專利名稱：一種汽車燃料控制方法及控制器的制作方法
技術領域：
本發明屬于汽車發動機汽缸噴油器噴油量的控制技術領域，具體涉及一種汽車燃料控制方法及控制器。
背景技術：
現有的燃料控制一般采用純電子線路構成，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關和冷啟動開關，通過繼電器開啟和閉合來選擇燃料控制模式； 冷啟動時利用外部開關控制繼電器保持開啟一段時間，噴油器連續噴油，保證啟動。噴油脈沖電信號經過LM139JS電壓比較器，對脈沖信號的寬度進行調整，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，需手動改變電路，操作較為復雜且精度比較低。(2)在低溫的環境下，需根據人都主觀判斷溫度高低決定是否做冷啟動，這樣操作準確性不高。且冷啟動的方法一般是打開點火開頭，通過一個外置開關的開閉向發動機缸體內噴適量的燃油，按一下啟動開關按鈕(不超過0. 5s)，噴油器連續噴油加濃，增加混合氣的濃度，使汽車啟動，且噴油量的多少需要人工不斷的嘗試。
發明內容
針對現有技術的缺陷或不足，本發明的目的在于提供一種汽車燃料控制方法，以解決現有的控制器在人工控制冷啟動和修改燃料適用參數較為復雜且不精確的缺點。本發明的另一目的是提供一種汽車燃料控制器。為實現上述技術任務，本發明采取如下的技術解決方案—種汽車燃料控制方法，其特征在于，該方法是在不改變汽車電腦的前提下，控制器對發動機燃油噴射量進行有效的控制控制器實時截取汽車電腦輸出的噴油脈沖信號， 通過采樣獲取得初始噴油脈沖寬度；控制器獲取燃料種類信號和室外溫度信號；當汽車燃料為汽油時汽車啟動時與運行時的噴油脈沖寬度均為初始噴油脈沖寬度；當汽車燃料為醇類燃料時室外溫度> 10°C時，汽車啟動時與運行時的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的120% 160%，室外溫度< 10°C時，汽車啟動時的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的 100% 800%，經1秒 8秒啟動完成后即運行時的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的 120% 160%。一種實現上述方法的汽車燃料控制器，其特征在于，包括主控制單元、測溫電路和模式切換開關；所述主控制單元包括依次連接的信號輸入電路、整形電路、處理模塊和驅動電路，所述模式切換開關與處理模塊連接；所述測溫電路與處理模塊連接；其中所述信號輸入電路包括電阻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腳通過電容C2接地，同時芯片Ul的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是Atmel公司生產的AVR 系列8位單片機，芯片U2的4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并通過電容C2接地，芯片U2的7腳、20腳和21腳共線連接+5V并通過電容 C3接地，芯片U2的8腳和22腳共線接地；所述驅動電路包括功率場效應管Ql、電阻R4和電容C4，功率場效應管Ql的柵極G 通過電阻R4與芯片U2的23腳連接，功率場效應管Ql的源極S接地，功率場效應管Ql的漏極D通過電容C4接地并輸出到對應的噴油器；所述模式切換開關為一外置開關，該外置開關一端與芯片U2的14腳相接，另一端接+5V;所述測溫電路包括一溫度傳感器，該溫度傳感器與芯片U2的10腳連接。本發明的汽車燃料控制器的其他技術特征為所述芯片Ul為HCPL-M611的光電耦合器。所述芯片U2為為ATmega8單片機。所述功率場效應管Ql的型號為IRF530N。所述溫度傳感器為DS18B20溫度傳感器，DS18B20溫度傳感器的DQ端口接芯片U2 的10腳。所述控制器還包括有至少一個副控制單元，該副控制單元與主控制單元中的元器件及電路相同，副控制單元中的芯片U2與主控制單元中的芯片U2相接。所述控制器包括有三個副控制單元，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14腳與模式切換開關連接；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14腳與模式切換開關連接；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14腳與模式切換開關連接。本發明可取得如下的技術效果在更換汽車燃料時，本發明的控制器無需更換電路，僅需修改處理模塊的內部程序，具體操作時借助外置的模式轉換開關選擇核心處理器即芯片U2中適應所選燃料的控制程序，即可實現控制模式的優化。當選定內部指令程序后，內部程序即可自動切換到這種燃料運行的處理狀態，輸出合理的噴油脈沖寬度供噴油器使用。現有的汽車燃料控制器通過電壓比較電路實現噴油脈沖寬度的定量調整，如需改變噴油脈沖寬度，需通過改變比較電壓的值，即調節外部電阻的大小。在較低溫度啟動時， 通過手動開關向缸體內連續噴油加濃，由于醇類的汽化潛熱比汽油的汽化潛熱高等化學特性，低溫下汽車不易啟動，需通過連續噴油加濃，促使其充分燃燒促進啟動。本發明控制器處理模塊中的芯片U2可根據室外溫度自動調整噴油脈沖寬度的大小，使之實現無需人工判斷調整，就可在較低溫度下實現汽車的正常啟動，大大減少了人工誤判，使之更加自動化。通過集成芯片對噴油脈沖寬度的相應調整，可以精確到微秒級，實現不同環境下汽車平穩運行，更加達到節能，減少資源浪費。本發明汽車靈活燃料控制裝置，適用于多種汽車燃料的控制和不同汽車類型，核心技術在于自動改變汽車基準噴油脈寬，保持空燃比λ在1士0.03以內，并在溫度較低的環境中具有冷啟動效果，保障汽車正常使用。
