专利名称：一种汽车燃料系统自适应控制方法与控制器的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车发动机汽缸喷油器喷油量的控制技术领域，具体涉及一种汽车燃料系统自适应控制方法与控制器。
背景技术：
现有的燃料控制一般采用纯电子线路构成，未使用集成微处理器，并且装置中采用继电器作为模式选择开关和冷启动开关，通过继电器开启和闭合来选择燃料控制模式； 冷启动时利用外部开关控制继电器保持开启一段时间，喷油器连续喷油，保证启动。喷油脉冲电信号经过LM139JS电压比较器，对脉冲信号的宽度进行调整，放大输出到喷油器。此类控制器存在有一下两大缺陷(1)适用范围较小，若更换燃料种类，需手动改变电路，操作较为复杂且精度比较低。⑵在低温的环境下，需根据人都主观判断温度高低决定是否做冷启动，这样操作准确性不高。并且冷启动的方法一般是打开点火开头，通过一个外置开关的开闭向发动机缸体内喷适量的燃油，按一下启动开关按钮，不超过0. 5s，喷油器连续喷油加浓，增加混合气的浓度，使汽车启动，且喷油量的多少需要人工不断的尝试，使用麻烦。现有的汽车燃料控制器通过电压比较电路实现喷油脉冲宽度的定量调整，如需改变喷油脉冲宽度，需通过改变比较电压的值，即调节外部电阻的大小。在较低温度启动时， 通过手动开关向缸体内连续喷油加浓，由于醇类的汽化潜热比汽油的汽化潜热高等化学特性，低温下汽车不易启动，需通过连续喷油加浓，促使其充分燃烧促进启动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简单，运作精确，使用方便的汽车燃料系统自适应自适应控制方法与控制器。为实现上述技术任务，本发明采取如下的技术解决方案一种汽车燃料系统自适应控制方法，其特征在于，实时截取汽车电脑输出的喷油脉冲信号，通过采样获取得初始喷油脉冲宽度；当汽车燃料为汽油时汽车启动时与运行时的喷油脉冲宽度均为初始喷油脉冲宽度；当汽车燃料为醇类燃料时室外温度> 5°C时，汽车启动时与运行时的喷油脉冲宽度为初始喷油脉冲宽度的130% 140% ；室外温度< 5°C时，汽车启动时的喷油脉冲宽度为初始喷油脉冲宽度的100% 200%，经3秒启动完成后即运行时的喷油脉冲宽度为初始喷油脉冲宽度的130% 140%。一种用于上述控制方法的控制器，包括主控制单元、人工冷启动开关和模式切换开关；其特征在于，所述主控制单元包括依次由连接的信号输入电路、整形电路、处理模块和驱动电路，所述模式切换开关与处理模块连接，所述冷启动开关与处理模块连接；其中，所述信号输入电路包括电阻Rl和电容Cl，电阻Rl —端和电容Cl的一端共线，电阻Rl的另一端接+12V，电容Cl的另一端接地；
所述整形电路包括芯片U1、电阻R2和电容C2，芯片Ul为光电耦合芯片，芯片Ul 的1脚与电阻R2的一端连接，电阻Rl和电容Cl均与芯片Ul的3脚连接，芯片Ul的4脚接地，芯片Ul的6脚通过电容C2接地，同时6脚接入+5V，电阻R2的另一端接+12V ；所述处理模块包括芯片U2、电阻R3和电容C3，芯片U2为单片机，芯片U2的12脚与芯片Ul的5脚连接并与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接+5V并通过电容C2接地，芯片U2的40脚共线连接+5V并通过电容C3接地，芯片U2的20脚共线接地；所述驱动电路包括功率场效应管Ql、电阻R4和电容C4，功率场效应管Ql的栅极G 通过电阻R4与芯片U2的39脚连接，功率场效应管Ql的源极S接地，功率场效应管Ql的漏极D通过电容C4接地并输出到对应的喷油器；所述模式切换开关为一外置开关，该外置开关一端与芯片U2的1脚相接，另一端接+5V;所述冷启动开关包括一开关，该冷启动开关与芯片U2的10脚连接。进一步，所述芯片Ul为HCPL-M611的光电耦合器。进一步，所述的芯片U2是实现权利要求1所述方法的单片机。更进一步，所述芯片U2为是Atmel公司生产的8位单片机。更进一步，所述芯片U2为为AT89C51单片机。进一步，所述功率场效应管Ql的型号为IRF530N。