專利名稱：液化石油氣lpg發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制，屬于發(fā)動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)由于其低排放污染和對(duì)石油資源的替代性，越來越多地用于工 業(yè)動(dòng)力和車輛，其控制的精確性顯得非常重要。采用LPG燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)，由于燃料特點(diǎn)和 應(yīng)用水平等因素，存在一系列有待解決的技術(shù)問題，如動(dòng)力性的下降、混合氣波動(dòng)變化而 引起的空燃比跳變、點(diǎn)火提前角隨混合比跳變等。
液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比有如下不同點(diǎn)， 一是液化石油氣LPG是氣體 燃料，將占據(jù)空氣進(jìn)氣量的一部分容積而造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降；二是液化石油氣LPG燃料 在供氣過程中產(chǎn)生壓力波動(dòng)引發(fā)空燃比不穩(wěn)；三是液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)工作在近稀燃狀 態(tài)，每一個(gè)混合比下都有最佳的點(diǎn)火提前角，由此造成點(diǎn)火正時(shí)因混合比的改變而改變。
對(duì)于液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制有2個(gè)基本要求，即(1)具有足夠的能量產(chǎn)生足 以擊穿火花塞電極間隙的電壓；(2)要有合理的點(diǎn)火正時(shí)(即點(diǎn)火提前角和點(diǎn)火閉合角)。 其中，點(diǎn)火正時(shí)與發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性(熱效率轉(zhuǎn)化)、動(dòng)力性(最大轉(zhuǎn)矩)、排放(碳?xì)銱C與 氮氧化合物N0x)密切相關(guān)，在控制時(shí)綜合考慮這三方面的因素進(jìn)行開環(huán)控制和閉環(huán)控制。 開環(huán)控制是以預(yù)存最佳點(diǎn)火提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，即預(yù)存三維點(diǎn)火脈譜MAP參數(shù)；發(fā) 動(dòng)機(jī)中央控制器ECU在查表確認(rèn)脈譜MAP參數(shù)時(shí)有三個(gè)基本信號(hào)輸入，即進(jìn)氣流量信號(hào)和 節(jié)氣門信號(hào)確定的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和曲軸位置信號(hào)。控制時(shí)，控制系統(tǒng) 根據(jù)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷信號(hào)査脈譜MAP表，再根據(jù)水溫、進(jìn)氣溫度、爆震、燃料特性、大氣壓力 等進(jìn)行修正，確定點(diǎn)火提前角的輸出；閉環(huán)控制是利用爆震傳感器的信號(hào)反饋對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng) 進(jìn)行控制與調(diào)節(jié)，即通過提前或推遲點(diǎn)火正時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)在爆燃界限的附近區(qū)域內(nèi)工作。
上述控制方法雖然得到了較好的利用，但也看出，點(diǎn)火脈譜MAP參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的 控制精度有著極大的影響；如果燃料的成份改變無法予先知道，混合比發(fā)生改變時(shí)，開環(huán) 控制的精度會(huì)降低；脈譜MAP參數(shù)一經(jīng)臺(tái)架試驗(yàn)確定將控制發(fā)動(dòng)機(jī)終身，雖然控制系統(tǒng)根 據(jù)周圍環(huán)境因素的變化作脈譜MAP進(jìn)行了修正，但對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)本身因素改變和燃料成份改 變未做任何修正。還存在下列問題(1) 不同的發(fā)動(dòng)機(jī)都有各自不同的點(diǎn)火脈譜MAP參數(shù)，同一型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)也不盡相同； 按工況要求寫入的點(diǎn)火脈譜MAP參數(shù)預(yù)存不變，僅按規(guī)定模型和環(huán)境改變進(jìn)行修正無法滿 足特定發(fā)動(dòng)機(jī)的控制精度。
(2) 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和燃料成份、混合比發(fā)生改變時(shí)，現(xiàn)有的閉環(huán)控制系統(tǒng)并沒有采 取措施給予修正；沒有使系統(tǒng)適應(yīng)條件變化并始終保持最優(yōu)的性能指標(biāo)；發(fā)動(dòng)機(jī)未能達(dá)到 合理、經(jīng)濟(jì)性地使用。
(3) 閉環(huán)控制的時(shí)空度有限，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中大部分時(shí)間都在開環(huán)控制中；而且 開環(huán)控制的精度直接依賴于所設(shè)定的脈譜MAP參數(shù)和一些基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行引 起性能改變時(shí)，閉環(huán)控制的目標(biāo)將改變。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有控制方式存在的問題，提供一種可以根據(jù) 使用環(huán)境、使用條件、操作條件等實(shí)時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制的液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系 統(tǒng)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)， 包括微處理器、信號(hào)輸入調(diào)理電路、LPG模擬信號(hào)、信號(hào)調(diào)理緩沖電路、LPG數(shù)字信號(hào)、小 腦關(guān)節(jié)控制器CMAC、鐵電存儲(chǔ)器、電源檢測(cè)及穩(wěn)壓電路、電源、CAN、 LIN通信電路、 CAN、 LIN接口、大功率驅(qū)動(dòng)電路、進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、噴氣驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、 開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電路、控制各開關(guān)及閥、OBD系統(tǒng)狀態(tài)指示，LPG模擬信號(hào)通過信號(hào)輸入調(diào)理 電路與微處理器相連接，LPG數(shù)字信號(hào)通過信號(hào)調(diào)理緩沖電路與微處理器相連接，鐵電存 儲(chǔ)器與小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC互連，小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC與微處理器互連，CAN、 LIN 接口與CAN、 LIN通信電路互連，CAN、 LIN通信電路與微處理器互連，電源通過電源 檢測(cè)及穩(wěn)壓電路與微處理器相連接，微處理器通過大功率驅(qū)動(dòng)電路分別與進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、 噴氣驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火模塊相連，微處理器與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)相連，微處理器通過開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電路 分別與控制各開關(guān)及閥、OBD系統(tǒng)狀態(tài)指示相連。
LPG模擬信號(hào)主要包括進(jìn)氣壓力/進(jìn)氣流量、大氣壓力信號(hào)、進(jìn)氣溫度信號(hào)、冷卻水溫 度信號(hào)、氧傳感器信號(hào)、環(huán)境溫度信號(hào)、爆震信號(hào)，LPG溫度信號(hào)、LPG壓力信號(hào)、LPG液 位信號(hào)、增壓器壓力傳感器(帶增壓發(fā)動(dòng)機(jī)用)、油門位置傳感器。
LPG數(shù)字信號(hào)主要包括曲軸位置信號(hào)、噴油脈寬信號(hào)、車速信號(hào)、空調(diào)請(qǐng)求信號(hào)、方 向助力請(qǐng)求信號(hào)、空擋信號(hào)、大燈開關(guān)信號(hào)。
LPG控制信號(hào)經(jīng)防抖和濾波調(diào)理后輸入微處理器，微處理器受理該信號(hào)后進(jìn)入LPG控制模式。在LPG燃料模式下，按控制策略，點(diǎn)火提前角相對(duì)于汽油時(shí)提前；LPG溫度信號(hào) 和LPG壓力信號(hào)反映液化石油氣LPG的供氣情況，微處理器將根據(jù)該信號(hào)對(duì)進(jìn)氣密度和進(jìn) 氣量進(jìn)行調(diào)整。
