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      一種雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油控制器的制造方法

      文檔序號:5149299閱讀:213來源:國知局
      一種雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油控制器的制造方法
      【專利摘要】本實(shí)用新型涉及雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油控制器,有效解決設(shè)備復(fù)雜,成本高,功耗大,故障率高的問題,其結(jié)構(gòu)是,信號處理器分別與凸輪的信號傳感器、可編程邏輯器、1-6缸的噴油器相連,可編程邏輯器與微控制器輸入端相連,微控制器的輸出端經(jīng)噴油器的控制器與1-6缸噴油器相連,噴油器的噴嘴上經(jīng)插口裝有噴嘴控制子模塊,噴嘴控制子模塊是,第一場效應(yīng)晶體管的整流二極管端負(fù)極經(jīng)插口接噴油器,正極接第一、第二負(fù)載的一端,第一負(fù)載、第二負(fù)載的另一端分別接第三、第四場效應(yīng)晶體管的整流二極管負(fù)端,第三、第四場效應(yīng)晶體管的二極管正端并聯(lián)接第二場效應(yīng)晶體管的二極管負(fù)端,正端經(jīng)電阻接地,本實(shí)用新型性能穩(wěn)定可靠,控制精度高,節(jié)約能源。
      【專利說明】一種雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油控制器
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型涉及電器,特別是一種雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油控制器。
      【背景技術(shù)】
      [0002]雙燃料(柴油/天然氣)電噴柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的燃油控制裝置是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,直接影響到改裝的動力性和經(jīng)濟(jì)效益,目前對雙燃料電噴柴油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的燃油控制主要有以下幾種:
      [0003]1.采用仿真信號來間接控制原車ECU減少脈寬;
      [0004]2.采用完全屏蔽原車控油信號,自行控制噴油嘴;
      [0005]3.采用單一電子開關(guān)串入主回路直接斷路控制的方式。
      [0006]這幾種在結(jié)構(gòu)上都有一定缺陷,第一種無法直接精確控制脈寬,系統(tǒng)復(fù)雜,替代率不高;第二種在雙燃料狀態(tài)下用模擬器替代噴油嘴,屏蔽原車控制信號,直接驅(qū)動原車噴嘴,可以獨(dú)立控制脈寬,但硬件復(fù)雜,成本高,功耗大,故障率高;第三種結(jié)構(gòu)簡單,只能減小,但不能完全切斷預(yù)噴、后噴等多次噴射信號,否則會導(dǎo)致原車ECU報噴油器斷路故障停機(jī),燃?xì)馓娲适艿较拗?,因此控制設(shè)備上的改進(jìn)和創(chuàng)新勢在必行。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0007]針對上述情況,為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷,本實(shí)用新型之目的就是提供一種雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油控制器,可有效解決設(shè)備復(fù)雜,成本高,功耗大,故障率高,不能保證設(shè)備正常工作的問題。
      [0008]本實(shí)用新型解決的技術(shù)方案是,該裝置包括有信號處理器(TMS320F)、可編程邏輯器(又稱可編程門陣列器,F(xiàn)PGA,可采用Altera生產(chǎn)的EPM7128S(PLCC84))、微控制器(又稱單片微型計算機(jī),MCU,可采用DS89C430或8051)和噴油器,信號處理器分別與凸輪的信號傳感器、可編程邏輯器、1-6缸的噴油器相連,可編程邏輯器與微控制器輸入端相連,微控制器的輸出端經(jīng)噴油器的控制器與1-6缸噴油器相連,噴油器的噴嘴上經(jīng)插口(VBAT)裝有噴嘴控制子模塊,所述的噴嘴控制子模塊是由第一場效應(yīng)晶體管Q1、第二場效應(yīng)晶體管Q2、第三場效應(yīng)晶體管Q3、第四場效應(yīng)晶體管Q4構(gòu)成,第一場效應(yīng)晶體管Ql的整流二極管端負(fù)極經(jīng)插口(VBAT)接噴油器,第一場效應(yīng)晶體管Ql的整流二極管正極接第一負(fù)載L1、第二負(fù)載L2的一端,第一負(fù)載LI的另一端接第三場效應(yīng)晶體管Q3的整流二極管負(fù)端,第二負(fù)載L2的另一端接第四場效應(yīng)晶體管Q4的二極管負(fù)端,第三場效應(yīng)晶體管Q3、第四場效應(yīng)晶體管Q4的二極管正端并聯(lián)接第二場效應(yīng)晶體管Q2的二極管負(fù)端,第二場效應(yīng)晶體管Q2的二極管正端經(jīng)電阻Rl接地(GND),信號處理器對脈沖信號進(jìn)行濾波,限幅,整形,可編程邏輯器對1-6缸噴油信號進(jìn)行判別和測量,同時根據(jù)微控制器(MCU)發(fā)出控制計算斷油脈寬信號,并發(fā)給油量控制器,測量和控制都達(dá)到很高精度0.003ms,大大減少微控制器的運(yùn)算負(fù)擔(dān)和定時器高速高精度的要求。
      [0009]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單,新穎獨(dú)特,安裝使用方便,性能穩(wěn)定可靠,控制精度高,有效保證對發(fā)動機(jī)噴嘴的控制,節(jié)約能源,是雙燃料汽車設(shè)備上的創(chuàng)新,有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效.
