專利名稱：一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)，具體地說是一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的 智能控制器。
背景技術(shù)：
汽車正在以飛快速度進(jìn)入我們的社會(huì)和家庭。汽車的性能、油耗等，正 在越來越多的受到人們的關(guān)注。人們正在努力的從各個(gè)方面，來進(jìn)行汽車的 節(jié)能降耗、減少污染、保護(hù)環(huán)境的研究。通過我們仔細(xì)的分析研究，汽車油 泵也是燃油消耗的、不可忽視的設(shè)備之一。目前，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，幾乎所有汽油燃料的汽車，都使用了電噴 燃油供給技術(shù)，而電噴燃油技術(shù)的一個(gè)最基本要求，就是在噴油嘴前端，要 提供一定的燃油壓力。由于電噴技術(shù)開始應(yīng)用的前期，在進(jìn)行提供穩(wěn)定燃油 壓力的設(shè)計(jì)時(shí)，就采用了機(jī)械式的壓力調(diào)節(jié)閥方案。為了保證在各種工況下， 噴油嘴端穩(wěn)定的燃油壓力，這種方案，需要油泵按最大燃油需要的工況提供 燃油量。例如設(shè)計(jì)最大燃油供給量為100升/小時(shí)，則燃油泵就必須時(shí)刻按 100升/小時(shí)的流量工作，以便保證車輛能在起步、上坡、急加速時(shí)，達(dá)到要 求的動(dòng)力。而在絕大多數(shù)情況下，汽車并不是工作在最大燃油消耗的工況下。 例如 一輛汽車以每小時(shí)100公里的速度、每百公里油耗15升的耗油量行駛， 也就是汽車每小時(shí)耗油15升，根據(jù)設(shè)計(jì)，這輛車的油泵，要提供每小時(shí)至少100升的燃油，除了汽車行駛要消耗的15升油外，多余出來的85升油全 部要通過回油管再流回到油箱中！這85升油就是油泵所作的無用功！另外， 在城市交通中，汽車經(jīng)常要停車，等候過紅燈、避讓行人等情況，這時(shí)，一 般汽車大約每小時(shí)的油耗為1升左右，多余出的99升油，也要通過回油管流 回到油箱中。機(jī)械式的壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)方案， 一個(gè)根本的前提油泵要提供平時(shí)大大超過所需噴油量的燃油，才能保證在任何工況下，噴油嘴處保持所需要的燃油壓力。所以，在出廠設(shè)計(jì)時(shí)，油泵被設(shè)計(jì)成全速運(yùn)轉(zhuǎn)，通過壓力調(diào)節(jié)閥來保持所需的壓力，這在正常工況下，就要提供大大超過所需的燃 油供給量。對(duì)于汽車來講，只要發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，油泵就要全速運(yùn)轉(zhuǎn)，多泵出的那些燃 油所作的無用功，就要消耗掉相當(dāng)?shù)碾娏?，我們知道，汽車上的所有能量?均來自燃燒燃油得到的，所以也就浪費(fèi)了一定量的燃油。如小型車的油泵的供油量在每小時(shí)80至120升以上(有的車型要求150 升以上)，而在正常工況下的油料消耗在每小時(shí)1至20升內(nèi)。這樣，就有大 量的燃油經(jīng)油泵的抽送，轉(zhuǎn)一圈后，又回到了油箱，使油泵做了大量的無用 功，消耗了大量的能量。并且，由于油泵一直高速運(yùn)轉(zhuǎn)，也加快了油泵的磨 損、降低了油泵的使用壽命。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明不同于現(xiàn)有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給系統(tǒng)的燃油壓力控制技術(shù)，其 目的是設(shè)計(jì)可以根據(jù)燃油消耗量的需要，提供一種穩(wěn)定的燃油壓力，減少不 必要的燃油回流，降低油泵所做的無用功，減少能量的消耗、減少油泵的磨 損，降低運(yùn)行噪聲，提高車輛運(yùn)行的主動(dòng)安全性的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能 控制器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明的技術(shù)方案是一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器，其特征是由穩(wěn)壓電路、過流保 護(hù)器、驅(qū)動(dòng)電路、油泵、微處理器、輸入信號(hào)電路、總線電平轉(zhuǎn)換電路與報(bào) 警電路組成；所述的輸入信號(hào)電路輸入壓力傳感器的壓力信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)電子 控制單元ECU給出的控制信號(hào)，輸入信號(hào)電路連接微處理器，微處理器輸出 端口連接總線電平轉(zhuǎn)換電路，并用訊息傳輸總線與報(bào)警電路相接，微處理器 的輸出端口連接與控制驅(qū)動(dòng)電路；驅(qū)動(dòng)電路連接并驅(qū)動(dòng)油泵；所述的穩(wěn)壓電 路同時(shí)連接與給輸入信號(hào)電路、壓力傳感器、微處理器供電，所述的驅(qū)動(dòng)電 路串聯(lián)一個(gè)過流保護(hù)器，并由直接電源供電。