小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC包括微處理器和動(dòng)態(tài)閃存存儲(chǔ)器/預(yù)備擴(kuò)展閃存器和LPG模擬 信號(hào)、LPG數(shù)字信號(hào)采集調(diào)理電路。
大功率驅(qū)動(dòng)電路包括進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、噴氣驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火模塊驅(qū)動(dòng)。其中進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)包 括進(jìn)氣諧振控制閥、噴氣驅(qū)動(dòng)包括噴氣閥、點(diǎn)火模塊驅(qū)動(dòng)包括LPG燃?xì)恻c(diǎn)火。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)包括燃料進(jìn)氣蝶閾比例調(diào)整、混合器輔助調(diào)整(機(jī)外預(yù)混式控制使用)。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電路包括控制開關(guān)及閥和0BD系統(tǒng)狀態(tài)指示。其中控制開關(guān)及閥包括高低 速風(fēng)扇開關(guān)、空調(diào)功率開關(guān)、怠速閥、主攻率開關(guān)、故障指示報(bào)警開關(guān)、進(jìn)氣諧振引射器 開關(guān)、控制混合器開關(guān)、LPG供氣關(guān)斷閥、VNT(可變截面渦輪增壓調(diào)整)、液力調(diào)整控制(帶 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)用)。
微處理器Ul和小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC是系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)性雙核處理核心，在控制過程中既 有分工不同，又有在開環(huán)和閉環(huán)控制時(shí)的主從易位。小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC在控制系統(tǒng)工作過程中通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)生成一系列按不同工況 類聚的、對(duì)應(yīng)于不同控制目標(biāo)的動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)。
小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC對(duì)控制過程進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)，并將學(xué)習(xí)參數(shù)分工況、分條件進(jìn)行 類聚暫存；微處理器U1在控制中不斷按控制策略對(duì)同工況、同條件下的基本固態(tài)脈譜MAP 參數(shù)和暫存的自適應(yīng)學(xué)習(xí)參數(shù)進(jìn)行比判，暫存的數(shù)據(jù)符合規(guī)定的條件時(shí)，形成該工況該條 件下的動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并且在以后的控制中不斷學(xué)習(xí)，反復(fù)進(jìn)行以上過程并 不斷刷新。
當(dāng)微處理器Ul判定該工況該條件下的動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)更適合于發(fā)動(dòng)機(jī)的控制時(shí)，該 工況該條件下的動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)取代該工況該條件下的基本固態(tài)MAP參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行 控制。
在同一工況下，按控制策略符合閉環(huán)控制條件時(shí)，系統(tǒng)中小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC依據(jù)對(duì) 各種條件變化情況的自適應(yīng)參數(shù)與微處理器Ul的標(biāo)定控制目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)比判，選擇該工況 下不同條件時(shí)的閉環(huán)控制目標(biāo)進(jìn)行控制；同時(shí)對(duì)該閉環(huán)控制目標(biāo)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)，當(dāng)符合 動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)刷新條件時(shí)，對(duì)該閉環(huán)目標(biāo)數(shù)據(jù)刷新；當(dāng)符合代換條件時(shí)，對(duì)基本固態(tài) 脈譜MAP參數(shù)中的該閉環(huán)區(qū)屏蔽而使用動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)；當(dāng)判定該動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)不 適合對(duì)該目標(biāo)控制時(shí)，啟封原基本固態(tài)脈譜MAP參數(shù)。小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC在控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)開環(huán)控制時(shí)成為控制系統(tǒng)處理核心，按控制 策略對(duì)開環(huán)目標(biāo)逐點(diǎn)控制。
在"次工作循環(huán)中，將控制目標(biāo)y定義在(>-Z\》_^^_^區(qū)間內(nèi)；此時(shí)表現(xiàn)出的發(fā) 動(dòng)機(jī)負(fù)荷參數(shù)、轉(zhuǎn)速被視為最佳條件，該條件下的目標(biāo)值被優(yōu)化選出成為新的控制目標(biāo)， 控制系統(tǒng)將符合生成動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)的該控制目標(biāo)作為逐點(diǎn)控制目標(biāo)在工作 過程中對(duì)目標(biāo)逐點(diǎn)控制。
工作原理
以上控制由本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)完成；控制系統(tǒng)由微處理器和小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC 及其外圍電路構(gòu)成；微處理器和小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC是系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)性雙核處理核心，在控 制過程中既有分工不同，又有在開、閉環(huán)控制時(shí)的主從易位。即在系統(tǒng)工作中，當(dāng)微處理 器為主控制核心時(shí)，小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC對(duì)控制過程進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)，并將學(xué)習(xí)參數(shù)分工 況、分條件進(jìn)行類聚暫存；微處理器在控制中不斷按控制策略對(duì)同工況、同條件下的基本 固態(tài)脈譜MAP參數(shù)和暫存的自適應(yīng)學(xué)習(xí)參數(shù)進(jìn)行比判，暫存的數(shù)據(jù)符合規(guī)定的條件時(shí)，形 成該工況該條件下的動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并且在以后的控制中不斷學(xué)習(xí)，反復(fù)進(jìn) 行以上過程并不斷刷新。當(dāng)微處理器判定該工況該條件下的動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)更適合于發(fā) 動(dòng)機(jī)的控制時(shí)，該工況該條件下的動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)取代該工況該條件下的基本固態(tài)MAP 參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。