      Mo
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)連接框示圖。
      [0011]圖2為本實(shí)用新型的噴嘴控制子模塊電路圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0012]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
      [0013]由圖1、2所示,本實(shí)用新型包括有信號處理器(TMS320F)、可編程邏輯器(又稱可編程門陣列器,F(xiàn)PGA,可采用Altera生產(chǎn)的EPM7128S(PLCC84))、微控制器(又稱單片微型計算機(jī),MCU,可采用DS89C430或8051)和噴油器,信號處理器分別與凸輪的信號傳感器、可編程邏輯器、1-6缸的噴油器相連,可編程邏輯器與微控制器輸入端相連,微控制器的輸出端經(jīng)噴油器的控制器與1-6缸噴油器相連,噴油器的噴嘴上經(jīng)插口(VBAT)裝有噴嘴控制子模塊,所述的噴嘴控制子模塊是由第一場效應(yīng)晶體管Q1、第二場效應(yīng)晶體管Q2、第三場效應(yīng)晶體管Q3、第四場效應(yīng)晶體管Q4構(gòu)成,第一場效應(yīng)晶體管Ql的整流二極管端負(fù)極經(jīng)插口(VBAT)接噴油器,第一場效應(yīng)晶體管Ql的整流二極管正極接第一負(fù)載L1、第二負(fù)載L2的一端,第一負(fù)載LI的另一端接第三場效應(yīng)晶體管Q3的整流二極管負(fù)端,第二負(fù)載L2的另一端接第四場效應(yīng)晶體管Q4的二極管負(fù)端,第三場效應(yīng)晶體管Q3、第四場效應(yīng)晶體管Q4的二極管正端并聯(lián)接第二場效應(yīng)晶體管Q2的二極管負(fù)端,第二場效應(yīng)晶體管Q2的二極管正端經(jīng)電阻Rl接地(GND),信號處理器對脈沖信號進(jìn)行濾波,限幅,整形,可編程邏輯器對1-6缸噴油信號進(jìn)行判別和測量,同時根據(jù)微控制器(MCU)發(fā)出控制計算斷油脈寬信號,并發(fā)給油量控制器,測量和控制都達(dá)到 很高精度0.003ms,大大減少微控制器的運(yùn)算負(fù)擔(dān)和定時器高速高精度的要求。
      [0014]為了保證作用效果,所述的第一場效應(yīng)晶體管Q1、第二場效應(yīng)晶體管Q2構(gòu)成高低位驅(qū)動柴油機(jī)噴嘴驅(qū)動結(jié)構(gòu);噴嘴控制子模塊中在柴油機(jī)噴嘴的低位處加入第三場效應(yīng)晶體管Q3、第四場效應(yīng)晶體管Q4,同時接入模擬的第一負(fù)載L1、第二負(fù)載L2,第三場效應(yīng)晶體管Q3、第四場效應(yīng)晶體管Q4 (MOSFET )控制邏輯相反,在第三場效應(yīng)晶體管Q3切斷回路時,第四場效應(yīng)晶體管Q4工作,回路切換到模擬的第一負(fù)載L1、第二負(fù)載L2上,通過控制第三場效應(yīng)晶體管Q3、第四場效應(yīng)晶體管Q4的開與關(guān),進(jìn)而控制整個柴油控制系統(tǒng)的通與斷,達(dá)到精確控制噴油量的目的;所述的噴嘴控制子模塊在雙燃料下,對每個噴油信號都進(jìn)行斷油處理,在每個噴油信號的前部分是實(shí)際的噴油時間(有效噴油脈寬的時間),也就是引燃柴油量的噴油時間;從斷油信號發(fā)出到高位的噴油信號結(jié)束這段時間為無效噴油時間,雖高位有信號指令,但斷油開關(guān)關(guān)斷,與低位構(gòu)不成回路,柴油噴嘴停止工作;后面的無效噴油脈寬的時間按照相應(yīng)的比例換算成相對應(yīng)的燃?xì)饬?,補(bǔ)償原始噴油脈寬的能量損失,保證發(fā)動機(jī)動力正常;微控制器(運(yùn)算控制器)按照事先標(biāo)定的柴油發(fā)動機(jī)在各工作狀態(tài)下的有效噴油脈寬所占原始噴油脈寬的比例,分別輸出到柴油噴嘴控制單元與天然氣噴嘴控制子模塊,即將相應(yīng)的天然氣量的噴射時間與噴射周期輸出到天然氣噴嘴控制子模塊,同時對柴油控制子模塊限制相應(yīng)的柴油噴射量。