利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)、燃?xì)鈧鬏斁€路、空氣傳輸線路和控制單元，還包括燃?xì)鉁囟葌鞲衅?、發(fā)動機(jī)冷卻水溫度傳感器和空氣溫度傳感器，燃?xì)鉁囟葌鞲衅鳈z測燃?xì)鉁囟龋鋮s水溫度傳感器檢測發(fā)動機(jī)出水溫度，空氣溫度傳感器檢測空氣溫度，控制單元控制熱水電磁閥和燃?xì)饪諝鈸Q熱器風(fēng)扇之一或者兩者的工作，控制通過燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器的熱水量以及燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器的通風(fēng)量，使燃?xì)夂涂諝獾臏囟戎钚∮谠O(shè)定閾值T。本實用新型能夠?qū)崟r實現(xiàn)燃?xì)夂涂諝獾臏夭顪p少或使其接近或相等，提高發(fā)動機(jī)空燃比，使經(jīng)濟(jì)性提高，排放出的尾氣污染物減少，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。
【專利說明】利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種燃?xì)獍l(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)，尤其涉及一種利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]液化天然氣汽車、液化石油氣汽車和壓縮天然氣汽車都是燃?xì)馄嚕涮卣髟谟趦Υ娴娜細(xì)馕锢硇螒B(tài)不同，分別是低溫液態(tài)和常溫氣態(tài)。液化天然氣、液化石油氣或壓縮天然氣經(jīng)循環(huán)熱水氣化器換熱氣化后成為常溫壓縮燃?xì)狻?br>
[0003]目前，使用燃?xì)庾鳛榍鍧嵢剂系陌l(fā)動機(jī)在國內(nèi)外發(fā)展很快，隨著社會進(jìn)步對節(jié)能減排的要求，現(xiàn)有的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)需進(jìn)一步優(yōu)化空燃比、燃?xì)鈬娚淞靠刂啤Ⅻc火提前角控制、增壓器廢氣放氣閥的開度控制以及節(jié)氣門開度控制，從而提高燃燒效率。在對發(fā)動機(jī)進(jìn)行以上控制時，空氣溫度、燃?xì)鉁囟取⑺疁厥侵匾目刂茀?shù)，現(xiàn)有技術(shù)中，對空氣溫度、燃?xì)鉁囟取⑺疁氐目刂撇粔蚓_，致使空燃比、燃?xì)鈬娚淞?、點火提前角、增壓器廢氣放氣閥的開度以及節(jié)氣門開度不夠準(zhǔn)確，燃燒效率降低。
[0004]以空燃比的控制進(jìn)行說明，空燃比主要受空氣和燃?xì)獾馁|(zhì)量密度變化影響，空氣的質(zhì)量密度變化又主要受季節(jié)、海拔、緯度、環(huán)境等因素的影響，燃?xì)獾馁|(zhì)量密度變化主要受燃?xì)鈮毫?、溫度、熱值、組份等因素影響。
[0005]空氣溫度受季節(jié)、海拔、緯度、環(huán)境等因素影響最大，此外受機(jī)倉散熱、空氣濾清器的安裝位置、空氣增壓機(jī)的工況、中冷器的冷卻效率等綜合因素影響，使進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣溫度達(dá)一 40?80°C變化，造成其質(zhì)量密度變化巨大。
[0006]在影響燃?xì)赓|(zhì)量密度的多種參數(shù)中，以燃?xì)鉁囟葹槔M(jìn)行說明，燃?xì)鉁囟瘸耸軆Υ嫘螒B(tài)、壓力、大氣環(huán)境溫度的變化影響外，還受發(fā)動機(jī)熱負(fù)荷變化、減壓節(jié)流吸熱量，力口熱氣化專用裝置的效率等諸多復(fù)雜因素的影響，可造成燃?xì)鉁囟仍?40?80°C的范圍內(nèi)變化，導(dǎo)致燃?xì)赓|(zhì)量密度的變化巨大。
[0007]氣體溫度每變化1°C時，氣體的體積變化約為1/273，當(dāng)燃?xì)馀c空氣的溫度變化巨大使空燃比的控制誤差超過5%，會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)燃燒穩(wěn)定性變差，使發(fā)動機(jī)的可靠性、動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放指標(biāo)也隨之降低。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中對進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣和燃?xì)獠捎昧艘韵聨追N溫控技術(shù):
[0009]I)采用增壓中冷技術(shù)降低發(fā)動機(jī)空氣進(jìn)氣溫度提高充氣效率(通常要求經(jīng)中冷器冷卻后的空氣溫應(yīng)<50°C)，但是，當(dāng)發(fā)動機(jī)使用環(huán)境在高寒、高溫或高海拔地區(qū)負(fù)荷變化巨大時，通過中冷器冷卻后的空氣溫度與大氣環(huán)境會有數(shù)拾度的溫差。
[0010]2)燃?xì)馀c空氣混合前，需要采用燃?xì)鉁p壓調(diào)節(jié)器對其壓力進(jìn)行穩(wěn)壓調(diào)整，為了避免因減壓節(jié)流降溫引起的燃?xì)庵械娘柡退兂捎坞x水，造成對減壓調(diào)節(jié)器閥口的沖擊損壞，采用發(fā)動機(jī)循環(huán)水對減壓調(diào)節(jié)器高壓減壓閥體加熱，同時，也適當(dāng)?shù)靥岣吡巳細(xì)鉁囟龋?，這種燃?xì)獾臏厣潜粍拥?，無法對燃?xì)鉁囟绕鸬秸{(diào)節(jié)作用，當(dāng)發(fā)動機(jī)處于較小負(fù)荷工況時，加熱充分，燃?xì)鉁囟壬摺①|(zhì)量密度降低；發(fā)動機(jī)負(fù)荷大時，加熱強(qiáng)度不足，燃?xì)鉁囟冉档?、質(zhì)量密度升高；發(fā)動機(jī)臺架試驗證明其溫差可達(dá)O?50°C，發(fā)動機(jī)功率和扭矩相差高達(dá)20%以上。
[0011]3)燃?xì)獗仨毥?jīng)過液轉(zhuǎn)氣的氣化轉(zhuǎn)換，與空氣充分混合后，才能輸入發(fā)動機(jī)參與燃燒；氣化轉(zhuǎn)換往往采用發(fā)動機(jī)循環(huán)熱水對通過熱交換器內(nèi)的液態(tài)燃?xì)膺M(jìn)行加熱，這種單一加熱方式的缺點是:當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫>80°C，處于較小負(fù)荷工況時，加熱強(qiáng)度很高，使燃?xì)鉁囟忍岣?，質(zhì)量密度隨之降低；在高寒地區(qū)因環(huán)境溫度太低盡管發(fā)動機(jī)處于大負(fù)荷工況其水溫也會<75°C，也會造成對燃?xì)饧訜釓?qiáng)度不足，使燃?xì)鉁囟冉档?，其質(zhì)量密度隨之升高；發(fā)動機(jī)臺架和道路試驗證明，燃?xì)鉁夭羁蛇_(dá)O?100°C，發(fā)動機(jī)功率和扭矩相差高達(dá)20%以上。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)中，對進(jìn)入發(fā)動機(jī)的混合氣的空燃比采用的控制技術(shù)有:
[0013]I)機(jī)械方式:固定空氣與燃?xì)馔ǖ?，減壓調(diào)節(jié)器隨發(fā)動機(jī)功況變化隨機(jī)調(diào)節(jié)燃?xì)鈮毫傲髁?，機(jī)械零件設(shè)計相對固定，優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單成本低；缺點:空燃比隨著空氣與燃?xì)鉁夭钭兓兓?，且變化范圍較大，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力性及其他性能不穩(wěn)定。
