專利名稱：一種汽車燃料系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法與控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸噴油器噴油量的控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車燃料系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法與控制器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的燃料控制一般采用純電子線路構(gòu)成，未使用集成微處理器，并且裝置中采用繼電器作為模式選擇開(kāi)關(guān)和冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，通過(guò)繼電器開(kāi)啟和閉合來(lái)選擇燃料控制模式； 冷啟動(dòng)時(shí)利用外部開(kāi)關(guān)控制繼電器保持開(kāi)啟一段時(shí)間，噴油器連續(xù)噴油，保證啟動(dòng)。噴油脈沖電信號(hào)經(jīng)過(guò)LM139JS電壓比較器，對(duì)脈沖信號(hào)的寬度進(jìn)行調(diào)整，放大輸出到噴油器。此類控制器存在有一下兩大缺陷(1)適用范圍較小，若更換燃料種類，需手動(dòng)改變電路，操作較為復(fù)雜且精度比較低。⑵在低溫的環(huán)境下，需根據(jù)人都主觀判斷溫度高低決定是否做冷啟動(dòng)，這樣操作準(zhǔn)確性不高。并且冷啟動(dòng)的方法一般是打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)頭，通過(guò)一個(gè)外置開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉向發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)噴適量的燃油，按一下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)按鈕，不超過(guò)0. 5s，噴油器連續(xù)噴油加濃，增加混合氣的濃度，使汽車啟動(dòng)，且噴油量的多少需要人工不斷的嘗試，使用麻煩?，F(xiàn)有的汽車燃料控制器通過(guò)電壓比較電路實(shí)現(xiàn)噴油脈沖寬度的定量調(diào)整，如需改變噴油脈沖寬度，需通過(guò)改變比較電壓的值，即調(diào)節(jié)外部電阻的大小。在較低溫度啟動(dòng)時(shí)， 通過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)向缸體內(nèi)連續(xù)噴油加濃，由于醇類的汽化潛熱比汽油的汽化潛熱高等化學(xué)特性，低溫下汽車不易啟動(dòng)，需通過(guò)連續(xù)噴油加濃，促使其充分燃燒促進(jìn)啟動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單，運(yùn)作精確，使用方便的汽車燃料系統(tǒng)自適應(yīng)自適應(yīng)控制方法與控制器。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種汽車燃料系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法，其特征在于，實(shí)時(shí)截取汽車電腦輸出的噴油脈沖信號(hào)，通過(guò)采樣獲取得初始噴油脈沖寬度；當(dāng)汽車燃料為汽油時(shí)汽車啟動(dòng)時(shí)與運(yùn)行時(shí)的噴油脈沖寬度均為初始噴油脈沖寬度；當(dāng)汽車燃料為醇類燃料時(shí)室外溫度> 5°C時(shí)，汽車啟動(dòng)時(shí)與運(yùn)行時(shí)的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的130% 140% ；室外溫度< 5°C時(shí)，汽車啟動(dòng)時(shí)的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的100% 200%，經(jīng)3秒啟動(dòng)完成后即運(yùn)行時(shí)的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的130% 140%。一種用于上述控制方法的控制器，包括主控制單元、人工冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)和模式切換開(kāi)關(guān)；其特征在于，所述主控制單元包括依次由連接的信號(hào)輸入電路、整形電路、處理模塊和驅(qū)動(dòng)電路，所述模式切換開(kāi)關(guān)與處理模塊連接，所述冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與處理模塊連接；其中，所述信號(hào)輸入電路包括電阻Rl和電容Cl，電阻Rl —端和電容Cl的一端共線，電阻Rl的另一端接+12V，電容Cl的另一端接地；
