汽油发动机智能控制燃油供给方法及系统的利记博彩app

专利名称：汽油发动机智能控制燃油供给方法及系统的利记博彩app
技术领域：
本发明属于汽油发动机供油系统，具体地说是汽油发动机智能控制燃油 供给方法及系统。
技术背景汽车正在以飞快速度进入我们的社会和家庭。汽车的性能、油耗等，正 在越来越多的受到人们的关注。人们正在努力的从各个方面，来进行汽车的 节能降耗、减少污染、保护环境的研究。通过我们仔细的分析研究，汽车油 泵也是燃油消耗的、不可忽视的设备之一。目前，随着汽车技术的发展，几乎所有汽油燃料的汽车，都使用了电喷 燃油供给技术，而电喷燃油技术的一个最基本要求，就是在喷油嘴前端，要 提供一定的燃油压力。由于电喷技术开始应用的前期，在进行提供稳定燃油 压力的设计时，采用了机械式的压力调节阀方案。为了保证在各种工况下， 喷油嘴端稳定的燃油压力，这种方案，需要油泵按最大燃油需要的工况提供 燃油量。例如设计最大燃油供给量为100升/小时，则燃油泵就必须时刻按 100升/小时的流量工作，以便保证车辆能在起步、上坡、急加速时，达到要 求的动力。而在绝大多数情况下，汽车并不是工作在最大燃油消耗的工况下。 例如 一辆汽车以每小时100公里的速度、每百公里油耗15升的耗油量行驶， 也就是汽车每小时耗油15升，根据设计，这辆车的油泵，要提供每小时至少100升的燃油，除了汽车行驶要消耗的15升油外，多余出来的85升油全 部要通过回油管再流回到油箱中！这85升油就是油泵所作的无用功！另外， 在城市交通中，汽车经常要停车，等候过红灯、避让行人等情况，这时，一 般汽车大约每小时的油耗为1升左右，多余出的99升油，也要通过回油管流 回到油箱中。机械式的压力调节阀设计方案， 一个根本的前提油泵要提供平时大大超过所需喷油量的燃油，才能保证在任何状下，喷油嘴处保持所需要的燃油压力。所以，在出厂设计时，油泵被设计成全速运转，通过压力调节阀来保持所需的压力，这在正常工况下，就要提供大大超过所需的燃油 供给量。对于汽车来讲，只要发动机启动，油泵就要全速运转，多泵出的那些燃 油所作的无用功，就要消耗掉相当的电力，我们知道，汽车上的所有能量， 均来自燃烧燃油得到的，所以也就浪费了一定量的燃油。一般小型车的油泵的供油量在每小时60——90升以上(有的车型要求 150升以上)，而一般车辆在正常工况下的油料消耗，在每小时l升——20升 内。这样，就有大量的燃油经油泵的抽送，转一圈后，又回到了油箱，使油 泵做了大量的无用功，消耗了大量的能量。并且，由于油泵一直高速运转， 也加快了油泵的磨损、降低了油泵的使用寿命。 发明内容本发明不同于现有汽油发动机的燃油供给系统和控制技术，其目的是设 计一种可以根据燃油消耗量的需要，提供稳定的燃油压力，减少不必要的燃 油回流，降低油泵所做的无用功，减少能量的消耗、减少油泵的磨损，降低 运行噪声，提高车辆运行的主动安全性的汽油发动机智能控制燃油供给方法 及系统。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种汽油发动机智能控制燃油供给方法，采用油泵、喷油导轨、压力回 流阀、油箱、单向阀及供、回油管路组成燃油供给系统；其特征在于在油 泵与喷油导轨的管路中装压力传感器，并使用智能控制器、传输总线、声光 报警电路；所述的智能控制器由稳压电路、过流保护器、驱动电路、油泵的 电机、微处理器、输入信号电路组成；当打开点火开关，发动机电子控制单 元ECU给出的控制信号，经过输入信号电路，送入微处理器中，经过微处理 器的控制软件计算、判断，向油泵电机输出一定的电压，同时，微处理器检 测压力传感器上的压力信号，并根据这个压力信号，随时修改输送到油泵电 机的电压值，保持压力的稳定；当微处理器检测、判断出燃油供给系统存在 问题时，通过总线电平转换后，经过传输总线，向声光报警电路发出报警信 息，声光报警电路会根据报警信息，及时发出声光报警信号。所述的声光报警部分，是由传输总线接入，经电平转换电路后，连接到 声光报警微处理器中，声光报警微处理器经过处理，输出语音信号，经过放 大器输出到扬声器所构成。所述的声光报警电路，根据由智能控制器发来的 故障代码信息，经过声光报警微处理器的处理，点亮相应的故障灯，并同时 将语音信号经过放大器，输送到扬声器中，发出声音报警。在所述的回油管路中，喷油导轨与油箱之间装压力控制回流阀，所述的 压力控制回流阀的阀门是由油泵输出的供油压力控制打开与关闭。所述的智能控制器的微处理器的控制软件的控制过程为A、 首先，安装好系统，通上电后，程序执行初始化S0框的操作；初始 化完成，进行Sl框的点火钥匙开关状态的检测；B、 判断点火钥匙开关是否打开？