CN101865040A

CN101865040A - 一种新型自动双燃料控制器

Info

Publication number: CN101865040A
Application number: CN201010171955A
Authority: CN
Inventors: 高建华; 华旸
Original assignee: MAANSHAN PUYOU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: MAANSHAN PUYOU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2010-10-20

Abstract

一种新型自动双燃料控制器，它包括壳体、装于壳体内的用于实现对输入信号采样并根据当前控制模式实现双燃料控制功能的控制电路、辅助拨码开关、辅助电位器、用于提示驾驶员可以从汽油模式切换到燃气模式的蜂鸣器、装于壳体尾部的接插件、装于壳体前端外部的用于显示当前的燃气余量以及当前燃料为汽油还是燃气的LED灯、供驾驶员选择当前工作模式的模式控制开关。本发明与传统双燃料控制器相比，具备了手动控制器的功能，并且能够根据对冷却水温度和ECU喷油脉宽指令判断，实现燃料模式的自动切换；本发明简单有效、可靠性高、成本低廉且易于工程实现。

Description

一种新型自动双燃料控制器

技术领域

本发明属于新能源汽车领域，具体涉及一种新型的双燃料控制技术。

背景技术

在当前能源危机和环境污染日益严重的情况下，燃气汽车由于其具有节约燃料费用、降低运营成本、环保效果更佳、安全性更高等优点，得到了广泛关注。燃气/汽油双燃料发动机，改装方便、价格较低；且兼备燃气汽车和常规汽油车的优点，具备优良的动力性、排放性能；可根据实际情况实现燃气、汽油方式的切换；是一种行之有效的解决方案。现有的燃气/汽油双燃料控制器，大多为手动控制器，需要驾驶员人工确定当前的燃料模式，难以充分利用双燃料汽车的性能；或者结构复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上问题而提供一种新型自动双燃料控制器，满足燃气/汽油双燃料控制的自动切换功能，同时对现有的小型乘用车尽可能少的改动。

本发明的技术方案是这样得以实现的：一种新型自动双燃料控制器，其特点是：它包括壳体、装于壳体内的用于实现对输入信号采样并根据当前控制模式实现双燃料控制功能的控制电路、辅助拨码开关、辅助电位器、用于提示驾驶员可以从汽油模式切换到燃气模式的蜂鸣器、装于壳体尾部的接插件、装于壳体前端外部的用于显示当前的燃气余量以及当前燃料为汽油还是燃气的LED灯、供驾驶员选择当前工作模式的模式控制开关；所述的控制电路包括5V电源电路、单片机电路、高边驱动电路、喷油脉宽捕获采样电路、燃气余量的AD采样电路、冷却水温度信号采样电路；所述的辅助拨码开关用于选择燃气余量信号的输入模式为电阻模式还是电压模式输入；所述的辅助拨码开关与辅助电位器一起用于调节单片机喷油脉宽采样的阈值；所述的接插件用于燃气余量信号采样、喷油脉宽采样、冷却水温度采样的信号输入，以及控制外部点火提前器、喷气阀、模拟喷油器的信号输出。

本发明与传统双燃料控制器相比，具备了手动控制器的功能，并且能够根据对冷却水温度和ECU喷油脉宽指令判断，实现燃料模式的自动切换；本发明简单有效、可靠性高、成本低廉且易于工程实现。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是模式控制开关的处理电路

图3是高边驱动电路

图4是燃气余量的AD采样电路

图5是冷却水温度信号采样电路

图6是蜂鸣器的驱动电路

图7是喷油脉宽捕获采样电路

图中1——控制电路 2——辅助拨码开关 3——辅助电位器 4——蜂鸣器 5——接插件 6——LED灯 7——模式控制开关 S1——模式控制开关 R1～R19——电阻 C1～C9——电容 U1——高边驱动芯片BTS724 U2——反相器MC74HC1G04 K1——内部继电器TX2-DC12VD1A、D1B、D2B、D3A、D3B——二极管 B1——蜂鸣器 Q1——PNP三极管

