CN105134447B - 一种电控点火提前角控制器及提前角控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电控点火提前角控制器及提前角控制方法，包括控制器和电源电路；所述控制器与气态信号调理电路、节气门信号调理电路、输出控制电路、提前角设定开关模块、曲轴信号调理电路连接；所述输出控制电路与升压变压器原边、曲轴信号调理电路输出端连接；所述曲轴信号调理电路输入端与继电器电路连接；升压变压器副边、继电器电路、节气门信号调理电路接入接插件；电源电路为所述控制器、气态信号调理电路、节气门信号调理电路、输出控制电路、提前角设定开关模块、曲轴信号调理电路提供工作电源。本发明通过修改原车曲轴信号，使得点火提前角能够较原燃油模式下提前6~15°，该提前角度可以通过提前角度设定开关在怠速或者停机状态下设定。

Description

一种电控点火提前角控制器及提前角控制方法

技术领域

本发明涉及汽车电子检测与控制领域,特别是一种电控点火提前角控制器及提前角控制方法。

背景技术

随着能源需求的日益增长和排放法规的日益严格，天然气以其储量丰富、排气污染少、经济性好等特点成为良好的汽车代用燃料，油改气的改装市场骤然兴起。 天然气主要成分是甲烷，燃点高达650℃以上，不易点燃，燃烧速度比汽油略低，当燃用天然气时，因辛烷值高允许采用较大的点火提前角，同时，也因为天然气燃烧速度低于汽油，也要求较大的点火提前角，因此，点火提前角控制器应运而生。市场上出现的点火提前角控制器技术上主要归为两种类型：第一类：计算第57齿的周期，进而计算出单位提前角度所需时间，结合所设定的提前角度计算出需要提前的总时间，从而进行提前操作，根据第57周期的时间，利用定时器产生长齿信号和其余齿的信号。

这一类提前角控制器的缺点是：在发动机急加减速时，每转58个矩形波信号的周期并不一样，而新产生的矩形波周期都等于前一转中最后一个矩形波（第57个）的周期，这就造成新波形的周期变化与原波形不一致，可能导致发动机点火不正常。

第二类提前角控制器原理：控制精度以3度为基础，将提前角度转换成矩形波的个数（每个矩形波为6度），每转到达标志点处，利用定时器产生长齿和补齐原长齿处的波形，其余波形通过中断同步输出原信号或者取反信号。

这一类提前角控制器的缺点是，直接由原信号波形变换到设定的提前角度波形时，会使得上一转缺失和提前角度相当齿数的波形，可能会造成发动机不平稳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种电控点火提前角控制器及提前角控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种电控点火提前角控制器，包括控制器和电源电路；所述控制器与气态信号调理电路、节气门信号调理电路、输出控制电路、提前角设定开关模块、曲轴信号调理电路连接；所述输出控制电路与升压变压器原边、曲轴信号调理电路输出端连接；所述曲轴信号调理电路输入端与继电器电路连接；所述升压变压器副边、继电器电路、节气门信号调理电路接入接插件；所述电源电路为所述控制器、气态信号调理电路、节气门信号调理电路、输出控制电路、提前角设定开关模块、曲轴信号调理电路提供工作电源。

所述控制器与指示灯连接。

本发明还提供了一种利用上述装置控制提前角的方法，该方法包括原车曲轴信号转换到提前角信号部分、提前角信号恢复到原车曲轴信号部分；

所述原车曲轴信号转换到提前角信号部分的主要实现流程包括：设定步长为3°，设定提前角度为N°，其中N为3的整数倍；将当前曲轴信号较原车曲轴信号提前3°，发动机转一圈；将所述提前后的当前曲轴信号再提前3°，发动机再转一圈；依此类推，运行N/3周，直至当前曲轴信号转换为提前N°；

所述提前角信号恢复到原车曲轴信号部分的主要实现流程包括：检测是否有节气门信号，若是，则继续执行所述原车曲轴信号转换到提前角信号部分；若无，则设定步长为3°，将提前了N°的当前曲轴信号转换为提前（N-i×3）°，发动机转第i圈，直至得到原车曲轴信号；i=1,2，…N/3。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明通过修改原车曲轴信号，使得点火提前角能够较原燃油模式下提前6~15℃A，这个提前角度可以通过提前角度设定开关在怠速或者停机状态下设定；本发明直接由原信号波形变换到设定的提前角度波形时，新波形的周期变化与原波形周期变化一致，能有效保证发动机运行平稳。