否，则进行静态压力变化检测S7的操作；根据变化率的情况，进行判断系统是否存在泄漏的S8计算；如果判断认 为是，存在泄漏的情况，则进行报警准备的S9操作；完成S9操作后，或如 果判断认为否，返回程序执行点火钥匙开关是否打开判断；是，则执行S2操作，载入相关调整参数，同时如果发现有泄漏标志，则 通过总线，向声光报警系统发送报警信息；C、 完成上述操作以后，程序进入智能控制过程的主程序部分S3、 S4、 S5; 在主程序中，实时检测燃油压力，按S3框的操作、并根据压力变化趋势情况，及时调整输出给油泵电机的脉冲宽度，按S4框的操作，改变油泵的转 速，使燃油压力保持在所要求的压力范围内；D、 判断燃油系统工作是否正常，是，则只进行上述S3、 S4、 S5的操作; 否，发现燃油供给系统存在异常情况，则立即进行异常分析；并根据分析的故障原因发送报警信息，同时返回执行主程序部分S3、 S4、 S5。 所发现燃油供给系统存在异常情况，有如下几种原因为 *油泵磨损严重，接近使用寿命； *燃油系统存在严重的泄漏； *油箱中燃油短缺；一种汽油发动机智能控制燃油供给系统，包括油泵、喷油导轨、油箱、单向阀与供、回油管路，其特征是还包括智能控制器与压力传感器，压力 控制回流阀；所述的压力传感器装于油泵与喷油导轨的管路中，压力传感器 由电缆与智能控制器的输入端子相连接，压力传感器实时监测供油系统中的 燃油压力，并将燃油压力转换为电信号输入给智能控制器；所述的智能控制 器的输出端口由电缆线连接到油泵的电机供电端子，智能控制器中的微处理 器根据实时监测供油系统中的燃油压力，由微处理器的控制软件进行数据处 理，控制油泵的转速，使油泵提供不同量的燃油，保持燃油供给回路上所需 的、稳定的燃油压力；及检测、判断出燃油供给系统存在问题时，向报警电 路发出报警信号，由报警电路及时发出声光报警信息。所述的智能控制器由稳压电路、过流保护器、驱动电路、油泵电机、微 处理器、输入信号电路、总线电平转换电路与报警电路组成；所述的输入信 号电路输入压力传感器的压力信号与发动机电子控制单元ECU给出的控制信 号，输入信号电路连接微处理器，微处理器由输出端口、讯息传输总线连接 声光报警电路，微处理器的输出端口连接与控制驱动电路；驱动电路连接并 驱动油泵电机；所述的稳压电路同时连接与给输入信号电路、压力传感器、 微处理器供电，所述的驱动电路串联一个过流保护器，并由直接电源供电。所述的压力回流阀是一种压力控制回流阀，压力控制回流阀包括阀体、 阀体上的进油口与出油口、阀体内的阀门与所配合阀口、膨胀胶囊与膨胀胶 囊的压力控制进油口，阀口与出油口相通；所述的膨胀胶囊装在阀体内，并 与阀门接触，在膨胀胶囊内的油压的作用下，膨胀挤压阀门打开，膨胀胶囊 油压力下降后，阀门关闭；所述的压力控制进油口与油泵输出的油管相连通。本发明的汽油发动机智能控制燃油供给方法及系统与现有的方法相比， 具有如下的优点1、 它是结合了现代的微电子技术、采用高抗干扰性能的微处理器为核心， 是用先进的燃油压力传感器实时检测燃油压力，通过精确的计算，自动控制 油泵的运转速度，使燃油压力保持稳定。2、 为了保证汽车的其他性能，仍然要保持一定的回油量，但这个回油量 只需要大约每小时5升以下，大大减少了不必要的消耗，3、 能极大地减少油泵的磨损及运行噪音，提高油泵的使用寿命。4、 具有对燃油供给系统的智能检测，故障判定和报警功能，提高了车辆运行的主动安全性。本发明经过安装在汽车上实际测试，油泵消耗的实际功率，比原来的1/4 还要低，这就大大减少了油泵电机的能量消耗。以夏利车为例，油泵电机全 速运转时功率为80瓦，现在按原来的25%计算，仅消耗20瓦，减少了 60 瓦，(相当于关闭了一个只要发动机起动、就一直亮着的远光大灯)，按夏 利车每天工作3小时计算，每天可节省O. 18度电，按每升油可发电2.86度 计，每天可节省0.063升油。即16天可节省1升油！虽然，这不是一个多么 大的数，但日积月累，全国、全世界所节省的能源就相当可观了。汽油泵寿命提高从台架试验我们知道，油泵的功耗与油泵转速成正比， 从材料力学我们得知，应力循环疲劳磨损与转速也成正比，那么，汽油泵的 磨损寿命就提高了3倍，是原来的4倍以上。另夕卜，据网上调査，油泵的损坏，有相当一部分是由于油箱中燃油不足， 油泵处于半浸入油中、不能充分泵油，也就不能实现让燃油带走油泵电机产 生热量的设计要求，使油泵烧毁。使用本发明的汽油发动机燃油供给智能控 制方法，可以立即发现上述问题，及时停止油泵的工作，可以有效地防止这 类不必要的损失。其他诸如燃油气泄漏、热排放和噪音减少，效果是明显的，只是没有量 化的研究。