[0014]2)電控方式:根據(jù)發(fā)動機(jī)功況變化，采集空氣、燃?xì)鈮毫皽囟葦?shù)據(jù)，計算空氣和燃?xì)獾馁|(zhì)量密度，再結(jié)合氧傳感器釆集到的空燃比等信息，對燃?xì)饬髁窟M(jìn)行調(diào)節(jié)。開環(huán)電控調(diào)節(jié)是根椐預(yù)先設(shè)定的燃?xì)饬髁棵}譜進(jìn)行調(diào)節(jié)，閉環(huán)電控調(diào)節(jié)是根椐預(yù)先設(shè)定的控制目標(biāo)對燃?xì)饬髁棵}譜進(jìn)行自動修正調(diào)節(jié)。但空氣與燃?xì)鉁囟入S發(fā)動機(jī)工況變化在非可控情況下溫差變化較大，氣體質(zhì)量密度變化巨大，當(dāng)空燃比的控制誤差>5%，會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)燃燒穩(wěn)定性變差，使功率、扭矩下降，排放性能變差。
[0015]綜上所述，燃?xì)獍l(fā)動機(jī)及燃?xì)馄囀褂玫赜驅(qū)拸V，季節(jié)、海拔、緯度造成空氣質(zhì)量密度變化巨大，而燃?xì)鉄嶂到M份隨產(chǎn)地差異也很大，目前國內(nèi)外的車用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)無法對使用條件進(jìn)行規(guī)范，只能對適用范圍的安全要求進(jìn)行規(guī)范，因此對進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣與燃?xì)鉁夭钜笕笔?，加上市場價格及成本等原因，目前的電控方式也難以實現(xiàn)各種使用條件下的最佳空燃比目標(biāo)。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)還沒有擺脫傳統(tǒng)的思路，采用機(jī)械或電控的方式僅能單一地調(diào)節(jié)空燃t匕，而未對空氣與燃?xì)饣旌锨皽p小溫差作穩(wěn)定調(diào)控，因此當(dāng)空氣與燃?xì)獾臏夭钶^大時空燃比控制精度差，使發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能變失控。
實用新型內(nèi)容
[0017]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)，能夠優(yōu)化空燃比、燃?xì)鈬娚淞靠刂啤Ⅻc火提前角控制、增壓器廢氣放氣閥的開度控制以及節(jié)氣門開度控制，特別是當(dāng)燃?xì)夂涂諝鉁夭钶^大時也能及時實現(xiàn)燃?xì)夂涂諝獾臏夭顪p少或使其接近或相等，提高燃?xì)獍l(fā)動機(jī)空燃比控制精度促進(jìn)其動力性，經(jīng)濟(jì)性提高，排放出的尾氣污染物減少。
[0018]為了實現(xiàn)本實用新型的上述目的，本實用新型提供了一種利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)，與所述發(fā)動機(jī)相連的燃?xì)鈧鬏斁€路和空氣傳輸線路，控制所述燃?xì)馀c空氣之間的溫差以及控制發(fā)動機(jī)運(yùn)行的控制單元；所述燃?xì)鈧鬏斁€路包括燃?xì)鈨馄?，所述燃?xì)鈨馄坑糜诖鎯σ夯烊粴?，壓縮天然氣和液化石油氣三者之一，所述燃?xì)鈨馄客ㄟ^燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器和燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器之一或者兩者的串聯(lián)與緩沖罐的相連，所述緩沖罐通過過濾器和減壓器與燃?xì)鈬娮煜噙B，所述燃?xì)鈬娮鞂⑷細(xì)鈬娚淙氚l(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)；所述空氣傳輸線路包括空氣濾清器，所述空氣濾清器將空氣過濾后通過空氣增壓器增壓后傳輸給空氣中冷器，所述空氣中冷器將空氣輸入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)；還包括燃?xì)鉁囟葌鞲衅?、發(fā)動機(jī)冷卻水溫度傳感器和空氣溫度傳感器，所述燃?xì)鉁囟葌鞲衅饔糜跈z測所述減壓器減壓后進(jìn)入噴嘴前的燃?xì)鉁囟炔⑺鋈細(xì)鉁囟葌鬏斀o控制單元，所述發(fā)動機(jī)冷卻水溫度傳感器用于檢測所述發(fā)動機(jī)出水溫度并將所述發(fā)動機(jī)出水溫度傳輸給所述控制單元，所述空氣溫度傳感器用于檢測所述進(jìn)入機(jī)械或電子節(jié)氣門之前的空氣溫度并將所述空氣溫度傳輸給所述控制單元，所述控制單元控制熱水電磁閥和燃?xì)饪諝鈸Q熱器風(fēng)扇之一或者兩者的工作，控制通過燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器的熱水量以及燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器的通風(fēng)量，實現(xiàn)以下目標(biāo):
[0019]1.當(dāng)水溫<80°C時，開啟熱水電磁閥和開啟燃?xì)饪諝鈸Q熱器風(fēng)扇之一或者兩者的工作，使水溫保持在85°C附近的一個誤差范圍內(nèi)，在充分利用燃?xì)饫淠芸刂扑疁氐耐惨么髿鈸Q熱對發(fā)動機(jī)保溫提高發(fā)動機(jī)熱效率，在本實施方式中，誤差范圍可根據(jù)具體情況確定。
[0020]2.當(dāng)水溫>80°C時，開啟熱水電磁閥并關(guān)閉燃?xì)饪諝鈸Q熱器風(fēng)扇，充分利用燃?xì)饫淠芙档退疁亍?br>
[0021]3.控制熱水電磁閥及燃?xì)饪諝鈸Q熱器風(fēng)扇之一或者兩者的工作，使空氣和燃?xì)獾臏囟戎钚∮谠O(shè)定閾值T，提高空燃比控制精度，實現(xiàn)節(jié)能減排。本實用新型的實現(xiàn)節(jié)能減排的燃?xì)馄嚢l(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r實現(xiàn)燃?xì)夂涂諝獾臏夭顪p少或使其接近或相等，提高燃?xì)獍l(fā)動機(jī)空燃比控制精度促進(jìn)其動力性，經(jīng)濟(jì)性提高，排放出的尾氣污染物減少，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。
[0022]在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，還包括水箱風(fēng)扇，所述水箱風(fēng)扇的控制端與所述控制單元相連，所述控制單元通過控制所述水箱風(fēng)扇的工作控制所述燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器的通風(fēng)量，調(diào)節(jié)所述燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器內(nèi)的水溫。
[0023]在本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式中，還包括中冷器風(fēng)扇，所述中冷器風(fēng)扇的控制端與所述控制單元相連，所述控制單元通過控制中冷器風(fēng)扇的工作控制空氣中冷器的通風(fēng)量，調(diào)節(jié)空氣中冷器輸出的空氣溫度。
[0024]通過設(shè)置水箱風(fēng)扇和中冷器風(fēng)扇，提高熱交換效率，維持燃?xì)夂涂諝獾臏夭罘€(wěn)定。
[0025]在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述控制單元包括信息輸入模塊、處理模塊和信息輸出模塊；
[0026]所述信息輸入模塊與至少一個傳感器相連，接收所述傳感器送來的信號并對所述信號進(jìn)行整形、放大處理、A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成計算機(jī)能接受的量程合適的數(shù)字信號；
