CN101832191B - 火花点火发动机起动预喷射系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火花点火发动机起动预喷射系统，电子控制单元通过检测车辆点火开关上电，控制油泵工作在燃料供给系统中建立喷射所需的压力，并根据发动机自上次停机后所经历的时间及发动机温度控制燃料喷射器喷射特定量的燃料，并记录本轮起动过程已经完成的预喷次数，之后如果起动电机拖动发动机转动即可完成起动，同时已完成预喷次数清零。本发明，在起动电机拖动发动机转动之前向发动机进气道或燃烧室内喷入燃料，延长了部分燃料挥发的时间，改善了发动机起动阶段混合气质量，解决了现有技术混合气形成时间短的问题，从而能有效改善发动机冷起动性能。
Description
技术领域
本发明涉及发动机控制技术，特别涉及一种火花点火发动机起动预喷射系统。
背景技术
火花点火发动机属于预混合燃烧，点火之前需要燃料和空气形成合适的混合气。
现有的技术如图1所示，在发动机起动时通常是在起动电机拖动发动机转动过程中在特定的时间将燃料喷入进气道或气缸内，经过进气、压缩冲程后点火燃烧，整个过程留给混合气形成的时间很短，只有不到0.3秒。发动机起动时，特别是低温起动时，由于机体温度较低，燃料挥发性很差，很难在这样短的时间内形成合适的混合气，从而导致发动机起动困难、起动时间过长甚至无法起动。
现在通常采用的辅助冷起动方案是预热发动机进气，包括电加热和火焰加热。但这两类方案都存在很大缺陷，电加热装置要消耗很多蓄电池的电量，对冷起动非常不利，还会大幅缩短蓄电池的寿命；火焰加热则需要消耗额外的燃料，并且两类方案都需要较长的时间，电加热通常需要1分钟，火焰加热通常也需要30秒。如果用户最终没有起动发动机，则上述两类方案所消耗的能源将白白浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种火花点火发动机起动预喷射系统及方法，能有效改善发动机起动阶段混合气质量，从而有效改善发动机起动性能。
为解决上述技术问题，本发明的火花点火发动机起动预喷射系统，包括电子控制单元、温度传感器、车辆点火开关、油泵、燃料喷射器；
温度传感器设置在发动机机体上，用于测量发动机温度，并将发动机温度信号输送到电子控制单元；
油泵设置在油箱内，用于在油泵到燃料喷射器的油路中建立适当的喷油压力，通过电子控制单元控制；
燃料喷射器设置在发动机进气道或燃烧室，用于向发动机进气道或燃烧室内喷射燃料，通过电子控制单元控制；
所述电子控制单元，通过如下步骤控制燃料喷射器向发动机进气道或燃烧室内喷射燃料：
一.电子控制单元记录发动机停止转动的时间；
二.电子控制单元监测车辆点火开关是否上电，如果车辆点火开关没有上电，则返回继续监测车辆点火开关上电信号；如果车辆点火开关上电，则进入步骤三；
三.电子控制单元发出油泵驱动信号，控制油泵工作，在油泵到燃料喷射器的油路中建立所需压力，并保持该压力；
四.电子控制单元计算发动机自上次停止转动后所经过的时间，并与设定的第一时间阀值进行比较，如果发动机停止转动后所经过的时间大于等于第一时间阀值，则进入步骤五；如果发动机停止转动后所经过的时间小于第一时间阀值，则进入步骤八；
五.电子控制单元根据温度传感器测得的发动机温度和已经完成的预喷次数，计算出所需预喷燃料量，然后进入步骤六；
六.电子控制单元控制燃料喷射器进行喷射，并记录已经完成的预喷次数，然后转入步骤七；
七.电子控制单元监测车辆点火开关是否断电，以判断用户是否中止了起动过程；如果车辆点火开关没有断电，则进入步骤八；如果车辆点火开关断电，则进入步骤十；
八、电子控制单元检测发动机是否开始转动；如果发动机开始转动，则进入步骤九；如果发动机仍然处于静止状态，则返回继续检测发动机是否开始转动；
九.电子控制单元将已经完成的燃料预喷次数清零并进行常规喷油控制，完成发动机起动；
十.电子控制单元进入待机状态，并控制燃油泵停止工作，然后进入步骤十一；
十一.电子控制单元监测车辆点火开关是否上电，如果车辆点火开关没有上电，则返回继续监测车辆点火开关上电信号；如果车辆点火开关上电，则进入步骤十二；
十二.电子控制单元发出油泵驱动信号，控制油泵工作，在油泵到燃料喷射器的油路中建立所需压力，并保持该压力，然后进入步骤十三；
十三.电子控制单元计算自上次燃料喷射器完成预喷射后所经过的时间，并与设定的第二时间阀值进行比较，如果经过的时间小于等于第二时间阀值，则进入步骤四；如果所经过的时间大于第二时间阀值，则电子控制单元将已经完成的燃料预喷次数清零，然后进入步骤四。