图1是汽油发动机智能控制燃油供给系统组成示意图；图2是智能控制器的电路原理框图；图3是智能控制器的电路图；图4是声光报警部分的电路框图；图5是智能控制器的控制主程序流程框图；图6是气球式压力控制回流阀的关闭态原理示意图；图7是气球式压力控制回流阀的开启态原理示意图；图8是伸縮式压力控制回流阀结构示意图； 图9是伸縮式压力控制回流阀的附俯视图。
具体实施方式
以下结合附图就具体实施方式
进行详细说明(本实施例是对本发明的进 一步说明，而不是对本发明所作出的任何限定)。一、本发明汽油发动机智能控制燃油供给系统组成图1所示，汽油发动机智能控制燃油供给系统组成示意图；汽油发动机 智能控制燃油供给系统包括油泵11、智能控制器12与压力传感器13，喷油 导轨14、讯息传输总线10、声光报警部分15、压力控制回流阀16、油箱17、 单向阀18与供、回油管路；所述的压力传感器装于单向阀与压力控制回流阀 16间的喷油导轨14段的管路中，压力传感器由电缆与智能控制器的输入端 子相连接，压力传感器实时监测供油系统中的燃油压力，并将燃油压力转换 为电信号输入给智能控制器；所述的智能控制器的输出端口由电缆线连接到 油泵的电机供电端子，经智能控制器的微处理器数据处理后，根据实时监测 供油系统中的燃油压力，通过智能控制器的判断计算，向油泵的电机输出相 应的控制电压，以控制油泵的转速，使油泵提供不同量的燃油，保持燃油供 给回路上所需的、稳定的燃油压力。压力控制回流阀16装于喷油导轨14与 油箱17之间的回油管路中，从单向阀18前由油管4连接压力控制回流阀的 压力控制口，由油泵的输出油压来控制压力控制回流阀的阀门打开与关闭。 智能控制器12的输出端口通过讯息传输总线10与声光报警部分15相接，由 声光报警部分发出智能控制器12检测的故障报警信号。图2所示，本发明智能控制器的电路原理框图。智能控制器12由稳压电 路21、过流保护器22、驱动电路23、油泵的电机24、微处理器25、输入信 号电路26、声光报警电路27组成；所述的输入信号电路26输入压力传感器 的压力信号与发动机电子控制单元ECU给出的控制信号，输入信号电路连接 微处理器，微处理器输出端口连接总线电平转换电路，并用讯息传输总线与 报警电路相接，微处理器由输出端口、讯息传输总线连接声光报警电路，微 处理器的输出端口连接与控制驱动电路；驱动电路连接并驱动油泵电机；所述的稳压电路同时连接与给输入信号电路、微处理器供电，所述的驱动电路 串联一个过压过流保护器，并由直接电源供电。图3所示，智能控制器的电路图。根据功能分为如下几个模块，分别用虚线框出。其中的稳压电源电路21、过流保护电路(FS) 22、驱动电路23、微处理 器25与总线电平转换电路TX 、输入信号电路26的各个组成和作用为十B是连接到常通电的电源上，是由插座J4接入的，+￥8为发动机电子控 制单元ECU来的供给油泵工作的电源，也是控制器要检测的允许油泵工作与 否的信号电平，电源是通过插座JO接入的；输入信号电路26:由光电耦合器U2、电阻R7、电容C2等组成用于将+VB 输入的发动机电子控制单元ECU来的供给油泵工作的电源电压，变换为微处 理器IC1所能适应的电平信号，光电耦合器U2的发光二极管端的连接有限流 电阻R7及平滑电容C2;发动机电子控制单元ECU的电平信号，转换后送到 微处理器IC1中；压力传感器部分YL的信号输出线连接到微处理器25的脚 3上，压力传感器部分YL供电源线连接到稳压电路21提供的电源VCC上；稳压电源电路21:稳压电路的输入端连接到常通电的电源+B上，通过二 极管Dl后与稳压集成电路IC2连接，稳压集成电路IC2的输出端是一个稳定 的直流电压VCC，这个端连接与压力传感器部分A、输入信号电路26 、微处 理器电路25，为这三部分电路提供稳定电源，电解电容E2、 E3、电容C10是 稳压电路的退藕滤波元件，分别连接与稳压集成电路IC2的输入、输出端和 控制器的接地端VSS;微处理器25:微处理器IC1的1脚接电源VCC，脚2接地电平，脚3设 置成为信号输入端，并连接到压力传感器的输出信号端，压力传感器的输出 信号经模数A/D转换后，微处理器IC1检测燃油压力；脚6设置成为加电信 号输入端，连接到光电耦合器U2的输出端上，用来监测发动机电子控制单元 ECU供给油泵工作的电源电压，也就是允许油泵工作与否的信号，脚6连接 电平下拉电阻R3，并连接接地端VSS;脚7设置成输入端，连接与总线电平 转换电路TX中的接收端脚2上，用来接收总线上传来的其他信息，电平上拉电阻R1;脚2设置为成输出端，连接与总线电平转换电路(TX) 28中的发送 端脚1上，用来向总线上发送报警及故障信息；脚5设置成为输出端，与驱 动电路23的输入端连接；总线电平转换电路(TX)的输出为插座J4;所述的微处理器是智能控制器的核心部件，智能控制器的控制主程序就 安装在微处理器的芯片里，微处理器会按照控制主程序的要求，做相应的检 测和输出控制。