CN102536476A - 两用燃料车集成式燃气控制器及燃气喷射时间修正方法 - Google Patents

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滕世义
蔚锐
张怡
郭晓燕
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Abstract

本发明公开了一种两用燃料车多功能集成式燃气控制器，包括微处理器、燃气喷射控制系统、转换开关状态控制系统、减压器电磁阀及断油泵继电器控制系统、点火提前角信号控制系统、喷油嘴控制系统、转速信号采样处理系统、曲轴位置传感器和凸轮轴传感器。本发明还公开了一种两用燃料车集成式燃气控制器的燃气喷射时间修正方法，包括以下步骤：流程开始；获取当前工况汽油喷射时间Tr；查汽油图得到当前工况的理论喷射时间Tt；计算修正系数D；根据D的变化趋势计算当前工况慢速修正值；计算燃气汽油图修正值；使用燃气汽油图修正值对燃气喷射时间进行修正；流程结束。本发明通过实时标定TAP，能够提高正时提前角度的精度，发挥发动机的最大效能。

Description

两用燃料车集成式燃气控制器及燃气喷射时间修正方法
技术领域
本发明涉及一种两用燃料车燃气控制器，尤其涉及一种两用燃料车集成式燃气控制器及燃气喷射时间修正方法。
背景技术
两用燃料车是指发动机既可以使用汽油燃料，也可以使用燃气燃料，例如液化石油气LPG或压缩天然气CNG，并且两种燃料可以根据实际需要进行自由切换的汽车。目前的两用燃料车主要采用翻译系统原理，配合点火提前角调节器(TAP)，在不改变原汽油系统发动机机械条件的前提下，使用燃气来驱动发动机工作。由于LPG属于工业生产中的副产品，价格比较接近汽油，而中国的天然气资源丰富开采成本低廉，所以越来越多的车辆使用天然气作为发动机的燃料，大大降低了车辆的运行费用。两用燃料汽车发动机启动时燃气控制器内部的继电器闭合，氧传感器和喷油嘴到汽油控制器线路是连接的，从而使用的是汽油燃料；当燃气减压器温度和发动机转速达到设定的数值后，燃气控制器内部的继电器分断氧传感器和喷油嘴与汽油控制器连接的线路，同时，接通燃气减压器的电磁阀打开气路，燃气控制器(GECU)利用汽油控制器(PECU)发送给喷油嘴的喷射脉冲信号，重新计算成燃气喷射脉冲信号后推动燃气喷射电磁阀为发动机提供燃气，发动机切换到燃气燃料状态。
现有的两用燃料汽车发动机采用的燃气控制器系统有以下缺点：
1、电器零件多，线束布局复杂，抗干扰能力差。
2、点火提前角调节器(TAP)需要以下信号：曲轴位置传感器信号(CPS)；节气门位置传感器信号(TPS)；燃气状态(减压器电磁阀控制)信号；这些信号既有汽油系统的，也有燃气系统的，线路走向、布局复杂，同时市场上的TAP是非电气屏蔽外壳的产品，对于电磁兼容性(EMC)的承受能力非常有限，在实际的工作环境中经常出现电磁辐射干扰TAP的CPS信号后导致车辆熄火。
3、TAP不可标定，角度设置粗糙，车辆动力性、舒适性差；现有的TAP内的点火正时角度策略是一种简单的、粗糙的并且是不可改变的数据，使用这种TAP根本不可能适用所有的汽油发动机，不能发挥发动机的最大效能，导致发动机的输出扭矩和功率不足，车辆的动力性和舒适性差。汽油系统OBD诊断总线不可利用，燃气系统将逐渐偏离正常的工作范围。
