CN102661207B - 喷油控制系统、喷油控制方法及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷油控制系统，包括节气门本体和喷油器；设置在所述节气门本体上，用于检测节气门本体的位置开度，并将节气门本体的位置开度信号生成空气流量或者空气压力的检测值U₁（i）的传感器；接收检测值U₁（i），并按照U₂（i）=U₁（i）+△U和△U=（K/e^t+K₁）*U₁（i）计算出优化值U₂（i）的优化器，与优化器相连，并在△U为负值时，控制喷油器降低喷油量，在△U为正值时，控制喷油器增加喷油量的控制器。本发明还提供了一种发动机和喷油控制方法。本发明提供的喷油控制系统提高了汽车的动力，使得汽车的节能效果较好，降低了噪音，提高了汽车的节能性能。

Description

喷油控制系统、喷油控制方法及发动机

技术领域

本发明涉及发动机设计技术领域，更具体地说，涉及一种喷油控制系统，本发明还涉及一种喷油控制方法及具有上述喷油控制系统的发动机。

背景技术

目前，用于汽车内燃发动机的机械式节气门总成，主要由节气门本体、步进电机以及位置传感器三部分组成。其中位置传感器的作用是检测节气门主通道阀门片的开度，将阀门片开启的角度信息转换为电压信号，并输入汽车电子控制单元（ECU）以供ECU进行功能判断，ECU则根据当前发动机的工况，结合位置传感器的电压信号，得出当前发动机所需的喷油量来指令喷油器喷油。

目前常用的节气门位置传感器按照工作原理可以分为下面三类：1、可调电阻分压式位置传感器；2、电磁感应式位置传感器；3、电容式位置传感器。这三种传感器基本上都能够满足现在汽车的使用要求，但在许多方面仍需改进：汽车过红绿灯时启动感觉慢半拍；在上坡路段显得吃力，特别是在夏天使用空调时更是显得行驶无力。同时，随着环保意识的增强，燃油价位一路攀升，节能环保汽车的需求也较为迫切。

因此，如何解决现有汽车发动机的动力不足、节能效果差的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种喷油控制系统，以解决现有的发动机动力不足和节能效果差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种喷油控制系统，包括节气门本体和喷油器；其特征在于，该喷油控制系统还包括设置在所述节气门本体上，用于检测所述节气门本体的位置开度，并将所述节气门本体的位置开度信号生成空气流量或者空气压力的检测值U₁（i）的传感器；