这种元器件可以是任何一个满足要求的单片微处理器。本发 明的实施例中选用的是Microchip公司的一款微处理器芯片。所述的微处理器输出频率不变、脉冲宽度变化的脉冲信号，用来控制油 泵电机的转速；驱动电路23:由三极管Q1、场效应管Q2的两级放大电路组成，放大电 路的输入端三极管Ql基极经匹配电阻R13与微处理器IC1输出一端脚5连接, 三极管Ql的发射极与接地端VSS相连，三极管Ql的集电极为输出端并与负 载电阻R8及匹配电阻R10并联，负载电阻R8的另一端接+VB;电阻R10连接 下一级放大电路场效应管Q2的栅极，场效应管Q2的源极通过连接插座Jl连 接油泵的电机，由场效应管Q2的漏极经过流保护电路(FS) 22连接发动机 ECU来的供给油泵工作的电源+VB，即插座J0;同时，在场效应管Q2的漏极 并联稳压二极管D3负极端，稳压二极管D3正极端连接场效应管Q2漏极，这 个稳压二极管D3为保护场效应管Q2的元器件；二极管D2的正极连接油泵的电机地端VSS，负极连接场效应管Q2的栅极 输出端与油泵的电机正极端，并且连接地电平与场效应管Q2栅极输出端之间 的电容C6，并与串联起来的电阻R9、电容C7相接，电阻R9、电容C7连接 场效应管Q2的栅极，电解电容El连接在与电源+VB和油泵的电机地端VSS 之间，电解电容E1是+VB电源的退藕电容；所述的R9、 C7串联电路是改善输出波形用的，所述的二极管D2用来消 减油泵电机产生的反向电动势，具有一定的消除油泵电机干扰的作用；所述 的插座Jl是智能控制器的输出端，智能控制器的输出端驱动油泵的电机 (24)，并提供不同等效值的电压；过流保护电路(FS) 22:过流保护电路(FS) 22串联在电源+VB与场效应管Q2漏极间；当油泵及相关电路出现异常，使供电电流增大到规定值以上时，控制器 的过流保护器FS动作，切断供电，以保护相关设备，避免进一步的损失。当故障排除，工作电流恢复到规定值内后，控制器的过流保护器(FS) 22恢复 导通，使系统恢复正常工作。由于不同的通讯传输总线，有不同的电平要求，它就是将微处理器IC1 的工作电平转换为其他总线所需要的电平信号，如CAN、 Lin总线、串型接 口RS-485、 RS-232或其它的信息传输方式总线。图4所示，声光报警部分的电路框图。声光报警电路由电平转换电路31 连接声光报警微处理器32，声光报警微处理器输出连接语音信号放大器33， 语音信号放大器33连接与扬声器34、另外的端口连接到各自的指示灯所构 成。由智能控制器发来出故障代码信息后，经过声光报警部分的总线电平转 换电路31的转换后，将信息输送到信号声光报警微处理器32中，声光报警 微处理器32根据信息编码，点亮相应的故障灯，进行光电报警，并同时将语 音信号经过放大器33，输送到扬声器34中，发出声音报警信息。报警灯可 以设定为常亮，直到关闭钥匙开关；扬声器播音可以设定为1次、2次、等 等。声光报警部分可以放置在不影响驾驶的显眼位置或仪表盘中。图5所示，本发明的程序流程框图。即智能控制器的微处理器中的控制 软件。其控制过程为A、 首先，安装好系统后，如图3所示的智能控制器的电路图中，+8通上 电后，程序执行初始化S0框的操作；初始化完成，进行S1框的点火钥匙开 关状态的检测；B、 判断点火钥匙开关是否打开？否，则进行静态压力变化检测S7的操 作；根据变化率的情况，进行判断系统是否存在泄漏的S8计算；如果判断认 为是，存在泄漏的情况，则进行报警准备的S9操作；完成S9操作后，或如 果判断认为否，返回程序执行点火钥匙开关是否打开判断；是，则执行S2操作，载入相关调整参数，同时如果发现有泄漏标志，则 通过总线，向声光报警系统发送报警信息；C、 完成上述操作以后，程序进入智能控制过程的主程序部分S3、 S4、 S5; 在主程序中，实时检测燃油压力，按S3框的操作、并根据压力变化趋势情况，及时调整输出给油泵电机的脉冲宽度，按S4框的操作，改变油泵的转 速，使燃油压力保持在所要求的压力范围内；D、 判断燃油系统工作是否正常，是，则只进行上述S3、 S4、 S5的操作; 否，发现燃油供给系统存在异常情况，则立即进行异常分析；并根据分析的故障原因发送报警信息，同时返回执行主程序部分S3、 S4、 S5。以上所述的燃油供给系统存在异常时，立即进行异常分析，异常情况有 如下几种原因* "油泵磨损严重，接近使用寿命"当控制器为油泵输出接近最高输出电压并持续一段时间的时候，如果与控制器记录的平均值接近、同 时静态泄漏检査正常，表明油泵磨损严重，泵油效率降低，油泵己经接近报废了，则会给出这种报警信息；* "燃油系统可能存在严重的泄漏，请尽快检查"当控制器为保持燃油压力，向油泵输出接近最高输出电压值，并持续一段时间的时候， 如果与控制器记录的平均值相差较大、同时静态泄漏检查也发现可能存在泄漏，则会给出这种报警信息；为了防止泄露造成车辆、人员财 产的更大损失，保护油泵，其后控制程序会根据情况，停止向油泵供 电，以后，每次点火开关打开时，进行S3——S5同样的调整、检测 和循环。