燃料喷射器可以安装在发动机进气歧管上，进气歧管位于节气门体之后。
本发明的火花点火发动机起动预喷射系统，在起动电机拖动发动机转动之前向发动机进气道或燃烧室内喷入燃料，其燃料预喷射量由发动机温度、已经完成的预喷次数、发动机停机时间或燃料喷射器自上次预喷射后所经过的时间决定，改善了发动机起动阶段混合气质量，延长了混合气形成时间，从而能有效改善发动机冷起动性能。整个过程可以在2秒以内完成，不需要专门的起动准备过程，并且不需要消耗额外的电能或燃料。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是现有的火花点火发动机起动过程流程图；
图2是本发明的火花点火发动机起动预喷射系统一实施方式结构图；
图3是本发明的火花点火发动机起动预喷射系统电子控制单元控制燃料喷射器燃料流程图；
图4是本发明的火花点火发动机起动预喷射系统发动机起动过程时序图。
具体实施方式
本发明的火花点火发动机起动预喷射系统一实施方式如图2所示，包括电子控制单元ECU、温度传感器8、车辆点火开关20、油泵9、油箱10、燃料喷射器3，发动机进气歧管2位于节气门体1之后，火花塞5位于燃烧室顶面，处于进气门4和排气门6之间，火花塞5点火由电子控制单元ECU控制，排气门6之后是排气歧管7；燃料喷射器3安装在发动机进气歧管2上，用于向发动机进气歧管内喷射燃料，通过电子控制单元ECU控制，温度传感器8装在发动机机体11上，用于测量发动机温度，并将发动机温度信号输送到电子控制单元ECU。油泵9装在油箱10内，用于在油泵9到燃料喷射器3的油路中建立适当的喷油压力，通过电子控制单元ECU控制。控制软件存储在ECU中。
所述电子控制单元ECU，如图3所示，通过如下步骤控制燃料喷射器3向发动机进气歧管内喷射燃料：
一.电子控制单元ECU记录发动机停止转动的时间；
二.电子控制单元ECU监测车辆点火开关20是否上电，根据车辆点火开关20上电信号判断用户将要起动发动机的意图，如果车辆点火开关20没有上电，则返回继续监测车辆点火开关20上电信号；如果车辆点火开关20上电，则进入步骤三；
三.电子控制单元ECU发出油泵驱动信号，控制油泵9工作，在油泵9到燃料喷射器3的油路中建立所需压力，并保持该压力，为燃料预喷射做好准备；
四.电子控制单元ECU计算发动机自上次停止转动后所经过的时间，并与设定的第一时间阀值t1进行比较，如果发动机停止转动后所经过的时间大于等于第一时间阀值t1，则进入步骤五；如果停止转动后所经过的时间小于第一时间阀值t1，则进入步骤八；
五.电子控制单元ECU接收由温度传感器8传来的发动机温度信号，根据测得的发动机温度T和已经完成的预喷次数，根据表1所示图表计算出所需预喷燃料量，然后进入步骤六；
表1
六.电子控制单元ECU控制燃料喷射器3进行喷射，并记录已经完成的预喷次数，然后转入步骤七；
七.电子控制单元ECU监测车辆点火开关20是否断电，以判断用户是否中止了起动过程；如果车辆点火开关20没有断电，则进入步骤八；如果车辆点火开关20断电，则进入步骤十；
八、电子控制单元ECU检测发动机是否开始转动；如果发动机开始转动，则进入步骤九；如果发动机仍然处于静止状态，则返回继续检测发动机是否开始转动；
九.电子控制单元ECU将已经完成的燃料预喷次数清零并进行常规喷油控制，完成发动机起动；
十.电子控制单元ECU进入待机状态，并控制油泵9停止工作，然后进入步骤十一；
十一.电子控制单元ECU监测车辆点火开关20是否上电，通过车辆点火开关20上电信号判断用户将要起动发动机的意图，如果车辆点火开关20没有上电，则返回继续监测车辆点火开关20上电信号；如果车辆点火开关20上电，则进入步骤十二；
十二.电子控制单元ECU发出油泵驱动信号，控制油泵9工作，在油泵9到燃料喷射器3的油路中建立所需压力，并保持该压力，为燃料预喷射做好准备，然后进入步骤十三；
十三.电子控制单元ECU计算自上次燃料喷射器3完成预喷射后所经过的时间，并与设定的第二时间阀值t2进行比较，如果所经过的时间小于等于第二时间阀值t2，则进入步骤四；如果所经过的时间大于第二时间阀值t2，则电子控制单元ECU将已经完成的燃料预喷次数清零，然后进入步骤四。
本发明的火花点火发动机起动预喷射系统，发动机起动过程时序如图4所示。车辆点火开关上电后油泵开始运转，在油泵到燃料喷射器的油路中建立适当压力并保持，经过适当延时后进行燃料预喷射，电子控制单元ECU根据发动机温度和已经完成的预喷次数，根据表1计算出所需预喷燃料量Q，然后电子控制单元ECU控制燃料喷射器喷射所计算出的燃料。当起动电机开始拖动发动机转动时，电子控制单元ECU控制燃料喷射器按照常规方式喷射燃料，直到发动机起动成功并维持运行。
