专利名称：一种汽车发动机双燃料智能转换系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种双燃料转换系统，尤其涉及一种汽车发动机双燃料智能转换系统。
背景技术：
如图I所示，一种汽车发动机喷油控制电路的结构示意图，该电路包括电子控制单元(Electronic Control Unit,EQJ)和喷油嘴线圈。电子控制单元EQJ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。电子控制单元ECU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 预先写入在电子控制单元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吱管，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，使用低碳节能的碳氢油等甲醇燃料来替代汽油是一明显趋势。常用的甲醇燃料由甲醇、添加剂与汽油混合而成，但是由于醇类燃料的热值常温下通常低于汽油，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甲醇燃料，即需要更长的单位喷油时间。由于电子控制单元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，使得采用甲醇燃料难以推广。
发明内容为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种汽车发动机双燃料智能转换系统，在不改装现有发动机的情况下，实现发动机与甲醇燃料的匹配。为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现一种汽车发动机双燃料智能转换系统，包括电控单元、冷启动单元、燃油型号预选单元，所述的电控单元包括电子解码器、喷油信号处理器、喷油嘴线圈，喷油信号处理器接收电控单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加固定脉冲宽度后的喷油控制脉冲信号输出至喷油嘴线圈；所述冷启动单元包括温度传感器、电磁阀、接触器、燃油泵、冷启动油箱；所述燃油型号预选单元包括燃油型号信号接收器、燃油型号信号遥控器；所述的喷油信号处理器接收动力系统输出的温度信号、氧含量信号、以及发动机启动信号；所述的增加固定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；所述的喷油信号处理器包括判断电路、脉冲信号处理器，判断电路接收动力系统输出的温度信号、氧含量信号、发动机启动信号，向脉冲信号处理器输出温度信号、含氧量信号、发动机启动信号对应的固定脉冲宽度，脉冲信号处理器接收电控单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加了判断电路输出的固定脉冲宽度的喷油控制脉冲信号输出至喷油嘴线圈；所述的脉冲信号处理器包括振荡器、计数器、电平切换子电路，所述的振荡器产生频率大于喷油控制脉冲信号的时钟信号；所述的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，在计数达到判断电路愉出的固定脉冲宽度对应值时，向电平切换子电路输出计数结束信号并清零；所述的电平切换子电路接收电子控制单元输出的喷油控制脉冲信号；在喷油控制脉冲信号为有效电平时，向喷油嘴线圈输出电平状态为有效的喷油控制脉冲信号；在所述计数器输出计数结束信号时，向喷油嘴线圈输出电平状态切换为无效的喷油控制脉冲信号；所述的喷油信号处理器包括二选一开关，脉冲信号处理器通过二选一开关的一路输入，电子控制单兀的输出通过二选一开关的另一路输入，二选一开关的输出与喷油嘴线圈相连；所述的喷油信号处理器为可编程逻辑器件；所述的冷启动单元，通过温度传感器将信号传送给接触器；所述的燃油型号预选单元，在信号处理器内输出端设有多个依次递升的固定脉冲宽度信号及信号接收器，通过遥控器上设有同样数量的依次递升的液晶数字信号来控制。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是I)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甲醇燃料的匹配，使发动机正常运转。2)甲醇着火点为16度，故环境温度低于16度时汽车发动机启动困难，增加冷启动单元后，在温度低于20度时会自动转换至汽油燃料供给，以保证-40度汽车发动机启动良好。3)碳氢油等甲醇燃料进入市场时间短，加油站少，且型号不统一，为提高汽车续航能力，需经常变换燃油种类，改变醇基燃料中的汽油含量，汽车发动机因使用年限导致车况有所差异，同一脉冲宽度不能达到动力与节能完全匹配。为解决上述问题，通过在信号处理器内输出端设有多个依次递升的固定脉冲宽度信号及信号接收器，通过遥控器上设有同样数量的依次递升的液晶数字信号来控制以达到预选不同型号醇基燃料的目的。