接收所述检测值U₁（i），并按照公式（1）和（2）计算出优化值U₂（i）的优化器，

△U=（K/e^t+K₁）*U₁（i）            （1）

U₂（i）=U₁（i）+△U；               （2）

其中i为自然数，代表第i次测量，K和K₁均为优化所取的电路系数，K₁小于1，t为测量时间，单位为秒；

与所述优化器相连，并在△U为负值时，控制所述喷油器减少喷油量，在△U为正值时，控制所述喷油器增加喷油量的控制器。

优选的，上述喷油控制系统中，所述控制器为ECU控制器。

基于上述喷油控制系统，本发明还提供了一种发动机，其具有上述任意一项所述的喷油控制系统。

优选的，上述发动机为柴油机或者汽油机。

与上述的喷油控制系统相比，本发明还提供了一种喷油控制方法，包括以下步骤：

传感器检测节气门本体的位置开度，并将所述节气门本体的位置开度信号生成空气流量或者空气压力的检测值U₁（i）；

优化器接收所述检测值U₁（i），并按照公式（1）和（2）计算出优化值U₂（i），其中：

△U=（K/e^t+K₁）*U₁（i）            （1）

U₂（i）=U₁（i）+△U；               （2）

i为自然数，代表第i次测量，K和K₁均为优化所取的电路系数，K₁小于1，t为测量时间，单位为秒；

控制器在△U为负值时，控制所述喷油器减少喷油量，在△U为正值时，控制所述喷油器增加喷油量。

优选的，上述喷油控制方法中，所述控制器为ECU控制器。

本发明提供的喷油控制系统中由于预设规则的设定使得传感器输出的是比较理想下电压特性曲线，而在客观因素的影响下实际电压特性曲线的斜率显得大一些，检测值U₁（i）是一个偏大的值，该检测值U₁（i）经上述优化器优化后得到优化值U₂（i），通过上式可知，当△U为负值时，U₂（i）小于U₁（i），即气门开度优化值U₂（i）更接近理想值，控制器根据节气门开度优化值U₂（i）控制喷油器的喷油量，由于U₂（i）小于U₁（i），因此控制器判定经过节气门本体的空气流量就减少，为了保证空燃比，控制器控制喷油器的喷油量也相对于未经过优化的喷油量要小，而实际进入的空气流量并没有发生变化，因此燃烧会更加充分，相对于现有技术而言，同样的喷油量会燃烧的更加充分，提高了发动机的节能效果，减少了污染物的排放量；当△U为正值时，U₂（i）大于U₁（i），此时流经节气门的空气流量增多，为了保证空燃比，控制器控制喷油器的喷油量增多，这就提高了整个发动机的动力性能，解决了现有技术中汽车发动机动力不足的问题。

本发明提供的喷油控制系统中，通过外部预设规则的植入到优化器中优化后输出给控制器的电压信号来达到控制燃油的供给量，从而能够使汽车获得良好的动力性能并能使燃油得到充分的燃烧，相应地降低了污染物的排放量，提高了汽车的节能效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机械式节气门总成结构示意图；

图2为本发明实施例提供的喷油控制系统的工作流程图；

图3为TPS电压特性比较图；

图4为本发明实施例提供的发动机油耗测试特性曲线比较图；

图5为本发明实施例提供的发动机动力测试特性曲线比较图。

上图1中：

步进电机1、传感器2、节气门本体3、优化器4。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种喷油控制系统，解决了现有的发动机动力不足和节能效果差的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1和图2，本发明实施例提供了一种喷油控制系统，包括：

节气门本体3，其开度决定了发动机的空气进气量，节气门本体3包括主通道和怠速旁通道，步进电机1设置于怠速旁通道的一侧，用于控制怠速旁通道的进气量，即控制节气门本体3的开度；

传感器2，连接在主通道的节气门门轴上，用于检测主通道节气门门轴上阀门片的开度（即节气门的开度），并将位置开度信号生成空气流量或者空气压力的检测值U₁（i）；

优化器4，接收检测值U₁（i），并按照公式（1）和（2）计算出优化值U₂（i），

△U=（K/e^t+K₁）*U₁（i）            （1）

U₂（i）=U₁（i）+△U；               （2）

其中i为自然数，代表第i次测量，K和K₁均为优化所取的电路系数，K₁小于1，t为测量时间，单位为秒；

控制器与优化器4相连，并接收优化值U₂（i），在△U为负值时，控制所述喷油器减少喷油量，在△U为正值时，控制所述喷油器增加喷油量。

本发明实施例提供的喷油控制系统中由于预设规则的设定使得传感器输出的是比较理想下电压特性曲线，而在客观因素的影响下实际电压特性曲线的斜率显得大一些，检测值U₁（i）是一个偏大的值，该检测值U₁（i）经上述优化器优化后得到优化值U₂（i），通过上式可知，当△U为负值时，U₂（i）小于U₁（i），即气门开度优化值U₂（i）更接近理想值，控制器根据气门开度优化值U₂（i）控制喷油器的喷油量，由于U₂（i）小于U₁（i），因此控制器判定经过节气门本体的空气流量就减少，为了保证空燃比，控制器控制喷油器的喷油量也相对于未经过优化的喷油量要小，而实际进入的空气流量并没有发生变化，因此燃烧会更加充分，相对于现有技术而言，同样的喷油量会燃烧的更加充分，提高了发动机的节能效果，减少了污染物的排放量。这样就保证了进入发动机的燃油充分燃烧，使其工作更平稳，当然，油耗有所降低，同时也降低了发动机的运行噪声；当△U为正值时，U₂（i）大于U₁（i），此时流经节气门本体的空气流量增多，为了保证空燃比，控制器控制喷油器的喷油量增多，这就提高了整个发动机的动力性能，解决了现有技术中汽车发动机动力不足的问题。具体的，当0<K<1且K1小于0时，整个喷油控制系统为节油型控制；K>1，而K1小于0时，整个喷油控制系统为混合型（即介于节油型和动力型之间的工作状态）；K>1，而K1大于0且小于1时为动力型。

