CN105888866B - 一种扫雪机电喷控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫雪机电喷控制系统，包含发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器、集成电路板和ECU；集成电路板分别和发动机的充电线圈、位置环、速度环、发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器、ECU电气相连。本发明在充电线圈上引出曲轴旋转的产生的脉冲信号给ECU，ECU根据脉冲数，计算出曲轴转速，取代专门的曲轴位置传感器；同时利用伺服电机自身的位置环和速度环，测定节气门开度，取代传统的步进电机和节气门位置传感器；结构简单，成本低，伺服一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。

Description

一种扫雪机电喷控制系统

技术领域

本发明涉及电控燃油喷射领域，尤其涉及一种扫雪机电喷控制系统。

背景技术

目前，在电控燃油喷射技术应用中，曲轴传感器和信号轮用于感知曲轴位置和转速，节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，通过节气门传感器感知节气门开度信号输入ECU（电子控制单元），ECU根据发动机工作负荷情况，控制节气门开度，调整混合气量。安装曲轴传感器和节气门位置传感器的扫雪机电喷控制系统过于复杂，成本高。

同时，现有的喷油管油压控制通过油泵带溢流阀或压力传感器加燃油回流管道来实现，带溢流阀的油泵结构复杂，带回油管路的结构不紧凑，布置管道困难，影响整机美观。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种无节气门位置传感器、曲轴位置传感器，且不带油泵溢流阀和燃油回路的扫雪机电喷控制系统，零部件少，结构紧凑、工作性能可靠、控制精度高。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种扫雪机电喷控制系统，所述扫雪机的发动机包含充电线圈、节气门、喷油器、燃油泵和蓄电池，所述节气门配有闭环控制的伺服电机，所述伺服电机内设有位置环和速度环，电喷控制系统包含发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器、集成电路板和ECU；

所述集成电路板上设有用于接收发动机转速指令的接口；

所述集成电路板分别和发动机的充电线圈、位置环、速度环、发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器、ECU电气相连；

所述发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器分别用于获取发动机温度、大气温度、大气压力、喷油管压力，并通过集成电路板传递给所述ECU；

所述ECU包含汽油喷射模块、电子调速模块、油泵驱动模块、电压调节模块和电源管理模块，其中：

所述汽油喷射模块用于计算最佳喷油量，根据充电线圈、位置环、速度环、发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、发动机转速指令的输入信号，判断自身所处的运行工况，计算出最佳喷油量，并将其发送给喷油器；

所述电子调速模块用于控制恒定发动机转速；

所述油泵驱动模块用于恒定喷油器油路中的油压，根据油路中压力传感器信号输入，计算出燃油泵工作时间，并将其发送给燃油泵；

所述电压调节模块用于控制充电线圈的输出电压；

所述电源管理模块用于蓄电池充电平衡。

作为本发明一种扫雪机电喷控制系统进一步的优化方案，所述集成电路板固连在发动机节流阀体的底部，并用胶进行封装固定密封。

作为本发明一种扫雪机电喷控制系统进一步的优化方案，所述节流阀体内部设有燃油油路，所述喷油管压力传感器固连在集成电路板上，其探测端伸入燃油油路中。

作为本发明一种扫雪机电喷控制系统进一步的优化方案，所述集成电路板通过CAN总线与电气相连。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 本发明在现有的充电线圈上引出曲轴旋转的产生的脉冲信号给ECU，ECU根据脉冲数，计算出曲轴转速，取代专门的曲轴位置传感器，结构简单、成本低；

2. 本实用性新型通过设定节气门伺服电机初始位置，再利用伺服电机自身的位置环和速度环，测定节气门开度，取代传统的步进电机和节气门位置传感器，结构简单，成本低，同时伺服一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠；

3. 喷油管压力传感器集成在集成电路板上，便于安装，油压信号反馈给ECU，ECU计算出油泵的工作时间或停止时间，直接输出给油泵执行，取代原有的油泵溢流阀或回油管路，结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明扫雪机电喷控制系统原理示意图；

图2为本发明集成电路板及线束总成；

图3成为本发明传感器集成电路板安装示意图。

1-充电线圈，2-充电线圈与ECU连接的脉冲信号输出端口， 3-充电线圈和蓄电池的连接端口，4-第一螺钉，5-集成电路板，6-节流阀体，7-第二螺钉，8-喷油管压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明公开了一种扫雪机电喷控制系统，所述扫雪机的发动机包含充电线圈、节气门、喷油器、燃油泵和蓄电池，所述节气门配有闭环控制的伺服电机，所述伺服电机内设有位置环和速度环，电喷控制系统包含发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器、集成电路板和ECU；

所述集成电路板上设有用于接收发动机转速指令的接口；

所述集成电路板分别和发动机的充电线圈、位置环、速度环、发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器、ECU电气相连；

所述发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器分别用于获取发动机温度、大气温度、大气压力、喷油管压力，并通过集成电路板传递给所述ECU；

所述ECU包含汽油喷射模块、电子调速模块、油泵驱动模块、电压调节模块和电源管理模块，其中：

所述汽油喷射模块用于计算最佳喷油量，根据充电线圈、位置环、速度环、发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、发动机转速指令的输入信号，判断自身所处的运行工况，计算出最佳喷油量，并将其发送给喷油器；

