專利名稱：一種智能噴射系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，涉及的是在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上完成不同燃料燃燒的 智能燃料噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
智能發(fā)動(dòng)機(jī)(Smart Engine)是目前學(xué)術(shù)界提出的針對(duì)替代能源在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用的一種 構(gòu)想，即在同一種發(fā)動(dòng)機(jī)上使用不同燃料燃燒，以促進(jìn)替代能源的發(fā)展。該構(gòu)想只是極少數(shù) 科學(xué)家在概念上提出的，對(duì)其所具備的功能還未形成具體、完善、統(tǒng)一的描述。智能燃料噴 射系統(tǒng)是Smart Engine的核心功能部件之一，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)該方面的研究仍停留在不改變?cè)?有的發(fā)動(dòng)機(jī)上噴射裝置的前提下進(jìn)行兩種燃料的摻混。例如在汽油機(jī)上實(shí)現(xiàn)汽油和乙醇汽油 混合燃料的使用，或者將傳統(tǒng)汽油機(jī)改造為氫氣/天然氣(CNG)/液化石油氣(LPG)和汽油的雙 燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，以及乙醚或生物柴油與柴油混合在柴油機(jī)上使用等等。陳昊等在"汽油-天然 氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能研究"(《上海汽車》，2008.1，) 通過(guò)采用了調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力信號(hào)傳感器 壓力幅值比例來(lái)模擬雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)摻燒比例。在不同摻燒比例的情況下，研究了雙燃料發(fā)動(dòng) 機(jī)的動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能和排放性能。只是簡(jiǎn)單的把汽油汽化后與天然氣混合于進(jìn)氣道噴射， 沒(méi)有針對(duì)不同燃料不同的理化特性，設(shè)定相應(yīng)的噴油壓力和噴油時(shí)刻，導(dǎo)致不同燃料的混合 使用效果不是最優(yōu)化，并且不支持使用多種燃料的噴射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種智能噴射系統(tǒng)及方法，其可以根據(jù)不同燃料的特性實(shí)現(xiàn)不同 燃料噴射時(shí)采用不同的噴射時(shí)間、壓力等各參數(shù)。 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是
一種智能噴射系統(tǒng)，其根據(jù)不同燃料特性實(shí)現(xiàn)不同燃料噴射時(shí)采用不同的噴射參數(shù)。 其包括一個(gè)主燃料箱，至少一個(gè)輔燃料箱，主燃料箱與輔燃料箱的箱底設(shè)有壓力傳感器， 主燃料箱與輔燃料箱之間連通通過(guò)閥門(mén)控制且通過(guò)輔燃料箱油泵向主燃料箱供燃料，主燃料 箱依次連接主燃料箱油泵、高壓油泵、噴油器進(jìn)行燃料噴射，其還包括電子控制單元，電子 控制單元接收壓力傳感器的信號(hào)進(jìn)而對(duì)噴油器、高壓油泵、主燃料箱油泵、輔燃料箱油泵、
3閥門(mén)控制啟閉及設(shè)定相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行燃料的噴射及加注。
所述噴射系統(tǒng)還包括無(wú)線通信系統(tǒng)，其在加油站加注燃料時(shí)，加油站同時(shí)將該加注的燃 料的種類和等級(jí)信息通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送給噴射系統(tǒng)。
其輔燃料箱的加注口蓋內(nèi)部安裝有傳感器，感應(yīng)對(duì)輔燃料箱加注燃料進(jìn)而控制無(wú)線通信 系統(tǒng)開(kāi)啟。
所述電子控制單元包括信號(hào)接收模塊、信號(hào)識(shí)別模塊、信號(hào)處理模塊、信號(hào)輸出模塊、 信號(hào)存儲(chǔ)模塊，信號(hào)接收模塊接收壓力傳感器的信號(hào)，信號(hào)識(shí)別模式將該信號(hào)與信息存儲(chǔ)模 塊的存儲(chǔ)信息進(jìn)行對(duì)比確定相應(yīng)信息，并由信號(hào)處理模塊對(duì)此處理發(fā)出指令，由信號(hào)輸出模 塊發(fā)送指令。
