专利名称：一种汽车发动机多种燃料控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及控制技术，特别涉及一种汽车发动机多种燃料控制电路。
背景技术：
图1为现有一种汽车发动机燃料控制电路的结构示意图。如图1所示，该电路包 括电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)和喷油嘴线圈。ECU也可称为供油计算机，其两路输入来自汽车的动力平台，一路输出连接至喷油 嘴线圈。两路输入分别接收动力平台输出的进气量信号和运转状态信号。其中，进气量信 号表示发动机进气量是否正常，运转状态信号则表示发动机运转是否正常。E⑶根据输入的 进气量信号和运转状态信号，能够分析并从预设的多个单位喷油时间中选择最为合适的一 个，然后根据选择的单位喷油时间确定喷油控制脉冲信号的电平有效(例如高电平)周期， 并向喷油嘴线圈输出该喷油控制脉冲信号。其中，预设的多个单位喷油时间作为发动机参 数，由发动机厂家预先写入在ECU中且无法更改。喷油嘴线圈在喷油控制脉冲信号的电平有效周期内通电，将喷油嘴打开，使得汽 油自喷油嘴喷入至与发动机气缸相连的进气岐管，然后进入发动机气缸。上述电路在采用汽油作为燃料的情况下，能够通过对喷油的控制保证发动机的正 常运行。随着能源紧缺、环境污染的日益严重，使用经济环保的混合燃料来替代汽油是一 明显趋势。常用的混合燃料由醇类(例如甲醇、乙醇、二甲醚等)与汽油混合而成，但是由 于醇类的热值比通常低于汽油，因而相比于采用汽油作为燃料的情况，每次需要向气缸中 喷入更多的混合燃料，即需要更长的单位喷油时间。由于ECU中的单位喷油时间无法更改，且每次喷油的喷油量是由喷油嘴本身的口 径大小及油压确定的，因而如果要采用混合燃料则只能够对发动机进行全面的改装。但是， 发动机的改装成本高，并且改装难度较大，使得采用混合燃料的难以实现。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种汽车发动机多种燃料控制电路，无需改装现有 发动机即可实现发动机与混合燃料的自动匹配。本实用新型提供的一种汽车发动机喷油控制电路，包括电子控制单元和喷油嘴 线圈；所述汽车发动机多种燃料控制电路还包括喷油信号处理器；所述喷油信号处理器接收所述电子控制单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加 成比例脉冲宽度的所述喷油控制脉冲信号输出至所述喷油嘴线圈。所述喷油信号处理器进一步接收所述动力平台输出的温度信号、氧含量信号、以 及发动机启动信号，所述增加成比例脉冲宽度根据所述温度信号、含氧量信号、以及发动机启动信号确定。所述喷油信号处理器中包括判断电路和脉冲控制电路，其中，所述判断电路接收所述动力平台输出的温度信号、氧含量信号、以及发动机启动 信号，向所述脉冲控制电路输出与所述温度信号、含氧量信号、以及发动机启动信号对应的 增加成比例脉冲宽度；所述脉冲控制电路接收所述电子控制单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加了 所述判断电路输出的增加成比例脉冲宽度的所述喷油控制脉冲信号输出至所述喷油嘴线圈。所述脉冲控制电路包括振荡器和计数器、以及电平切换子电路，其中，所述振荡器产生频率大于所述喷油控制脉冲信号的时钟信号；所述计数器在所述喷油控制脉冲信号跳变为有效电平时，开始对所述时钟信号计 数；在计数达到所述判断电路输出的增加成比例脉冲宽度对应的阈值时，向所述电平切换 子电路输出计数结束信号并清零；所述电平切换子电路接收所述电子控制单元输出的所述喷油控制脉冲信号；在所 述喷油控制脉冲信号为有效电平时，向所述喷油嘴线圈输出电平状态为有效的所述喷油控 制脉冲信号；在所述计数器输出计数结束信号时，向所述喷油嘴线圈输出电平状态切换为 无效的所述喷油控制脉冲信号。