微處理器根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供油系 統(tǒng)中的燃油壓力，由微處理器的控制軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，控制油泵的轉(zhuǎn)速， 使油泵提供不同量的燃油，保持燃油供給回路上所需的、穩(wěn)定的燃油壓力， 及檢測(cè)、判斷出燃油供給系統(tǒng)存在問題時(shí)，向報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)，由報(bào)警電路及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信息。所述的智能控制器的微處理器的控制軟件，其控制過程為A、 首先，安裝好系統(tǒng)，通上電后，程序執(zhí)行初始化S0框的操作；初始 化完成，進(jìn)行S1框的點(diǎn)火鑰匙開關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)；B、 判斷點(diǎn)火鑰匙開關(guān)是否打開？否，則進(jìn)行靜態(tài)壓力變化檢測(cè)S7的操作；根據(jù)變化率的情況，進(jìn)行判斷系統(tǒng)是否存在泄漏的S8計(jì)算；如果判斷認(rèn) 為是，存在泄漏的情況，則進(jìn)行報(bào)警準(zhǔn)備的S9操作；完成S9操作后，或如 果判斷認(rèn)為否，返回程序執(zhí)行點(diǎn)火鑰匙開關(guān)是否打開判斷；是，則執(zhí)行S2操作，載入相關(guān)調(diào)整參數(shù)，同時(shí)如果發(fā)現(xiàn)有泄漏標(biāo)志，則 通過總線，向報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信息；C、 完成上述操作以后，程序進(jìn)入智能控制過程的主程序部分S3、 S4、 S5; 在主程序中，實(shí)時(shí)檢測(cè)燃油壓力，按S3框的操作、并根據(jù)壓力變化趨勢(shì)情況，及時(shí)調(diào)整輸出給油泵電機(jī)的脈沖寬度，按S4框的操作，改變油泵的轉(zhuǎn) 速，使燃油壓力保持在所要求的壓力范圍內(nèi)；D、 判斷燃油系統(tǒng)工作是否正常，是，則只進(jìn)行上述S3、 S4、 S5的操作； 否，發(fā)現(xiàn)燃油供給系統(tǒng)存在異常情況，則立即進(jìn)行異常分析；并根據(jù)分析的故障原因發(fā)送報(bào)警信息，同時(shí)返回執(zhí)行主程序部分S3、 S4、 S5。 所述的發(fā)現(xiàn)燃油供給系統(tǒng)存在異常情況，有如下幾種原因?yàn)?*油泵磨損嚴(yán)重，接近使用壽命； *燃油系統(tǒng)存在嚴(yán)重的泄漏； *油箱中燃油短缺。本發(fā)明的一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如 下的優(yōu)點(diǎn)1、 它是結(jié)合了現(xiàn)代的微電子技術(shù)、以高抗干擾性能的微處理器為核心， 用壓力傳感器進(jìn)行燃油壓力實(shí)時(shí)檢測(cè)，并通過精確的計(jì)算，自動(dòng)控制油泵的 運(yùn)轉(zhuǎn)速度，使燃油壓力保持穩(wěn)定。2、 為保證汽車的其他性能，仍然要保持一定的回油量，但這個(gè)回油量只 需要大約每小時(shí)5升以下，大大減少了不必要的消耗，3、 能極大地減少油泵的磨損及運(yùn)行噪音，提高油泵的使用壽命。4、 具有對(duì)燃油供給系統(tǒng)的智能檢測(cè)，故障判定和報(bào)警功能，提高了車輛 運(yùn)行的主動(dòng)安全性。
圖1是本發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器的工作原理框圖；圖2是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器的電路圖；圖3是報(bào)警部分的電路框圖；圖4是智能控制器的控制主程序流程框圖；圖5是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器于應(yīng)用燃油供給系統(tǒng)示意圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖就具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明(本實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn) 一步說明，而不是對(duì)本發(fā)明所作出的任何限定)。圖1所示，本發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器的電路原理框圖。智能控制器12由穩(wěn)壓電路21、過流保護(hù)電路22、驅(qū)動(dòng)電路23、油泵的電機(jī)24、 微處理器25、輸入信號(hào)電路26、總線電平轉(zhuǎn)換電路28與報(bào)警電路27組成； 所述的輸入信號(hào)電路26輸入壓力傳感器的壓力信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元 ECU給出的控制信號(hào)，輸入信號(hào)電路連接微處理器，微處理器輸出端口連接 總線電平轉(zhuǎn)換電路，并用訊息傳輸總線與報(bào)警電路相接，微處理器的輸出端 口連接與控制驅(qū)動(dòng)電路；驅(qū)動(dòng)電路連接并驅(qū)動(dòng)油泵電機(jī)；所述的穩(wěn)壓電路同 時(shí)連接與給輸入信號(hào)電路、微處理器供電，所述的驅(qū)動(dòng)電路串聯(lián)一個(gè)過壓過 流保護(hù)器，并由直接電源供電。