天然气发动机电控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了天然气发动机电控系统，包括发动机状态输入单元、输入信号调理单元、微控制单元、驱动单元和执行单元，通过输入信号调理单元将发动机各项运行数据进行转化后发送至微控制单元，微控制单元发出相应的控制信号通过驱动单元进行转化后发送至执行单元，所有数据和信号转化过程没有失真，转化精度高，既能保证微控制单元获取数据的准确性，有利于微控制单元对驱动模块进行更为精准的控制，又能保证执行单元获取控制信号的准确性，有利于执行单元进行精准的动作，从而实现对发动机空燃比的精确控制，保证发动机运行的安全性能、经济性能和排放性能。

【技术实现步骤摘要】
天然气发动机电控系统
本技术涉及发动机控制系统
，尤其涉及天然气发动机电控系统。
技术介绍
当今世界，能源短缺和生态环境恶化已经成为威胁人类生存和发展的两大难题，而石油作为现今世界最重要的能源，也是当前车辆等动力机械最主要的动力来源，其资源枯竭和环境污染问题也日益显现，一方面，随着全球经济快速发展，石油储量消耗巨大，将石油作为发动机的唯一燃料已经不能满足世界经济发展的需求；另一方面，石油在燃烧过程中排放的碳氢化合物等污染物在直接污染大气的同时，还会通过大气发生化学反应，形成光化学烟雾、酸雨等再次对环境和人类造成危害。在此背景下，寻找石油的替代燃料，开发出以替代燃料为燃料的发动机成为解决当前问题的有效途径。清洁高效的天然气作为发动机的替代燃料受到关注，以天然气为燃料的发动机也日益受到世界各国的重视。发动机作为汽车的心脏，其性能好坏直接影响汽车的动力性能和舒适性，而空燃比是影响天然气发动机动力性能、经济性能和排放性能重要调整参数，要想在保证高效的动力性能前提下，尽量降低发动机油耗和污染物排放，就需要对发动机的空燃比进行精确控制。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种天然气发动机电控系统，确保天然气发动机空燃比控制速度和精度，在保证天然气发动机安全、高效运行的同时，进一步改善发动机排放性能和经济性能。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：天然气发动机电控系统，包括发动机状态输入单元、输入信号调理单元、微控制单元、驱动单元和执行单元，所述发动机状态输入单元与输入信号调理单元电连接，用于获取发动机的运行状态，并将其发送至输入信号调理单元，具体包括转速传感器、上止点传感器、氧传感器、节气门位移传感器、进气歧管温度传感器、进气歧管压力传感器、排气压力传感器、排气温度传感器、润滑油温度传感器；所述输入信号调理单元与微控制单元电连接，用于发动机状态输入单元与微控制单元之间的信号匹配和传输，具体包括电源模块、通讯模块、转速信号调理模块、上止点信号调理模块、电压信号调理模块、电流信号调理模块、电阻信号调理模块和开关量信号调理模块；所述转速信号调理模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第一三极管、第二三极管和第一二极管，转速传感器输出正端经第二电阻连接第一三极管的基极，转速传感器输出负端接地，第二电阻和第三电阻并联后设置于第一三极管的基极与地之间，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极一路经第四电阻连接外部电源正端，另一路连接第二三极管的基极，第二三极管的集电极经第五电阻连接外部电源正端，第二三极管的发射极接地，第一电阻设置于外部电源正端和转速传感器输出正端之间，第六电阻设置于第一三极管的基极和第二三极管的集电极之间，第一二极管的阳极接地，第一二极管阴极一路连接第二三极管的集电极，另一路连接微控制单元输入端；所述上止点信号调理模块包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二电容、第三电容、第二二极管、第一电压比较器和第一反相器，第一电压比较器的输入负端一路经第七电阻连接上止点传感器输出端，一路经第八电阻连接外部电源正端，还有一路经第二电容接地，第一电压比较器输入的正端一路经第九电阻连接外部电源正端，另一路经第十电阻接地，第二二极管的阴极连接第一电压比较器的负端，阳极接地，第一电压比较器的输出端一路经