CN102795176A - 一种发动机负载控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种发动机负载控制系统，检测节气门位置传感器的返回信号，通过分析当时的车速、发动机转速、节气门的开启角度和开启角度的变化率等相关信号，智能判定发动机是否处于低转速大负荷工作状态，是否需要适时切断空调压缩机等大功率负载。从而达到短时提升发动机的有效输出功率，能使发动机尽快进入较好的工作状态，达到节能减排并提升小排量汽车使用舒适性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及汽车控制系统；更具体的说，涉及一种适时切断汽车内非必要负载的智能控制系统。
背景技术
随着油价上涨及节能环保的理念渐渐深入人心，使用小排量发动机的汽车以相对较低的使用及维护成本，逐渐为大众接受并喜爱。但是，小排量发动机，普遍存在低速扭矩不佳，低转速下发动机有效输出功率不高，在使用小排量发动机的汽车在使用过程中，尤其是在有大负载设备开启且发动机处于低转速下发动机的输出功率不佳导致整车加速性能不佳，已成为影响使用小排量发动机的汽车驾驶畅快性的瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种能够智能判定发动机是否处于低转速大负荷的不良工况状态，并适时切断空调压缩机等大功率负载，短时提升发动机的有效输出功率的控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种发动机负载控制系统，系统设有控制器，该控制器接收节气门位置传感器信号和车速传感器信号，并输出信号至继电器控制端回路，其输出端回来接入车载大功率负载设备。
所述的车载大功率负载设备为空调压缩机。
所述的控制器芯片的1号引脚接电源，2号引脚接地，3号引脚接节气门位置传感器信号输出端，4号引脚接车速传感器信号输出端，5、6号引脚接入空调继电器输入端回路。
一种利用发动机负载控制系统的控制方法，包括：
a、系统启动；
b、系统采集节气门开度和车速信号；
c、将节气门开度变化率与开度变化率阀值比对；将车速与车速阀值比对；
d、当节气门开度变化率大于开度变化率阀值，且车速信号小于车速阀值则切断空调继电器。
本发明的优点在于该系统检测节气门位置传感器的返回信号，通过分析当时的车速、发动机转速、节气门的开启角度和开启角度的变化率等相关信号，智能判定发动机是否处于低转速大负荷工作状态，是否需要适时切断空调压缩机等大功率负载。从而达到短时提升发动机的有效输出功率，能使发动机尽快进入较好的工作状态，达到节能减排并提升小排量汽车使用舒适性的目的。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1、2为节气门位置传感器原理图；
图3为节气门怠速信号输出图；
图4为节气门开度信号输出图；
图5为控制系统电路原理图；
上述图中的标记均为：1、节气门位置传感器；2、控制器；3、发动机ECU；4、主继电器；5、空调继电器；6、压缩机；7、车速传感器；11、电阻膜；12、节气门开度信号用触点；13、怠速信号用触点；14、绝缘部。
具体实施方式
节气门位置传感器1如图1、2所示，其内部设有电阻膜11，节气门开度信号用触点12以及怠速信号用触点13位于电阻膜11内，通过节气门开度信号用动触点12和怠速信号用动触点13在电阻膜11上滑移，检测节气门开度并把开度信号转换成电压信号，传递给控制器1本体，电阻膜11与外部设备通过绝缘部14隔绝，利用此绝缘部分14隔开电阻膜11和周边零部件。
参见图3、4可知，节气门位置传感器1的VC端子上一直加有5V的定电压，节气门开度信号用动触点12依照节气门的开度在电阻膜11上滑移，在VTA端子上就会有与节气门开度成比例的电压输出。当节气门全闭时，检测怠速状态的动触点使IDL和E2两个端子导通，从而输出怠速状态信号。节气门全闭输出电压为0V，当全开时输出电压为5V。