具体实施方式

本发明对现有汽油车辆的发动机控制单元、油路等部分不需要作改动；通过双燃料控制器，实现燃油模式控制，并实现对点火提前调节器、模拟喷油器、喷气阀的控制。

从图1可见：本发明包括方形壳体、装于壳体内的控制电路1、辅助拨码开关2、辅助电位器3、蜂鸣器4、壳体尾部的接插件5、壳体前端外部的LED灯6和模式控制开关7。

控制电路1包括电源LM78M05电路、单片机PIC16F722电路、高边驱动芯片U1(BTS724)组成的高边驱动电路、反相器U2(MC74HC1G04)组成的喷油脉宽捕获采样电路、内部继电器K1(TX2-DC12V)组成的燃气余量的AD采样电路、冷却水温度信号采样电路等，用于实现对输入信号采样，并根据当前控制模式实现双燃料控制功能。

辅助拨码开关2与辅助电位器3一起，调节单片机PIC16F722喷油脉宽采样的阈值；调节辅助拨码开关2可以选择燃气余量信号的输入模式为电阻模式或电压模式。

蜂鸣器4用于提示驾驶员，可以从汽油模式切换到燃气模式。

接插件5用于实现燃气余量信号采样、喷油脉宽采样、冷却水温度采样的信号输入；以及控制外部点火提前器、喷气阀、模拟喷油器的信号输出。

LED灯6用于显示当前的燃气余量，以及当前燃料为汽油还是燃气。

模式控制开关7供驾驶员选择当前工作模式。如图2所示，当驾驶员拨动开关S1即图1中的模式控制开关7时，处理电路会采集到电平变化，并送入单片机PIC16F722的IO端口RA0和RA1；单片机PIC16F722据此判断当前工作模式。具体包括三种模式：强制燃油模式、强制燃气模式、自动模式。

当开关S1接通开关3端即拨到强制燃油模式时，此时车辆的能量来源为汽油。单片机PIC16F722采集到RA0为高电平时，判断当前工作在强制燃油模式，并点亮燃油状态灯。如图3所示，单片机PIC16F722输出信号RA2、RA3、RA4，分别送至高边驱动U1集成块BTS724的三个输入端，分别控制高边驱动U1集成块BTS724的三个输出端OUT1、OUT2和OUT3的输出，使点火提前器、喷气阀和模拟喷油器均停止工作，发动机使用汽油进行工作。燃气余量的AD采样电路如图4所示；调节辅助拨码开关2，外部输入IN2的电平状态就会改变，内部继电器TX2-DC12V即图4中的K1就会动作，就会改变输入单片机的RA6引脚电平，从而识别是电阻式燃气信号还是电压式燃气信号。当输入的燃气信号IN1为电阻式时，单片机PIC16F722的IO引脚RA6采集到低电平；当燃气信号为电压型时，单片机PIC16F722的IO引脚RA6采集到高电平。电阻模式时，燃气信号与电阻R10分压，经滤波电路处理后，送入单片机PIC16F722的AD引脚RA5，单片机PIC16F722根据AD采样的结果，计算出当前的燃气余量，并据此点亮不同数目的LED。当燃气信号为电压式时，燃气信号IN1经滤波后送入单片机PIC16F722的RA5，单片机PIC16F722根据采样结果，计算出当前的燃气余量，并据此点亮不同数目的LED灯6。

强制燃气模式下，车辆的能量来源为燃气。图2中的开关S1接通开关1端，单片机PIC16F722采集到输入引脚RA1为高电平时，判断当前工作在强制燃气模式，并点亮燃气状态灯，其工作过程与强制燃油状态类似。如图3中，单片机PIC16F722输出信号RA2、RA3、RA4，分别控制高边驱动U1集成块BTS724的三输出端OUT1、OUT2和OUT3的输出，使点火提前器、喷气阀和模拟喷油器均处于工作状态，发动机使用燃气进行工作。单片机PIC16F722根据图4中的RA5采集到的燃气余量信息，计算出当前的燃气余量，并据此点亮不同数目的LED灯6。

自动模式下，车辆的能量来源可能是燃油或是燃气。当图2中的开关S1悬空不接通任何端点时，单片机PIC16F722采集到RA0与RA1均为低电平时，判断当前工作在自动模式。自动模式下，首先判断上一次控制模式是否为强制燃气模式，如果是，表明驾驶员倾向于工作在燃气模式。如图5所示，冷却水温度信号IN3经滤波处理后，送入单片机PIC16F722的AD通道RA7，当单片机PIC16F722判断出冷却水温度达到预设值时，车辆将自动工作于燃气模式，燃气LED灯亮，单片机PIC16F722通过高边驱动芯片BTS724的三输出端OUT1、OUT2和OUT3的输出，使点火提前器、喷气阀和模拟喷油器均处于工作状态，并根据燃气余量的AD采样电路的输出RA5端采集到的燃气余量信息，按燃气余量的多少点亮不同数目的LED灯6，显示燃气余量信息。如果单片机PIC16F722判断冷却水温度未达到预设值，车辆将工作于燃油模式，单片机PIC16F722点亮燃油LED灯6，并控制高边驱动电路BTS724的三输出端OUT1、OUT2和OUT3的输出，使点火提前器、喷气阀和模拟喷油器停止工作，并根据RA5通道的燃气余量信息，点亮不同数目的LED灯6。