第十一电阻连接外部电源正端，另一路连接第一反相器输入端，第一反相器输出端连接微控制单元输入端，第三电容设置于第一电压比较器的两个电源端之间；所述电压信号调理模块包括第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第三二极管和第二电压比较器，第二电压比较器的输入正端一路经第十二电阻连接电压传感器的输出端，一路经第四电容接地，还有一路经第十三电阻连接外部电源正端，第二电压比较器的输入负端连接第二电压比较器的输出端，第二电压比较器的输出端经第十四电阻后一路经第三二极管连接外部电源正端，一路经第六电容接地，还有一路连接微控制单元，第五电容设置于第二电压比较器的两个电源端之间；所述电流信号调理模块包括第十五电阻、第十六电阻、第七电容、第八电容、第四二极管和第三电压比较器，第三电压比较器的输入正端一路连接电流传感器，另一路经第十五电阻接地，第三电压比较器的输入负端连接第三电压比较器的输出端，第三电压比较器的输出端经第十六电阻后一路经第四二极管连接外部电源正端，一路经第八电容接地，还有一路连接微控制单元，第七电容设置于电压比较器的两个电源端之间；所述电阻信号调理模块包括第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第四电压比较器和第五电压比较器，第十七电阻和第十九电阻串联后设置于外部电源正端和地之间，第十七电阻和第十九电阻的公共端经第二十电阻连接第四电压比较器的输入正端，第四电压比较器的输入负端经第二十一电阻后一路经第十电容连接第四点压比较器的输入正端，另一路接地，电阻传感器输出端一路经第二十二电阻连接第五电压比较器的输入正端，另一路依次经第十八电阻和第九电容接地，第十八电阻和第九电容公共端连接外部电源正端，第四电压比较器的输出端一路经第二十三电阻连接第四电压比较器的输入负端，另一路经第二十四电阻连接第五电压比较器的输入负端，第五电压比较器的输入正端经第十一电容接地，第五电压比较器的输入负端经第二十五电阻连接第五电压比较器的输出端，第五电压比较器的输出端经第二十六电阻后一路经第十二电容接地，另一路连接微控制单元；所述开关量信号调理模块包括第二十七电阻、第二十八电阻、第五二极管、第六二极管、第一稳压二极管、光电耦合器和第二反相器，外部电源正端依次经第二十七电阻、第五二极管、第一稳压二极管和第六二极管连接光电耦合器输入正端，第五二极管的阳极连接第二十七电阻，第五二极管的阴极连接第一稳压二极管的阴极，第一稳压二极管的阳极连接第六二极管的阳极，开关量传感器输出端连接光电耦合器输入负端，第十三电容设置于第五二极管的阳极和光电耦合器输入负端之间，光电耦合器的输出正端一路经第二十八电阻连接外部电源，另一路连接第二反相器输入端，第二反相器输出端连接微控制单元；所述微控制单元与驱动单元电连接，用于根据发动机状态输入单元获取的发动机运行状态控制驱动单元动作；所述驱动单元与执行单元电连接，用于将微控制单元与执行单元之间的信号匹配和传输，具体包括燃气喷射阀驱动模块、电子节气门驱动模块和点火线圈驱动模块；所述执行单元用于引入具有特定空燃比的天然气和空气，并将其点燃，具体包括燃气喷射阀、电子节气门和点火线圈。特别地，所述燃气喷射阀驱动模块包括第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第十四电容、第十五电容、第七二极管、第三三极管、第一场效应管和半桥栅极驱动器，半桥栅极驱动器的VDD管脚一路经第十四电容接地，一路连接外部电源正端，还有一路经第七二极管连接半桥栅极驱动器的HB管脚，半桥栅极驱动器的IN管脚经第二十九电阻连接微控制单元，半桥栅极驱动器的EN管脚经第三十电阻连接微控制单元，半桥栅极驱动器的HB管脚连接第七二极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.