* "燃油可能短缺，请尽快检査"当控制器为油泵输出接近最高输出 电压并持续一段时间的时候，如果与控制器记录的值相差较大、同时 静态泄漏检査正常，则会给出这种报警信息。为了保护油泵，其后控 制程序会根据情况，停止向油泵供电，以后，每次点火开关打开时， 进行S3——S5同样的调整、检测和循环。图6至图9所示，为压力控制回流阀的原理示意图。本发明中所使用的 压力回流阀16是一种压力控制回流阀，压力控制回流阀装于喷油导轨14与 油箱17之间的回油管路中，从单向阀18前由油管4连接压力控制回流阀的压力控制口，由油泵输出压力来控制压力控制回流阀的回流打开与关闭，由 出油口处的回流量调节螺钉来控制回流量的大小(见图8、 9)。压力控制回流阀包括阀体161、阀体上的进油口 162与出油口 163、阀体 内的阀门164与配合阀口 165、膨胀胶囊166与膨胀胶囊的压力控制进油口 167，阀口与出油口相通；所述的膨胀胶囊装在阀体内，并与阀门接触或连接， 在膨胀胶囊内的油压的作用下，膨胀挤压阀门打开，膨胀胶囊油压力下降后， 阀门关闭；所述的压力控制进油口与油泵输出的油管相连通。其中压力控制 回流阀有两种形式(1) 、膨胀胶囊为球形状，阀门164铰接在阀体内，阀门在阀口165上， 在阀板的上面与阀体间装有弹簧168，如图6和图7所示。(2) 、膨胀胶囊166为圆环叠形状，并装在阀口 165内，阀门164与圆 环叠形膨胀胶囊166是连体的，膨胀胶囊直接套在控制进油口 167上，出油 口 163出口处设置有流量调节螺钉169，旋转调节螺钉可以调节燃油的回油 流量。如图8和图9所示。二、本发明汽油发动机智能控制燃油供给方法本发明汽油发动机智能控制燃油供给方法是采用以上所述的油泵11、喷 油导轨14、压力控制回流阀16、油箱17、单向阀18、在油泵与喷油导轨的 管路中装压力传感器13，并使用智能控制器12、讯息传输总线10、声光报 警电路15;及供、回油管路组成燃油系统，如图1所示。当打开点火开关，发动机电子控制单元ECU给出的控制信号19，经过输 入信号电路，送入微处理器中，经过微处理器的控制软件计算、判断，向油 泵输出一定的电压，同时，微处理器检测压力传感器上的压力信号，并根据 这个压力信号，随时修改输送到油泵的电机的电压值，保持压力的稳定；当 微处理器检测、判断出燃油供给系统存在问题时，向声光报警电路发出报警 信息，当智能控制器发来出故障代码信息后，经过声光报警部分的总线电平 转换电路31的转换后，将信息输送到声光报警微处理器32中，声光报警微 处理器根据信息编码，点亮相应的故障灯，发出光电报警信息；并同时将语 音信号经过放大器33，输送到扬声器34中，发出声音报警信息。智能控制器的基本工作原理智能控制器由稳压电路21、过流保护22、驱动电路23、油泵的电机24、微处理器25、输入信号电路26组成，如图2 所示。当打幵点火开关，发动机电子控制单元ECU会给出相应的控制信号，经 过输入信号电路26，送入微处理器25中，经过微处理器25的计算、判断， 向油泵的电机24输出一定的脉宽可调的电压，同时微处理器25检测压力传 感器13上的压力信号，并根据这个压力信号，随时修改输送到油泵24的脉 冲宽度，也即改变油泵上的等效电压值，使油泵转速发生相应变化，相应的 调整油泵的泵油量，使燃油供给系统中保持设定的稳定的燃油压力。当微处 理器25检测、判断出燃油供给系统存在问题时，会通过讯息传输总线，向声 光报警电路27发出报警信息，声光报警电路27会根据报警信息，及时发出 声光报警信号。声光报警电路27是一个独立的电路，它可以安装在驾驶室内 的合适位置，使驾驶员能方便的听、看到有关报警信息。稳压电路21为智能控制器部分提供稳定的、隔离干扰的电力，使智能控 制器在任何情况下稳定的工作。过流保护(FS) 22是为了防止电路出现短路、过流等其它意外情况时， 保护智能控制器及其它相关设备，避免进一步发生其他严重的损害。本发明汽油发动机燃油供给智能控制系统的典型工作过程如下在发动机工作时，发动机电子控制单元ECU会发出油泵开启的"发动机 ECU控制信号19"，智能控制器12在接收到这个ECU控制信号19后，会立即 启动油泵11开始工作，同时开始检测燃油压力传感器13，判断燃油压力是 否达到规定要求。