一种多燃料无刷泵流量控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及汽车控制，具体属于一种多燃料无刷泵流量控制系统及其控制方法。

背景技术：

1、汽车作为一种最常用的代步工具，是人们生活中不可或缺的一部分，然而，随着汽车保有量的不断增加，汽车对燃油的消耗也日益增加。目前，燃油资源较为有限，汽油替代燃料，如甲醇、甲醇汽油、乙醇,乙醇汽油、人造混合燃料等的开发和应用上，是国家所采取的战略措施之一。但不同燃料的热值不同，汽油热值44000 kj/kg，乙醇热值26796kj/kg，甲醇热值19464kj/kg，即燃烧一公斤的甲醇产生的热能仅为燃料乙醇的72.76%，为无铅汽油的44.32%。在同样进气量的条件下，汽油喷1份，则甲醇需要约2份，乙醇需要约1.5份才能保证发动机正常工作。但现如今普通汽车的发动机大多是汽油发动机，油泵的输出流量为固定流量，不能自动匹配多种种燃料所需流量，导致使用热值较低的燃料时，发动机供油量不足，无法正常使用。现有技术中，通过调整喷油嘴的喷油时间来调整喷油量，保证发动机正常工作，但在实际使用过程中，热值较低的燃料动力明显不足。且汽车在不同的工作情况下所需燃油量不同，如果单纯增大汽车流量使油泵持续地为发动机提供最大流量的燃油以适应所有工况和燃油类型，汽车噪音增大且往往使得大部分燃油再度流回到油箱中，导致燃油分子活跃性加大，造成油泵做无用功，间接加快了燃油的消耗。

技术实现思路

1、本发明的目的即在于提供一种多燃料无刷泵流量控制系统及其控制方法，能够根据不同燃料不同工况自动调整无刷泵流量，以达到提高低热值燃油车动力，节约燃油的目的。

2、本发明所提供的一种多燃料无刷泵流量控制系统，其特征在于，包括中心处理单元以及与其相连接的信号采集单元、电机驱动单元，以及工作模式选择模块、显示模块，其中，电机驱动单元与无刷泵连接；信号采集单元用于采集发动机水温信号、节气门开度信号、启动信号；中心处理单元中设置有pwm脉宽调制的处理机制。

3、进一步的，工作模式选择模块通过按键信息实现工作模式转换，包括汽油模式、醇类模式、自定义模式，汽油模式为汽车使用汽油作为燃料状态下的工作模式，甲醇模式为汽车使用甲醇燃料状态下的工作模式，自定义模式为使用非汽油、非甲醇状态下的工作模式。

4、本发明所提供的一种多燃料无刷泵流量控制系统的控制方法，其特征在于，通过在不同的工作模式下，设置pwm脉宽调制的基准占空比，采集发动机水温信号、节气门信号、启动信号的信号量，通过pwm脉宽调制的处理机制，计算pwm脉宽调制的占空比修正量，由占空比修正量修正pwm脉宽调制的基准占空比作为最终的pwm脉宽调制的pwm占空比输出值，进而实现无刷泵的流量在不同燃料不同工况的自动调整。

5、进一步的，pwm脉宽调制的处理机制的实现过程包括以下步骤：

6、a：系统初始化设置，包括发动机水温信号、节气门信号、启动信号的初始化设置；

7、b：检测工作模式选择模块所选取的工作模式状态，设置pwm脉宽调制的基准占空比；

8、c：通过发动机转速信号输入端获取发动机转速，当发动机转速>0时，执行下一步,否则等待；

9、d：通过发动机水温信号输入端获取发动机水温温度，设置pwm脉宽调制的暖机修正量；

10、e：通过节气门开度输入端获取节气门开度信号，设置pwm脉宽调制的最大负荷pwm占空比修正量；

11、f：计算pwm脉宽调制的pwm占空比输出值，pwm占空比输出值=基准占空比+暖机pwm占空比修正量+最大负荷pwm占空比修正量；

12、g：显示模块显示信息，包括发动机转速信息、发动机水温温度、工作模式、pwm脉宽调制的pwm占空比输出值，返回步骤b，重复上述过程。

13、进一步的，不同工作模式状态下的pwm脉宽调制的基准占空比的设定如下：

14、1）汽油模式，pwm脉宽调制的基准占空比为30%-40%；

15、2）醇类模式，pwm脉宽调制的基准占空比为40%-45%；

16、3）自定义模式，检测按键输入值，按键输入值>55%，显示模块提示“输入值过大，请重新输入”；按键输入值<30%时，显示模块提示“输入值过小，请重新输入”；30%≤按键输入值≤55%时，根据按键输入值设定pwm脉宽调制的基准占空比。