所述电子调速模块用于控制恒定发动机转速，例如当扫雪机负荷增加，曲轴转速下降，电子调速模块接受收到曲轴转速下降信号，电子调速模块发出增大节气门开度信号给伺服电机，延长喷油器喷油时间，以提高发动机曲轴转速；

所述油泵驱动模块用于恒定喷油器油路中的油压，根据油路中压力传感器信号输入，计算出燃油泵工作时间，并将其发送给燃油泵；

所述电压调节模块用于控制充电线圈的输出电压，稳定在8V左右；

所述电源管理模块用于蓄电池充电平衡。

在电源管理系统内有两个“计数器”：一个负责蓄电池充电；另一个负责蓄电池放电。蓄电池的充放电状态用充电量与放电量的差值来表示。电源管理模块通过导入蓄电池传感器信号，计算出当前蓄电池的充电状态，并输出信号给蓄电池。

扫雪机工作曲轴旋转、通过充电线圈给蓄电池充电，同时曲轴旋转一周，充电线圈产生固定个数的脉冲信号给ECU，ECU通过脉冲信号数计算出曲轴转速。

节气门配有闭环控制的伺服电机，电机内部有位置环和速度环，设定节气门某一位置作为伺服电机的初始位置，并在ECU中的汽油喷射模块设置一个对应的信号，节气门旋转，通过给伺服电机ECU直接对伺服电机编码反馈信号进行采样，计算出节气门的开度，替代了传统的节气门位置传感器和步进电机。

所述集成电路板通过安装孔和螺钉固连在发动机节流阀体的底部，并用胶进行封装固定密封，减少传感器信号传递连接线长度，又保证了传感器信号稳定，不受油污、灰尘、振动等不良环境的影响。

由于喷油管压力传感器体积小，不易安装，把喷油管压力传感器固连在集成电路板上，安装在节流阀体底部，节流阀体内部设有燃油油路，喷油管压力传感器感知压力信号输入给ECU油泵驱动模块，油泵驱动模块计算出油泵工作或停止时间，输出给油泵，确保喷油管路中的燃油压力基本恒定。

集成电路板通过CAN总线与ECU相连。

如图1所示，扫雪机电喷系统的核心部分是带程序存储器的ECU，ECU内置汽油喷射模块、电子调速模块、油泵驱动模块、电压调节模块、电源管理模块，根据传感器的输入信号进行计算，继而发出执行器的控制信号。

节气门伺服电机伺服电机即作为节气门位置感知器，又作为节气门驱动装置，伺服电机内部有位置环和速度环，当节气门全关闭状态下，给节气门伺服电机设置一个初始位置，对应ECU程序中的起点信号，伺服电机带动节气门旋转，ECU直接对伺服电机编码反馈信号进行采样，获得节气门开度信号，结合发动机的运转动态，ECU给出PWM信号，控制节气门伺服电机转动，从而实现对节气门开度大小的精确控制。

发电机还包含故障指示灯，ECU中的各个模块如果发现故障，均输出错误代码，使得发电机的故障指示灯工作。

如图2所示，为扫雪机发动机的充电线圈，充电线圈上设有与蓄电池的连接端口及与ECU连接的脉冲信号输出端口。曲轴旋转，充电线圈通过ECU内置电源管理模块给蓄电池充电，同时曲轴旋转一周，充电线圈发出8个脉冲信号给ECU，根据脉冲数量计算出曲轴转速。

如图3所示，喷油管压力传感器通过第二螺钉固连在集成电路板上，集成电路板通过第一螺钉固连在节流阀体底部，并用胶进行封装固定密封。喷油管压力传感器感知节流阀体喷油管路中的压力信号，并传递给ECU的油泵驱动模块，油泵驱动模块计算出燃油泵工作或停止时间，输出PWM信号给燃油泵执行。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种扫雪机电喷控制系统，所述扫雪机的发动机包含充电线圈、节气门、喷油器、燃油泵和蓄电池，所述节气门配有闭环控制的伺服电机，所述伺服电机内设有位置环和速度环，其特征在于，电喷控制系统包含发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器、集成电路板和ECU；

所述集成电路板上设有用于接收发动机转速指令的接口；

所述集成电路板分别和发动机的充电线圈、位置环、速度环、发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器、ECU电气相连；

所述发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、喷油管压力传感器分别用于获取发动机温度、大气温度、大气压力、喷油管压力，并通过集成电路板传递给所述ECU；

所述ECU包含汽油喷射模块、电子调速模块、油泵驱动模块、电压调节模块和电源管理模块，其中：

所述汽油喷射模块用于计算最佳喷油量，根据充电线圈、位置环、速度环、发动机温度传感器、大气温度传感器、大气压力传感器、发动机转速指令的输入信号，判断自身所处的运行工况，计算出最佳喷油量，并将其发送给喷油器；

所述电子调速模块用于控制恒定发动机转速；

所述油泵驱动模块用于恒定喷油器油路中的油压，根据油路中压力传感器信号输入，计算出燃油泵工作时间，并将其发送给燃油泵；

所述电压调节模块用于控制充电线圈的输出电压；

所述电源管理模块用于蓄电池充电平衡；

所述集成电路板固连在发动机节流阀体的底部，并用胶进行封装固定密封；

所述集成电路板通过CAN总线与ECU相连。

2.根据权利要求1述的扫雪机电喷控制系统，其特征在于，所述节流阀体内部设有燃油油路，所述喷油管压力传感器固连在集成电路板上，其探测端伸入燃油油路中。