4、对于一些不具备OBD诊断总线或OBD诊断总线不可利用的车型，燃气控制器无法从汽油控制器中读取燃料空燃比修正数据，工作一段时间后，燃气系统将逐渐偏离正常的工作范围，致使混合气的空燃比过稀或过浓，发动机出现严重抖动、失火、熄火和故障灯报警等现象。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种两用燃料车集成式燃气控制器及燃气喷射时间修正方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明所述两用燃料车集成式燃气控制器包括微处理器、燃气喷射控制系统、转换开关状态控制系统、减压器电磁阀及断油泵继电器控制系统、点火提前角信号控制系统、喷油嘴控制系统、转速信号采样处理系统、曲轴位置传感器和凸轮轴传感器，所述曲轴位置传感器的信号输出端和所述凸轮轴传感器的信号输出端分别与所述点火提前角信号控制系统的信号输入端对应连接，所述点火提前角信号控制系统的信号控制端与所述微处理器的点火提前信号控制端连接，所述微处理器的转换开关信号控制端与所述转换开关状态控制系统的信号控制端连接，所述微处理器的燃油信号控制端与所述喷油嘴控制系统的信号控制端连接，所述微处理器的转速信号控制端与所述转速信号采样处理系统的信号控制端连接，所述微处理器的燃气信号输出端与所述燃气喷射控制系统的信号输入端连接，所述减压电磁阀及断油泵继电器控制系统的信号输入端与所述微处理器的信号输出端对应连接。
使用过程中，曲轴位置传感器和凸轮轴传感器将实时检测信号发送给点火提前角信号控制系统(TAP)，TAP对该信号进行处理后发给微处理器，微处理器将处理后的信号传送给燃油控制器，最终控制喷油嘴控制系统。
进一步，本发明所述两用燃料车集成式燃气控制器还包括减压器温度信号采样处理系统、燃气压力信号采样处理系统、燃气温度采样处理系统、MPA压力信号采样处理系统、氧传感器信号仿真系统和OBD诊断系统，所述减压器温度信号采样处理系统的信号输出端、所述燃气压力信号采样处理系统的信号输出端、所述燃气温度采样处理系统的信号输出端、所述MPA压力信号采样处理系统的信号输出端和所述OBD诊断系统的信号输出端分别与所述微处理器的信号输入端对应连接，所述微处理器的氧传感器信号控制端与所述氧传感器信号仿真系统连接，所述MPA压力信号采样处理系统的信号输入端与所述点火提前角信号控制系统的信号输入端连接。
本发明所述两用燃料车集成式燃气控制器的燃气喷射时间修正方法，包括以下步骤：
(1)流程开始；
(2)获取当前工况汽油喷射时间Tr；
(3)查汽油图得到当前工况的理论喷射时间Tt；
(4)计算修正系数D，计算公式如下：D＝(Tr-Tt)/Tt；
(5)如果D持续大于1％，则快速修正值加1；如果D持续小于-1％，则快速修正值减1；否则进入第(6)步骤；
(6)判断转速是否处于怠速，如果转速是处于怠速，则判断快速修正值是否持续大于0，如果快速修正值持续大于0，则怠速慢速修正值加1，如果快速修正值不持续大于0，则怠速慢速修正值减1；如果转速不是处于怠速，则进入第(7)步骤；
(7)判断快速修正值是否持续大于0，如果快速修正值持续大于0，则非怠速慢速修正值加1，如果快速修正值不持续大于0，则非怠速慢速修正值减1；
(8)计算燃气汽油图修正值，其计算方法为：燃气汽油图修正值＝快速修正值+当前工况慢速修正值，所述当前工况慢速修正值为第(6)步骤中所述的怠速慢速修正值的最终值或第(7)步骤中所述的非怠速慢速修正值的最终值；
(9)使用燃气汽油图修正值对燃气喷射时间进行修正；
(10)流程结束。
作为优选，所述步骤(5)中所述的“D持续大于1％”为：稳定工况下连续三次获取当前工况汽油喷射时间Tr所对应的修正系数D均大于1％；所述步骤(5)中所述的“D持续小于-1％”为：稳定工况下连续三次获取当前工况汽油喷射时间Tr所对应的修正系数D均小于-1％。
作为优选，所述步骤(6)和所述第(7)步骤中所述的“快速修正值持续大于0”为：稳定工况下连续三次获取当前工况汽油喷射时间Tr所对应的快速修正值均大于0。
