CN207660709U - 一种多路采集模式的甲醇控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多路采集模式的甲醇控制器，包括传感器部分，还包括共同集成设置于同一电路板上的芯片部分、电源部分、传感器输入信号处理部分、CAN总线通讯部分以及甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分；所述CAN总线通讯部分分设为连接于车身CAN总线用于获取车身上水温、液位、转速等报文信号的CAN通讯电路a以及标定诊断端口用于方便技术人员实时监控甲醇控制器运行状态的CAN通讯电路b。本实用新型在传感器部分或传感器输入信号处理部分部分失效时，还能够通过CAN总线通讯部分实现甲醇的精准喷射，智能化程度很高，大大地延长了装置的使用寿命。

Description

一种多路采集模式的甲醇控制器

技术领域

本实用新型涉及柴油甲醇混合动力的汽车发动机技术领域，特别是一种多路采集模式的甲醇控制器。

背景技术

柴油机以其优良的动力性、经济性与可靠性而取得广泛应用，但NOx与碳烟排放此消彼长制约着柴油机的发展。甲醇是一种含氧燃料，辛烷值高，能够改善燃烧、减少污染物排放，并且调配成本低，通用性好，被认为是很有前景的清洁代用燃料。甲醇-柴油双燃料是在柴油机基础上改装而成，通常，一是需要加装一套甲醇供给系统，包括甲醇箱、油泵、管路和甲醇喷射器；二是需要加装一套电子控制系统，用于控制甲醇和柴油的喷射。甲醇-柴油双燃料改装成本低且容易实现。甲醇-柴油双燃料发动机在保持柴油机较高热效率的同时能够大幅降低碳烟排放。在没有甲醇时，还能切换回纯柴油模式运行。双燃料模式较纯柴油模式运营成本降低，有利于发挥现有甲醇产能，因此发展双燃料发动机具有良好的经济效益和社会效益。

目前市场的甲醇控制器多采用在发动机进气管上布置甲醇喷嘴，通过甲醇电控单元ECU控制甲醇喷射，形成甲醇空气预混气进入气缸并由直喷柴油引燃。为实现高效、清洁燃烧，需要对甲醇的喷射时间、喷射压力和喷射量进行精确控制。以往的研究表明，通过实时采集发动机转速、油门、水温等的数值量并据此确定甲醇的喷射参数，能够确保DMCC发动机安全、可靠地运行。在实验阶段，转速、油门等信号引入ECU，以及ECU发出控制信号，如控制甲醇泵、喷嘴的开闭，都是通过简单的自制线路，而且安装过程复杂，出错率高，需要较强的专业知识；还有发动机转速、油门、水温等的数值量的信号采集部分单单采用功能与之对应的传感器来进行信息的采集，若某个传感器损坏失效时，会大大影响甲醇的喷射量，从而柴油机的性能。

所以，研究和开发一种能够实现多路采集功能的甲醇燃料系统控制器成为一种迫切需求。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供了一种多路采集模式的甲醇控制器，以解决目前市场上的甲醇控制器安装过程复杂，发动机转速、油门、水温等的数值量信息只能通过单路采集的问题，以提高甲醇的喷射精度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种多路采集模式的甲醇控制器，包括用于检测发动机曲轴转速、水温以及甲醇液位的传感器部分，还包括共同集成设置于同一电路板上的芯片部分、电源部分、传感器输入信号处理部分、CAN总线通讯部分以及甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分；所述CAN总线通讯部分分设为连接于车身CAN总线用于获取车身上水温、液位、转速等报文信号的CAN通讯电路a以及标定诊断端口用于方便技术人员实时监控甲醇控制器运行状态的CAN通讯电路b；所述传感器部分的输出端连接于传感器输入信号处理部分的输入端，传感器输入信号处理部分的输出端连接于芯片部分的输入端，电源部分的供电端分别连接于芯片部分和传感器输入信号处理部分，甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分的受控端连接于芯片部分的输出端，CAN通讯电路a的输出端连接于芯片部分的输入端，CAN通讯电路b的输入端连接于芯片部分的输出端。

进一步优化技术方案，所述传感器输入信号处理部分包括用于将曲轴转速信号转换为可供芯片部分捕获检测的霍尔信号的霍尔电压转换电路以及用于将传感器部分检测电压转换为芯片部分检测信号的模拟电压转换电路；所述霍尔电压转换电路的输出端和模拟电压转换电路的输出端分别连接于芯片部分的输入端。

