CN102062006B - 一种节能高效的汽车发动机输出功率控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种节能高效的汽车发动机输出功率控制方法及装置，包括向内燃机燃烧室供气的供气装置、控制装置、刹车感应器、油门踏板感应器，供气装置包括与内燃机燃烧室相连通的总管、冷空气分管、供应热空气的热空气分管、电动阀门、过滤器，冷空气分管一端、热空气分管一端通过电动阀门与总管相连接，冷空气分管另一端、热空气分管另一端与过滤器相连接，控制装置控制电信号输出与电动阀门电信号输入相连，刹车感应器的电信号输出、油门踏板感应器的电信号输出分别与控制装置控制电信号输入相连。本发明与已有技术相比，具有能减少汽车不需要做功时的能耗的优点。

Description

一种节能高效的汽车发动机输出功率控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机输出功率控制方法及装置。

背景技术

内燃机的输出功率一般由内燃机的进气门来控制，通过调节进气量并配合喷油量来控制。常规内燃机极限输出功率限于燃烧室的容量来确定。采用涡轮增压方法提高内燃机极限输出功率的则由燃烧室的容量及进气密度来确定。不管那种方式，汽缸燃烧一次所输出的功率都是基本不变的。在汽车行驶中，有很长时间（如刹车时候、等红绿灯时候）都不需要发动机输出功率的，但是，上述这些时间内，发动机燃烧室燃烧一次仍然输出恒定的功率，而这些输出功率是没有任何作用的，从而白白地浪费了能源。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种能减少汽车不需要做功时的能耗的的节能的汽车输出功率控制方法及装置。

    本发明的节能的汽车输出功率控制方法是这样实现的，包括向内燃机燃烧室供应空气过程，其特征在于当刹车或者停止加油时，向内燃机燃烧室供应清洁的加热后的空气，同时，降低每次燃烧的供油量；当加油时，向内燃机燃烧室供应常温清洁空气，同时恢复每次燃烧的正常供油量以便恢复正常每次燃烧的输出功率，或者向内燃机燃烧室供应冷却后的清洁空气，并增加每次燃烧的供油量，来提高每次燃烧的输出功率。采用电喷技术的汽车，燃烧室每次燃烧时所需要的燃油量是根据空气温度及压力来确定的，当采用热空气时，喷油系统自然会根据空气的温度降低喷油量，因此，当刹车或者停止加油时，向内燃机燃烧室供应清洁的加热后的空气，就能使喷油系统自然降低喷油量，由于此时汽车是不需要输出功率的，这样，即使燃烧室每次燃烧所输出的功率降低，也不会影响汽车的正常运行，从而能有效地节约了能源；而当汽车需要急加速时，通过向内燃机燃烧室供应冷却后的清洁空气，喷油系统自然会根据空气的温度恢复或者增加供油量，使燃烧室每次燃烧所输出的功率增加功率的输出，从而既在不浪费能源的情况下，保证或者提高汽车的加速性能。在正常行驶的时候，系统也能通过冷热转换阀混合出指定温度的待燃空气，通过调节进气温度和喷油量来调整发动机转速，以恰当的转速确定发动机的输出扭矩，提高汽车的操控性能。  因为调整转速能调整发动机的输出扭矩，现有发动机仅靠调节节气门来调整进气量，同时按最佳空燃比来喷油，（柴油发动机仅控制喷油量，不控制进气量）以此控制发动机转速，指定的输出功率对应着固定的转速，也就是固定的输出扭矩。但本系统，能在功率不变的前提下，通过调整进气温度来调整发动机转速。适当提高转速，其输出扭矩能得到提高。这对于提升汽车的操控性有极大的帮助。

    这里，为了有效地提高汽车的加速操作性能，当汽车处于匀速行驶时，向内燃机燃烧室供应常温清洁空气，同时恢复每次燃烧的正常供油量以便恢复正常每次燃烧的输出功率；当汽车处于加速行驶时，向内燃机燃烧室供应冷却后的清洁空气，并增加每次燃烧的供油量，来提高每次燃烧的输出功率。