自动模式下，如果上一次控制模式不是强制燃气模式，则需要驾驶员确认后切换到强制燃气模式。单片机PIC16F722首先根据冷却水温度采样电路，判断冷却水温度是否达到预设值：如果未达到，车辆将工作于燃油模式：单片机PIC16F722点亮燃油LED灯6，通过高边驱动电路BTS724控制三输出端OUT1、OUT2和OUT3的输出，使点火提前器、喷气阀和模拟喷油器停止工作，并根据RA5通道采集到的燃气余量信息点亮LED灯6。如果冷却水温度达到预设值，单片机通过如图6所示的蜂鸣器的驱动电路，通过RA8引脚控制蜂鸣器B1间歇鸣响，从而提醒驾驶员进行状态切换。驾驶员加大油门时，原有的发动机电子控制单元会增加喷油脉宽；如图7喷油脉宽捕获采样电路所示，喷油脉宽信号IN4经过本发明的的捕获采集电路处理后，输入单片机PIC16F722的捕获通道RA9；单片机PIC16F722中的软件判断出原有的发动机电子控制单元的喷油脉宽增加并超过设定阈值时，判定当前工作在燃气模式，单片机PIC16F722点亮燃气LED灯6，停止蜂鸣器B1鸣响；单片机PIC16F722通过高边驱动芯片BTS724，控制高边驱动的三输出端OUT1、OUT2和OUT3的输出，使点火提前器、喷气阀和模拟喷油器均处于工作状态；并根据RA5通道采集到的燃气余量信息，点亮不同数目的LED灯6，显示燃气余量信息。

Claims

1.一种新型自动双燃料控制器，其特征在于：它包括壳体、装于壳体内的用于实现对输入信号采样并根据当前控制模式实现双燃料控制功能的控制电路、辅助拨码开关、辅助电位器、用于提示驾驶员可以从汽油模式切换到燃气模式的蜂鸣器、装于壳体尾部的接插件、装于壳体前端外部的用于显示当前的燃气余量以及当前燃料为汽油还是燃气的LED灯、供驾驶员选择当前工作模式的模式控制开关；所述的控制电路包括5V电源电路、单片机电路、高边驱动电路、喷油脉宽捕获采样电路、燃气余量的AD采样电路、冷却水温度信号采样电路；所述的辅助拨码开关用于选择燃气余量信号的输入模式为电阻模式还是电压模式输入；所述的辅助拨码开关与辅助电位器一起用于调节单片机喷油脉宽采样的阈值；所述的接插件用于燃气余量信号采样、喷油脉宽采样、冷却水温度采样的信号输入，以及控制外部点火提前器、喷气阀、模拟喷油器的信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种新型自动双燃料控制器，其特征在于：所述的模式控制开关有三种工作模式选择：强制燃油模式、强制燃气模式、自动模式。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型自动双燃料控制器，其特征在于：所述的控制电路由单片机(PIC16F722)作为控制核心，单片机通过IO引脚采集模式控制开关的模式指令，采集拨码开关状态，通过AD引脚采集冷却水温度、燃气余量信号、辅助电位器状态，通过捕获引脚采集喷油脉宽信号；单片机根据算法，通过IO引脚控制高边驱动芯片输出，控制蜂鸣器鸣响，工作状态及燃气余量LED灯。

4.根据权利要求3所述的一种新型自动双燃料控制器，其特征在于：当模式控制开关处于自动模式时，由单片机通过温度采样电路获取冷却水温度，通过捕获电路获取原有发动机电子控制单元的喷油脉宽，通过蜂鸣器提示驾驶员，由驾驶员加大油门，使原有发动机电子控制单元的喷油脉宽增加并超过设定阈值，自动实现从燃油模式到燃气模式的切换；如上一轮模式为强制燃气模式时，只需冷却水温度达到设定值就会进入强制燃气模式。