[0027]所述信息輸出模塊與電子節(jié)氣門，點火線圈，燃?xì)鈬娮欤細(xì)饪諝鈸Q熱氣化器風(fēng)機(jī)，冷卻水箱風(fēng)機(jī)，空氣中冷器風(fēng)機(jī)，燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器電磁閥之一或任意組合相連，所述信息輸出模塊將控制命令放大并輸出，控制電子節(jié)氣門，點火線圈，燃?xì)鈬娮?，燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器風(fēng)機(jī)，冷卻水箱風(fēng)機(jī)，空氣中冷器風(fēng)機(jī)，燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器電磁閥之一或任意組合工作。
[0028]通過控制單元優(yōu)化空燃比、燃?xì)鈬娚淞靠刂啤Ⅻc火提前角控制、增壓器廢氣放氣閥的開度控制以及節(jié)氣門開度控制，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的最優(yōu)化控制，減少能源消耗，降低能源浪費(fèi)。
[0029]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0031]圖1是本實用新型實現(xiàn)節(jié)能減排的燃?xì)馄嚢l(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是本實用新型一種優(yōu)選實施方式中燃?xì)鈬娚淇刂品椒鞒虉D；
[0033]圖3是本實用新型一種優(yōu)選實施方式中怠速目標(biāo)值的確定流程圖；
[0034]圖4是本實用新型一種優(yōu)選實施方式中怠速控制流程圖。
【具體實施方式】
[0035]下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0036]在本實用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0037]本實用新型提供了一種利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)，如圖1所示，其包括發(fā)動機(jī)，與所述發(fā)動機(jī)相連的燃?xì)鈧鬏斁€路和空氣傳輸線路，控制所述天燃?xì)馀c空氣之間的溫差以及控制發(fā)動機(jī)運(yùn)行的控制單元。所述燃?xì)鈧鬏斁€路包括存儲有液化天然氣、壓縮天然氣和液化石油氣三者之一的燃?xì)鈨馄?、所述燃?xì)鈨馄客ㄟ^燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器和燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器之一或者兩者的串聯(lián)與緩沖罐的相連，所述緩沖罐通過過濾器和減壓器與燃?xì)鈬娮煜噙B，所述燃?xì)鈬娮鞂⑷細(xì)鈬娚淙氚l(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)。
[0038]如圖1所示，空氣傳輸線路包括空氣濾清器，所述空氣濾清器將空氣過濾后通過空氣增壓器增壓后傳輸給空氣中冷器，所述空氣中冷器將空氣輸入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)。該合理利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)還包括燃?xì)鉁囟葌鞲衅?、發(fā)動機(jī)冷卻水溫度傳感器和空氣溫度傳感器，所述燃?xì)鉁囟葌鞲衅饔糜跈z測所述減壓器減壓后進(jìn)入噴嘴前的燃?xì)鉁囟炔⑺鋈細(xì)鉁囟葌鬏斀o控制單元，所述發(fā)動機(jī)冷卻水溫度傳感器用于檢測所述發(fā)動機(jī)出水溫度并將所述發(fā)動機(jī)出水溫度傳輸給所述控制單元，所述空氣溫度傳感器用于檢測所述空氣中冷器輸出或節(jié)氣門前的空氣溫度并將所述空氣溫度傳輸給所述控制單元，所述控制單元控制熱水電磁閥和燃?xì)饪諝鈸Q熱器風(fēng)扇之一或者兩者的工作，控制通過燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器的熱水量以及燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器的通風(fēng)量，使燃?xì)夂涂諝獾臏囟戎钚∮谠O(shè)定閾值T。在本實施方式中，具體的閾值T范圍可根據(jù)具體情況設(shè)定，在本實用新型的一個更加優(yōu)選的實施方式中，閾值T的范圍為O?10°C，優(yōu)選為<8°C。
[0039]在本實施方式中，采用的各個設(shè)備的功能描述如下:[0040]燃?xì)鈨馄?燃?xì)鈨馄渴侨細(xì)馄囍匾膶Ｓ醚b置，液化天然氣儲氣瓶額定工作壓力< 1.6Mpa，，壓縮天然氣儲氣瓶額定工作壓力25Mpa，液化石油氣儲氣瓶額定工作壓力2.2Mpa根據(jù)一次充氣里程的需求，并結(jié)合車架可安裝氣瓶的空間尺寸來確定氣瓶容積。
[0041]燃?xì)膺^濾器，燃?xì)獾馁|(zhì)量影響著供氣系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)的性能。在電磁閥截止閥的前面需要安裝一個燃過濾器，它應(yīng)該濾掉95%的0.3?0.6微米范圍內(nèi)的浮質(zhì)，減少顆粒和油污染的可能性。
[0042]減壓器，減壓器根據(jù)發(fā)動機(jī)燃?xì)鈬娮旃r需要將燃?xì)獾膲毫臍馄康拇鎯毫p至2?9bar。CNG/LNG減壓器宜安裝在燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器之前。
[0043]燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器，燃?xì)夤艿纼?nèi)的燃?xì)馀c燃?xì)夤艿辣谕饪諝膺M(jìn)行熱交換，增用風(fēng)扇吹掃燃?xì)夤艿劳獗跁岣邿峤粨Q強(qiáng)度，使經(jīng)換熱器出來的燃?xì)鉁囟缺惶岣?。燃?xì)饨?jīng)燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器加熱，可使液態(tài)燃?xì)鈿饣鬁厣龜?shù)拾度。使用CNG/LPG燃?xì)饪墒÷匀細(xì)饪諝鈸Q熱氣化器和緩充罐。
[0044]燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器，燃?xì)馀c發(fā)動機(jī)循環(huán)冷卻液(熱水)在換熱器內(nèi)交叉流動進(jìn)行熱交換，促使燃?xì)鉁囟壬郎?，為了使升溫后的燃?xì)鉁囟扰c中冷后的空氣溫差〈5?10°C，必須對經(jīng)換熱器出來的燃?xì)鉁厣M(jìn)行控制，為此用熱水電磁閥控制流經(jīng)燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器的熱水流量耒實現(xiàn)溫控目標(biāo)。
[0045]在本實施方式中，先將燃?xì)馔ㄟ^減壓調(diào)節(jié)閥減壓，再通過噴嘴或混合器將低壓燃?xì)夂涂諝饣旌闲纬苫旌蠚?然后將混合氣吸入氣缸,在壓縮過程快結(jié)束時，用電火花點燃混
I=IO
[0046]在本實施方式中，還包括水箱風(fēng)扇，所述水箱風(fēng)扇的控制端與所述控制單元相連，所述控制單元通過控制所述水箱風(fēng)扇的工作控制所述燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器的通風(fēng)量，調(diào)節(jié)所述燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器內(nèi)的水溫。也可以包括中冷器風(fēng)扇，所述中冷器風(fēng)扇的控制端與所述控制單元相連，所述控制單元通過控制中冷器風(fēng)扇的工作控制空氣中冷器的通風(fēng)量，調(diào)節(jié)空氣中冷器輸出的空氣溫度。