圖2所示，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器的電路圖。根據(jù)功能分為如下幾個(gè)模塊，分別用虛線框出。其中的穩(wěn)壓電源電路21、過流保護(hù)電路(FS) 22、驅(qū)動(dòng)電路23、微處理 器25與總線電平轉(zhuǎn)換電路(TX) 28 、輸入信號(hào)電路26的各個(gè)組成和作用為+8是連接到常通電的電源上，是由插座J4接入的，+VB為發(fā)動(dòng)機(jī)電子控 制單元ECU來的供給油泵工作的電源，也是控制器要檢測(cè)的允許油泵工作與否的信號(hào)電平，電源是通過插座JO接入的；輸入信號(hào)電路26:由光電耦合器U2、電阻R7、電容C2等組成用于將+VB 輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU來的供給油泵工作的電源電壓，變換為微處 理器IC1所能適應(yīng)的電平信號(hào)，光電耦合器U2的發(fā)光二極管端的連接有限流 電阻R7及平滑電容C2;發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU的電平信號(hào)，轉(zhuǎn)換后送到 微處理器IC1中；壓力傳感器部分YL的信號(hào)輸出線連接到微處理器25的腳 3上，壓力傳感器部分YL供電源線連接到穩(wěn)壓電路21提供的電源VCC上；穩(wěn)壓電源電路21:穩(wěn)壓電路的輸入端連接到常通電的電源+B上，通過二 極管Dl后與穩(wěn)壓集成電路IC2連接，穩(wěn)壓集成電路IC2的輸出端是一個(gè)穩(wěn)定 的直流電壓VCC，這個(gè)端連接與壓力傳感器部分A、輸入信號(hào)電路26 、微處 理器電路25，為這三部分電路提供穩(wěn)定電源，電解電容E2、 E3、電容C10是 穩(wěn)壓電路的退藕電容，分別連接與穩(wěn)壓集成電路IC2的輸入、輸出端和控制 器的接地端VSS;微處理器25:微處理器IC1的1腳接電源VCC，腳2接地電平，腳3設(shè) 置成為信號(hào)輸入端，并連接到壓力傳感器的輸出信號(hào)端，壓力傳感器的輸出 信號(hào)經(jīng)模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換后，微處理器IC1檢測(cè)燃油壓力；腳6設(shè)置成為加電信 號(hào)輸入端，連接到光電耦合器U2的輸出端上，用來監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元 ECU供給油泵工作的電源電壓，也就是允許油泵工作與否的信號(hào)，腳6連接 電平下拉電阻R3，并連接油泵的電機(jī)地端VSS;腳7設(shè)置成輸入端，連接與 總線電平轉(zhuǎn)換電路TX中的接收端腳2上，用來接收總線上傳來的其他信息， 電平上拉電阻R1;腳2設(shè)置為成輸出端，連接與總線電平轉(zhuǎn)換電路(TX) 28 中的發(fā)送端腳l上，用來向總線上發(fā)送報(bào)警及故障信息；腳5設(shè)置成為輸出 端，與驅(qū)動(dòng)電路23的輸入端連接；總線電平轉(zhuǎn)換電路(TX)的輸出為插座 J4;所述的微處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 安裝在微處理器的芯片里，微處理器會(huì)按照控制主程序的要求，做相應(yīng)的檢 測(cè)和輸出控制。這種元器件可以是任何一個(gè)滿足要求的單片微處理器。本發(fā) 明的實(shí)施例中選用的是Microchip公司的一款微處理器芯片。所述的微處理器輸出頻率不變、脈沖寬度變化的脈沖信號(hào)，用來控制油 泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速；驅(qū)動(dòng)電路23:由三極管Q1、場(chǎng)效應(yīng)管Q2的兩級(jí)放大電路組成，放大電 路的輸入端三極管Ql基極經(jīng)匹配電阻R13與微處理器IC1輸出一端腳5連接， 三極管Ql的發(fā)射極與接地端VSS相連，三極管Ql的集電極為輸出端并與負(fù) 載電阻R8及匹配電阻R10并聯(lián)，負(fù)載電阻R8的另一端接+VB;電阻R10連接 下一級(jí)放大電路場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極通過連接插座Jl連 接油泵的電機(jī)，由場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極經(jīng)過流保護(hù)電路(FS) 22連接發(fā)動(dòng)機(jī) ECU來的供給油泵工作的電源+VB，即插座JO;同時(shí)，在場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極 并聯(lián)穩(wěn)壓二極管D3負(fù)極端，穩(wěn)壓二極管D3正極端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏極，這 個(gè)穩(wěn)壓二極管D3為保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管Q2的元器件；二極管D2的正極連接油泵的電機(jī)地端VSS，負(fù)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極 輸出端與油泵的電機(jī)正極端，并且連接地電平與場(chǎng)效應(yīng)管Q2柵極輸出端之間 的電容C6，并與串聯(lián)起來的電阻R9、電容C7相接，電阻R9、電容C7連接 場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極，電解電容El連接在與電源+VB和油泵的電機(jī)地端VSS 之間，電解電容E1是+VB電源的退藕電容。