專利名稱：燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制裝置。
背景技術(shù)：
天然氣汽車發(fā)展從上世紀(jì)30年代起，已有70多年的歷史，特別是經(jīng)過近些年的發(fā)展，技術(shù)已非常成熟，先進的電子技術(shù)和機械制造技術(shù)使天然氣汽車的安全性和控制性能得到保證。目前，國外燃?xì)獍l(fā)動機已在廣泛應(yīng)用第三代的技術(shù)，第一代產(chǎn)品是機械式，第二代屬于簡單閉環(huán)控制，第三代是采用電控噴射燃?xì)饧夹g(shù)。電控噴射燃?xì)庀到y(tǒng)采用高壓噴射， 通過節(jié)氣門傳感器，氣體流量傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器，水溫傳感器，進氣溫度傳感器，壓力傳感器和氧傳感器等經(jīng)過中央處理單元來控制點火、空燃比等?？偟膩碚f，國外的天然氣發(fā)動機經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術(shù)方面已走向成熟，相關(guān)測試設(shè)備完善。當(dāng)前，國外對更先進的LNG (液化天然氣)缸內(nèi)直噴技術(shù)已得到小批試用，其動力性、經(jīng)濟性和排放俱佳，但其開發(fā)難度大，費用昂貴，成本也高。我國燃?xì)馄嚢l(fā)展始于50年代，即低壓天然氣汽車。80年代中、后期國內(nèi)大型汽車廠和發(fā)動機廠如東風(fēng)、解放、上柴、濰柴、玉柴不斷加大產(chǎn)品開發(fā)力度，相繼也開發(fā)出自己的單燃料電控系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)大多屬第二代產(chǎn)品。2010年5月13至5月15日在北京展覽的2010第十一屆中國國際天然氣汽車、加氣站、燃?xì)饧夹g(shù)設(shè)備展覽會上，我們所看到的單燃料發(fā)動機的電控系統(tǒng)上看，目前我國的發(fā)動機電控系統(tǒng)技術(shù)，還只能屬于二代半產(chǎn)品。 而一些被廠家自稱為第三代的，事實上是采用汽油機電噴控制系統(tǒng)加燃?xì)饷}寬自動補償調(diào)節(jié)裝置而以，并非是真正意義上的三代機。在傳統(tǒng)電控汽油噴射系統(tǒng)，影響汽油發(fā)動機排放的最主要因素是混合氣的空燃比，理論上一公斤燃料完全燃燒時需要14.7公斤的空氣。這種空氣和燃料的比例稱為化學(xué)當(dāng)量比(亦稱空燃比)。目前針對汽車發(fā)動機國外有很多專門用來開發(fā)EFI的智能開發(fā)軟件平臺，國內(nèi)也有多家引進，但由于天然氣、石油液化氣等燃料和汽油有著燃點、燃燒熱量、 燃燒速度等等諸多的不同因素，直接利用該平臺開發(fā)的燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制軟件顯然是不合適的。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種能最優(yōu)化空燃比的燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制裝置，包括有電路板和安設(shè)于電路板上的CPU，其特征是所述電路板上設(shè)有分別與CPU電聯(lián)接的主電源電路、六路高壓點火線圈驅(qū)動電路、發(fā)動機的曲軸信號整形電路、發(fā)動機的凸輪軸信號整形電路、變速器擋位檢測電路、電子節(jié)氣門通訊及接口電路、標(biāo)定通訊接口電路和A/D信號采樣電路，以及與A/D信號采樣電路電聯(lián)接的前寬域氧傳感器接口電路，還包括有分別與A/D信號采樣電路電聯(lián)接的岐氣支管壓力傳感器、水溫傳感器、燃?xì)鈮毫鞲衅?、高壓瓶壓力傳感器、液化器液位傳感器和前氧傳感器。本實用新型的進一步設(shè)置為所述岐氣支管壓力傳感器安設(shè)于發(fā)動機的岐氣支管處并監(jiān)測岐氣支管處壓力信號，水溫傳感器安設(shè)于發(fā)動機的出水口處并監(jiān)測出水口處溫度信號，燃?xì)鈮毫鞲衅靼苍O(shè)于燃?xì)鈬娮焯幉⒈O(jiān)測燃?xì)鈬娮斐鰵饪谔帀毫π盘?