動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車控制器領(lǐng)域，公開了一種具有明顯節(jié)能減排效果的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)。本發(fā)明所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，包括微控制器、CPLD邏輯控制模塊、車輛工況檢測模塊、傳感器模塊、行車電腦噴油信號調(diào)理模塊、噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊；所述微控制器分別與所述CPLD邏輯控制模塊、車輛工況檢測模塊、傳感器模塊、行車電腦噴油信號調(diào)理模塊、噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊電相連；所述傳感器模塊包括寬帶氧傳感器單元和窄帶氧傳感器信號模擬單元。本發(fā)明所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，能夠根據(jù)汽車具體工況所需動(dòng)力自動(dòng)地修正發(fā)動(dòng)機(jī)的停缸比例，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變排量，從而達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
【專利說明】動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車控制器領(lǐng)域，尤其涉及一種具有明顯節(jié)能減排效果的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，對于作為交通工具的汽車也逐步走進(jìn)了千家萬戶，大大的給用戶的生活提供了便利。但是，隨著汽車日益的普及，汽車的使用帶來了空氣的污染以及大量CO2的排放造成的溫室效應(yīng)問題，則節(jié)能減排的舉措被政府和汽車制造業(yè)放在了重要的位置。對于汽車來說，節(jié)能減排的關(guān)鍵在于內(nèi)燃機(jī)電子減排控制器，它是一種內(nèi)燃機(jī)的電子控制裝置，主要以單片機(jī)作為微控制器的電子控制線路構(gòu)成，用來實(shí)現(xiàn)對受控內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)態(tài)封缸控制與可變排量控制。對于同樣的負(fù)載，內(nèi)燃機(jī)的等效排量被減小后，能夠獲得較高的燃油轉(zhuǎn)換效率和較低的燃油消耗率，從而獲得節(jié)能減排的效果。但是該電子減排控制器不能根據(jù)汽車運(yùn)行的工況自動(dòng)控制工作排量，必須由用戶手動(dòng)調(diào)控，此過程中，輕則造成發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)，影響車輛的操控性和乘坐的舒適度，重則若控制板失效，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)致熄火，制動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作都受到影響，最終影響到車輛行駛過程中的安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例的目的是:提供一種動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，能夠根據(jù)汽車具體工況所需動(dòng)力自動(dòng)地修正發(fā)動(dòng)機(jī)的停缸比例，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變排量，從而達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，包括微控制器、CPLD邏輯控制模塊、車輛工況檢測模塊、傳感器模塊、行車電腦噴油信號調(diào)理模塊、噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊；所述微控制器分別與所述CPLD邏輯控制模塊、車輛工況檢測模塊、傳感器模塊、行車電腦噴油信號調(diào)理模塊、噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊電相連；所述傳感器模塊包括寬帶氧傳感器單元和窄帶氧傳感器信號模擬單元。
[0005]可選的，所述行車電腦噴油信號調(diào)理模塊包括2路噴油信號調(diào)理單元；所述噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊包括2路噴油嘴驅(qū)動(dòng)單元。
[0006]可選的，所述行車電腦噴油信號調(diào)理模塊包括4路噴油信號調(diào)理單元；所述噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊包括4路噴油嘴驅(qū)動(dòng)單元。
[0007]可選的，所述微控制器采用飛思卡爾的汽車級控制器MC9S08系列。