在同一工況下，按控制策略符合閉環(huán)控制條件時(shí)，系統(tǒng)中小腦關(guān) 節(jié)控制器CMAC依據(jù)對(duì)各種條件變化情況的自適應(yīng)參數(shù)與微處理器的標(biāo)定控制目標(biāo)進(jìn)行數(shù) 據(jù)比判，選擇該工況下不同條件時(shí)的閉環(huán)控制目標(biāo)進(jìn)行控制；同時(shí)對(duì)該閉環(huán)控制目標(biāo)進(jìn)行 自適應(yīng)學(xué)習(xí)，當(dāng)符合動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)刷新條件時(shí)，對(duì)該閉環(huán)目標(biāo)數(shù)據(jù)刷新；當(dāng)符合代換 條件時(shí)，對(duì)基本固態(tài)脈譜MAP參數(shù)中的該閉環(huán)區(qū)屏蔽而使用動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)；當(dāng)判定該 動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)不適合對(duì)該目標(biāo)控制時(shí)，啟封原基本固態(tài)脈譜MAP參數(shù)，小腦關(guān)節(jié)控制 器CMAC繼續(xù)自適應(yīng)學(xué)習(xí)。開環(huán)控制時(shí)，采用PID與小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC的前饋復(fù)合控制， 該控制中以小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC為主控，即微處理器和小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC主從易位， 按控制策略對(duì)開環(huán)目標(biāo)逐點(diǎn)控制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)所具有的有益效果是 利用發(fā)動(dòng)機(jī)自身參數(shù)的反饋，用自適應(yīng)學(xué)習(xí)控制的策略，生成按條件變化、按工況變化、 按操縱意圖的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)脈譜MAP，其與通過臺(tái)架標(biāo)定的固態(tài)脈譜MAP結(jié)合形成組合 控制的組合脈MAP;該組合脈MAP能很好地適應(yīng)氣體成份變化、燃料調(diào)節(jié)器件的老化、發(fā) 動(dòng)機(jī)使用條件的變化等，使得發(fā)動(dòng)機(jī)面對(duì)變化的條件能平穩(wěn)工作，提高了控制精度，改善了動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。
控制系統(tǒng)由微處理器和小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC及其外圍電路構(gòu)成；微處理器和小腦關(guān) 節(jié)控制器CMAC是系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)性雙核處理核心，在控制過程中既有分工不同，又有在開、閉 環(huán)控制時(shí)的主從易位。使發(fā)動(dòng)機(jī)可以根據(jù)使用環(huán)境、使用條件、操作條件等得以實(shí)時(shí)控制。 而且液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制充分利用按工況的分區(qū)域脈譜MAP參數(shù)和固定寫入的基本 固態(tài)脈譜MAP參數(shù)與經(jīng)過自適應(yīng)學(xué)習(xí)類聚而成的可刷新動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)在微處理器和小 腦關(guān)節(jié)控制器CMAC的雙核控制下，或單獨(dú)應(yīng)用，或組合應(yīng)用，或交替代換，不斷地在小區(qū) 域范圍內(nèi)開環(huán)和閉環(huán)控制；增強(qiáng)了發(fā)動(dòng)機(jī)控制的靈活性，減小了控制過程的時(shí)滯性，提高 了對(duì)控制目標(biāo)的跟蹤度；從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性得以改善，控制更加合理。真正 從根本上解決了發(fā)動(dòng)機(jī)的控制問題，實(shí)現(xiàn)節(jié)油。

圖l本實(shí)用新型實(shí)施例控制系統(tǒng)電路原理框圖2圖1電路中微處理器電路原理圖3進(jìn)氣、大氣壓力及LPG壓力信號(hào)處理電路原理圖4氧傳感器信號(hào)處理電路原理圖5爆震信號(hào)處理電路原理圖6進(jìn)氣溫度、冷卻水溫度、環(huán)境溫度及LPG溫度信號(hào)處理電路原理圖7曲軸位置信號(hào)處理電路原理圖8 噴氣脈寬信號(hào)處理電路原理圖9轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路原理圖10開關(guān)信號(hào)處理電路原理圖11電源檢測(cè)及穩(wěn)壓處理電路原理圖12預(yù)備擴(kuò)展閃存器電路原理圖13小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC電路原理圖14 CAN通信電路原理圖； 圖15進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路原理圖； 圖16點(diǎn)火模塊驅(qū)動(dòng)電路原理圖； 圖17噴氣模塊驅(qū)動(dòng)電路原理圖； 圖18、 19控制開關(guān)電路原理圖； 圖20外部診斷電路原理圖；圖21節(jié)氣門位置執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)電路； 圖22油門位置信號(hào)處理電路原理圖； 圖23步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖； 圖24 VNT、液力控制調(diào)整閥驅(qū)動(dòng)電路原理圖；具體實(shí)施方式
圖1-24是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，圖2-24中Ul微處理器、U2緩存器，U3鎖相 環(huán)、U4運(yùn)算放大器、U5對(duì)數(shù)放大器、U6運(yùn)算放大器、U7F/V轉(zhuǎn)換器、U8比較器、U9磁 變換器、U10反相器、Ull門電路、U12時(shí)基電路，U13斯密特觸發(fā)器、U14鎖相環(huán)、U15 擴(kuò)展口、 U16存儲(chǔ)器、U17微處理器、U18鎖存器、U19動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器、U20CAN通信接收器， U21-U26為開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器、U27大功率驅(qū)動(dòng)管、U28-U29為開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器、U30異步串行通 信處理器，U31電子開關(guān)、U32寄存器、U33反相器、U34、 U35運(yùn)放器、U36分配器、U37 達(dá)林頓管、U380功率放大器、U39、 U40為開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器；DS8段數(shù)碼管；DB9通信口； DJ1 電磁閥；MG1、 MG2步進(jìn)電機(jī)；Ml- M4、 噴氣電磁閥；0P1-0P30光電耦合器；T1-T4升 壓器；Rl-R140、 RX1、 RN1、 RN2電阻；Cl - C65電容、CN1-CN4電容；CX1、 EN1、 EN2 電解電容；BT1-BT15為功率驅(qū)動(dòng)管；Dl-D5穩(wěn)壓二極管；DE1-DE6、 DX1-DX3穩(wěn)壓管；Ql -Q8、 QX1晶體管；QE1- QE5功率驅(qū)動(dòng)器；LED指示燈；VR1-VR4可調(diào)電阻；Sl開關(guān)； Yl-Y2晶振；QK LM7805。
以下結(jié)合附圖1-24對(duì)本實(shí)用新型液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)做進(jìn)一步的詳細(xì)說
明
圖1中外部傳感器的LPG模擬信號(hào)通過輸入調(diào)理電路將信號(hào)輸入到微處理器；輸入 調(diào)理電路對(duì)LPG模擬信號(hào)的處理分兩部分 一部分由輸入調(diào)理電路將信號(hào)調(diào)理為L(zhǎng)PG數(shù)字 信號(hào)經(jīng)LPG數(shù)字信號(hào)通道輸入微處理器；另一部分輸入調(diào)理電路將信號(hào)直接經(jīng)模擬通道輸 入微處理內(nèi)部的A/D端口。
該液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，包括微處理器、信號(hào)輸入調(diào)理電路、LPG模擬信 號(hào)、信號(hào)調(diào)理緩沖電路、LPG數(shù)字信號(hào)、小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC、鐵電存儲(chǔ)器、電源檢測(cè)及 穩(wěn)壓電路、電源、CAN、 LIN通信電路、CAN、 LIN接口、大功率驅(qū)動(dòng)電路、進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū) 動(dòng)、噴氣驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電路、控制各開關(guān)及閥、OBD系統(tǒng) 狀態(tài)指示，LPG模擬信號(hào)通過信號(hào)輸入調(diào)理電路與微處理器相連接，LPG數(shù)字信號(hào)通過信號(hào) 調(diào)理緩沖電路與微處理器相連接，鐵電存儲(chǔ)器與小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC互連，小腦關(guān)節(jié) 控制器CMAC與微處理器互連，CAN、 LIN接口與CAN、 LIN通信電路互連，CAN、 LIN通信電路與微處理器互連，電源通過電源檢測(cè)及穩(wěn)壓電路與微處理器相連接，微處理器通 過大功率驅(qū)動(dòng)電路分別與進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、噴氣驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火模塊相連，微處理器與步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)相連，微處理器通過開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電路分別與控制各開關(guān)及閥、OBD系統(tǒng)狀態(tài)指示相連。
