汽车多燃料供给全自动控制系统及其控制方法与流程

文档序号:16101966发布日期:2018-11-28 00:12阅读:191来源:国知局

本发明涉及汽车发动机控制技术领域,特别是属于一种适用于汽车多燃料供给全自动控制系统及其控制方法。



背景技术:

目前,汽油替代燃料,如甲醇、甲醇汽油、乙醇,乙醇汽油、人造混合燃料等的开发和应用上,是国家所采取的战略措施之一。但现如今普通汽车的发动机大多是汽油发动机,与替代燃料不适应,无法直接使用。

专利号为“201110218929.8”的发明专利“一种汽车燃料控制方法及控制器”,公开了一种在不改变汽车电脑的前提下,通过控制器对发动机燃料喷射量进行有效控制的技术。但就实际生产操作来看,其主要检测室外环境温度,只能在发动机温度处于常温下才可能实现较为理想化的控制,而在发动机启动运行之后,不能实时检测发动机温度,就无法保证精确控制,且其控制方法中当室外环境温度小于等于10度时的延时控制,无法准确判断此时发动机温度情况,不能实时精确控制,浪费燃料,燃烧不充分,不能落实到实际应用中。



技术实现要素:

本发明的目的即在于提供一种汽车多燃料供给全自动控制系统及其控制方法,以达到实现汽车用甲醇、甲醇汽油、乙醇、乙醇汽油燃料的控制,根据发动机的工作状态,调整发动机喷油嘴脉冲信号输出端相对于汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端的比例参数的目的。

本发明所提供的汽车多燃料供给全自动控制系统,其特征在于,包括信号输入部分、信号输出部分、中间处理单元以及CPU控制单元、驱动电路模块,CPU控制单元连接有存储单元,信号输入部分包括发动机转速信号输入端、汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端、发动机温度信号输入端、节气门信号输入端、模式切换开关、汽车排气管氧传感器信号输入端、点火开关电源输入端;信号输出部分包括发动机喷油嘴脉冲信号输出端、PWM占空比电压信号输出端、LED显示端;信号输入部分经中间处理单元,与CPU控制单元相连接,所述的CPU控制单元经驱动电路模块,与信号输出部分连接,其中,模式切换开关通过按键信息实现工作模式转换,包括等比模式、自动模式以及固定模式,等比模式为发动机使用汽油作为燃料状态下的工作模式,固定模式和自动模式为发动机使用非汽油作为燃料状态下的工作模式,所述的CPU控制单元中设置有上述的等比模式、自动模式以及固定模式的控制程序。

进一步的,中间处理单元包括信号处理电路以及电源模块,所述的信号处理电路包括第一处理电路、第二处理电路、第三处理电路、第四处理电路以及第五处理电路,其中,第一处理电路与节气门信号输入端、发动机温度信号输入端、汽车排气管氧传感器信号输入端相连接;第二处理电路与汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端相连接;第三处理电路与发动机转速信号输入端相连接;第四处理电路与模式切换开关相连接;第五处理电路与点火开关电源输入端相连后,经电源模块接入CPU控制单元,所述的CPU控制单元经驱动电路模块,与发动机喷油嘴脉冲信号输出端、PWM占空比电压信号输出端、LED显示端连接。

进一步的,所述的存储单元用于储存按键设置的比例模式信息和程序执行过程中的转速温度参数。

进一步的,CPU控制单元中的控制程序设定:在等比模式下,发动机喷油嘴脉冲信号输出端相对于汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端,以1:1的比例输出信号;在固定模式下,通过按键信息设定,调整发动机喷油嘴脉冲信号输出端的输出比值参数;在自动模式下,综合分析发动机转速信号输入端、发动机温度信号输入端、节气门信号输入端的信号量后,自动调整发动机喷油嘴脉冲信号输出端的输出比值。

进一步的,驱动电路模块由MOS场效应管、LR2905 芯片和防击穿反向二极管组成。

进一步的,中间处理单元还包括电源升压模块,电源升压模块通过IC 芯片UC3843产生PWM脉冲,控制逆变器芯片P80NF55-08升压,所述的电源升压模块的输入端与点火开关的电源相连接,电源模块的输出端与点火线圈相连接。

本发明所提供的汽车多燃料供给全自动控制系统的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:初始化;

信号输入部分各传感器的初始化设置,信号输出部分以及CPU控制单元输出管脚的输出状态。

步骤2:按键信息检测;