本发明的火花点火发动机起动预喷射系统，电子控制单元通过车辆点火开关是否上电检测用户将要起动发动机的意图，控制油泵工作在燃料供给系统中建立喷射所需的压力，并保持此压力，同时电子控制单元计算发动机自上次停机后所经历的时间，并接收温度传感器的信号获得发动机的温度信息，然后结合上述发动机停机时间和温度信息控制燃料喷射器喷射特定量的燃料，并记录本轮起动过程已经完成的预喷次数，之后如果起动电机拖动发动机转动，即可完成起动，同时已完成预喷次数清零。如果用户中断了起动过程，没有发出信号使起动电机拖动发动机转动，则电子控制单元进入待机状态，控制油泵停止工作，当再次检测到用户起动发动机的意图后，电子控制单元发出信号控制油泵工作在燃料供给系统中建立喷射所需的压力，并保持此压力；同时控制软件计算发动机自上次预喷后所经历的时间，并接收温度传感器的信号，获得发动机的温度信息，然后电子控制单元结合上述预喷后所经历的时间和温度信息控制燃料喷射器喷射特定量的燃料，并记录本轮起动过程已经完成的预喷次数，系统不断循环完成此过程，直到用户最终完成发动机起动过程，然后将已完成的预喷次数清零。
本发明的火花点火发动机起动预喷射系统，在起动电机拖动发动机转动之前向发动机进气道或燃烧室内喷入燃料，其燃料预喷射量由发动机温度、已经完成的预喷次数、发动机停机时间或燃料喷射器自上次预喷射后所经过的时间决定，改善了发动机起动阶段混合气质量，延长了混合气形成时间，从而能有效改善发动机冷起动性能。整个过程可以在2秒以内完成，不需要专门的起动准备过程，并且不需要消耗额外的电能或燃料。
Claims (2)
1.一种火花点火发动机起动预喷射系统，其特征在于，包括电子控制单元、温度传感器、车辆点火开关、油泵、燃料喷射器；
温度传感器设置在发动机机体上，用于测量发动机温度，并将发动机温度信号输送到电子控制单元；
油泵设置在油箱内，用于在油泵到燃料喷射器的油路中建立适当的喷油压力，通过电子控制单元控制；
燃料喷射器设置在发动机进气道或燃烧室，用于向发动机进气道或燃烧室内喷射燃料，通过电子控制单元控制；
所述电子控制单元，通过如下步骤控制燃料喷射器向发动机进气道或燃烧室内喷射燃料：
一.电子控制单元记录发动机停止转动的时间；
二.电子控制单元监测车辆点火开关是否上电，如果车辆点火开关没有上电，则返回继续监测车辆点火开关上电信号；如果车辆点火开关上电，则进入步骤三；
三.电子控制单元发出油泵驱动信号，控制油泵工作，在油泵到燃料喷射器的油路中建立所需压力，并保持该压力；
四.电子控制单元计算发动机自上次停止转动后所经过的时间，并与设定的第一时间阀值进行比较，如果发动机停止转动后所经过的时间大于等于第一时间阀值，则进入步骤五；如果发动机停止转动后所经过的时间小于第一时间阀值，则进入步骤八；
五.电子控制单元根据温度传感器测得的发动机温度和已经完成的预喷次数，计算出所需预喷燃料量，然后进入步骤六；
六.电子控制单元控制燃料喷射器进行喷射，并记录已经完成的预喷次数，然后转入步骤七；
七.电子控制单元监测车辆点火开关是否断电，以判断用户是否中止了起动过程；如果车辆点火开关没有断电，则进入步骤八；如果车辆点火开关断电，则进入步骤十；
八.电子控制单元检测发动机是否开始转动；如果发动机开始转动，则进入步骤九；如果发动机仍然处于静止状态，则返回继续检测发动机是否开始转动；
九.电子控制单元将已经完成的燃料预喷次数清零并进行常规喷油控制，完成发动机起动；
十.电子控制单元进入待机状态，并控制燃油泵停止工作，然后进入步骤十一；
十一.电子控制单元监测车辆点火开关是否上电，如果车辆点火开关没有上电，则返回继续监测车辆点火开关上电信号；如果车辆点火开关上电，则进入步骤十二；
十二.电子控制单元发出油泵驱动信号，控制油泵工作，在油泵到燃料喷射器的油路中建立所需压力，并保持该压力，然后进入步骤十三；
十三.电子控制单元计算自上次燃料喷射器完成预喷射后所经过的时间，并与设定的第二时间阀值进行比较，如果经过的时间小于等于第二时间阀值，则进入步骤四；如果所经过的时间大于第二时间阀值，则电子控制单元将已经完成的燃料预喷次数清零，然后进入步骤四。
2.根据权利要求1所述的火花点火发动机起动预喷射系统，其特征在于，燃料喷射器安装在发动机进气歧管上，进气歧管位于节气门体之后。
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