如果燃油压力高于规定值，智能控制器12会降低供给油泵11的电压， 使油泵ll的转速降低，在燃油压力接近并达到规定值的过程中，智能控制器 12会根据比例，积分，微分(PID)的算法，逐渐降低供给油泵ll的电压，以 降低油泵转速，使燃油压力快速达到规定值并趋于稳定。如果燃油压力低于规定值，控制器12会供给油泵11较高的电压，使油 泵11转速急速增加，使燃油压力迅速接近并达到规定的数值。在发动机工作过程中，发动机的喷油嘴会根据驾驶员的操作及发动机工 况要求，不断地变化喷油量，这个变化同时会使燃油压力发生微小变^^，在 这个过程中，智能控制器12会实时监测这个压力变化，并根据燃油压力变化的情况，按照设定的PID调节方案，及时调整供给油泵ll的电压，使油泵转速做相应的变化，保持燃油压力稳定在一定的范围内。智能控制器12在进行压力控制的过程中，会记录下近一段时期输出电压 的平均值，智能控制器12将检测到的输出电压的平均值，与前一阶段的平均 差值相比较，如果超过设定值时，会根据情况，判断供油系统中是否存故障 隐患。在发动机工作过程中，智能控制器12如果发现在一段时间内，油泵电机的电压接近预先设定的最高电压以上的电压，同时难以保持规定的燃油压力，这样就说明燃油系统中存在故障。这时智能控制器12通过分析判断，会 得出如下几种可能的故障原因，并以声光提示的方式提醒用户注意，必要时 停止对油泵的电机供电，以保证车辆及人身的安全。* "油泵接近损坏，请尽快检査"当智能控制器12为油泵输出接近最高输出电压并持续一段时间的时候，如果与智能控制器12记录的平均电压值接近、同时静态泄漏检查正常，表明油泵磨损严重，泵油效 率降低，油泵已经接近报废了，则会给出这种报警信息，以提醒用户及时维修更换；* "燃油系统可能存在严重的泄漏，请尽快检査"当智能控制器12为保持燃油压力，向油泵输出接近最高输出电压值，并持续一段时间的时候，如果与智能控制器12记录的平均电压值相差较大、同时静态 泄漏检査也发现可能存在泄漏，则会给出这种报警信息；为了防止泄 露造成车辆、人员财产的更大损失，保护油泵，之后控制器12会根 据情况，停止向油泵供电，为了不影响车辆的运行，每次点火开关打 开时，进行同样的检测和循环。* "燃油可能短缺，请尽快检査"当智能控制器12在工作过程中，某 一时刻后，为油泵的电机输出接近最高输出电压并持续一段时间的时候，如果与控制器记录的平均电压值相差较大、同时静态泄漏检查正 常，则会给出这种报警信息。为了保护油泵，其后智能控制器12会 根据情况，停止向油泵的电机供电，为了不影响车辆的运行，每次点 火开关打开时，进行同样的检测和循环 在发动机停止工作后，智能控制器12也会对燃油供给系统的燃油压力进 行监测，如果发现压力下降速度超过规定值，表明供油系统回路中存在泄漏， 会在点火开关打开的同时，用声光提醒驾驶员"燃油供给系统可能存在泄漏， 请及时检修"。其报警故障代码信息，会通过讯息传输总线10，传送给声光报警部分15 或其他需要本信息的地方。声光报警部分15可以安放在驾驶室内的合适的地 方，利用人说话的语音及指示灯显示的方式，及时向驾驶员提醒检査检修， 使故障及早发现，避免不必要的麻烦和损失。压力控制回流阀工作原理本发明中采用压力控制回流阀16，就可以更好的较少回流，进一步提高 节能效果，同时还能保证原有发动机所要求的燃油压力要求。基本要求是在发动机正常工作时，要求打开阀门，使燃油可以通过阀 门流出，其流量可以通过输出端的调节螺钉进行设置，使其在一定的压力下，流量为0.5——5升/小时之间。当发动机停止工作时，这个阀门要关闭，他 和单向阀18共同保证燃油供给回路上、在一段时间内，存在有一定的燃油压力，以保证下次车辆启动时能立即正常工作。压力控制回流阀16，就是利用了油泵输出压力(单向阀18前的压力)来 控制的。当发动机工作、油泵运转后，单向阀18的前端会产生大于1公斤的压力，这个压力会开启压力控制回流阀16，使阀门打开；当发动机停止工作，油泵输出压力(单向阀18前的压力)会马上下降，使得压力控制回流阀16 阀门关闭。
权利要求
1、一种汽油发动机智能控制燃油供给方法，采用油泵(11)、喷油导轨(14)、压力回流阀(16)、油箱(17)、单向阀(18)及供、回油管路组成燃油供给系统；其特征在于在油泵与喷油导轨的管路中装压力传感器(13)，并使用智能控制器、传输总线(15)、报警电路(27)；所述的智能控制器由稳压电路(21)、过压过流保护器(22)、驱动电路(23)、油泵的电机(24)、微处理器(25)、输入信号电路(26)组成；当打开点火开关，发动机电子控制单元ECU给出的控制信号(19)，经过输入信号电路，送入微处理器中，经过微处理器的控制软件计算、判断，向油泵电机输出一定的电压，同时，微处理器检测压力传感器上的压力信号，并根据这个压力信号，随时修改输送到油泵电机的电压值，保持压力的稳定；当微处理器检测、判断出燃油供给系统存在问题时，通过总线电平转换后，经过传输总线，向声光报警电路发出报警信息，声光报警电路会根据报警信息，及时发出声光报警信号。