[0047]在本實施方式中，如果中冷器與水箱串聯(lián)設(shè)置共用水箱電風(fēng)扇，所述控制單元通過控制此電風(fēng)扇的工作控制空氣中冷器的通風(fēng)量，調(diào)節(jié)空氣中冷器輸出的空氣溫度，中冷器后的空氣溫度>40°C即開啟電風(fēng)扇低速，中冷器后的空氣溫度>45°C即開啟電風(fēng)扇高速；發(fā)動機(jī)水溫控制由節(jié)溫器先導(dǎo)同歩控制，如果中冷器后的空氣溫度〈451:而水溫>751:也開啟電風(fēng)扇低速，而水溫>80°C即開啟電風(fēng)扇高速；電風(fēng)扇與節(jié)溫器共同控制使中冷器后的空氣溫度在20?50°C，水溫在80?90°C。但中冷器與水箱串聯(lián)設(shè)置共用電風(fēng)扇比分別設(shè)置電風(fēng)扇節(jié)能效果差。
[0048]在本實施方式中，控制單兀包括信息輸入模塊、處理模塊和信息輸出模塊；所述信息輸入模塊與至少一個傳感器相連，接收所述傳感器送來的信號并對所述信號進(jìn)行整形、放大處理、A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成計算機(jī)能接受的量程合適的數(shù)字信號。所述信息輸出模塊與電子節(jié)氣門，點火線圈，燃?xì)鈬娮?，燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器風(fēng)機(jī)，冷卻水箱風(fēng)機(jī)，空氣中冷器風(fēng)機(jī)，燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器電磁閥之一或任意組合相連，所述信息輸出模塊將控制命令放大并輸出，控制電子節(jié)氣門，點火線圈，燃?xì)鈬娮?，燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器風(fēng)機(jī)，冷卻水箱風(fēng)機(jī)，空氣中冷器風(fēng)機(jī)，燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器電磁閥之一或任意組合工作。
[0049]在本實用新型的更加優(yōu)選的實施方式中，ECU是電控系統(tǒng)管理中心，以信號采集作為輸入，經(jīng)過計算處理、分析判斷、決定對策，發(fā)出控制指令、指揮執(zhí)行器工作作為輸出。ECU的電控目標(biāo)是實現(xiàn)發(fā)動機(jī)所需最佳的空燃比和噴氣脈寬、點火正時運(yùn)行，同時給傳感器提供穩(wěn)壓電源或參考電壓。使發(fā)動機(jī)充分發(fā)揮性能潛力，通過各種硬件和軟件實現(xiàn)其全部功能并提聞性能。
[0050]E⑶的硬件按功能可分為三個部分:
[0051]輸入信息的處理部分:把各種傳感器送來的信號經(jīng)過整形、放大處理、模擬量還要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成計算機(jī)能接受的量程合適的數(shù)字信號。
[0052]微處理器系統(tǒng):根據(jù)輸入信息和內(nèi)存的控制策略及數(shù)據(jù)、圖表等進(jìn)行分析和運(yùn)算以產(chǎn)生控制命令。
[0053]輸出信息的處理部分:把微機(jī)輸出的只有毫安級的各種控制命令生成、放大為可以驅(qū)動各種執(zhí)行器的控制信號并輸出。
[0054]E⑶控制軟件包括以下各個部分:
[0055]接受輸入信號并處理信號，根據(jù)輸入信號決定當(dāng)前發(fā)動機(jī)的運(yùn)行模式:如冷啟動(拖轉(zhuǎn)、著車)模式、暖機(jī)模式、怠速閉環(huán)模式、空燃比閉環(huán)控制模式、空燃比開環(huán)控制模式、瞬態(tài)工況(加、減速)模式等等。
[0056]進(jìn)行當(dāng)前運(yùn)行模式的控制:包括調(diào)出相應(yīng)的內(nèi)存數(shù)表確定需控制參數(shù)的基本量，根據(jù)其它輸入信號確定各種修正量，或根據(jù)閉環(huán)反饋信號確定需控制參數(shù)的校正量并執(zhí)行自學(xué)習(xí)校正，輸出噴氣脈寬、怠速節(jié)氣門開度、點火正時等控制信號給各執(zhí)行器。
[0057]執(zhí)行故障自檢程序:即將各種傳感器信號的當(dāng)前值與預(yù)存的值域相比較，超過預(yù)設(shè)域值設(shè)置故障碼。
[0058]進(jìn)行故障處理:即針對檢出的故障采取相應(yīng)的對策，例如以一個假定值代替原信號，氧傳感器故障時以開環(huán)控制取代閉環(huán)控制等。
[0059]在本實施方式中，與控制單元相連的傳感器可以包括但不限于轉(zhuǎn)速傳感器、正時盤、凸輪軸位置傳感器、進(jìn)氣歧管壓力和溫度傳感器、空氣中冷后溫度傳感器、空氣中冷后壓力傳感器、燃?xì)鉁囟葌鞲衅?、燃?xì)鈮毫鞲衅?、冷卻液溫度傳感器、寬域氧傳感器和電子腳踏板。其中，正時盤確定發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角，控制點火提前角。凸輪軸位置傳感器將凸輪軸的轉(zhuǎn)角位置信息傳遞給ECU，使后者能根據(jù)轉(zhuǎn)角位置信號的頻率得出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。正時盤通過鎖定裝置保證它與發(fā)動機(jī)曲軸之間的相對位置。正時盤上有指示齒或孔，用來表明發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的絕對位置，當(dāng)發(fā)動機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時，ECU搜索這個絕對位置，作為噴氣正時、點火正時的定位基準(zhǔn)信號。在發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，如果ECU沒有接收到正確的絕對位置齒或孔信號，將顯示故障碼。發(fā)動機(jī)采用進(jìn)氣歧管絕對壓力反映負(fù)荷的大小，E⑶通過進(jìn)氣歧管壓力和溫及充氣系數(shù)計算發(fā)動機(jī)循環(huán)充氣量?？諝庵欣浜鬁囟葌鞲衅飨駿CU輸出空氣中冷后溫度使ECU據(jù)以作出噴氣量和點火正時修正的條件參數(shù)，對中冷器電風(fēng)扇的開啟和轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。空氣中冷后壓力傳感器向ECU輸出空氣中冷后壓力數(shù)據(jù)，使ECU作出噴氣量和點火正時修正的條件參數(shù)。燃?xì)鉁囟葌鞲衅飨駿CU輸出燃?xì)鉁囟葦?shù)據(jù)，使ECU據(jù)以作出噴氣量和點火正時修正的條件參數(shù)，對燃?xì)鉄崴疅峤粨Q氣化器電磁閥開啟及關(guān)閉進(jìn)行控制(含燃?xì)饪諝鉄峤粨Q氣化器電風(fēng)扇開啟和轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制)，使燃?xì)鉁囟鹊玫秸{(diào)整。燃?xì)鈮毫鞲衅飨駿CU輸出燃?xì)鈮毫?shù)據(jù)，使ECU據(jù)以作出噴氣量和點火正時修正的條件參數(shù)。冷卻液溫度傳感器檢測冷卻水溫，冷卻水溫是ECU據(jù)以作出噴氣量和點火正時修正的條件參數(shù)，尤其是冷卻水溫，在啟動和暖機(jī)過程中更是一個決定性的條件參數(shù)，用于修正空燃比指令、怠速偏移、進(jìn)氣流量、點火提前角及控制模式的切換。實現(xiàn)稀薄燃燒閉環(huán)空燃比控制的傳感器是寬域氧傳感器，它把排氣含氧濃度信號傳給ECU，ECU判斷混合氣的實際空燃比相對于設(shè)定值是稀還是濃，并相應(yīng)控制噴氣量的增減，從而使空燃比保持為設(shè)定值。電子腳踏板向ECU提供怠速及腳踏板位置信號，向發(fā)動機(jī)提出負(fù)荷指令。