本发明的有益效果在于：
本发明通过对TAP进行实时标定，能够提高正时提前角度的精度，发挥发动机的最大效能，增强车辆的动力性和舒适性；将控制类零部件集体整合到一个壳体之中，集成度较高，屏蔽性能好；对于一些不具备OBD诊断总线或OBD诊断总线不可利用的车型，本发明能够从燃油控制器中读取燃料空燃比修正数据，采用标准汽油喷射时间表来校正燃气系统的混合器空燃比，对燃气喷射时间进行修正，保持混合气的空燃比稳定，避免发动机出现严重抖动、失火、熄火和故障灯报警等现象。
附图说明
图1为本发明所述两用燃料车集成式燃气控制器的结构框图；
图2为本发明所述燃气喷射时间修正方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所述：本发明所述两用燃料车集成式燃气控制器包括微处理器、燃气喷射控制系统、转换开关状态控制系统、减压器电磁阀及断油泵继电器控制系统、点火提前角信号控制系统、喷油嘴控制系统、转速信号采样处理系统、曲轴位置传感器和凸轮轴传感器、减压器温度信号采样处理系统、燃气压力信号采样处理系统、燃气温度采样处理系统、MPA压力信号采样处理系统、氧传感器信号仿真系统、OBD诊断系统、减压温度传感器、温度压力传感器、MPA压力信号采样处理系统、控制燃气压力喷嘴的高频电磁阀组、油气转换开关、减压器电磁阀及断油泵继电器、燃油控制器、燃油喷嘴、原车OBD诊断器、转速信号和氧传感器，曲轴位置传感器的信号输出端和凸轮轴传感器的信号输出端分别与点火提前角信号控制系统的信号输入端对应连接，点火提前角信号控制系统的信号控制端与微处理器的点火提前信号控制端连接，微处理器的转换开关信号控制端与转换开关状态控制系统的信号控制端连接，微处理器的燃油信号控制端与喷油嘴控制系统的信号控制端连接，微处理器的转速信号控制端与转速信号采样处理系统的信号控制端连接，微处理器的燃气信号输出端与燃气喷射控制系统的信号输入端连接，减压电磁阀及断油泵继电器控制系统的信号输入端与微处理器的信号输出端对应连接，减压器温度信号采样处理系统的信号输出端、燃气压力信号采样处理系统的信号输出端、燃气温度采样处理系统的信号输出端、MPA压力信号采样处理系统的信号输出端和OBD诊断系统的信号输出端分别与微处理器的信号输入端对应连接，微处理器的氧传感器信号控制端与氧传感器信号仿真系统连接，MPA压力信号采样处理系统的信号输入端与点火提前角信号控制系统的信号输入端连接，减压器温度传感器的信号输出端与减压器温度信号采样处理系统的信号输入端连接，温度压力传感器的信号输出端分别与燃气压力信号采样处理系统的信号输入端和燃气温度采样处理系统的信号输入端连接，MPA压力信号的信号输出端与MPA压力信号采样处理系统的信号输入端连接，控制燃气压力喷嘴的高频电磁阀组的信号输入端与燃气喷射控制系统的信号输出端连接，油气开关的信号输出端与转换开关状态控制系统的信号输入端连接，减压器电磁阀及断油泵继电器的信号输入端与减压器电磁阀及断油泵继电器控制系统的信号输出端连接，点火提前角信号控制系统的信号输出端与燃油控制器的信号输入端连接，燃油控制器的信号输出端与喷油嘴控制器的信号输入端连接，喷油嘴控制器的信号输出端与燃油喷嘴连接，原车OBD的诊断器的信号输出端与OBD诊断系统的信号输入端连接，转速信号的信号输出端与转速信号采样处理系统的信号输入端连接，氧传感器的信号输出端与氧传感器信号仿真系统的信号输入端连接，氧传感器信号仿真系统的信号输出端与燃油控制器的信号输入端连接。
如图2所示，本发明所述两用燃料车集成式燃气控制器的燃气喷射时间修正方法，包括以下步骤：
(1)流程开始；