附图说明

图1为本发明一实施例电路原理图；

图2为本发明一实施例控制器原理图；

图3为本发明一实施例曲轴信号调理电路原理图；

图4为本发明一实施例气态信号调理电路原理图；

图5为本发明一实施例节气门信号调理电路原理图；

图6为本发明一实施例输出控制电路原理图；

图7为本发明一实施例升压变压器电路原理图；

图8为本发明一实施例继电器电路原理图；

图9为本发明一实施例电源电路原理图；

图10为本发明一实施例提前角设定开关模块原理图；

图11为本发明一实施例指示灯原理图；

图12为本发明一实施例接插件原理图；

图13为从原信号到设定提前角度的变化过程示意图；

图14为从提前的角度到原信号的变化过程示意图；

图15为本发明的控制流程图。

具体实施方式

如图1和图3，Part 2为曲轴信号调理电路，曲轴信号从接插件的第4、5针进入电路，此信号为幅值为20V的磁电信号，当上电时，继电器将第4、5针的信号跳接成对地信号，第5针信号接地，第4针信号为20V的磁电信号，经过D2、D3钳位之后变成幅值为12V信号，送入放大器U3A，经过U3A、U3B、U3C以及三极管的调理之后，该信号被调理成幅值为5V的矩形波信号。

当车辆处于燃油模式时，燃气高压电磁阀不动作，该处没有电压信号，当车辆处于燃气模式时，燃气高压电磁阀有12V电压信号，该信号通过接插件Part 1的第3针与电阻R19相连，再通过阻容R20和C13之后，此信号就变成可被单片机识别的开关电平信号了，送到单片机的第3引脚，单片机控制单元通过这个信号用来判断车辆是否工作在燃气模式。

如图2，控制器U2控制单元接收到气态信号：节气门信号，提前角度设定信号和曲轴信号，通过内部运算判断出车辆的运行状况，从而判断是否需要进行点火提前操作，从而控制输出模块。

如图4所示，本发明气态信号为燃气高压电磁阀的12V电压信号，通过由R19、R20和C13组成的气态信号调理电路之后，信号变成可被单片机（控制器）识别的开关电平信号，送入控制器U2的第3引脚。

如图5～图9所示，节气门信号通过R21接入到放大器U3D的反向输入端，放大器同相输入端接有电位器RP1，可通过调节RP1来调节参考电压，以适应不同型号的节气门信号，通过放大器之后，节气门信号被调理成单片机可识别的开关信号，送到控制器U2的第10引脚。

汽车曲轴信号通过D2和D3钳位之后变成幅值为12V的信号，再经过U3A、U3B、U3C、三极管以及外围阻容电路之后，信号变成了幅值为5V的矩形波信号，此信号送入控制器U2的第6引脚和第9引脚，同时该信号还通过D9 和R27送到反向驱动器U4的第1、2引脚，作为输出信号。

调理后的曲轴信号与R14连接，该信号受单片机CTR1信号控制是否输出，调理后的曲轴信号送到反向驱动芯片U4的第4脚，其第13脚的输出信号O1信号即为曲轴信号的取反信号，连接R15，该曲轴信号的取反信号受单片机CTR2信号控制其是否输出，由二极管D6、D7、D8输出的信号，通过R23连接到光电耦合器U5的输入端，光电耦合器U5的输出端信号为幅值为5V的曲轴信号，该信号送到反向驱动芯片U4的第1、2脚和从D9和R27过来的原曲轴信号合成，从反向驱动芯片U4的第16、15引脚输出的信号为幅值为10V的信号再经过1:2升压变压器变成幅值为20V的曲轴信号，通过接插件连接到原车ECU。

节气门信号调理电路将电阻式节气门电压信号从其传感器引出，通过电阻R24连接到放大器U3D的第13脚，电位器RP1分压输出的电压连接到U3D的第12脚，作为比较参考电压，U3D的输出信号为高低电平信号，通过电阻R22与控制器U2的第10脚相连，单片机控制单元通过此信号判断是否需要进行点火提前角设置。