所述整形電路包括芯片U1、電阻R2和電容C2，芯片Ul為光電耦合芯片，芯片Ul 的1腳與電阻R2的一端連接，電阻Rl和電容Cl均與芯片Ul的3腳連接，芯片Ul的4腳接地，芯片Ul的6腳通過(guò)電容C2接地，同時(shí)6腳接入+5V，電阻R2的另一端接+12V ；所述處理模塊包括芯片U2、電阻R3和電容C3，芯片U2為單片機(jī)，芯片U2的12腳與芯片Ul的5腳連接并與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接+5V并通過(guò)電容C2接地，芯片U2的40腳共線連接+5V并通過(guò)電容C3接地，芯片U2的20腳共線接地；所述驅(qū)動(dòng)電路包括功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql、電阻R4和電容C4，功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極G 通過(guò)電阻R4與芯片U2的39腳連接，功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極S接地，功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極D通過(guò)電容C4接地并輸出到對(duì)應(yīng)的噴油器；所述模式切換開(kāi)關(guān)為一外置開(kāi)關(guān)，該外置開(kāi)關(guān)一端與芯片U2的1腳相接，另一端接+5V;所述冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)包括一開(kāi)關(guān)，該冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與芯片U2的10腳連接。進(jìn)一步，所述芯片Ul為HCPL-M611的光電耦合器。進(jìn)一步，所述的芯片U2是實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的單片機(jī)。更進(jìn)一步，所述芯片U2為是Atmel公司生產(chǎn)的8位單片機(jī)。更進(jìn)一步，所述芯片U2為為AT89C51單片機(jī)。進(jìn)一步，所述功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql的型號(hào)為IRF530N。進(jìn)一步，所述的控制器還包括有至少一個(gè)副控制單元，該副控制單元與主控制單元的電路相同，副控制單元中的芯片U2與主控制單元中的芯片U2相接。再進(jìn)一步，所述控制器包括有三個(gè)副控制單元，分別為第一副控制單元、第二副控制單元和第三副控制單元，第一副控制單元中的芯片U2的M腳與主控制單元中的芯片U2 的M腳相接，第一副控制單元中的芯片U2的25腳與主控制單元中的芯片U2的25腳相接，第一副控制單元中的芯片U2的1腳與模式切換開(kāi)關(guān)連接；第二副控制單元中的芯片U2 的M腳與主控制單元中的芯片U2的M腳相接，第二副控制單元中的芯片U2的25腳與主控制單元中的芯片U2的25腳相接，第二副控制單元中的芯片U2的1腳與模式切換開(kāi)關(guān)連接；第三副控制單元中的芯片U2的M腳與主控制單元中的芯片U2的M腳相接第三副控制單元中的芯片U2的25腳與主控制單元中的芯片U2的25腳相接，第三副控制單元中的芯片U2的1腳與模式切換開(kāi)關(guān)連接。本發(fā)明可取得如下有益的技術(shù)效果1)在更換汽車燃料時(shí)，本發(fā)明所述的控制器無(wú)需更換電路，僅需修改處理模塊的內(nèi)部程序，具體操作時(shí)借助外置的模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選擇核心處理器即芯片U2中適應(yīng)所選燃料的控制程序，即可實(shí)現(xiàn)控制模式的優(yōu)化。當(dāng)選定內(nèi)部指令程序后，內(nèi)部程序即可自動(dòng)切換到這種燃料運(yùn)行的處理狀態(tài)，輸出合理的噴油脈沖寬度供噴油器使用。2)在汽車啟動(dòng)時(shí)，本發(fā)明控制器經(jīng)人工客觀判斷外部溫度，處理模塊中的芯片U2 判斷調(diào)整噴油脈沖寬度的大小，就可在較低溫度下實(shí)現(xiàn)汽車的正常啟動(dòng)。通過(guò)集成芯片對(duì)噴油脈沖寬度的相應(yīng)調(diào)整，可以精確到微秒級(jí)，實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下汽車平穩(wěn)運(yùn)行，更加節(jié)能， 減少資源浪費(fèi)。


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圖1為本發(fā)明所述控制器中主控制單元或副控制單元的結(jié)構(gòu)原理框2為本發(fā)明所述控制器中主控制單元或副控制單元的電路圖