(2)获取当前工况汽油喷射时间Tr；
(3)查汽油图得到当前工况的理论喷射时间Tt；
(4)计算修正系数D，计算公式如下：D＝(Tr-Tt)/Tt；
(5)如果D持续大于1％，则快速修正值加1；如果D持续小于-1％，则快速修正值减1；否则进入第(6)步骤；
(6)判断转速是否处于怠速，如果转速是处于怠速，则判断快速修正值是否持续大于0，如果快速修正值持续大于0，则怠速慢速修正值加1，如果快速修正值不持续大于0，则怠速慢速修正值减1；如果转速不是处于怠速，则进入第(7)步骤；
(7)判断快速修正值是否持续大于0，如果快速修正值持续大于0，则非怠速慢速修正值加1，如果快速修正值不持续大于0，则非怠速慢速修正值减1；
(8)计算燃气汽油图修正值，其计算方法为：燃气汽油图修正值＝快速修正值+当前工况慢速修正值，所述当前工况慢速修正值为第(6)步骤中所述的怠速慢速修正值的最终值或第(7)步骤中所述的非怠速慢速修正值的最终值；
(9)使用燃气汽油图修正值对燃气喷射时间进行修正；
(10)流程结束。
所述步骤(5)中所述的“D持续大于1％”为：稳定工况下连续三次获取当前工况汽油喷射时间Tr所对应的修正系数D均大于1％；所述步骤(5)中所述的“D持续小于-1％”为：稳定工况下连续三次获取当前工况汽油喷射时间Tr所对应的修正系数D均小于-1％。
所述步骤(6)和所述第(7)步骤中所述的“快速修正值持续大于0”为：稳定工况下连续三次获取当前工况汽油喷射时间Tr所对应的快速修正值均大于0。
如图1和图2所示，本发明所述两用燃料车集成式燃气控制器的工作原理如下：
MCU是车用燃气多功能控制器的微处理器，采集车用燃气多功能控制器各系统的信号，通过一系列的运算，控制车用燃气多功能控制器相关系统的动作执行。两用燃料汽车发动机启动时，点火提前角信号控制系统接收曲轴位置传感器信号、凸轮轴传感器信号，对接收的信号进行处理，将处理后的信号传送给本实用新型的微处理器。MAP压力信号采样处理系统接收MAP压力信号，对接收的信号进行处理，并将处理后的信号传送给微处理器。燃气压力信号采样处理系统接收温度压力传感器感应的燃气压力信号，对接收的信号进行处理，并将处理后的信号传送给微处理器。减压器温度信采样处理系统接收减压器温度传感器信号，对接收的信号进行处理，并将处理后的信号传送给微处理器。燃气温度信号采样处理系统接收温度压力传感器测试的燃气温度信号，对接收的信号进行处理，并将处理后的信号传送给微处理器。氧传感器仿真系统接收氧传感器信号，对接收的信号进行处理，并将处理后的信号传送给微处理器。转速信号采样处理系统接收转速信号，并将处理后的转速信号传送给微处理器。喷油嘴控制系统截取燃油控制器输出的喷油信号指令，在车辆使用燃油的状态下，将燃油控制器输出的喷油信号指令传送给燃油喷嘴，并截断燃气喷嘴；在车辆使用燃气的状态下，截断喷油嘴，对燃油控制器输出的喷油信号指令行处理，将处理后的信号传送给微处理器。减压器电磁阀及断油泵继电器控制系统，根据微处理器的指令，在车辆使用燃气的状态下，控制减压器电磁阀开启；使断油泵继电器分断，断开汽油泵。转换开关状态控制系统将燃油或燃气指令传送给微处理器，微处理器根据转换开关的状态指令，通过一定的运算，控制转换开关显示液位类型、燃料类型及系统报警模式指示。燃气喷射系统根据微处理器的指令，控制燃气喷射器定时定量喷射燃料。OBD诊断系统通过原车OBD诊断器，读取汽油系统相关故障，并将故障代码信息传送给微处理器，微处理器通过一系列的运算，控制然气系统显示OBD故障。微处理器进行一系列的运算，其中包括重要的图2所示的燃气喷射时间修正方法的比较运算，之后将信号传递给喷油嘴控制系统和燃气喷射控制系统，实现燃油和燃气原料的高精度切换及控制。