所述電子控制單元還可以存儲(chǔ)輔燃料箱中燃料的相應(yīng)信息，主燃料箱從輔燃料箱導(dǎo)入燃 料并噴射時(shí)，電子控制單元調(diào)出該燃料相應(yīng)信息控制高壓油泵、噴射器的噴射設(shè)定參數(shù)。
所述電子控制單元中輔燃料箱中燃料的相應(yīng)信息，通過(guò)對(duì)其加注燃料時(shí)由無(wú)線通信系統(tǒng) 發(fā)送至電子控制單元。
一種智能噴射方法，加油站每種燃油加注控制電腦都存儲(chǔ)有該燃料的種類和等級(jí)信息， 在汽車加油過(guò)程中通過(guò)藍(lán)牙通訊的方式獲得加油站的加注燃油信息，同時(shí)在電子控制單元中 已存入輔助油箱中燃油的類型和配比信息，當(dāng)輔助油箱中的燃油進(jìn)入主油箱后，電子控制單 元調(diào)用該燃油類型和配比信息，并將與之相對(duì)應(yīng)的控制策略發(fā)送給各個(gè)部件。
由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)本發(fā)明提供的智能燃料噴射系統(tǒng)，P」—以根 據(jù)不同燃料類型、不同燃燒模式自動(dòng)改變噴射壓力和噴射規(guī)律等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高效率低 排放運(yùn)行。其次，通過(guò)Smart Engine各系統(tǒng)的配合，智能噴射器能夠滿足目前多種節(jié)能環(huán)保 型燃燒方式的要求，如均質(zhì)預(yù)混合燃燒，HCCI， FSI等。


圖1是智能燃料噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是ECU結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是加油站與智能燃料箱通訊信息流程圖。
1為主燃料箱油泵、2為主燃料箱、3為主燃料箱壓力傳感器、4為輔燃料箱壓力傳感器、 5為輔燃料箱、6為輔燃料箱油泵、7為控制電磁閥、8為ECU、 9為高壓油泵、10為噴油器、 11為燃料加注口蓋傳感器、12為燃料加注口蓋、13為ECU燃料信號(hào)識(shí)別模塊、14為ECU 信號(hào)接收模塊、15為ECU信號(hào)輸出模塊、16為ECU信號(hào)處理模塊、17ECU信息存儲(chǔ)模塊、 18為車載藍(lán)牙接收裝置、19為藍(lán)牙發(fā)射裝置。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
本發(fā)明提出了一種智能燃料噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括燃料加注口蓋12，燃料加注口蓋傳感 器ll，藍(lán)牙發(fā)射裝置18，藍(lán)牙接收裝置19，電子控制單元(ECU) 8，主燃料箱2，主燃料 箱油泵l，主燃料箱壓力傳感器3，輔燃料箱5、輔燃料箱壓力傳感器4，輔燃料箱油泵6， 控制電磁閥7,高壓油泵9以及噴油器10組成。燃料加注口蓋傳感器11安裝于燃料箱加注 口蓋12內(nèi)部，通過(guò)電連接方式連接到ECU8。主燃料箱2與輔燃料箱5從左到右并行放置， 主燃料箱油泵1置于主燃料箱2上方，輔燃料箱油泵6置于輔燃料箱5上方。主燃料箱2與 輔燃料箱5之間通過(guò)管路連接，在管路中間安置控制電磁閥7，控制輔燃料箱5與主燃料箱2 之間管路是否暢通。主燃料箱壓力傳感器3安裝于主燃料箱2內(nèi)底部，輔燃料箱壓力傳感器 4安裝于輔燃料箱5內(nèi)底部，分別檢測(cè)主燃料箱2與輔燃料箱5內(nèi)的燃料量。主燃料箱壓力 傳感器3與輔燃料箱壓力傳感器4以電連接方式連接至ECU8。高壓油泵9安裝于主燃料箱2 上方，入口端通過(guò)管路與主燃料箱2連接，出口端通過(guò)管路與位于高壓油泵9前端的噴油器 IO相連。ECU8通過(guò)電連接方式分別與主燃料箱壓力傳感器3、輔燃料箱壓力傳感器4、主燃 料箱油泵l、輔燃料箱油泵6、控制電磁閥7、高壓油泵9、噴油器10通過(guò)導(dǎo)線相連接，以便 ECU接收和發(fā)送控制信號(hào)，對(duì)以上各個(gè)部件進(jìn)行控制。ECU8由ECU燃料信號(hào)識(shí)別模塊13， ECU信號(hào)處理模塊16， ECU信號(hào)接收模塊14， ECU信號(hào)輸出模塊15， ECU信息存儲(chǔ)模塊 17組成。