图10为提前角度设定开关模块，由一个3位的拨码开关组成，第1、2位分别连接到控制器U2的第12、13脚，用来设定提前的角度，当第1位闭合，第2位断开时，提前角度设定为6度；当第1位断开，第2位闭合时，提前角度设定为9度；当第1位断开，第2位断开时，提前角度设定为12度；当第1位闭合，第2位闭合时，提前角度设定为15度。

如图13，本发明提前角度的实现是以3°为基础的，例如设定提前角度为9°，通过程序控制，将曲轴信号较原车曲轴信号先提前3°，运行一周；再在此基础上提前3°，再运行一周；再提前3°；以达到提前9°的目的。这样的优势在于，提前角度的过度平滑，不会影响原车控制对曲轴信号的识别，从而不会影响发动机的正常运行。以此类推，提前6°、9°、12°、15°，都是从提前3°开始转换的。

如图14，在运行完一周点火提前控制程序之后都会监测节气门信号，当检测到节气门信号时，继续运行点火提前角控制程序，当未检测到节气门信号时，即不需要进行点火提前控制时，程序将控制曲轴信号从当前的提前角度状态下转换到未被提前的状态下，即图中所示的原信号波形。例如当前提前角度为9°，则从提前9°的状况下，先转换成提前6°，再转换成提前3°，再转换成未被提前的信号波形。这样也是为了过度平滑。

图15为本发明的控制程序，系统上电复位之后，进行参数设置，定义提前角度的标志位，如6°、9°、12°、15°，控制原曲轴信号输出，随后进入判断气态信号的程序段，当检测到有气态信号时，进入程序死循环运行，并且按照原车运行状态执行程序，当监测到有节气门信号时，才开始捕获长齿信号，当捕获到长齿信号之后并不是马上进行控制，而是和原信号同步两圈，进一步确认捕获的确实是长齿信号，并且确定该曲轴信号盘为58齿（57常规齿+1长齿）如果不是则继续判断，如果确实是，则设置标志位；当检测到有同步成功的标志位时，进入下一循环，获取提前角度信息，进行提前角度的控制，运行完一个提前角度周期之后，进行气态信号的监测，当没有检测到气态信号时，程序跳出死循环，按照原车状态运行，若仍处于气态状态下，再监测节气门信号，若检测到有持续的节气门信号时，则一直运行点火提前控制程序，当判断节气门关闭即没检测到节气门信号时，取消提前角控制，恢复到原曲轴信号输出，持续下一循环从判断节气门信号处开始，周而复始。

Claims (1)

1.一种电控点火提前角控制器控制提前角的方法，电控点火提前角控制器包括控制器和电源电路；所述控制器与气态信号调理电路、节气门信号调理电路、输出控制电路、提前角设定开关模块、曲轴信号调理电路连接；所述输出控制电路与升压变压器原边、曲轴信号调理电路输出端连接；所述曲轴信号调理电路输入端与继电器电路连接；所述升压变压器副边、继电器电路、节气门信号调理电路接入接插件；所述电源电路为所述控制器、气态信号调理电路、节气门信号调理电路、输出控制电路、提前角设定开关模块、曲轴信号调理电路提供工作电源；所述控制器与指示灯连接；其特征在于，该方法包括原车曲轴信号转换到提前角信号部分、提前角信号恢复到原车曲轴信号部分；

所述原车曲轴信号转换到提前角信号部分的主要实现流程包括：设定步长为3°，设定提前角度为N°，其中N为3的整数倍；将当前曲轴信号较原车曲轴信号提前3°，发动机转一圈；将所述提前后的当前曲轴信号再提前3°，发动机再转一圈；依此类推，运行N/3周，直至当前曲轴信号转换为提前N°；

所述提前角信号恢复到原车曲轴信号部分的主要实现流程包括：检测是否有节气门信号，若是，则继续执行所述原车曲轴信号转换到提前角信号部分；若无，则设定步长为3°，将提前了N°的当前曲轴信号转换为提前（N-i×3）°，发动机转第i圈，直至得到原车曲轴信号；i=1,2，…N/3。