由上述技术方案可见，本实用新型在汽车发动机喷油控制电路中增加了喷油信号 处理器，由喷油信号处理器接收电子控制单元输出的喷油控制脉冲信号，并将喷油控制脉 冲信号增加成比例脉冲宽度后再输出至喷油嘴线圈，从而延长了单位喷油时间，在电子控 制单元无法更改的情况下，无需对发动机进行全面的改装即可实现发动机与混合燃料的匹 配。
图1为现有一种汽车发动机燃料控制电路的结构示意图。图2为本实用新型中的汽车发动机多种燃料控制电路的结构示意图。图3为本实用新型实施例中的汽车发动机多种燃料控制电路的结构示意图。图4为本实用新型实施例中喷油信号处理器的结构示意图。图5为本实用新型实施例中对喷油控制脉冲信号增加成比例脉冲宽度的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施 例，对本实用新型进一步详细说明。本实用新型在现有汽车发动机喷油控制电路中增加一喷油信号处理器，用以对 ECU输出的喷油控制脉冲信号进行处理，使之符合混合燃料的单位喷油时间要求，从而不需 要改造现有发动机结构，且仍保留发动机厂家为发动机提供的对应ECU。其中，本实施例中 的喷油信号处理器也可称为自动电子控制单元(Automation Electronic Control Unit, AECU)。图2为本实用新型中的汽车发动 喷油控制电路的结构示意图。如图2所示，本实用新型中的汽车发动机喷油控制电路包括如图1所示的现有ECU和喷油嘴线圈，还包括 一个喷油信号处理器。ECU的两路输入分别连接自汽车的动力平台，分别接收动力平台输出的进气量信 号和运转状态信号；ECU还按照现有方式，根据两路输入接收到的进气量信号和运转状态 信号分析并从预设的多个单位喷油时间中选择最为合适的一个，然后根据选择的单位喷油 时间确定喷油控制脉冲信号的电平有效(例如高电平)周期，并输出该喷油控制脉冲信号。喷油信号 处理器接收ECU输出的喷油控制脉冲信号，并将喷油控制脉冲信号增加 成比例脉冲宽度；喷油信号处理器的输出与喷油嘴线圈相连，将增加成比例脉冲宽度的喷 油控制脉冲信号输出至喷油嘴线圈，即延长单位喷油时间。其中，增加成比例脉冲宽度度是 指将喷油控制脉冲信号的电平有效周期按照输入脉冲的宽度乘以一个大于1的系数，将输 入脉冲的宽度成比例的放大，可以采用现有技术中的数字电路乘法器方法来实现，在此不 再赘述。喷油嘴线圈在喷油控制脉冲信号的电平有效周期内通电，从而将喷油嘴打开，使 得汽油自喷油嘴喷入至与发动机气缸相连的进气岐管，然后进入发动机气缸。这样，由于喷油控制脉冲信号被增加了增加成比例脉冲宽度，使得单位喷油时间 被延长，因而相比于如图1所示的现有汽车发动机喷油控制电路，每次喷油时能够喷入更 多的混合燃料。可见，本实用新型中的汽车发动机喷油控制电路能够延长单位喷油时间，从而在 ECU无法更改的情况下，无需对发动机进行全面的改装即可实现发动机与混合燃料的匹配。当然，本实用新型中还可以基于如图2所示的结构对汽车发动机喷油控制电路进 行各种改进以实现更多功能，以下详细说明。图3为本实用新型实施例中的汽车发动机喷油控制电路的结构示意图。如图3所 示，在本实施例中，汽车发动机喷油控制电路包括如图1所示的现有ECU和喷油嘴线圈，还 包括如图2所示喷油信号处理器。相比于图2所示的汽车发动机喷油控制电路，本实施例中的喷油信号处理器还具 有另外三路输入，所述的另外三路输入与汽车的动力平台的输出相连，分别接收动力平台 输出的温度信号、氧含量信号、以及发动机启动信号。