图I是现有汽车发动机喷油控制电路的结构示意图。图2是本实用新型的喷油控制电路示意图。图3是实施例中的喷油控制电路的示意图。图4是喷油信号处理器的结构示意图。[0026]图5是对喷油控制脉冲信号增加固定脉冲宽度的示意图。图6是冷启动燃油供应转换示意图。图7是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。如图2 7所示，一种汽车发动机双燃料智能转换系统，包括电控单元、冷启动单元、燃油型号预选单元，所述的电控单元包括电子解码器、喷油信号处理器、喷油嘴线圈，喷油信号处理器接收电控单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加固定脉冲宽度后的喷油控制脉冲信号输出至喷油嘴线圈；所述冷启动单元包括温度传感器、电磁阀、接触器、燃油泵、 冷启动油箱；所述燃油型号预选单元包括燃油型号信号接收器、燃油型号信号遥控器。所述的喷油信号处理器接收动力系统输出的温度信号、氧含量信号、以及发动机启动信号；所述的增加固定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；所述的喷油信号处理器包括判断电路、脉冲信号处理器，判断电路接收动力系统输出的温度信号、氧含量信号、发动机启动信号，向脉冲信号处理器输出温度信号、含氧量信号、发动机启动信号对应的固定脉冲宽度，脉冲信号处理器接收电控单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加了判断电路输出的固定脉冲宽度的喷油控制脉冲信号输出至喷油嘴线圈；所述的脉冲信号处理器包括振荡器、计数器、电平切换子电路，所述的振荡器产生频率大于喷油控制脉冲信号的时钟信号；所述的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，在计数达到判断电路愉出的固定脉冲宽度对应值时，向电平切换子电路输出计数结束信号并清零；所述的电平切换子电路接收电子控制单元输出的喷油控制脉冲信号；在喷油控制脉冲信号为有效电平时，向喷油嘴线圈输出电平状态为有效的喷油控制脉冲信号；在所述计数器输出计数结束信号时，向喷油嘴线圈输出电平状态切换为无效的喷油控制脉冲信号；所述的喷油信号处理器包括二选一开关，脉冲信号处理器通过二选一开关的一路输入，电子控制单兀的输出通过二选一开关的另一路输入，二选一开关的输出与喷油嘴线圈相连；所述的喷油信号处理器为可编程逻辑器件；所述的冷启动单元，通过温度传感器将信号传送给接触器；所述的燃油型号预选单元，在信号处理器内输出端设有多个依次递升的固定脉冲宽度信号及信号接收器，通过遥控器上设有同样数量的依次递升的液晶数字信号来控制。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，用以对电子控制单元ECU输出的喷油控制脉冲信号进行处理，使之符合醇基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电子控制单元ECU。其中，本实施例中的喷油信号处理器也可称为灵活电子控制单元。[0040]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图I所示的现有电子控制单元ECU和喷油嘴线圈，还包括一个喷油信号处理器。电子控制单元ECU的两路输入分别连接自汽车的动力系统，分别接收动力系统输出的进气量信号和运转状态信号；电子控制单元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电子控制单元ECU输出的喷油控制脉冲信号，并将喷油控制脉冲信号增加固定脉冲宽度；喷油信号处理器的输出与喷油嘴线圈相连，将增加了固定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，增加固定脉冲宽度是指将喷油控制脉冲信号的电平有效周期加宽，可以采用现有技术中的各种脉宽调制方法或电平延迟方法来实现。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发动机气缸。这样，由于喷油控制脉冲信号被增加了固定脉冲宽度，使得单位喷油时间被延长，因而相比于图I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醇基燃料。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，从而在电子控制单元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醇基燃料的匹配。本实用新型中还可基于如图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I所示的现有电子控制单元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动力系统；动力系统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，在此不再赞述。