对于不同车型而言，所使用的发动机有所不同，只要对植入的程序进行调整就可涵盖所有的车型。

具体的，上述控制器为ECU控制器，当然也可以为PLC控制器等，本发明实施例不对控制器种类进行具体限定。

基于上述实施例提供的喷油控制系统，本发明实施例还提供了一种发动机，该发动机具有上述实施例中所述的喷油控制系统。

正因为如此，本实施例通过优化器对节气门位置传感的优化及程序的控制就能达到动力的提升和节能减排的目的，如表一所示。

表一

经实践证明，本优化器使汽车具有以下优点：

1、在不同工况下噪声有明显的下降；

2、动力性能及驾驶舒适性得到明显改善；

3、节油效果为5%～10%。

本发明实施例还提供了一种喷油控制方法，包括以下步骤：

传感器检测节气门本体3的位置开度，并将节气门本体3的位置开度信号生成空气流量或者空气压力的检测值U₁（i）；

优化器4接收所述检测值U₁（i），并按照公式（1）和（2）计算出优化值U₂（i），其中：

△U=（K/e^t+K₁）*U₁（i）        （1）

U₂（i）=U₁（i）+△U；           （2）

i为自然数，代表第i次测量，K和K₁均为优化所取的电路系数，K₁小于1，t为测量时间，单位为秒；

控制器在△U为负值时，控制所述喷油器减少喷油量，在△U为正值时，控制所述喷油器增加喷油量。

上述喷油方法中，具体的控制器可以为ECU控制器，本发明实施例不对控制器的种类作具体限定。

采用本喷油控制方法可以达到上述实施例所述的喷油控制系统所能够达到的有益效果，具体请参考上述喷油控制系统部分即可，在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种喷油控制系统，包括节气门本体和喷油器；该喷油控制系统包括设置在所述节气门本体上，用于检测所述节气门本体的位置开度，并将所述节气门本体的位置开度信号生成空气流量或者空气压力的检测值U₁(i)的传感器，其特征在于，还包括；

接收所述检测值U₁(i)，并按照公式(1)和(2)计算出优化值U₂(i)的优化器，

△U＝(K/e^t+K₁)*U₁(i)    (1)

U₂(i)＝U₁(i)+△U；    (2)

其中i为自然数，代表第i次测量，K和K₁均为优化所取的电路系数，K₁小于1，t为测量时间，单位为秒；

与所述优化器相连，并在△U为负值时，控制所述喷油器减少喷油量，在△U为正值时，控制所述喷油器增加喷油量的控制器。

2.根据权利要求1所述的喷油控制系统，其特征在于，所述控制器为ECU控制器。

3.一种发动机，其特征在于，其具有上述权利要求1或者2所述的喷油控制系统。

4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述发动机为柴油机或者汽油机。

5.一种喷油控制方法，包括步骤：传感器检测节气门本体的位置开度，并将所述节气门本体的位置开度信号生成空气流量或者空气压力的检测值U₁(i)，其特征在于，还包括以下步骤；

优化器接收所述检测值U₁(i)，并按照公式(1)和(2)计算出优化值U₂(i)，其中：

△U＝(K/e^t+K₁)*U₁(i)   ( 1)

U₂(i)＝U₁(i)+△U；    (2)

i为自然数，代表第i次测量，K和K₁均为优化所取的电路系数，K₁小于1，t为测量时间，单位为秒；

控制器在△U为负值时，控制所述喷油器减少喷油量，在△U为正值时，控制所述喷油器增加喷油量。

6.根据权利要求5所述的喷油控制方法，其特征在于，所述控制器为ECU控制器。