    为了有效地利用热能，加热的空气来源于汽车发动机排烟口附近的空气。

    本发明的节能的汽车输出功率控制装置是这样实现的，包括向内燃机燃烧室供气的供气装置、控制装置、刹车感应器、油门踏板感应器，供气装置包括与内燃机燃烧室相连通的总管、冷空气分管、供应热空气的热空气分管、电动阀门、过滤器，冷空气分管一端、热空气分管一端通过电动阀门与总管相连接，冷空气分管另一端、热空气分管另一端与过滤器相连接，冷却装置设置在电动阀门与过滤器间，控制装置控制电信号输出与电动阀门电信号输入相连，刹车感应器的电信号输出、油门踏板感应器的电信号输出分别与控制装置控制电信号输入相连。工作时，当汽车加速行驶时，油门踏板感应器输出一加速行驶加油特性电信号，控制装置根据该加速行驶加油特性电信号控制阀门使冷空气分管与总管相连通，这样，经过过滤器的常温清洁空气就进入内燃机燃烧室参加燃烧，电喷系统根据空气温度来设定内燃机的喷油量，在保持理想空燃比的状态下，保证内燃机的燃烧室每次燃烧的输出功率达到汽车原有的能力；当汽车匀速行驶或者在怠速或刹车等情况下，油门踏板感应器输出一匀速行驶加油特性电信号，控制装置控制阀门使热空气分管与总管相连通，这样，经过过滤器的热清洁空气就进入内燃机燃烧室参加燃烧，电喷系统根据热空气温度来恢复内燃机的喷油量，在保持理想空燃比的状态下，使内燃机的燃烧室每次燃烧的输出功率小于常态，由于内燃机燃烧室在不需要的情况下，不再处于正常输出功率的燃烧状态，这样，既不影响汽车的加速操纵性能，同时，又不会增加油耗，从而有效地节约了能耗。

    这里，冷空气分管上连接有冷却装置，冷却装置设置在电动阀门与过滤器间，控制装置的电信号输出与冷却装置的电信号输入相连。该冷却装置的制冷量来自于汽车空调的压缩泵，压缩泵有转换阀，....，，工作时，当汽车加速行驶时，油门踏板感应器输出一加速行驶加油特性电信号，控制装置根据该加速行驶加油特性电信号控制阀门使冷空气分管与总管相连通，同时，控制冷却装置工作，这样，经过过滤器的冷却清洁空气就进入内燃机燃烧室参加燃烧，电喷系统根据冷却空气温度来设定内燃机的喷油量，在保持理想空燃比的状态下，使内燃机的燃烧室每次燃烧的输出功率大于汽车原有的能力，使汽车的加速、操纵性能得到有效的提高，又不会增加汽车的能耗。

这里，热空气分管连接有空气加热装置。这样，在汽车处于匀速行驶时，控制装置根据该匀速行驶加油特性电信号控制阀门使冷空气分管与总管相连通，同时，控制冷却装置不工作，这样，经过过滤器常温清洁空气就进入内燃机燃烧室参加燃烧，电喷系统根据常温空气温度来恢复内燃机的喷油量，在保持理想空燃比的状态下，使内燃机的燃烧室每次燃烧的输出功率处于常态，由于冷却装置停止工作时，还有一定余量的冷能，而汽车由加速进入匀速是有一个过程的，在这个过程中，理想的状态是逐步减少内燃机的燃烧室每次燃烧的输出功率直至常态，以方便控制，采用上述的方法就能满足要求；在怠速或刹车等情况下，刹车感应器向控制装置输出刹车电信号，或者，控制装置根据刹车感应器、油门踏板感应器的工作情况自行判断汽车处于怠速状况，控制装置控制阀门使热空气分管与总管相连通，这样，经过过滤器的清洁热空气就进入内燃机燃烧室，在保持理想空燃比的状态下，使内燃机的燃烧室每次燃烧的输出功率降低，从而有效地 节约了 能耗。本发明由于设置了冷空气分管、热空气分管，这样，就能迅速且随意地控制向内燃机燃烧室供应设定温度的清洁空气，进而根据是否需要动力输出来精确控制内燃机输出功率，减少不必要的能耗，以达到节能的目的。