[0060]接收控制單元相連的執(zhí)行單元包括但不限于燃?xì)鈬娮?、燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器電磁閥、燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器風(fēng)扇、空氣中冷器風(fēng)機(jī)、冷卻水箱風(fēng)機(jī)、點火線圈和電子節(jié)氣門，其中，減壓后的燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)鈬娮?，電控單元ECU調(diào)整燃?xì)鈬娮烀}寬占空比，控制燃?xì)鈬娚淞?，保證發(fā)動機(jī)在設(shè)定的空燃比下運(yùn)行。燃?xì)怆姶沤刂归y在系統(tǒng)中作為一個安全運(yùn)行開關(guān)、開啟或關(guān)斷氣源通路。當(dāng)大氣溫度較低時發(fā)動機(jī)水溫提升時間相對較長使發(fā)動機(jī)水溫難以穩(wěn)定在85°C左右時，為了提高發(fā)動機(jī)熱效率必須優(yōu)先保證循環(huán)熱水溫度穩(wěn)定在85°C周圍，因此在向發(fā)動機(jī)提供大流量燃?xì)獾耐瑫r也需控制流向氣化器的循環(huán)熱水流量，因此必須預(yù)先提高進(jìn)入熱水換熱氣化器的燃?xì)鉁囟?，但為了減少空氣換熱氣化器體積，需采用燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器風(fēng)扇強(qiáng)制通風(fēng)換熱的有效方案。燃?xì)鉁囟纫丝刂圃?5~50°C范圍?？諝庵欣淦黠L(fēng)機(jī)將空氣溫度控制在25~50°C范圍。冷卻水箱風(fēng)機(jī)通過調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)水溫。點火線圈將火花塞跳火所需的能量存儲在線圈的磁場中，并將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)樽阋栽陔姌O間產(chǎn)生擊穿點火>25kV的高壓電?；鸹ㄈ命c火線圈產(chǎn)生的高電壓產(chǎn)生火花，點燃缸內(nèi)混合氣。電子節(jié)氣門根據(jù)ECU確定的開度位置，控制進(jìn)氣量，從而改變發(fā)動機(jī)的輸出功率。當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速或超速時，電子節(jié)氣門能根據(jù)ECU指令改變開度位置，保持怠速穩(wěn)定和限制最大速度。當(dāng)發(fā)動機(jī)速度低于怠速目標(biāo)值時，ECU進(jìn)行怠速控制，即控制電子節(jié)氣門開度位置，保持發(fā)動機(jī)速度在怠速目標(biāo)值附近。當(dāng)發(fā)動機(jī)速度超過最大額定轉(zhuǎn)速時，ECU限制電子節(jié)氣門開度位置，即速度越高節(jié)氣門開度位置越小。當(dāng)發(fā)動機(jī)速度在怠速和最大額定轉(zhuǎn)速之間時，節(jié)氣門開度位置直接由腳踏板控制，即節(jié)氣門開度位置隨腳踏板位置同步變化。
[0061]本實用新型還提供了一種實現(xiàn)節(jié)能減排的燃?xì)馄嚢l(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟:
[0062]S61,燃?xì)鉁囟葌鞲衅鳈z測燃?xì)鉁囟取l(fā)動機(jī)冷卻水溫度傳感器檢測發(fā)動機(jī)水溫，空氣溫度傳感器檢測中冷后節(jié)氣門前空氣溫度；
[0063]S62，當(dāng)進(jìn)入噴嘴的燃?xì)鉁囟葹镕l范圍內(nèi)，并且燃?xì)鉁囟扰c空氣溫度之差≤F2時，執(zhí)行步驟S64，否則執(zhí)行步驟S63 ；
[0064]S63，控制中冷后空氣溫度為F3范圍內(nèi)，當(dāng)中冷后空氣溫度>T1時，如果沒有開啟中冷器風(fēng)扇時，則開啟中冷器風(fēng)扇；當(dāng)開啟了中冷器風(fēng)扇時，調(diào)整加快中冷器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；當(dāng)空氣溫度〈T2時，關(guān)閉中冷器風(fēng)扇；
[0065]當(dāng)水溫〈T3時，冷卻水箱風(fēng)扇停止，當(dāng)水溫>T4時，冷卻水箱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為Pl轉(zhuǎn)/分，當(dāng)水溫>Τ5時，燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為Ρ2轉(zhuǎn)/分；
[0066]如果水溫< Τ5，而燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器電磁閥全開時，如果沒有開啟空氣燃?xì)鈸Q熱器風(fēng)扇時，則開啟空氣燃?xì)鈸Q熱器風(fēng)扇；如果開啟了空氣燃?xì)鈸Q熱器風(fēng)扇時，調(diào)整加快空氣燃?xì)鈸Q熱器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；
[0067]S64,燃?xì)鉁囟葌鞲衅鳈z測進(jìn)入噴嘴的燃?xì)鉁囟?、發(fā)動機(jī)水溫傳感器檢測發(fā)動機(jī)水溫，空氣溫度傳感器檢測空氣溫度并返回步驟S62。
[0068]F1、F2、F3的范圍，以及Tl、T2、T3、T4、T5、P1、P2的數(shù)值可以根據(jù)具體情況確定，在本實用新型的一種更加優(yōu)選實施方式中，選擇具體參數(shù)后的控制方法為:
[0069]S61,燃?xì)鉁囟葌鞲衅鳈z測燃?xì)鉁囟取l(fā)動機(jī)冷卻水溫度傳感器檢測發(fā)動機(jī)水溫，空氣溫度傳感器檢測中冷后節(jié)氣門前空氣溫度；
[0070]S62，當(dāng)進(jìn)入噴嘴的燃?xì)鉁囟葹?5~50°C，并且燃?xì)鉁囟扰c空氣溫度之差≤5~10°c時，執(zhí)行步驟S64，否則執(zhí)行步驟S63 ；
[0071]S63，控制中冷后空氣溫度為25~50°C，當(dāng)中冷后空氣溫度>40°C時，如果沒有開啟中冷器風(fēng)扇時，則開啟中冷器風(fēng)扇；當(dāng)開啟了中冷器風(fēng)扇時，調(diào)整加快中冷器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；當(dāng)空氣溫度<42°C時，關(guān)閉中冷器風(fēng)扇；
[0072]當(dāng)水溫<68°C時，冷卻水箱風(fēng)扇停止，當(dāng)水溫>70°C時，冷卻水箱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分，當(dāng)水溫>80°C時，燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為2800轉(zhuǎn)/分；
[0073]如果水溫< 80°C，而燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器電磁閥全開時，如果沒有開啟空氣燃?xì)鈸Q熱器風(fēng)扇時，則開啟空氣燃?xì)鈸Q熱器風(fēng)扇；如果開啟了空氣燃?xì)鈸Q熱器風(fēng)扇時，調(diào)整加快空氣燃?xì)鈸Q熱器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；
[0074]S64,燃?xì)鉁囟葌鞲衅鳈z測進(jìn)入噴嘴的燃?xì)鉁囟?、發(fā)動機(jī)水溫傳感器檢測發(fā)動機(jī)水溫，空氣溫度傳感器檢測空氣溫度并返回步驟S62。