[0015]需要說明的是,本實(shí)用新型中的第一場效應(yīng)晶體管Q1、第二場效應(yīng)晶體管Q2、第三場效應(yīng)晶體管Q3、第四場效應(yīng)晶體管Q4未給出接線關(guān)系的管腳,其接線同現(xiàn)有車輛上的連接結(jié)構(gòu)相同。本實(shí)用新型中所用的部件均為現(xiàn)有產(chǎn)品,可編程邏輯器、微控制器、噴油控制器均為原車輛上的設(shè)備,本實(shí)用新型的貢獻(xiàn)在于,將這些部件經(jīng)科學(xué)的組合,并結(jié)合創(chuàng)新性的噴嘴控制子模塊構(gòu)成新型的雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油控制器,以實(shí)現(xiàn)對雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油的控制。
      [0016]本實(shí)用新型中所述的信號處理器、可編程邏輯器、微控制器、噴油器、信號傳感器均為公知技術(shù),市售產(chǎn)品,所給出型號只是用于實(shí)施例,以說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】,但不是用于限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案,因此,凡是采用等同或等效技術(shù)手段所作出的在本質(zhì)上與本實(shí)用新型相同的技術(shù)方案,均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
      [0017]由上述可以看出,本實(shí)用新型由油量檢測電路和控制裝置組成,噴油脈寬檢測主要由信號處理電路和可編程邏輯器件組成,信號處理主要是對脈寬信號進(jìn)行濾波,限幅,整形,可編程邏輯器件主要負(fù)責(zé)六缸信號的噴油信號的判別和測量,同時根據(jù)MCU發(fā)出控制MAP計算斷油脈寬信號,并發(fā)給油量控制電路。由于不需要MCU參與,測量和控制都可以達(dá)到很高精度,大大減少了主MCU的運(yùn)算負(fù)擔(dān)和必須擁有高速高精度定時器的要求。在一個工作循環(huán)中,柴油發(fā)動機(jī)中的每個缸各參與一次工作,每一缸的噴射脈寬也有所區(qū)別,所以需對各個缸分別進(jìn)行測量和斷油處理。
      [0018]處理的流程如下:首先根據(jù)凸輪軸信號進(jìn)行判缸,既是判讀出當(dāng)前工作的氣缸,再根據(jù)凸輪軸相位計算上止點(diǎn)位置結(jié)合噴油提前角,從而確定捕捉到的脈寬是預(yù)噴、主噴還是后噴等噴射信號,對不同的噴射類型不同控制,當(dāng)計數(shù)器到達(dá)所標(biāo)定的引燃油量時,F(xiàn)PGA發(fā)出斷油信號,功率開關(guān)管工作,使斷油開關(guān)關(guān)斷,完成斷油任務(wù)。
      [0019]噴油控制電路負(fù)責(zé)接收可編程邏輯器件發(fā)出的斷油指令,對柴油噴嘴的工作進(jìn)行限制;圖2為本實(shí)用新型控制裝置的柴油噴嘴控制子模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。在原車的柴油控制系統(tǒng)中,功率管Ql與功率管Q2組成高低位驅(qū)動柴油噴嘴,雙燃料柴油噴嘴控制子模塊在柴油噴嘴的低位加入功率管Q3和功率管Q4,同時加入模擬負(fù)載L1、L2,兩個功率管控制邏輯相反,在Q3管切斷回路是Q4管工作,回路切換到模擬負(fù)載上,通過控制功率管Q3,Q4的開與關(guān),進(jìn)而控制整個柴油控制系統(tǒng)的通與斷,達(dá)到精確控制噴油量的目的。由于功率管開關(guān)速度很快,而且由于模擬負(fù)載和噴油嘴電阻,電感參數(shù)接近不會引起原車ECU對噴油回路的電流檢測異常而報噴油器斷路故障,導(dǎo)致發(fā)動機(jī)熄火停車。因此可以完全屏蔽預(yù)噴、后噴,使系統(tǒng)的油耗減少,替代率提高。