这里，为了节省成本和能耗，采用热空气分管进气口位于发动机附近的高温的废气排气管处替代空气加热装置，为了方便设置，过滤器有两套，分别与冷空气分管、热空气分管相连接。

本发明与已有技术相比，具有能迅速进行冷、热转换，既能迅速提高内燃机的极限输出功率，同时，又能迅速降低内燃机极限输出功率。具有结构简单、成本低的优点。运用在汽车发动机上，能够大幅提高燃油的经济性，提高输出功率、降低油耗、减少刹车距离，降低污染排放等等意想不到的效果。运用在其他内燃机领域也有类试效果。

附图说明：

    图1为本发明实施例1的结构示意图；

    图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例4的结构示意图；

图5为本发明实施例5的结构示意图；

图6为本发明的电路控制图。

具体实施方式：

    现结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述：

本发明的能提高内燃机极限输出功率的方法是这样实现的，包括向内燃机燃烧室供应空气过程，其特征在于当刹车或者停止加油时，向内燃机燃烧室供应清洁的加热后的空气，同时，降低每次燃烧的供油量；当加油时，向内燃机燃烧室供应常温清洁空气，同时恢复每次燃烧的正常供油量以便恢复正常每次燃烧的输出功率，或者向内燃机燃烧室供应冷却后的清洁空气，并增加每次燃烧的供油量，来提高每次燃烧的输出功率。

    当汽车处于匀速行驶时，向内燃机燃烧室供应常温清洁空气，同时恢复每次燃烧的正常供油量以便恢复正常每次燃烧的输出功率；当汽车处于加速行驶时，向内燃机燃烧室供应冷却后的清洁空气，并增加每次燃烧的供油量，来提高每次燃烧的输出功率。

    加热后的空气来源于汽车发动机排烟口附近的空气。

如图1所示，本发明的能提高汽车发动机输出功率的装置的实施例1是这样实现的，包括向内燃机燃烧室供气的供气装置2、控制装置13、刹车感应器17、油门踏板感应器18，供气装置2包括与内燃机燃烧室相连通的总管3、冷空气分管4、供应热空气的热空气分管5、冷却装置6、电动阀门7、过滤器8，电动阀门7是电动三通阀门，冷空气分管4一端、热空气分管5一端通过电动阀门7与总管3相连接，冷空气分管4另一端、热空气分管5另一端与过滤器8相连接，冷却装置6设置在电动阀门7与过滤器8间，控制装置13控制电信号输出与电动阀门7电信号输入相连，刹车感应器17的电信号输出、油门踏板感应器18的电信号输出分别与控制装置13控制电信号输入相连。冷空气分管4一端、热空气分管5一端与总管3相连接处呈叉形，电动阀门7的阀门7a是一由电力带动的风门，风门转动设置在冷空气分管4一端、热空气分管5一端的相接处10。冷却装置6可以是电子式的冷却装置，也可以是冷媒式的冷却装置。设置有空气温度检测装置14，空气温度检测装置14的电信号输出与控制装置13电信号输入相连，控制装置13控制电信号输出与电动阀门7的电信号输入相连。这样，通过控制电动阀门7的阀门7a在冷空气分管4、热空气分管5上的开度来调节空气温度，使空气温度符合控制要求。

如图2所示，本发明的能提高汽车发动机输出功率的装置的实施例2是在实施例1的基础上，过滤器8有两套，分别与冷空气分管4、热空气分管5相连接，热空气分管5连接有空气加热装置19，空气加热装置19是设置在汽车车头11的装设有发动机12的废气排气管15附近的进气管，热空气分管5与废气排气管15间设置有热交换器16。