17、进一步的，不同发动机水温温度状态下的暖机pwm占空比修正量的设定如下：

18、1）当-40≤发动机水温温度≤-20度时，暖机pwm占空比修正量为7%-10%；

19、2）当-20<发动机水温温度≤0度时，暖机pwm占空比修正量为4%-6%；

20、3）当0<发动机水温温度≤40度时，暖机pwm占空比修正量为1%-3%；

21、4）当发动机水温温度>40度时，暖机pwm占空比修正量为0%。

22、进一步的，不同节气门开度状态下的最大负荷pwm占空比修正量的设定如下：

23、1）当1≤节气门开度≤20度时，最大负荷pwm占空比修正量为10%-15%；

24、2）当20<节气门开度≤40度时，最大负荷pwm占空比修正量为16%-20%；

25、3）当40<节气门开度≤60度时，最大负荷pwm占空比修正量为21%-25%；

26、4）当60<节气门开度≤80度时，最大负荷pwm占空比修正量为26%-30%；

27、5）当80<节气门开度≤100度时，最大负荷pwm占空比修正量为31%-35%。

28、进一步的，中心处理单元包括控制芯片以及外围控制电路，其中，

29、控制芯片的引脚设置如下：

30、引脚2，用于外部传感器5v电源；

31、引脚4，模拟地；

32、引脚5，信号输入地；

33、引脚8，外部控制信号输入；

34、引脚11，调试接口；

35、引脚13，地；

36、引脚14，调试接口；

37、引脚15，时钟输出；

38、引脚16，w相位输入；

39、引脚17，v相位输入；

40、引脚18，u相位输入；

41、引脚23，io输入；

42、引脚24，电机相位w输入；

43、引脚25，第三驱动控制输出；

44、引脚26，第三模拟信号输入；

45、引脚27，第三驱动控制回路输出；

46、引脚28，第二驱动控制回路输出；

47、引脚29，第二模拟信号输入；

48、引脚30，第二驱动控制输出；

49、引脚31，电机相位v输入；

50、引脚33，电机相位u输入；

51、引脚34，第一驱动控制输出；

52、引脚35，第一模拟信号输入；

53、引脚36，第一驱动控制回路输出；

54、引脚37，电机相位换向输入；

55、引脚38，12v参考电压；

56、引脚41，高侧电流感应地；

57、引脚42，低侧电流感应地；

58、引脚43，电源；

59、引脚45，调节器输出；

60、引脚46，外部电压调节；

61、引脚47，调节器输出5v；

62、引脚48，复位；

63、外围控制电路包括第一二极管~第八二极管，第一电阻~第十电阻，第一电容~第十二电容，以及控制信号输入端；

64、具体电路连接关系如下：

65、引脚43与第一电容、第二电容的一端连接，所述的第一电容、第二电容的另一端接地；第三电容与第五电容连接，第四电容与第六电容连接，且第三电容与第五电容的连接端、第四电容与第六电容连接端接地，引脚45与第六电容的一端连接，引脚48与第五电容的一端连接，引脚46与引脚47的连接端与第三电容、第四电容的连接端连接，所述的引脚43还通过第一二极管与电源vcc连接；

66、引脚2连接第一电阻，引脚23连接第二电阻，所述的第二电阻一端连接第一电阻，另一端接地；

67、引脚14、引脚11、引脚13、引脚5接地；

68、引脚8与第四电阻、第七电容的连接端连接；

69、外部的控制信号与第四电阻、第三电阻的连接端连接；

70、第三电阻与第七电容的连接端接地；

71、引脚15通过第八电容、第二二极管与电源vcc连接；

72、引脚38与第三二极管、第四二极管、第五二极管连接，第三二极管连接第九电容、第四二极管连接第十一电容、第五二极管连接第十二电容，第九电容、第十一电容、第十二电容分别接入电机相位u输入、电机相位v输入、电机相位w输入；

73、引脚33与引脚18的连接端通过第五电阻与引脚34连接；

74、引脚31与引脚17的连接端通过第六电阻与引脚30连接；

75、引脚24与引脚16的连接端通过第七电阻与引脚25连接；

76、所述的第五电阻、第六电阻、第七电阻分别通过第六二极管、第七二极管、第八二极管接地；

77、引脚41、引脚42、引脚4接地；

78、引脚37连接第八电阻、第九电阻、第十电阻，第八电阻、第九电阻、第十电阻分别接入电机相位u输入、电机相位v输入、电机相位w输入；

79、所述的电机相位u输入、电机相位v输入、电机相位w输入电路接入驱动单元。

80、进一步的，驱动单元包括驱动电路，用于实现电机驱动的输出，包括第一电机驱动输出、第二电机驱动输出以及第三电机驱动输出，中心处理单元的电机相位u输入、电机相位v输入、电机相位w输入分别连接至第一电机驱动输出、第二电机驱动输出以及第三电机驱动输出；所述的驱动电路包括第一场效应管~第六场效应管，第十一电阻~第十六电阻，第十三电容~第十八电容，第九二极管~第十四二极管，其中，第一电机驱动输出的驱动电路的电路连接关系为：

81、第十三电容与第九二极管的连接点，一端与第十一电阻连接，一端与第一场效应管的栅极连接，所述的第一场效应管的漏极与一电源vcc连接，第十一电阻与第一驱动控制输出相连接；第十三电容的一端与另一电源vcc连接，第九二极管的一端与第一场效应管的源极的连接点的一端作为第一电机驱动输出，另一端与第二场效应管的漏极连接；

82、第十二极管与第十四电容连接，第十二极管与第十四电容一连接点的一端与第二场效应管的栅极连接，另一端与第十二电阻连接，所述的第十二电阻的一端与第一驱动控制回路输出连接；第十二极管与第十四电容的另一连接点接地，第二场效应管的源极接地；

83、第二电机驱动输出、第三电机驱动输出的驱动电路的电路原理同第一电机驱动输出的驱动电路的电路连接关系。

84、本发明所提供的一种多燃料无刷泵流量控制系统及其控制方法，能够根据不同热值燃料设定不同的pwm占空比，从而调整无刷泵流量，在使用低热值燃料时调高无刷泵流量，有效提高低热值燃油车的动力，并通过分析发动机转速、发动机水温温度、节气门开度等信号自动调整pwm占空比，以适应不同工况，保证不通工况下的发动机燃油需求。综上所述，本发明能够根据不同燃料不同工况自动调整无刷泵流量，具有提高低热值燃油车动力以及节约燃油的积极效果。