，高壓瓶壓力傳感器安設(shè)于高壓瓶處并監(jiān)測高壓瓶內(nèi)壓力信號，液化器液位傳感器安設(shè)于液化器處并監(jiān)測液化器內(nèi)液位信號，前氧傳感器安設(shè)于發(fā)動機排氣管處并監(jiān)測發(fā)動機排氣管處氧氣濃度信號。采用上述技術(shù)方案，CPU作為系統(tǒng)信號處理和控制中心，根據(jù)各信號傳感器信號的實時反饋和判別來控制燃?xì)饣旌虾突鸹ǘ〞r，并依據(jù)對燃?xì)獍l(fā)動機的控制策略及各工況的處理模式和方法，實時對發(fā)動機進行最佳的閉環(huán)控制。當(dāng)各個傳感器獲得相應(yīng)的地速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、曲軸位置、空氣質(zhì)量、發(fā)動機溫度、發(fā)動機負(fù)荷、油門位置、油門的變化率、變速齒輪、廢氣排放等模擬信號時，對各缸內(nèi)的燃?xì)饣旌下首龀上鄳?yīng)控制，并配合點火時間實現(xiàn)發(fā)動機閉環(huán)下的最佳工作效率。其中，電子節(jié)氣門通訊及接口電路是系統(tǒng)用來測量節(jié)氣門開度和電子踏板位置的測控，以及系統(tǒng)對電子節(jié)氣門進行在線標(biāo)定通訊用。本實用新型的進一步設(shè)置為所述電路板上還設(shè)有分別與CPU電聯(lián)接的副電源及控制電路、復(fù)位電路、系統(tǒng)輔助電路、六路電流反饋監(jiān)測電路、燃?xì)忸A(yù)加熱驅(qū)動電路、點火開關(guān)監(jiān)測電路、防盜鎖監(jiān)測電路、控制器通訊接口電路，以及與A/D信號采樣電路電聯(lián)接的后寬域氧傳感器接口電路，所述電子節(jié)氣門通訊及接口電路還與A/D信號采樣電路電聯(lián)接。采用上述技術(shù)方案，副電源及控制電路作用在于當(dāng)CPU在檢測到點火開關(guān)工作時，開啟其他附屬電路的工作電源，當(dāng)點火開關(guān)關(guān)閉時，關(guān)閉其他電路的電源，主要用來降低系統(tǒng)非工作狀態(tài)下的電源能耗；復(fù)位電路保證CPU控制單元系統(tǒng)正常工作；系統(tǒng)輔助電路是提供燃?xì)獍l(fā)動機供氣系統(tǒng)的控制電源，使系統(tǒng)具有發(fā)動機意外熄火自動切斷供氣系統(tǒng)的功能；六路電流反饋監(jiān)測電路使系統(tǒng)對發(fā)動機進行精確高能電子點火控制；燃?xì)忸A(yù)加熱驅(qū)動電路是針對單燃料燃?xì)獍l(fā)動機特有的冷啟動困難的特點，而進行燃?xì)鈫忧邦A(yù)加熱處理；點火開關(guān)監(jiān)測電路是電控單元用來判定駕駛員對發(fā)動機的有關(guān)操縱動態(tài)，以及對發(fā)動機啟動前、啟動后、熄火前、以及意外熄火等狀態(tài)的相關(guān)處理；防盜鎖監(jiān)測電路是電控單元預(yù)留的用來對發(fā)動機可操控模式的判別；控制器通訊接口電路是系統(tǒng)和PC機通訊用來檢測MCU的各工作狀態(tài)以及用來標(biāo)定燃?xì)獍l(fā)動機各工況下的噴氣脈寬和點火提前角等，以及在線測量燃?xì)獍l(fā)動機的各工作點的運行情況和對發(fā)動機的控制做出相應(yīng)的調(diào)整等；后寬域氧傳感器接口電路是系統(tǒng)用來對發(fā)動機排放的閉環(huán)氧氣濃度測控，從而實現(xiàn)對廢氣后處理裝置的控制，降低廢氣中有害氣體的存在。本實用新型的再進一步設(shè)置為所述CPU型號為MC9DSU8。采用上述技術(shù)方案，型號為MC9DSU8的CPU具有運算速度快，存儲器容量大的特點。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