具體實(shí)施例方式實(shí)例1本實(shí)施例的控制器包括主控制單元、測(cè)溫電路和模式切換開(kāi)關(guān)；所述主控制單元包括依次連接的信號(hào)輸入電路、整形電路、處理模塊和驅(qū)動(dòng)電路，所述模式切換開(kāi)關(guān)與處理模塊連接；所述冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與處理模塊連接；上述信號(hào)輸入電路包括電阻Rl和電容Cl，電阻Rl —端和電容Cl的一端共線接汽車電腦，獲取其輸出的原始噴油脈沖信號(hào)，電阻Rl的另一端接+12V，電容Cl的另一端接地；上述整形電路包括芯片U1、電阻R2和電容C2，芯片Ul為HCPL-M611的光電耦合芯片，芯片Ul的1腳與電阻R2的一端連接，電阻Rl和電容Cl均與芯片Ul的3腳連接，芯片Ul的4腳接地，芯片Ul的6腳通過(guò)電容C2接地，同時(shí)芯片Ul的6腳接入+5V，電阻R2 的另一端接+12V;上述處理模塊包括芯片U2、電阻R3和電容C3，芯片U2是Atmel公司生產(chǎn)的8位單片機(jī)用于對(duì)噴油信號(hào)的處理，芯片U2的12腳與芯片Ul的5腳連接并與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接+5V并通過(guò)電容C2接地，芯片U2的40腳共連接+5V并通過(guò)電容 C3接地，芯片U2的20腳接地；上述驅(qū)動(dòng)電路包括IRF530N功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql、電阻R4和電容C4，功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql 的柵極G通過(guò)電阻R4與芯片U2的39腳連接，功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極S接地，功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極D通過(guò)電容C4接地并輸出噴油脈沖信號(hào)供噴油器使用；上述主模式切換開(kāi)關(guān)為一外置開(kāi)關(guān)，該外置開(kāi)關(guān)的一端與芯片U2的1腳連接，另一端接+5V ；上述冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)包括一開(kāi)關(guān)，該冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與芯片U2的10腳連接。本發(fā)明的控制器不改變?cè)囯娔X的前提下，能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射量進(jìn)行有效的控制，該方法中實(shí)時(shí)截取汽車電腦輸出的噴油脈沖信號(hào)，通過(guò)對(duì)該噴油脈沖寬度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以保證汽車在不同種類燃料時(shí)都可穩(wěn)定運(yùn)行；汽車啟動(dòng)時(shí)，汽車電腦ECU的噴油脈沖信號(hào)輸入信號(hào)輸入電路，經(jīng)R1、C1進(jìn)行濾波處理后，輸入整形電路，經(jīng)芯片Ul進(jìn)行光電隔離處理，濾去外部噪音干擾獲得更加準(zhǔn)確的方波信號(hào)，而后通過(guò)芯片U2的第12管腳進(jìn)入處理器，芯片U2通過(guò)內(nèi)部計(jì)數(shù)器進(jìn)行采樣，獲取初始噴油脈沖寬度經(jīng)過(guò)調(diào)整得到符合要求的信號(hào)。啟動(dòng)的同時(shí)，芯片U2根據(jù)外置的模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)向其發(fā)出的標(biāo)志信號(hào)，判斷所使用的燃料種類，當(dāng)燃料為汽油時(shí)，芯片U2對(duì)所輸入的初始噴油脈沖信號(hào)不做任何處理使其輸出到噴油器，即汽車啟動(dòng)時(shí)與運(yùn)行時(shí)的噴油脈沖寬度均為初始噴油脈沖寬度；當(dāng)燃料為醇類時(shí)，處理器U2根據(jù)人工給的是否冷啟動(dòng)命令做出如下處理當(dāng)室外溫度>5°C時(shí)，啟動(dòng)時(shí)與啟動(dòng)后的噴油脈沖寬度調(diào)整為初始噴油脈沖寬度的130% 140% ；當(dāng)室外溫度彡50C 時(shí)，啟動(dòng)時(shí)的噴油脈沖寬度調(diào)整為初始噴油脈沖寬度的100 % 200 %，且延續(xù)3秒，啟動(dòng)完成后，噴油脈沖寬度調(diào)整為初始噴油脈沖寬度的130% 140% ；
經(jīng)芯片U2的噴油脈沖寬度信號(hào)由芯片U2經(jīng)過(guò)修改后從39腳輸出新的噴油脈沖信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電路，該信號(hào)由IRF530進(jìn)行功率放大后輸出至噴油器。實(shí)例2本實(shí)施例中的控制器是在實(shí)施例1的控制器的基礎(chǔ)上設(shè)置有一副控制單元，該副控制單元中的芯片U2的M腳和25腳與主控制單元中的芯片U2的M腳和25腳對(duì)應(yīng)相接， 副控制單元中的芯片U2的1腳與模式切轉(zhuǎn)換的外置開(kāi)關(guān)的一端相接；且副控制單元的電路均與主控制單元的電路相同。其中的主控制單元和副控制單元分別控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的2個(gè)氣缸噴油器的噴油量。