本智能燃料箱通過(guò)在加油站安裝藍(lán)牙接收裝置18,當(dāng)汽車進(jìn)入加油站進(jìn)行燃料加注 時(shí)，伴隨燃料加注口蓋12的開(kāi)啟，ECU8接收到來(lái)自燃料加注口蓋上的傳感器11信號(hào)，獲 知輔燃料箱5開(kāi)啟，向車載藍(lán)牙發(fā)射裝置19發(fā)送信號(hào)，自動(dòng)開(kāi)啟車載藍(lán)牙發(fā)射裝置19，接 收加油站藍(lán)牙接收裝置18發(fā)出的信號(hào)，信號(hào)由加油站控制器預(yù)先設(shè)定，可由8位代碼組成， 前四位確定燃料種類，如汽油0000,柴油OOOl，生物柴油0002等以此類推，后四位確定燃 料等級(jí)，如90號(hào)汽油為0000， 93號(hào)為0001，即若加注的是90號(hào)汽油則藍(lán)牙接收裝置18發(fā) 送代碼00000000。藍(lán)牙發(fā)射裝置19接收信號(hào)后，通過(guò)電信號(hào)傳遞給ECU8， ECU信息接收 模塊14將獲得電信號(hào)，通過(guò)電路傳入ECU燃料識(shí)別模塊13， ECU燃料識(shí)別模塊13將輸入 信號(hào)與ECU信息存儲(chǔ)模塊17中存儲(chǔ)信息進(jìn)行比較，確定燃料的種類和等級(jí)，再將不同種類 和等級(jí)燃料對(duì)應(yīng)的控制電信號(hào)輸入ECU信號(hào)處理模塊16中，ECU信號(hào)處理模塊16將輸入 的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制模塊信號(hào)通過(guò)電路連接傳遞到ECU信號(hào)輸出模塊15， ECU信號(hào)輸 出模塊15將信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳遞到各個(gè)控制機(jī)構(gòu)。高壓油泵9根據(jù)從導(dǎo)線輸入的ECU8控制電 信號(hào)，確定泵油壓力；噴油器10根據(jù)ECU8發(fā)送的控制電信號(hào)確定噴油時(shí)刻，針閥升程等噴油參數(shù)。從而對(duì)不同的燃料理化特性采取不同的噴油方式和噴油策略，實(shí)現(xiàn)最佳的噴油效果。 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需燃料由主燃料箱2供給；加油站加注的燃料先儲(chǔ)存在輔燃料箱5中，當(dāng)主 燃料箱2中的燃料將要消耗完全時(shí)，主燃料箱壓力傳感器3通過(guò)導(dǎo)線發(fā)出信號(hào)給ECU8,ECU8 先判斷輔燃料箱壓力傳感器4所發(fā)出的油量信號(hào)是否為0，若為O，則表明此時(shí)輔燃料箱5中 沒(méi)有裝載其他燃料，ECU8發(fā)送信號(hào)提示駕駛員燃料即將用完，需加注燃料。若不為O，則表 明此時(shí)輔燃料箱5中裝有另一種燃料，判斷后ECU8通過(guò)電信號(hào)回饋給控制電磁闊7和輔燃 料箱油泵6。當(dāng)控制電磁閥7接收到ECU8傳遞過(guò)來(lái)的信號(hào)以后，通電打開(kāi)閥門(mén)，使主燃料 箱2與輔燃料箱5之間的管路暢通，輔燃料箱油泵6接收到ECU8輸出的電信號(hào)以后啟動(dòng)泵 油，將輔燃料箱5中的燃料抽取到主燃料箱2之中，當(dāng)輔燃料箱5內(nèi)的燃料抽空以后，輔燃 料箱壓力傳感器4通過(guò)導(dǎo)線傳遞信號(hào)給ECU8， ECU8接到信號(hào)以后，分別反饋電信號(hào)給控制 電磁閥7和輔燃料箱油泵6，關(guān)閉控制電磁閥7，切斷主燃料箱2與輔燃料箱5之間的管路， 并關(guān)閉輔燃料箱油泵6。同時(shí)ECU8根據(jù)在加油站獲得的加注燃料的信息，發(fā)送控制信號(hào)到 高壓油泵9以及噴油器IO，在更換發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的同時(shí)，改變噴油壓力和噴油策略，以實(shí)現(xiàn)發(fā) 動(dòng)機(jī)根據(jù)不同的燃料類型保持最優(yōu)的工作狀態(tài)。
本發(fā)明的噴射方法是加油站每種燃油加注控制電腦都存儲(chǔ)有該燃料的種類和等級(jí)等信 息，在汽車加油過(guò)程中通過(guò)藍(lán)牙通訊的方式獲得加油站的加注燃油信息，同時(shí)在ECU中己 存入輔助油箱中燃油的類型和配比信息，當(dāng)輔助油箱中的燃油進(jìn)入主油箱后，ECU調(diào)用該燃 油類型和配比信息，并將與之相對(duì)應(yīng)的控制策略發(fā)送給各個(gè)部件。
本發(fā)明提供的智能燃料噴射系統(tǒng)，可以根據(jù)不同燃料類型、不同燃燒模式自動(dòng)改變噴射 壓力和噴射規(guī)律等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高效率低排放運(yùn)行。其次，通過(guò)Smart Engine各系統(tǒng)的 配合，智能噴射器能夠滿足目前多種節(jié)能環(huán)保型燃燒方式的要求，如均質(zhì)預(yù)混合燃燒，HCCI， FSI等。未來(lái)應(yīng)用前景十分廣闊。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉 本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng) 用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技