圖1為本實用新型實施例的原理框圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例包括有電路板和安設(shè)于電路板上型號為MC9DSU8的CPU， 電路板上設(shè)有分別與CPU電聯(lián)接的主電源電路、副電源及控制電路、復(fù)位電路、系統(tǒng)輔助電路、六路電流反饋監(jiān)測電路、六路高壓點火線圈驅(qū)動電路、六路噴氣嘴驅(qū)動電路、燃?xì)忸A(yù)加熱驅(qū)動電路、曲軸信號整形電路、凸輪軸信號整形電路、變速器擋位檢測電路、點火開關(guān)監(jiān)測電路、防盜鎖監(jiān)測電路、標(biāo)定通訊接口電路、控制器通訊接口電路、電子節(jié)氣門通訊及接口電路和A/D信號采樣電路，電子節(jié)氣門通訊及接口電路還與A/D信號采樣電路電聯(lián)接， A/D信號采樣電路還與設(shè)于電路板上的前寬域氧傳感器接口電路和后寬域氧傳感器接口電路。A/D信號采樣電路還電聯(lián)接有岐氣支管壓力傳感器、水溫傳感器、燃?xì)鈮毫鞲衅鳌⒏邏浩繅毫鞲衅?、液化器液位傳感器、前氧傳感器和后氧傳感器，所述岐氣支管壓力傳感器安設(shè)于發(fā)動機的岐氣支管處并監(jiān)測岐氣支管處壓力信號，水溫傳感器安設(shè)于發(fā)動機的出水口處并監(jiān)測出水口處溫度信號，燃?xì)鈮毫鞲衅靼苍O(shè)于燃?xì)鈬娮焯幉⒈O(jiān)測燃?xì)鈬娮斐鰵饪谔帀毫π盘枺邏浩繅毫鞲衅靼苍O(shè)于高壓瓶處并監(jiān)測高壓瓶內(nèi)壓力信號，液化器液位傳感器安設(shè)于液化器處并監(jiān)測液化器內(nèi)液位信號，前氧傳感器安設(shè)于發(fā)動機排氣管處并監(jiān)測發(fā)動機排氣管處氧氣濃度信號，后氧傳感器安設(shè)于尾氣后處理裝置的后方并監(jiān)測經(jīng)尾氣后處理裝置后尾氣中氧氣濃度信號。上述與A/D信號采樣電路電聯(lián)接的傳感器將所采集到的信息經(jīng)A/D信號采樣電路收集后傳送至CPU，然后經(jīng)CPU內(nèi)部相應(yīng)運算處理后反饋給驅(qū)動電路板上的各個電路，從而實現(xiàn)燃?xì)饣旌虾忘c火定時的精密控制，最終獲得最佳的燃?xì)獍l(fā)動機空燃比。本實用新型中，CPU作為系統(tǒng)信號處理和控制中心，根據(jù)各信號傳感器信號的實時反饋和判別來控制燃?xì)饣旌虾突鸹ǘ〞r，并依據(jù)對燃?xì)獍l(fā)動機的控制策略及各工況的處理模式和方法，實時對發(fā)動機進行最佳的閉環(huán)控制。當(dāng)各個傳感器獲得相應(yīng)的地速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、曲軸位置、空氣質(zhì)量、發(fā)動機溫度、發(fā)動機負(fù)荷、油門位置、油門的變化率、變速齒輪、廢氣排放等模擬信號時，對各缸內(nèi)的燃?xì)饣旌下首龀上鄳?yīng)控制，并配合點火時間實現(xiàn)發(fā)動機閉環(huán)下的最佳工作效率。其中，電子節(jié)氣門通訊及接口電路是系統(tǒng)用來測量節(jié)氣門開度和電子踏板位置的測控，以及系統(tǒng)對電子節(jié)氣門進行在線標(biāo)定通訊用。其中，副電源及控制電路作用在于當(dāng)CPU在檢測到點火開關(guān)工作時，開啟其他附屬電路的工作電源，當(dāng)點火開關(guān)關(guān)閉時，關(guān)閉其他電路的電源，主要用來降低系統(tǒng)非工作狀態(tài)下的電源能耗；復(fù)位電路保證 CPU控制單元系統(tǒng)正常工作；系統(tǒng)輔助電路是提供燃?xì)獍l(fā)動機供氣系統(tǒng)的控制電源，使系統(tǒng)具有發(fā)動機意外熄火自動切斷供氣系統(tǒng)的功能；六路電流反饋監(jiān)測電路使系統(tǒng)對發(fā)動機進行精確高能電子點火控制；燃?xì)忸A(yù)加熱驅(qū)動電路是針對單燃料燃?xì)獍l(fā)動機特有的冷啟動困難的特點，而進行燃?xì)鈫忧邦A(yù)加熱處理；點火開關(guān)監(jiān)測電路是電控單元用來判定駕駛員對發(fā)動機的有關(guān)操縱動態(tài)，以及對發(fā)動機啟動前、啟動后、熄火前、以及意外熄火等狀態(tài)的相關(guān)處理；防盜鎖監(jiān)測電路是電控單元預(yù)留的用來對發(fā)動機可操控模式的判別；控制器通訊接口電路是系統(tǒng)和PC機通訊用來檢測MCU的各工作狀態(tài)以及用來標(biāo)定燃?xì)獍l(fā)動機各工況下的噴氣脈寬和點火提前角等，以及在線測量燃?xì)獍l(fā)動機的各工作點的運行情況和對發(fā)動機的控制做出相應(yīng)的調(diào)整等；后寬域氧傳感器接口電路是系統(tǒng)用來對發(fā)動機排放的閉環(huán)氧氣濃度測控，從而實現(xiàn)對廢氣后處理裝置的控制，降低廢氣中有害氣體的存在。