天然气发动机电控系统，其特征在于，包括发动机状态输入单元、输入信号调理单元、微控制单元、驱动单元和执行单元，所述发动机状态输入单元与输入信号调理单元电连接，用于获取发动机的运行状态，并将其发送至输入信号调理单元，具体包括转速传感器、上止点传感器、氧传感器、节气门位移传感器、进气歧管温度传感器、进气歧管压力传感器、排气压力传感器、排气温度传感器、润滑油温度传感器；所述输入信号调理单元与微控制单元电连接，用于发动机状态输入单元与微控制单元之间的信号匹配和传输，具体包括电源模块、通讯模块、转速信号调理模块、上止点信号调理模块、电压信号调理模块、电流信号调理模块、电阻信号调理模块和开关量信号调理模块；所述转速信号调理模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第一三极管、第二三极管和第一二极管，转速传感器输出正端经第二电阻连接第一三极管的基极，转速传感器输出负端接地，第二电阻和第三电阻并联后设置于第一三极管的基极与地之间，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极一路经第四电阻连接外部电源正端，另一路连接第二三极管的基极，第二三极管的集电极经第五电阻连接外部电源正端，第二三极管的发射极接地，第一电阻设置于外部电源正端和转速传感器输出正端之间，第六电阻设置于第一三极管的基极和第二三极管的集电极之间，第一二极管的阳极接地，第一二极管阴极一路连接第二三极管的集电极，另一路连接微控制单元输入端；所述上止点信号调理模块包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二电容、第三电容、第二二极管、第一电压比较器和第一反相器，第一电压比较器的输入负端一路经第七电阻连接上止点传感器输出端，一路经第八电阻连接外部电源正端，还有一路经第二电容接地，第一电压比较器输入的正端一路经第九电阻连接外部电源正端，另一路经第十电阻接地，第二二极管的阴极连接第一电压比较器的负端，阳极接地，第一电压比较器的输出端一路经第十一电阻连接外部电源正端，另一路连接第一反相器输入端，第一反相器输出端连接微控制单元输入端，第三电容设置于第一电压比较器的两个电源端之间；所述电压信号调理模块包括第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第三二极管和第二电压比较器，第二电压比较器的输入正端一路经第十二电阻连接电压传感器的输出端，一路经第四电容接地，还有一路经第十三电阻连接外部电源正端，第二电压比较器的输入负端连接第二电压比较器的输出端，第二电压比较器的输出端经第十四电阻后一路经第三二极管连接外部电源正端，一路经第六电容接地，还有一路连接微控制单元，第五电容设置于第二电压比较器的两个电源端之间；所述电流信号调理模块包括第十五电阻、第十六电阻、第七电容、第八电容、第四二极管和第三电压比较器，第三电压比较器的输入正端一路连接电流传感器，另一路经第十五电阻接地，第三电压比较器的输入负端连接第三电压比较器的输出端，第三电压比较器的输出端经第十六电阻后一路经第四二极管连接外部电源正端，一路经第八电容接地，还有一路连接微控制单元，第七电容设置于电压比较器的两个电源端之间；所述电阻信号调理模块包括第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第四电压比较器和第五电压比较器，第十七电阻和第十九电阻串联后设置于外部电源正端和地之间，第十七电阻和第十九电阻的公共端经第二十电阻连接第四电压比较器的输入正端，第四电压比较器的输入负端经第二十一电阻后一路经第十电容连接第四点压比较器的输入正端，另一路接地，电阻传感器输出端一路经第二十二电阻连接第五电压比较器的输入正端，另一路依次经第十八电阻和第九电容接地，第十八电阻和第九电容公共端连接外部电源正端，第四电压比较器的输出端一路经第二十三电阻连接第四电压比较器的输入负端，另一路经第二十四电阻连接第五电压比较器的输入负端，第五电压比较器的输入正端经第十一电容接地，第五电压比较器的输入负端经第二十五电阻连接第五电压比较器的输出端，第五电压比较器的输出端经第二十六电阻后一路经第十二电容接地，另一路连接微控制单元；所述开关量信号调理模块包括第二十七电阻、第二十八电阻、第五二极管、第六二极管、第一稳压二极管、光电耦合器和第二反相器，外部电源正端依次经第二十七电阻、第五二极管、第一稳压二极管和第六二极管连接光电耦合器输入正端，第五二极管的阳极连接第二十七电阻，第五二极管的阴极连接第一稳压二极管的阴极，第一稳压二极管的阳极连接第六二极管的阳极，开关量传感器输出端连接光电耦合器输入负端，第十三电容设置于第五二极管的阳极和光电耦合器输入负端之间，光电耦合器的输出正端一路经第二十八电阻连接外...