    如图3所示，本发明的能提高汽车发动机输出功率的装置的实施例3是在实施例2的基础上，冷空气分管4、热空气分管5上分别设置有电动阀门7。

    如图4所示，本发明的能提高汽车发动机输出功率的装置的实施例4是在实施例2或3的基础上，热空气分管5的进气口5a位于发动机12附近的高温的废气排气管15处，过滤器8位于进气口5a与总管3间的热空气分管5上。由于发动机12附近的高温的废气排气管15处的空气温度是很高的，这样，，热空气分管5就能采集到高温的热空气而不需要另外设置加热装置加热空气。冷却装置6包括由控制装置13控制的两电动三通阀20、21、换热器22，电动三通阀20分别通过管与汽车制冷压缩机23的冷媒出口、 汽车空调换热器24的冷媒进口、换热器22的冷媒进口相连，电动三通阀21通过管分别与汽车制冷压缩机23的冷媒进口、 汽车空调换热器24的冷媒出口、换热器22的冷媒出口相连。当汽车需要急加速时，电动阀将原有冷媒转接到冷却装置6上。完成加速后转接回原车空调。 因为需要急加速的时候不多，而且持续时间不长，速度稳定后，原有功率即可维持运行。

    如图5所示，本实施例是在实施例1的基础上，设置有常温分管20，常温分管20一端、热空气分管5一端、冷空气分管4一端通过过滤器8与外界空气相连，常温分管20另一端、热空气分管5另一端、冷空气分管4另一端通过电动阀门7与总管3相连接，常温分管20另一端、热空气分管5另一端汇合后通过热空气总管21与总管3相连接，电动阀门7包括热空气三通阀7a、冷/热空气三通阀7b，热空气三通阀7a设置在常温分管20另一端、热空气分管5另一端与热空气总管21的汇合处，冷/热空气三通阀7b设置在冷空气分管4另一端、热空气总管21、总管3的汇合处，冷却装置6是一冷媒式散热器，冷媒式散热器6的进口、出口通过媒介电动阀门22与汽车制冷装置23的冷媒出口、进口相连,，控制装置13的电信号输出分别与热空气三通阀7a电信号输入、冷/热空气三通阀7b电信号输入、媒介电动阀门22电信号输入相连。工作时，控制装置13根据汽车加速情况依照设定程序控制热空气三通阀7a、冷/热空气三通阀7b、媒介电动阀门22动作，当需要加速时，通过冷/热空气三通阀7b关闭热空气总管21，打开冷空气分管4，同时打开媒介电动阀门22，以便汽车制冷装置23向冷媒式散热器6供应冷媒，通过大幅降低控制温度来提升空气的密度，控制装置13根据降低了得空气温度控制增加加油量，使发动机燃烧室每次燃烧的输出功率增大，从而有效地提升了汽车的加速性能；当刹车或者车停下来时，控制装置13根据刹车传感器或者车速传感器26的信号依照设定程序控制冷/热空气三通阀7b将冷空气分管4关闭，打开热空气总管21，热空气三通阀7a打开热空气分管5，关闭常温分管20，使空气温度升高，密度减少，控制装置13根据降升高了得空气温度控制减少加油量，从而有效地减少油耗，由于此时汽车无需要发动机的动力驱动，因此，即使发动机的功率减少，也没有问题；当汽车匀速行驶或者不需快速加速时，控制装置13控制冷/热空气三通阀7b将冷空气分管4关闭，打开热空气总管21，热空气三通阀7a关闭热空气分管5，打开常温分管20，使空气温度处于常温下，密度适中，控制装置13根据空气温度控制加油量，使汽车在合理的功率下运行。

    这里，在冷空气分管4内、热空气分管5内分别设置温度传感器24、25，温度传感器24、25的电信号输出与控制装置13的电信号输入相连。由于由热空气转换成冷空气时，温度变化幅度大，设置在内燃机空气进口处的温度传感器还没有反应过来，因此，影响了对喷油量的控制，在冷空气分管4内设置温度传感器24就解决了这个问题。而且，控制装置可根据温度传感器24、25以及内燃机空气进口处的温度传感器27按照函数关系通过热空气三通阀7a、冷/热空气三通阀7b控制空气的温度，进而控制喷油量来控制汽车的输出功率。

Claims (1)