LPG模擬信號(hào)主要包括進(jìn)氣壓力/進(jìn)氣流量、大氣壓力信號(hào)、進(jìn)氣溫度信號(hào)、冷卻水溫 度信號(hào)、氧傳感器信號(hào)、環(huán)境溫度信號(hào)、爆震信號(hào)，LPG溫度信號(hào)、LPG壓力信號(hào)、LPG液 位信號(hào)、增壓器壓力傳感器(帶增壓發(fā)動(dòng)機(jī)用)、油門位置傳感器。
外部傳感器的LPG數(shù)字信號(hào)通過輸入調(diào)理緩沖電路轉(zhuǎn)換為微處理器能接收的輸入信 號(hào)；輸入調(diào)理緩沖電路的作用是對(duì)傳感器LPG數(shù)字信號(hào)的幅度、波形及干擾進(jìn)行處理，即 濾波處理。
LPG數(shù)字信號(hào)主要包括曲軸位置信號(hào)、噴油脈寬信號(hào)、車速信號(hào)、空調(diào)請(qǐng)求信號(hào)、方 向助力請(qǐng)求信號(hào)、空擋信號(hào)、大燈開關(guān)信號(hào)。
LPG控制信號(hào)經(jīng)防抖和濾波調(diào)理后輸入微處理器，微處理器受理該信號(hào)后進(jìn)入LPG控 制模式。在液化石油氣LPG燃料模式下，按控制策略，點(diǎn)火提前角相對(duì)于汽油時(shí)提前；LPG 溫度信號(hào)和LPG壓力信號(hào)反映LPG的供氣情況，微處理器將根據(jù)該信號(hào)對(duì)進(jìn)氣密度和進(jìn)氣 量進(jìn)行調(diào)整。
電瓶電壓通過電源檢測(cè)及穩(wěn)壓電路處理后接入微處理器。電源檢測(cè)及穩(wěn)壓電路的主要 功能是給系統(tǒng)各芯片提供穩(wěn)壓電源、給外部傳感器提供工作電源和給RAM提供電源保持。 電源檢測(cè)及穩(wěn)壓電路由DC/DC轉(zhuǎn)換器、過流過壓保護(hù)器、電壓變化信號(hào)變送器及抗干擾電 路組成。
通信接口電路包括故障診斷接口和車載網(wǎng)絡(luò)接口，車載網(wǎng)絡(luò)接口包括通信總線 CAN-BUS和通信總線LIN-BUS,通用故障診斷標(biāo)準(zhǔn)OBD-II/iso-9141，以及通信總線SCI和 通信總線SPI;這些總線分別連接汽車防抱死裝置ABS、電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向、儀表及車身控制 系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的信號(hào)分別通過網(wǎng)絡(luò)總線及其總線驅(qū)動(dòng)器與微處理器片內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)控制器 保持信息的交流。
微處理器由32位的CPU內(nèi)核，內(nèi)置控制策略和算法、各類脈譜MAP參數(shù)表及相關(guān)控制 目標(biāo)數(shù)據(jù)。
小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC由32位微處理器為內(nèi)核，與外部電路構(gòu)成；其內(nèi)置自適應(yīng)學(xué)習(xí) 算法及控制策略，與主微處理器共同組成控制系統(tǒng)核心，接受外部信號(hào)變化，根據(jù)策略及 時(shí)作出決策，進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)類聚刷新動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)，發(fā)出指令控制外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng) 作和運(yùn)行。在分工況開環(huán)控制時(shí)微處理器與小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC置換主次控制，閉環(huán)控制時(shí)以微 處理器為主；開環(huán)控制時(shí)以小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC為主。
預(yù)備擴(kuò)展閃存器對(duì)系統(tǒng)基本固態(tài)脈譜MAP參數(shù)進(jìn)行備份，經(jīng)自適應(yīng)學(xué)習(xí)后參與工況控 制后被判定為使系統(tǒng)按要求穩(wěn)定工作的那部分動(dòng)態(tài)脈譜MAP參數(shù)也會(huì)作為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)存入其 中。微處理器判定系統(tǒng)失控時(shí)會(huì)自動(dòng)將基本固態(tài)脈譜MAP參數(shù)從預(yù)備擴(kuò)展閃存器寫入微處 理器中。
大功率驅(qū)動(dòng)電路包括進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、噴氣驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火模塊驅(qū)動(dòng)。其中進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)包 括進(jìn)氣諧振控制閥、噴氣驅(qū)動(dòng)包括噴氣閥、點(diǎn)火模塊驅(qū)動(dòng)包括燃?xì)恻c(diǎn)火。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)包括燃料進(jìn)氣蝶閥比例調(diào)整、混合器輔助調(diào)整(機(jī)外預(yù)混式控制使用)。 開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電路包括控制開關(guān)及閥和0BD系統(tǒng)狀態(tài)指示，其中控制開關(guān)及閥包括高低 速風(fēng)扇開關(guān)、空調(diào)功率開關(guān)、怠速閥、主攻率開關(guān)、故障指示報(bào)警開關(guān)、進(jìn)氣諧振引射器 開關(guān)、控制混合器開關(guān)、LPG供氣關(guān)斷閥、VNT(可變截面渦輪增壓調(diào)整)、液力調(diào)整控制(帶 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)用)。
圖2中微處理器U1的40腳通過電阻R1接VCC高電平，通過電容C1接地，通過開 關(guān)S1接地；微處理器U1的73、 74腳之間接有晶振Y1，并且通過電容C2、 C3接地；微處 理器U1的37、 72、 131、 144腳接地，微處理器Ul的143腳接VCC高電平。
圖3中進(jìn)氣壓力、大氣壓力及LPG壓力信號(hào)經(jīng)過緩存器U2進(jìn)入鎖相環(huán)U3進(jìn)行V/F 轉(zhuǎn)換處理，輸入到微處理器U1的A/D口P40、 P41、 P42腳，供微處理器U1采集。
鎖相環(huán)U3的4腳連接光電耦合器0P1的第1腳；鎖相環(huán)U3的5腳接地，6腳和7腳 之間連接有電容C5;鎖相環(huán)U3的9腳通過緩存器U2和電阻R2連接進(jìn)氣壓力、大氣壓力 傳感器，9腳還通過電容C4接地；11腳通過電阻R3接地。光電耦合器0P1的2、 4腳接地； 光電耦合器0P1的第3腳連接微處理器Ul的A/D 口 P40、 P41、 P42腳，并且通過電阻R4 連接VDD高電平。
圖4中氧傳感器信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器U4對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行10倍放大后輸入對(duì)數(shù)放大器 U5，經(jīng)對(duì)數(shù)放大器U5的10腳輸出后，經(jīng)運(yùn)算放大器U6進(jìn)行I-V變換為5-0V電壓信號(hào)輸 入到微處理器Ul的A/D 口 P43腳，對(duì)空燃比進(jìn)行判定。
運(yùn)算放大器U4的2腳連接氧傳感器信號(hào)，通過電阻R5與6腳相連；運(yùn)算放大器U4 的3腳與對(duì)數(shù)放大器U5的2腳相連，通過電阻R6與運(yùn)算放大器U4的6腳相連，并通過電 阻R7連接VDD高電平。對(duì)數(shù)放大器U5的2腳通過電容C7與對(duì)數(shù)放大器U5的7腳相連； 對(duì)數(shù)放大器U5的6腳通過電阻R8、電容C6接地；對(duì)數(shù)放大器U5的15腳通過電阻R9、可調(diào)電阻VR2接地；對(duì)數(shù)放大器U5的16腳通過電阻R10、可調(diào)電阻VR1接VCC高電平；對(duì) 數(shù)放大器U5的11腳接VCC高電平。對(duì)數(shù)放大器U5的10腳通過電阻Rll與運(yùn)算放大器U6 的2腳相連，且通過電阻R12接地；運(yùn)算放大器U6的2腳通過電阻R13與6腳相連；運(yùn)算 放大器U6的6腳連接微處理器Ul的A/D 口 P43腳；運(yùn)算放大器U6的3腳接地。