[0008]可選的，所述CPLD邏輯控制模塊采用賽靈思的CPLD器件XC9536。
[0009]可選的，所述寬帶氧傳感器單元采用德國BOSCH公司的CJ125的接口芯片。
[0010]可選的，還包括測試與顯示模塊，用于出廠測試或者安裝調(diào)試時(shí)使用。
[0011]可選的，所述傳感器模塊還包括里程傳感器信號調(diào)理單元、冷卻液溫度傳感器信號調(diào)理單元、節(jié)氣門傳感器信號調(diào)理單元。
[0012]由上可見，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，將整個(gè)停缸控制系統(tǒng)采用全自動(dòng)化，無需用戶的調(diào)控，即通過作為控制中心的微控制器接收信號，然后發(fā)出相應(yīng)的指令至對應(yīng)的模塊，則對應(yīng)的模塊做出相應(yīng)的動(dòng)作，完成停缸比例的動(dòng)態(tài)選取和可變排量的調(diào)整過程，使得車輛始終處于最佳停缸狀態(tài)以及最佳的排量，最終也就達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
[0013]對于可變排量的調(diào)整，即停缸比例的調(diào)整，主要取決于所述微控制器和CPLD邏輯控制模塊。首先，所述微控制器將各傳感器輸出的信號輸入到車輛工況檢測模塊，計(jì)算出車輛處于何種工況，即處于熄火、怠速、低速、加速、減速、勻速或者高速狀態(tài)中的一種，從而根據(jù)各工況所需的動(dòng)力情況，所述微控制器輸出停缸比例控制信號至所述CPLD邏輯控制模塊，所述CPLD邏輯控制模塊立即按照指定的停缸比例工作，此停缸比例即為最佳停缸比例。
[0014]車輛的行車電腦通過設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上的氧傳感器來感知發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，并通過改變噴油信號脈沖寬度來調(diào)控噴油量以達(dá)到修正空燃比的目的，停缸時(shí)某一氣缸終止噴油，氣缸只吸入空氣，這必然導(dǎo)致尾氣中含氧量的增加，所述行車電腦如若感知到這一變化必然以為空燃比過高，勢必會(huì)通過增加噴油脈沖寬度的方式增加燃油的噴射量來試圖改善空燃比，使之接近理想值。停缸后如不阻止所述行車電腦這一舉動(dòng)，必然導(dǎo)致未停氣缸燃油噴射過多，燃燒不充分，尾氣排放惡化，達(dá)不到節(jié)能減排的效果。
[0015]寬帶氧傳感器單元設(shè)置的目的在于:當(dāng)停缸后，使得所述行車電腦仍能按照停缸前的空燃比進(jìn)行噴油，保證其他未停的氣缸仍然按照原來理想的空燃比工作。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明使用寬帶氧傳感器替代被改裝車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的窄帶氧傳感器，將微控制器模擬的窄帶氧傳感器信號傳輸給所述行車電腦。
[0016]所述寬帶氧傳感器需要加熱到高溫才能正常工作，因此所述微處理器不斷采集所述芯片CJ125輸出的反映加熱溫度的信號，并依此修正加熱PWM信號的占空比，從而使得所述寬帶傳感器的溫度處于正常的工作溫度。當(dāng)所述寬帶氧傳感器加熱完成后，所述微控制器又通過采集所述芯片CJ125輸出的含氧量信號，換算后得到發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，再結(jié)合當(dāng)前的停缸比例輸出窄帶氧傳感器信號，所述信號取代被改裝車輛窄帶氧傳感器信號輸送至行車電腦，所述行車電腦將按照模擬的氧傳感器提供的信息控制氣缸的空燃比，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)的原理框圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)的中CPLD邏輯控制模塊與行車電腦噴油信號調(diào)理模塊、噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊的電路原理圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)的中微控制器與傳感器的電路原理圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)的傳感器模塊中寬帶氧傳感器單元、窄帶傳感器單元以及接口芯片CJ125的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。[0019]實(shí)施例:
