專利名稱：柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
廢氣再循環(huán)系統(tǒng)就是將柴油機(jī)排放的部分廢氣在再送回到進(jìn)氣管，與新鮮空氣混合后進(jìn)入氣缸燃燒，它可以使氣缸內(nèi)的氧氣濃度下降，降低最高燃燒溫度，從而抑制NOx的生成。但EGR系統(tǒng)使用，在柴油機(jī)高負(fù)荷時(shí)會(huì)引起動(dòng)力性下降，油耗上升，排氣煙度增大。因此根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的工況參數(shù)采用不同的控制策略，優(yōu)化控制廢氣再循環(huán)量，在保證動(dòng)力和油耗的前提下，最大限度地抑制NOx的生成，達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)成為EGR系統(tǒng)得技術(shù)關(guān)鍵，從2006年7月1日開始，我國規(guī)定輕型機(jī)柴油汽車的生產(chǎn)和銷售需滿足歐II排放標(biāo)準(zhǔn)。為此各生產(chǎn)廠家普遍采用的排放措施為增壓+EGR技術(shù)(或增壓中冷+EGR技術(shù))。目前多數(shù)廠商為了縮短系統(tǒng)研發(fā)的時(shí)間而采用德國胡貝爾公司EGR系統(tǒng)，但是采用外國的EGR系統(tǒng)匹配，外國公司對(duì)我國本身發(fā)動(dòng)機(jī)了解不深入，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能狀況，排放特征不是十分清楚。雖然可以滿足生產(chǎn)要求，但沒有完全發(fā)揮EGR系統(tǒng)得優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的EGR系統(tǒng)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種系統(tǒng)部件動(dòng)作迅速、控制精度高，滿足柴油機(jī)實(shí)際使用的工況變化要求的柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)與案是一種柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)主要包括電控單元、EGR閥、EGR閥門位置傳感器、真空?qǐng)?zhí)行器、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路、水溫檢測(cè)電路和油門開度傳感器、離合器開關(guān)電路、電源電路，電控單元采用單片機(jī)，轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路、水溫檢測(cè)電路、油門開度傳感器、離合器開關(guān)電路、EGR閥門位置傳感器分別和單片機(jī)的信號(hào)輸入端連接，單片機(jī)的信號(hào)輸出端與真空?qǐng)?zhí)行器連接，電源電路負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)供電，單片機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)工作狀況數(shù)據(jù)計(jì)算出所需要的EGR閥開度，并通過單片機(jī)的輸出端口控制真空?qǐng)?zhí)行器調(diào)節(jié)EGR閥的開度，EGR閥門位置傳感器反饋EGR閥的實(shí)際開度值，便于單片機(jī)進(jìn)行PID計(jì)算。
轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路為磁電式速度傳感器、電阻R11、電阻R12、電阻R2、電阻R3、電容C、運(yùn)放L、二極管D，磁電式速度傳感器的輸出端SPEEDH端通過電阻R11與運(yùn)放L的同相輸入端連接，磁電式速度傳感器的輸出端SPEEDL端通過電阻R12接地，電容C、二極管D和電阻R2并聯(lián)，電容C、電阻R2一端和二極管D的負(fù)端連接在R11與運(yùn)放L之間的線路上，它們的另一端接地，運(yùn)放L的反相端通過電阻R3引入基準(zhǔn)電壓電阻R3與運(yùn)放L的反相端的連接點(diǎn)接地。
水溫檢測(cè)電路溫度測(cè)量所用傳感器為負(fù)溫度系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)熱敏電阻，測(cè)得的溫度信號(hào)輸出至單片機(jī)的輸入端。
油門開度傳感器和EGR閥門位置傳感器為電阻分壓輸出，經(jīng)耦電容濾波后直接引至單片機(jī)。
單片機(jī)的輸出端還連接有信號(hào)指示燈電路。
本發(fā)明的有益效果是采用單片機(jī)，同時(shí)設(shè)計(jì)了高精度的轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路和水溫檢測(cè)電路，系統(tǒng)部件動(dòng)作相應(yīng)迅速，控制精度高、能滿足柴油機(jī)實(shí)際使用的工況變化的要求，并且具有故障自檢測(cè)功能。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的電路框圖。