进一步优化技术方案，所述电源部分包括用于输出电源的LDO电源芯片、保护电路、滤波电路、用于检测电源芯片是否工作在正常范围内的电源电信号信号采样电路以及通过保护电路及滤波电路为电源芯片供电的电瓶电源。

进一步优化技术方案，所述甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分包括用于驱动甲醇泵作业的甲醇泵MOS管驱动部分、用于驱动甲醇喷嘴作业的甲醇喷嘴MOS管驱动部分以及用来检测驱动电流以保护防止过流的电信号采样电路；所述甲醇泵MOS管驱动部分的受控端和甲醇喷嘴MOS管驱动部分的受控端分别连接于芯片部分的输出端。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型设计独特、结构新颖，安装简单，除了通过传感器部分检测到水温、液位信息传输至模拟电压转换电路来进行AD采样，通过传感器部分检测到的曲轴转速信号传输至霍尔电压转换电路，传感器输入信号处理部分再将模拟量信息和曲轴转速信号处理后信息反馈至主芯片部分，主芯片部分控制甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分作业，进而来开启甲醇泵和甲醇喷嘴进行甲醇喷射外；还能够通过CAN总线通讯部分接收车身CAN总线上的水温、液位、转速等CAN报文信号，CAN总线通讯部分并将接收信息号反馈至主芯片部分，进而来进行甲醇的精准喷射。使得本实用新型在传感器部分或传感器输入信号处理部分部分失效时，还能够通过CAN总线通讯部分实现甲醇的精准喷射，智能化程度很高，大大地延长了装置的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型所述主芯片部分结构示意图；

图3为本实用新型所述电源部分结构示意图；

图4为本实用新型所述甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分电路图；

图5为本实用新型所述传感器输入信号处理部分中霍尔电压转换电路图；

图6为本实用新型所述传感器输入信号处理部分中模拟电压转换电路图；

图7为本实用新型所述CAN总线通讯部分结构示意图。

其中：1、主芯片部分，2、电源部分，3、传感器输入信号处理部分，4、甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分，5、CAN总线通讯部分。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种多路采集模式的甲醇控制器，结合图1至图7所示，包括传感器部分、芯片部分1、电源部分2、传感器输入信号处理部分3、CAN总线通讯部分5以及甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分4。芯片部分1、电源部分2、传感器输入信号处理部分3、CAN总线通讯部分5以及甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分4共同集成设置于同一电路板上。

传感器部分用于检测发动机曲轴转速、水温以及甲醇液位，传感器部分的输出端连接于传感器输入信号处理部分3的输入端，能够将检测信息传输至传感器输入信号处理部分3。传感器部分包括曲轴传感器、水温传感器、液位传感器，曲轴传感器用于检测发动机曲轴转速，水温传感器用于将测水的温度，液位传感器用于检测甲醇的液位。

电源部分2包括LDO电源芯片、保护电路、滤波电路、电源电信号信号采样电路以及电瓶电源。电源部分2的供电端分别连接于芯片部分1和传感器输入信号处理部分3。LDO电源芯片能够输出5V电源，用于为传感器输入信号处理部分3和芯片部分1供电；保护电路包括防电流、电压及PMOS防反接保护电路及器件；电源电信号信号采样电路用于检测电源芯片是否工作在正常范围内；电瓶电源通过保护电路及滤波电路为电源芯片供电。

甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分4包括甲醇泵MOS管驱动部分、甲醇喷嘴MOS管驱动部分以及电信号采样电路。甲醇泵MOS管驱动部分用于驱动甲醇泵作业，甲醇喷嘴MOS管驱动部分用于驱动甲醇喷嘴作业，电瓶电源通过保护电路给驱动电路的高边供电，保证甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分正常工作。电信号采样电路用来检测驱动电流，用来保护防止过流。

为了实现本实用新型的多路采集功能，将传感器输入信号处理部分3分设为了霍尔电压转换电路和模拟电压转换电路。霍尔电压转换电路的输出端连接于芯片部分1的输入端，用于将曲轴转速信号转换为可供芯片部分1捕获检测的霍尔信号；模拟电压转换电路的输出端连接于芯片部分1的输入端，用于将传感器部分检测电压转换为芯片部分1可以检测信号。从而，使得本实用新型能够通过模拟电压转换电路来进行AD采样，进而获取车上的水温、甲醇液位等模拟信号，能够通过霍尔电压转换电路将曲轴信号转换为霍尔信号进行转速检测。