[0075]在本實施方式中，如圖2所示，處理模塊對燃?xì)鈬娚淞康目刂品椒?S71，運(yùn)用速度/密度法計算發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量，根據(jù)該工況下的最佳空燃比值計算天燃?xì)獾牧髁浚⑻烊細(xì)饬髁繐Q算成噴嘴每次噴氣量Qtjp (mg/噴嘴/次)；
[0076]S72，根據(jù)閉環(huán)校正系數(shù)CL、自適應(yīng)校正系數(shù)AL和瞬態(tài)校正系數(shù)BM對噴嘴每次噴氣量qop進(jìn)行修正，將修正后的噴嘴每次噴氣量qtol按噴嘴流量特性(噴嘴噴氣量和噴嘴脈沖寬度的對應(yīng)關(guān)系)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的噴嘴占空比PWS，并根據(jù)電瓶電壓、燃?xì)鈮毫腿細(xì)鉁囟刃拚龢?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的噴嘴占空比；
[0077]S73，通過修正后的占空比PW實現(xiàn)對噴氣量的控制。
[0078]在本實施方式中，燃?xì)庥嬃块y可配置4~12個噴嘴，分成2組平行布置，噴嘴依次輪流噴射，在某些變工況下(起動、加速)，噴嘴同時噴射以加快系統(tǒng)反應(yīng)速度。噴嘴每次動作時燃?xì)鈬娚淞縞it()1由開環(huán)燃?xì)鈬姎饬縬op、閉環(huán)校正系數(shù)CL、自適應(yīng)校正系數(shù)AL和瞬態(tài)校正BM修正的公式為:
[0079]qtol=qopX (I + CL+AL + BM),
[0080]其中，qop為開環(huán)燃?xì)鈬娚淇刂屏浚?br>
[0081]CL為閉環(huán)校正系數(shù)，
[0082]AL為自適應(yīng)校正系數(shù)，
[0083]BM為瞬態(tài)校正系數(shù)。
[0084]當(dāng)發(fā)動機(jī)在啟動、變工況(加、減速)運(yùn)行時或者閉環(huán)控制無效時(例如氧傳感器故障時)，ECU進(jìn)入開 環(huán)控制方式，即根據(jù)混合氣進(jìn)氣量和空燃比目標(biāo)值計算天燃?xì)獾牧髁浚⒏鶕?jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和噴嘴數(shù)量將天燃?xì)饬髁繐Q算成噴嘴每次噴氣量％ (mg/噴嘴/次)。混合氣進(jìn)氣量和空燃比目標(biāo)值按如下確定:
[0085]ECU采用速度/密度法計算發(fā)動機(jī)混合氣進(jìn)氣量，以確定供給發(fā)動機(jī)的燃?xì)饬?。首先根?jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣歧管壓力從內(nèi)存充量系數(shù)表中(縱坐標(biāo)為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，橫坐標(biāo)為進(jìn)氣歧管壓力)查找對應(yīng)的充量系數(shù)。充量系數(shù)表是在特定(標(biāo)準(zhǔn))使用條件下得出的，實際充量系數(shù)受許多條件影響，必須根據(jù)進(jìn)氣歧管溫度、冷卻液溫度、節(jié)氣們前壓力和瞬態(tài)工況對查得的充量系數(shù)進(jìn)行修正。ECU通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)、進(jìn)氣歧管壓力(MAP)、進(jìn)氣歧管溫度(MAT)和修正后的充量系數(shù)(VE)計算進(jìn)入氣缸的混合氣進(jìn)氣量。
[0086]空燃比目標(biāo)值和發(fā)動機(jī)的工況相對應(yīng)，同時還和冷卻液溫度相關(guān)。E⑶中存有冷機(jī)和熱機(jī)(正常工作)空燃比過量系數(shù)表(縱坐標(biāo)為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，橫坐標(biāo)為進(jìn)氣歧管壓力)和冷卻液溫度修正系數(shù)表。在計算空燃比目標(biāo)值時，ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣歧管壓力首先查找冷機(jī)和熱機(jī)空燃比過量系數(shù)表，分別得出冷機(jī)空燃比值和熱機(jī)空燃比值，再根據(jù)冷卻液溫度修正系數(shù)對查得的冷機(jī)和熱機(jī)空燃比值進(jìn)行折算，得到空燃比目標(biāo)值。在起動過程中，為便于著火，采用較濃的空燃比，并隨起動時間逐漸衰減到目標(biāo)空燃比值。燃?xì)獍l(fā)動機(jī)采用稀薄燃燒技術(shù)，能有效的降低排放，同時可降低排氣溫度，提高氣門、增壓器等零部件的工作可靠性。稀燃發(fā)動機(jī)的標(biāo)定要求在發(fā)動機(jī)失火極限和爆震極限之間維持足夠的裕量。
[0087]閉環(huán)校正系數(shù)CL的取值如下:E⑶利用氧傳感器信號實施全工況稀薄燃燒閉環(huán)空燃比控制。發(fā)動機(jī)排出廢氣中氧的含量，最直接地反映了空燃比的大小。若廢氣中氧含量過高說明混合氣的濃度偏稀。反之說明混合氣過濃。混合氣過濃或過稀都會造成發(fā)動機(jī)的燃燒不正常，排放變差引起環(huán)境污染。ECU根據(jù)氧傳感器的含氧濃度信號計算出空燃比測量值。ECU以空氣流量和大氣壓力為基礎(chǔ)估算背壓值，使排氣背壓被控制在預(yù)先設(shè)定的水平。
[0088]空氣與燃?xì)鉁夭钤叫】杖急乳]環(huán)控制越有效，E⑶根據(jù)空燃比目標(biāo)值和修正后實際值之間的差值，計算空燃比閉環(huán)校正系數(shù)CL，然后對開環(huán)燃?xì)鈬姎饬縬tol進(jìn)行修正，調(diào)整噴嘴脈沖寬度，使空燃比保持在目標(biāo)值附近。在下列情況下閉環(huán)控制無效(CL=O):某些系統(tǒng)故障禁止閉環(huán)控制(如氧傳感器故障)；傳感器預(yù)熱(發(fā)動機(jī)起動過程)；瞬態(tài)變工況(力口速、減速)。
[0089]自適應(yīng)校正系數(shù)AL的作用在于對較長時間內(nèi)的空燃比偏差作出修正。E⑶內(nèi)存中存有自適應(yīng)校正系數(shù)表(縱坐標(biāo)為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，橫坐標(biāo)為進(jìn)氣歧管壓力)，如果在較長的一段時間內(nèi)閉環(huán)校正系數(shù)CL總是偏大，自適應(yīng)校正系數(shù)AL就被加大一級。反之，若閉環(huán)校正系數(shù)CL總是偏小，自適應(yīng)校正系數(shù)AL就被減少一級。自適應(yīng)校正系數(shù)將保持到下一次數(shù)據(jù)刷新，在停車期間也不丟失。當(dāng)燃?xì)鈿赓|(zhì)、零部件差異和磨損等引起發(fā)動機(jī)性能變化時，自適應(yīng)校正系數(shù)可減小閉環(huán)校正系數(shù)CL，提高空燃比控制精度，同時有助于很快從開環(huán)控制變到閉環(huán)控制。
[0090]瞬態(tài)修正系數(shù)BM的確定如下:在使發(fā)動機(jī)急加速的過程中，需要在短短的數(shù)毫秒內(nèi)多噴一些燃?xì)?，以避免缸?nèi)混合氣過稀，而在，減速功況時則要少噴或切斷燃?xì)?，以實現(xiàn)節(jié)能或避免缸內(nèi)混合氣過濃。發(fā)動機(jī)加速時，ECU在穩(wěn)態(tài)工況基本噴氣脈寬的基礎(chǔ)上進(jìn)行加濃修正，修正量與冷卻水溫、節(jié)氣門開度變化率等有關(guān)，并隨時間逐漸減少修正量直至數(shù)秒后恢復(fù)正常。減速時則進(jìn)行減稀修正。當(dāng)發(fā)動機(jī)由高速突然關(guān)閉節(jié)氣門時，先停止噴氣，待轉(zhuǎn)速降到接近正常怠速(或空調(diào)設(shè)定轉(zhuǎn)速)100轉(zhuǎn)范圍再恢復(fù)供氣。具體可按照本領(lǐng)域通用的規(guī)則進(jìn)行修正。