圖5中爆震的信號(hào)經(jīng)過降壓整形后，輸入F/V轉(zhuǎn)換器U7中進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，輸入到微處 理器U1的A/D口P44腳，供微處理器U1釆集。
爆震信號(hào)通過電阻R14與電容C9降壓處理后輸入到F/V轉(zhuǎn)換器U7的第1腳，VCC高 電平輸入通過電容C8接地；F/V轉(zhuǎn)換器U7的第2腳通過電容C10接地，3腳通過電容Cll、 電阻R15接地，4腳與7腳相連并通過電阻R16接地；F/V轉(zhuǎn)換器U7的第6腳接VCC高電 平，并通過電容C12接地；F/V轉(zhuǎn)換器U7的8腳接地；F/V轉(zhuǎn)換器U7的5腳連接微處理器 Ul的A/D 口 P44腳。
圖6中將冷卻水溫度信號(hào)、進(jìn)氣溫度信號(hào)、環(huán)境溫度信號(hào)及LPG溫度信號(hào)通過串接 分壓電阻轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)供比較器U8比判，比較器U8依次輸出LPG數(shù)字信號(hào)輸入到 微處理器U1的A/D 口 P50、 P51、 P52、 P53腳，給微處理器U1來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)工況。
比較器U8的2腳依次連接冷卻水溫度信號(hào)、進(jìn)氣溫度信號(hào)、環(huán)境溫度信號(hào)、LPG溫度 信號(hào)，2腳還通過電阻R17連接VDD高電平；比較器U8的1腳依次連接微處理器 U1的A/D口P50、 P51、 P52、 P53腳；比較器U8的3腳通過電阻R19接地，通過電阻R18 連接VDD高電平；8腳連接VDD高電平且通過電容C13接地
圖7中曲軸位置信號(hào)輸入到磁變換器U9進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后，輸入到微處理器U1的A/D 口P45腳，供微處理器U1采集。
曲軸位置信號(hào)輸入到磁變換器U9的2腳；磁變換器U9的3腳通過電阻R20接VCC高 電平，通過電阻R21接地；磁變換器U9的1、 4腳接地，8腳接VCC高電平；VCC高電平 輸入經(jīng)電容C14接地；磁變換器U9的7腳通過電阻R22上拉輸出一電壓信號(hào)，輸入到微 處理器U1的A/D 口 P45腳。
圖8中反相器UlO和門電路Ull組成噴氣信號(hào)脈沖鑒寬電路。 反相器U10的1腳通過電阻R24連接VDD高電平，通過電容C15連接噴氣信號(hào)，電容 C16和電阻R23串聯(lián)接在電容C15的一端和地之間；反相器U10的2腳連接門電路Ull的1 腳。門電路Ull的2腳通過電阻R23接地，3腳連接光電耦合器0P2的第1腳；光電耦合 器0P2的2、 4腳接地，光電耦合器0P2的第3腳依次連接微處理器U1的P01腳。
圖9中轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)過時(shí)基電路U12調(diào)理后提供給微處理器U1采集所用。時(shí)基電路U12的l腳接地，2腳連接轉(zhuǎn)速信號(hào)，3腳通過電阻R26連接光電耦合器0P3 的第l腳；時(shí)基電路U12的4腳、8腳連接VDD高電平，5腳通過電容C17接地；時(shí)基電路 U12的6腳7腳通過電阻R25連接VDD高電平，并通過電容C18接地。光電耦合器0P3的 第3腳連接微處理器Ul的P20腳，并且通過電阻R27連接VDD高電平；光電耦合器0P3 的2、 4腳接地。
圖10中大燈開關(guān)信號(hào)、空檔位置信號(hào)、方向助力信號(hào)、空調(diào)請(qǐng)求信號(hào)及LPG液位信 號(hào)通過串接分壓電阻轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)供斯密特觸發(fā)器U13整形后，依次輸出LPG數(shù)字 信號(hào)給微處理器Ul來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)工況。
斯密特觸發(fā)器U13的3腳通過電阻R30依次連接大燈開關(guān)信號(hào)、空檔位置信號(hào)、方 向助力信號(hào)、空調(diào)請(qǐng)求信號(hào)、LPG液位信號(hào)；3腳還通過電容C20接地；電阻R30與信號(hào)連 接端通過電阻R28接VCC高電平，還通過電阻R29接地；VCC高電平輸入端通過電容C19 接地。斯密特觸發(fā)器U13的4腳通過電阻R31依次連接微處理器Ul的P21、 P22、 P23、 P24、 P25腳。
圖11中電源通過電源檢測(cè)及穩(wěn)壓電路的整形、濾波、抗干擾及穩(wěn)壓處理后，為系統(tǒng) 提供可靠性穩(wěn)壓直流電源。
電源檢測(cè)鎖相環(huán)U14的4腳連接光電耦合器0P4的第4腳；鎖相環(huán)U14的6腳和7 腳之間連接有電容C21;鎖相環(huán)U14的9腳通過電阻R32連接電瓶電壓，9腳還通過電阻 R33接地；鎖相環(huán)U14的11腳通過電阻R34接地。光電耦合器0P4的1、 3腳接地，光電 耦合器0P4的第2腳連接微處理器Ul的P16腳。
穩(wěn)壓電路高電平輸入VBAT通過穩(wěn)壓二極管DX1和電阻RX1與晶體管QX1的1腳相 連；穩(wěn)壓二極管DX1和電阻RX1的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)處通過穩(wěn)壓管DX2和電解電容CX1接地；且與 晶體管QX1的2腳相連接。電阻RX1與晶體管QX1的1腳串聯(lián)節(jié)點(diǎn)處通過穩(wěn)壓管DX3接地； 晶體管QX1的3腳輸出VCC高電平。
高電平輸入30A通過電阻RN1與LM 7805 QK的1腳相連，并通過電容CN1接地；電 阻RN1與LM 7805 QK的1腳串聯(lián)節(jié)點(diǎn)處通過電解電容EN1接地；LM 7805 QK的2腳接地； LM 7805 QK的3腳輸出VDD高電平，并通過電解電容EN2、電容CN2、電容CN2、電容CN2 及電阻RN2串接指示燈LED接地。
圖12中由擴(kuò)展口U15和存儲(chǔ)器U16構(gòu)成預(yù)備擴(kuò)展閃存器，存儲(chǔ)系統(tǒng)脈譜MAP數(shù)據(jù)。
擴(kuò)展口 U15的2-9腳與微處理器Ul的P70-P77順序?qū)?yīng)連接，并且還與存儲(chǔ)器U16 的13-21腳順序?qū)?yīng)連接；擴(kuò)展口 U15的12-19腳與的5-12腳順序?qū)?yīng)連接；擴(kuò)展口U15的20腳接VCC高電平，且通過電容C22接地。存儲(chǔ)器U16的3、 28、 4、 25、 23、 26、 27腳與微處理器U1的P90-P96順序?qū)?yīng)連接；存儲(chǔ)器U16的1、 30、 2、 31腳與微處理器 Ul的P60-P63順序?qū)?yīng)連接。
擴(kuò)展口 U15的1腳和存儲(chǔ)器U16的22腳相連，并與微處理器Ul的/CS腳相連。存儲(chǔ) 器U16的24腳與微處理器Ul的P26腳、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U17的P10腳相連；存儲(chǔ)器U16的29 腳與微處理器U1的P27腳、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U17的P11腳相連；存儲(chǔ)器U16的32腳接VCC高 電平，且通過電容C23接地；存儲(chǔ)器U16的16腳接地。
圖13中微處理器U17、鎖存器U18、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19構(gòu)成小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC，在 微處理器Ul的控制下，依據(jù)內(nèi)置控制策略自適應(yīng)學(xué)習(xí)，并對(duì)受空燃比目標(biāo)值進(jìn)行調(diào)節(jié)逼近； 動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19是閃存存儲(chǔ)器，其對(duì)類聚凋節(jié)參數(shù)進(jìn)行刷新存儲(chǔ)，在微處理器U17的控制 下參與新工況下的控制器控制。
微處理器U17的1腳、2腳分別連接動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的22腳、29腳；微處理器U17 的3腳、4腳分別連接動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的30腳、2腳；微處理器U17的5腳連接微處理器 U1的P15腳；微處理器U17的8腳連接微處理器U1的P17腳；微處理器U17的38 腳連接三極管Q7的2腳，并通過電容C30接地；三極管Q7的3腳接VCC高電平并通過電 容C29接地，三極管Q7的1腳通過電阻R35與微處理器U1的P03腳相連；微處理器U17 的37腳連接存儲(chǔ)器U16的24腳；微處理器U17的36腳連接存儲(chǔ)器U16的29腳；微處理 器U17的34腳連接微處理器Ul的TXDO 口 P14腳；微處理器U17的33腳連接微處理器Ul 的RXDO 口 P13腳；微處理器U17的9腳和10腳之間連接晶振Y2，且9腳、10腳分別通過 電容C24、電容C25接地。微處理器U17的11腳接地，13腳連接VCC高電平且通過電容 C26接地；微處理器U17的14腳-18腳分別連接動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的27腳、26腳、23腳、 25腳、31腳；微處理器U17的19腳-26腳分別連接鎖存器U18的9腳-2腳；微處理器U17 的28腳、29腳、48腳、49腳分別連接動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的28腳、4腳、1腳、24腳；微處 理器U17的52腳連接鎖存器U18的11腳。
