一種汽車燃料系統自適應控制方法與控制器的製作方法
2024-02-03 15:52:15 3
專利名稱：一種汽車燃料系統自適應控制方法與控制器的製作方法
技術領域：
本發明屬於汽車發動機汽缸噴油器噴油量的控制技術領域，具體涉及一種汽車燃料系統自適應控制方法與控制器。
背景技術：
現有的燃料控制一般採用純電子線路構成，未使用集成微處理器，並且裝置中採用繼電器作為模式選擇開關和冷啟動開關，通過繼電器開啟和閉合來選擇燃料控制模式； 冷啟動時利用外部開關控制繼電器保持開啟一段時間，噴油器連續噴油，保證啟動。噴油脈衝電信號經過LM139JS電壓比較器，對脈衝信號的寬度進行調整，放大輸出到噴油器。此類控制器存在有一下兩大缺陷(1)適用範圍較小，若更換燃料種類，需手動改變電路，操作較為複雜且精度比較低。⑵在低溫的環境下，需根據人都主觀判斷溫度高低決定是否做冷啟動，這樣操作準確性不高。並且冷啟動的方法一般是打開點火開頭，通過一個外置開關的開閉向發動機缸體內噴適量的燃油，按一下啟動開關按鈕，不超過0. 5s，噴油器連續噴油加濃，增加混合氣的濃度，使汽車啟動，且噴油量的多少需要人工不斷的嘗試，使用麻煩。現有的汽車燃料控制器通過電壓比較電路實現噴油脈衝寬度的定量調整，如需改變噴油脈衝寬度，需通過改變比較電壓的值，即調節外部電阻的大小。在較低溫度啟動時， 通過手動開關向缸體內連續噴油加濃，由於醇類的汽化潛熱比汽油的汽化潛熱高等化學特性，低溫下汽車不易啟動，需通過連續噴油加濃，促使其充分燃燒促進啟動。
發明內容
本發明的目的在於提供一種操作簡單，運作精確，使用方便的汽車燃料系統自適應自適應控制方法與控制器。為實現上述技術任務，本發明採取如下的技術解決方案一種汽車燃料系統自適應控制方法，其特徵在於，實時截取汽車電腦輸出的噴油脈衝信號，通過採樣獲取得初始噴油脈衝寬度；當汽車燃料為汽油時汽車啟動時與運行時的噴油脈衝寬度均為初始噴油脈衝寬度；當汽車燃料為醇類燃料時室外溫度> 5°C時，汽車啟動時與運行時的噴油脈衝寬度為初始噴油脈衝寬度的130% 140% ；室外溫度< 5°C時，汽車啟動時的噴油脈衝寬度為初始噴油脈衝寬度的100% 200%，經3秒啟動完成後即運行時的噴油脈衝寬度為初始噴油脈衝寬度的130% 140%。一種用於上述控制方法的控制器，包括主控制單元、人工冷啟動開關和模式切換開關；其特徵在於，所述主控制單元包括依次由連接的信號輸入電路、整形電路、處理模塊和驅動電路，所述模式切換開關與處理模塊連接，所述冷啟動開關與處理模塊連接；其中，所述信號輸入電路包括電阻Rl和電容Cl，電阻Rl —端和電容Cl的一端共線，電阻Rl的另一端接+12V，電容Cl的另一端接地；
所述整形電路包括晶片U1、電阻R2和電容C2，晶片Ul為光電耦合晶片，晶片Ul 的1腳與電阻R2的一端連接，電阻Rl和電容Cl均與晶片Ul的3腳連接，晶片Ul的4腳接地，晶片Ul的6腳通過電容C2接地，同時6腳接入+5V，電阻R2的另一端接+12V ；所述處理模塊包括晶片U2、電阻R3和電容C3，晶片U2為單片機，晶片U2的12腳與晶片Ul的5腳連接並與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接+5V並通過電容C2接地，晶片U2的40腳共線連接+5V並通過電容C3接地，晶片U2的20腳共線接地；所述驅動電路包括功率場效應管Ql、電阻R4和電容C4，功率場效應管Ql的柵極G 通過電阻R4與晶片U2的39腳連接，功率場效應管Ql的源極S接地，功率場效應管Ql的漏極D通過電容C4接地並輸出到對應的噴油器；所述模式切換開關為一外置開關，該外置開關一端與晶片U2的1腳相接，另一端接+5V;所述冷啟動開關包括一開關，該冷啟動開關與晶片U2的10腳連接。進一步，所述晶片Ul為HCPL-M611的光電耦合器。進一步，所述的晶片U2是實現權利要求1所述方法的單片機。更進一步，所述晶片U2為是Atmel公司生產的8位單片機。更進一步，所述晶片U2為為AT89C51單片機。