参见图5可知，发动机负载控制系统的控制器2芯片为P89V51RD2，其1号引脚接电源，2号引脚接地，3号引脚接节气门位置传感器1信号输出端（VTA端），4号引脚接车速传感器7信号输出端，5、6号引脚接入空调继电器5输入端回路，空调继电器5输出端回路位于压缩机6的电源回路中。7号和8号引脚为预留输出引脚。
该系统的控制方法为：
a、当电源和地接通时，系统启动处于待机状态
b、系统实时采集节气门开度和车速信号；
c、将节气门开度变化率与开度变化率阀值比对；将车速与车速阀值比对；
d、当节气门开度变变化率大于开度阀值，且车速信号小于车速阀值，则控制器1切断自身5号和6号引脚，7号引脚和8号引脚之间的通路，系统断路；节气门开度电压信号正常情况下，是在0V到5V之间，随着节气门开度的增加而增大，在检测中，检测到这个0V到5V的变化率大于2.5V/秒，判定驾驶员有急加速意图，车速阀值根据车辆排量而定，例如设定为小于30公里/小时。
当控制器1自身5号和6号引脚之间的通路被切断时，主继电器4的电信号无法通过控制器1的5号和6号引脚传递给空调继电器5，空调压缩机6断电停止工作，释放了发动机负载。
当有其他大功率负载需要被切断时，只需将其供电回路通过继电器由控制器的7号和8号引脚管理，即可实现判定发动机处于大负荷状态，智能切断非必要负载控制系统的控制逻辑。
当大功率负载需要被切断时，系统会延时随后自动吸合空调继电器5，延时时间一般为3S~4S左右，也就是大约超过一个车身的距离所需的时间，系统还会根据当前发动机转速识别是否触发功能关断（当引擎转速高于3000rpm时停止触发断开功能）。并且当节气门开度超过一定值（50%），引擎因为负载过重或自身原因仍然无法超过基础的转速（1400rpm）时，断开空调电磁离合器，当转速超过基础值或节气门开度小于设置值（35%）重新接通电磁离合器。如果长时间转速未超过基础值且节气门开度仍大于一定值（50%）则需要在断开（38秒）时间之后，接通电磁离合器一定时间（38秒）防止空调失效，随后再进行下一次的事件扫描。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种发动机负载控制系统，其特征在于：系统设有控制器（2），该控制器（2）接收节气门位置传感器（1）信号和车速传感器（7）信号，并输出信号至继电器控制端回路，其输出端回来接入车载大功率负载设备。
2.根据权利要求1所述的发动机负载控制系统，其特征在于：所述的车载大功率负载设备为空调压缩机（6）。
3.根据权利要求1或2所述的发动机负载控制系统，其特征在于：所述的控制器（2）芯片的1号引脚接电源，2号引脚接地，3号引脚接节气门位置传感器（1）信号输出端，4号引脚接车速传感器（7）信号输出端，5、6号引脚接入空调继电器（5）输入端回路。
4.一种利用权利1-3所述的发动机负载控制系统的控制方法，其特征在于：
a、系统启动；
b、系统采集节气门开度和车速信号；
c、将节气门开度变化率与开度变化率阀值比对；将车速与车速阀值比对；
d、当节气门开度变化率大于开度变化率阀值，且车速信号小于车速阀值则切断空调继电器（5）。
5.根据权利要求4所述的发动机负载控制系统的控制方法，其特征在于：所述的节气门开度变化率阀值为2.5V/秒，判定驾驶员有急加速意图。
6.根据权利要求4或5所述的发动机负载控制系统的控制方法，其特征在于： 步骤d后阀值时间自动吸合空调继电器（5）。
7.根据权利要求4所述的发动机负载控制系统的控制方法，其特征在于：系统在执行步骤d时，根据当前发动机转速识别是否触发功能关断；当引擎转速高于3000rpm时停止触发断开功能。
8.根据权利要求4或7所述的发动机负载控制系统的控制方法，其特征在于：当节气门开度超过一定值即50%±10，引擎因为负载过重或自身原因仍然无法超过基础的转速时，断开空调继电器（5），当转速超过基础值或节气门开度小于设置值即35%±10，重新接通空调继电器（5）；如果长时间转速未超过基础值且节气门开度仍大于一定值50%±10则需要在断开一段时间之后，接通空调继电器（5）一定时间防止空调失效，随后再进行下一次的事件扫描。
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