所述的R9、 C7串聯(lián)電路是改善輸出波形用的，所述的二極管D2用來消 減油泵電機(jī)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)，具有一定的消除油泵電機(jī)干擾的作用；所述 的插座Jl是智能控制器的輸出端，智能控制器的輸出端驅(qū)動(dòng)油泵的電機(jī) (24)，并提供不同等效值的電壓；過流保護(hù)電路(FS) 22:過流保護(hù)電路(FS) 22串聯(lián)在電源+VB與場(chǎng)效 應(yīng)管Q2漏極間；當(dāng)油泵及相關(guān)電路出現(xiàn)異常，使供電電流增大到規(guī)定值以上時(shí)，控制器 的過流保護(hù)器FS動(dòng)作，切斷供電，以保護(hù)相關(guān)設(shè)備，避免進(jìn)一步的損失。當(dāng) 故障排除，工作電流恢復(fù)到規(guī)定值內(nèi)后，控制器的過流保護(hù)器(FS) 22恢復(fù) 導(dǎo)通，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。由于不同的通訊傳輸總線，有不同的電平要求，它就是將微處理器IC1 的工作電平轉(zhuǎn)換為其他總線所需要的電平信號(hào)，如CAN、 Lin總線、串型接口 RS-485、 RS-232或其它的信息傳輸方式總線。圖3所示，聲光報(bào)警部分的電路框圖。聲光報(bào)警電路由電平轉(zhuǎn)換電路31 連接聲光報(bào)警微處理器32，聲光報(bào)警微處理器輸出的語音信號(hào)經(jīng)過輸出端口 連接放大器33再連接于揚(yáng)聲器34、另外的端口連接到各自的指示燈所構(gòu)成。 由智能控制器發(fā)來出故障代碼信息后，經(jīng)過聲光報(bào)警部分的總線電平轉(zhuǎn)換電 路31的轉(zhuǎn)換后，將信息輸送到聲光報(bào)警微處理器32中，聲光報(bào)警微處理器 32根據(jù)信息編碼，點(diǎn)亮相應(yīng)的故障燈，進(jìn)行光電報(bào)警，并同時(shí)將語音信號(hào)經(jīng) 過放大器33，輸送到揚(yáng)聲器34中，發(fā)出聲音報(bào)警信息。報(bào)警燈可以設(shè)定為 常亮，直到關(guān)閉鑰匙開關(guān)；揚(yáng)聲器播音可以設(shè)定為1次、2次、等等。報(bào)警 部分可以放置在不影響正常駕駛的顯眼位置或儀表盤中。圖4所示，本發(fā)明的程序流程框圖。即智能控制器的微處理器中的控制 軟件。其控制過程為A、 首先，安裝好系統(tǒng)后，如圖2所示，智能控制器的電路圖中，十B通上 電后，程序執(zhí)行初始化S0框的操作；初始化完成，進(jìn)行S1框的點(diǎn)火鑰匙開 關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)；B、 判斷點(diǎn)火鑰匙開關(guān)是否打開？否，則進(jìn)行靜態(tài)壓力變化檢測(cè)S7的操 作；根據(jù)變化率的情況，進(jìn)行判斷系統(tǒng)是否存在泄漏的S8計(jì)算；如果判斷認(rèn) 為是，存在泄漏的情況，則進(jìn)行報(bào)警準(zhǔn)備的S9操作；完成S9操作后，或如 果判斷認(rèn)為否，返回程序執(zhí)行點(diǎn)火鑰匙開關(guān)是否打開判斷；是，則執(zhí)行S2操作，載入相關(guān)調(diào)整參數(shù)，同時(shí)如果發(fā)現(xiàn)有泄漏標(biāo)志，則 通過總線，向報(bào)警系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信息；C、 完成上述操作以后，程序進(jìn)入智能控制過程的主程序部分S3、 S4、 S5; 在主程序中，實(shí)時(shí)檢測(cè)燃油壓力，按S3框的操作、并根據(jù)壓力變化趨勢(shì)情況，及時(shí)調(diào)整輸出給油泵電機(jī)的脈沖寬度，按S4框的操作，改變油泵的轉(zhuǎn) 速，使燃油壓力保持在所要求的壓力范圍內(nèi)；D、 判斷燃油系統(tǒng)工作是否正常，是，則只進(jìn)行上述S3、 S4、 S5的操作； 否，發(fā)現(xiàn)燃油供給系統(tǒng)存在異常情況，則立即進(jìn)行異常分析；并根據(jù)分析的故障原因發(fā)送報(bào)警信息，同時(shí)返回執(zhí)行主程序部分S3、 S4、 S5。以上所述的燃油供給系統(tǒng)存在異常時(shí)，立即進(jìn)行異常分析，異常情況有 如下幾種原因* "油泵磨損嚴(yán)重，接近使用壽命"當(dāng)控制器為油泵輸出接近最高輸 出電壓并持續(xù)一段時(shí)間的時(shí)候，如果與控制器記錄的平均值接近、同 時(shí)靜態(tài)泄漏檢査正常，表明油泵磨損嚴(yán)重，泵油效率降低，油泵已經(jīng) 接近報(bào)廢了，則會(huì)給出這種報(bào)警信息；* "燃油系統(tǒng)可能存在嚴(yán)重的泄漏，請(qǐng)盡快檢査"當(dāng)控制器為保持燃 油壓力，向油泵輸出接近最高輸出電壓值，并持續(xù)一段時(shí)間的時(shí)候， 如果與控制器記錄的平均值相差較大、同時(shí)靜態(tài)泄漏檢査也發(fā)現(xiàn)可能 存在泄漏，則會(huì)給出這種報(bào)警信息；為了防止泄露造成車輛、人員財(cái) 產(chǎn)的更大損失，保護(hù)油泵，其后控制程序會(huì)根據(jù)情況，停止向油泵供 電，以后，每次點(diǎn)火開關(guān)打開時(shí)，進(jìn)行S3——S5同樣的調(diào)整、檢測(cè) 和循環(huán)。