壓比較器(3)，節(jié)氣門位置開關(guān)(4)，以保證這些電路的工作精度；另一種不經(jīng)穩(wěn)壓的電并電壓(45)供燈光顯示電路(5)音響控制電路(6)怠速供油自動控制電路(7)等大功率電路的使用，以減小穩(wěn)壓電路的功率。
本實用新型如圖一、二、四所示，通過外殼座(47)的孔(48a、48b)固定于駕駛室內(nèi)，有關(guān)電路元件安裝于外殼(46)內(nèi)，並通過外殼(46)的正面顯示指示油門、排擋全部操作的發(fā)光二極管D1－D5，音響開關(guān)K及指示駕駛操作圖型(50、53)、(51、52)。有關(guān)導(dǎo)線通過外殼(46)上的孔(49)與汽車相應(yīng)部分連結(jié)。
本實用新型適用于各種汽油車，根據(jù)上述實施例節(jié)油率可達7～12％。
權(quán)利要求1.汽車節(jié)油駕駛控制儀由帶有座(47)的外殼(46)、音響開關(guān)K、電源指示發(fā)光二極管D2，及電子電路組成其特征在于外殼(47)的正面裝有指示油門操作的發(fā)光二極管(D1、D2、D3)及指示換擋操作的發(fā)光二極管(D4、D3)，電子電路由電子元件組成的接口電路(1)、f/v轉(zhuǎn)換器(2)、電壓比較器(3)、節(jié)氣門位置開關(guān)(4)、燈光顯示電路(5)、音響控制電路(6)、怠速供油自動控制電路(7)電磁閥(8)電源電路(9)構(gòu)成，並通過外殼(46)的孔口(49)穿出的導(dǎo)線分別與節(jié)氣門位置開關(guān)(4)、安裝在化油器(33)上的電磁閥(8)及汽車點火開關(guān)(34)分電盤(36)連結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的汽車節(jié)油駕駛控制儀其特征在于接口電路(1)由濾波電路(11)反向電路(12)微分電路(13)組成，也可僅由濾波電路(11)反向電路(12)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的汽車節(jié)油駕駛控制儀其特征在于電壓比較器(3)由一組至少兩個電壓比較電路(16)和相應(yīng)的定值電路(17)、濾波電容(18)輸入電阻(19)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的汽車節(jié)油駕駛控制儀其特征在于節(jié)氣門位置開關(guān)(4)是用分段金屬片(20)替換碳膜電位器中的碳膜電阻片而成
5.根據(jù)權(quán)利要求5所說的汽車節(jié)油駕駛控制儀其特征在于分段金屬片(20)分為數(shù)段相互絕緣地固定在絕緣板(26)上，並通過導(dǎo)線與燈光顯示電路(5)音響控制電路(6)怠速供油自動控制電路(7)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所說的汽車節(jié)油駕駛控制儀其特征在于節(jié)氣門位置開關(guān)(4)以轉(zhuǎn)軸(28)通過連結(jié)螺母(31)與節(jié)氣門軸(30)同軸線相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所說的汽車節(jié)油駕駛控制儀其特征在于節(jié)氣門位置開關(guān)(4)的殼體(29)由支架(32)與化油器(33)固定在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所說的汽車節(jié)油駕駛控制儀其特征在于燈光顯示電路(5)由發(fā)光二極管、驅(qū)動電路(37)邏輯控制電路(38)組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所說的汽車節(jié)油駕駛控制儀其特征在于指示油門操作的發(fā)光二極管D1亮表示應(yīng)加大油門，D2亮表示可加大油門，D3亮表示應(yīng)減小油門，D2、D3同時亮表示可減小油門，指示換擋操作的發(fā)光二極管D4亮表示換高速擋，D5亮表示換低速擋。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所說的汽車節(jié)油駕駛控制儀其特征在于邏輯控廠電路(38)最佳實施例是由晶體三極管(G12－G19)二極管(D12－D22)電阻(R30－R42)組成也可由實現(xiàn)相同邏輯功能的集成電路組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所說的汽車節(jié)油駕駛控制儀其特征在于音響控制電路(6)由音響器(39)控制電路(41)音響開關(guān)K組成。
專利摘要本實用新型采用簡單的模擬電路，數(shù)字電路和油門位置開關(guān)，將發(fā)動機運行工況分為節(jié)油區(qū)、最大扭矩區(qū)、怠速區(qū)和費油區(qū)。當發(fā)動機運行工況超出節(jié)油區(qū)時能按節(jié)油駕駛操作規(guī)律自動產(chǎn)生控制信號，發(fā)出不同的聲、光信號，直接指示駕駛員合理操作油門和排擋，根據(jù)動力需求情況使發(fā)動機回到節(jié)油區(qū)或最大扭矩區(qū)工作，當發(fā)動機處于強制怠速狀態(tài)時本儀器能自動截斷怠速供油。
文檔編號F02D41/30GK2040155SQ8820073
公開日1989年6月22日 申請日期1988年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月19日
發(fā)明者段亞西 申請人:云南省交通科學(xué)研究所