動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的5腳-12腳，分別連接鎖存器U18的12腳-19腳。鎖存器U18的2 腳-9腳分別連接動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的13腳-15腳、17腳-20腳，鎖存器U18的20腳接VCC 高電平且通過電容C27接地；動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的32腳接VCC高電平且通過電容C28接地； 微處理器U17的13腳接VCC高電平且通過電容C26接地。
圖14中由CAN通信接收器U21組成CAN通信模塊的接收節(jié)點(diǎn)單元。
CAN通信接收器U20的1腳接微處理器Ul的CANRX1 口 P115腳，CAN通信接收器U20的4腳接微處理器Ul的CANTX1 口 P114腳；CAN通信接收器U20的2腳VCC高電平并通過 電容C31接地，3、 8腳接地；CAN通信接收器U20的6、 7腳之間連接有電阻R36與CAN 通信接口的l、 3腳相連，CAN通信接口的2腳接地。
圖15中微處理器U1輸出的步進(jìn)電機(jī)及電磁閥的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過光電耦合器OP5、 0P6組成的抗干擾電路隔離后，分別驅(qū)動(dòng)三極管和H橋電路及功率驅(qū)動(dòng)器QE1電路，驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)MG1動(dòng)作和電磁閥DJ1動(dòng)作，進(jìn)行進(jìn)氣流量控制。
微處理器Ul的Plll腳通過電阻R37連接光電耦合器OP5第1腳，第2腳接地；光電 耦合器0P5的第3腳通過電阻R39連接VDD高電平，第4腳連接三極管Ql的1腳。三極管 Ql的1腳和2腳之間連接有電阻R38;三極管Ql的3腳通過電阻R40連接VDD高電平，還 通過電阻R41連接三極管Q2的1腳，還通過電阻R42連接三極管Q6的1腳。三極管Q2 的2腳接地，三極管Q2的3腳連接步進(jìn)電機(jī)MG1的負(fù)極。三極管Q5的1腳通過電阻R46 連接VDD高電平；三極管Q5的1腳還連接三極管Q6的3腳；三極管Q5的2腳接地，3腳 連接步進(jìn)電機(jī)MG1的正極；三極管Q5的3腳還通過電阻R45連接三極管Q4的1腳；三極 管Q4的3腳連接步進(jìn)電機(jī)MG1的負(fù)極；三極管Q4的2腳連接VDD高電平 高電平。三極管Q3的3腳連接步進(jìn)電機(jī)MG1的正極；三極管Q3的2腳連接VDD高電平， 三極管Q3的1腳通過電阻R43連接步進(jìn)電機(jī)MG1的負(fù)極。
步進(jìn)電機(jī)MG1的正極和負(fù)極之間連接有依次串聯(lián)的電阻R44和穩(wěn)壓管DE2、 DE1。 微處理器U1的P110腳通過電阻R51連接光電耦合器OP6第1腳，第2腳接地；光電 耦合器0P6第3腳接12V高電平;光電耦合器0P6第4腳通過電阻R48與功率驅(qū)動(dòng)管QE1的 l腳相連，通過電阻R49接地。功率驅(qū)動(dòng)管QE1的2腳接地；功率驅(qū)動(dòng)管QE1的3腳接電 磁閥DJ1的1腳，并通過穩(wěn)壓二極管Dl串聯(lián)連接由電容C32和電阻R50組成的并聯(lián)電路與 電磁閥DJ1的2腳。12V高電平輸入經(jīng)過電阻R47降壓及電容C33整形濾波后輸入到電磁 閥DJ1的2腳。
圖16中微處理器U1通過對(duì)輸入信號(hào)與反饋信號(hào)的判比，通過功率驅(qū)動(dòng)管進(jìn)行發(fā)動(dòng) 機(jī)的點(diǎn)火控制。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U21的2、 4、 6、 8腳接地，10、 12、 14、 16腳通過電阻R52接5V高電 平。1、 3、 5、 7腳分別與功率驅(qū)動(dòng)管BT1-BT4的第4腳相連。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U22的2、 4、 6、 8腳接地，10、 12、 14、 16腳接+5V電壓，且通過電 容C35接地。9、 11、 13、 15腳分別與功率驅(qū)動(dòng)管BT1-BT4的第2腳相連。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U21的9、11、13、15腳和U22的1、3、5、7腳接入微處理器Ul的P30-P37腳。
功率驅(qū)動(dòng)管BT1-BT4的1腳接地，功率驅(qū)動(dòng)管BT1-BT4的第3腳接12V高電平，并通 過電容C34接地;功率驅(qū)動(dòng)管BT1-BT4的第5腳分別與升壓器Tl-T4的1腳、穩(wěn)壓管DE3-DE6 的一段相接，升壓器T1-T4的1、 4腳、穩(wěn)壓管DE3-DE6的另一段接地。
升壓器Tl-T4的3腳分別連接火花塞1-4。 圖17中微處理器U1通過對(duì)輸入信號(hào)與反饋信號(hào)的判比，通過功率驅(qū)動(dòng)器QE2-QE5 進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油控制。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U24的2、 4、 6、 8腳接地，10、 12、 14、 16腳接5V高電平并通過電容 C37接地。9、 11、 13、 15腳分別與功率驅(qū)動(dòng)器QE2-QE5的第1腳相連。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U23的2、 4、 6、 8腳接地，10、 12、 14、 16腳通過電阻R53接5V高電 平。9、 11、 13、 15腳接入微處理器U1。 1、 3、 5、 7腳分別與功率驅(qū)動(dòng)器QE2-QE5的第2 腳相連。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U24的l、 3、 5、 7腳和開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U23的9、 11、 13、 15腳接入微 處理器U1的P170-P177腳。
功率驅(qū)動(dòng)器QE5-QE2的第3腳順序與噴油器Ml-M4的一端、二極管D5-D2 —端相連， 噴油器Ml-M4的另一端、二極管D5-D2 二極管另一端接地。
功率驅(qū)動(dòng)器QE2-QE5的第2腳分別通過電阻R54-R57接12V高電平，并通過電容 C36接地。
圖18、 19中微處理器Ul輸出控制信號(hào)經(jīng)過光電耦合器0P7-0P22組成的抗干擾電路 隔離后，通過功率驅(qū)動(dòng)管、大功率驅(qū)動(dòng)管U29組成的驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)行開關(guān)量的控制。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U25的2、 4、 6、 8腳接地；10、 12、 14、 16腳接VCC高電平，并通過 電容C40接地;9、11、13、15腳接入光電耦合器0P11-0P14的第l腳，光電耦合器0P11-0P14 第2腳接地；第3腳接VCC高電平，并通過電容C38接地；。開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U25的1、 3、 5、 腳通過電阻R70-R72、順序連接功率驅(qū)動(dòng)管BT5、 BT6、 BT7的4腳；7腳通過電阻R73連接 大功率驅(qū)動(dòng)管U29的3、 5腳。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U26的2、 4、 6、 8腳接地；10、 12、 14、 16腳接VCC高電平，并通過 電容C41接地；1、 3、 5、 7腳接入光電耦合器0P7-0P10的第3腳；光電耦合器0P7-0P10 的第4腳接VCC高電平，并通過電容C39接地；第2腳接地。開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U26的9、 11、 15腳通過電阻R666、 R67、 R68依次順序連接功率驅(qū)動(dòng)管BT5、 BT6、 BT7的2腳，并通過 電阻R72、 R73、 R74接地；15腳通過電阻R69連接大功率驅(qū)動(dòng)管U27的2、 6腳，并通過電阻R75接地。
光電耦合器0P11-0P14的第4腳和光電耦合器0P7-0P10的第1腳分別通過電阻 R62-R65和電阻R58-R61接入微處理器Ul的P100-P107腳。
大功率驅(qū)動(dòng)管U27的1、 7、 8、 11、 14腳接VCC高電平，并通過電容C43接地；4腳 接地。