本實用新型還可以有其他實施方式，凡采用同等替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制裝置，包括有電路板和安設(shè)于電路板上的CPU，其特征是所述電路板上設(shè)有分別與CPU電聯(lián)接的主電源電路、六路高壓點火線圈驅(qū)動電路、發(fā)動機的曲軸信號整形電路、發(fā)動機的凸輪軸信號整形電路、變速器擋位檢測電路、電子節(jié)氣門通訊及接口電路、標(biāo)定通訊接口電路和A/D信號采樣電路，以及與A/D信號采樣電路電聯(lián)接的前寬域氧傳感器接口電路，還包括有分別與A/D信號采樣電路電聯(lián)接的岐氣支管壓力傳感器、水溫傳感器、燃?xì)鈮毫鞲衅?、高壓瓶壓力傳感器、液化器液位傳感器和前氧傳感?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制裝置，其特征是所述岐氣支管壓力傳感器安設(shè)于發(fā)動機的岐氣支管處并監(jiān)測岐氣支管處壓力信號，水溫傳感器安設(shè)于發(fā)動機的出水口處并監(jiān)測出水口處溫度信號，燃?xì)鈮毫鞲衅靼苍O(shè)于燃?xì)鈬娮焯幉⒈O(jiān)測燃?xì)鈬娮斐鰵饪谔帀毫π盘枺邏浩繅毫鞲衅靼苍O(shè)于高壓瓶處并監(jiān)測高壓瓶內(nèi)壓力信號，液化器液位傳感器安設(shè)于液化器處并監(jiān)測液化器內(nèi)液位信號，前氧傳感器安設(shè)于發(fā)動機排氣管處并監(jiān)測發(fā)動機排氣管處氧氣濃度信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制裝置，其特征是所述電路板上還設(shè)有分別與CPU電聯(lián)接的副電源及控制電路、復(fù)位電路、系統(tǒng)輔助電路、六路電流反饋監(jiān)測電路、燃?xì)忸A(yù)加熱驅(qū)動電路、點火開關(guān)監(jiān)測電路、防盜鎖監(jiān)測電路、控制器通訊接口電路，以及與A/D信號采樣電路電聯(lián)接的后寬域氧傳感器接口電路，所述電子節(jié)氣門通訊及接口電路還與A/D信號采樣電路電聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制裝置，其特征是所述CPU型號為 MC9DSU8。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制裝置，其特征是所述CPU型號為 MC9DS128。
專利摘要本實用新型提供了一種能最優(yōu)化空燃比的燃?xì)獍l(fā)動機點火噴射控制裝置，包括有電路板和安設(shè)于電路板上的CPU，電路板上設(shè)有分別與CPU電聯(lián)接的主電源電路、六路高壓點火線圈驅(qū)動電路、發(fā)動機的曲軸信號整形電路、發(fā)動機的凸輪軸信號整形電路、變速器擋位檢測電路、電子節(jié)氣門通訊及接口電路、標(biāo)定通訊接口電路和A/D信號采樣電路，以及與A/D信號采樣電路電聯(lián)接的前寬域氧傳感器接口電路，還包括有分別與A/D信號采樣電路電聯(lián)接的岐氣支管壓力傳感器、水溫傳感器、燃?xì)鈮毫鞲衅?、高壓瓶壓力傳感器、液化器液位傳感器和前氧傳感器。采用上述技術(shù)方案，使得燃?xì)馐桨l(fā)動機的空燃比達(dá)到最優(yōu)化，提高了發(fā)動機工作效率，也降低了廢氣排放量。
文檔編號F02D43/00GK201982190SQ20112008025
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者李捷, 李未耘, 趙旭 申請人:溫州市氣動元件廠