圖2是本發(fā)明的轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示的柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)主要包括電控單元1、EGR閥2、EGR閥門位置傳感器3、真空?qǐng)?zhí)行器4、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路5、水溫檢測(cè)電路6和油門開度傳感器7、離合器開關(guān)電路8、電源電路9，電控單元1采用單片機(jī)，轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路5、水溫檢測(cè)電路6、油門開度傳感器7、離合器開關(guān)電路8、EGR閥門位置傳感器3分別和單片機(jī)的信號(hào)輸入端連接，單片機(jī)的信號(hào)輸出端與真空?qǐng)?zhí)行器4連接，電源電路9負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)供電。單片機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)計(jì)算出所需要的EGR閥開度2，并通過單片機(jī)的輸出端口控制真空?qǐng)?zhí)行器4調(diào)節(jié)EGR閥2的開度，EGR閥門位置傳感器3反饋EGR閥2的實(shí)際開度值，便于單片機(jī)進(jìn)行PID計(jì)算。
單片機(jī)采用采用摩托羅拉MC68HC908S芯片。MC68HC908S芯片根據(jù)實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)(如轉(zhuǎn)數(shù)，油門開度，水溫等)計(jì)算出所需的EGR閥2開度，并通過MC68HC908S芯片輸出引腳的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)的形式輸出，經(jīng)功率放大電路放大后輸出到真空?qǐng)?zhí)行器4的電磁線圈，以控制EGR閥2的開度。EGR閥門位置傳感器3用于反饋EGR閥2的實(shí)際開度值，以便MC68HC908S芯片進(jìn)行數(shù)字PID計(jì)算。
本設(shè)計(jì)采用簡便的RC濾波電路如圖2，轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路5采用磁電式速度傳感器、電阻R11、電阻R12、電阻R2、電阻R3、電容C、運(yùn)放L、二極管D，磁電式速度傳感器的輸出端SPEEDH端通過電阻R11與運(yùn)放L的同相輸入端連接，磁電式速度傳感器的輸出端SPEEDL端通過電阻R12接地，電容C、二極管D和電阻R2并聯(lián)，電容C、電阻R2一端和二極管D的負(fù)端連接在R11與運(yùn)放L之間的線路上，它們的另一端接地，運(yùn)放L的反相端通過電阻R3引入基準(zhǔn)電壓電阻R3與運(yùn)放L的反相端的連接點(diǎn)接地。通過調(diào)節(jié)R11、R12、R2、C等參數(shù)，可以使運(yùn)放同相輸入端的電壓峰值隨轉(zhuǎn)數(shù)的變化在一個(gè)合理的范圍內(nèi)再與運(yùn)放反相輸入端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后得到頻率與轉(zhuǎn)速成正比的矩形脈沖信號(hào)。
溫度測(cè)量所用傳感器為負(fù)溫度系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)熱敏電阻，測(cè)得的溫度信號(hào)輸出至MC68HC908S芯片的A/D輸入端，由MC68HC908S芯片取樣后按公式計(jì)算被測(cè)量的溫度值。
油門開度傳感器7和EGR閥門位置傳感器3均為電阻分壓輸出，經(jīng)耦電容濾波后直接引至MC68HC908S芯片的A/D輸入端。
單片機(jī)的輸出端還連接有信號(hào)指示燈電路9，用于顯示EGR系統(tǒng)的故障信息。
ECU程序功能是在實(shí)時(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，油門位置，冷卻水溫度基礎(chǔ)上，按照控制策略控制EGR閥的開度。根據(jù)實(shí)時(shí)采集EGR的位置開度，由單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)EGR閥的PID控制。此外，程序具有故障自檢報(bào)警功能以及與上位機(jī)監(jiān)控軟件，手持標(biāo)定器通信的功能。
監(jiān)控軟件為整個(gè)EGR監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控程序，主要功能是在線標(biāo)定和監(jiān)控。主要功能包括(1)讀取和修改各項(xiàng)參數(shù)，包括機(jī)器ID，序列號(hào)，油門最小，最大標(biāo)定值。閥門開度最小，最大值，三個(gè)溫度點(diǎn)AD值，PID調(diào)節(jié)參數(shù)，離合器通斷延時(shí)調(diào)節(jié)的時(shí)間間隔，速比值(最大轉(zhuǎn)數(shù))，每轉(zhuǎn)脈沖等。
(2)MAP圖的上傳，下載，保存，調(diào)入，導(dǎo)入，導(dǎo)出。
(3)實(shí)時(shí)監(jiān)控，開始監(jiān)控和停止監(jiān)控，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括控制點(diǎn)所在MAP(0-3)，控制點(diǎn)所在MAP(0-3)的行列，控制點(diǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)，控制點(diǎn)的油門百分比，控制點(diǎn)的水溫，控制點(diǎn)的閥門控制開度百分比，控制點(diǎn)的閥門開度反饋百分比，控制點(diǎn)的離合器通斷狀態(tài)以及故障的顯示。