需要说明的是，现有汽车中通常会安装有温度传感器、氧含量传感器，分别测量发 动机气缸内的温度和氧含量，并判断测量得到的温度和氧含量是否正常，然后会将表示温 度和氧含量是否正常的温度信号和氧含量信号输出至动力平台；动力平台还能够监测到触 发发动机启动的发动机启动信号。这些都属于现有技术，在此不再赘述。喷油信号处理器接收到动力平台输出的温度信号、氧含量信号、以及发动机启动 信号后，可根据温度信号、含氧量信号、以及发动机启动信号确定需要对喷油控制脉冲信号 增加成比例脉冲宽度。例如，喷油信号处理器中存储有温度信号、氧含量信号、以及发动机启动信号与可 增加的不同脉冲宽度所乘的系数的对应关系表。当发动机启动信号为有效电平时，表示发 动机正处于启动过程中，需要更多的燃料，则喷油信号处理器就选择对应发动机启动信号 有效的较大的脉冲宽度所乘的系数；当温度信号和氧含量信号表示正常、且发动机启动信 号为无效电平时，表示发动机处于正常运转，则选择对应的正常的增加成比例脉冲宽度；当温度信号表示温度过高、和/或氧含量信号表示氧含量过低时，表示发动机气缸内的燃料 过多，则选择对应的较小的脉冲宽度所乘的系数。这样，喷油信号处理器可根据发动机的各种状况实时调整对喷油控制脉冲信号增 加的增加成比例脉冲宽度，从而调整了单位喷油时间，以提高发动机运行的可靠性。且喷油 信号处理器可以由各种可编程逻辑器件来实现，从而可以根据不同的发动机性能任意配置 大小不同的脉冲宽度所乘的系数，以适应不同类型的汽车，使之状态达到最优。而当状态切换信号无效时，喷油信号处理器按照上述工作原理将E⑶输出的喷油 控制脉冲信号增加成比例脉冲宽度后输出至喷油嘴线圈；当状态切换信号有效时，喷油信 号处理器直接将ECU输出的喷油控制脉冲信号输出至喷油嘴线圈，即仍按照现有汽车发动 机喷油控制电路的工作原理，满足汽油作为燃料的需要。图4为本实用新型实施例中喷油信号处理器的结构示意图。如图4所示，喷油信 号处理器中包括逻辑控制电路、处理器控制电路。其中，逻辑控制电路又包含判断电路、脉 冲控制电路和计算电路。判断电路具有三路输入，分别连接自喷油信号处理器连接动力平台的三路输入， 分别接收所述温度信号、氧含量信号、以及发动机启动信号；判断电路具有一路输出，连接 至脉冲控制电路的控制端，向脉冲控制电路输出与接收到的温度信号、含氧量信号、以及发 动机启动信号对应的增加成比例脉冲宽度。脉冲控制电路具有一路输入，连接自喷油信号处理器连接E⑶输出的一路输入， 接收ECU输出的喷油控制脉冲信号，并将接收到的喷油控制脉冲信号增加判断电路输出的 增加成比例脉冲宽度；如果需要将ECU输出的未增加成比例脉冲宽度的原始喷油控制脉冲信号直接输 出至喷油嘴线圈，则图4中处理器控制电路控制逻辑控制电路，对输入的脉冲宽度不发生 变化，而直接将脉冲控制电路的脉冲输出至喷油嘴线圈，这样在汽车使用纯汽油燃料是，不 必进行手动切换，设备自动实现切换。具体来说，本实施例中的脉冲控制电路可以包括振荡器和计数器、以及电平切换 子电路(图4中未示出)。振荡器产生频率大于喷油控制脉冲信号的时钟信号。计数器在喷油控制脉冲信号跳变为有效电平时，开始对时钟信号计数，并在计数 达到判断电路输出的增加成比例脉冲宽度对应的阈值时，向电平切换子电路输出计数结束 信号并清零。其中，这里所述的阈值时根据时钟信号频率与喷油控制脉冲信号的关系、燃料 特性等预先设置的，可以动态调整。电平切换子电路的一路输入连接自脉冲控制电路的一路输入，接收喷油控制脉冲 信号，电平切换子电路的一路输出连接至脉冲控制电路的一路输出，在喷油控制脉冲信号 跳变为有效电平时，输出电平状态为有效的喷油控制脉冲信号，而在计数器输出计数结束 信号时，则输出电平状态切换为无效的喷油控制脉冲信号。在上述过程中，时钟信号、输入至电平切换子电路的喷油控制脉冲信号、以及从电 平切换子电路输出的喷油控制脉冲信号波形可参见图5。当然，如果采用可编程逻辑器件或数字器件等处理器实现喷油信号处理器，则可 以利用可编程逻辑器件或数字器件的内部时钟信号而无需另设振荡器。