進一步，所述功率場效應管Ql的型號為IRF530N。進一步，所述的控制器還包括有至少一個副控制單元，該副控制單元與主控制單元的電路相同，副控制單元中的晶片U2與主控制單元中的晶片U2相接。再進一步，所述控制器包括有三個副控制單元，分別為第一副控制單元、第二副控制單元和第三副控制單元，第一副控制單元中的晶片U2的M腳與主控制單元中的晶片U2 的M腳相接，第一副控制單元中的晶片U2的25腳與主控制單元中的晶片U2的25腳相接，第一副控制單元中的晶片U2的1腳與模式切換開關連接；第二副控制單元中的晶片U2 的M腳與主控制單元中的晶片U2的M腳相接，第二副控制單元中的晶片U2的25腳與主控制單元中的晶片U2的25腳相接，第二副控制單元中的晶片U2的1腳與模式切換開關連接；第三副控制單元中的晶片U2的M腳與主控制單元中的晶片U2的M腳相接第三副控制單元中的晶片U2的25腳與主控制單元中的晶片U2的25腳相接，第三副控制單元中的晶片U2的1腳與模式切換開關連接。本發明可取得如下有益的技術效果1)在更換汽車燃料時，本發明所述的控制器無需更換電路，僅需修改處理模塊的內部程序，具體操作時藉助外置的模式轉換開關選擇核心處理器即晶片U2中適應所選燃料的控制程序，即可實現控制模式的優化。當選定內部指令程序後，內部程序即可自動切換到這種燃料運行的處理狀態，輸出合理的噴油脈衝寬度供噴油器使用。2)在汽車啟動時，本發明控制器經人工客觀判斷外部溫度，處理模塊中的晶片U2 判斷調整噴油脈衝寬度的大小，就可在較低溫度下實現汽車的正常啟動。通過集成晶片對噴油脈衝寬度的相應調整，可以精確到微秒級，實現不同環境下汽車平穩運行，更加節能， 減少資源浪費。
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圖1為本發明所述控制器中主控制單元或副控制單元的結構原理框2為本發明所述控制器中主控制單元或副控制單元的電路圖
具體實施例方式實例1本實施例的控制器包括主控制單元、測溫電路和模式切換開關；所述主控制單元包括依次連接的信號輸入電路、整形電路、處理模塊和驅動電路，所述模式切換開關與處理模塊連接；所述冷啟動開關與處理模塊連接；上述信號輸入電路包括電阻Rl和電容Cl，電阻Rl —端和電容Cl的一端共線接汽車電腦，獲取其輸出的原始噴油脈衝信號，電阻Rl的另一端接+12V，電容Cl的另一端接地；上述整形電路包括晶片U1、電阻R2和電容C2，晶片Ul為HCPL-M611的光電耦合晶片，晶片Ul的1腳與電阻R2的一端連接，電阻Rl和電容Cl均與晶片Ul的3腳連接，晶片Ul的4腳接地，晶片Ul的6腳通過電容C2接地，同時晶片Ul的6腳接入+5V，電阻R2 的另一端接+12V;上述處理模塊包括晶片U2、電阻R3和電容C3，晶片U2是Atmel公司生產的8位單片機用於對噴油信號的處理，晶片U2的12腳與晶片Ul的5腳連接並與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接+5V並通過電容C2接地，晶片U2的40腳共連接+5V並通過電容 C3接地，晶片U2的20腳接地；上述驅動電路包括IRF530N功率場效應管Ql、電阻R4和電容C4，功率場效應管Ql 的柵極G通過電阻R4與晶片U2的39腳連接，功率場效應管Ql的源極S接地，功率場效應管Ql的漏極D通過電容C4接地並輸出噴油脈衝信號供噴油器使用；上述主模式切換開關為一外置開關，該外置開關的一端與晶片U2的1腳連接，另一端接+5V ；上述冷啟動開關包括一開關，該冷啟動開關與晶片U2的10腳連接。本發明的控制器不改變原汽車電腦的前提下，能夠對發動機燃油噴射量進行有效的控制，該方法中實時截取汽車電腦輸出的噴油脈衝信號，通過對該噴油脈衝寬度進行相應調整，以保證汽車在不同種類燃料時都可穩定運行；汽車啟動時，汽車電腦ECU的噴油脈衝信號輸入信號輸入電路，經R1、C1進行濾波處理後，輸入整形電路，經晶片Ul進行光電隔離處理，濾去外部噪音幹擾獲得更加準確的方波信號，而後通過晶片U2的第12管腳進入處理器，晶片U2通過內部計數器進行採樣，獲取初始噴油脈衝寬度經過調整得到符合要求的信號。