天然气发动机电控系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种天然气发动机电控系统，该系统主要运用于汽车上，汽车通过该系统实现对天然气、空气输入缸内量以及点火的控制，使得本实用新型专利技术能够精密、准确地在不同车速下，往气缸内注入特定量的天然气和空气，使得天然气能够充分燃烧，避免不充分燃烧，减少对天然气的浪费。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发动机控制系统，特别涉及一种能够节约天然气的天然气发动机电控系统。
技术介绍
目前市面上较为常见的汽车等机动车辆多使用的是燃油机，而燃油机在燃烧汽油时，会产生大气污染，加上燃油价格不断上涨，机动车使用燃油，必然使成本增加。从环保和节能的角度来考虑，目前市面上出现了电动汽车，但是电动汽车存在一个动力不强的问题，在爬坡时会比较吃力，在高速公路上难以达到较高速度。对于天然气机动车，市面上多采用的是同时支持燃烧天然气和燃油的发动机，单独采用天然气的机动车较少。而且如何精确控制天然气以及空气的进气量，减少天然气的浪费，提升天然气机动车的运行距离，也是本技术所需要解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于汽车的天然气发电机电控系统。为解决上述技术问题，本技术提供了一种天然气发动机电控系统，包括电源系统、控制系统、信号处理系统、检测系统、喷气系统、点火系统、流量控制系统，其中:电源系统用于给控制系统、信号处理系统、检测系统、信号处理系统、喷气系统、点火系统、流量控制系统供电，检测系统与信号处理系统相连接，控制系统分别与信号处理系统、喷气系统、点火系统、流量控制系统相连接；检测系统包括节气门位置传感器、空气流量传感器和转速检测组件，节气门位置传感器、空气流量传感器和转速检测组件分别与信号处理系统连接；控制系统用于:接收信号处理系统处理后的检测系统反馈的信号数据；控制节气门位置，以调整天然气进入口以及空气进入口大小；控制喷气系统将天然气和空气喷入气缸中；控制点火系统点火。作为优选的，转速检测组件包括凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器；凸轮轴位置传感器与所述曲轴位置传感器分别用于检测天然气发动机的凸轮轴与曲轴的位置，并将凸轮轴与曲轴的位置信息反馈给控制系统。作为优选的，检测系统还包括用于检测喷气系统喷出空气中氧气含量的氧传感器、用于检测天然气温度的温度传感器、用于检测天然气压力的气压传感器和/或用于检测蓄电池电压的电压传感器；氧传感器、温度传感器、气压传感器和/或电压传感器分别与信号处理系统相连接。进一步的，信号处理系统包括模拟信号电路、A/D转换电路、第一放大电路和数字信号电路；模拟信号电路的输入端分别与节气门位置传感器、空气流量传感器、氧传感器、温度传感器、电压传感器相连接，输出端与第一放大电路、A/D转换电路、控制系统依次连接；数字信号电路的输入端与转速检测组件相连接，输出端与控制系统相连接。作为优选的，喷气系统包括反相器、光电親合器、喷气阀电磁线圈、喷气阀柱塞以及用于作为峰值脉冲电压的放电回路的二极管；控制系统的输出端串联两个反相器，连接至光电耦合器的输入端，光电耦合器的输出端连接至喷气阀电磁线圈，二极管与喷气阀电磁线圈并联连接，二极管的负极连接电源系统，喷气阀电磁线圈与光电耦合器相连接。进一步的，二极管与电阻R4串联后与喷气阀电磁线圈并联。作为优选的，点火系统包括三极管开关电路、点火线圈和火花塞；控制系统的输出端连接至三极管开关中三极管的基极，三极管开关中三级管的集电极连接点火线圈；点火线圈升压时，控制火花塞点火。作为优选的，流量控制系统包括电位器，节气门位置传感器与电位器相连接；电位器用于通过电阻值的变化实现节气门开闭状态的监测。作为优选的，信号处理系统包括转速信号处理回路；转速信号处理回路包括滤波电路、整形电路和第二放大电路；转速检测组件依次与滤波电路、整形电路和第二放大电路相连接，并将第二放大电路的输出端连接至汽车的电子控制单元。作为优选的，流量控制系统包括电桥和集成运算放大器；空气流量传感器连接电桥，集成运算放大器与电桥相连接，集成运算放大器用于控制通过空气流量传感器的电流，使电桥平衡。本技术提供的天然气发动机电控系统具有以下优点:1、能够控制点火时序，减少能量的损失；2、控制天然气发动机中燃气与空气有效地混合，尽量达到最佳空燃比。