6[0053] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范 围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等， 均应包含 在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种汽车发动机多种燃料控制电路，包括电子控制单元和喷油嘴线圈；其特征在于，所述汽车发动机多种燃料控制电路还包括喷油信号处理器；所述喷油信号处理器接收所述电子控制单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加成比例脉冲宽度后的所述喷油控制脉冲信号输出至所述喷油嘴线圈。
2.如权利要求1所述的汽车发动机多种燃料控制电路，其特征在于，所述喷油信号处理器进一步接收所述动力平台输出的温度信号、氧含量信号、以及发 动机启动信号，所述增加成比例脉冲宽度根据所述温度信号、含氧量信号、以及发动机启动 信号确定。
3.如权利要求2所述的汽车发动机多种燃料控制电路，其特征在于，所述喷油信号处 理器中包括判断电路和脉冲控制电路，其中，所述判断电路接收所述动力平台输出的温度信号、氧含量信号、以及发动机启动信号， 向所述脉冲控制电路输出与所述温度信号、含氧量信号、以及发动机启动信号对应的增加 成比例脉冲宽度；所述脉冲控制电路接收所述电子控制单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加了所述 判断电路输出的脉冲宽度的所述喷油控制脉冲信号输出至所述喷油嘴线圈。
4.如权利要求3所述的汽车发动机多种燃料控制电路，其特征在于，所述脉冲控制电 路包括振荡器和计数器、以及电平切换子电路，其中，所述振荡器产生频率大于所述喷油控制脉冲信号的时钟信号；所述计数器在所述喷油控制脉冲信号跳变为有效电平时，开始对所述时钟信号计数； 在计数达到所述判断电路输出的增加成比例脉冲宽度对应的阈值时，向所述电平切换子电 路输出计数结束信号并清零；所述电平切换子电路接收所述电子控制单元输出的所述喷油控制脉冲信号；在所述 喷油控制脉冲信号为有效电平时，向所述喷油嘴线圈输出电平状态为有效的所述喷油控制 脉冲信号；在所述计数器输出计数结束信号时，向所述喷油嘴线圈输出电平状态切换为无 效的所述喷油控制脉冲信号。
5.如权利要求1所述的汽车发动机多种燃料控制电路，其特征在于，所述喷油信号处 理器为可编程逻辑器件。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车发动机多种燃料控制电路。本实用新型在汽车发动机喷油控制电路中增加了喷油信号处理器，由喷油信号处理器接收电子控制单元输出的喷油控制脉冲信号，并将喷油控制脉冲信号增加成比例脉冲宽度后再输出至喷油嘴线圈，从而延长了单位喷油时间，在电子控制单元无法更改的情况下，无需对发动机进行全面的改装即可实现发动机与混合燃料自动的匹配。
文档编号F02D41/26GK201739014SQ20092003335
公开日2011年2月9日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者不公告发明人 申请人:何宇东