喷油信号处理器接收到动力系统输出的温度信号、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的固定脉冲宽度。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长度的固定脉冲宽度的对应关系表。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长的固定脉冲宽度；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固定脉冲宽度；当温度信号表示温度过高、或氧含量信号表不氧含量过低时，表不发动机气缸内的燃料过多，则选择对应的较短的固定脉冲宽度。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固定脉冲宽度，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长短不同的固定脉冲宽度，以适应不同类型的汽车，使之状态达到最优。喷油信号处理器除了连接电子控制单元E⑶的一路输入、如上所述的三路输入之夕卜，还可以进一步包括另两路输入，其中一路与本实用新型设置的解密认证接口相连、另一路接收动力系统或外部设置的遥控按钮输入的状态切换信号。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电子控制单元ECU输出的喷油控制脉冲信号增加固定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电子控制单元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。如图4所示，喷油信号处理器中包括逻辑控制电路、脉冲信号处理器控制电路、以及二选一开关。其中，逻辑控制电路又包含判断电路、脉冲信号处理器和计算电路。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，连接至脉冲信号处理器的控制端，向脉冲信号处理器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固定脉冲宽度。脉冲信号处理器具有一路输入，连接自喷油信号处理器连接电子控制单元E⑶输出的一路输入，接收电子控制单元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固定脉冲宽度；脉冲信号处理器具有一路输出，通 过二选一开关的一路输入和二选一开关的输出连接至喷油嘴线圈，在二选一开关的该路输入与输出导通时将增加了固定脉冲宽度后的喷油控制脉冲信号输出至喷油嘴线圈此外，电子控制单兀E⑶的输出通过二选一开关的另一路输入、二选一开关的输出与喷油嘴线圈相连，当二选一开关的另一路输入与输出导通时，电子控制单兀ECU输出的未增加固定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。二选一开关由如前所述的状态切换信号控制，当状态切换信号无效时，二选一开关导通脉冲信号处理器的输出与喷油信号处理器的输出；当状态切换信号有效时，二选一开关直接导通喷油信号处理器连接电子控制单元E⑶输出的一路输入与喷油信号处理器的输出，等效于将喷油信号处理器旁路，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。如果不需要将电子控制单元ECU输出的未增加固定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中也可以不包括二选一开关，而直接将脉冲信号处理器的一路输出连接至喷油嘴线圈。本实施例中的脉冲信号处理器可以包括振荡器和计数器、以及电平切换子电路。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固定脉冲宽度对应值时，向电平切换子电路输出计数结束信号并清零。其中，这里所述的闰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信号处理器的一路输入，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信号处理器的一路输出，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。冷启动单元如图6所述，在原车喷油嘴前侧主进油管增加一三通，在三通两端分别加装电磁阀一和电磁阀二，电磁阀一连接到汽车自备油箱；在原汽车后备箱增加一个5升汽油箱，内设燃油泵外连接油管并与电磁阀二连接；电磁阀一、二的线圈分别连接到接触器的上下端子上，接触器线圈连接到温度传感器端子。温度传感器设置为20度导通，当环境温度达到20度时电路导通，促使接触器吸合并打开电磁阀一，使用一号燃油箱的燃料； 当环境温度低于20度时温度传感器为断开，接触器不动作，上触点为吸合状态，当汽车在环境温度低于20度启动时,会自动导通电磁阀二，由二号燃油箱供油。