* "燃油可能短缺，請(qǐng)盡快檢査"當(dāng)控制器為油泵輸出接近最高輸出 電壓并持續(xù)一段時(shí)間的時(shí)候，如果與控制器記錄的值相差較大、同時(shí) 靜態(tài)泄漏檢査正常，則會(huì)給出這種報(bào)警信息。為了保護(hù)油泵，其后控 制程序會(huì)根據(jù)情況，停止向油泵供電，以后，每次點(diǎn)火開關(guān)打開時(shí)，進(jìn)行S3——S5同樣的調(diào)整、檢測(cè)和循環(huán)。 本發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)的應(yīng) 用，如下圖5所示，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器于應(yīng)用燃油供給系統(tǒng)示意圖；汽油發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制燃油供給系統(tǒng)由油泵ll、噴油導(dǎo)軌14、壓力控制回流閥 16、油箱17、單向閥18、在單向閥18與噴油導(dǎo)軌的管路中裝壓力傳感器13， 并使用智能控制器12、傳輸總線IO、報(bào)警部分15;及供、回油管路組成。當(dāng)打開點(diǎn)火開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU給出的控制信號(hào)19，經(jīng)過輸 入信號(hào)電路，送入微處理器中，經(jīng)過微處理器的控制軟件計(jì)算、判斷，向油 泵輸出一定的電壓，同時(shí)，微處理器檢測(cè)壓力傳感器上的壓力信號(hào)，并根據(jù) 這個(gè)壓力信號(hào)，隨時(shí)修改輸送到油泵的電機(jī)的電壓值，保持壓力的穩(wěn)定；當(dāng)微處理器檢測(cè)、判斷出燃油供給系統(tǒng)存在問題時(shí)，向報(bào)聲光警電路發(fā)出報(bào)警 信息，當(dāng)智能控制器發(fā)來出故障代碼信息后，經(jīng)過報(bào)聲光警部分的總線電平 轉(zhuǎn)換電路31的轉(zhuǎn)換后，將信息輸送到聲光報(bào)警微處理器32中，聲光報(bào)警微 處理器根據(jù)信息編碼，點(diǎn)亮相應(yīng)的故障燈，發(fā)出光電報(bào)警信息，并同時(shí)將語音信號(hào)經(jīng)過放大器33，輸送到揚(yáng)聲器34中，發(fā)出聲音報(bào)警信息。所述的壓 力控制回流閥的閥門是由油泵輸出的供油壓力控制打開與關(guān)閉。智能控制器的基本工作原理智能控制器由穩(wěn)壓電路21、過流保護(hù)22、 驅(qū)動(dòng)電路23、油泵的電機(jī)24、微處理器25、輸入信號(hào)電路26組成，如圖2 所示。當(dāng)打開點(diǎn)火開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU會(huì)給出相應(yīng)的控制信號(hào)，經(jīng) 過輸入信號(hào)電路26，送入微處理器25中，經(jīng)過微處理器25的計(jì)算、判斷， 向油泵的電機(jī)24輸出一定的脈寬可調(diào)的電壓，同時(shí)微處理器25檢測(cè)壓力傳 感器13上的壓力信號(hào)，并根據(jù)這個(gè)壓力信號(hào)，隨時(shí)修改輸送到油泵24的脈 沖寬度，也即改變油泵上的等效電壓值，使油泵轉(zhuǎn)速發(fā)生相應(yīng)變化，相應(yīng)的 調(diào)整油泵的泵油量，使燃油供給系統(tǒng)中保持設(shè)定的穩(wěn)定的燃油壓力。當(dāng)微處 理器25檢測(cè)、判斷出燃油供給系統(tǒng)存在問題時(shí)，會(huì)通過訊息傳輸總線，向報(bào) 警電路27發(fā)出報(bào)警信息，報(bào)警電路27會(huì)根據(jù)報(bào)警信息，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 報(bào)警電路27是一個(gè)獨(dú)立的電路，它可以安裝在駕駛室內(nèi)的合適位置，使駕駛 員能方便的聽、看到有關(guān)報(bào)警信息。穩(wěn)壓電路21為智能控制器部分提供穩(wěn)定的、隔離干擾的電力，使智能控 制器在任何情況下穩(wěn)定的工作。過流保護(hù)(FS) 22是為了防止電路出現(xiàn)短路、過流等其它意外情況時(shí)， 保護(hù)智能控制器及其它相關(guān)設(shè)備，避免進(jìn)一步發(fā)生其他嚴(yán)重的損害。本發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給智能控制系統(tǒng)的典型工作過程如下在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU會(huì)發(fā)出油泵開啟的"發(fā)動(dòng)機(jī) ECU控制信號(hào)19"，智能控制器12在接收到這個(gè)ECU控制信號(hào)19后，會(huì)立即 啟動(dòng)油泵11開始工作，同時(shí)開始檢測(cè)燃油壓力傳感器13，判斷燃油壓力是 否達(dá)到規(guī)定要求。