进一步，所述的控制器还包括有至少一个副控制单元，该副控制单元与主控制单元的电路相同，副控制单元中的芯片U2与主控制单元中的芯片U2相接。再进一步，所述控制器包括有三个副控制单元，分别为第一副控制单元、第二副控制单元和第三副控制单元，第一副控制单元中的芯片U2的M脚与主控制单元中的芯片U2 的M脚相接，第一副控制单元中的芯片U2的25脚与主控制单元中的芯片U2的25脚相接，第一副控制单元中的芯片U2的1脚与模式切换开关连接；第二副控制单元中的芯片U2 的M脚与主控制单元中的芯片U2的M脚相接，第二副控制单元中的芯片U2的25脚与主控制单元中的芯片U2的25脚相接，第二副控制单元中的芯片U2的1脚与模式切换开关连接；第三副控制单元中的芯片U2的M脚与主控制单元中的芯片U2的M脚相接第三副控制单元中的芯片U2的25脚与主控制单元中的芯片U2的25脚相接，第三副控制单元中的芯片U2的1脚与模式切换开关连接。本发明可取得如下有益的技术效果1)在更换汽车燃料时，本发明所述的控制器无需更换电路，仅需修改处理模块的内部程序，具体操作时借助外置的模式转换开关选择核心处理器即芯片U2中适应所选燃料的控制程序，即可实现控制模式的优化。当选定内部指令程序后，内部程序即可自动切换到这种燃料运行的处理状态，输出合理的喷油脉冲宽度供喷油器使用。2)在汽车启动时，本发明控制器经人工客观判断外部温度，处理模块中的芯片U2 判断调整喷油脉冲宽度的大小，就可在较低温度下实现汽车的正常启动。通过集成芯片对喷油脉冲宽度的相应调整，可以精确到微秒级，实现不同环境下汽车平稳运行，更加节能， 减少资源浪费。
5
图1为本发明所述控制器中主控制单元或副控制单元的结构原理框2为本发明所述控制器中主控制单元或副控制单元的电路图
具体实施例方式实例1本实施例的控制器包括主控制单元、测温电路和模式切换开关；所述主控制单元包括依次连接的信号输入电路、整形电路、处理模块和驱动电路，所述模式切换开关与处理模块连接；所述冷启动开关与处理模块连接；上述信号输入电路包括电阻Rl和电容Cl，电阻Rl —端和电容Cl的一端共线接汽车电脑，获取其输出的原始喷油脉冲信号，电阻Rl的另一端接+12V，电容Cl的另一端接地；上述整形电路包括芯片U1、电阻R2和电容C2，芯片Ul为HCPL-M611的光电耦合芯片，芯片Ul的1脚与电阻R2的一端连接，电阻Rl和电容Cl均与芯片Ul的3脚连接，芯片Ul的4脚接地，芯片Ul的6脚通过电容C2接地，同时芯片Ul的6脚接入+5V，电阻R2 的另一端接+12V;上述处理模块包括芯片U2、电阻R3和电容C3，芯片U2是Atmel公司生产的8位单片机用于对喷油信号的处理，芯片U2的12脚与芯片Ul的5脚连接并与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接+5V并通过电容C2接地，芯片U2的40脚共连接+5V并通过电容 C3接地，芯片U2的20脚接地；上述驱动电路包括IRF530N功率场效应管Ql、电阻R4和电容C4，功率场效应管Ql 的栅极G通过电阻R4与芯片U2的39脚连接，功率场效应管Ql的源极S接地，功率场效应管Ql的漏极D通过电容C4接地并输出喷油脉冲信号供喷油器使用；上述主模式切换开关为一外置开关，该外置开关的一端与芯片U2的1脚连接，另一端接+5V ；上述冷启动开关包括一开关，该冷启动开关与芯片U2的10脚连接。本发明的控制器不改变原汽车电脑的前提下，能够对发动机燃油喷射量进行有效的控制，该方法中实时截取汽车电脑输出的喷油脉冲信号，通过对该喷油脉冲宽度进行相应调整，以保证汽车在不同种类燃料时都可稳定运行；汽车启动时，汽车电脑ECU的喷油脉冲信号输入信号输入电路，经R1、C1进行滤波处理后，输入整形电路，经芯片Ul进行光电隔离处理，滤去外部噪音干扰获得更加准确的方波信号，而后通过芯片U2的第12管脚进入处理器，芯片U2通过内部计数器进行采样，获取初始喷油脉冲宽度经过调整得到符合要求的信号。启动的同时，芯片U2根据外置的模式转换开关向其发出的标志信号，判断所使用的燃料种类，当燃料为汽油时，芯片U2对所输入的初始喷油脉冲信号不做任何处理使其输出到喷油器，即汽车启动时与运行时的喷油脉冲宽度均为初始喷油脉冲宽度；当燃料为醇类时，处理器U2根据人工给的是否冷启动命令做出如下处理当室外温度>5°C时，启动时与启动后的喷油脉冲宽度调整为初始喷油脉冲宽度的130% 140% ；当室外温度彡50C 时，启动时的喷油脉冲宽度调整为初始喷油脉冲宽度的100 % 200 %，且延续3秒，启动完成后，喷油脉冲宽度调整为初始喷油脉冲宽度的130% 140% ；