检测模式切换开关所选取的工作模式状态,若为等比模式,则继续步骤3;若为固定模式,则继续步骤4;若为自动模式,则继续步骤5;

步骤3:在等比模式下,发动机喷油嘴脉冲信号输出端相对于汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端,以1:1的比例输出信号,并执行步骤6;

步骤4:在固定模式下,通过按键信息设定,调整发动机喷油嘴脉冲信号输出端相对于汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端的输出比值参数,并以所设定的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的固定输出,并执行步骤6;

步骤5:在自动模式下:

首先通过温度传感器获取发动机运行时的温度,进行发动机温度检测,并按照以下条件执行并继续步骤6:

(1)当-30≤温度<-1度时,以4.00的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(2)当1≤温度<15度时,以1.50的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(3)当15≤温度<60度时,以1.40的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(4)当温度≥60度时,在综合汽车排气管氧传感器信号输入端的信号量的基础上,依据发动机转速,调整发动机喷油嘴脉冲信号输出端的输出比值,具体包括以下几种情况:

(4-1)在800≤转速<1200时,通过节气门信号输入端的电压,调控输出比值:当节气门信号输入端的电压≥4.5v时,以1.4的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;当2.5v≤节气门信号输入端的电压<4.5v时,以1.3的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;当1.0v≤节气门信号输入端的电压<2.5v,以1.20的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;小于0.5v≤节气门信号输入端的电压≤1.0v,以1.0的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(4-2)在1200≤转速<1800转速时,以1.30-1.40的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(4-3)在1800≤转速<2400时,以1.30--1.20的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(4-4)在2400≤转速≤4000时,以1.20-1.10的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

其中,上述输出比值为发动机喷油嘴脉冲信号输出端相对于汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端的比例参数;

步骤6:CPU控制单元控制PWM占空比电压信号输出端的0.45v电压的输出,为发动机提供0.45v的脉冲电压,使发动机ECU 依据数值处理空燃比例,模拟发动机ECU所需的正常脉冲信号,并执行步骤7;

步骤7:外部LED显示端的信息显示并返回步骤2;包括发动机运行信息、温度、转速、工作模式、发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量及对应的输出比值,均通过LED显示端对外显示,返回步骤2,重复上述控制过程。

本发明所提供的汽车多燃料供给全自动控制系统及其控制方法,能够设置不同的工作模式,符合甲醇、甲醇汽油、乙醇、乙醇汽油燃料的使用特性,并在没有甲醇、甲醇汽油、乙醇、乙醇汽油燃料时,也可正常使用汽油,适应性强。本发明根据发动机各种的工作状态,通过本发明CPU控制单元中设置的不同工作模式下的控制程序,实现不同工作模式下的能够自动调整汽车甲醇、甲醇汽油、乙醇、乙醇汽油燃料于发动机喷油嘴处的供给比例参数,控制精准且安全稳定,能够达到更环保动力更接近汽油的积极效果。

附图说明

附图部分公开了本发明具体实施例,其中,

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明的控制流程图;

图3为本发明的第一处理电路的电路图;

图4为本发明的第二处理电路的电路图;

图5为本发明的第三处理电路的电路图;

图6为本发明的第四处理电路的电路图;

图7为本发明的第五处理电路的电路图。

具体实施方式

如图1-2所示,本发明所提供的汽车多燃料供给全自动控制系统,包括信号输入部分、信号输出部分、中间处理单元以及CPU控制单元、驱动电路模块,CPU控制单元连接有存储单元,其中,CPU控制单元采用英飞凌汽车专用芯片并以中断方式处理;存储单元选用93C64型号储存器芯片,用于储存按键设置的比例模式信息和程序执行过程中的转速温度参数。

信号输入部分包括发动机转速信号输入端、汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端、发动机温度信号输入端、节气门信号输入端、模式切换开关、汽车排气管氧传感器信号输入端、点火开关电源输入端;信号输出部分包括发动机喷油嘴脉冲信号输出端、PWM占空比电压信号输出端、LED显示端;信号输入部分经中间处理单元,与CPU控制单元相连接,所述的CPU控制单元经驱动电路模块,与信号输出部分连接,其中,模式切换开关通过按键信息实现工作模式转换,包括等比模式、自动模式以及固定模式,等比模式为发动机使用汽油作为燃料状态下的工作模式,固定模式和自动模式为发动机使用非汽油作为燃料状态下的工作模式,所述的CPU控制单元中设置有不同工作模式下的控制程序。