功率驅(qū)動(dòng)管BT5、 BT6、 BT7的1腳接地；3腳接VCC高電平，并通過電容C42接地，5 腳依次順序驅(qū)動(dòng)電動(dòng)風(fēng)扇開關(guān)、空調(diào)功率開關(guān)、怠速閥；大功率驅(qū)動(dòng)管U27的12、 13腳驅(qū) 動(dòng)主功率開關(guān)。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U28的2、 4、 6、 8腳接地；10、 12、 14、 16腳接VCC高電平，并通過 電容C46接地;9、 11、 13、 15腳接入光電耦合器0P19-OP22的第1腳，光電耦合器0P19-0P22 的第2腳接地；第3腳接VCC高電平，并通過電容C44接地；開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U28的1、 3、 5、 7腳通過電阻R88-R91依次順序連接功率驅(qū)動(dòng)管BT8-BT11的4腳。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U29的2、 4、 6、 8腳接地；10、 12、 14、 16腳接VCC高電平，并通過 電容C47接地；1、 3、 5、 7腳接入光電耦合器0P15-0P18的第4腳；第3腳接VCC高電平， 并通過電容C45接地；第2腳接地，開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U31的9、 11、 15、腳通過電阻R84-R87 依
次順序連接功率驅(qū)動(dòng)管BT8-BT11的2腳，并通過電阻R92-R95接地。
光電耦合器0P19-0P22的第4腳和光電耦合器OP15-0P18的第1腳分別通過電阻
R80-R83和電阻R76-R79接入微處理器Ul的P120-P127腳。
功率驅(qū)動(dòng)管BT8-BT11的1腳接地；3腳接VCC髙電平，并通過電容C48接地，5腳依
次順序驅(qū)動(dòng)故障指示報(bào)警開關(guān)、進(jìn)氣諧振引射器開關(guān)、控制混合器開關(guān)、LPG供氣關(guān)斷閥。 圖20中由異步串行通信處理器U30、通信口DB9和電子開關(guān)U31等組成系統(tǒng)寫入
程序通信電路。由寄存器U32和8段數(shù)碼管DS組成系統(tǒng)故障代碼顯示電路，以判比系統(tǒng)故
障信息。
異步串行通信處理器U30的1腳和3腳之間連接有電容C49， 2腳通過電容C52接VCC 高電平，VCC高電平輸入端通過電容C53接地。異步串行通信處理器U30的4腳和5腳之 間連接有電容C50;異步串行通信處理器U30的6腳通過電容C51接地；異步串行通信處 理器U30的7腳和8腳分別連接通信口 DB9的2腳和3腳，異步串行通信處理器U30的9 腳和10腳分別連接電子開關(guān)U31的2腳和10腳；異步串行通信處理器U30的15腳接地， 16腳接VCC高電平且通過電容C54接地。電子開關(guān)U31的12腳和13腳連接微處理器Ul的P07腳；電子開關(guān)U31的1腳和11 腳分別連接微處理器Ul的P112腳和P113腳。
寄存器U32的1腳和2腳連接微處理器Ul的P112腳；寄存器U32的8腳連接微處理 器U1的P113腳。寄存器32的3-6腳、10-13腳順序連接8段數(shù)碼管DS的1-8腳
圖21中微處理器Ul的控制信號(hào)經(jīng)反相器U33和光電耦合器OP23處理后，經(jīng)運(yùn)放器 U34A、運(yùn)放器U34B及其旁電路組成的濾波與自動(dòng)巡航控制電路處理所產(chǎn)生的信號(hào)和由可調(diào) 電阻VR4組成的模擬油門信號(hào)經(jīng)運(yùn)放器U34D及其旁電路濾波、運(yùn)算放大處理后輸入到運(yùn) 放器U34C中，產(chǎn)生一控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的開關(guān)量。
微處理器Ul的P130腳經(jīng)過反相器U33后輸入到光電耦合器0P231的第一腳，光電耦 合器0P23的2、 4腳接地。3腳通過電阻R96與運(yùn)放器U34的3腳相連，并且通過電容C55 接地；運(yùn)放器U34的2腳與電阻R97和可調(diào)電阻VR3組成信號(hào)濾波電路，經(jīng)運(yùn)放器U34的 1腳輸出，經(jīng)運(yùn)放器U34的1腳通過電阻R98連接運(yùn)放器U34的5腳，并且通過電容C56 接地；運(yùn)放器U34的6腳、7腳通過電阻R99連接，組成信號(hào)自動(dòng)巡航控制電路，經(jīng)運(yùn)放 器U34的7腳輸出，經(jīng)過電阻R100與運(yùn)放器U34的10腳相連，運(yùn)放器U34的10腳、8 腳通過電阻R101相連。
由可調(diào)電阻VR4組成的模擬油門信號(hào)通過電阻R102與運(yùn)放器U34的12腳連接，運(yùn)放 器U34的13腳、14腳通過電阻R104相連；運(yùn)放器U34的12腳通過電阻R103接地；模擬 油門信號(hào)經(jīng)運(yùn)放器U34的14腳通過電阻R105連接運(yùn)放器U34的9腳，并通過電阻R106 接地。
運(yùn)放器U34把其信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大處理后，產(chǎn)生一控制信號(hào)由運(yùn)放器U34的8腳輸出驅(qū) 動(dòng)開關(guān)量。
圖22中油門位置信號(hào)經(jīng)運(yùn)放器U35及其旁電路濾波、運(yùn)算放大處理后輸入到微處 理器Ul的P56腳，對(duì)其開度進(jìn)行判比。
油門位置信號(hào)通過電阻R107與運(yùn)放器U35的2腳連接，運(yùn)放器U35的2腳、1腳通過 電阻R109相連；運(yùn)放器U35的3腳通過電阻R108接地；油門位置信號(hào)經(jīng)運(yùn)放器U35的1 腳通過電阻RllO連接微處理器U1的P56腳，并通過電阻R111接地。
圖23中由分配器U36、達(dá)林頓管U37、功率放大器U38及其外圍電路所組成的四相 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，具有抗千擾強(qiáng)、性能穩(wěn)定、特性好、效率高等特點(diǎn)，通過微處理器U1 實(shí)現(xiàn)燃料進(jìn)氣蝶閥比例調(diào)整和混合器輔助調(diào)整的自動(dòng)控制。
分配器U36的第3、 4、 9腳與微處理器U1的P131、 P132、 P133腳相連，通過微處理器U1的信號(hào)輸出進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)與速度的自動(dòng)控制。
分配器U36的16腳接VDD高電平；高電平VDD高電平通過電容C58接地。分配器U36 的5、 6、 7腳通過電阻R112接VDD高電平；分配器U36的8腳接地。
分配器U36的10、 11、 12、 13腳與達(dá)林頓管U39的1、 2、 3、 4腳依次相連；達(dá)林頓 管U37的13、 14、 15、 16腳與功率放大器U38的12、 6、 10、 4腳依次相連，并分別通過 電阻R113-R116連接VDD高電平；功率放大器U38的2腳通過電阻R118與晶體管Q8的3 腳相連；晶體管Q8的1腳通過電阻R117接VDD高電平，其直接接VDD高電平并通過電容 C60接地，以提高功率放大器U38的輸出電流。
功率放大器U38的18、 16腳接地，3、 13腳分別通過電阻R119、電阻R120接地；功 率放大器U38的14腳接VCC高電平；8腳通過穩(wěn)壓管DE6接VCC高電平；高電平VCC高電 平通過電容C59接地。
功率放大器U38的11、 9、 17、 7、 5、 15腳分別與步進(jìn)電機(jī)MG2依次對(duì)應(yīng)連接，控制 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)MG2。
圖24中微處理器U1輸出控制信號(hào)經(jīng)過光電耦合器組成的抗干擾電路隔離后，通過 功率驅(qū)動(dòng)管的驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)行相應(yīng)開關(guān)量的驅(qū)動(dòng)控制。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U39的2、 4、 6、 8腳接地；10、 12、 14、 16腳接VCC高電平，并通 過電容C63接地;9、 11 、 13 、 15腳接入光電耦合器0P27-0P30的第1腳，光電耦合器0P27-0P30 的第2腳接地；第3腳接VCC高電平，并通過電容C60接地；開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U38的1、 3、 5、 7腳通過電阻R133-R136依次順序連接功率驅(qū)動(dòng)管BT12-BT15的4腳。
開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U40的2、 4、 6、 8腳接地；10、 12、 14、 16腳接VCC高電平，并通過 電容C64接地；1、 3、 5、 7腳接入光電耦合器0P23-0P26的第4腳；電耦合器0P23-0P26的 第3腳接VCC高電平，并通過電容C62接地；第2腳接地，開關(guān)量驅(qū)動(dòng)器U40的9、 11、 15、腳通過電阻R129-R132依次順序連接功率驅(qū)動(dòng)管BT12-BT15的2腳，并通過電阻 R137-R140接地。
光電耦合器0P27-0P30的第4腳和光電耦合器0P23-0P26的第1腳分別通過電阻 R125-R128和電阻R121-R124接入微處理器Ul的P140-P147腳。
功率驅(qū)動(dòng)管BT12-BT15的1腳接地；3腳接VCC高電平，并通過電容C650接地，5腳 依次順VNT渦輪增壓調(diào)整控制阓和液力調(diào)整控制閥(帶增壓發(fā)動(dòng)機(jī)用)，還有2路備用驅(qū)動(dòng) 端口。