2、 根据权利要求1所述的一种汽油发动机智能控制燃油供给方法，其特 征是所述的声光报警电路所述的声光报警电路(27)由电平转换电路(31) 连接声光报警微处理器(32)，声光报警微处理器(32连接语音信号放大器(33)与扬声器34、另外的端口连接到各自的指示灯所构成，由智能控制器 发来出故障代码信息后，经过声光报警部分的总线电平转换电路(31)的转 换后，将信息输送到信号声光报警微处理器(32)中，声光报警微处理器(32) 根据信息编码，点亮相应的故障灯，进行光电报警，并同时将语音信号经过 放大器(33),输送到扬声器中，发出声音报警。
3、 根据权利要求1所述的一种汽油发动机智能控制燃油供给方法，其特 征是在所述的回油管路中喷油导轨(14)与油箱(17)之间装压力控制回 流阀(16)，所述的压力控制回流阀的阀门是由油泵输出的供油压力控制打开 与关闭。
4、 根据权利要求1所述的一种汽油发动机智能控制燃油供给方法，其特征是所述的智能控制器的微处理器的控制软件，其控制过程为A、首先，安装好系统，通上电后，程序执行初始化S0框的操作；初始化完成，进行S1框的点火钥匙开关状态的检测；B、 判断点火钥匙开关是否打开？否，则进行静态压力变化检测S7的操作；根据变化率的情况，进行判断系统是否存在泄漏的S8计算；如果判断认 为是，存在泄漏的情况，则进行报警准备的S9操作；完成S9操作后，或如 果判断认为否，返回程序执行点火钥匙开关是否打开判断；是，则执行S2操作，载入相关调整参数，同时如果发现有泄漏标志，则 通过总线，向声光报警系统发送报警信息；C、 完成上述操作以后，程序进入智能控制过程的主程序部分S3、 S4、 S5; 在主程序中，实时检测燃油压力，按S3框的操作、并根据压力变化趋势情况，及时调整输出给油泵电机的脉冲宽度，按S4框的操作，改变油泵的转 速，使燃油压力保持在所要求的压力范围内；D、 判断燃油系统工作是否正常，是，则只进行上述S3、 S4、 S5的操作； 否，发现燃油供给系统存在异常情况，则立即进行异常分析；并根据分析的故障原因发送报警信息，同时返回执行主程序部分S3、 S4、 S5。
5、 根据权利要求4所述的一种汽油发动机燃油供给智能控制方法，其特 征是所述的发现燃油供给系统存在异常情况，有如下几种原因为*油泵磨损严重，接近使用寿命； *燃油系统存在严重的泄漏； *燃油短缺；
6、 一种汽油发动机智能控制燃油供给系统，包括油泵(11)、喷油导轨 (14)、油箱(17)、单向阀(18)与供、回油管路，其特征是还包括智能控制器(12)与压力传感器(13)，压力回流阀(16);所述的压力传感器装 于单向阀与喷油导轨的管路中，压力传感器与智能控制器的输入端子相连接， 压力传感器实时监测供油系统中的燃油压力，并将燃油压力转换为电信号输 入给智能控制器；所述的智能控制器的输出端口由电缆线连接到油泵的电机 的供电端子，智能控制器中的微处理器根据实时监测供油系统中的燃油压力， 由微处理器的控制软件进行数据处理，控制油泵的转速，使油泵提供不同量 的燃油，保持燃油供给回路上所需的、稳定的燃油压力；及检测、判断出燃油供给系统存在问题时，向报警电路发出报警信号，由报警电路及时发出声 光报警信息。
7、 根据权利要求6所述的汽油发动机智能控制燃油供给系统，其特征是: 其特征是智能控制器(12)由稳压电路(21)、过流保护器(22)、驱动电路(23)、油泵的电机(24)、微处理器(25)、输入信号电路(26)、总线电 平转换电路(28)与报警电路(27)组成；所述的输入信号电路(26)输入 压力传感器的压力信号与发动机电子控制单元ECU给出的控制信号，输入信 号电路连接微处理器，微处理器输出端口连接总线电平转换电路，并用讯息 传输总线与报警电路相接，微处理器的输出端口连接与控制驱动电路；驱动 电路连接并驱动油泵；所述的稳压电路同时连接与给输入信号电路、压力传 感器、微处理器供电，所述的驱动电路串联一个过流保护器，并由直接电源 供电。