      [0020]由上述可以清楚的看出,本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,有效用于雙燃料柴油高壓共軌單點(diǎn)或多點(diǎn)順序噴射動機(jī)上,結(jié)構(gòu)簡單,控制精確可靠,精確測量每缸的噴油脈寬,并根據(jù)需要設(shè)定的控制脈寬,直接控制每缸的噴油量,控制精度可達(dá)0.003ms,可以對高壓共軌發(fā)動機(jī)的多種噴射實(shí)現(xiàn)任意油量限制,以達(dá)到適量天然氣進(jìn)缸混合燃燒的目的。同時不會引起原車ECU檢測噴油器短路報故障,安裝使用方便,效果好,是雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油控制器上的一大創(chuàng)新。
      【權(quán)利要求】
      1.一種雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油控制器,包括有信號處理器、可編程邏輯器、微控制器和噴油器,其特征在于,信號處理器分別與凸輪的信號傳感器、可編程邏輯器、1-6缸的噴油器相連,可編程邏輯器與微控制器輸入端相連,微控制器的輸出端經(jīng)噴油器的控制器與1-6缸噴油器相連,噴油器的噴嘴上經(jīng)插口裝有噴嘴控制子模塊,所述的噴嘴控制子模塊是由第一場效應(yīng)晶體管(Q1)、第二場效應(yīng)晶體管(Q2)、第三場效應(yīng)晶體管(Q3)、第四場效應(yīng)晶體管(Q4)構(gòu)成,第一場效應(yīng)晶體管(Ql)的整流二極管端負(fù)極經(jīng)插口接噴油器,第一場效應(yīng)晶體管(Ql)的整流二極管正極接第一負(fù)載(LI)、第二負(fù)載(L2)的一端,第一負(fù)載(LI)的另一端接第三場效應(yīng)晶體管(Q3)的整流二極管負(fù)端,第二負(fù)載(L2)的另一端接第四場效應(yīng)晶體管(Q4)的二極管負(fù)端,第三場效應(yīng)晶體管(Q3)、第四場效應(yīng)晶體管(Q4)的二極管正端并聯(lián)接第二場效應(yīng)晶體管(Q2)的二極管負(fù)端,第二場效應(yīng)晶體管(Q2)的二極管正端經(jīng)電阻(Rl)接地。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙燃料高壓共軌發(fā)動機(jī)燃油控制器,其特征在于,所述的第一場效應(yīng)晶體管(Q1)、第二場效應(yīng)晶體管(Q2)構(gòu)成高低位驅(qū)動柴油機(jī)噴嘴驅(qū)動結(jié)構(gòu),噴嘴控制子模塊中在柴油機(jī)噴嘴的低位處加入第三場效應(yīng)晶體管(Q3)、第四場效應(yīng)晶體管(Q4),同時接入模擬的第一負(fù)載(LI)、第二負(fù)載(L2),第三場效應(yīng)晶體管(Q3)、第四場效應(yīng)晶體管(Q4)控制邏輯相反。
      【文檔編號】F02D19/06GK203532062SQ201320655160
      【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
      【發(fā)明者】吳堅, 李勇 申請人:深圳市國炬天然氣汽車技術(shù)有限公司
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