圖1為本發明的主控制單元或副控制單元的結構原理方框圖；圖2為本發明的主控制單元或副控制單元的電路圖。以下結合實施例與附圖對本發明作進一步詳細說明。
具體實施例方式實施例1 本實施例的控制器包括主控制單元、測溫電路和模式切換開關；所述主控制單元包括依次連接的信號輸入電路、整形電路、處理模塊和驅動電路，所述模式切換開關與處理模塊連接；所述測溫電路與處理模塊連接；上述信號輸入電路包括電阻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，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腳通過電容C2接地，同時芯片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公司生產的AVR 系列8位單片機用于對噴油信號的處理，芯片U2的4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并通過電容C2接地，芯片U2的7腳、20腳和21腳共線連接+5V并通過電容C3接地，芯片U2的8腳和22腳共線接地；上述驅動電路包括IRF530N功率場效應管Ql、電阻R4和電容C4，功率場效應管Ql 的柵極G通過電阻R4與芯片U2的23腳連接，功率場效應管Ql的源極S接地，功率場效應管Ql的漏極D通過電容C4接地并輸出噴油脈沖信號供噴油器使用；上述主模式切換開關為一外置開關，該外置開關的一端與芯片U2的14連接，另一端接+5V ；上述測溫電路包括一 DS18B20溫度傳感器，該溫度傳感器與芯片U2的10腳連接。本發明的控制器不改變原汽車電腦的前提下，能夠對發動機燃油噴射量進行有效的控制，該方法中實時截取汽車電腦輸出的噴油脈沖信號，通過對該噴油脈沖寬度進行相應調整，以保證汽車在不同種類燃料時都可穩定運行；汽車啟動時，汽車電腦ECU的噴油脈沖信號輸入信號輸入電路，經R1、C1進行濾波處理后，輸入整形電路，經芯片Ul進行光電隔離處理，濾去外部噪音干擾獲得更加準確的方波信號，而后通過芯片U2的第4管腳進入處理器，芯片U2通過內部計數器進行采樣，獲取初始噴油脈沖寬度。啟動的同時，芯片U2根據外置的模式轉換開關向其發出的標志信號，判斷所使用的燃料種類，當燃料為汽油時，芯片U2對所輸入的初始噴油脈沖信號不做任何處理使其輸出到噴油器，即汽車啟動時與運行時的噴油脈沖寬度均為初始噴油脈沖寬度；當燃料為醇類時，處理器U2根據采集到的外部溫度做出如下處理當室外溫度> 10°C時，啟動時與啟動后的噴油脈沖寬度調整為初始噴油脈沖寬度的120% 160% ；當室外溫度彡10°C時，啟動時的噴油脈沖寬度調整為初始噴油脈沖寬度的100% 800%，且延續1秒 8秒，啟動完成后，噴油脈沖寬度調整為初始噴油脈沖寬度的120% 160% ；經芯片U2的噴油脈沖寬度信號由芯片U2經過修改后從23腳輸出新的噴油脈沖信號至驅動電路，該信號由IRF530進行功率放大后輸出至噴油器。實施例2:本實施例中的控制器是在實施例1的控制器的基礎上設置有一副控制單元，該副控制單元中的元器件及電路均與主控制單元中的元器件及電路相同，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腳對應相接，副控制單元中的芯片U2的14腳與模式切轉換的外置開關的一端相接。其中的主控制單元和副控制單元分別控制汽車發動機的2個氣缸噴油器的噴油量。主控制單元和副控制單元進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關命令；當燃料為汽油時，主控制單元和副控制單元中芯片U2對所輸入的初始噴油脈沖信號均不做任何處理使其輸出到噴油器，即汽車啟動時與運行時的噴油脈沖寬度均為原噴油脈沖寬度；當燃料為醇類時，主控制單元的處理器U2根據采集到的外部溫度進行實施例1中所述的處理工作；同時主控制單元的處理器U2向副控制單元發出處理命令，副控制單元開始與主控制單元進行同步信號處理，根據溫度大小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發出電信號命令，當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時，副控制單元的芯片U2開始與主控制單元的芯片U2同步做冷啟動處理即啟動時的噴油脈沖寬度調整為初始噴油脈沖寬度的100% 800%，且延續1秒 8秒，啟動完成后，噴油脈沖寬度調整為初始噴油脈沖寬度的120% 160% ；當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，則副控制單元的芯片U2開始與主控制單元的芯片U2同步做正常啟動處理啟動時與啟動后的噴油脈沖寬度調整為初始噴油脈沖寬度的120% 160%。實施例3 本實施例中的控制器是在實施例1的控制器的基礎上設置有三個副控制單元，該三個副控制單元中的元器件及電路均與主控制單元中的元器件及電路相通，三個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腳和25腳與主控制單元中的芯片U2的M腳和25腳對應相接，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腳對應相接，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腳對應相接， 第一副控制單元中的芯片U2的14腳與模式切換開關連接，第二副控制單元中的芯片U2的 14腳與模式切換開關連接，第三副控制單元中的芯片U2的14腳與模式切換開關連接。