[0091]噴嘴占空比PWM的確定，E⑶通過控制燃?xì)庥嬃块y上噴嘴的脈沖寬度(每循環(huán)噴嘴打開的時間)來控制燃?xì)鈬娚淞縬tol，因此要把各工況下燃?xì)鈬娚淞縬t()1轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的噴嘴脈沖寬度PW。ECU內(nèi)存中存有噴嘴脈沖寬度轉(zhuǎn)換表，該表是在標(biāo)準(zhǔn)的燃?xì)鉁囟萅GT、燃?xì)鈮毫GP和電瓶電壓下測得的噴嘴每次噴氣量和噴嘴脈沖寬度的對應(yīng)關(guān)系。ECU根據(jù)實際測量的燃?xì)鉁囟萅GT和燃?xì)鈮毫GP將噴嘴噴氣量qt()1轉(zhuǎn)化為噴嘴在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的脈沖寬度PWS，該脈沖寬度是在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的轉(zhuǎn)換值，ECU還必須通過燃?xì)鉁囟萅GT、燃?xì)鈮毫GP和電瓶電壓對標(biāo)準(zhǔn)脈沖寬度PWS進(jìn)行修正，修正后的脈沖寬度PW才能控制噴嘴噴射燃?xì)狻?br>
[0092]處理模塊對點火的控制方法為:
[0093]ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣歧管混合氣壓力和溫度、中冷后空氣壓力和溫度、燃?xì)鈮毫蜏囟?、冷卻水溫度、空燃比和點火監(jiān)控信號確定該工況下最佳點火提前角和點火線圈初級電路閉合角，并以此向點火驅(qū)動模塊ICU發(fā)出指令；點火驅(qū)動模塊根據(jù)ECU指令，控制點火線圈初級電路的導(dǎo)通和截止。
[0094]在本實施方式中，點火系統(tǒng)包括:E⑶及點火驅(qū)動模塊I⑶、點火線圈和火花塞，發(fā)動機(jī)工作時，ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、進(jìn)氣歧管壓力、冷卻液溫度和點火監(jiān)控信號確定該工況下最佳點火提前角和點火線圈初級電路閉合角(通電時間)，并以此向點火驅(qū)動模塊ICU發(fā)出指令。點火提前角是點火控制過程中最重要的參數(shù)，由基本點火提前角和水溫修正系數(shù)確定。基本點火提前角應(yīng)隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而增大。因為隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，燃燒所需的時間縮短，但燃燒過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角增大，為保證發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的最高壓力出現(xiàn)在上至點后10-15°C，就必須適當(dāng)提前點火。基本點火提前角應(yīng)隨發(fā)動機(jī)負(fù)荷(進(jìn)氣歧管壓力)的升高而減小。當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷增加時，氣缸內(nèi)的溫度和壓力均增加，燃燒速度加快，燃燒過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角減小，應(yīng)適當(dāng)推遲點火。根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣歧管壓力可直接在ECU內(nèi)點火正時表(縱坐標(biāo)為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，橫坐標(biāo)為進(jìn)氣歧管壓力)中查找基本點火提前角。水溫修正包括暖機(jī)修正和過熱修正。發(fā)動機(jī)冷車起動后的暖機(jī)過程中，隨冷卻水溫的提高，混合氣的燃燒速度加快，燃燒過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角減小，點火提前角應(yīng)適當(dāng)減小。發(fā)動機(jī)正常工作時，隨冷卻液溫度的提高，爆燃傾向逐漸增加。冷卻液溫度過高時，為了避免產(chǎn)生爆燃，應(yīng)減小點火提前角。
[0095]點火線圈初級電流的大小，決定了點火系統(tǒng)點火能量的高低，直接影響發(fā)動機(jī)性能的發(fā)揮。當(dāng)點火線圈的初級電路被接通時，其初級電流按指數(shù)規(guī)律增加。初級電路被斷開瞬間，，初級電流所能達(dá)到的值(即斷開電流)與初級電路接通的時間長短有關(guān)，只有通電時間達(dá)到一定值時，初級電流才能達(dá)到飽和電流6.5A (此后電流不再增加)。由于斷開電流影響點火線圈次級電壓最大值，次級電壓的高低又直接影響點火的可靠性，所以在發(fā)動機(jī)工作時，必須保證點火線圈的初級電路有足夠的通電時間。但通電時間過長，不但點火能量不會增加，而且會引起ICU和點火線圈過熱，縮短ICU和點火線圈使用壽命。最佳閉合角是線圈電流剛達(dá)到6.5A并穩(wěn)定0.2ms左右。I⑶具有點火監(jiān)控功能，點火監(jiān)控信號(MON)用來檢測線圈初級電流達(dá)到6.5A飽和電流的時刻。當(dāng)點火線圈通電時，IMON信號隨線圈電流增加而增加，當(dāng)線圈電流達(dá)到6.5A時MON信號迅速下降，變?yōu)榈碗娖?。ECM根據(jù)MON信號確定點火線圈初級電路初始閉合角(線圈通電開始時刻)及判斷點火線圈初級電路是否有故障。
[0096]點火驅(qū)動模塊根據(jù)ECU指令，控制點火線圈初級電路的導(dǎo)通和截止。當(dāng)初級電路導(dǎo)通時，有電流從點火線圈中的初級電路通過，點火線圈將點火能量以磁場的形式儲存起來。初級電路中的電流被切斷時，在其次級線圈中將產(chǎn)生很高的感應(yīng)電動勢，經(jīng)高壓線傳至火花塞。點火能量經(jīng)火花塞間隙瞬間釋放，產(chǎn)生的電火花點燃缸內(nèi)的混合氣。
[0097]增壓制控制方法為:
[0098]S91，在內(nèi)存內(nèi)預(yù)設(shè)不同工況下對應(yīng)的已標(biāo)定的增壓壓力，所述增壓壓力與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置的組合——對應(yīng)；
[0099]S92，E⑶通過進(jìn)氣歧管壓力傳感器測量實際的進(jìn)氣歧管增壓壓力，并根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置在內(nèi)存中查找該工況下標(biāo)定的增壓壓力；
[0100]S93，E⑶根據(jù)實際增壓壓力和標(biāo)定增壓壓力之間的偏差，調(diào)整釋放閥的通電時間，將實際增壓壓力控制在標(biāo)定值左右一定的誤差范圍內(nèi)。
[0101]增壓控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管壓力和標(biāo)定壓力之間的偏差，控制增壓器廢氣放氣閥的開度，以達(dá)到控制增壓壓力、提高發(fā)動機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性的目的。廢氣放氣閥的開度受驅(qū)動氣室的進(jìn)氣壓力所控制，當(dāng)驅(qū)動氣室的進(jìn)氣壓力和復(fù)位彈簧相平衡時廢氣放氣閥的開度位置保持不變。