主控制單元和副控制單元進(jìn)行同步控制工作主控制單元和副控制單元接收到模式控制開(kāi)關(guān)命令；當(dāng)燃料為汽油時(shí)，主控制單元和副控制單元中芯片U2對(duì)所輸入的初始噴油脈沖信號(hào)均不做任何處理使其輸出到噴油器，即汽車啟動(dòng)時(shí)與運(yùn)行時(shí)的噴油脈沖寬度均為原噴油脈沖寬度；當(dāng)燃料為醇類時(shí)，主控制單元的處理器U2根據(jù)冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)得到是否冷啟動(dòng)命令進(jìn)行實(shí)施例1中所述的處理工作；同時(shí)主控制單元的處理器U2向副控制單元發(fā)出處理命令，副控制單元開(kāi)始與主控制單元進(jìn)行同步信號(hào)處理，根據(jù)人工冷啟動(dòng)命令主控制單元中的芯片U2的M腳和25腳向副控制單元中的芯片U2發(fā)出電信號(hào)命令，當(dāng)副控制單元中的芯片U2的M腳和25腳接收到的都是高電平信號(hào)時(shí)，副控制單元的芯片U2開(kāi)始與主控制單元的芯片U2同步做冷啟動(dòng)處理即啟動(dòng)時(shí)的噴油脈沖寬度調(diào)整為初始噴油脈沖寬度的100% 200%，且延續(xù)3秒，啟動(dòng)完成后，噴油脈沖寬度調(diào)整為初始噴油脈沖寬度的 130% 140% ；當(dāng)副控制單元中的芯片U2的M腳和25腳接收到的都是低電平信號(hào)，則副控制單元的芯片U2開(kāi)始與主控制單元的芯片U2同步做正常啟動(dòng)處理啟動(dòng)時(shí)與啟動(dòng)后的噴油脈沖寬度調(diào)整為初始噴油脈沖寬度的130% 140%。實(shí)例3本實(shí)施例中的控制器是在實(shí)施例1的控制器的基礎(chǔ)上設(shè)置有三個(gè)副控制單元，分別為第一副控制單元、第二副控制單元和第三副控制單元，第一副控制單元中的芯片U2的 24腳和25腳與主控制單元中的芯片U2的M腳和25腳對(duì)應(yīng)相接，第二副控制單元中的芯片U2的M腳和25腳與主控制單元中的芯片U2的M腳和25腳對(duì)應(yīng)相接，第三副控制單元中的芯片U2的M腳和25腳與主控制單元中的芯片U2的M腳和25腳對(duì)應(yīng)相接，第一副控制單元中的芯片U2的1腳與模式切換開(kāi)關(guān)連接，第二副控制單元中的芯片U2的1腳與模式切換開(kāi)關(guān)連接，第三副控制單元中的芯片U2的1腳與模式切換開(kāi)關(guān)連接。其中的主控制單元、第一副控制單元、第二副控制單元和第三副控制單元可分別控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的4個(gè)氣缸噴油器的噴油量。如實(shí)施例2中所述，主控制單元進(jìn)行自我處理工作并指控第一副控制單元、第二副控制單元和第三副控制單元同步工作。
權(quán)利要求
1.一種汽車燃料系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法，其特征在于，實(shí)時(shí)截取汽車電腦輸出的噴油脈沖信號(hào)，通過(guò)采樣獲取得初始噴油脈沖寬度；當(dāng)汽車燃料為汽油時(shí)汽車啟動(dòng)時(shí)與運(yùn)行時(shí)的噴油脈沖寬度均為初始噴油脈沖寬度；當(dāng)汽車燃料為醇類燃料時(shí)室外溫度> 5°C時(shí)，汽車啟動(dòng)時(shí)與運(yùn)行時(shí)的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的130% 140% ；室外溫度< 5°C時(shí)，汽車啟動(dòng)時(shí)的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的100% 200%，經(jīng)3秒啟動(dòng)完成后即運(yùn)行時(shí)的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的130% 140%。
2.一種用于如權(quán)利要求1所述控制方法的控制器，包括主控制單元、人工冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)和模式切換開(kāi)關(guān)；其特征在于，所述主控制單元包括依次由連接的信號(hào)輸入電路、整形電路、處理模塊和驅(qū)動(dòng)電路，所述模式切換開(kāi)關(guān)與處理模塊連接，所述冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與處理模塊連接；其中，所述信號(hào)輸入電路包括電阻Rl和電容Cl，電阻Rl —端和電容Cl的一端共線，電阻Rl的另一端接+12V，電容Cl的另一端接地；所述整形電路包括芯片Ul、電阻R2和電容C2，芯片Ul為光電耦合芯片，芯片Ul的1 腳與電阻R2的一端連接，電阻Rl和電容Cl均與芯片Ul的3腳連接，芯片Ul的4腳接地， 芯片Ul的6腳通過(guò)電容C2接地，同時(shí)6腳接入+5V，電阻R2的另一端接+12V ；所述處理模塊包括芯片U2、電阻R3和電容C3，芯片U2為單片機(jī)，芯片U2的12腳與芯片Ul的5腳連接并與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接+5V并通過(guò)電容C2接地，芯片U2的40腳共線連接+5V并通過(guò)電容C3接地，芯片U2的20腳共線接地；所述驅(qū)動(dòng)電路包括功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql、電阻R4和電容C4，功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極G通過(guò)電阻R4與芯片U2的39腳連接，功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極S接地，功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極D通過(guò)電容C4接地并輸出到對(duì)應(yīng)的噴油器；所述模式切換開(kāi)關(guān)為一外置開(kāi)關(guān)，該外置開(kāi)關(guān)一端與芯片U2的1腳相接，另一端接+5V ；所述冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)包括一開(kāi)關(guān)，該冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與芯片U2的10腳連接。
3.如權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，所述芯片Ul為HCPL-M611的光電耦合器。
4.如權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，所述的芯片U2是實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的單片機(jī)。
5.如權(quán)利要求4所述的控制器，其特征在于，所述芯片U2為是Atmel公司生產(chǎn)的8位單片機(jī)。
6.如權(quán)利要求4所述的控制器，其特征在于，所述芯片U2為AT89C51單片機(jī)。
7.如權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，所述功率場(chǎng)效應(yīng)管Ql的型號(hào)為IRF530N。
8.如權(quán)利要求2到7任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的控制器，其特征在于，所述的控制器還包括有至少一個(gè)副控制單元，該副控制單元與主控制單元的電路相同，副控制單元中的芯片U2 與主控制單元中的芯片U2相接。
9.如權(quán)利要求8所述的控制器，其特征在于，所述控制器包括有三個(gè)副控制單元，分別為第一副控制單元、第二副控制單元和第三副控制單元；第一副控制單元中的芯片U2的M腳與主控制單元中的芯片U2的M腳相接，第一副控制單元中的芯片U2的25腳與主控制單元中的芯片U2的25腳相接，第一副控制單元中的芯片U2的1腳與模式切換開(kāi)關(guān)連接；第二副控制單元中的芯片U2的M腳與主控制單元中的芯片U2的M腳相接，第二副控制單元中的芯片U2的25腳與主控制單元中的芯片U2的25腳相接，第二副控制單元中的芯片U2的1腳與模式切換開(kāi)關(guān)連接；第三副控制單元中的芯片U2的M腳與主控制單元中的芯片U2的M腳相接第三副控制單元中的芯片U2的25腳與主控制單元中的芯片U2的25腳相接，第三副控制單元中的芯片U2的1腳與模式切換開(kāi)關(guān)連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸噴油器噴油量的控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種操作簡(jiǎn)單，運(yùn)作精確，使用方便的汽車燃料系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法與控制器。本發(fā)明所述的控制方法，實(shí)時(shí)截取汽車電腦輸出的噴油脈沖信號(hào)，通過(guò)采樣獲取得初始噴油脈沖寬度；針對(duì)不同的汽車燃料對(duì)汽車啟動(dòng)時(shí)與運(yùn)行時(shí)的噴油脈沖寬度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，達(dá)到控制目的；所述的控制器，包括主控制單元、人工冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)和模式切換開(kāi)關(guān)；其中主控制單元包括依次由連接的信號(hào)輸入電路、整形電路、處理模塊和驅(qū)動(dòng)電路，模式切換開(kāi)關(guān)與處理模塊連接，冷啟動(dòng)開(kāi)關(guān)與處理模塊連接；其有益效果在于，在更換汽車燃料時(shí)，無(wú)需更換電路；控制可以精確到微秒級(jí)，實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下汽車平穩(wěn)運(yùn)行，減少資源浪費(fèi)。
文檔編號(hào)F02D41/30GK102400803SQ20111034232
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者劉生全, 王志文, 王斌文 申請(qǐng)人:平?jīng)鍪兄辛π履茉纯萍佳芯吭?br>