1.一种节能的汽车输出功率控制方法，包括向内燃机燃烧室供应空气过程，其特征在于当刹车或者停止踩踏油门踏板时，向内燃机燃烧室供应清洁的加热后的空气，同时，降低每次燃烧的供油量；当加速时，向内燃机燃烧室供应常温清洁空气，同时恢复每次燃烧的正常供油量以便恢复正常每次燃烧的输出功率，或者向内燃机燃烧室供应冷却后的清洁空气，并增加每次燃烧的供油量，来提高每次燃烧的输出功率。

2.根据权利要求1所述的节能的汽车输出功率控制方法，其特征在于当汽车处于匀速行驶时，向内燃机燃烧室供应常温清洁空气，同时恢复每次燃烧的正常供油量以便恢复正常每次燃烧的输出功率；当汽车处于加速行驶时，向内燃机燃烧室供应冷却后的清洁空气，并增加每次燃烧的供油量，来提高每次燃烧的输出功率。

3.根据权利要求1或2所述的节能的汽车输出功率控制方法，其特征在于加热后的空气来源于汽车发动机废气排放出口附近的空气。

4.一种节能的汽车输出功率控制的装置，其特征在于包括向内燃机燃烧室供气的供气装置、控制装置、刹车感应器、油门踏板感应器，供气装置包括与内燃机燃烧室相连通的总管、冷空气分管、供应热空气的热空气分管、电动阀门、过滤器，冷空气分管一端、热空气分管一端通过电动阀门与总管相连接，冷空气分管另一端、热空气分管另一端与过滤器相连接，控制装置控制电信号输出与电动阀门电信号输入相连，刹车感应器的电信号输出、油门踏板感应器的电信号输出分别与控制装置控制电信号输入相连。

5.根据权利要求4所述的节能的汽车输出功率控制的装置，其特征在于热空气分管连接有空气加热装置，冷空气分管上连接有冷却装置，冷却装置设置在电动阀门与过滤器间，控制装置的电信号输出与冷却装置的电信号输入相连。

6.根据权利要求4所述的节能的汽车输出功率控制的装置，其特征在于热空气分管的进气口位于发动机附近的高温的废气排气管处，冷空气分管上连接有冷却装置，冷却装置设置在电动阀门与过滤器间，控制装置的电信号输出与冷却装置的电信号输入相连。

7.根据权利要求5或6所述的节能的汽车输出功率控制的装置，其特征在于过滤器有两套，分别与冷空气分管、热空气分管相连接。

8.根据权利要求4或5或6所述的节能的汽车输出功率控制的装置，其特征在于冷空气分管设置在远离热源处。

9.根据权利要求7所述的节能的汽车输出功率控制的装置，其特征在于冷空气分管设置在远离热源处。

10.根据权利要求9所述的节能的汽车输出功率控制的装置，其特征在于冷却装置包括由控制装置控制的两电动三通阀、换热器，其中一电动三通阀分别通过管与汽车制冷压缩机的冷媒出口、 汽车空调换热器的冷媒进口、换热器的冷媒进口相连，另一电动三通阀通过管分别与汽车制冷压缩机的冷媒进口、 汽车空调换热器的冷媒出口、换热器的冷媒出口相连。

11.根据权利要求5所述的节能的汽车输出功率控制的装置，其特征在于设置有常温分管，常温分管一端、热空气分管一端、冷空气分管一端通过过滤器与外界空气相连，常温分管另一端、热空气分管另一端、冷空气分管另一端通过电动阀门与总管相连接，常温分管另一端、热空气分管另一端汇合后通过热空气总管与总管相连接，电动阀门包括热空气三通阀、冷/热空气三通阀，热空气三通阀设置在常温分管另一端、热空气分管另一端与热空气总管的汇合处，冷/热空气三通阀设置在冷空气分管另一端、热空气总管、总管的汇合处，冷却装置是一冷媒式散热器，冷媒式散热器的进口、出口通过媒介电动阀门与汽车制冷装置的冷媒出口、进口相连，控制装置的电信号输出分别与热空气三通阀电信号输入、冷/热空气三通阀电信号输入、媒介电动阀门电信号输入相连。

12.根据权利要求11所述的节能的汽车输出功率控制的装置，其特征在于在冷空气分管内、热空气分管内分别设置温度传感器，温度传感器的电信号输出与控制装置的电信号输入相连。