[發明專利]一種用于小型單缸四沖程汽油發動機的電子控制系統

有效

• 申請號: 201510628704.8
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105156211B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 李捷輝;毛功平;丁樂盛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F02B77/08
• 分類號: F02B77/08;F02D41/30;F02P5/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及發動機電子控制領域，特別是一種用于小型單缸四沖程汽油發動機的電子控制系統。

技術背景

小型汽油機由于具有體積小、結構緊湊、轉速高等特點，被廣泛應用于農林植保機械、園林機械、小型農機具、發電機組、建筑機械、舷外機械等。鑒于我國小型汽油機的產銷量巨大，其能源消耗、排放污染等問題越來越受到重視，同時為了滿足更高階段的排放法規要求，開發配備具有更高控制精度的電子控制系統是行業的重要任務。采用電子控制技術，能使各個工況的點火提前角、噴油量控制、空燃比等達到最佳值，進而使發動機在不同工況下工作在最佳狀態，使發動機的燃油消耗率和排放性能的提升。國內已申請的相關專利方面，有山東理工大學的小型汽油機電子燃油噴射控制系統(申請公布號：CN201110184060.X)、無錫偉世達電子科技有限公司的一種通用型汽油機轉速控制方法及系統(申請公布號：CN201010260973.0)。這些專利雖然也是針對小型汽油機的控制系統，但是存在結構復雜、成本較高的問題。

發明內容

根據現有化油器式小型汽油機的不足，本發明要解決的問題是：根據發動機工作原理，用電子控制單元取代化油器。

本發明的技術方案為：以飛思卡爾MC9S12P128為主控制芯片，結合控制單缸機噴油點火專用芯片MC33812，設計發動機控制單元硬件電路；以時間為主線編寫控制策略，包括用戶管理、發動機管理、數據管理等。提供一整套小型汽油機電子控制系統，傳感器包括霍爾式轉速傳感器(曲軸位置傳感器)、機體溫度傳感器、進氣溫度傳感器、進氣壓力傳感器、節氣門位置傳感器，執行器包括電感式點火器、電磁式噴油器、小型燃油泵、指示燈等，提供液晶觸摸型顯示屏作為監測、標定工具。

發動機電控系統是以控制單元(ECU)為核心，采用安裝在不同部位的傳感器獲得與發動機運行狀況和環境相關的信息，經過ECU內部程序的處理、計算和修正，獲得執行器的控制參數，進而控制執行器做出相應的動作。利用曲軸位置及進氣歧管壓力判斷發動機壓縮上止點，利用機體溫度傳感器、進氣溫度傳感器對噴油量進行修正，進行噴油量和點火提前角的精確控制，從而提高小型汽油機的動力性、經濟性和排放性，滿足更高階段的排放法規要求，并附帶有自診斷功能。

本發明的小型汽油機電子控制系統所具有的有益效果是：

(1)提供一整套小型汽油機電子控制系統，傳感器包括機體溫度傳感器、進氣溫度傳感器、進氣壓力傳感器、節氣門位置傳感器和霍爾式曲軸位置傳感器，執行器包括電感式點火器、電磁式噴油器、小型燃油泵、指示燈等，提供液晶觸摸型顯示屏作為監測、標定工具，并附帶有自診斷功能，能夠精確控制各個工況下的噴油量和點火提前角，從而提高發動機的動力性、經濟性和排放性，滿足更高階段的排放法規要求。

(2)采用霍爾式曲軸位置傳感器，配合11齒的信號盤，獲取信號盤的齒邊沿信號，并通過該邊沿信號的時間差與旋轉角度相結合，計算發動機轉速；采用進氣壓力傳感器與曲軸位置傳感器相配合的方式，判斷發動機的沖程，當曲軸到達上止點位置后，且連續3個進氣壓力信號處于遞減狀態，則可以判斷發動機處于進氣沖程。

(3)采用液晶觸摸型顯示屏作為發動機監測、標定工具，并且可以監測故障信息，具有攜帶方便、操作簡便的優勢。

通過傳感器獲取發動機運行所需的相關信息，并通過控制單元內部程序的計算，獲取各個工況下最合適的噴油脈寬和點火提前角，提高發動機運行的穩定性，降低燃油消耗、減小排放污染。

本發明不僅可以提高小型單缸汽油機的整機性能，而且可以推廣應用于多缸汽油機上。

附圖說明

圖1為本套小型汽油機電子控制系統的結構示意圖；

圖2為系統結構框圖；

圖3為電控單元的硬件結構框圖；

圖4為MC33812與主芯片的連接電路簡圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

如圖1所示，系統以168F型小型化油器式汽油機為對象，開發一套完整的電子控制系統。以小型汽油機為硬件基礎，電子控制單元連接所有的傳感器與執行器，油箱、油泵、濾清器、進油管、燃油壓力調節器、回油管、噴油器共同組成了發動機的燃油回路。油箱內的汽油通過燃油泵經輸油管并經過濾清器過濾后輸送至噴油器位置，燃油壓力調節器可以控制油管內壓力為0.25MPa，當壓力過高時則通過回油管泄壓，多余汽油回到油箱。