8、 根据权利要求7所述的汽油发动机智能控制燃油供给系统，其特征是: 所述的稳压电源电路(21)、过流保护电路(22)、驱动电路(23)、微处理器(25)与总线电平转换电路(28)、输入信号电路(26)的各个组成为 +8是连接到常通电的电源上，是由插座J4接入的，+VB为发动机电子控 制单元ECU来的供给油泵工作的电源，也是控制器要检测的允许油泵工作与 否的信号电平，电源是通过插座J0接入的；输入信号电路(26):由光电耦合器U2、电阻R7、电容C2等组成用于将 +VB输入的发动机电子控制单元ECU来的供给油泵工作的电源电压，变换为 微处理器IC1所能适应的电平信号，光电耦合器U2的发光二极管端的连接有 限流电阻R7及平滑电容C2;发动机电子控制单元ECU的电平信号，转换后 送到微处理器IC1中；压力传感器部分YL的信号输出线连接到微处理器(25) 的脚1与脚3上，压力传感器部分YL供电源线连接到稳压电路(21)提供的 电源VCC上；稳压电源电路(21):稳压电路的输入端连接到常通电的电源+B上，通过 二极管Dl后与稳压集成电路IC2连接，稳压集成电路IC2的输出端是一个稳 定的直流电压VCC，这个端连接与压力传感器部分A、输入信号电路(26 )、微处理器(25)，为这三部分电路提供稳定电源，电解电容E2、 E3、电容CIO 是稳压电路的退藕滤波元件，分别连接与稳压集成电路IC2的输入、输出端 和控制器的接地端VSS;微处理器(25):微处理器IC1的1脚接电源VCC，脚2接地电平，脚3 设置成为信号输入端，并连接到压力传感器的输出信号端，压力传感器的输 出信号经模数A/D转换后，微处理器IC1检测燃油压力；脚6设置成为加电 信号输入端，连接到光电耦合器U2的输出端上，用来监测发动机电子控制单 元ECU供给油泵工作的电源电压，也就是允许油泵工作与否的信号，脚6连 接电平下拉电阻R3，并连接接地端VSS;脚7设置成输入端，连接与总线电 平转换电路TX中的接收端脚2上，用来接收总线上传来的其他信息，电平上 拉电阻R1;脚2设置为成输出端，连接与总线电平转换电路TX中的发送端 脚1上，用来向总线上发送报警及故障信息；脚5设置成为输出端，与驱动 电路(23)的输入端连接；总线电平转换电路(28)的输出为插座J4;所述的微处理器输出频率不变、脉冲宽度变化的脉冲信号；驱动电路23:由三极管Q1、场效应管Q2的两级放大电路组成，放大电 路的输入端三极管Ql基极经匹配电阻R13与微处理器IC1输出一端脚5连接， 三极管Ql的发射极与接地端VSS相连，三极管Ql的集电极为输出端并与负 载电阻R8及匹配电阻R10并联，负载电阻R8的另一端接+VB;电阻R10连接 下一级放大电路场效应管Q2的栅极，场效应管Q2的源极通过连接插座Jl连 接油泵的电机，由场效应管Q2的漏极经过流保护电路(22)连接发动机ECU 来的供给油泵工作的电源+VB，即插座JO;同时，在场效应管Q2的漏极并联 稳压二极管D3负极端，稳压二极管D3正极端连接场效应管Q2漏极，这个稳 压二极管D3为保护场效应管Q2的元器件；二极管D2的正极连接油泵的电机地端VSS，负极连接场效应管Q2的栅极 输出端与油泵的电机正极端，并且连接地电平与场效应管Q2栅极输出端之间 的电容C6，并与串联起来的电阻R9、电容C7相接，电阻R9、电容C7连接 场效应管Q2的栅极，电解电容El连接在与电源+VB和油泵的电机地端VSS 之间，电解电容E1是+VB电源的退藕电容；所述的R9、 C7串联电路是改善输出波形用的，所述的二极管D2用来消减油泵电机产生的反向电动势，具有 一定的消除油泵电机干扰的作用；所述的插座Jl是智能控制器的输出端，智 能控制器的输出端驱动油泵的电机(24)，并提供不同等效值的电压；过流保护电路(22):过流保护电路串联在电源+VB与场效应管Q2漏极间； 9、根据权利要求6所述的汽油发动机智能控制燃油供给系统，其特征是: 所述的压力回流阀(16)是一种压力控制回流阀，压力控制回流阀包括阀体 (161)、阀体上的进油口 (162)与出油口 (163)、阀体内的阀门(164)与 所配合阀口 (165)、膨胀胶囊(166)与膨胀胶囊的压力控制进油口 (167)， 阀口与出油口相通；所述的膨胀胶囊装在阔体内，并与阀门接触或连接，在 膨胀胶囊内的油压的作用下，膨胀挤压阀门打开，膨胀胶囊油压力下降后， 阀门关闭；所述的压力控制进油口与油泵输出的油管相连通。
全文摘要
本发明涉及到汽油发动机智能控制燃油供给方法和系统，采用油泵、喷油导轨、压力回流阀、油箱、单向阀及供、回油管路组成燃油系统；特点是增加了压力传感器和智能控制器、传输总线、声光报警电路；经过智能控制器的微处理器的控制软件计算、判断，向油泵的电机输出一定的电压，同时，微处理器检测压力传感器上的压力信号，并根据这个压力信号，随时修改输送到油泵电机的电压值，保持系统压力的稳定；并检测、判断出燃油供给系统存在问题，及时发出声光报警信号。具有节能降耗，对燃油供给系统的智能检测，故障判定和报警功能，提高了车辆运行的主动安全性等优点。
文档编号F02M37/08GK101255836SQ20081005477
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者尤永前, 胡全中 申请人:尤永前;胡全中