如圖1所示，本發(fā)明所述動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，包括微控制器1、CPLD邏輯控制模塊2、車輛工況檢測模塊3、傳感器模塊4、行車電腦噴油信號調(diào)理模塊5、噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊6和電源模塊7，其中，所述微控制器I作為整個(gè)動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)的核心控制模塊，分別與所述CPLD邏輯控制模塊2、車輛工況檢測模塊3、傳感器模塊4、行車電腦噴油信號調(diào)理模塊5、噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊6和電源模塊7電相連。所述傳感器模塊包括寬帶氧傳感器單元41、窄帶氧傳感器信號模擬單元42、里程傳感器信號調(diào)理單元43、冷卻液溫度傳感器信號調(diào)理單元44和節(jié)氣門傳感器信號調(diào)理單元45。其中，是微控制器采用的是飛思卡爾的汽車級控制器MC9S08系列，工作頻率設(shè)為18MHz，；所述CPLD邏輯控制模塊采用的是賽靈思的CPLD器件XC9536，此處的XC9536可以更換為其他廠家具有同樣功能的CPLD器件；所述寬帶氧傳感器單元采用的是德國博世BOSCH公司的CJ125接口芯片，只需要少量電阻、電容器件配合就可以實(shí)現(xiàn)和該公司LSU4.2型的寬帶氧傳感器的對接工作。
[0020]以上是對本發(fā)明所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)說明，下面結(jié)合圖2、圖3和圖4具體說明工作原理和過程如下。
[0021]首先需要明確一點(diǎn)，所述行車電腦噴油信號調(diào)理模塊5發(fā)出的噴油信號傳輸至所述CPLD邏輯控制模塊2，所述CPLD邏輯控制模塊2對所述噴油信號計(jì)數(shù)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火前，所述CPLD邏輯控制模塊2的計(jì)數(shù)值為零，并且當(dāng)所述CPLD邏輯控制模塊2輸出低電平的有效復(fù)位信號后，所述微控制器I處于復(fù)位狀態(tài)，不發(fā)出任何指令。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火之后，所述CPLD邏輯控制模塊2的計(jì)數(shù)開始，并且復(fù)位信號由低變高，則所述微控制器I相應(yīng)開始工作，對所述寬帶氧傳感器單元41的接口芯片CJ125的初始化進(jìn)行配置，使其輸出200Hz左右的脈沖寬帶調(diào)制PWM信號，該信號經(jīng)過功率場效應(yīng)管MT3055驅(qū)動(dòng)后輸送至所述寬帶氧傳感器，并且使所述寬帶氧傳感器加熱；同時(shí)，所述微控制器I不斷采集所述芯片CJ125輸出的加熱溫度的信號，并依此修正加熱PWM信號的占空比，從而使得所述寬帶傳感器的溫度處于正常的工作溫度。當(dāng)所述寬帶氧傳感器加熱完成后，所述微控制器I又采集所述芯片CJ125輸出的含氧量信號，換算后得到發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，再結(jié)合當(dāng)前的停缸比例(發(fā)動(dòng)機(jī)溫度達(dá)標(biāo)前停缸比例為O)輸出窄帶氧傳感器模擬信號，所述信號替代被改裝車輛的窄帶氧傳感器信號輸送至行車電腦，所述行車電腦將按照模擬的氧傳感器信號提供的信息控制氣缸的空燃比，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0022]在進(jìn)行上述操作的同時(shí)，所述微控制器I按照預(yù)設(shè)時(shí)長，每隔200ms使用所述車輛工況檢測模塊3計(jì)算出車輛的工作狀態(tài)，該工作狀態(tài)是通過所述以車速信號、油門踏板或者節(jié)氣門開度信號、噴油脈沖信號、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信號作為輸入經(jīng)過計(jì)算后得到的，所述即判斷出車輛是處于熄火、怠速、低速、加速、減速、勻速還是高速的狀態(tài)。其中車速信號通過所述里程傳感器單元43完成反饋；油門踏板或則節(jié)氣門開度信號通過所述節(jié)氣門傳感器單元25完成反饋；所述噴油脈沖信號通過所述行車電腦噴油信號調(diào)理模塊5完成反饋；所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信號通過所述冷卻液溫度傳感器44單元完成反饋。因此根據(jù)車輛的不同工況，以節(jié)油率最大化的原則輸出停缸控制檔位到所述CPLD邏輯控制模塊2，所述CPLD邏輯控制模塊2接收到相應(yīng)的指令后，發(fā)出對應(yīng)的停缸比例信號至發(fā)動(dòng)機(jī)，則發(fā)動(dòng)機(jī)按此停缸比例工作。同時(shí)根據(jù)所述停缸的比例修正所述窄帶氧傳感器的模擬信號，最終實(shí)現(xiàn)燃油閉環(huán)控制。此過程中，當(dāng)所述停缸比例信號為O時(shí)，不進(jìn)行停缸控制，所述噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊6輸出的噴油驅(qū)動(dòng)信號和行車電腦噴油信號調(diào)理模塊5的輸入信號一致；當(dāng)停缸比例不為O時(shí)，當(dāng)所述CPLD邏輯控制模塊2的噴油脈沖信號計(jì)數(shù)溢出時(shí)，下一個(gè)噴油脈沖信號被所述CPLD邏輯控制模塊2屏蔽，即沒有驅(qū)動(dòng)信號發(fā)送至所述噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊6，使得噴油嘴停止噴油一次。