術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種智能噴射系統(tǒng)，其特征在于其根據(jù)不同燃料特性實(shí)現(xiàn)不同燃料噴射時(shí)采用不同的噴射參數(shù)。
2、 如權(quán)利要求1所述的智能噴射系統(tǒng)，其特征在于其包括一個(gè)主燃料箱，至少一個(gè)輔 燃料箱，主燃料箱與輔燃料箱的箱底設(shè)有壓力傳感器，主燃料箱與輔燃料箱之間連通通過(guò)閥 門(mén)控制且通過(guò)輔燃料箱油泵供燃料，主燃料箱依次連接主燃料箱油泵、高壓油泵、噴油器進(jìn) 行燃料噴射，其還包括電子控制單元，電子控制單元接收壓力傳感器的信號(hào)進(jìn)而對(duì)噴油器、 高壓油泵、主燃料箱油泵、輔燃料箱油泵、閥門(mén)控制啟閉及設(shè)定相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行燃料的噴射及 加注。
3、 如權(quán)利要求2所述的智能噴射系統(tǒng)，其特征在于所述噴射系統(tǒng)還包括無(wú)線通信系統(tǒng)， 其在加油站加注燃料時(shí)，加油站同時(shí)將該加注的燃料的種類和等級(jí)信息通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送給 噴射系統(tǒng)。
4、 如權(quán)利要求3所述的智能噴射系統(tǒng)，其特征在于其輔燃料箱的加注口蓋內(nèi)部安裝有 傳感器，感應(yīng)對(duì)輔燃料箱加注燃料進(jìn)而控制無(wú)線通信系統(tǒng)開(kāi)啟。
5、 如權(quán)利要求2所述的智能噴射系統(tǒng)，其特征在于所述電子控制單元包括信號(hào)接收模 塊、信號(hào)識(shí)別模塊、信號(hào)處理模塊、信號(hào)輸出模塊、信號(hào)存儲(chǔ)模塊，信號(hào)接收模塊接收壓力 傳感器的信號(hào)，信號(hào)識(shí)別模式將該信號(hào)與信息存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)信息進(jìn)行對(duì)比確定相應(yīng)信息， 并由信號(hào)處理模塊對(duì)此處理發(fā)出指令，由信號(hào)輸出模塊發(fā)送指令。
6、 如權(quán)利要求5所述的智能噴射系統(tǒng)，其特征在于所述電子控制單元存儲(chǔ)輔燃料箱中 燃料的相應(yīng)信息，主燃料箱從輔燃料箱導(dǎo)入燃料并噴射時(shí)，電子控制單元調(diào)出該燃料相應(yīng)信 息控制高壓油泵、噴射器的噴射設(shè)定參數(shù)。
7、 如權(quán)利要求6所述的智能噴射系統(tǒng)，其特征在于所述電子控制單元中輔燃料箱中燃 料的相應(yīng)信息，通過(guò)對(duì)其加注燃料時(shí)由無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)送至電子控制單元。
8、 一種智能噴射方法，其特征在于加油站每種燃油加注控制電腦都存儲(chǔ)有該燃料的種 類和等級(jí)信息，在汽車加油過(guò)程中通過(guò)藍(lán)牙通訊的方式獲得加油站的加注燃油信息，同時(shí)在電子控制單元中已存入輔助油箱中燃油的類型和配比信息，當(dāng)輔助油箱中的燃油進(jìn)入主油箱 后，電子控制單元調(diào)用該燃油類型和配比信息，并將與之相對(duì)應(yīng)的控制策略發(fā)送給各個(gè)部件。
全文摘要
一種智能噴射系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括燃料加注口蓋，燃料加注口蓋傳感器，ECU，主燃料箱，主燃料箱油泵，主燃料箱壓力傳感器，輔燃料箱，輔燃料箱油泵，輔燃料箱壓力傳感器，控制電磁閥，高壓油泵，噴油器組成，可根據(jù)不同燃料特性實(shí)現(xiàn)不同燃料噴射時(shí)采用不同的噴射參數(shù)。其主要通過(guò)無(wú)線通訊方式獲取加油站燃料加注的信息，在噴射時(shí)由ECU調(diào)取相應(yīng)信息及確定噴油壓力和噴油規(guī)律，又通過(guò)主輔油箱實(shí)現(xiàn)支持多種燃料噴射的智能噴射系統(tǒng)，可以滿足未來(lái)多種燃料共同使用的需求。
文檔編號(hào)F02D19/08GK101666271SQ20091019715
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者吳志軍, 棟 張, 原 高, 雅 高, 黃魏迪 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)