Claims (5)

1.一种两用燃料车集成式燃气控制器，其特征在于：包括微处理器、燃气喷射控制系统、转换开关状态控制系统、减压器电磁阀及断油泵继电器控制系统、点火提前角信号控制系统、喷油嘴控制系统、转速信号采样处理系统、曲轴位置传感器和凸轮轴传感器，所述曲轴位置传感器的信号输出端和所述凸轮轴传感器的信号输出端分别与所述点火提前角信号控制系统的信号输入端对应连接，所述点火提前角信号控制系统的信号控制端与所述微处理器的点火提前信号控制端连接，所述微处理器的转换开关信号控制端与所述转换开关状态控制系统的信号控制端连接，所述微处理器的燃油信号控制端与所述喷油嘴控制系统的信号控制端连接，所述微处理器的转速信号控制端与所述转速信号采样处理系统的信号控制端连接，所述微处理器的燃气信号输出端与所述燃气喷射控制系统的信号输入端连接，所述减压电磁阀及断油泵继电器控制系统的信号输入端与所述微处理器的信号输出端对应连接。
2.根据权利要求1所述的两用燃料车集成式燃气控制器，其特征在于：还包括减压器温度信号采样处理系统、燃气压力信号采样处理系统、燃气温度采样处理系统、MPA压力信号采样处理系统、氧传感器信号仿真系统和OBD诊断系统，所述减压器温度信号采样处理系统的信号输出端、所述燃气压力信号采样处理系统的信号输出端、所述燃气温度采样处理系统的信号输出端、所述MPA压力信号采样处理系统的信号输出端和所述OBD诊断系统的信号输出端分别与所述微处理器的信号输入端对应连接，所述微处理器的氧传感器信号控制端与所述氧传感器信号仿真系统连接，所述MPA压力信号采样处理系统的信号输入端与所述点火提前角信号控制系统的信号输入端连接。
3.一种如权利要求1所述的两用燃料车集成式燃气控制器的燃气喷射时间修正方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)流程开始；
(2)获取当前工况汽油喷射时间Tr；
(3)查汽油图得到当前工况的理论喷射时间Tt；
(4)计算修正系数D，计算公式如下：D＝(Tr-Tt)/Tt；
(5)如果D持续大于1％，则快速修正值加1；如果D持续小于-1％，则快速修正值减1；否则进入第(6)步骤；
(6)判断转速是否处于怠速，如果转速是处于怠速，则判断快速修正值是否持续大于0，如果快速修正值持续大于0，则怠速慢速修正值加1，
如果快速修正值不持续大于0，则怠速慢速修正值减1；如果转速不是处于怠速，则进入第(7)步骤；
(7)判断快速修正值是否持续大于0，如果快速修正值持续大于0，则非怠速慢速修正值加1，如果快速修正值不持续大于0，则非怠速慢速修正值减1；
(8)计算燃气汽油图修正值，其计算方法为：燃气汽油图修正值＝快速修正值+当前工况慢速修正值，所述当前工况慢速修正值为第(6)步骤中所述的怠速慢速修正值的最终值或第(7)步骤中所述的非怠速慢速修正值的最终值；
(9)使用燃气汽油图修正值对燃气喷射时间进行修正；
(10)流程结束。
4.根据权利要求3所述的燃气喷射时间修正方法，其特征在于：所述步骤(5)中所述的“D持续大于1％”为：稳定工况下连续三次获取当前工况汽油喷射时间Tr所对应的修正系数D均大于1％；所述步骤(5)中所述的“D持续小于-1％”为：稳定工况下连续三次获取当前工况汽油喷射时间Tr所对应的修正系数D均小于-1％。
5.根据权利要求3所述的燃气喷射时间修正方法，其特征在于：所述步骤(6)和所述第(7)步骤中所述的“快速修正值持续大于0”为：稳定工况下连续三次获取当前工况汽油喷射时间Tr所对应的快速修正值均大于0。
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