除此之外，本实用新型对CAN总线通讯部分5做出了改进，将CAN总线通讯部分5分设成了两路CAN通讯电路，包括CAN通讯电路a和CAN通讯电路b。CAN通讯电路a连接于车身CAN总线，用于获取车身上水温、液位、转速等报文信号，无需进行模拟量的AD采集；CAN通讯电路a的输出端连接于芯片部分1的输入端，使得CAN通讯电路a能够将获取车身上水温、液位、转速等报文信号反馈给主芯片部分1。CAN通讯电路b标定诊断端口，与电脑上位机进行相连，用于方便技术人员实时监控甲醇控制器运行状态，用来进行MAP数据标定，程序更新；CAN通讯电路b的输入端连接于芯片部分1的输出端，使得CAN通讯电路b能够用来给技术标定人员进行MAP数据标定、错误诊断、故障检测、程序烧写等功能。

本实用新型的实际工作过程如下。

1、将甲醇控制器连接好外围所需的电源、甲醇泵、甲醇喷嘴，并通过CAN总线通讯部分分别与车身CAN总线以及电脑上位机进行连接。

2、通电运行，电源部分2负责给主芯片1和传感器输入信号处理部分供电。传感器部分通过各部分的传感器，检测出甲醇水温、液位、发动曲轴机转速信息，并通过传感器输入信号处理部分3转换为模拟量传输给主芯片部分1，主芯片部分1接收到水温、液位、发动曲轴机转速信号后，进行MAP查表计算，计算出当前实时甲醇喷嘴喷射量，根据计算结果找到当前甲醇喷射时间信息，实时开启甲醇泵和甲醇喷嘴进行甲醇喷射，满足柴油与甲醇燃料的混合动力。

3、除此之外，甲醇控制器还可以通过CAN总线通讯部分接收车身CAN总线上的水温、液位、转速等CAN报文信号，CAN总线通讯部分并将接收信息号反馈至主芯片部分1，进而主芯片部分1经MAP查表后控制甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分4实现对甲醇泵和甲醇喷嘴的甲醇喷射。

运行过程中，若出现控制异常，甲醇控制器将根据故障情况产生一个故障码，并通过CAN总线通讯部分传给车身主控制器，方便技术人员读取及解决、处理。同时，通过CAN总线通讯部分中的CAN通讯电路b标定诊断端口，技术人员可实时监控甲醇控制器的运行状态，修改MAP值，进行标定，检测故障等。

Claims (3)

1.一种多路采集模式的甲醇控制器，包括用于检测发动机曲轴转速、水温以及甲醇液位的传感器部分，其特征在于：还包括共同集成设置于同一电路板上的芯片部分（1）、电源部分（2）、传感器输入信号处理部分（3）、CAN总线通讯部分（5）以及甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分（4）；所述CAN总线通讯部分（5）分设为连接于车身CAN总线用于获取车身上水温、液位、转速报文信号的CAN通讯电路a以及标定诊断端口用于方便技术人员实时监控甲醇控制器运行状态的CAN通讯电路b；所述传感器部分的输出端连接于传感器输入信号处理部分（3）的输入端，传感器输入信号处理部分（3）的输出端连接于芯片部分（1）的输入端，电源部分（2）的供电端分别连接于芯片部分（1）和传感器输入信号处理部分（3），甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分（4）的受控端连接于芯片部分（1）的输出端，CAN通讯电路a的输出端连接于芯片部分（1）的输入端，CAN通讯电路b的输入端连接于芯片部分（1）的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种多路采集模式的甲醇控制器，其特征在于：所述传感器输入信号处理部分（3）包括用于将曲轴转速信号转换为可供芯片部分（1）捕获检测的霍尔信号的霍尔电压转换电路以及用于将传感器部分检测电压转换为芯片部分（1）检测信号的模拟电压转换电路；所述霍尔电压转换电路的输出端和模拟电压转换电路的输出端分别连接于芯片部分（1）的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种多路采集模式的甲醇控制器，其特征在于：所述甲醇泵及甲醇喷嘴MOS管驱动部分（4）包括用于驱动甲醇泵作业的甲醇泵MOS管驱动部分、用于驱动甲醇喷嘴作业的甲醇喷嘴MOS管驱动部分以及用来检测驱动电流以保护防止过流的电信号采样电路；所述甲醇泵MOS管驱动部分的受控端和甲醇喷嘴MOS管驱动部分的受控端分别连接于芯片部分（1）的输出端。