中间处理单元包括信号处理电路以及电源模块,如图3-图7所示,所述的信号处理电路又包括第一处理电路、第二处理电路、第三处理电路、第四处理电路以及第五处理电路。其中,第一处理电路与节气门信号输入端、发动机温度信号输入端、汽车排气管氧传感器信号输入端相连接;第二处理电路与汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端相连接;第三处理电路与发动机转速信号输入端相连接;第四处理电路与模式切换开关相连接;第五处理电路与点火开关电源输入端相连后,经电源模块接入CPU控制单元,所述的CPU控制单元经驱动电路模块,与发动机喷油嘴脉冲信号输出端、PWM占空比电压信号输出端、LED显示端连接。

优选地,驱动电路模块由MOS场效应管、LR2905 芯片和防击穿反向二极管组成。

优选地,中间处理单元还包括电源升压模块,电源升压模块通过IC 芯片UC3843产生PWM脉冲,控制逆变器芯片P80NF55-08升压,所述的电源升压模块的输入端与点火开关的电源相连接,电源模块的输出端与点火线圈相连接。

优选地,CPU控制单元中的控制程序设定:在等比模式下,发动机喷油嘴脉冲信号输出端相对于汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端,以1:1的比例输出信号;在固定模式下,通过按键信息设定,调整发动机喷油嘴脉冲信号输出端的输出比值参数;在自动模式下,综合分析发动机转速信号输入端、发动机温度信号输入端、节气门信号输入端的信号量后,自动调整发动机喷油嘴脉冲信号输出端的输出比值。

本发明所提供的汽车多燃料供给全自动控制系统的控制方法,包括以下步骤:

步骤1:初始化;

信号输入部分各传感器的初始化设置,信号输出部分以及CPU控制单元输出管脚的输出状态。

步骤2:按键信息检测;

检测模式切换开关所选取的工作模式状态,若为等比模式,则继续步骤3;若为固定模式,则继续步骤4;若为自动模式,则继续步骤5;

步骤3:在等比模式下,发动机喷油嘴脉冲信号输出端相对于汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端,以1:1的比例输出信号,并执行步骤6;

步骤4:在固定模式下,通过按键信息设定,调整发动机喷油嘴脉冲信号输出端相对于汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端的输出比值参数,并以所设定的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的固定输出,并执行步骤6;

步骤5:在自动模式下:

首先通过温度传感器获取发动机运行时的温度,进行发动机温度检测,并按照以下条件执行并继续步骤6:

(1)当-30≤温度<-1度时,以4.00的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(2)当1≤温度<15度时,以1.50的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(3)当15≤温度<60度时,以1.40的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(4)当温度≥60度时,依据发动机转速调整发动机喷油嘴脉冲信号输出端的输出比值:

(4-1)在800≤转速<1200时,通过节气门信号输入端的电压,调控输出比值:当节气门信号输入端的电压≥4.5v时,以1.4的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;当2.5v≤节气门信号输入端的电压<4.5v时,以1.3的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;当1.0v≤节气门信号输入端的电压<2.5v,以1.20的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;小于0.5v≤节气门信号输入端的电压≤1.0v,以1.0的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;在具体的应用实施例中,例如,捷达汽车节气门信号输入端的电压呈4.5V到0.6V变化,五菱之光汽车节气门信号输入端的电压呈0.6V到4.5V变化,这样,对于不同车型,本发明均可适用,适用性强。

(4-2)在1200≤转速<1800转速时,以1.30-1.40的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(4-3)在1800≤转速<2400时,以1.30--1.20的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

(4-4)在2400≤转速≤4000时,以1.20-1.10的输出比值,控制发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量的输出;

其中,上述输出比值为发动机喷油嘴脉冲信号输出端相对于汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端的比例参数;

步骤6: CPU控制单元控制PWM占空比电压信号输出端的0.45v电压的输出,为发动机提供0.45v的脉冲电压,使发动机ECU 依据数值处理空燃比例,模拟发动机ECU所需的正常脉冲信号,并执行步骤7;

步骤7:外部LED显示端的信息显示并返回步骤2;包括发动机运行信息、温度、转速、工作模式、发动机喷油嘴脉冲信号输出端信号量及对应的输出比值,均通过LED显示端对外显示,返回步骤2,重复上述控制过程。

当然,本发明同样适用于其他醇基燃料的控制,具体根据实际情况,通过调整CPU控制单元中的控制程序,调整发动机喷油嘴脉冲信号输出端相对于汽车发动机电脑输出的喷油脉冲信号输入端的比例参数即可。

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