基于喷油脉宽测量的汽车发动机油耗测量研究

• 作 者: 徐继勇
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 燃油经济性 虚拟仪器 喷油器动态特性 数据采集 喷油脉宽 汽车发动机

汽车的油耗检测是衡量整车燃料经济性及汽车发动机性能的重要手段,而油耗仪是进行油耗检测的专用仪器,它通过测量发动机消耗一定燃料所需时间或者车辆行驶一定里程所需的燃油量来计算燃油消耗率。基于喷油脉宽测量的汽车发动机油耗测量是关于汽车燃油经济性测量方法的研究,适用于电控汽油发动机的汽车,具有不需要改造原车发动机燃油供给系统,直接采集电信号计算得到汽车百公里油耗的特点。　　
本文分析了汽油发动机电控系统的组成与工作原理,喷油器的结构与原理及控制电路、信号类型和喷油控制策略。提出了基于喷油脉宽测量的油耗测量算法。通过深入研究喷油器的动态喷油特性,利用实验系统对具体车型的喷油器进行动态喷油系数测量,设计信号调理与采集电路,对喷油器的驱动信号进行调理；然后开发单片机系统,由单片机采集计算,再以串行通讯的方式上传给PC机系统。采用虚拟仪器软件LabVIEW为开发平台,在PC机上开发测量系统软件,实现串口信号的接收、数据处理与计算,最后得到发动机的燃油消耗量。根据算法要求,本文采用计算机测试技术开发了一套油耗测量系统。系统采用了上下位机结构:下位机是信号采集器,它是一个单片机系统,以硬件电路为主,主要功能是实现喷油信号的调理、采集、计算和发送。上位机采用PC机,并以虚拟仪器软件LabVIEW为开发平台,开发了一套百公里油耗测量软件。上下位机之间采用USB串行通讯协议进行通讯,USB通讯协议由专门的芯片CH372实现；该系统可以实现喷油脉宽以及汽车百公里油耗的计算与显示,由于直接获得喷油器驱动电信号来进行计算,动态特性好,无滞后现象,测量结果精确。　　
最后,以上海大众PASSAT B5车型进行台架实验,实验台架具有实车的全部结构,因此与在用车测量的效果相同。实验中对发动机的燃油消耗量进行了测量,并将测量结果与实际耗油量进行对比,由此可以计算出燃油消耗量的误差。实际耗油量可以通过量筒直接测量,精度很高。实验结果表明,基于喷油脉宽测量的油耗测量方法可行、有效。