【附图说明】图1为本技术的总体结构框图。图2为本技术的点火时序的控制原理图。图3为本技术的曲轴位置信号输入捕捉中断服务程序流程图。图4为本技术的输出比较中断服务程序流程图。图5为本技术的A/D转换电路的电路图。图6为本技术的数字信号电路的电路图。图7为本技术的喷气系统的电路图。图8为本技术的节气门电路的电路图。图9为本技术的转速信号处理回路的电路图。图10为本技术的流量控制系统的电路图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的各实施方式进行详细的阐述。本技术的实施方式涉及一种天然气发动机电控系统，如图1所示，包括电源系统、控制系统、信号处理系统、检测系统、喷气系统、点火系统、流量控制系统，其中:电源系统用于给控制系统、信号处理系统、检测系统、信号处理系统、喷气系统、点火系统、流量控制系统供电，检测系统与信号处理系统相连接，控制系统分别与信号处理系统、喷气系统、点火系统、流量控制系统相连接；检测系统包括节气门位置传感器、空气流量传感器和转速检测组件，节气门位置传感器、空气流量传感器和转速检测组件分别与信号处理系统连接；控制系统用于:接收信号处理系统处理后的信号数据；控制节气门位置，以调整天然气进入口以及空气进入口大小；控制喷气系统将天然气和空气喷入气缸中；控制点火系统点火。在本实施例中，天然气发动机电动系统的主要工作步骤如下:1、气门位置传感器对气门的开口大小进行检测，空气流量传感器对空气进气口检测进入缸内的空气量，曲轴位置传感器对车速进行检测，凸轮轴位置传感器对气缸的位置进行检测，并将检测的结果反馈给控制系统；2、控制系统根据当前车速计算需要燃烧天然气的量，并根据需要燃烧天然气的量、进气口开口大小以及空气的量计算出进气时长，同时根据凸轮轴位置传感器确定往气缸内充入气体的时间；3、控制系统控制喷气系统将空气和天然气喷入气缸中；4、控制系统控制点火系统点火。其中，该点火系统能够通过控制点火提前角。初级线圈的断电时刻为气缸压缩上止点前的规定点火提前角处，而充电时刻则在该断电时刻之前，这两个时刻之间的时间间隔即为初级线圈充电时间。当点火线圈的初级电路被接通后，其初级电流按指数规律增长，只有充电时间达到一定值时，初级线圈电流才可能达到饱和。如果充电时间过长，点火线圈会发热以致烧坏。因此，要控制一个最佳接通时间，应兼顾上述两个方面。另外，蓄电池电压对初级线圈电流的变化影响较大，应根据蓄电池电压值对点火初级线圈的充电时间进行修正，在蓄电池电压降低时加大充电时间，保证足够的点火能量，反之则减小充电时间。点火初级线圈的充电电时间计算公式如下:点火初级线圈的充电时间=稳态初级线圈充电时间+蓄电池电压值对点火初级线圈的充电时间的修正量式中的稳态初级线圈充电时间，可以根据转速计算得到。如图2所示，Θ I为点火提前角，Θ 2为点火初级线圈的充电时间对应的曲轴转角，Θ 3为前一缸上止点到本缸点火初级线圈充电时刻所经过的曲轴转角，称为气缸点火延迟转角。将转过Θ 1、Θ 2和Θ 3曲轴转角所需的时间分别用变量T θ 1、Τ Θ 2和T Θ 3表示，当出现第N缸上止点时，经过T Θ 3后为第Ν+1缸的点火初级线圈充电时刻，再经过T Θ 2点火初级线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气发动机电控系统，其特征在于，包括电源系统、控制系统、信号处理系统、检测系统、喷气系统、点火系统、流量控制系统，其中：所述电源系统用于给所述控制系统、信号处理系统、检测系统、信号处理系统、喷气系统、点火系统、流量控制系统供电，所述检测系统与所述信号处理系统相连接，所述控制系统分别与所述信号处理系统、喷气系统、点火系统、流量控制系统相连接；所述检测系统包括节气门位置传感器、空气流量传感器和转速检测组件，所述节气门位置传感器、空气流量传感器和转速检测组件分别与所述信号处理系统连接；所述控制系统用于：接收所述信号处理系统处理后的所述检测系统反馈的信号数据；控制节气门位置，以调整天然气进入口以及空气进入口大小；控制所述喷气系统将天然气和空气喷入气缸中；控制所述点火系统点火。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王益，徐进，朱汉敏，
申请(专利权)人：苏州经贸职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32