燃油型号预选单元，更适应北方四季分明，温差大，车况不一，加油站少；醇基燃料尚在初级阶段，远距离运输时需随时补充汽油燃料，导致燃油箱内醇含量变化频繁，目前国标甲醇燃料型号只有如M100，M85，M50，经常导致机动车动力不够、启动困难、不节能；通过增加本单元可精确匹配如M100/M95/M90/M85/M80/M75/M70/M65/M60/M55/M50 /MO 型号，使机动车动力输出与节能减排配合最佳。本实用新型的优点是I)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甲醇燃料的匹配，使发动机正常运转。2)甲醇着火点为16度，故环境温度低于16度时汽车发动机启动困难，增加冷启动单元后，在温度低于20度时会自动转换至汽油燃料供给，以保证-40度汽车发动机启动良好。3)碳氢油等甲醇燃料进入市场时间短，加油站少，且型号不统一，为提高汽车续航能力，需经常变换燃油种类，改变醇基燃料中的汽油含量，汽车发动机因使用年限导致车况有所差异，同一脉冲宽度不能达到动力与节能完全匹配。为解决上述问题，通过在信号处理器内输出端设有多个依次递升的固定脉冲宽度信号及信号接收器，通过遥控器上设有同样数量的依次递升的液晶数字信号来控制以达到预选不同型号醇基燃料的目的。
权利要求1.一种汽车发动机双燃料智能转换系统，其特征在于，包括电控单元、冷启动单元、燃油型号预选单元，所述的电控单元包括电子解码器、喷油信号处理器、喷油嘴线圈，喷油信号处理器接收电控单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加固定脉冲宽度后的喷油控制脉冲信号输出至喷油嘴线圈；所述冷启动单元包括温度传感器、电磁阀、接触器、燃油泵、冷启动油箱；所述燃油型号预选单元包括燃油型号信号接收器、燃油型号信号遥控器。
2.根据权利要求I所述的一种汽车发动机双燃料智能转换系统，其特征在于，所述的喷油信号处理器接收动力系统输出的温度信号、氧含量信号、以及发动机启动信号。
3.根据权利要求I所述的一种汽车发动机双燃料智能转换系统，其特征在于，所述的增加固定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。
4.根据权利要求2或3所述的一种汽车发动机双燃料智能转换系统，其特征在于，所述的喷油信号处理器包括判断电路、脉冲信号处理器，判断电路接收动力系统输出的温度信号、氧含量信号、发动机启动信号，向脉冲信号处理器输出温度信号、含氧量信号、发动机启动信号对应的固定脉冲宽度，脉冲信号处理器接收电控单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加了判断电路输出的固定脉冲宽度的喷油控制脉冲信号输出至喷油嘴线圈。
5.根据权利要求4所述的一种汽车发动机双燃料智能转换系统，其特征在于，所述的脉冲信号处理器包括振荡器、计数器、电平切换子电路，所述的振荡器产生频率大于喷油控制脉冲信号的时钟信号；所述的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，在计数达到判断电路愉出的固定脉冲宽度对应值时，向电平切换子电路输出计数结束信号并清零；所述的电平切换子电路接收电子控制单元输出的喷油控制脉冲信号；在喷油控制脉冲信号为有效电平时，向喷油嘴线圈输出电平状态为有效的喷油控制脉冲信号；在所述计数器输出计数结束信号时，向喷油嘴线圈输出电平状态切换为无效的喷油控制脉冲信号。
6.根据权利要求4所述的一种汽车发动机双燃料智能转换系统，其特征在于，所述的喷油信号处理器包括二选一开关，脉冲信号处理器通过二选一开关的一路输入，电子控制单兀的输出通过二选一开关的另一路输入，二选一开关的输出与喷油嘴线圈相连。
7.根据权利要求I所述的一种汽车发动机双燃料智能转换系统，其特征在于，所述的喷油信号处理器为可编程逻辑器件。
8.根据权利要求I所述的一种汽车发动机双燃料智能转换系统，其特征在于，所述的冷启动单元，通过温度传感器将信号传送给接触器。
9.根据权利要求I所述的一种汽车发动机双燃料智能转换系统，其特征在于，所述的燃油型号预选单元，在信号处理器内输出端设有多个依次递升的固定脉冲宽度信号及信号接收器，通过遥控器上设有同样数量的依次递升的液晶数字信号来控制。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车发动机双燃料智能转换系统，包括电控单元、冷启动单元、燃油型号预选单元，所述的电控单元包括电子解码器、喷油信号处理器、喷油嘴线圈，喷油信号处理器接收电控单元输出的喷油控制脉冲信号，并将增加固定脉冲宽度后的喷油控制脉冲信号输出至喷油嘴线圈；所述冷启动单元包括温度传感器、电磁阀、接触器、燃油泵、冷启动油箱；所述燃油型号预选单元包括燃油型号信号接收器、燃油型号信号遥控器。本实用新型的优点是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甲醇燃料的匹配，使发动机正常运转。
文档编号F02D19/06GK202659358SQ201220329588
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者魏连鹏 申请人:辽宁鼎瀚能源开发有限公司