啟動的同時，晶片U2根據外置的模式轉換開關向其發出的標誌信號，判斷所使用的燃料種類，當燃料為汽油時，晶片U2對所輸入的初始噴油脈衝信號不做任何處理使其輸出到噴油器，即汽車啟動時與運行時的噴油脈衝寬度均為初始噴油脈衝寬度；當燃料為醇類時，處理器U2根據人工給的是否冷啟動命令做出如下處理當室外溫度>5°C時，啟動時與啟動後的噴油脈衝寬度調整為初始噴油脈衝寬度的130% 140% ；當室外溫度彡50C 時，啟動時的噴油脈衝寬度調整為初始噴油脈衝寬度的100 % 200 %，且延續3秒，啟動完成後，噴油脈衝寬度調整為初始噴油脈衝寬度的130% 140% ；
經晶片U2的噴油脈衝寬度信號由晶片U2經過修改後從39腳輸出新的噴油脈衝信號至驅動電路，該信號由IRF530進行功率放大後輸出至噴油器。實例2本實施例中的控制器是在實施例1的控制器的基礎上設置有一副控制單元，該副控制單元中的晶片U2的M腳和25腳與主控制單元中的晶片U2的M腳和25腳對應相接， 副控制單元中的晶片U2的1腳與模式切轉換的外置開關的一端相接；且副控制單元的電路均與主控制單元的電路相同。其中的主控制單元和副控制單元分別控制汽車發動機的2個氣缸噴油器的噴油量。主控制單元和副控制單元進行同步控制工作主控制單元和副控制單元接收到模式控制開關命令；當燃料為汽油時，主控制單元和副控制單元中晶片U2對所輸入的初始噴油脈衝信號均不做任何處理使其輸出到噴油器，即汽車啟動時與運行時的噴油脈衝寬度均為原噴油脈衝寬度；當燃料為醇類時，主控制單元的處理器U2根據冷啟動開關得到是否冷啟動命令進行實施例1中所述的處理工作；同時主控制單元的處理器U2向副控制單元發出處理命令，副控制單元開始與主控制單元進行同步信號處理，根據人工冷啟動命令主控制單元中的晶片U2的M腳和25腳向副控制單元中的晶片U2發出電信號命令，當副控制單元中的晶片U2的M腳和25腳接收到的都是高電平信號時，副控制單元的晶片U2開始與主控制單元的晶片U2同步做冷啟動處理即啟動時的噴油脈衝寬度調整為初始噴油脈衝寬度的100% 200%，且延續3秒，啟動完成後，噴油脈衝寬度調整為初始噴油脈衝寬度的 130% 140% ；當副控制單元中的晶片U2的M腳和25腳接收到的都是低電平信號，則副控制單元的晶片U2開始與主控制單元的晶片U2同步做正常啟動處理啟動時與啟動後的噴油脈衝寬度調整為初始噴油脈衝寬度的130% 140%。實例3本實施例中的控制器是在實施例1的控制器的基礎上設置有三個副控制單元，分別為第一副控制單元、第二副控制單元和第三副控制單元，第一副控制單元中的晶片U2的 24腳和25腳與主控制單元中的晶片U2的M腳和25腳對應相接，第二副控制單元中的晶片U2的M腳和25腳與主控制單元中的晶片U2的M腳和25腳對應相接，第三副控制單元中的晶片U2的M腳和25腳與主控制單元中的晶片U2的M腳和25腳對應相接，第一副控制單元中的晶片U2的1腳與模式切換開關連接，第二副控制單元中的晶片U2的1腳與模式切換開關連接，第三副控制單元中的晶片U2的1腳與模式切換開關連接。其中的主控制單元、第一副控制單元、第二副控制單元和第三副控制單元可分別控制汽車發動機的4個氣缸噴油器的噴油量。如實施例2中所述，主控制單元進行自我處理工作並指控第一副控制單元、第二副控制單元和第三副控制單元同步工作。
權利要求
1.一種汽車燃料系統自適應控制方法，其特徵在於，實時截取汽車電腦輸出的噴油脈衝信號，通過採樣獲取得初始噴油脈衝寬度；當汽車燃料為汽油時汽車啟動時與運行時的噴油脈衝寬度均為初始噴油脈衝寬度；當汽車燃料為醇類燃料時室外溫度> 5°C時，汽車啟動時與運行時的噴油脈衝寬度為初始噴油脈衝寬度的130% 140% ；室外溫度< 5°C時，汽車啟動時的噴油脈衝寬度為初始噴油脈衝寬度的100% 200%，經3秒啟動完成後即運行時的噴油脈衝寬度為初始噴油脈衝寬度的130% 140%。