[0023]其中，所述CPLD邏輯控制模塊2在接收所述微控制器I指令后，可以用以調(diào)控的停缸比例有0%、8.3%、12.5%、16.7%,20.8%、25%六種?；诂F(xiàn)有車輛在行駛過程中由于手動(dòng)停缸的調(diào)控容易造成行車安全隱患的問題，本發(fā)明在進(jìn)行停缸的自動(dòng)調(diào)控中，只控制了發(fā)動(dòng)機(jī)的一半氣缸，即當(dāng)所述發(fā)送機(jī)的氣缸數(shù)量為4個(gè)，則只有兩缸受控，目的在于，當(dāng)所述動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)出現(xiàn)問題失效時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)還有兩缸可以正常工作，對汽車的安全性能基本上沒有影響，當(dāng)駕駛員發(fā)現(xiàn)此故障后，也有足夠的時(shí)間將車輛駕駛至安全區(qū)。通常情況下，對于4缸的車輛來說，將第一缸和第四缸接入所述動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)的受控范圍內(nèi)。本發(fā)明所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，可以同時(shí)處理4路噴油信號，即可以對4缸進(jìn)行控制，所以，本發(fā)明所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng) ，適用于有4-8個(gè)氣缸的車輛。
[0024]對于上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，還包括測試與顯示模塊，用于出廠測試或者安裝調(diào)試時(shí)使用，可以將測試或者安裝調(diào)試時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)顯示出來，使得工作人員更加清楚明了車輛的性能。
[0025]以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在【具體實(shí)施方式】以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，其特征在于: 包括微控制器、CPLD邏輯控制模塊、車輛工況檢測模塊、傳感器模塊、行車電腦噴油信號調(diào)理模塊、噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊； 所述微控制器分別與所述CPLD邏輯控制模塊、車輛工況檢測模塊、傳感器模塊、行車電腦噴油信號調(diào)理模塊、噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊電相連； 所述傳感器模塊包括寬帶氧傳感器單元和窄帶氧傳感器信號模擬單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，其特征在于: 所述行車電腦噴油信號調(diào)理模塊包括2路噴油信號調(diào)理單元； 所述噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊包括2路噴油嘴驅(qū)動(dòng)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，其特征在于: 所述行車電腦噴油信號調(diào)理模塊包括4路噴油信號調(diào)理單元； 所述噴油嘴驅(qū)動(dòng)模塊包括4路噴油嘴驅(qū)動(dòng)單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，其特征在于: 所述微控制器采用飛思卡爾的汽車級控制器MC9S08系列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，其特征在于: 所述CPLD邏輯控制模塊采用賽靈思的CPLD器件XC9536。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，其特征在于: 所述寬帶氧傳感器單元采用德國BOSCH公司的CJ125的接口芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，其特征在于: 還包括測試與顯示模塊，用于出廠測試或者安裝調(diào)試時(shí)使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)停缸自控系統(tǒng)，其特征在于: 所述傳感器模塊還包括里程傳感器信號調(diào)理單元、冷卻液溫度傳感器信號調(diào)理單元和節(jié)氣門傳感器信號調(diào)理單元。
【文檔編號】F02D17/02GK103452681SQ201210182818
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月5日
【發(fā)明者】尹邦坤, 石漢青, 趙守仁, 陳方倫, 曹磊 申請人:江蘇超惟科技發(fā)展有限公司