【技术特征摘要】
1.天然气发动机电控系统，其特征在于，包括发动机状态输入单元、输入信号调理单元、微控制单元、驱动单元和执行单元，所述发动机状态输入单元与输入信号调理单元电连接，用于获取发动机的运行状态，并将其发送至输入信号调理单元，具体包括转速传感器、上止点传感器、氧传感器、节气门位移传感器、进气歧管温度传感器、进气歧管压力传感器、排气压力传感器、排气温度传感器、润滑油温度传感器；所述输入信号调理单元与微控制单元电连接，用于发动机状态输入单元与微控制单元之间的信号匹配和传输，具体包括电源模块、通讯模块、转速信号调理模块、上止点信号调理模块、电压信号调理模块、电流信号调理模块、电阻信号调理模块和开关量信号调理模块；所述转速信号调理模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第一三极管、第二三极管和第一二极管，转速传感器输出正端经第二电阻连接第一三极管的基极，转速传感器输出负端接地，第二电阻和第三电阻并联后设置于第一三极管的基极与地之间，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极一路经第四电阻连接外部电源正端，另一路连接第二三极管的基极，第二三极管的集电极经第五电阻连接外部电源正端，第二三极管的发射极接地，第一电阻设置于外部电源正端和转速传感器输出正端之间，第六电阻设置于第一三极管的基极和第二三极管的集电极之间，第一二极管的阳极接地，第一二极管阴极一路连接第二三极管的集电极，另一路连接微控制单元输入端；所述上止点信号调理模块包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二电容、第三电容、第二二极管、第一电压比较器和第一反相器，第一电压比较器的输入负端一路经第七电阻连接上止点传感器输出端，一路经第八电阻连接外部电源正端，还有一路经第二电容接地，第一电压比较器输入的正端一路经第九电阻连接外部电源正端，另一路经第十电阻接地，第二二极管的阴极连接第一电压比较器的负端，阳极接地，第一电压比较器的输出端一路经第十一电阻连接外部电源正端，另一路连接第一反相器输入端，第一反相器输出端连接微控制单元输入端，第三电容设置于第一电压比较器的两个电源端之间；所述电压信号调理模块包括第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第三二极管和第二电压比较器，第二电压比较器的输入正端一路经第十二电阻连接电压传感器的输出端，一路经第四电容接地，还有一路经第十三电阻连接外部电源正端，第二电压比较器的输入负端连接第二电压比较器的输出端，第二电压比较器的输出端经第十四电阻后一路经第三二极管连接外部电源正端，一路经第六电容接地，还有一路连接微控制单元，第五电容设置于第二电压比较器的两个电源端之间；所述电流信号调理模块包括第十五电阻、第十六电阻、第七电容、第八电容、第四二极管和第三电压比较器，第三电压比较器的输入正端一路连接电流传感器，另一路经第十五电阻接地，第三电压比较器的输入负端连接第三电压比较器的输出端，第三电压比较器的输出端经第十六电阻后一路经第四二极管连接外部电源正端，一路经第八电容接地，还有一路连接微控制单元，第七电容设置于电压比较器的两个电源端之间；所述电阻信号调理模块包括第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第四电压比较器和第五电压比较器，第十七电阻和第十九电阻串联后设置于外部电源正端和地之间，第十七电阻和第十九电阻的公共端经第二十电阻连接第四电压比较器的输入正端，第四电压比较器的输入负端经第二十一电阻后一路经第十电容连接第四点压比较器的输入正端，另一路接地，电阻传感器输出端一路经第二十二电阻连接第五电压比较器的输入正端，另一路依次经第十八电阻和第九电容接地，第十八电阻和第九电容公共端连接外部电源正端，第四电压比较器的输出端一路经第二十三电阻连接第四电压比较器的输入负端，另一路经第二十四电阻连接第五电压比较器的输入负端，第五电压比较器的输入正端经第十一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄琪惠，
申请(专利权)人：成都熠辉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51