2.一種用於如權利要求1所述控制方法的控制器，包括主控制單元、人工冷啟動開關和模式切換開關；其特徵在於，所述主控制單元包括依次由連接的信號輸入電路、整形電路、處理模塊和驅動電路，所述模式切換開關與處理模塊連接，所述冷啟動開關與處理模塊連接；其中，所述信號輸入電路包括電阻Rl和電容Cl，電阻Rl —端和電容Cl的一端共線，電阻Rl的另一端接+12V，電容Cl的另一端接地；所述整形電路包括晶片Ul、電阻R2和電容C2，晶片Ul為光電耦合晶片，晶片Ul的1 腳與電阻R2的一端連接，電阻Rl和電容Cl均與晶片Ul的3腳連接，晶片Ul的4腳接地， 晶片Ul的6腳通過電容C2接地，同時6腳接入+5V，電阻R2的另一端接+12V ；所述處理模塊包括晶片U2、電阻R3和電容C3，晶片U2為單片機，晶片U2的12腳與晶片Ul的5腳連接並與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接+5V並通過電容C2接地，晶片U2的40腳共線連接+5V並通過電容C3接地，晶片U2的20腳共線接地；所述驅動電路包括功率場效應管Ql、電阻R4和電容C4，功率場效應管Ql的柵極G通過電阻R4與晶片U2的39腳連接，功率場效應管Ql的源極S接地，功率場效應管Ql的漏極D通過電容C4接地並輸出到對應的噴油器；所述模式切換開關為一外置開關，該外置開關一端與晶片U2的1腳相接，另一端接+5V ；所述冷啟動開關包括一開關，該冷啟動開關與晶片U2的10腳連接。
3.如權利要求2所述的控制器，其特徵在於，所述晶片Ul為HCPL-M611的光電耦合器。
4.如權利要求2所述的控制器，其特徵在於，所述的晶片U2是實現權利要求1所述方法的單片機。
5.如權利要求4所述的控制器，其特徵在於，所述晶片U2為是Atmel公司生產的8位單片機。
6.如權利要求4所述的控制器，其特徵在於，所述晶片U2為AT89C51單片機。
7.如權利要求2所述的控制器，其特徵在於，所述功率場效應管Ql的型號為IRF530N。
8.如權利要求2到7任一項權利要求所述的控制器，其特徵在於，所述的控制器還包括有至少一個副控制單元，該副控制單元與主控制單元的電路相同，副控制單元中的晶片U2 與主控制單元中的晶片U2相接。
9.如權利要求8所述的控制器，其特徵在於，所述控制器包括有三個副控制單元，分別為第一副控制單元、第二副控制單元和第三副控制單元；第一副控制單元中的晶片U2的M腳與主控制單元中的晶片U2的M腳相接，第一副控制單元中的晶片U2的25腳與主控制單元中的晶片U2的25腳相接，第一副控制單元中的晶片U2的1腳與模式切換開關連接；第二副控制單元中的晶片U2的M腳與主控制單元中的晶片U2的M腳相接，第二副控制單元中的晶片U2的25腳與主控制單元中的晶片U2的25腳相接，第二副控制單元中的晶片U2的1腳與模式切換開關連接；第三副控制單元中的晶片U2的M腳與主控制單元中的晶片U2的M腳相接第三副控制單元中的晶片U2的25腳與主控制單元中的晶片U2的25腳相接，第三副控制單元中的晶片U2的1腳與模式切換開關連接。
全文摘要
本發明屬於汽車發動機汽缸噴油器噴油量的控制技術領域，具體涉及一種操作簡單，運作精確，使用方便的汽車燃料系統自適應控制方法與控制器。本發明所述的控制方法，實時截取汽車電腦輸出的噴油脈衝信號，通過採樣獲取得初始噴油脈衝寬度；針對不同的汽車燃料對汽車啟動時與運行時的噴油脈衝寬度進行自動調整，達到控制目的；所述的控制器，包括主控制單元、人工冷啟動開關和模式切換開關；其中主控制單元包括依次由連接的信號輸入電路、整形電路、處理模塊和驅動電路，模式切換開關與處理模塊連接，冷啟動開關與處理模塊連接；其有益效果在於，在更換汽車燃料時，無需更換電路；控制可以精確到微秒級，實現不同環境下汽車平穩運行，減少資源浪費。
文檔編號F02D41/30GK102400803SQ20111034232
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者劉生全, 王志文, 王斌文 申請人:平涼市中力新能源科技研究院