经芯片U2的喷油脉冲宽度信号由芯片U2经过修改后从39脚输出新的喷油脉冲信号至驱动电路，该信号由IRF530进行功率放大后输出至喷油器。实例2本实施例中的控制器是在实施例1的控制器的基础上设置有一副控制单元，该副控制单元中的芯片U2的M脚和25脚与主控制单元中的芯片U2的M脚和25脚对应相接， 副控制单元中的芯片U2的1脚与模式切转换的外置开关的一端相接；且副控制单元的电路均与主控制单元的电路相同。其中的主控制单元和副控制单元分别控制汽车发动机的2个气缸喷油器的喷油量。主控制单元和副控制单元进行同步控制工作主控制单元和副控制单元接收到模式控制开关命令；当燃料为汽油时，主控制单元和副控制单元中芯片U2对所输入的初始喷油脉冲信号均不做任何处理使其输出到喷油器，即汽车启动时与运行时的喷油脉冲宽度均为原喷油脉冲宽度；当燃料为醇类时，主控制单元的处理器U2根据冷启动开关得到是否冷启动命令进行实施例1中所述的处理工作；同时主控制单元的处理器U2向副控制单元发出处理命令，副控制单元开始与主控制单元进行同步信号处理，根据人工冷启动命令主控制单元中的芯片U2的M脚和25脚向副控制单元中的芯片U2发出电信号命令，当副控制单元中的芯片U2的M脚和25脚接收到的都是高电平信号时，副控制单元的芯片U2开始与主控制单元的芯片U2同步做冷启动处理即启动时的喷油脉冲宽度调整为初始喷油脉冲宽度的100% 200%，且延续3秒，启动完成后，喷油脉冲宽度调整为初始喷油脉冲宽度的 130% 140% ；当副控制单元中的芯片U2的M脚和25脚接收到的都是低电平信号，则副控制单元的芯片U2开始与主控制单元的芯片U2同步做正常启动处理启动时与启动后的喷油脉冲宽度调整为初始喷油脉冲宽度的130% 140%。实例3本实施例中的控制器是在实施例1的控制器的基础上设置有三个副控制单元，分别为第一副控制单元、第二副控制单元和第三副控制单元，第一副控制单元中的芯片U2的 24脚和25脚与主控制单元中的芯片U2的M脚和25脚对应相接，第二副控制单元中的芯片U2的M脚和25脚与主控制单元中的芯片U2的M脚和25脚对应相接，第三副控制单元中的芯片U2的M脚和25脚与主控制单元中的芯片U2的M脚和25脚对应相接，第一副控制单元中的芯片U2的1脚与模式切换开关连接，第二副控制单元中的芯片U2的1脚与模式切换开关连接，第三副控制单元中的芯片U2的1脚与模式切换开关连接。其中的主控制单元、第一副控制单元、第二副控制单元和第三副控制单元可分别控制汽车发动机的4个气缸喷油器的喷油量。如实施例2中所述，主控制单元进行自我处理工作并指控第一副控制单元、第二副控制单元和第三副控制单元同步工作。
权利要求
1.一种汽车燃料系统自适应控制方法，其特征在于，实时截取汽车电脑输出的喷油脉冲信号，通过采样获取得初始喷油脉冲宽度；当汽车燃料为汽油时汽车启动时与运行时的喷油脉冲宽度均为初始喷油脉冲宽度；当汽车燃料为醇类燃料时室外温度> 5°C时，汽车启动时与运行时的喷油脉冲宽度为初始喷油脉冲宽度的130% 140% ；室外温度< 5°C时，汽车启动时的喷油脉冲宽度为初始喷油脉冲宽度的100% 200%，经3秒启动完成后即运行时的喷油脉冲宽度为初始喷油脉冲宽度的130% 140%。