[0102]放氣閥位于渦輪進(jìn)氣道和排氣口之間，放氣閥打開時，它分流掉一部分渦輪葉輪周圍的廢氣，使排氣推動渦輪葉輪的能量減少，從而控制了增壓器的轉(zhuǎn)速和增壓壓力。放氣閥的開度隨著驅(qū)動氣室的壓力增大而增大，而增壓壓力則隨著驅(qū)動氣室的壓力增大而減小。廢氣門驅(qū)動氣室的空氣取自車輛壓縮空氣，需要用減壓器將8到10kg/cm2的壓縮空氣減壓到2kg/cm2左右(取決于廢氣門膜片彈簧壓力)，再通過釋壓電磁閥控制驅(qū)動氣室的壓力。釋壓電磁閥通電時間(占空比)越長，釋放的氣體壓力就越大，驅(qū)動氣室的進(jìn)氣壓力也就越小。ECU通過進(jìn)氣歧管壓力傳感器測量實際的進(jìn)氣歧管增壓壓力，并根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門位置(與腳踏板位置對應(yīng))在內(nèi)存中查找該工況下標(biāo)定的增壓壓力。根據(jù)實際增壓壓力和標(biāo)定增壓壓力之間的偏差，ECU調(diào)整釋放閥的通電時間，將實際增壓壓力控制在標(biāo)定值附近。
[0103]如圖3所示和圖4所示，節(jié)氣門開度控制方法為:
[0104]確定期望怠速值，具體方法為:
[0105]S1011，根據(jù)起動轉(zhuǎn)速偏移、運(yùn)行時間和啟動轉(zhuǎn)速衰減計算發(fā)動機(jī)剛起動后要求的轉(zhuǎn)速偏移；
[0106]S1012，開始期望怠速計算，確定是否要求高的怠速，當(dāng)需要高怠速時，取得目標(biāo)高怠速并設(shè)為等于期望怠速；
[0107]S1013，當(dāng)不需要高怠速時，確定與ECT對應(yīng)的怠速偏移，并確定所述怠速偏移和所述步驟SlOll中轉(zhuǎn)速偏移兩者中的較大者并與期望基本怠速相加，得到期望怠速；
[0108]當(dāng)腳踏板(油門)處于怠速位置時，E⑶進(jìn)行怠速閉環(huán)控制，控制節(jié)氣門開度位置，保持發(fā)動機(jī)速度在期望怠速值附近；
[0109]當(dāng)發(fā)動機(jī)速度超過設(shè)定最大額定轉(zhuǎn)速時，ECU限制節(jié)氣門開度位置，超速越多節(jié)氣門開度位置越??；
[0110]當(dāng)發(fā)動機(jī)速度在怠速和設(shè)定最大額定轉(zhuǎn)速之間時，節(jié)氣門開度位置直接由腳踏板控制，節(jié)氣門開度位置隨腳踏板位置同步變化。
[0111]具體怠速控制是:ECU通過PID參數(shù)進(jìn)行發(fā)動機(jī)怠速控制。怠速目標(biāo)值是高怠速開關(guān)、從起動至目前運(yùn)行的時間以及冷卻液溫度的一個函數(shù)。超速限制是一特殊的比例微分調(diào)速器。因為沒有積分項，在給定負(fù)荷下發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)速不是一樣的。節(jié)氣門位置指令作為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的一個函數(shù)，當(dāng)發(fā)動機(jī)速度超過最大額定轉(zhuǎn)速時，ECU開始限制節(jié)氣門開度位置，速度超過額定值越多，節(jié)氣門開度位置越小。一個典型例子見下表。
[0112]超過規(guī)定的正?？刂妻D(zhuǎn)速時，ECU控制電磁閥切斷燃?xì)庖员Ｗo(hù)發(fā)動機(jī)免受損壞。
[0113]
【權(quán)利要求】
1.一種利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機(jī)，與所述發(fā)動機(jī)相連的燃?xì)鈧鬏斁€路和空氣傳輸線路，控制所述燃?xì)馀c空氣之間的溫差以及控制發(fā)動機(jī)運(yùn)行的控制單元； 所述液化燃?xì)鈧鬏斁€路包括液化燃?xì)鈨馄?，所述燃?xì)鈨馄坑糜诖鎯σ夯烊粴?，壓縮天然氣和液化石油氣三者之一，所述燃?xì)鈨馄客ㄟ^燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器和燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器之一或者兩者的串聯(lián)與緩沖罐的相連，所述緩沖罐通過過濾器和減壓器與燃?xì)鈬娮煜噙B，所述燃?xì)鈬娮鞂⑷細(xì)鈬娚淙氚l(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)； 所述空氣傳輸流程包括空氣濾清器，所述空氣濾清器將空氣過濾后通過空氣增壓器增壓后傳輸給空氣中冷器，所述空氣中冷器將空氣輸入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)； 還包括燃?xì)鉁囟葌鞲衅?、發(fā)動機(jī)冷卻水溫度傳感器和空氣溫度傳感器，所述燃?xì)鉁囟葌鞲衅饔糜跈z測所述減壓器減壓后進(jìn)入噴嘴前的燃?xì)鉁囟炔⑺鋈細(xì)鉁囟葌鬏斀o控制單元，所述發(fā)動機(jī)冷卻水溫度傳感器用于檢測所述發(fā)動機(jī)出水溫度并將所述發(fā)動機(jī)出水溫度傳輸給所述控制單元，所述空氣溫度傳感器用于檢測所述空氣中冷器輸出或節(jié)氣門前的空氣溫度并將所述空氣溫度傳輸給所述控制單元，所述控制單元控制熱水電磁閥和燃?xì)饪諝鈸Q熱器風(fēng)扇之一或者兩者的工作，控制通過燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器的熱水量以及燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器的通風(fēng)量，使燃?xì)夂涂諝獾臏囟戎钚∮谠O(shè)定閾值T。
2.如權(quán)利要求1所述的利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)，其特征在于:還包括水箱風(fēng)扇，所述水箱風(fēng)扇的控制端與所述控制單元相連，所述控制單元通過控制所述水箱風(fēng)扇的工作控制所述燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器的通風(fēng)量，調(diào)節(jié)所述燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器內(nèi)的水溫。
3.如權(quán)利要求1所述的利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)，其特征在于:還包括中冷器風(fēng)扇，所述中冷器風(fēng)扇的控制端與所述控制單元相連，所述控制單元通過控制中冷器風(fēng)扇的工作控制空氣中冷器的通風(fēng)量，調(diào)節(jié)空氣中冷器輸出的空氣溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的利用燃?xì)饫淠芴岣甙l(fā)動機(jī)熱效率實現(xiàn)節(jié)能減排的系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元包括信息輸入模塊、處理模塊和信息輸出模塊； 所述信息輸入模塊與至少一個傳感器相連，接收所述傳感器送來的信號并對所述信號進(jìn)行整形、放大處理、A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成計算機(jī)能接受的量程合適的數(shù)字信號； 所述信息輸出模塊與電子節(jié)氣門，點火線圈，燃?xì)鈬娮?，燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器風(fēng)機(jī)，冷卻水箱風(fēng)機(jī)，空氣中冷器風(fēng)機(jī)，燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器電磁閥之一或任意組合相連，所述信息輸出模塊將控制命令放大并輸出，控制電子節(jié)氣門，點火線圈，燃?xì)鈬娮?，燃?xì)饪諝鈸Q熱氣化器風(fēng)機(jī)，冷卻水箱風(fēng)機(jī)，空氣中冷器風(fēng)機(jī)，燃?xì)鉄崴畵Q熱氣化器電磁閥之一或任意組合工作。
【文檔編號】F02B43/00GK203584569SQ201320664261
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】張毅 申請人:張毅