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動機的4個氣缸噴油器的噴油量。如實施例2中所述，主控制單元進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。
權利要求
1.一種汽車燃料控制方法，其特征在于，該方法是在不改變汽車電腦的前提下，控制器對發動機燃油噴射量進行有效的控制，具體過程如下控制器實時截取汽車電腦輸出的噴油脈沖信號，通過采樣獲取得初始噴油脈沖寬度； 控制器獲取汽車燃料種類信號和室外溫度信號；當汽車燃料為汽油時汽車啟動時與運行時的噴油脈沖寬度均為初始噴油脈沖寬度；當汽車燃料為醇類燃料時(1)環境溫度>10°c時，汽車啟動時與運行時的噴油脈沖寬度均為初始噴油脈沖寬度的 120% 160% ；(2)環境溫度彡10°C時，汽車啟動時的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的100% 800%，經1秒 8秒啟動完成后，運行時的噴油脈沖寬度為初始噴油脈沖寬度的120% 160%。
2.一種實現權利要求1所述方法的汽車燃料控制器，其特征在于，包括主控制單元、測溫電路和模式切換開關；所述主控制單元包括依次連接的信號輸入電路、整形電路、處理模塊和驅動電路，所述模式切換開關與處理模塊連接；所述測溫電路與處理模塊連接；其中所述信號輸入電路包括電阻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腳通過電容C2接地，同時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是Atmel公司生產的AVR系列 8位單片機，芯片U2的4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并通過電容C2接地，芯片U2的7腳、20腳和21腳共線連接+5V并通過電容C3接地，芯片U2的8腳和22腳共線接地；所述驅動電路包括功率場效應管Ql、電阻R4和電容C4，功率場效應管Ql的柵極G通過電阻R4與芯片U2的23腳連接，功率場效應管Ql的源極S接地，功率場效應管Ql的漏極D通過電容C4接地并輸出；所述模式切換開關為一外置開關，該外置開關一端與芯片U2的14腳相接，另一端接+5V ；所述測溫電路包括一溫度傳感器，該溫度傳感器與芯片U2的10腳連接。
3.如權利要求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.如權利要求2所述的控制器，其特征在于，所述芯片U2為ATmegaS單片機。
5.如權利要求2所述的控制器，其特征在于，所述功率場效應管Ql的型號為IRF530N。
6.如權利要求2所述的控制器，其特征在于，所述溫度傳感器為DS18B20溫度傳感器， DS18B20溫度傳感器的DQ端口接芯片U2的10腳。
7.如權利要求2至6任一權利要求所述的控制器，其特征在于，所述控制器還包括有至少一個副控制單元，該副控制單元與主控制單元中的元器件及電路相同，副控制單元中的芯片U2與主控制單元中的芯片U2相接。
8.如權利要求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14腳與模式切換開關連接； 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，的25腳與主控制單元中的芯片U2的25腳相接， 的14腳與模式切換開關連接； 的M腳與主控制單元中的芯片- I - I - - I - - I - - IΑβ Αβ Αβ Αβ Αβ ^ ^ ^ ^ ^副控制單元中的芯片 副控制單元中的芯片 副控制單元中的芯片 副控制單元中的芯片 副控制單元中的芯片U2 U2 U2 U2 U2的25腳與主控制單元中的芯片的14腳與模式切換開關連接。U2的24腳相接 U2的25腳相接，
全文摘要
本發明公開了一種汽車燃料控制方法及控制器。方法在不改變汽車電腦的前提下，控制器對發動機燃油噴射量進行有效的控制，通過截取汽車電腦ECU的噴油脈沖信號，對其進行調整，以保證汽車在使用不同種類燃料時均可保持空燃比λ在1±0.03以內，并靈活高效啟動和穩定運行。控制器信號輸入電路、整形電路、處理模塊、驅動電路模式切換開關，其中，信號輸入電路、整形電路、處理模塊和驅動電路依次連接，模式切換開關與處理模塊連接；所述測溫電路與處理模塊連接；控制器還可以包括至少一個與主控制單元連接的副控制單元，以控制多個氣缸。本發明具有設計合理、可靠性高、實用性強等優點，可在靈活燃料汽車上推廣使用。
文檔編號F02D19/06GK102305136SQ201110218929
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月2日 優先權日2011年8月2日
發明者劉生全, 趙勇濤, 馬志義, 馬榮貴 申請人:長安大學