2.一种用于如权利要求1所述控制方法的控制器，包括主控制单元、人工冷启动开关和模式切换开关；其特征在于，所述主控制单元包括依次由连接的信号输入电路、整形电路、处理模块和驱动电路，所述模式切换开关与处理模块连接，所述冷启动开关与处理模块连接；其中，所述信号输入电路包括电阻Rl和电容Cl，电阻Rl —端和电容Cl的一端共线，电阻Rl的另一端接+12V，电容Cl的另一端接地；所述整形电路包括芯片Ul、电阻R2和电容C2，芯片Ul为光电耦合芯片，芯片Ul的1 脚与电阻R2的一端连接，电阻Rl和电容Cl均与芯片Ul的3脚连接，芯片Ul的4脚接地， 芯片Ul的6脚通过电容C2接地，同时6脚接入+5V，电阻R2的另一端接+12V ；所述处理模块包括芯片U2、电阻R3和电容C3，芯片U2为单片机，芯片U2的12脚与芯片Ul的5脚连接并与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端接+5V并通过电容C2接地，芯片U2的40脚共线连接+5V并通过电容C3接地，芯片U2的20脚共线接地；所述驱动电路包括功率场效应管Ql、电阻R4和电容C4，功率场效应管Ql的栅极G通过电阻R4与芯片U2的39脚连接，功率场效应管Ql的源极S接地，功率场效应管Ql的漏极D通过电容C4接地并输出到对应的喷油器；所述模式切换开关为一外置开关，该外置开关一端与芯片U2的1脚相接，另一端接+5V ；所述冷启动开关包括一开关，该冷启动开关与芯片U2的10脚连接。
3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述芯片Ul为HCPL-M611的光电耦合器。
4.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述的芯片U2是实现权利要求1所述方法的单片机。
5.如权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述芯片U2为是Atmel公司生产的8位单片机。
6.如权利要求4所述的控制器，其特征在于，所述芯片U2为AT89C51单片机。
7.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述功率场效应管Ql的型号为IRF530N。
8.如权利要求2到7任一项权利要求所述的控制器，其特征在于，所述的控制器还包括有至少一个副控制单元，该副控制单元与主控制单元的电路相同，副控制单元中的芯片U2 与主控制单元中的芯片U2相接。
9.如权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述控制器包括有三个副控制单元，分别为第一副控制单元、第二副控制单元和第三副控制单元；第一副控制单元中的芯片U2的M脚与主控制单元中的芯片U2的M脚相接，第一副控制单元中的芯片U2的25脚与主控制单元中的芯片U2的25脚相接，第一副控制单元中的芯片U2的1脚与模式切换开关连接；第二副控制单元中的芯片U2的M脚与主控制单元中的芯片U2的M脚相接，第二副控制单元中的芯片U2的25脚与主控制单元中的芯片U2的25脚相接，第二副控制单元中的芯片U2的1脚与模式切换开关连接；第三副控制单元中的芯片U2的M脚与主控制单元中的芯片U2的M脚相接第三副控制单元中的芯片U2的25脚与主控制单元中的芯片U2的25脚相接，第三副控制单元中的芯片U2的1脚与模式切换开关连接。
全文摘要
本发明属于汽车发动机汽缸喷油器喷油量的控制技术领域，具体涉及一种操作简单，运作精确，使用方便的汽车燃料系统自适应控制方法与控制器。本发明所述的控制方法，实时截取汽车电脑输出的喷油脉冲信号，通过采样获取得初始喷油脉冲宽度；针对不同的汽车燃料对汽车启动时与运行时的喷油脉冲宽度进行自动调整，达到控制目的；所述的控制器，包括主控制单元、人工冷启动开关和模式切换开关；其中主控制单元包括依次由连接的信号输入电路、整形电路、处理模块和驱动电路，模式切换开关与处理模块连接，冷启动开关与处理模块连接；其有益效果在于，在更换汽车燃料时，无需更换电路；控制可以精确到微秒级，实现不同环境下汽车平稳运行，减少资源浪费。
文档编号F02D41/30GK102400803SQ20111034232
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者刘生全, 王志文, 王斌文 申请人:平凉市中力新能源科技研究院