(4)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的保存，打開，打印，保表等功能。
(5)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建與壓縮，恢復(fù)。
本系統(tǒng)對(duì)EGR系統(tǒng)得控制可分為四個(gè)M A P圖，可根據(jù)柴油機(jī)狀態(tài)變化進(jìn)行M A P圖的切換。
權(quán)利要求
1.一種柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)主要包括電控單元(1)、EGR閥(2)、EGR閥門位置傳感器(3)、真空?qǐng)?zhí)行器(4)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路(5)、水溫檢測(cè)電路(6)和油門開度傳感器(7)、離合器開關(guān)電路(8)、電源電路(9)，其特征是所述的電控單元(1)采用單片機(jī)，轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路(5)、水溫檢測(cè)電路(6)、油門開度傳感器(7)、離合器開關(guān)電路(8)、EGR閥門位置傳感器(3)分別和單片機(jī)的信號(hào)輸入端連接，單片機(jī)的信號(hào)輸出端與真空?qǐng)?zhí)行器(4)連接，單片機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)工作狀況數(shù)據(jù)計(jì)算出所需要的EGR閥(2)開度，并通過單片機(jī)的輸出端口控制真空?qǐng)?zhí)行器(4)調(diào)節(jié)EGR閥(2)的開度，EGR閥門位置傳感器(3)反饋EGR閥(2)的實(shí)際開度值，便于單片機(jī)進(jìn)行PID計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征是所述的轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路(5)采用磁電式速度傳感器、電阻R11、電阻R12、電阻R2、電阻R3、電容C、運(yùn)放L、二極管D，磁電式速度傳感器的輸出端SPEEDH端通過電阻R11與運(yùn)放L的同相輸入端連接，磁電式速度傳感器的輸出端SPEEDL端通過電阻R12接地，電容C，二極管D和電阻R2并聯(lián)，電容C、電阻R2一端和二極管D的負(fù)端連接在R11與運(yùn)放L之間的線路上，它們的另一端接地，運(yùn)放L的反相端通過電阻R3引入基準(zhǔn)電壓，電阻R3與運(yùn)放L的反相端的連接點(diǎn)接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征是所述水溫檢測(cè)電路(6)所用的傳感器為負(fù)溫度系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)熱敏電阻，測(cè)得的溫度信號(hào)輸出至單片機(jī)的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征是所述的油門開度傳感器(7)和EGR閥門位置傳感器(3)為電阻分壓輸出，經(jīng)耦電容濾波后直接引至單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征是所述的單片機(jī)的輸出端還連接有信號(hào)指示燈電路(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是一種柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。電控單元采用單片機(jī)，轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路、水溫檢測(cè)電路、油門開度傳感器、離合器開關(guān)電路、EGR閥門位置傳感器分別和單片機(jī)的信號(hào)輸入端連接，單片機(jī)的信號(hào)輸出端與真空?qǐng)?zhí)行器連接。單片機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)計(jì)算出所需要的EGR閥開度，并通過單片機(jī)的輸出端口控制真空?qǐng)?zhí)行器調(diào)節(jié)EGR閥的開度，EGR閥門位置傳感器反饋EGR閥的實(shí)際開度值，便于單片機(jī)進(jìn)行PID計(jì)算。采用單片機(jī)，同時(shí)設(shè)計(jì)了高精度的轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路和水溫檢測(cè)電路，系統(tǒng)部件動(dòng)作相應(yīng)迅速，控制精度高、能滿足柴油機(jī)實(shí)際使用的工況變化的要求，并且具有故障自檢測(cè)功能。
文檔編號(hào)F02M25/07GK101086237SQ200610085810
公開日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者姚建全, 徐斌 申請(qǐng)人:常州星尼韋爾電器有限公司