權(quán)利要求1、液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于包括微處理器、信號(hào)輸入調(diào)理電路、LPG模擬信號(hào)、信號(hào)調(diào)理緩沖電路、LPG數(shù)字信號(hào)、小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC、鐵電存儲(chǔ)器、電源檢測(cè)及穩(wěn)壓電路、電源、CAN、LIN通信電路、CAN、LIN接口、大功率驅(qū)動(dòng)電路、進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、噴氣驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電路、控制各開關(guān)及閥、OBD系統(tǒng)狀態(tài)指示，LPG模擬信號(hào)通過信號(hào)輸入調(diào)理電路與微處理器相連接，LPG數(shù)字信號(hào)通過信號(hào)調(diào)理緩沖電路與微處理器相連接，鐵電存儲(chǔ)器與小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC互連，小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC與微處理器互連，CAN、LIN接口與CAN、LIN通信電路互聯(lián)，CAN、LIN通信電路與微處理器互連，電源通過電源檢測(cè)及穩(wěn)壓電路與微處理器相連接，微處理器通過大功率驅(qū)動(dòng)電路分別與進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、噴氣驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火模塊相連，微處理器與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)相連，微處理器通過開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電路分別與控制各開關(guān)及閥、OBD系統(tǒng)狀態(tài)指示相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于LPG模擬信 號(hào)主要包括進(jìn)氣壓力/進(jìn)氣流量、大氣壓力信號(hào)、進(jìn)氣溫度信號(hào)、冷卻水溫度信號(hào)、氧傳感 器信號(hào)、環(huán)境溫度信號(hào)、爆震信號(hào)，LPG溫度信號(hào)、LPG壓力信號(hào)、LPG液位信號(hào)、增壓器 壓力傳感器、油門位置傳感器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于LPG數(shù)字信 號(hào)主要包括曲軸位置信號(hào)、噴油脈寬信號(hào)、車速信號(hào)、S調(diào)請(qǐng)求信號(hào)、方向助力請(qǐng)求信號(hào)、 空擋信號(hào)、大燈開關(guān)信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于小腦關(guān)節(jié)控 制器CMAC包括微處理器和動(dòng)態(tài)閃存存儲(chǔ)器/預(yù)備擴(kuò)展閃存器和模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)采集調(diào) 理電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于微處理器 U1控制電路是微處理器U1的40腳通過電阻R1接VCC高電平，通過電容C1接地，通過開 關(guān)S1接地，微處理器U1的73、 74腳之間接晶振Y1，并且通過電容C2、 C3接地，微處理 器U1的37、 72、 131、 144腳接地，微處理器Ul的143腳接VCC高電平。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于小腦關(guān)節(jié) 控制器CMAC控制電路包括微處理器U17、鎖存器U18、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19;微處理器U17的1腳、2腳分別連接動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的22腳、29腳；微處理器U17的3腳、4腳分別連 接動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的30腳、2腳；微處理器U17的5腳連接微處理器U1的P15腳；微處 理器U17的8腳連接微處理器Ul的P17腳；微處理器U17的38腳連接三極管Q7的2腳， 并通過電容C30接地；三極管Q7的3腳接VCC并通過電容C29接地，三極管Q7的1腳通 過電阻R35與微處理器Ul的P03腳相連；微處理器U17的37腳連接存儲(chǔ)器U16的24腳； 微處理器U17的36腳連接存儲(chǔ)器U16的29腳；微處理器U17的34腳連接微處理器Ul的 TXDO 口 P14腳；微處理器U17的33腳連接微處理器Ul的RXDO 口 P13腳；微處理器U17 的9腳和10腳之間連接晶振Y2，且9腳、10腳分別通過電容C24、電容C25接地，微處 理器U17的11腳接地，13腳連接VCC高電平且通過電容C26接地；微處理器U17的14腳 -18腳分別連接動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的27腳、26腳、23腳、25腳、31腳；微處理器U17的19 腳-26腳分別連接鎖存器U18的9腳-2腳；微處理器U17的28腳、29腳、48腳、49腳分 別連接動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的28腳、4腳、l腳、24腳；微處理器U17的52腳連接鎖存器U18 的ll腳；動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的5腳-12腳，分別連接鎖存器U18的12腳-19腳。鎖存器U18 的2腳-9腳分別連接動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的13腳-15腳、17腳-20腳，鎖存器U18的20腳接 VCC且通過電容C27接地；動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器U19的32腳接VCC且通過電容C28接地；微處理器 U17的13腳接VCC且通過電容C26接地。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于大功率驅(qū)動(dòng) 電路包括進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、噴氣驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火模塊驅(qū)動(dòng)，進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)包括進(jìn)氣諧振控制閥、 噴氣驅(qū)動(dòng)包括噴氣閥、點(diǎn)火模塊驅(qū)動(dòng)包括燃?xì)恻c(diǎn)火。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于開關(guān)量驅(qū)動(dòng) 電路包括控制開關(guān)及閥和OBD系統(tǒng)狀態(tài)指示，控制開關(guān)及閥包括高低速風(fēng)扇開關(guān)、空調(diào)功 率開關(guān)、怠速閥、主攻率開關(guān)、故障指示報(bào)警開關(guān)、進(jìn)氣諧振引射器開關(guān)、控制混合器開 關(guān)、LPG供氣關(guān)斷閥、可變截面渦輪增壓調(diào)整VNT、液力調(diào)整控制。
專利摘要液化石油氣LPG發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域。包括微處理器、信號(hào)輸入調(diào)理電路、LPG模擬信號(hào)、信號(hào)調(diào)理緩沖電路、LPG數(shù)字信號(hào)、小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC、鐵電存儲(chǔ)器、電源檢測(cè)及穩(wěn)壓電路、電源、CAN、LIN通信電路、CAN、LIN接口、大功率驅(qū)動(dòng)電路、進(jìn)氣系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、噴氣驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)火模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、開關(guān)量驅(qū)動(dòng)電路、控制各開關(guān)及閥、OBD系統(tǒng)狀態(tài)指示，LPG模擬信號(hào)通過信號(hào)輸入調(diào)理電路與微處理器相連接，LPG數(shù)字信號(hào)通過信號(hào)調(diào)理緩沖電路與微處理器相連接，鐵電存儲(chǔ)器與小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC互聯(lián)，小腦關(guān)節(jié)控制器CMAC與微處理器互聯(lián)，具有根據(jù)使用環(huán)境、使用條件、操作條件等實(shí)時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F02D43/00GK201250710SQ200820025600
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者宮春勇, 華 趙, 高小群 申請(qǐng)人:山東申普汽車控制技術(shù)有限公司