如果燃油壓力高于規(guī)定值，智能控制器12會(huì)降低供給油泵11的電壓， 使油泵ll的轉(zhuǎn)速降低，在燃油壓力接近并達(dá)到規(guī)定值的過程中，智能控制器 12會(huì)根據(jù)比例，積分，微分(PID)的算法，逐漸降低供給油泵11的電壓，以 降低油泵轉(zhuǎn)速，使燃油壓力快速達(dá)到規(guī)定值并趨于穩(wěn)定。如果燃油壓力低于規(guī)定值，控制器12會(huì)供給油泵11較高的電壓，使油泵11轉(zhuǎn)速急速增加，使燃油壓力迅速接近并達(dá)到規(guī)定的數(shù)值。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油嘴會(huì)根據(jù)駕駛員的操作及發(fā)動(dòng)機(jī)工 況要求，不斷地變化噴油量，這個(gè)變化同時(shí)會(huì)使燃油壓力發(fā)生微小變化，在這個(gè)過程中，智能控制器12會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這個(gè)壓力變化，并根據(jù)燃油壓力變化 的情況，按照設(shè)定的PID調(diào)節(jié)方案，及時(shí)調(diào)整供給油泵ll的電壓，使油泵轉(zhuǎn) 速做相應(yīng)的變化，保持燃油壓力穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。智能控制器12在進(jìn)行壓力控制的過程中，會(huì)記錄下近一段時(shí)期輸出電壓 的平均值，智能控制器12將檢測(cè)到的輸出電壓的平均值，與前一階段的平均 差值相比較，如果超過設(shè)定值時(shí)，會(huì)根據(jù)情況，判斷供油系統(tǒng)中是否存故障 隱患。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，智能控制器12如果發(fā)現(xiàn)在一段時(shí)間內(nèi)，油泵電機(jī)的電壓接近預(yù)先設(shè)定的最高電壓以上的電壓，同時(shí)難以保持規(guī)定的燃油壓力，這樣就說明燃油系統(tǒng)中存在故障。這時(shí)智能控制器12通過分析判斷，會(huì) 得出如下幾種可能的故障原因，并以提示的方式提醒用戶注意，必要時(shí)停止 對(duì)油泵的電機(jī)供電，以保證車輛及人身的安全。* "油泵接近損壞，請(qǐng)盡快檢查"當(dāng)智能控制器12為油泵輸出接近最高輸出電壓并持續(xù)一段時(shí)間的時(shí)候，如果與智能控制器12記錄的平均電壓值接近、同時(shí)靜態(tài)泄漏檢查正常，表明油泵磨損嚴(yán)重，泵油效 率降低，油泵己經(jīng)接近報(bào)廢了，則會(huì)給出這種報(bào)警信息，以提醒用戶及時(shí)維修更換；* "燃油系統(tǒng)可能存在嚴(yán)重的泄漏，請(qǐng)盡快檢查"當(dāng)智能控制器12為保持燃油壓力，向油泵輸出接近最高輸出電壓值，并持續(xù)一段時(shí)間的時(shí)候，如果與智能控制器12記錄的平均電壓值相差較大、同時(shí)靜態(tài)泄漏檢查也發(fā)現(xiàn)可能存在泄漏，則會(huì)給出這種報(bào)警信息；為了防止泄 露造成車輛、人員財(cái)產(chǎn)的更大損失，保護(hù)油泵，之后控制器12會(huì)根 據(jù)情況，停止向油泵供電，為了不影響車輛的運(yùn)行，每次點(diǎn)火開關(guān)打 開時(shí)，進(jìn)行同樣的檢測(cè)和循環(huán)。 * "燃油可能短缺，請(qǐng)盡快檢査"當(dāng)智能控制器12在工作過程中，某 一時(shí)刻后，為油泵的電機(jī)輸出接近最高輸出電壓并持續(xù)一段時(shí)間的時(shí) 候，如果與控制器記錄的平均電壓值相差較大、同時(shí)靜態(tài)泄漏檢査正 常，則會(huì)給出這種報(bào)警信息。為了保護(hù)油泵，其后智能控制器12會(huì) 根據(jù)情況，停止向油泵的電機(jī)供電，為了不影響車輛的運(yùn)行，每次點(diǎn) 火開關(guān)打開時(shí)，進(jìn)行同樣的檢測(cè)和循環(huán)在發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作后，智能控制器12也會(huì)對(duì)燃油供給系統(tǒng)的燃油壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)壓力下降速度超過規(guī)定值，表明供油系統(tǒng)回路中存在泄漏，會(huì)在點(diǎn)火開關(guān)打開的同時(shí)，提醒駕駛員"燃油供給系統(tǒng)可能存在泄漏，請(qǐng)及 時(shí)檢修"。其報(bào)警故障代碼信息，會(huì)通過訊息傳輸總線10，傳送給聲光報(bào)警部分15 或其他需要本信息的地方。聲光報(bào)警部分15可以安放在駕駛室內(nèi)的合適的地 方，利用人說話的語音及指示燈顯示的方式，及時(shí)向駕駛員提醒檢査檢修， 使故障及早發(fā)現(xiàn)，避免不必要的麻煩和損失。壓力控制回流閥在系統(tǒng)中的作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，要求打開閥門， 使燃油可以通過閥門流出，其流量可以通過輸出端的調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行的設(shè)置， 使其在一定的壓力下，流量為0. 5——5升/小時(shí)之間。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作時(shí)， 這個(gè)閥門要關(guān)閉，他和單向閥18共同保證燃油供給回路上、在一段時(shí)間內(nèi)， 存在有一定的燃油壓力，以保證下次車輛啟動(dòng)時(shí)能立即正常工作。
