[发明专利]一种压缩空气动力汽车的发动机电控系统

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车发动机控制技术领域，特别涉及一种压缩空气动力汽车的发动机电控系统。

背景技术

随着环境污染、能源危机等全球性问题的日益突出，代用燃料汽车、电动汽车和混合动力汽车等低排放、节能经济型的新能源汽车相继涌现。新能源汽车是指使用非常规车用燃料(或使用常规车用燃料但装载新型动力装置)，具有新技术、新结构和先进技术原理的汽车。其中纯电动汽车(BEV)、混合动力电动汽车(HEV)和燃料电池电动汽车(FCEV)发展前景最为良好，也是目前国家大力推广的主要新能源车型。上述几种新能源汽车有各自突出的优点，同时也有相应的局限。压缩空气动力汽车是利用高压压缩空气在发动机气缸内膨胀做功，推动活塞做功对外输出动力，驱动汽车行驶。不仅压缩空气来源方波，而且还具有结构简单、造价低廉、清洁环保等众多优点，可以实现零排放，是真正的环保型汽车。

喷气压力对气动发动机转速有很大影响，因而需保证喷气压力稳定在合适的值，减少由于压力波动对发动机运行造成的不良影响；同时也需要对发动机运行参数实时监测，以便对喷气定时和喷气量能有效控制，使发动机运行更加稳定。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种压缩空气动力汽车的发动机电控系统，能够实时采集气动发动机各传感器参数，实现对特征参数快速精确的计算，准确控制电磁阀喷气定时和喷气量，并在上位机上对数据进行实时监控。

(二)技术方案

一种压缩空气动力汽车的发动机电控系统，包括信号采集与处理单元、控制器单元、执行单元和CAN接口单元；

所述信号采集与处理单元包括曲轴/凸轮轴位置信号采集与处理部分和油门位置信号采集与处理部分，所述信号采集与处理单元与所述控制器单元相连接，采集的曲轴/凸轮轴位置信号和油门位置信号经处理之后送入所述控制器单元；

所述控制器单元对接收的数据进一步处理，输出分别与所述执行单元和所述CAN接口单元相连接；

所述执行单元与所述控制器单元相连接，接收所述控制器单元的指令，实现对喷气定时和喷气量的准确控制；

所述控制器单元通过所述CAN接口单元接入车载CAN总线，并与上位机进行数据通讯。

进一步的，所述曲轴/凸轮轴位置信号采集与处理部分包括曲轴/凸轮轴位置传感器和数字信号处理电路，其中所述曲轴/凸轮轴位置传感器选用霍尔式传感器。

进一步的，所述油门位置信号采集与处理部分包括油门位置传感器和模拟信号处理电路，其中所述油门位置传感器选用电位式传感器。

进一步的，所述控制器单元选用低功耗8位CMOS微控制器ATmega16。

进一步的，所述执行单元包括功率驱动电路和电磁阀；所述功率驱动电路包括光电耦合器、场效应管、插座、第一二极管、第二二极管和第一～第五电阻，其中所述光电耦合器选用TLP521-1，所述第一二极管为齐纳二极管，所述第二二极管为肖特基二极管；所述电磁阀选用高速电磁阀SP021。

进一步的，所述CAN接口单元包括CAN总线控制器、CAN物理接口芯片、石英晶振、第一和第二电容，其中所述CAN总线控制器选用MCP2515，所述CAN物理接口芯片选用TJA1040。

(三)有益效果

本发明提供了一种压缩空气动力汽车的发动机电控系统，能够准确检测出发动机的不同转速等各参数，执行单元工作可靠，具有良好负载能力，可准确控制电磁阀的喷气定时和喷气量，使发动机运行更加平稳，基于CAN总线建立的通讯平台能够实时监控发动机参数与状态，完成数据传输，其结构简单，成本低廉，系统功耗低，控制精度高，响应快速，稳定性和可靠性好，使用灵活，适应车载发动机实际工作环境，具有良好的可扩展性。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种压缩空气动力汽车的发动机电控系统的结构框图。

图2为本发明所涉及的一种压缩空气动力汽车的发动机电控系统的功率驱动电路原理图。

图3为本发明所涉及的一种压缩空气动力汽车的发动机电控系统的CAN接口单元电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。