權(quán)利要求
1、一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器，其特征是由穩(wěn)壓電路(21)、過流保護(hù)器(22)、驅(qū)動(dòng)電路(23)、油泵的電機(jī)(24)、微處理器(25)、輸入信號(hào)電路(26)、總線電平轉(zhuǎn)換電路(28)與報(bào)警電路(27)組成；所述的輸入信號(hào)電路(26)輸入壓力傳感器的壓力信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU給出的控制信號(hào)，輸入信號(hào)電路連接微處理器，微處理器輸出端口連接總線電平轉(zhuǎn)換電路，并用訊息傳輸總線與報(bào)警電路相接，微處理器的輸出端口連接與控制驅(qū)動(dòng)電路；驅(qū)動(dòng)電路連接并驅(qū)動(dòng)油泵；所述的穩(wěn)壓電路同時(shí)連接與給輸入信號(hào)電路、壓力傳感器、微處理器供電，所述的驅(qū)動(dòng)電路串聯(lián)一個(gè)過流保護(hù)器，并由直接電源供電；微處理器根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供油系統(tǒng)中的燃油壓力，由微處理器的控制軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，控制油泵的轉(zhuǎn)速，使油泵提供不同量的燃油，保持燃油供給回路上所需的、穩(wěn)定的燃油壓力，及檢測(cè)、判斷出燃油供給系統(tǒng)存在問題時(shí)，向報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)，由報(bào)警電路及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器；其特 征是所述的穩(wěn)壓電源電路(21)、過流保護(hù)電路(22)、驅(qū)動(dòng)電路(23)、 微處理器(25)與總線電平轉(zhuǎn)換電路(28)、輸入信號(hào)電路(26)的各個(gè)組 成為+8是連接到常通電的電源上，是由插座J4接入的，+￥8為發(fā)動(dòng)機(jī)電子控 制單元ECU來的供給油泵工作的電源，也是控制器要檢測(cè)的允許油泵工作與 否的信號(hào)電平，電源是通過插座JO接入的；由光電耦合器U2、電阻R7、電容C2等組成用于將+VB輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)電子 控制單元ECU來的供給油泵工作的電源電壓，變換為微處理器IC1所能適應(yīng) 的電平信號(hào)，光電耦合器U2的發(fā)光二極管端的連接有限流電阻R7及平滑電 容C2;發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU的電平信號(hào)，轉(zhuǎn)換后輸出的電平信號(hào)直接送 到微處理器IC1中；壓力傳感器部分YL的信號(hào)輸出線連接到微處理器25的 腳3上，壓力傳感器部分YL供電源線連接到穩(wěn)壓電路21提供的電源VCC上；穩(wěn)壓電源電路(21):穩(wěn)壓電路的輸入端連接到常通電的電源+B上，通過二極管Dl后與穩(wěn)壓集成電路IC2連接，穩(wěn)壓集成電路IC2的輸出端是一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓VCC，這個(gè)端連接與壓力傳感器部分A、輸入信號(hào)電路(26 )、 微處理器(25)，為這三部分電路提供穩(wěn)定電源，電解電容E2、 E3、電容CIO 是穩(wěn)壓電路的退藕濾波元件，分別連接與穩(wěn)壓集成電路IC2的輸入、輸出端 和控制器的接地端VSS;微處理器(25):微處理器IC1的1腳接電源VCC，腳2接地電平，腳3 設(shè)置成為信號(hào)輸入端，并連接到壓力傳感器的輸出信號(hào)端，壓力傳感器的輸 出信號(hào)經(jīng)模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換后，微處理器IC1檢測(cè)燃油壓力；腳6設(shè)置成為加電 信號(hào)輸入端，連接到光電耦合器U2的輸出端上，用來監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單 元ECU供給油泵工作的電源電壓，也就是允許油泵工作與否的信號(hào)，腳6連 接電平下拉電阻R3，并連接油泵的電機(jī)地端VSS;腳7設(shè)置成輸入端，連接 與總線電平轉(zhuǎn)換電路TX中的接收端腳2上，用來接收總線上傳來的其他信息， 電平上拉電阻R1;腳2設(shè)置為成輸出端，連接與總線電平轉(zhuǎn)換電路TX中的 發(fā)送端腳1上，用來向總線上發(fā)送報(bào)警及故障信息；腳5設(shè)置成為輸出端， 與驅(qū)動(dòng)電路(23 )的輸入端連接；總線電平轉(zhuǎn)換電路TX的輸出為插座J4;所述的微處理器輸出頻率不變、脈沖寬度變化的脈沖信號(hào)，用來控制油 泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速；驅(qū)動(dòng)電路23:由三極管Q1、場(chǎng)效應(yīng)管Q2的兩級(jí)放大電路組成，放大電 路的輸入端三極管Ql基極經(jīng)匹配電阻R13與微處理器IC1輸出一端腳5連接， 三極管Ql的發(fā)射極與接地端VSS相連，三極管Ql的集電極為輸出端并與負(fù) 載電阻R8及匹配電阻R10并聯(lián)，負(fù)載電阻R8的另一端接+VB;電阻R10連接 下一級(jí)放大電路場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極，場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極通過連接插座Jl連 接油泵的電機(jī)，由場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極經(jīng)過流保護(hù)電路(22)連接發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 來的供給油泵工作的電源+VB，即插座JO;同時(shí)，在場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極并聯(lián) 穩(wěn)壓二極管D3負(fù)極端，穩(wěn)壓二極管D3正極端連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏極，這個(gè)穩(wěn) 壓二極管D3為保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管Q2的元器件；二極管D2的正極連接油泵的電機(jī)地端VSS，負(fù)極連接場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極 輸出端與油泵的電機(jī)正極端，并且連接地電平與場(chǎng)效應(yīng)管Q2柵極輸出端之間的電容C6，并與串聯(lián)起來的電阻R9、電容C7相接，電阻R9、電容C7連接 場(chǎng)效應(yīng)管Q2的柵極，電解電容El連接在與電源+VB和油泵的電機(jī)地端VSS 之間，電解電容E1是+VB電源的退藕電容；所述的R9、 C7串聯(lián)電路是改善輸出波形用的，所述的二極管D2用來消 減油泵電機(jī)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)，具有一定的消除油泵電機(jī)干擾的作用；所述 的插座Jl是智能控制器的輸出端，智能控制器的輸出端驅(qū)動(dòng)油泵的電機(jī) (24)，并提供不同等效值的電壓；過流保護(hù)電路(22):過流保護(hù)電路FS串聯(lián)在電源+VB與場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏 極間；
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器；其特 征是所述的報(bào)警電路(27)由電平轉(zhuǎn)換電路(31)連接聲光報(bào)警微處理器 (32)，聲光報(bào)警微處理器(32)輸出語音信號(hào)經(jīng)過放大器(33)與揚(yáng)聲器(34)、 另外的端口連接到各自的指示燈所構(gòu)成，由智能控制器發(fā)來出故障代碼信息 后，經(jīng)過聲光報(bào)警部分的總線電平轉(zhuǎn)換電路(31)的轉(zhuǎn)換后，將信息輸送到 聲光報(bào)警微處理器(32)中，聲光報(bào)警微處理器根據(jù)信息編碼，點(diǎn)亮相應(yīng)的 故障燈，進(jìn)行光電報(bào)警，并同時(shí)將語音信號(hào)經(jīng)過放大器(33)，輸送到揚(yáng)聲器 中，發(fā)出聲音報(bào)警。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油泵的智能控制器，主要由穩(wěn)壓電路、過流保護(hù)器、驅(qū)動(dòng)電路、油泵電機(jī)、微處理器、輸入信號(hào)電路組成；所述的輸入信號(hào)電路輸入壓力傳感器的壓力信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU給出的控制信號(hào)，輸入信號(hào)電路連接微處理器，微處理器由輸出端口連接與控制驅(qū)動(dòng)電路；驅(qū)動(dòng)電路連接并驅(qū)動(dòng)油泵電機(jī)，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供油系統(tǒng)中的燃油壓力，由微處理器的控制軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，控制油泵的轉(zhuǎn)速，使油泵提供不同量的燃油，保持燃油供給回路上所需的、穩(wěn)定的燃油壓力；及檢測(cè)、判斷出燃油供給系統(tǒng)存在問題時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。減少能量的消耗、減少油泵的磨損，提高了車輛運(yùn)行的主動(dòng)安全性。
文檔編號(hào)F02M37/08GK101255835SQ20081005477
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者尤永前, 胡全中 申請(qǐng)人:胡全中;尤永前